WO2014185285A1 - 研磨用組成物 - Google Patents

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WO2014185285A1
WO2014185285A1 PCT/JP2014/062099 JP2014062099W WO2014185285A1 WO 2014185285 A1 WO2014185285 A1 WO 2014185285A1 JP 2014062099 W JP2014062099 W JP 2014062099W WO 2014185285 A1 WO2014185285 A1 WO 2014185285A1
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acid
polishing
compound
phase change
polishing composition
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PCT/JP2014/062099
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English (en)
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Inventor
幸信 吉▲崎▼
Original Assignee
株式会社フジミインコーポレーテッド
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents

Definitions

  • the present invention relates to a polishing composition, and more particularly to a polishing composition suitable for polishing a polishing object having a phase change compound.
  • PRAM Phase Change Random Access Memory
  • PCM Phase Change Random Access Memory
  • Typical phase change materials suitable for these applications include Group 16 elements (chalcogenides, such as Te or Po) and Group 15 elements (such as Sb) in the long-period periodic table, such as In, Ge, It is used in combination with one or more metal elements such as Ga, Sn, or Ag.
  • a particularly useful phase change material is germanium (Ge) -antimony (Sb) -tellurium (Te) alloy (GST alloy).
  • CMP chemical mechanical polishing
  • phase change material to be polished is sulfur (S), cerium (Ce), germanium (Ge). , Antimony (Sb), tellurium (Te), silver (Ag), indium (In), tin (Sn), gallium (Ga), etc. are mixed at a specific ratio, and many phase change materials (for example, GST The physical properties of) differ from those of conventional metal layer materials, such as being “soft” compared to other materials used in PCM chips, so that current metal-containing surfaces are polished. It was difficult to apply the polishing composition as it was.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-016821 discloses a polishing composition for polishing a polishing object having a phase change compound containing abrasive grains and a nitrogen compound. Is disclosed.
  • JP 2009-016629 A discloses a polishing composition for polishing a polishing object having a phase change compound containing abrasive grains, iron ions or iron chelate complexes. Is disclosed.
  • an object of the present invention is to provide means capable of improving the polishing rate and polishing selectivity of a phase change compound in a polishing composition used for polishing a polishing object containing a phase change compound.
  • a polishing composition comprising an organic compound having three or more hydroxy groups, at least one of an agent having a chelating action on at least one component of the phase change compound and a brittle film forming agent, and an oxidizing agent It has been found that the above-mentioned problems can be solved by a product. And based on the said knowledge, it came to complete this invention.
  • the present invention includes an organic compound having three or more hydroxy groups, at least one of an agent having a chelating action on at least one component of a phase change compound and a brittle film forming agent, and an oxidizing agent. Polishing composition.
  • the present invention is for polishing comprising an organic compound having three or more hydroxy groups, at least one of an agent having a chelating action on at least one component of a phase change compound and a brittle film forming agent, and an oxidizing agent. It is a composition. By setting it as such a structure, it becomes a polishing composition in which the polishing rate and polishing selectivity of the phase change compound are improved.
  • an oxidizing agent acts on the GST alloy, and germanium (Ge), antimony (Sb), and tellurium (Te), which are constituent components of the GST alloy, are oxidized.
  • germanium (Ge), antimony (Sb), and tellurium (Te) which are constituent components of the GST alloy, are oxidized.
  • surface hydroxyl groups are further generated by hydration. It is considered that the hydroxyl group in the organic compound is bonded by dehydration condensation to the surface hydroxyl group, resulting in a more easily polished surface. Since dehydration condensation is likely to occur in an organic compound having more hydroxy groups in one molecule, it is considered that the polishing rate of the GST alloy is likely to increase by the addition of an organic compound having three or more hydroxy groups.
  • the organic compound does not increase the electrical conductivity of the abrasive grains, and therefore does not change the mechanical polishing action of the abrasive grains. Therefore, the polishing rate of the insulating film does not change, and the polishing composition is further improved in the polishing selectivity of the GST alloy (phase change compound).
  • the polishing composition of the present invention is used for polishing a polishing object containing a phase change compound.
  • Phase change compounds are used in PRAM (Phase Change Random Access Memory) devices (also known as Ovonic Memory Devices or PCRAM Devices) for insulating amorphous and conductive crystalline phases for electronic storage applications. Is used as a material that can be electrically switched.
  • PRAM Phase Change Random Access Memory
  • Phase change compounds suitable for such applications include group 16 elements (chalcogenides, such as tellurium (Te) or polonium (Po)) of the long-period periodic table, and group 15 elements (such as antimony (Sb )) And one or more metal elements such as indium (In), germanium (Ge), gallium (Ga), tin (Sn), and silver (Ag).
  • group 16 elements chalcogenides, such as tellurium (Te) or polonium (Po)
  • group 15 elements such as antimony (Sb )
  • metal elements such as indium (In), germanium (Ge), gallium (Ga), tin (Sn), and silver (Ag).
  • a particularly useful phase change compound is germanium (Ge) -antimony (Sb) -tellurium (Te) alloy (GST alloy).
  • the object to be polished may contain a material other than the phase change compound.
  • the material include materials containing silicon used as an insulating film, such as TEOS (tetraethoxysilane) and SiN (silicon nitride). .
  • the polishing composition according to the present invention includes an organic compound having three or more hydroxy groups (hereinafter also simply referred to as an organic compound).
  • the organic compound is bonded to a hydroxy group formed on the surface of the phase change compound by dehydration condensation, and improves the polishing property of the surface of the phase change compound.
  • organic compound examples include polyglycidol, glycerin, polyglycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,3,5-pentatriol, erythritol, pentaerythritol, dipentaerythritol and the like.
  • Alcohol sugar alcohols such as sorbitol, sorbitan, sorbitol glycerin condensate, adonitol, arabitol, xylitol, mannitol, maltitol; glucose, fructose, mannose, indose, sorbose, gulose, talose, tagatose, galactose, sucrose, lactose, allose, Apius, psicose, altrose, arabinose, ribulose, ribose, deoxyribose, fucose, xylose, xylulose, lyxo , Idose, threose, erythrulose, erythrose, rhamnose, cellobiose, cordierbiose, nigerose, sophorose, maltose, isomaltose, trehalose, laminaribiose, genti
  • Sugars Sugar acids such as glucuronic acid and galacturonic acid; ascorbic acid and glucuro Lactone, gluconolactone; monatin, monelin, curculin; starch, glycogen, amylose, amylopectin, carboxymethyl starch, methylhydroxypropyl starch, methylcellulose, ethylcellulose, methylhydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, sodium cellulose sulfate, hydroxypropylcellulose, carboxy Examples thereof include water-soluble polymers such as methyl cellulose, cellulose, sodium alginate, propylene glycol alginate, and polyvinyl alcohol. Furthermore, derivatives of these exemplified compounds such as partially etherified products and partially esterified products, and salts of these exemplified compounds are also suitable.
  • organic compounds can be used alone or in admixture of two or more.
  • the lower limit of the content of the organic compound in the polishing composition is preferably 0.01% by weight or more, and more preferably 0.1% by weight or more. As the content of the organic compound increases, the polishing rate and polishing selectivity of the phase change compound can be improved.
  • the upper limit of the content of the organic compound in the polishing composition is preferably 10% by weight or less, and more preferably 7.5% by weight or less. As the content of the organic compound decreases, the handling of the polishing composition itself can be facilitated, and the production cost of the composition can be suppressed.
  • the polishing composition of the present invention contains at least one of an agent having a chelating action on at least one component contained in the phase change compound and a brittle film forming agent. These agents act to increase the polishing rate by acting on the surface of the phase change compound.
  • the polishing composition of the present invention can contain an agent having a chelating action on at least one component contained in the phase change compound.
  • the chelating agent is complexed with the surface of the phase change compound to form a water-soluble complex, thereby chemically etching the surface of the phase change compound, and the polishing rate by the polishing composition. It works to improve.
  • Examples of usable chelating agents include organic acids, amino acids, nitrile compounds, and other chelating agents.
  • organic acid include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and the like.
  • a salt such as an alkali metal salt of an organic acid may be used in place of or in combination with the organic acid.
  • amino acids include glycine, ⁇ -alanine, ⁇ -alanine, N-methylglycine, N, N-dimethylglycine, 2-aminobutyric acid, norvaline, valine, leucine, norleucine, isoleucine, phenylalanine, proline, sarcosine, Ornithine, lysine, taurine, serine, threonine, homoserine, tyrosine, bicine, tricine, 3,5-diiodo-tyrosine, ⁇ - (3,4-dihydroxyphenyl) -alanine, thyroxine, 4-hydroxy-proline, cysteine, methionine , Ethionine, lanthionine, cystathionine, cystine, cysteic acid, aspartic acid, glutamic acid, S- (carboxymethyl) -cysteine, 4-aminobutyric acid, asparagine, glutamine,
  • nitrile compounds include acetonitrile, aminoacetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, benzonitrile, glutaronitrile, methoxyacetonitrile, and the like.
  • chelating agents other than these include iminodiacetic acid, nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, N, N, N-trimethylenephosphonic acid, ethylenediamine-N, N, N ′, N′— Tetramethylenesulfonic acid, transcyclohexanediaminetetraacetic acid, 1,2-diaminopropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, ethylenediamine orthohydroxyphenylacetic acid, ethylenediamine disuccinic acid (SS form), N- (2-carboxylate ethyl) -L-aspartic acid, ⁇ -alanine diacetic acid, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, N, N′-bis (2-hydroxybenzyl) ethylenediamine—
  • organic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, citric acid; glycine, alanine, valine, leucine, phenylalanine, Amino acids such as proline, lysine, taurine, bicine, tricine, cysteine, methionine, cystine, cysteic acid, aspartic acid, 4-aminobutyric acid, asparagine, glutamine, arginine, histidine, tryptophan; nitrile compounds such as acetonitrile and benzonitrile; imino Particularly preferred are diacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, and N- (2-carboxylateethyl) -L-aspartic acid.
  • agents having a chelating action can be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the content of the agent having a chelating action in the polishing composition is preferably 0.01% by weight or more, and more preferably 0.1% by weight or more. As the content of the chelating agent increases, the etching effect on the phase change compound increases. As a result, the polishing rate by the polishing composition is further improved.
  • the upper limit of the content of the chelating agent in the polishing composition is preferably 10% by weight or less, more preferably 8% by weight or less, and further preferably 5% by weight or less. preferable.
  • the content of the chelating agent decreases, excessive etching with respect to the phase change compound is less likely to occur. As a result, excessive polishing can be suppressed.
  • the brittle film forming agent that can be contained in the polishing composition of the present invention forms an insoluble brittle film by chemically bonding with the surface of the phase change compound.
  • the brittle film refers to an insoluble film formed by chemical bonding of a phase change compound and a brittle film forming agent, and is a film that is more brittle than the phase change compound itself.
  • the chemical bond here is a covalent bond, an ionic bond, a hydrogen bond, a bond by intermolecular force, or the like.
  • a high polishing rate can be obtained by mechanically polishing the brittle film with abrasive grains.
  • the brittle film forming agent include saturated monocarboxylic acid, phosphoric acid compound, amine, ammonium compound and the like.
  • saturated monocarboxylic acids include, for example, acetic acid, lactic acid, propionic acid, butyric acid, glycolic acid, gluconic acid, salicylic acid, isonicotinic acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, hydroangelic acid, capron Acid, 2-methylpentanoic acid, 4-methylpentanoic acid, 2,3-dimethylbutanoic acid, 2-ethylbutanoic acid, 2,2-dimethylbutanoic acid, 3,3-dimethylbutanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonane Examples include acid and decanoic acid.
  • the saturated monocarboxylic acid has preferably 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms.
  • saturated monocarboxylic acids having 2 to 6 carbon atoms acetic acid, lactic acid, propion are used from the viewpoint that they can easily form an insoluble brittle film by complex formation with the surface of the phase change compound and as a result, a high polishing rate can be obtained.
  • the saturated monocarboxylic acid may be in the form of a salt. Moreover, the said saturated monocarboxylic acid may be used individually or in combination of 2 or more types.
  • Examples of the phosphoric acid compound include phosphoric acid, phosphine, phosphine oxide, phosphine sulfide, diphosphane and the like, and halides thereof, phosphonium salts, phosphonic acid, phosphinic acid, and derivatives thereof.
  • Phosphoric acid, phosphinic acid, and phosphonic acid are preferred from the viewpoint of easily forming an insoluble brittle film by complex formation with the phase change compound surface, and as a result, a high polishing rate can be obtained.
  • the organophosphorus compound may be in the form of a salt.
  • the amine may be an aliphatic amine or an aromatic amine. Further, it may be a substituted amine or an unsubstituted amine. Of these, amines having an alkyl group, a hydroxyalkyl group, or a hydroxyaryl group are preferred. Specific examples of the alkyl group include, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl.
  • hydroxyalkyl group or hydroxyaryl group include groups derived from methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, benzyl alcohol, or phenol.
  • amines used include aliphatic primary amines such as methylamine, ethylamine, propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, cyclohexylamine, dimethylamine, diethylamine, and dipropylamine.
  • Aliphatic secondary amines such as dibutylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, di-tert-butylamine, aliphatic tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, and diethylethanol
  • examples include other chain amines such as amine, diethanolamine, and triethanolamine, and cyclic amines such as pyridine and piperazine. Two or more types of amines may be used in combination.
  • ammonium compound examples include quaternary ammonium compounds such as tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide and tetrapropylammonium hydroxide, ammonium hydroxide (ammonia water), ammonium and ammonium salts.
  • Ammonium is present in the polishing composition as ammonium ions. Ammonium ions are particularly easily complexed with phase change compounds.
  • the acid component of the ammonium salt may be derived from an inorganic acid such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, or boric acid.
  • fatty acids such as formic acid, acetic acid and propionic acid, aromatic carboxylic acids such as benzoic acid and phthalic acid, citric acid, oxalic acid, tartaric acid, malic acid, maleic acid, fumaric acid, succinic acid, organic sulfonic acid, organic phosphone It may be derived from other organic acids such as acids. Two or more ammonium compounds may be used in combination.
  • acetic acid lactic acid, glycolic acid, gluconic acid, propionic acid, salicylic acid, isonicotinic acid, phosphoric acid, HEDP, phosphonic acid, phosphinic acid, phenylphosphonic acid, phosphinic acid, and ammonium hydroxide are preferable. .
  • the lower limit of the content of the brittle film forming agent in the polishing composition is preferably 0.001% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more, and 0.1% by weight or more. More preferably. As the content of the brittle film forming agent increases, the polishing rate increases, which is preferable.
  • the upper limit of the content of the brittle film forming agent in the polishing composition is preferably 10% by weight or less, more preferably 8% by weight or less, and further preferably 5% by weight or less. As the content of the brittle film forming agent decreases, the production cost can be reduced, which is preferable.
  • the agent having a chelating action and the brittle film forming agent may be used alone or in combination with an agent having a chelating action and a brittle film forming agent. As is clear from the above examples of compounds, some types of compounds have both the chelating action and the brittle film forming agent.
  • the polishing composition according to the present invention contains an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent contained in the polishing composition has an action of oxidizing the surface of the phase change compound, and improves the polishing rate.
  • oxidizing agents are hydrogen peroxide, peracetic acid, perbenzoic acid, tert-butyl hydroperoxide, potassium permanganate, potassium dichromate, potassium iodate, potassium periodate, nitric acid, iron nitrate, Examples include chloric acid, hypochlorous acid, potassium ferricyanide, ammonium persulfate, and ozone water.
  • hydrogen peroxide, nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, and ozone water are preferred, and hydrogen peroxide is preferred.
  • oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more. Of these, persulfate and hydrogen peroxide are preferable, and hydrogen peroxide is particularly preferable.
  • the lower limit of the content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 0.3% by weight or more. As the content of the oxidizing agent increases, the polishing rate of the polishing object including the phase change compound is further improved.
  • the upper limit of the content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 10% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less. As the content of the oxidizing agent decreases, the cost of the polishing composition can be reduced, and the load of the treatment of the polishing composition after use for polishing, that is, the waste liquid treatment can be reduced. Further, excessive oxidation of the phase change compound by the oxidizing agent is less likely to occur, and excessive polishing can be suppressed.
  • the polishing composition of the present invention may further comprise water, abrasive grains, metal anticorrosive, polishing accelerator, surfactant, oxoacid, preservative, antifungal agent, reducing agent, water-soluble polymer, if necessary.
  • Other components such as an organic solvent for dissolving the hardly soluble organic substance may be further included.
  • water, abrasive grains, metal anticorrosives, surfactants, preservatives, and fungicides which are other preferable components, will be described.
  • the polishing composition of the present invention preferably contains water as a dispersion medium or solvent for dispersing or dissolving the abrasive grains. From the viewpoint of suppressing the inhibition of the action of other components, water containing as little impurities as possible is preferable. Specifically, after removing impurity ions with an ion exchange resin, pure water from which foreign matters are removed through a filter is used. Water, ultrapure water, or distilled water is preferred.
  • the polishing composition of the present invention may contain abrasive grains.
  • the abrasive grains may be any of inorganic particles, organic particles, and organic-inorganic composite particles.
  • the inorganic particles include particles made of a metal oxide such as silica, alumina, ceria, titania, and silicon nitride particles, silicon carbide particles, and boron nitride particles.
  • Specific examples of the organic particles include polymethyl methacrylate (PMMA) particles. Among these, silica particles are preferable, and colloidal silica is particularly preferable.
  • Abrasive grains may be surface-modified. Since ordinary colloidal silica has a zeta potential value close to zero under acidic conditions, silica particles are not electrically repelled with each other under acidic conditions and are likely to agglomerate. On the other hand, abrasive grains whose surfaces are modified so that the zeta potential has a relatively large positive or negative value even under acidic conditions are strongly repelled and dispersed well even under acidic conditions. This will improve the storage stability.
  • Such surface-modified abrasive grains can be obtained, for example, by mixing a metal such as aluminum, titanium or zirconium or an oxide thereof with the abrasive grains and doping the surface of the abrasive grains.
  • the surface-modified abrasive grains in the polishing composition may be silica with an organic acid immobilized thereon.
  • colloidal silica having an organic acid immobilized thereon can be preferably used.
  • the organic acid is immobilized on the colloidal silica by chemically bonding a functional group of the organic acid to the surface of the colloidal silica. If the colloidal silica and the organic acid are simply allowed to coexist, the organic acid is not fixed to the colloidal silica.
  • sulfonic acid which is a kind of organic acid, is immobilized on colloidal silica, for example, the method described in “Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem.
  • a silane coupling agent having a thiol group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane is coupled to colloidal silica and then oxidized with hydrogen peroxide to fix the sulfonic acid on the surface.
  • the colloidal silica thus obtained can be obtained.
  • the carboxylic acid is immobilized on colloidal silica, for example, “Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”, Chemistry Letters, 228, 229 (2000).
  • colloidal silica having a carboxylic acid immobilized on the surface can be obtained by irradiating light after coupling a silane coupling agent containing a photoreactive 2-nitrobenzyl ester to colloidal silica. .
  • the content of abrasive grains in the polishing composition is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more, and further preferably 1% by weight or more. As the content of the abrasive grains increases, there is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved.
  • the content of abrasive grains in the polishing composition is also preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and still more preferably 10% by weight or less. As the abrasive content decreases, the material cost of the polishing composition can be reduced.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is preferably 5 nm or more, more preferably 7 nm or more, and further preferably 10 nm or more. As the average primary particle diameter of the abrasive grains increases, there is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved. In addition, the value of the average primary particle diameter of an abrasive grain can be calculated based on the specific surface area of the abrasive grain measured by BET method, for example.
  • the average primary particle diameter of the abrasive grains is also preferably 100 nm or less, more preferably 90 nm or less, and further preferably 80 nm or less. As the average primary particle diameter of the abrasive grains decreases, it is easy to obtain a polished surface with few surface defects by polishing the object to be polished using the polishing composition.
  • the average secondary particle diameter of the abrasive grains is preferably 150 nm or less, more preferably 120 nm or less, and even more preferably 100 nm or less.
  • the value of the average secondary particle diameter of the abrasive grains can be measured by, for example, a laser light scattering method.
  • the average degree of association of the abrasive grains obtained by dividing the average secondary particle diameter value of the abrasive grains by the average primary particle diameter value is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more. preferable. As the average degree of association of the abrasive grains increases, there is an advantage that the removal rate of the object to be polished by the polishing composition is improved.
  • the average degree of association of the abrasive grains is also preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less. As the average degree of association of the abrasive grains decreases, a polished surface with few surface defects is easily obtained.
  • the polishing composition according to the present invention can contain a metal anticorrosive.
  • a metal anticorrosive By adding a metal anticorrosive to the polishing composition, surface defects such as dishing are less likely to occur in the phase-change compound after polishing with the polishing composition.
  • the metal anticorrosive agent acts to reduce oxidation of the surface of the phase change compound by the oxidizing agent and to react with metal ions generated by oxidation of the metal on the surface of the phase change compound by the oxidizing agent to form an insoluble complex. .
  • etching of the phase change compound by the agent having a chelating action can be suppressed, and excessive polishing can be suppressed.
  • the metal anticorrosive that can be used is not particularly limited, but is preferably a compound in which two carbonyl groups contained in the molecule are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule.
  • Examples thereof include a ⁇ -diketone compound represented by (1), a ⁇ -ketoamide compound represented by the following general formula (2), and a ⁇ -ketoester compound represented by the following general formula (3).
  • R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyethyl group, or a substituted group.
  • R 1 and R 3 , and R 2 and R 4 may be bonded to each other to form a 5-membered ring or a 6-membered ring.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyethyl group, Or an aryl group which may be substituted, wherein R 5 and R 6 , R 6 and R 7 , R 7 and R 9 , and R 8 and R 9 are bonded to each other to form a five-membered ring or a six-membered ring; A member ring may be formed.
  • R 10 , R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyethyl group, or a substituted group.
  • R 10 and R 11 , R 11 and R 12 , and R 12 and R 13 may be bonded to each other to form a 5-membered ring or a 6-membered ring.
  • the ⁇ -diketone represented by the general formula (1) is a compound in which two carbonyl groups contained in the molecule contained in the polishing composition are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule.
  • Specific examples of the compound include acetylacetone, trifluoroacetylacetone, propionylacetone, benzoylacetone, benzoyltrifluoroacetone, and dibenzoylmethane. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • a compound in which two carbonyl groups contained in the molecule contained in the polishing composition are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule is a ⁇ -ketoamide represented by the general formula (2)
  • These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • the ⁇ -ketoester represented by the general formula (3) is a compound in which two carbonyl groups contained in the molecule contained in the polishing composition are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule.
  • a compound specifically, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, octyl acetoacetate, oleyl acetoacetate, lauryl acetoacetate, stearyl acetoacetate, benzyl acetoacetate, methyl 3-oxopentanoate, or octyl 3-oxopentanoate Etc.
  • These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
  • the upper limit of the content of the compound in which two carbonyl groups contained in the molecule in the polishing composition are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule is preferably 10% by weight or less, It is more preferably 8% by weight or less, and further preferably 5% by weight or less.
  • the polishing rate is improved, which is preferable.
  • the lower limit of the content of the compound in which two carbonyl groups contained in the molecule in the polishing composition are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule is 0.0001% by weight or more. Preferably, it is 0.001% by weight or more, more preferably 0.01% by weight or more. Etching is suppressed as the content of the compound in which two carbonyl groups contained in the molecule are bonded to the 1st and 3rd carbon atoms in the molecule increases. As a result, the occurrence of recesses can be suppressed, which is preferable.
  • metal anticorrosives include heterocyclic compounds.
  • heterocyclic compounds include, for example, pyrrole compounds, pyrazole compounds, imidazole compounds, triazole compounds, tetrazole compounds, pyridine compounds, pyrazine compounds, pyridazine compounds, pilidine compounds, indolizine compounds, indole compounds, isoindoles.
  • indazole compound purine compound, quinolidine compound, quinoline compound, isoquinoline compound, naphthyridine compound, phthalazine compound, quinoxaline compound, quinazoline compound, cinnoline compound, buteridine compound, thiazole compound, isothiazole compound, oxazole compound, isoxazole compound, furazane And nitrogen-containing heterocyclic compounds such as compounds.
  • More specific examples include pyrazole compounds such as 1H-pyrazole, 4-nitro-3-pyrazolecarboxylic acid, 3,5-pyrazolecarboxylic acid, 3-amino-5-phenylpyrazole, 5 -Amino-3-phenylpyrazole, 3,4,5-tribromopyrazole, 3-aminopyrazole, 3,5-dimethylpyrazole, 3,5-dimethyl-1-hydroxymethylpyrazole, 3-methylpyrazole, 1-methyl Pyrazole, 3-amino-5-methylpyrazole, 4-amino-pyrazolo [3,4-d] pyrimidine, allopurinol, 4-chloro-1H-pyrazolo [3,4-D] pyrimidine, 3,4-dihydroxy-6 -Methylpyrazolo (3,4-B) -pyridine, 6-methyl-1H-pyrazolo [3,4-b] pyridine 3-amine, and the like.
  • pyrazole compounds such as 1H-pyrazole, 4-
  • imidazole compounds include imidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 4-methylimidazole, 1,2-dimethylpyrazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-isopropylimidazole, benzimidazole, 5,6-dimethylbenzimidazole, 2-aminobenzimidazole, 2-chlorobenzimidazole, 2-methylbenzimidazole, 2- (1-hydroxyethyl) benzimidazole, 2-hydroxybenzimidazole, 2-phenylbenzimidazole, 2 , 5-dimethylbenzimidazole, 5-methylbenzimidazole, 5-nitrobenzimidazole, 1H-purine and the like.
  • triazole compounds include, for example, 1,2,3-triazole (1H-BTA), 1,2,4-triazole, 1-methyl-1,2,4-triazole, methyl-1H-1,2, 4-triazole-3-carboxylate, 1,2,4-triazole-3-carboxylic acid, methyl 1,2,4-triazole-3-carboxylate, 1H-1,2,4-triazole-3-thiol, 3,5-diamino-1H-1,2,4-triazole, 3-amino-1,2,4-triazole-5-thiol, 3-amino-1H-1,2,4-triazole, 3-amino- 5-benzyl-4H-1,2,4-triazole, 3-amino-5-methyl-4H-1,2,4-triazole, 3-nitro-1,2,4-triazole, 3-bromo-5 Nitro 1,2,4-triazole, 4- (1,2,4-triazol-1-yl) phenol, 4-amino-1,2,4-triazole, 4-amino
  • tetrazole compounds include 1H-tetrazole, 5-methyltetrazole, 5-aminotetrazole, 5-phenyltetrazole, and the like.
  • indazole compounds include, for example, 1H-indazole, 5-amino-1H-indazole, 5-nitro-1H-indazole, 5-hydroxy-1H-indazole, 6-amino-1H-indazole, 6-nitro-1H -Indazole, 6-hydroxy-1H-indazole, 3-carboxy-5-methyl-1H-indazole and the like.
  • indole compounds include, for example, 1H-indole, 1-methyl-1H-indole, 2-methyl-1H-indole, 3-methyl-1H-indole, 4-methyl-1H-indole, 5-methyl-1H- Indole, 6-methyl-1H-indole, 7-methyl-1H-indole, 4-amino-1H-indole, 5-amino-1H-indole, 6-amino-1H-indole, 7-amino-1H-indole, 4-hydroxy-1H-indole, 5-hydroxy-1H-indole, 6-hydroxy-1H-indole, 7-hydroxy-1H-indole, 4-methoxy-1H-indole, 5-methoxy-1H-indole, 6- Methoxy-1H-indole, 7-methoxy-1H-indole, 4-chloro-1H Indole, 5-chloro-1H-indole, 6-chloro-1H Indo
  • preferred heterocyclic compounds are triazole compounds, and in particular, 1H-benzotriazole, 5-methyl-1H-benzotriazole, 5,6-dimethyl-1H-benzotriazole, 1- [N, N-bis (hydroxy Ethyl) aminomethyl] -5-methylbenzotriazole, 1- [N, N-bis (hydroxyethyl) aminomethyl] -4-methylbenzotriazole, 1,2,3-triazole, and 1,2,4-triazole Is preferred. Since these heterocyclic compounds have high chemical or physical adsorption power to the surface of the phase change compound, a stronger protective film can be formed on the surface of the phase change compound. This is advantageous in improving the flatness of the surface of the phase change compound after polishing with the polishing composition of the present invention.
  • a preferable metal anticorrosive is a nitrogen-containing five-membered ring compound, and at least one selected from the group consisting of 1H-pyrazole, 1,2,4-triazole, and 1H-tetrazole is more preferable.
  • the lower limit of the content of the metal anticorrosive in the polishing composition is preferably 0.001 g / L or more, more preferably 0.005 g / L or more, and still more preferably 0.01 g / L or more.
  • the upper limit of content of the metal anticorrosive agent in polishing composition is 10 g / L or less, More preferably, it is 5 g / L or less, More preferably, it is 2 g / L or less. If it is such a range, the flatness of the surface of the phase change compound after grind
  • the polishing composition according to the present invention can contain a surfactant. By adding a surfactant to the polishing composition, dishing of the phase change compound after polishing can be further suppressed.
  • the surfactant used may be any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant and a nonionic surfactant, and among them, an anionic surfactant and Nonionic surfactants are preferred.
  • a plurality of types of surfactants may be used in combination, and it is particularly preferable to use a combination of an anionic surfactant and a nonionic surfactant.
  • anionic surfactant examples include, for example, polyoxyethylene alkyl ether acetic acid, polyoxyethylene alkyl ether sulfuric acid, alkyl ether sulfuric acid, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid ester, alkyl sulfuric acid ester, polyoxyethylene alkyl sulfuric acid, alkyl Examples include sulfuric acid, alkylbenzene sulfonic acid, alkyl phosphoric acid ester, polyoxyethylene alkyl phosphoric acid ester, polyoxyethylene sulfosuccinic acid, alkyl sulfosuccinic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, alkyl diphenyl ether disulfonic acid, and salts thereof.
  • polyoxyethylene alkyl ether acetic acid polyoxyethylene alkyl ether sulfate, alkyl ether sulfate and alkylbenzene sulfonate are preferred. Since these preferable anionic surfactants have high chemical or physical adsorption power to the phase change compound surface, they form a stronger protective film on the phase change compound surface. This is advantageous in improving the flatness of the surface of the phase change compound after polishing with the polishing composition.
  • cationic surfactant examples include alkyl trimethyl ammonium salt, alkyl dimethyl ammonium salt, alkyl benzyl dimethyl ammonium salt, and alkyl amine salt.
  • amphoteric surfactants include alkyl betaines and alkyl amine oxides.
  • nonionic surfactants include, for example, polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene alkyl ether, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl amines, and alkyl alkanols. Amides are mentioned. Of these, polyoxyalkylene alkyl ether is preferred. Since polyoxyalkylene alkyl ether has high chemical or physical adsorption power to the phase change compound surface, it forms a stronger protective film on the phase change compound surface. This is advantageous in improving the flatness of the surface of the phase change compound after polishing with the polishing composition.
  • polyoxyalkylene alkyl ethers such as polyoxyethylene alkyl ether, sorbitan fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl amines, and alkyl alkanols. Amides are mentioned. Of these, poly
  • the content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.001 g / L or more, more preferably 0.005 g / L or more, and further preferably 0.01 g / L or more. preferable. As the content of the surfactant increases, there is an advantage that the flatness of the surface of the phase change compound after polishing with the polishing composition is improved.
  • the content of the surfactant in the polishing composition is also preferably 10 g / L or less, more preferably 5 g / L or less, and further preferably 1 g / L or less. As the surfactant content decreases, there is an advantage that the polishing rate of the polishing composition is improved.
  • the polishing composition according to the present invention can contain an oxo acid.
  • the “oxo acid” is also referred to as an oxy acid or an oxygen acid, and is an acid in which hydrogen that can be dissociated as a proton (H + ) is bonded to an oxygen atom, and is represented by a general formula XO n (OH) m .
  • Typical oxo acids include sulfuric acid (H 2 SO 4 ), nitric acid (HNO 3 ), and phosphoric acid (H 3 PO 4 ), which are inorganic acids that do not contain metal elements or metalloid atoms.
  • the polishing composition according to the present invention is characterized in that it contains an oxo acid containing “metal element or metalloid element”.
  • metal element refers to an element having a metallic property of “single metal having a metallic luster, excellent malleability, ductility, and remarkable electrical and thermal conductivity”. All elements known as “metal elements” are encompassed by this concept.
  • the “semi-metal element” is also referred to as a metalloid, and is an element showing an intermediate property between a metal and a nonmetal.
  • boron (B) silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), selenium (Se), antimony (Sb), Tell tellurium (Te), polonium (Po), and astatine (At).
  • the metal element or metalloid element contained in the oxo acid is preferably an element belonging to Group 3 to Group 17 in the long-period periodic table of the element, and more preferably the following element: Preferred: B, Al, Si, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Tl, Pb, Bi, Po, At, Ac, Th, Pa, U, Np, Pu.
  • the metal element contained in the oxo acid is particularly preferably tungsten (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), manganese (Mn), copper (Cu), iron (Fe), aluminum (Al), cobalt (Co). Tantalum (Ta), tin (Sn), gallium (Ga), indium (In), zinc (Zn), lead (Pb), or niobium (Nb), most preferably tungsten (W) or molybdenum (Mo ).
  • the metalloid element contained in the oxo acid is particularly preferably tellurium (Te), germanium (Ge), antimony (Sb), or silicon (Si), and most preferably tellurium (Te).
  • the oxo acid containing a metal element or a metalloid element is mentioned. More specifically, for example, telluric acid (Te (OH) 6 ), tungstic acid (H 2 WO 4 (WO 3 ⁇ H 2 O), H 4 WO 5 (WO 3 ⁇ 2H 2 O)), molybdic acid (MoO 3 .H 2 O), silicotungstic acid (H 4 [SiW 12 O 40 ]), phosphotungstic acid (H 3 [PW 12 O 40 ]), metavanadate (HVO 3 ), permanganic acid, aluminate Stannic acid, germanic acid, silicic acid and the like.
  • Te (OH) 6 telluric acid
  • tungstic acid H 2 WO 4 (WO 3 ⁇ H 2 O), H 4 WO 5 (WO 3 ⁇ 2H 2 O)
  • MoO 3 .H 2 O molybdic acid
  • silicotungstic acid H 4 [SiW 12 O 40 ]
  • phosphotungstic acid H 3 [
  • oxo acid Various polyacids in which the central atom or metal atom of the polyacid such as silicotungstic acid or phosphotungstic acid described above is substituted with other atoms may be used as the oxo acid in this embodiment. Two or more kinds of oxo acids may be used in combination.
  • oxo acid includes salts or hydrates.
  • the salt of an oxo acid is a salt of an anion having a structure in which a proton (H + ) is eliminated from the oxo acid and an appropriate cation.
  • Examples of the cation constituting the salt of oxo acid include alkali metals such as sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium, ammonium ions (NH 4 + ), primary amines, secondary amines, and tertiary amines. Examples include amines and quaternary amines.
  • the polishing composition contains a solvent such as water
  • the oxo acid (salt) is usually present in the form of an ion such as an anion. Even in such a case, it is assumed that there is no change in that “the polishing composition contains an oxo acid”.
  • the lower limit of the content of oxo acid in the polishing composition according to the present embodiment is not particularly limited because it exhibits an effect even in a small amount, but is 0.0001% by weight with respect to 100% by weight of the total amount of the composition. % Or more, more preferably 0.0005% by weight or more, and particularly preferably 0.001% by weight or more.
  • the upper limit of the content of oxo acid in the polishing composition according to the present embodiment is not particularly limited, but from the viewpoint of persistence to the polishing object due to the manufacturing unit price and solubility, the total amount of the composition is 100% by weight. On the other hand, it is preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight or less.
  • Preservatives and fungicides examples include isothiazoline-based antiseptics such as 2-methyl-4-isothiazolin-3-one and 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, Paraoxybenzoates, phenoxyethanol and the like can be mentioned. These preservatives and fungicides may be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the pH of the polishing composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 or more, and more preferably 2 or more. As the pH of the polishing composition increases, the handleability is further improved.
  • the upper limit of the pH of the polishing composition is not particularly limited, but is preferably 12 or less, and preferably 11 or less. As the pH of the polishing composition decreases, dissolution of the abrasive grains can be prevented.
  • a pH adjuster may be used to adjust the pH of the polishing composition to a desired value.
  • the pH adjuster to be used may be either acid or alkali, and may be any of inorganic and organic compounds.
  • a pH adjuster can be used individually or in combination of 2 or more types.
  • the production method of the polishing composition of the present invention is not particularly limited, and for example, an organic compound, a chelating agent, a brittle film forming agent, an oxidizing agent, and other components as necessary are stirred and mixed in water. Can be obtained.
  • the temperature at the time of mixing each component is not particularly limited, but is preferably 10 to 40 ° C., and may be heated to increase the dissolution rate. Further, the mixing time is not particularly limited.
  • the polishing composition of the present invention is suitably used for polishing a polishing object having the phase change compound described above. Therefore, this invention provides the grinding
  • a polishing apparatus As a polishing apparatus, a general polishing apparatus having a polishing surface plate on which a holder for holding a substrate or the like and a motor capable of changing the number of rotations are attached and a polishing pad (polishing cloth) can be attached is used. be able to.
  • polishing pad a general nonwoven fabric, polyurethane, porous fluororesin, or the like can be used without particular limitation. It is preferable that the polishing pad is grooved so that the polishing liquid accumulates.
  • the lower limit of the Shore D hardness of the polishing pad for polishing the polishing object having the phase change compound is preferably 50 or more, and more preferably 60 or more.
  • the polishing composition of the present invention has an advantage that a high polishing rate can be obtained without containing abrasive grains.
  • the upper limit of the hardness of the polishing pad for polishing the polishing object including the phase change compound is Shore D hardness 99 or less.
  • Shore D hardness does not become a value of 100 or more from the definition.
  • the Shore D hardness of the polishing pad can be measured with a Shore D hardness meter.
  • a polishing pad having a Shore D hardness of 50 or more may be either a foam or a non-foamed material such as cloth or nonwoven fabric.
  • the polishing pad material is polyurethane, acrylic, polyester, acrylic-ester copolymer, polytetrafluoro Resins such as polyamide, polyimide, polyimide amide, polysiloxane copolymer, oxirane compound, phenol resin, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin, such as ethylene, polypropylene, polyethylene, poly-4-methylpentene, cellulose, cellulose ester, nylon and aramid Can be used.
  • the polishing conditions are not particularly limited.
  • the rotational speed of the polishing platen is preferably 10 to 500 rpm
  • the pressure (polishing pressure) applied to the polishing object having the phase change compound is preferably 0.5 to 10 psi.
  • the method of supplying the polishing composition to the polishing pad is not particularly limited, and for example, a method of continuously supplying with a pump or the like is employed. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the polishing composition of the present invention.
  • the polishing object After completion of polishing, the polishing object is washed in running water, and water droplets adhering to the polishing object are removed by a spin dryer or the like, and dried to obtain a substrate containing a phase change compound.
  • the polishing composition of the present invention may be a one-component type or a multi-component type including a two-component type.
  • the polishing composition of the present invention may be prepared by diluting the stock solution of the polishing composition, for example, 10 times or more using a diluent such as water.
  • Polishing compositions of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 44 were prepared by mixing each component in water so as to have the compositions shown in Tables 2 to 8 below.
  • Tables 2 to 8 below show the types and addition amounts of organic compounds, chelating agents or brittle film forming agents contained in each polishing composition. The notation “-” indicates that the corresponding additive is not contained.
  • the “pH” column in the following Tables 2 to 8 shows the pH of each polishing composition.
  • the pH was adjusted to a predetermined value using nitric acid and / or potassium hydroxide. Further, although not shown in Tables 2 to 8, hydrogen peroxide is added to each polishing composition as an oxidizing agent so as to be 2.1% by weight with respect to the total weight of the composition. . However, hydrogen peroxide was not added in Comparative Example 2 and Comparative Example 11.
  • the polishing rate when polishing for a certain time under the conditions shown in Table 1 below for GST alloy, the difference in thickness of the blanket wafer before and after polishing obtained by X-ray fluorescence analysis (XRF) is divided by the polishing time. It was. Further, TEOS and SiN were obtained by dividing the difference in thickness of the blanket wafer before and after polishing obtained by the optical interference film thickness measuring apparatus by the polishing time. The results are shown in the “Polishing rate” column of Tables 2 to 8 below.
  • the value obtained by dividing the GST alloy polishing rate by the TEOS polishing rate is shown in the “GST / TEOS rate ratio” column, and the value obtained by dividing the GST alloy polishing rate by the SiN polishing rate is “GST / SiN rate ratio”. It shows in each column.
  • the polishing composition of the present invention shown in the examples has a high polishing rate for the GST alloy, which is a phase change compound, and a high polishing selectivity for the GST alloy. .

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Abstract

　本発明は、相変化化合物の研磨速度および研磨選択性を向上させうる手段を提供することを目的とする。　本発明は、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物と、相変化化合物の少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方と、酸化剤と、を含む、研磨用組成物である。

Description

研磨用組成物
　本発明は、研磨用組成物に関し、より詳細には、相変化化合物を有する研磨対象物の研磨に適した研磨用組成物に関する。
　ＰＲＡＭ（相変化ランダムアクセスメモリ）デバイス（オボニックメモリデバイスまたはＰＣＲＡＭデバイスとしても知られている）には、電子記憶用途のための絶縁性非晶質相と導電性結晶性相とを電気的に切り換えることができる相変化材料（ＰＣＭ）が利用される。これらの用途に適した典型的な相変化材料には、長周期型周期表の第１６族元素（カルコゲニド、例えば、ＴｅまたはＰｏ）および第１５族元素（例えば、Ｓｂ）が、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｎ、またはＡｇなどの１種または複数種の金属元素との組合せで利用される。特に有用な相変化材料は、ゲルマニウム（Ｇｅ）－アンチモン（Ｓｂ）－テルル（Ｔｅ）合金（ＧＳＴ合金）である。これらの材料は、加熱／冷却速度、温度、および時間に依存して、物理的状態を可逆的に変化させ得る。他の有用な合金には、インジウムアンチモナイト（ＩｎＳｂ）が含まれる。ＰＲＡＭデバイス中の記憶情報は、物理的に異なった相または状態の導電特性により、損失を最小にして保存される。
　半導体基材（例えば集積回路）の金属含有表面を研磨する方法としては、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）が知られている。ＣＭＰで用いられる研磨用組成物は、典型的には、砥粒、酸化剤、錯化剤等を含有して効果的にエッチングを利用して研磨する。
　このようなＣＭＰは、相変化材料を使用する記憶デバイスを製作するために利用することができる。しかしながら、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）のような単一の成分からなる従来の金属層とは異なり、研磨される相変化材料は、硫黄（Ｓ）、セリウム（Ｃｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）などが特定の割合で混合されてなり、多くの相変化材料（例えば、ＧＳＴ）の物理的性質は、ＰＣＭチップ中で利用される他の材料と比較して「軟質」である点など、従来の金属層の材料の特性と異なるため、現行の金属含有表面を研磨するための研磨用組成物をそのまま適用することは困難であった。
　このような状況の中、相変化化合物を有する研磨対象物の研磨に適した研磨用組成物について種々の検討がなされている。例えば、特開２００９－０１６８２１号公報（米国特許出願公開第２００９／００１３３９号明細書）には、砥粒および窒素化合物を含む相変化化合物を有する研磨対象物の研磨を目的とした研磨用組成物が開示されている。また、特開２００９－０１６８２９号公報（米国特許第８５８６４６４号明細書）には、砥粒、鉄イオンまたは鉄キレート錯体を含む相変化化合物を有する研磨対象物の研磨を目的とした研磨用組成物が開示されている。
　しかしながら、上記特開２００９－０１６８２１号公報（米国特許出願公開第２００９／００１３３９号明細書）および特開２００９－０１６８２９号公報（米国特許第８５８６４６４号明細書）に記載の技術では、相変化化合物の研磨速度が不十分であり、改良が望まれていた。また、上記特開２００９－０１６８２１号公報（米国特許出願公開第２００９／００１３３９号明細書）および特開２００９－０１６８２９号公報（米国特許第８５８６４６４号明細書）に記載の技術では、絶縁膜等の相変化化合物以外の材料の研磨速度も高いことから、相変化化合物以外の材料の研磨速度に対する相変化化合物の研磨速度の比、すなわち研磨選択性が不十分であるという問題もあった。
　そこで、本発明は、相変化化合物を含む研磨対象物を研磨する用途で用いられる研磨用組成物において、相変化化合物の研磨速度および研磨選択性を向上させうる手段を提供することを目的とする。
　上記課題を解決すべく、本発明者は鋭意研究を積み重ねた。その結果、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物と、相変化化合物の少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方と、酸化剤と、を含む研磨用組成物により、上記課題が解決されうることを見出した。そして、上記知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物と、相変化化合物の少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方と、酸化剤と、を含む研磨用組成物である。
　本発明は、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物と、相変化化合物の少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方と、酸化剤とを含む、研磨用組成物である。このような構成とすることにより、相変化化合物の研磨速度および研磨選択性が向上した研磨用組成物となる。
　本発明の研磨用組成物を用いることにより上記のような効果が得られる詳細な理由は不明であるが、以下のようなメカニズムが推測される。なお、以下のメカニズムでは、相変化化合物として、ゲルマニウム（Ｇｅ）－アンチモン（Ｓｂ）－テルル（Ｔｅ）合金（以下、単にＧＳＴ合金とも称する）を例にとり、説明する。
　まず、酸化剤がＧＳＴ合金に対して作用し、ＧＳＴ合金の構成成分であるゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびテルル（Ｔｅ）が酸化される。酸化された金属表面では、さらに水和によって表面水酸基が生成する。この表面水酸基に対して、有機化合物中のヒドロキシ基が脱水縮合して結合し、より研磨されやすい表面になるものと考えられる。脱水縮合は、１分子内により多くのヒドロキシ基を有する有機化合物において起こりやすいため、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物の添加により、ＧＳＴ合金の研磨速度が上昇しやすいものと考えられる。
　また、該有機化合物は、砥粒の電気伝導度を上げる作用はないので、砥粒の機械的な研磨作用を変化させない。よって、絶縁膜の研磨速度は変化せず、ＧＳＴ合金（相変化化合物）の研磨選択性がより向上した研磨用組成物となる。
　なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら限定されるものではない。
　以下、本発明の研磨用組成物の構成について、詳細に説明する。
　［研磨対象物］
　本発明の研磨用組成物は、相変化化合物を含む研磨対象物を研磨する用途で使用される。相変化化合物は、ＰＲＡＭ（相変化ランダムアクセスメモリ）デバイス（オボニックメモリデバイスまたはＰＣＲＡＭデバイスとしても知られている）において、電子記憶用途のための絶縁性非晶質相と導電性結晶性相とを電気的に切り換えることができる材料として利用されるものである。このような用途に適した相変化化合物としては、長周期型周期表の第１６族元素（カルコゲニド、例えば、テルル（Ｔｅ）またはポロニウム（Ｐｏ））、および第１５族元素（例えば、アンチモン（Ｓｂ））と、インジウム（Ｉｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、および銀（Ａｇ）などの１種または複数種の金属元素との組合せが利用される。特に有用な相変化化合物は、ゲルマニウム（Ｇｅ）－アンチモン（Ｓｂ）－テルル（Ｔｅ）合金（ＧＳＴ合金）である。
　研磨対象物は、相変化化合物以外の材料を含んでもよく、その材料としては、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＳｉＮ（窒化ケイ素）等、絶縁膜として用いられるケイ素を含有する材料が挙げられる。
　［３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物］
　本発明に係る研磨用組成物は、３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物（以下、単に有機化合物とも称する）を含む。該有機化合物は、相変化化合物の表面に形成されるヒドロキシ基と脱水縮合することにより結合し、相変化化合物の表面の研磨性を向上させる。
　当該有機化合物の具体的な例としては、例えば、ポリグリシドール、グリセリン、ポリグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５－ペンタトリオール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコール；ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、アドニトール、アラビトール、キシリトール、マンニトール、マルチトール等の糖アルコール；グルコース、フルクトース、マンノース、インドース、ソルボース、グロース、タロース、タガトース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、アロース、アピオース、プシコース、アルトロース、アラビノース、リブロース、リボース、デオキシリボース、フコース、キシロース、キシルロース、リキソース、イドース、トレオース、エリトルロース、エリトロース、ラムノース、セロビオース、コージビオース、ニゲロース、ソホロース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、イソトレハロース、ラミナリビオース、ゲンチオビオース、パラチノース、コリオース、セドヘプツロース、グリチルリチン、ステビオシド、モグロシド、シュウクロース、ラフィノース、ゲンチアノース、メレジトース、ラクトスクロース、マルトトリオース、イソマルトトリオース、スクラロース、デキストリン、シクロデキストリン、グルコサミン、マンノサミン、ガラクトサミン、Ｎ－アセチルグルコサミン、Ｎ－アセチルマンノサミン、Ｎ－アセチルガラクトサミン等の糖類；グルクロン酸、ガラクツロン酸等の糖酸；アスコルビン酸、グルクロノラクトン、グルコノラクトン；モナチン、モネリン、クルクリン；デンプン、グリコーゲン、アミロース、アミロペクチン、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン、メチルセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース硫酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングリコールエステル、ポリビニルアルコール等の水溶性ポリマー等が挙げられる。さらに、これら例示化合物の部分エーテル化物や部分エステル化物等の誘導体、あるいはこれら例示化合物の塩も好適である。
　これらの中でも、グリセリン、ポリグリセリン、エリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、キシリトール、グルコース、フルクトース、マンノース、ガラクトース、スクロース、ラクトース、アロース、アピオース、プシコース、リブロース、リボース、キシルロース、エリトルロース、エリトロース、マルトース、イソマルトース、トレハロース、イソトレハロース、ラクトスクロース、マルトトリオース、イソマルトトリオース、スクラロース、デキストリン、シクロデキストリン、グルコサミン、ガラクトサミン、グルクロン酸、ガラクツロン酸、アスコルビン酸、グルクロノラクトン、グルコノラクトン、デンプン、グリコーゲン、アミロース、アミロペクチン、カルボキシメチルデンプン、メチルヒドロキシプロピルデンプン、メチルセルロース、エチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、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、カルボキシメチルセルロース、セルロース、アルギン酸ナトリウム、およびポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、グリセリン、ソルビトール、ソルビタン、ソルビトールグリセリン縮合物、キシリトール、グルコース、フルクトース、トレハロース、デキストリン、カルボキシメチルセルロース、セルロース、およびポリビニルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
　これら有機化合物は、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。
　研磨用組成物中の有機化合物の含有量の下限は、０．０１重量％以上であることが好ましく、０．１重量％以上であることがより好ましい。有機化合物の含有量が多くなるにつれて、相変化化合物の研磨速度および研磨選択性を向上することができる。
　また、研磨用組成物中の有機化合物の含有量の上限は、１０重量％以下であることが好ましく、７．５重量％以下であることがより好ましい。有機化合物の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物自体の取り扱いを容易にし、また組成物の製造コストを抑制することができる。
　［キレート作用を有する剤、脆性膜形成剤］
　本発明の研磨用組成物は、相変化化合物に含まれる少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方を含む。これらの剤は、相変化化合物の表面に作用することにより、研磨速度をより高める働きをする。
　〔キレート作用を有する剤〕
　本発明の研磨用組成物には、相変化化合物に含まれる少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤を含有させることができる。当該キレート作用を有する剤は、相変化化合物表面と錯形成して、水溶性錯体を形成することにより、相変化化合物の表面を化学的にエッチングする作用を有し、研磨用組成物による研磨速度を向上させる働きをする。
　使用可能なキレート作用を有する剤は、例えば、有機酸、アミノ酸、ニトリル化合物、およびこれら以外のキレート剤などが用いられる。有機酸の具体例としては、例えば、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、クエン酸等が挙げられる。有機酸の代わりにまたは有機酸と組み合わせて、有機酸のアルカリ金属塩などの塩を用いてもよい。
　アミノ酸の具体例としては、グリシン、α－アラニン、β－アラニン、Ｎ－メチルグリシン、Ｎ，Ｎ－ジメチルグリシン、２－アミノ酪酸、ノルバリン、バリン、ロイシン、ノルロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、サルコシン、オルニチン、リシン、タウリン、セリン、トレオニン、ホモセリン、チロシン、ビシン、トリシン、３，５－ジヨード－チロシン、β－（３，４－ジヒドロキシフェニル）－アラニン、チロキシン、４－ヒドロキシ－プロリン、システイン、メチオニン、エチオニン、ランチオニン、シスタチオニン、シスチン、システイン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、Ｓ－（カルボキシメチル）－システイン、４－アミノ酪酸、アスパラギン、グルタミン、アザセリン、アルギニン、カナバニン、シトルリン、δ－ヒドロキシ－リシン、クレアチン、ヒスチジン、１－メチル－ヒスチジン、３－メチル－ヒスチジン、トリプトファンなどが挙げられる。
　ニトリル化合物の具体例としては、例えば、アセトニトリル、アミノアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル等が挙げられる。
　これら以外のキレート剤の具体例としては、イミノ二酢酸、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、エチレンジアミン四酢酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチレンホスホン酸、エチレンジアミン－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチレンスルホン酸、トランスシクロヘキサンジアミン四酢酸、１，２－ジアミノプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミンオルトヒドロキシフェニル酢酸、エチレンジアミンジ琥珀酸（ＳＳ体）、Ｎ－（２－カルボキシラートエチル）－Ｌ－アスパラギン酸、β－アラニンジ酢酸、２－ホスホノブタン－１，２，４－トリカルボン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、Ｎ，Ｎ’－ビス（２－ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン－Ｎ，Ｎ’－ジ酢酸、１，２－ジヒドロキシベンゼン－４，６－ジスルホン酸等が挙げられる。
　これらキレート作用を有する剤の中でも、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、クエン酸などの有機酸類；グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、フェニルアラニン、プロリン、リシン、タウリン、ビシン、トリシン、システイン、メチオニン、シスチン、システイン酸、アスパラギン酸、４－アミノ酪酸、アスパラギン、グルタミン、アルギニン、ヒスチジン、トリプトファンなどのアミノ酸；アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル化合物；イミノ二酢酸、エチレンジアミン四酢酸、Ｎ－（２－カルボキシラートエチル）－Ｌ－アスパラギン酸が特に好ましい。
　これらキレート作用を有する剤は、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。
　研磨用組成物中のキレート作用を有する剤の含有量の下限は、０．０１重量％以上であることが好ましく、０．１重量％以上であることがより好ましい。キレート作用を有する剤の含有量が多くなるにつれて、相変化化合物へのエッチング効果が増す。その結果、研磨用組成物による研磨速度がより向上する。
　一方、研磨用組成物中のキレート作用を有する剤の含有量の上限は、１０重量％以下であることが好ましく、８重量％以下であることがより好ましく、５重量％以下であることがさらに好ましい。キレート作用を有する剤の含有量が少なくなるにつれて、相変化化合物に対する過剰なエッチングが起こりにくくなる。その結果、過剰な研磨を抑制することができる。
　〔脆性膜形成剤〕
　本発明の研磨用組成物に含まれうる脆性膜形成剤は、相変化化合物表面と化学結合して不溶性の脆性膜を形成する。当該脆性膜とは、相変化化合物と脆性膜形成剤とが化学結合することによって生成する不溶性の膜を指し、相変化化合物自体よりも脆くなった膜のことである。ここでいう化学結合とは、共有結合、イオン結合、水素結合、分子間力による結合等である。その脆性膜を砥粒で機械的に研磨することで、高い研磨速度が得られる。脆性膜形成剤の例としては、飽和モノカルボン酸、リン酸化合物、アミン、アンモニウム化合物等が挙げられる。
　飽和モノカルボン酸の例としては、例えば、酢酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、グリコール酸、グルコン酸、サリチル酸、イソニコチン酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、ヒドロアンゲリカ酸、カプロン酸、２－メチルペンタン酸、４－メチルペンタン酸、２，３－ジメチルブタン酸、２－エチルブタン酸、２，２－ジメチルブタン酸、３，３－ジメチルブタン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸が挙げられる。飽和モノカルボン酸の炭素数は２～６が好ましく、２～４がより好ましい。炭素数が２～６の飽和モノカルボン酸としては、相変化化合物表面と錯形成して不溶性の脆性膜を形成しやすく、その結果として高い研磨速度が得られるという観点から、酢酸、乳酸、プロピオン酸、酪酸、グリコール酸、グルコン酸、サリチル酸、イソニコチン酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、ヒドロアンゲリカ酸、カプロン酸、２－メチルペンタン酸、４－メチルペンタン酸、２，３－ジメチルブタン酸、２－エチルブタン酸、２，２－ジメチルブタン酸および３，３－ジメチルブタン酸からなる群より選択される少なくとも１種の化合物が好ましい。上記飽和モノカルボン酸は、塩の形態であってもよい。また、上記飽和モノカルボン酸は、単独でもまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　また、上記リン酸化合物は、例えば、リン酸、ホスフィン、ホスフィンオキシド、ホスフィンスルフィド、ジホスファンなどの化合物およびそのハロゲン化物、ホスホニウム塩、ホスホン酸、ホスフィン酸およびこれらの誘導体等が挙げられる。相変化化合物表面と錯形成して不溶性の脆性膜を形成しやすく、その結果として高い研磨速度が得られるという観点から、リン酸、ホスフィン酸およびホスホン酸が好ましく、より具体的には、リン酸、２－アミノエチルホスホン酸、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン－１，１，－ジホスホン酸、エタン－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１－ヒドロキシ－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、エタン－１－ヒドロキシ－１，１，２－トリホスホン酸、エタン－１，２－ジカルボキシ－１，２－ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２－ホスホノブタン－１，２－ジカルボン酸、１－ホスホノブタン－２，３，４－トリカルボン酸、α－メチルホスホノコハク酸、フェニルホスホン酸、およびホスフィン酸なる群より選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。上記有機リン化合物は、塩の形態であってもよい。また、上記有機リン化合物は、単独でもまたは２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　さらに、アミンは、脂肪族アミンであっても芳香族アミンであってもよい。また、置換アミンであってもよいし非置換アミンであってもよい。中でも、アルキル基、ヒドロキシアルキル基、またはヒドロキシアリール基を有するアミンが好ましい。アルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、２－エチルヘキシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イコシル基等が挙げられる。ヒドロキシアルキル基またはヒドロキシアリール基の具体例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール、ベンジルアルコール、またはフェノールに由来する基等が挙げられる。使用されるアミンの具体例としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ｎ－ブチルアミン、ｓｅｃ－ブチルアミン、ｔｅｒｔ－ブチルアミン、シクロヘキシルアミンなどの脂肪族第１級アミンや、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ－ｓｅｃ－ブチルアミン、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルアミンなどの脂肪族第２級アミンや、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミンなどの脂肪族第３級アミンや、ジエチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのその他の鎖状アミンや、ピリジン、ピペラジンなどの環式アミン等が挙げられる。２種類以上のアミンを組み合わせて用いてもよい。
　アンモニウム化合物の具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウムなどの４級アンモニウム化合物や、水酸化アンモニウム（アンモニア水）、アンモニウム、アンモニウム塩などが挙げられる。アンモニウムはアンモニウムイオンとして研磨用組成物中で存在する。アンモニウムイオンは、相変化化合物との間で特に容易に錯形成する。アンモニウム塩の酸成分は、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、ホウ酸などの無機酸に由来するものであってもよい。あるいは、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などの脂肪酸、安息香酸、フタル酸などの芳香族カルボン酸、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、有機スルホン酸、有機ホスホン酸などのその他の有機酸に由来するものであってもよい。２種類以上のアンモニウム化合物を組み合わせて用いてもよい。
　これら脆性膜形成剤の中でも、酢酸、乳酸、グリコール酸、グルコン酸、プロピオン酸、サリチル酸、イソニコチン酸、リン酸、ＨＥＤＰ、ホスホン酸、ホスフィン酸、フェニルホスホン酸、ホスフィン酸、水酸化アンモニウムが好ましい。
　研磨用組成物中の脆性膜形成剤の含有量の下限は、０．００１重量％以上であることが好ましく、０．０１重量％以上であることがより好ましく、０．１重量％以上であることがさらに好ましい。脆性膜形成剤の含有量が多くなるにつれて、研磨速度が高くなるため好ましい。
　研磨用組成物中の脆性膜形成剤の含有量の上限は、１０重量％以下であることが好ましく、８重量％以下であることがより好ましく、５重量％以下であることがさらに好ましい。脆性膜形成剤の含有量が少なくなるにつれて、製造コストを下げることができるため好ましい。
　上記キレート作用を有する剤および上記脆性膜形成剤は、それぞれ単独で用いてもよいし、キレート作用を有する剤と脆性膜形成剤とを併用してもよい。なお、上記の化合物の例示から明らかなように、化合物の種類によっては、１種類でキレート作用を有する剤と脆性膜形成剤との両方の働きを持つものもある。
　［酸化剤］
　本発明に係る研磨用組成物は、酸化剤を含む。研磨用組成物中に含まれる酸化剤は、相変化化合物の表面を酸化する作用を有し、研磨速度を向上させる。
　使用可能な酸化剤は、過酸化水素、過酢酸、過安息香酸、ｔｅｒｔ－ブチルハイドロパーオキサイド、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸カリウム、硝酸、硝酸鉄、過塩素酸、次亜塩素酸、フェリシアン化カリウム、過硫酸アンモニウム、オゾン水などが挙げられ、これらの中でも、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸およびオゾン水が好ましく、過酸化水素が特に好ましい。これら酸化剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いてもよい。中でも過硫酸塩および過酸化水素が好ましく、特に好ましいのは過酸化水素である。
　研磨用組成物中の酸化剤の含有量の下限は、０．１重量％以上であることが好ましく、０．３重量％以上であることがより好ましい。酸化剤の含有量が多くになるにつれて、相変化化合物を含む研磨対象物の研磨速度がより向上する。
　研磨用組成物中の酸化剤の含有量の上限は、１０重量％以下であることが好ましく、５重量％以下であることがより好ましい。酸化剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物のコストを抑えることができることに加え、研磨使用後の研磨用組成物の処理、すなわち廃液処理の負荷を軽減することができる。また、酸化剤による相変化化合物の過剰な酸化が起こりにくくなり、過度な研磨を抑制することができる。
　［他の成分］
　本発明の研磨用組成物は、必要に応じてさらに、水、砥粒、金属防食剤、研磨促進剤、界面活性剤、オキソ酸、防腐剤、防カビ剤、還元剤、水溶性高分子、難溶性の有機物を溶解するための有機溶媒等の他の成分をさらに含んでもよい。以下、好ましい他の成分である水、砥粒、金属防食剤、界面活性剤、防腐剤、および防カビ剤について説明する。
　〔水〕
　本発明の研磨用組成物は、砥粒を分散または溶解するための分散媒または溶媒として水を含むことが好ましい。他の成分の作用を阻害することを抑制するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、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、または蒸留水が好ましい。
　〔砥粒〕
　本発明の研磨用組成物は、砥粒を含有してもよい。砥粒は、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子のいずれであってもよい。無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニアなどの金属酸化物からなる粒子、ならびに窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子および窒化ホウ素粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子が挙げられる。これらの中でもシリカ粒子が好ましく、特に好ましいのはコロイダルシリカである。
　砥粒は表面修飾されていてもよい。通常のコロイダルシリカは、酸性条件下でゼータ電位の値がゼロに近いために、酸性条件下ではシリカ粒子同士が互いに電気的に反発せず凝集を起こしやすい。これに対し、酸性条件でもゼータ電位が比較的大きな正もしくは負の値を有するように表面修飾された砥粒は、酸性条件下においても互いに強く反発して良好に分散する結果、研磨用組成物の保存安定性を向上させることになる。このような表面修飾砥粒は、例えば、アルミニウム、チタンまたはジルコニウムなどの金属またはこれらの酸化物を砥粒と混合して砥粒の表面にドープさせることにより得ることができる。
　あるいは、研磨用組成物中の表面修飾砥粒は、有機酸を固定化したシリカであってもよい。中でも有機酸を固定化したコロイダルシリカを好ましく使用することができる。コロイダルシリカへの有機酸の固定化は、コロイダルシリカの表面に有機酸の官能基を化学的に結合させることにより行われる。コロイダルシリカと有機酸とを単に共存させただけではコロイダルシリカへの有機酸の固定化は果たされない。有機酸の一種であるスルホン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、”Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation 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等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。あるいは、カルボン酸をコロイダルシリカに固定化するのであれば、例えば、“Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”, Chemistry Letters, 3, 228-229 (2000)に記載の方法で行うことができる。具体的には、光反応性２－ニトロベンジルエステルを含むシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に光照射することにより、カルボン酸が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。
　研磨用組成物中の砥粒の含有量は０．１重量％以上であることが好ましく、０．５重量％以上であることがより好ましく、１重量％以上であることがさらに好ましい。砥粒の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物による研磨対象物の除去速度が向上する利点がある。
　研磨用組成物中の砥粒の含有量はまた、２０重量％以下であることが好ましく、１５重量％以下であることがより好ましく、１０重量％以下であることがさらに好ましい。砥粒の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物の材料コストを抑えることができる。
　砥粒の平均一次粒子径は、５ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは７ｎｍ以上、さらに好ましくは１０ｎｍ以上である。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除去速度が向上する有利がある。なお、砥粒の平均一次粒子径の値は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて計算することができる。
　砥粒の平均一次粒子径はまた、１００ｎｍ以下であることが好ましく、９０ｎｍ以下であることがより好ましく、８０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。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て研磨対象物を研磨することにより表面欠陥の少ない研磨面を得られやすい。
　砥粒の平均二次粒子径は１５０ｎｍ以下であることが好ましく、１２０ｎｍ以下であることがより好ましく、１００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒の平均二次粒子径の値は、例えば、レーザー光散乱法により測定することができる。
　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は１．２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い。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除去速度が向上する利点がある。
　砥粒の平均会合度はまた、４以下であることが好ましく、３以下であることがより好ましく、２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、表面欠陥の少ない研磨面が得られやすい。
　〔金属防食剤〕
　本発明に係る研磨用組成物は、金属防食剤を含むことができる。研磨用組成物中に金属防食剤を加えることにより、研磨用組成物を用いて研磨した後の相変化化合物にディッシング等の表面欠陥がより生じにくくなる。また、その金属防食剤は、酸化剤による相変化化合物表面の酸化を緩和するとともに、酸化剤による相変化化合物表面の金属の酸化により生じる金属イオンと反応して不溶性の錯体を生成する働きをする。その結果、キレート作用を有する剤による相変化化合物へのエッチングを抑制することができ、過度な研磨を抑制することができる。
　使用可能な金属防食剤は、特に制限されないが、好ましくは分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物であり、例えば、下記一般式（１）で表されるβ－ジケトン化合物、下記一般式（２）で表されるβ－ケトアミド化合物、または下記一般式（３）で表されるβ－ケトエステル化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　但し、一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、それぞれ独立して、水素原子、１～４個の炭素原子を有するアルキル基、ヒドロキシエチル基、または置換されていてもよいアリール基であり、この際、Ｒ１とＲ３、およびＲ２とＲ４は、互いに結合して五員環または六員環を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　但し、一般式（２）中、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、およびＲ９は、それぞれ独立して、水素原子、１～４個の炭素原子を有するアルキル基、ヒドロキシエチル基、または置換されていてもよいアリール基であり、この際、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ９、およびＲ８とＲ９は、互いに結合して五員環または六員環を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　但し、一般式（３）中、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、およびＲ１３は、それぞれ独立して、水素原子、１～４個の炭素原子を有するアルキル基、ヒドロキシエチル基、または置換されていてもよいアリール基であり、この際、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１１とＲ１２、およびＲ１２とＲ１３は、互いに結合して五員環または六員環を形成してもよい。
　研磨用組成物中に含まれる分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物が、前記一般式（１）で表されるβ－ジケトン化合物の場合、具体的にはアセチルアセトン、トリフルオロアセチルアセトン、プロピオニルアセトン、ベンゾイルアセトン、ベンゾイルトリフルオロアセトン、またはジベンゾイルメタンが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中に含まれる分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物が、前記一般式（２）で表されるβ－ケトアミド化合物の場合、具体的にはＮ－メチルアセト酢酸アミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセト酢酸アミド、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）アセト酢酸アミド、アセト酢酸アニリド、Ｎ－（２－メチルフェニル）アセト酢酸アミド、Ｎ－（４－メトキシフェニル）アセト酢酸アミド、Ｎ－（４－クロロフェニル）アセト酢酸アミド、または３－オキソペンタン酸アミド等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中に含まれる分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物が、前記一般式（３）で表されるβ－ケトエステル化合物の場合、具体的にはアセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸オクチル、アセト酢酸オレイル、アセト酢酸ラウリル、アセト酢酸ステアリル、アセト酢酸ベンジル、３－オキソペンタン酸メチル、または３－オキソペンタン酸オクチル等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　研磨用組成物中の分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物の含有量の上限は、１０重量％以下であることが好ましく、８重量％以下であることがより好ましく、５重量％以下であることがさらに好ましい。分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物の含有量が少なくなるにつれて、研磨速度が向上するので好ましい。
　研磨用組成物中の分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物の含有量の下限は、０．０００１重量％以上であることが好ましく、０．００１重量％以上であることがより好ましく、０．０１重量％以上であることがさらに好ましい。分子内に含有される２個のカルボニル基が分子内の１位および３位の炭素原子に結合した化合物の含有量が多くなるにつれて、エッチングが抑制される。その結果、リセスの発生が抑制できるため好ましい。
　他にも金属防食剤として、複素環化合物が挙げられる。使用可能な複素環化合物の具体例としては、例えば、ピロール化合物、ピラゾール化合物、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物、ピリダジン化合物、ピリンジン化合物、インドリジン化合物、インドール化合物、イソインドール化合物、インダゾール化合物、プリン化合物、キノリジン化合物、キノリン化合物、イソキノリン化合物、ナフチリジン化合物、フタラジン化合物、キノキサリン化合物、キナゾリン化合物、シンノリン化合物、ブテリジン化合物、チアゾール化合物、イソチアゾール化合物、オキサゾール化合物、イソオキサゾール化合物、フラザン化合物等の含窒素複素環化合物が挙げられる。
　さらに具体的な例を挙げると、ピラゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ－ピラゾール、４－ニトロ－３－ピラゾールカルボン酸、３，５－ピラゾールカルボン酸、３－アミノ－５－フェニルピラゾール、５－アミノ－３－フェニルピラゾール、３，４，５－トリブロモピラゾール、３－アミノピラゾール、３，５－ジメチルピラゾール、３，５－ジメチル－１－ヒドロキシメチルピラゾール、３－メチルピラゾール、１－メチルピラゾール、３－アミノ－５－メチルピラゾール、４－アミノ－ピラゾロ［３，４－ｄ］ピリミジン、アロプリノール、４－クロロ－１Ｈ－ピラゾロ［３，４－Ｄ］ピリミジン、３，４－ジヒドロキシ－６－メチルピラゾロ（３，４－Ｂ）－ピリジン、６－メチル－１Ｈ－ピラゾロ［３，４－ｂ］ピリジン－３－アミン等が挙げられる。
　イミダゾール化合物の例としては、例えば、イミダゾール、１－メチルイミダゾール、２－メチルイミダゾール、４－メチルイミダゾール、１，２－ジメチルピラゾール、２－エチル－４－メチルイミダゾール、２－イソプロピルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、５，６－ジメチルベンゾイミダゾール、２－アミノベンゾイミダゾール、２－クロロベンゾイミダゾール、２－メチルベンゾイミダゾール、２－（１－ヒドロキシエチル）ベンズイミダゾール、２－ヒドロキシベンズイミダゾール、２－フェニルベンズイミダゾール、２，５－ジメチルベンズイミダゾール、５－メチルベンゾイミダゾール、５－ニトロベンズイミダゾール、１Ｈ－プリン等が挙げられる。
　トリアゾール化合物の例としては、例えば、１，２，３－トリアゾール（１Ｈ－ＢＴＡ）、１，２，４－トリアゾール、１－メチル－１，２，４－トリアゾール、メチル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－カルボキシレート、１，２，４－トリアゾール－３－カルボン酸、１，２，４－トリアゾール－３－カルボン酸メチル、１Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－チオール、３，５－ジアミノ－１Ｈ－１，２，４－トリアゾール、３－アミノ－１，２，４－トリアゾール－５－チオール、３－アミノ－１Ｈ－１，２，４－トリアゾール、３－アミノ－５－ベンジル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、３－アミノ－５－メチル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、３－ニトロ－１，２，４－トリアゾール、３－ブロモ－５－ニトロ－１，２，４－トリアゾール、４－（１，２，４－トリアゾール－１－イル）フェノール、４－アミノ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－３，５－ジプロピル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－３，５－ジメチル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、４－アミノ－３，５－ジペプチル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール、５－メチル－１，２，４－トリアゾール－３，４－ジアミン、１Ｈ－ベンゾトリアゾール、１－ヒドロキシベンゾトリアゾール、１－アミノベンゾトリアゾール、１－カルボキシベンゾトリアゾール、５－クロロ－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５－ニトロ－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５－カルボキシ－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５，６－ジメチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、１－（１’，２’－ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］－５－メチルベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］－４－メチルベンゾトリアゾール等が挙げられる。
　テトラゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ－テトラゾール、５－メチルテトラゾール、５－アミノテトラゾール、および５－フェニルテトラゾール等が挙げられる。
　インダゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ－インダゾール、５－アミノ－１Ｈ－インダゾール、５－ニトロ－１Ｈ－インダゾール、５－ヒドロキシ－１Ｈ－インダゾール、６－アミノ－１Ｈ－インダゾール、６－ニトロ－１Ｈ－インダゾール、６－ヒドロキシ－１Ｈ－インダゾール、３－カルボキシ－５－メチル－１Ｈ－インダゾール等が挙げられる。
　インドール化合物の例としては、例えば１Ｈ－インドール、１－メチル－１Ｈ－インドール、２－メチル－１Ｈ－インドール、３－メチル－１Ｈ－インドール、４－メチル－１Ｈ－インドール、５－メチル－１Ｈ－インドール、６－メチル－１Ｈ－インドール、７－メチル－１Ｈ－インドール、４－アミノ－１Ｈ－インドール、５－アミノ－１Ｈ－インドール、６－アミノ－１Ｈ－インドール、７－アミノ－１Ｈ－インドール、４－ヒドロキシ－１Ｈ－インドール、５－ヒドロキシ－１Ｈ－インドール、６－ヒドロキシ－１Ｈ－インドール、７－ヒドロキシ－１Ｈ－インドール、４－メトキシ－１Ｈ－インドール、５－メトキシ－１Ｈ－インドール、６－メトキシ－１Ｈ－インドール、７－メトキシ－１Ｈ－インドール、４－クロロ－１Ｈ－インドール、５－クロロ－１Ｈ－インドール、６－クロロ－１Ｈ－インドール、７－クロロ－１Ｈ－インドール、４－カルボキシ－１Ｈ－インドール、５－カルボキシ－１Ｈ－インドール、６－カルボキシ－１Ｈ－インドール、７－カルボキシ－１Ｈ－インドール、４－ニトロ－１Ｈ－インドール、５－ニトロ－１Ｈ－インドール、６－ニトロ－１Ｈ－インドール、７－ニトロ－１Ｈ－インドール、４－ニトリル－１Ｈ－インドール、５－ニトリル－１Ｈ－インドール、６－ニトリル－１Ｈ－インドール、７－ニトリル－１Ｈ－インドール、２，５－ジメチル－１Ｈ－インドール、１，２－ジメチル－１Ｈ－インドール、１，３－ジメチル－１Ｈ－インドール、２，３－ジメチル－１Ｈ－インドール、５－アミノ－２，３－ジメチル－１Ｈ－インドール、７－エチル－１Ｈ－インドール、５－（アミノメチル）インドール、２－メチル－５－アミノ－１Ｈ－インドール、３－ヒドロキシメチル－１Ｈ－インドール、６－イソプロピル－１Ｈ－インドール、５－クロロ－２－メチル－１Ｈ－インドール等が挙げられる。
　これらの中でも好ましい複素環化合物はトリアゾール化合物であり、特に、１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５－メチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、５，６－ジメチル－１Ｈ－ベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］－５－メチルベンゾトリアゾール、１－［Ｎ，Ｎ－ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］－４－メチルベンゾトリアゾール、１，２，３－トリアゾール、および１，２，４－トリアゾールが好ましい。これらの複素環化合物は、相変化化合物表面への化学的または物理的吸着力が高いため、相変化化合物表面により強固な保護膜を形成することができる。このことは、本発明の研磨用組成物を用いて研磨した後の相変化化合物の表面の平坦性を向上させる上で有利である。
　これらの中でも好ましい金属防食剤は含窒素五員環化合物であり、１Ｈ－ピラゾール、１，２，４－トリアゾール、および１Ｈ－テトラゾールからなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。これらの化合物を用いることにより、相変化化合物の過剰なエッチングを抑制することができる。
　研磨用組成物中の金属防食剤の含有量の下限は、０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．００５ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．０１ｇ／Ｌ以上である。また、研磨用組成物中の金属防食剤の含有量の上限は、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは５ｇ／Ｌ以下、さらに好ましくは２ｇ／Ｌ以下である。このような範囲であれば、研磨用組成物を用いて研磨した後の相変化化合物の表面の平坦性が向上し、また、研磨用組成物による研磨速度が向上する。
　〔界面活性剤〕
　本発明に係る研磨用組成物は、界面活性剤を含むことができる。研磨用組成物中に界面活性剤を加えることにより、研磨した後の相変化化合物のディッシングをより抑制することができる。
　使用される界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤および非イオン性界面活性剤のいずれであってもよいが、中でも陰イオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤が好ましい。複数種類の界面活性剤を組み合わせて使用してもよく、特に陰イオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤とを組み合わせて使用することが好ましい。
　陰イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸、アルキルエーテル硫酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、アルキル硫酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスルホコハク酸、アルキルスルホコハク酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、およびそれらの塩が挙げられる。中でもポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩およびアルキルベンゼンスルホン酸塩が好ましい。これらの好ましい陰イオン性界面活性剤は、相変化化合物表面への化学的または物理的吸着力が高いために、より強固な保護膜を相変化化合物表面に形成する。このことは、研磨用組成物を用いて研磨した後の相変化化合物の表面の平坦性を向上させる上で有利である。
　陽イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、およびアルキルアミン塩が挙げられる。
　両性界面活性剤の具体例としては、例えば、アルキルベタインおよびアルキルアミンオキシドが挙げられる。
　非イオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、およびアルキルアルカノールアミドが挙げられる。中でもポリオキシアルキレンアルキルエーテルが好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、相変化化合物表面への化学的または物理的吸着力が高いために、より強固な保護膜を相変化化合物表面に形成する。このことは、研磨用組成物を用いて研磨した後の、相変化化合物の表面の平坦性を向上させるうえで有利である。
　研磨用組成物中の界面活性剤の含有量は、０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．０１ｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。界面活性剤の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物を用いて研磨した後の相変化化合物の表面の平坦性が向上する利点がある。研磨用組成物中の界面活性剤の含有量はまた、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、５ｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、１ｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。界面活性剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物による研磨速度が向上する利点がある。
　〔オキソ酸〕
　本発明に係る研磨用組成物は、オキソ酸を含むことができる。
　「オキソ酸」は、オキシ酸、酸素酸とも称され、プロトン（Ｈ＋）として解離しうる水素が酸素原子に結合した酸であり、一般式ＸＯｎ（ＯＨ）ｍで表される。典型的なオキソ酸には、金属元素や半金属原子を含まない無機酸である硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸（ＨＮＯ３）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）などがあるが、本形態に係る研磨用組成物は、オキソ酸として「金属元素または半金属元素を含む」ものを含む点に特徴がある。
　本明細書中、「金属元素」とは、その単体が「金属光沢を有し、展性、延性に富み、電気と熱の伝導性が著しい」という金属の性質を示す元素をいい、従来「金属元素」として知られているすべての元素がこの概念に包含される。また、「半金属元素」は、メタロイドとも称され、金属と非金属との中間の性質を示す元素である。半金属元素について厳密に一義的な定義は存在しないが、本明細書では、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、ポロニウム（Ｐｏ）、およびアスタチン（Ａｔ）をいうものとする。
　好ましい実施形態において、オキソ酸に含まれる金属元素または半金属元素は、元素の長周期型周期表における第３族～第１７族に属する元素であることが好ましく、以下の元素であることがより好ましい：Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ａｔ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ。オキソ酸に含まれる金属元素として特に好ましくはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、またはニオブ（Ｎｂ）であり、最も好ましくはタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）である。また、オキソ酸に含まれる半金属元素として特に好ましくはテルル（Ｔｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、または珪素（Ｓｉ）であり、最も好ましくはテルル（Ｔｅ）である。
　金属元素または半金属元素を含むオキソ酸の具体例について特に制限はなく、例えば上述した金属元素または半金属元素を含むオキソ酸が挙げられる。より具体的には、例えば、テルル酸（Ｔｅ（ＯＨ）６）、タングステン酸（Ｈ２ＷＯ４（ＷＯ３・Ｈ２Ｏ）、Ｈ４ＷＯ５（ＷＯ３・２Ｈ２Ｏ））、モリブデン酸（ＭｏＯ３・Ｈ２Ｏ）、ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０]）、リンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］）、メタバナジン酸（ＨＶＯ３）、過マンガン酸、アルミン酸、スズ酸、ゲルマニウム酸、珪酸などが挙げられる。また、上述したケイタングステン酸やリンタングステン酸などのポリ酸の中心原子や金属原子が他の原子に置換されてなる各種のポリ酸が本形態におけるオキソ酸として用いられてもよい。二種類以上のオキソ酸を組み合わせて用いてもよい。
　本明細書中、「オキソ酸」の概念には、塩または水和物の形態のものも包含されるものとする。オキソ酸の塩は、上述したオキソ酸からプロトン（Ｈ＋）が脱離した構造を有するアニオンと、適当なカチオンとの塩である。オキソ酸の塩を構成するカチオンとしては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、第４級アミンなどが挙げられる。また、オキソ酸の水和物においてオキソ酸に水和する水分子の数について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。なお、研磨用組成物が水などの溶媒を含む場合、オキソ酸（塩）は通常、アニオンなどのイオンの形態で存在する。このような場合であっても、「研磨用組成物がオキソ酸を含む」という点では変わりがないものとする。
　本形態に係る研磨用組成物中のオキソ酸の含有量の下限は、少量でも効果を発揮するため特に限定されるものではないが、組成物の全量１００重量％に対して、０．０００１重量％以上であることが好ましく、０．０００５重量％以上であることがより好ましく、０．００１重量％以上であることが特に好ましい。また、本形態に係る研磨用組成物中のオキソ酸の含有量の上限も特に制限されないが、製造単価、溶解度による研磨対象物への残留性という観点からは、組成物の全量１００重量％に対して、１５重量％以下であることが好ましく、１０重量％以下であることがより好ましく、５重量％以下であることが特に好ましい。
　〔防腐剤および防カビ剤〕
　本発明で用いられる防腐剤および防カビ剤としては、例えば、２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オンや５－クロロ－２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。これら防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いてもよい。
　［研磨用組成物のｐＨ］
　本発明の研磨用組成物のｐＨの下限は、特に制限されないが、１以上であることが好ましく、２以上であることがより好ましい。研磨用組成物のｐＨが大きくなるにつれて、取扱い性がより向上する。
　また、研磨用組成物のｐＨの上限は、特に制限されないが、１２以下であることが好ましく、１１以下であることが好ましい。研磨用組成物のｐＨが小さくなるにつれて、砥粒の溶解を防ぐことができる。
　研磨用組成物のｐＨを所望の値に調整するためにｐＨ調整剤を使用してもよい。使用するｐＨ調整剤は酸およびアルカリのいずれであってもよく、また無機および有機の化合物のいずれであってもよい。なお、ｐＨ調節剤は、単独でもまたは２種以上組み合わせて用いることができる。また、上述した各種の添加剤として、ｐＨ調整機能を有するもの（例えば、各種の酸など）を用いる場合には、当該添加剤をｐＨ調整剤の少なくとも一部として利用してもよい。
　［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、例えば、有機化合物、キレート作用を有する剤、脆性膜形成剤、酸化剤、および必要に応じて他の成分を、水中で攪拌混合することにより得ることができる。
　各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０～４０℃が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
　［研磨方法および基板の製造方法］
　上述のように、本発明の研磨用組成物は、上記で説明した相変化化合物を有する研磨対象物の研磨に好適に用いられる。よって、本発明は、相変化化合物を有する研磨対象物を本発明の研磨用組成物を用いて研磨する研磨方法を提供する。また、本発明は、相変化化合物を有する研磨対象物を前記研磨方法で研磨する工程を含む、基板の製造方法を提供する。
　研磨装置としては、基板等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド（研磨布）を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。
　前記研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨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。
　ただし、相変化化合物を有する研磨対象物を研磨する研磨パッドのショアＤ硬度の下限は、５０以上であることが好ましく、６０以上であることがより好ましい。研磨パッドのショアＤ硬度が高いほど、研磨パッドの機械的作用が大きくなり、研磨速度が向上する。また、本発明の研磨用組成物においては、砥粒を含まずとも高い研磨速度を得ることができるという利点がある。
　また、相変化化合物を含む研磨対象物を研磨する研磨パッドの硬度の上限は、ショアＤ硬度９９以下であることが好ましい。研磨パッドのショアＤ硬度が低いほど、研磨対象物に傷が入りにくくなる。そのような観点から、より好ましくは、研磨パッドのショアＤ硬度の上限は９５以下である。なお、ショアＤ硬度は定義上から１００以上の値にならない。研磨パッドのショアＤ硬度は、ショアＤ硬度計で測定することができる。
　ショアＤ硬度５０以上の研磨パッドは、発泡体と、布、不織布等の非発泡体とのどちらでもよく、研磨パッドの材質としてはポリウレタン、アクリル、ポリエステル、アクリル－エステル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ４－メチルペンテン、セルロース、セルロースエステル、ナイロンおよびアラミド等のポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリシロキサン共重合体、オキシラン化合物、フェノール樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等の樹脂が使用できる。
　研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転速度は、１０～５００ｒｐｍが好ましく、相変化化合物を有する研磨対象物にかける圧力（研磨圧力）は、０．５～１０ｐｓｉが好ましい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本発明の研磨用組成物で覆われていることが好ましい。
　研磨終了後、研磨対象物を流水中で洗浄し、スピンドライヤ等により研磨対象物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、相変化化合物を含む基板が得られる。
　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、例えば１０倍以上に希釈することによって調製されてもよい。
　次に、本発明の実施例および比較例を説明する。
　下記表２～８に記載の組成となるように各成分を水中で混合することにより、実施例１～１８および比較例１～４４の研磨用組成物を調製した。下記表２～８には、各研磨用組成物中に含まれる有機化合物、キレート作用を有する剤または脆性膜形成剤の種類と添加量とを示した。なお、“－”の表記は、対応する添加剤を含有していないことを示す。下記表２～８の“ｐＨ”欄には、各研磨用組成物のｐＨを示す。また、下記表２～８中には示していないが、砥粒は、約６０ｎｍの平均二次粒子径（平均一次粒子径３０ｎｍ）を有するコロイダルシリカを使用し、組成物の全重量に対して２．５重量％になるように添加されている。ｐＨは、硝酸および／または水酸化カリウムを用いて、所定の値に調整した。さらに、表２～８中には示していないが、各研磨用組成物には、酸化剤として過酸化水素が組成物の全重量に対して２．１重量％になるように添加されている。ただし、比較例２および比較例１１では過酸化水素を添加しなかった。
　実施例１～１８および比較例１～４４の各研磨用組成物を用いて、ＧＳＴ合金（Ｇｅ、ＳｂおよびＴｅの重量比は２：２：５）を含むブランケットウェハ、ＴＥＯＳを含むブランケットウェハ、およびＳｉＮを含むブランケットウェハを、下記表１に示す条件で研磨した。
　下記表１の条件で一定時間研磨したときの研磨速度について、ＧＳＴ合金については、蛍光Ｘ線分析法（ＸＲＦ）から求められる研磨前後のブランケットウェハの厚みの差を研磨時間で除することにより求めた。また、ＴＥＯＳ、ＳｉＮについては光干渉式膜厚測定装置によって求められる研磨前後のブランケットウェハの厚みの差を研磨時間で除することにより求めた。その結果を下記表２～８の“研磨速度”の欄に示す。また、ＧＳＴ合金の研磨速度をＴＥＯＳの研磨速度で除した値を“ＧＳＴ／ＴＥＯＳ速度比”の欄に、ＧＳＴ合金の研磨速度をＳｉＮの研磨速度で除した値を“ＧＳＴ／ＳｉＮ速度比”の欄にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　上記表２～８から明らかなように、実施例に示す本発明の研磨用組成物は、相変化化合物であるＧＳＴ合金の研磨速度が高く、かつＧＳＴ合金の研磨選択性も高いことが分かった。
　なお、本出願は、２０１３年５月１５日に出願された日本特許出願第２０１３－１０３２４４号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。

Claims (5)

  1. 　３個以上のヒドロキシ基を有する有機化合物と、
    　相変化化合物の少なくとも１つの成分に対してキレート作用を有する剤および脆性膜形成剤の少なくとも一方と、
    　酸化剤と、
    を含む、研磨用組成物。
  2. 　相変化化合物を含む層を有する研磨対象物を研磨する用途で使用される、請求項１に記載の研磨用組成物。
  3. 　前記相変化化合物がゲルマニウム（Ｇｅ）－アンチモン（Ｓｂ）－テルル（Ｔｅ）合金である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて、相変化化合物を含む研磨対象物の表面を研磨する、研磨方法。
  5. 　請求項４に記載の研磨方法で研磨する工程を含む、相変化化合物を含む基板の製造方法。
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