(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料を含む層を有する研磨対象物の研磨に好適であり、高移動度材料を含む層の過剰な溶解を抑制し、かつ効率的な研磨が可能である研磨用組成物を提供する。【解決手段】Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料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研磨用組成物であって、砥粒と、一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、を含み、電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ以上であり、過酸化水素の含有量が０．１質量％未満である、研磨用組成物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料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研磨用組成物であって、
砥粒と、
一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、
を含み、電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ以上４０ｍＳ／以下であり、過酸化水素の含有量が０．１質量％未満であり、
前記高移動度材料は、Ａｓを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物である、研磨用組成物。
【請求項２】
前記高移動度材料は、Ａｓの含有量が１０質量％以上であるＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、およびＩｎＡｌＧａＡｓからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記砥粒は表面修飾砥粒である、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
ハロゲン原子を含有する酸化剤をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
ｐＨが２．５以上１２以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
砥粒と、一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、を混合することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項７】
高移動度材料を含む層を有する研磨対象物を請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨用組成物、または請求項６に記載の製造方法により得られる研磨用組成物で研磨する、研磨方法であって、
前記高移動度材料は、Ａｓを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物である、研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＳＩの高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨（以下、単にＣＭＰとも記す）法もその一つであり、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線（ダマシン配線）形成において頻繁に利用される技術である。この技術は、例えば、米国特許第４９４４８３６号明細書に開示されている。ダマシン配線技術は、配線工程の簡略化や、歩留まりおよび信頼性の向上が可能である。
【０００３】
高速ロジックデバイスには、またはＤＲＡＭに代表されるメモリデバイスには、ダマシン配線として、現在、低抵抗であることから配線金属として銅が主に用いられており、銅は今後ＤＲＡＭに代表されるメモリデバイスにも使用が拡大されると考えられる。銅を含む金属のＣＭＰの一般的な方法は、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨パッドを貼り付け、研磨パッド表面を研磨剤で浸し、基板の金属膜を形成した面を押し付けて、その裏面から所定の圧力（以下、単に研磨圧力とも記す）を加えた状態で研磨定盤を回し、研磨剤と金属膜の凸部との機械的摩擦によって、凸部の金属膜を除去するものである。
【０００４】
一方、配線の銅または銅合金等の下層には、層間絶縁膜中への銅拡散防止のためにバリア層として、タンタル、タンタル合金、またはタンタル化合物等が形成される。したがって、銅または銅合金を埋め込む配線部分以外では、露出したバリア層をＣＭＰにより取り除く必要がある。しかし、バリア層は、銅または銅合金に比べ一般に硬度が高いために、銅または銅合金用の研磨材料の組み合わせを用いたＣＭＰでは、十分なＣＭＰ速度が得られない場合が多い。
【０００５】
一方、バリア層として用いられるタンタル、タンタル合金、またはタンタル化合物等は化学的に安定でエッチングが難しく、硬度が高いために機械的な研磨も銅または銅合金ほど容易ではない。さらに近年、バリア層用の材料として、ルテニウム、ルテニウム合金、ルテニウム化合物等の貴金属材料が検討されている。ルテニウム、ルテニウム合金、ルテニウム化合物等の貴金属材料はタンタル、タンタル合金、またはタンタル化合物に比べ抵抗率が低く、化学的気相成長法（ＣＶＤ）による成膜が可能であり、より細い幅の配線に対応可能な点で優れている。しかし、ルテニウム、ルテニウム合金、またはルテニウム化合物等の貴金属材料は、タンタル、タンタル合金、またはタンタル化合物と同様に、化学的に安定で硬度が高いことから研磨が難しい。
【０００６】
また、貴金属材料は、例えばＤＲＡＭキャパシタ構造の製造工程において電極材料として使用される。そして、ルテニウム単体や酸化ルテニウム（ＲｕＯｘ）のような貴金属を含む材料からなる部分の一部を除去するのに研磨用組成物を用いた研磨を利用することが行われている。しかしながら、前述のバリア層用の貴金属材料と同様に、化学的に安定な貴金属を含む材料の除去には一般に時間がかかるため、この種の研磨用組成物に対してはスループット向上のためのさらなる改良のニーズが強い。
【０００７】
ＣＭＰに用いられる研磨剤は、一般には酸化剤および砥粒を含む。このＣＭＰ用研磨剤によるＣＭＰの基本的なメカニズムは、まず、酸化剤によって金属膜表面を酸化し、得られた金属膜表面の酸化層を砥粒によって削り取るというものであると考えられている。凹部の金属膜表面の酸化層は研磨パッドにあまり触れず、砥粒による削り取りの効果が及ばないため、ＣＭＰの進行とともに凸部の金属膜が除去されて基板表面は平坦化される。
【０００８】
ＣＭＰにおいては、配線金属に対する高い研磨速度、研磨速度の安定性、および研磨表面における低い欠陥密度が要求される。しかしながら、ルテニウムを含む膜は、銅、タングステンのような他のダマシン配線金属膜よりも化学的に安定でありかつ高硬度であるため、研磨し難い。このような貴金属を含む膜、特にルテニウムを含む膜の研磨液として、例えば特開２００４−１７２３２６号公報では、研磨砥粒、酸化剤、およびベンゾトリアゾールを含む研磨液が提案されている。
【０００９】
また、トランジスタの消費電力低減やパフォーマンス（動作特性）を向上させる技術のひとつとして、Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料（以下、単に「高移動度材料」とも称する）を用いたチャネルの検討が進められている。かような高移動度材料を用いて作製されキャリアの輸送特性が向上したチャネルでは、オン時のドレイン電流を高められるため、十分なオン電流を得つつ、電源電圧を下げられる。このコンビネーションは、低い電力におけるより高いＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor）のパフォーマンスをもたらす。
【００１０】
高移動度材料としてはＩＩＩ−Ｖ族化合物、ＩＶ族化合物、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｃ（炭素）のみからなるグラフェン等の適用が期待されている。特にＡｓを含有するＩＩＩ−Ｖ族化合物やＧｅを含有するＩＶ族化合物などが積極的に検討されている。
【００１１】
高移動度材料を使用したチャネルは、高移動度材料を含有する部分（以下、高移動度材料部分ともいう）とケイ素材料を含有する部分（以下、ケイ素材料部分ともいう）とを有する研磨対象物を研磨して形成することができる。このとき、高移動度材料部分を高い研磨速度で研磨して平滑な表面に加工することに加えて、研磨対象物の研磨後の表面に、エッチングを原因とした段差が生じるのを抑制することが求められる。例えば、特開２００６−２７８９８１号公報（米国特許出願公開第２００６／０２１８８６７号明細書に相当）には、Ｇｅ基板を研磨する用途で使用される研磨用組成物が開示されている。
【発明の概要】
【００１２】
しかしながら、特開２００６−２７８９８１号公報（米国特許出願公開第２００６／０２１８８６７号明細書に相当）に記載の研磨用組成物では、Ｇｅの溶解速度が速く、リセスが発生する問題があった。
【００１３】
そこで本発明は、Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料を含む層を有する研磨対象物の研磨に好適であり、高移動度材料を含む層の過剰な溶解を抑制し、かつ効率的な研磨が可能である研磨用組成物を提供することを目的とする。
【００１４】
上記課題を解決すべく、本発明者らは鋭意研究を積み重ねた。その結果、砥粒と、特定の構造を有する塩と、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。
【００１５】
すなわち、本発明は、Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料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研磨用組成物であって、砥粒と、一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、を含み、電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ以上であり、過酸化水素の含有量が０．１質量％未満である、研磨用組成物である。
【００１６】
本発明は、Ｓｉよりもキャリアの移動度が高い高移動度材料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研磨用組成物であって、砥粒と、一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、を含み、電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ以上であり、過酸化水素の含有量が０．１質量％未満である、研磨用組成物である。このような構成とすることにより、高移動度材料を含む層を有する研磨対象物の研磨に好適であり、高移動度材料を含む層の過剰な溶解を抑制しながら、研磨速度を向上させることができる研磨用組成物となる。
【００１７】
本発明の研磨用組成物により、なぜ上記の効果が得られるのか、詳細は不明であるが、以下のようなメカニズムであると考えられる。すなわち、研磨用組成物に塩化合物が含まれることにより、研磨用組成物の電気伝導度が高くなる。その結果、高移動度材料を含む層の表面に形成される電気二重層が圧縮され、砥粒の作用が向上し、高移動度材料を含む層の研磨速度が向上すると考えられる。なお、この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。
【００１８】
［研磨対象物］
本発明に係る研磨用組成物は、高移動度材料を含む層を有する研磨対象物を研磨する用途に好適に用いられる。さらに言えば、その研磨対象物を研磨して基板を製造する用途で使用される。研磨対象物である高移動度材料の例としては、Ｇｅを含むＩＶ族化合物やＡｓを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物が好ましく挙げられる。さらに具体的には、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｇｅの含有量が１０質量％以上であるＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、Ａｓの含有量が１０質量％以上であるＧａＡｓ（ガリウム砒素）、ＩｎＡｓ（インジウム砒素）、ＡｌＡｓ（アルミニウム砒素）、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）、ＩｎＧａＡｓＰ（インジウムガリウム砒素りん）、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウム砒素）、およびＩｎＡｌＧａＡｓ（インジウムアルミニウムガリウム砒素）からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましく挙げられる。
【００１９】
本発明に係る研磨対象物は、シリコン含有材料を含む層を有していてもよい。シリコン含有材料としては単体シリコン、シリコン化合物が挙げられる。さらに、単体シリコンとしては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）、アモルファスシリコン等が挙げられる。シリコン化合物としては、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素、炭化ケイ素、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）等が挙げられる。シリコン含有材料を含む層としては、比誘電率が３以下である低誘電率膜も含まれる。
【００２０】
これらのシリコン含有材料の中でも、好ましくは単結晶シリコン、多結晶シリコン、窒化ケイ素、酸化ケイ素、オルトケイ酸テトラエチルである。
【００２１】
次に、本発明の研磨用組成物の構成について、詳細に説明する。
【００２２】
［砥粒］
本発明の研磨用組成物は、砥粒を含む。砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨する作用を有し、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度を向上させる。
【００２３】
使用される砥粒は、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、チタニア等の金属酸化物からなる粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子、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。該砥粒は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。また、該砥粒は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
【００２４】
これら砥粒の中でも、シリカが好ましく、特に好ましいのはコロイダルシリカである。
【００２５】
高移動度材料の研磨レートを向上させるために、砥粒としては表面修飾砥粒を用いることが好ましい。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あるいはそれらの酸化物を砥粒と混合して砥粒の表面にドープすることや有機酸を固定化することにより得ることができる。
【００２６】
表面修飾砥粒の中でも、特に好ましいのは、有機酸を固定化したコロイダルシリカである。研磨用組成物中に含まれるコロイダルシリカの表面への有機酸の固定化は、例えばコロイダルシリカの表面に有機酸の官能基が化学的に結合することにより行われている。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。
【００２７】
また、特開平４−２１４０２２号公報に開示されるような、塩基性アルミニウム塩または塩基性ジルコニウム塩を添加して製造したカチオン性シリカを砥粒として用いることもできる。
【００２８】
砥粒の平均一次粒子径の下限は、５ｎｍ以上であることが好ましく、７ｎｍ以上であることがより好ましく、１０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、砥粒の平均一次粒子径の上限は、２００ｎｍ以下であることが好ましく、１５０ｎｍ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。このような範囲であれば、研磨対象物を効率的に研磨することができる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面にディッシングが生じるのをより抑えることができる。なお、砥粒の平均一次粒子径は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて算出される。
【００２９】
砥粒の平均二次粒子径の下限は、３０ｎｍ以上であることが好ましく、３５ｎｍ以上であることがより好ましく、４０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、砥粒の平均二次粒子径の上限は、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２６０ｎｍ以下であることがより好ましく、２２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。このような範囲であれば、研磨対象物を効率的に研磨することができる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑えることができる。なお、ここでいう二次粒子とは、砥粒が研磨用組成物中で会合して形成する粒子をいい、この二次粒子の平均二次粒子径は、例えば動的光散乱法により測定することができる。
【００３０】
研磨用組成物中の砥粒の含有量の下限は、０．００５質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．１質量％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、研磨対象物の研磨速度が向上する。また、研磨用組成物中の砥粒の含有量の上限は、５０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましい。このような範囲であれば、研磨用組成物のコストを抑えることができ、また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じるのをより抑制することができる。
【００３１】
［塩化合物］
本発明で用いられる塩化合物は、一価の酸の塩、二価の酸の塩、三価の酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の化合物である。かような塩化合物は、研磨用組成物の電気伝導度を高め、高移動度材料を含む層を有する研磨対象物表面の電気二重層を圧縮する。したがって、砥粒の作用が向上し、高移動度材料を含む層の研磨速度が向上する。
【００３２】
一価の酸の例としては、塩酸、硝酸、亜硝酸等の無機酸やギ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、アクリル酸、メタクリル酸、カプリン酸、カプリル酸、カプロン酸、グリオキシル酸、クロトン酸、安息香酸、メタンスルホン酸等の有機酸が挙げられる。二価の酸としては、硫酸、炭酸、亜硫酸、チオ硫酸、ホスホン酸等の無機酸や、シュウ酸、リンゴ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸、コハク酸、セバシン酸、酒石酸等の有機酸が挙げられる。三価の酸としては、リン酸、リンモリブデン酸、リンタングステン酸、バナジン酸等の無機酸やクエン酸、トリメリット酸等の有機酸が挙げられる。
【００３３】
これら一価の酸の塩、二価の酸の塩、および三価の酸の塩の例としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などの無機塩、またはアンモニウム塩、トリエチルアミン塩、ジイソプロピルアミン塩、シクロヘキシルアミン塩などの有機塩が挙げられる。また、ハロゲン化物塩としては、フッ化物塩、塩化物塩、臭化物塩、ヨウ化物塩等が挙げられる。
【００３４】
塩化合物のさらに具体的な例としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、安息香酸リチウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム、チオ硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、シュウ酸二ナトリウム、シュウ酸二カリウム、シュウ酸二アンモニウム、クエン酸三アンモニウム、グルタル酸二ナトリウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化カルシウム、フッ化アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、臭化カリウム、臭化ナトリウム、臭化アンモニウム、臭化カルシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、三ヨウ化カリウム、ヨウ化カルシウム、リン酸三リチウム、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸三アンモニウム、リン酸一水素ナトリウム、リン酸一水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素アンモニウム等が挙げられる。
【００３５】
これらの中でも、取扱い性の観点から、酢酸カリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、塩化ナトリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、クエン酸三アンモニウムが好ましい。
【００３６】
本発明の研磨用組成物中の塩化合物の含有量の下限は、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００５ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。塩化合物の含有量が多くなるにつれ、研磨対象物を効率的に研磨することができる。また、本発明の研磨用組成物中の塩化合物の含有量の上限は、２．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。塩化合物の含有量が少なくなるにつれ、保管安定性を向上させることができる。
【００３７】
［電気伝導度］
本発明の研磨用組成物の電気伝導度は１ｍＳ／ｃｍ以上である。電気伝導度が１ｍＳ／ｃｍ未満である場合、高移動度材料を含む層を有する研磨対象物表面の電気二重層が圧縮されず、高移動度材料を含む層の研磨速度向上の効果が得られない。該電気伝導度は１ｍＳ／ｃｍ以上であり、１．１ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましく、５ｍＳ／ｃｍ以上であることがより好ましく、９ｍＳ／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。電気伝導度の上限値は特に制限されないが、４０ｍＳ／ｃｍ以下であることが好ましく、３０ｍＳ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
【００３８】
該電気伝導度は、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。また、該電気伝導度は、塩化合物の種類、添加量等により制御することができる。
【００３９】
［過酸化水素］
また、本発明の研磨用組成物中の過酸化水素の含有量は、０．１質量％未満である。過酸化水素の含有量が０．１質量％以上の場合、高移動度材料の溶解速度が速くなり、高移動度材料を含む層の表面に欠陥が生じてしまう。過酸化水素の含有量は、０．０５質量％以下であることが好ましく、０．０３質量％以下であることがより好ましく、過酸化水素を含まない（含有量が０である）ことがさらに好ましい。
【００４０】
［研磨用組成物のｐＨ］
本発明の研磨用組成物のｐＨは、２以上であることが好ましく、２．２以上であることがより好ましく、２．５以上であることがさらに好ましい。また、本発明の研磨用組成物のｐＨは、１４未満であることが好ましく、１３以下であることがより好ましく、１２以下であることがさらに好ましい。この範囲であれば、研磨対象物を効率的に研磨することができる。
【００４１】
前記ｐＨは、ｐＨ調節剤を適量添加することにより、調整することができる。研磨用組成物のｐＨを所望の値に調整するために必要に応じて使用される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、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよい。ｐＨ調整剤の具体例としては、例えば、硫酸、硝酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸およびリン酸等の無機酸；ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の有機硫酸等の有機酸等が挙げられる。これらｐＨ調節剤は、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。
【００４２】
［分散媒または溶媒］
本発明の研磨用組成物は、通常、各成分の分散または溶解のための分散媒または溶媒が用いられる。分散媒または溶媒としては有機溶媒、水等が挙げられるが、それらの中でも水を含むことが好ましい。他の成分の作用を阻害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い。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。
【００４３】
［他の成分］
本発明の研磨用組成物は、必要に応じて、ハロゲン原子を含有する酸化剤、錯化剤、金属防食剤、界面活性剤、水溶性高分子、防腐剤、防カビ剤等の他の成分をさらに含んでもよい。以下、他の成分について説明する。
【００４４】
〔ハロゲン原子を含有する酸化剤〕
本発明の研磨用組成物は、ハロゲン原子を含有する酸化剤を含むことが好ましい。ハロゲン原子を含有する酸化剤を含むことにより、高移動度材料を含む層の研磨速度がより向上する。
【００４５】
ハロゲン原子を含有する酸化剤の具体的な例としては、例えば、亜塩素酸（ＨＣｌＯ２）、亜臭素酸（ＨＢｒＯ２）、亜ヨウ素酸（ＨＩＯ２）、亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）、亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ２）、亜臭素酸ナトリウム（ＮａＢｒＯ２）、亜臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ２）等の亜ハロゲン酸またはその塩；塩素酸（ＨＣｌＯ３）、臭素酸（ＨＢｒＯ３）、ヨウ素酸（ＨＩＯ３）、塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ３）、塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ３）、塩素酸銀（ＡｇＣｌＯ３）、塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ３）２）、臭素酸ナトリウム（ＮａＢｒＯ３）、臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ３）、ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ３）等のハロゲン酸またはその塩；過塩素酸（ＨＣｌＯ４）、過臭素酸（ＨＢｒＯ４）、過ヨウ素酸（ＨＩＯ４）、過ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ４）、過ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ４）、過ヨウ素酸テトラブチルアンモニウム（（Ｃ４Ｈ９）４ＮＩＯ４）等の過ハロゲン酸またはその塩；次亜フッ素酸（ＨＦＯ）、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜臭素酸（ＨＢｒＯ）、次亜ヨウ素酸（ＨＩＯ）等の次亜ハロゲン酸；次亜フッ素酸リチウム（ＬｉＦＯ）、次亜フッ素酸ナトリウム（ＮａＦＯ）、次亜フッ素酸カリウム（ＫＦＯ）、次亜フッ素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＦＯ）２）、次亜フッ素酸カルシウム（Ｃａ（ＦＯ）２）、次亜フッ素酸バリウム（Ｂａ（ＦＯ）２）等の次亜フッ素酸の塩；次亜塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、次亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ）、次亜塩素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＣｌＯ）２）、次亜塩素酸カルシウム（Ｃａ（ＣｌＯ）２）、次亜塩素酸バリウム（Ｂａ（ＣｌＯ）２）、次亜塩素酸ｔ−ブチル（ｔ−ＢｕＣｌＯ）、次亜塩素酸アンモニウム（ＮＨ４ＣｌＯ）、次亜塩素酸トリエタノールアミン（（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）３Ｎ・ＣｌＯ）等の次亜塩素酸の塩；次亜臭素酸リチウム（ＬｉＢｒＯ）、次亜臭素酸ナトリウム（ＮａＢｒＯ）、次亜臭素酸カリウム（ＫＢｒＯ）、次亜臭素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＢｒＯ）２）、次亜臭素酸カルシウム（Ｃａ（ＢｒＯ）２）、次亜臭素酸バリウム（Ｂａ（ＢｒＯ）２）、次亜臭素酸アンモニウム（ＮＨ４ＢｒＯ）、次亜臭素酸トリエタノールアミン（（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）３Ｎ・ＢｒＯ）等の次亜臭素酸の塩；次亜ヨウ素酸リチウム（ＬｉＩＯ）、次亜ヨウ素酸ナトリウム（ＮａＩＯ）、次亜ヨウ素酸カリウム（ＫＩＯ）、次亜ヨウ素酸マグネシウム（Ｍｇ（ＩＯ）２）、次亜ヨウ素酸カルシウム（Ｃａ（ＩＯ）２）、次亜ヨウ素酸バリウム（Ｂａ（ＩＯ）２）、次亜ヨウ素酸アンモニウム（ＮＨ４ＩＯ）、次亜ヨウ素酸トリエタノールアミン（（ＣＨ２ＣＨ２ＯＨ）３Ｎ・ＩＯ）等の次亜ヨウ素酸の塩等が挙げられる。これらハロゲン原子を含有する酸化剤は、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。
【００４６】
これらハロゲン原子を有する酸化剤の中でも、亜塩素酸、次亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸およびこれらの塩が好ましい。塩としてはアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などを選択することができる。
【００４７】
本発明の研磨用組成物中のハロゲン原子を含有する酸化剤の含有量の下限は、０．０１質量％（０．１ｇ／ｋｇ）以上であることが好ましく、０．０５質量％（０．５ｇ／ｋｇ）以上であることがより好ましい。ハロゲン原子を含有する酸化剤の含有量が多くなるにつれ、研磨用組成物による研磨速度が向上する。また、本発明の研磨用組成物中のハロゲン原子を含有する酸化剤の含有量の上限は、１０質量％以下（１００ｇ／ｋｇ）であることが好ましく、５質量％（５０ｇ／ｋｇ）以下であることがより好ましい。ハロゲン原子を含有する酸化剤の含有量が少なくなるにつれ、研磨用組成物のコストを抑えることができるのに加え、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利点を有する。また、ハロゲン原子を含有する酸化剤による研磨対象物表面の過剰な酸化が起こりにくくなる利点も有する。
【００４８】
〔金属防食剤〕
研磨用組成物中に金属防食剤を加えることにより、金属の溶解を防ぐことができ、研磨対象物表面の面荒れ等の表面状態の悪化を抑制することができる。
【００４９】
使用可能な金属防食剤は、特に制限されないが、好ましくは複素環化合物である。複素環化合物中の複素環の員数は特に限定されない。また、複素環化合物は、単環化合物であってもよいし、縮合環を有する多環化合物であってもよい。該金属防食剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。また、該金属防食剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
【００５０】
金属防食剤として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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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、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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、研磨対象物表面への化学的または物理的吸着力が高いため、研磨対象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、研磨対象物の表面の平坦性を向上させる上で有利である。
【００５８】
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、０．００５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。金属防食剤の含有量が多くなるにつれて、金属の溶解を防ぎ、段差解消性を向上させることができる。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、５ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。金属防食剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨速度が向上する。
【００５９】
〔界面活性剤〕
研磨用組成物中には界面活性剤が含まれていてもよい。界面活性剤は、研磨後の研磨表面に親水性を付与することにより研磨後の洗浄効率を良くし、汚れの付着等を防ぐことが出来る。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。これら界面活性剤は、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。
【００６０】
陰イオン性界面活性剤の例としては、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エーテル硫酸、アルキルエーテル硫酸、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、およびこれらの塩等が挙げられる。
【００６１】
陽イオン性界面活性剤の例としては、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、アルキルアミン塩等が挙げられる。
【００６２】
両性界面活性剤の例としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド等が挙げられる。非イオン性界面活性剤の例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、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等が挙げられる。
【００６３】
研磨用組成物中の界面活性剤の含有量は、０．０００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が多くなるにつれて、研磨後の洗浄効率がより向上する。また、研磨用組成物中の界面活性剤の含有量は、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨面への界面活性剤の残存量が低減され、洗浄効率がより向上する。
【００６４】
〔水溶性高分子〕
研磨用組成物中には水溶性高分子が含まれてもよい。水溶性高分子の具体例としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリイソプレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリグリセリン、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、イソプレンスルホン酸とアクリル酸との共重合体、ポリビニルピロリドン−ポリアクリル酸共重合体、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ナフタレンスルホン酸−ホルマリン縮合物の塩、ジアリルアミン塩酸塩−二酸化硫黄共重合体、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの塩、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、プルラン、キトサン、およびキトサン塩類が挙げられる。
【００６５】
研磨用組成物中に水溶性高分子を加えた場合、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面粗さがより低減する。これらの水溶性高分子は、単独でもまた２種以上混合しても用いることができる。
【００６６】
また、上記の水溶性高分子は、特にＰｏｌｙ−Ｓｉに対する研磨抑制剤としての機能を有する。
【００６７】
研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、０．０００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましい。水溶性高分子の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物による研磨面の表面粗さがより低減する。また、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。水溶性高分子の含有量が少なくなるにつれて、研磨面への水溶性高分子の残存量が低減され洗浄効率がより向上する。
【００６８】
〔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種以上混合して用いてもよい。
【００６９】
［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、砥粒と、一塩基酸の塩、二塩基酸の塩、三塩基酸の塩、およびハロゲン化物塩からなる群より選択される少なくとも１種の塩化合物と、必要に応じて他の成分とを、水中で攪拌混合することにより得ることができる。
【００７０】
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。
【００７１】
［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、特に、高移動度材料を含む層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、高移動度材料を含む層を有する研磨対象物を本発明の研磨用組成物で研磨する研磨方法を提供する。
【００７２】
研磨装置としては、研磨対象物を有する基板等を保持するホルダーと、回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド（研磨布）を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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およびキャリア回転数は、それぞれ独立して、１０〜５００ｒｐｍが好ましく、研磨対象物を有する基板にかける圧力（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。
【００７５】
研磨終了後、基板を流水中で洗浄し、スピンドライヤ等により基板上に付着した水滴を払い落として乾燥させることにより、高移動度材料を含む層を有する基板が得られる。
【実施例】
【００７６】
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
【００７７】
（実施例１〜５７、比較例１〜１８）
下記表２−１〜２−４に示す砥粒および塩化合物を、研磨用組成物全体に対して下記表２に示す含有量となるように添加した。また、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムの水溶液（濃度：５．９質量％）または過酸化水素水溶液（濃度：３１質量％）を準備し、研磨用組成物全体に対して下記表２−１〜２−４に示す含有量となるように水中で攪拌混合し（混合温度：約２５℃、混合時間：約１０分）、実施例１〜５７および比較例１〜１８の研磨用組成物を調製した。研磨用組成物のｐＨは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を加え調整し、ｐＨメータにより確認した。
【００７８】
なお、砥粒としては、以下のものを使用し、研磨用組成物中の砥粒の含有量を１質量％とした；
Ａ：平均一次粒子径が３２ｎｍ、平均二次粒子径が７０ｎｍであるコロイダルシリカ
Ｂ：スルホン酸を表面に固定したシリカ（平均一次粒子径が３２ｎｍ、平均二次粒子径が７０ｎｍ）
Ｃ：アルミニウムで表面を改質したシリカ（平均一次粒子径が３２ｎｍ、平均二次粒子径が７０ｎｍ）
〔電気伝導度〕
研磨用組成物の電気伝導度は、株式会社堀場製作所製の電気伝導率計を用いて測定した。
【００７９】
〔研磨速度〕
Ｇｅ基板、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＧａＡｓ基板、ＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）、ＴＥＯＳ基板、およびＳｉＮ基板について、実施例１〜３７および比較例１〜１４の研磨用組成物を用いて、下記表１に示す研磨条件で一定時間研磨したときの研磨速度を求めた。Ｇｅ基板としては、４ｉｎｃｈのＧｅ基板を３０□にクーポン化して使用した。ＴＥＯＳ基板としては、３０□にクーポン化して使用した。ＳｉＮ基板としては、３０□にクーポン化して使用した。
【００８０】
実施例３８〜５７および比較例１５〜１７の研磨用組成物については、下記表１に示す研磨条件で、Ｇｅ基板およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）を研磨した際の研磨速度、溶解速度、および研磨後の基板の表面粗さを求めた。さらに、比較例１８および実施例４１の研磨用組成物については、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝１５：８５）、およびＧａＡｓ基板を研磨した際の研磨速度、溶解速度および研磨後の基板の表面粗さも求めた。
【００８１】
Ｇｅ基板、ＴＥＯＳ基板、およびＳｉＮ基板の研磨速度については、研磨前後の重量の差分から求めた。ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝１５：８５）、ＧａＡｓ基板、およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）については、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）による研磨前後の膜厚の差分から求めた。
【００８２】
【表１】
2019165226.tif 000002
【００８３】
〔溶解速度〕
Ｇｅ基板の溶解速度は、攪拌子を用いて３００ｒｐｍで回転させている研磨用組成物中に、３ｃｍ×３ｃｍの大きさのＧｅ基板を、４３℃で５分間浸漬させ、浸漬前後の重量変化から溶解量を算出し、その溶解量を浸漬時間とＧｅの比重で除してＧｅ基板の溶解速度を測定した。ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝１５：８５）、ＧａＡｓ基板、およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）については、攪拌子を用いて３００ｒｐｍで回転させている研磨用組成物中に、３ｃｍ×３ｃｍの大きさの各基板を、４３℃で５分間浸漬させた後、ＸＲＦ（蛍光Ｘ線分析）により溶解前後の膜厚の差分を求め、溶解速度を測定した。
【００８４】
〔安定性〕
実施例１〜３７および比較例１〜１４の研磨用組成物の安定性の評価は、以下のようにして行った。すなわち、調液した当日に測定した研磨用組成物のＧｅ基板の研磨速度および溶解速度を基準として、調液しさらに８０℃で１週間保管した後の研磨用組成物を用いた時のＧｅ基板の研磨速度および溶解速度の変化率を調べた。Ｇｅ基板の研磨速度およびＧｅ基板の溶解速度の変化率が１０％以内の場合をＯＫ、Ｇｅ基板の研磨速度およびＧｅ基板の溶解速度の少なくとも一方の変化率が１０％を超える場合はＮＧとして評価した。
【００８５】
〔表面粗さ〕
表面粗さは、３ｃｍ×３ｃｍの基板を、ＳＰＭ（走査型プローブ顕微鏡）装置  Ｎａｖｉ  ＩＩ（エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製）を用いて測定した。なお、シリコンプローブ（型番：ＳＩ−ＤＦ４０Ｐ２）を使用した。
【００８６】
実施例１〜５７および比較例１〜１８の研磨用組成物の処方および評価結果を下記表２−１〜２−４に示す。なお、Ｇｅ基板の「研磨速度／溶解速度」の欄は、Ｇｅ基板の研磨速度をＧｅ基板の溶解速度で除した値を示している。この値が大きいほど、Ｇｅを含む層の溶解をより抑制しつつ、Ｇｅを含む層の研磨速度がより向上していることを示す。また、ＴＥＯＳ研磨速度およびＳｉＮ研磨速度の空欄は、測定していないことを示す。
【００８７】
【表２−１】
2019165226.tif 000003
【００８８】
【表２−２】
2019165226.tif 000004
【００８９】
【表２−３】
2019165226.tif 000005
【００９０】
【表２−４】
2019165226.tif 000006
【００９１】
上記表２−１および表２−２に示すように、実施例１〜３７の研磨用組成物を用いた場合、Ｇｅ基板、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＧａＡｓ基板、およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）の溶解を抑制しつつ、Ｇｅ基板、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＧａＡｓ基板、およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）の研磨速度を向上させることが分かった。
【００９２】
また、上記表２−３に示す結果から、実施例３８〜５７の研磨用組成物を用いた場合、Ｇｅ基板およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）の溶解を抑制しつつ、Ｇｅ基板およびＩｎＧａＡｓ基板（Ｉｎ：Ｇａ：Ａｓ＝２６．５：２３．５：５０．０）の研磨速度を向上させることが分かった。
【００９３】
さらに、上記表２−４に示す結果から、実施例４１の研磨用組成物を用いた場合、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝１５：８５）、およびＧａＡｓ基板の溶解を抑制しつつ、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝１５：８５）、およびＧａＡｓ基板の研磨速度を向上させることが分かった。
【００９４】
さらに、実施例１〜３６の研磨用組成物は、安定性に優れることが分かった。
【００９５】
（実施例５８〜５９、比較例１９〜２２）
下記表３に記載の組成に変更したこと以外は、上記と同様にして、研磨用組成物を調製した。得られた研磨用組成物を用いて、ＳｉＧｅ基板およびＰｏｌｙ−Ｓｉ基板に対する研磨速度を測定した。なお、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ基板に対する研磨速度は、研磨前後の膜厚を光干渉式膜厚測定装置（大日本スクリーン製造株式会社製、型番：ラムダエース）によって求めて、その差を研磨時間で除することにより評価した。測定結果を下記表３に示す。
【００９６】
【表３】
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【００９７】
上記表３に示す結果から、実施例５８〜５９の研磨用組成物を用いた場合、ＳｉＧｅ基板（Ｓｉ：Ｇｅ＝５０：５０）の研磨速度を向上させることが分かった。ポリビニルピロリドンが添加されている実施例５９においては、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ基板の研磨速度を抑制することも分かった。
【００９８】
なお、本出願は、２０１４年９月３０日に出願された日本特許出願第２０１４−２００２８７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。