本發(fā)明涉及CMP用研磨液和研磨方法。尤其是，本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體設(shè)備制造工序中的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)中使用的CMP用研磨液和使用該CMP用研磨液的研磨方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，伴隨著半導(dǎo)體設(shè)備的高性能化，在現(xiàn)有技術(shù)的延長(zhǎng)線上的微細(xì)化技術(shù)中，兼顧高集成化和高速化正逐漸達(dá)到極限。因此，作為推進(jìn)半導(dǎo)體元件的微細(xì)化同時(shí)在垂直方向上也進(jìn)行高集成化的技術(shù)，開發(fā)了將配線多層化的技術(shù)。

制造配線經(jīng)多層化的半導(dǎo)體設(shè)備的工藝中，最重要的技術(shù)之一有CMP技術(shù)。CMP技術(shù)是使通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)等形成于基板上的薄膜的表面平坦化的技術(shù)。例如，為了確保光刻的焦點(diǎn)深度，利用CMP的處理是不可或缺的。

在半導(dǎo)體設(shè)備的制造過(guò)程中，CMP技術(shù)適用于例如通過(guò)BPSG、HDP-SiO₂、p-TEOS等絕緣材料的研磨來(lái)形成元件分離區(qū)域的淺溝槽分離(STI)形成工序；形成層間絕緣材料(ILD)的ILD形成工序；在將絕緣材料埋入金屬配線后使插塞(プラグ)(Al插塞、Cu插塞等)平坦化的插塞形成工序；形成金屬的埋入配線的大馬士革(damascene)工序等。

STI形成工序中，以填埋預(yù)先設(shè)置于基板表面的溝槽的方式形成絕緣材料后，使用CMP用研磨液對(duì)絕緣材料的表面進(jìn)行CMP使表面平坦化。

此外，ILD形成工序中，一般而言設(shè)置的溝槽深，因此，與STI形成工序相比，絕緣材料形成得厚。然后，對(duì)于使用CMP用研磨液對(duì)絕緣材料的表面進(jìn)行CMP使表面平坦化，是同樣的。

作為STI形成工序或ILD形成工序中使用的研磨液，已知各種用于對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的研磨液。這樣的研磨液根據(jù)研磨液所含的研磨粒的種類分類為二氧化硅系研磨液、氧化鈰(Cerium Oxide)系研磨液、氧化鋁系研磨液等。

作為氧化鈰系研磨液，下述專利文獻(xiàn)1中記載了使用高純度氧化鈰研磨粒的半導(dǎo)體用研磨液。下述專利文獻(xiàn)2中記載了含有具有至少兩個(gè)微晶且具有晶界的氧化鈰粒子的研磨液。下述專利文獻(xiàn)3中記載了對(duì)氧化鈰系研磨液的研磨速度進(jìn)行控制且為了提高整體的平坦性而加入高分子添加劑的技術(shù)。

前述氧化鈰系研磨液均為使用將鈰化合物燒成而得到的燒成氧化鈰粒子作為研磨粒的研磨液。另一方面，近年來(lái)，還已知如下述專利文獻(xiàn)4和5的研磨液那樣使用膠體狀的氧化鈰(膠體氧化鈰)粒子的研磨液。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10-106994號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國(guó)際公開第99/31195號(hào)

專利文獻(xiàn)3：日本特許第3278532號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：國(guó)際公開第2008/043703號(hào)

專利文獻(xiàn)5：國(guó)際公開第2010/036358號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

前述STI形成工序、ILD形成工序等中在基板上形成絕緣材料時(shí)，根據(jù)形成絕緣材料前的基板表面的凹凸形狀，絕緣材料的表面也產(chǎn)生凹凸。對(duì)于這樣具有凹凸的表面，如果能夠優(yōu)先將凸部除去并慢慢地將凹部除去，則能夠高效地使表面平坦化。

為了應(yīng)對(duì)元件分離區(qū)域的窄幅化而采用STI的情況下，對(duì)于CMP工序中使用的CMP用研磨液，要求例如以盡可能高的研磨速度將基板上形成的絕緣材料中不需要的部分(尤其是凸部的部分)除去。此外，除了這一點(diǎn)，還要求研磨結(jié)束后的表面精加工成平坦面。這些要求在ILD形成工序中也被要求。

換言之，高效地發(fā)揮前述兩種特性的CMP用研磨液可以說(shuō)是在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，凸部的研磨速度高，而且凸部和凹部的研磨速度比(凸部的研磨速度相對(duì)于凹部的研磨速度的比)大的研磨液(即高低差消除特性優(yōu)異的研磨液)?？烧J(rèn)為：在凸部和凹部的研磨速度比大的情況下，凸部被選擇性地研磨，隨著被研磨面的凹凸逐漸變小，研磨速度變慢，成品變得更平坦。

其中，對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)凸部和凹部的研磨速度比存在隨著具有凹凸的絕緣材料的凸部的研磨速度相對(duì)于不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度的比增加而增加的傾向。因此，為了獲得凸部和凹部的大的研磨速度比，需要提高具有凹凸的絕緣材料的凸部的研磨速度相對(duì)于不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度的比。例如，需要提高相對(duì)于無(wú)圖形晶片(blanket wafer)的研磨速度的、圖形晶片的凸部的研磨速度。

然而，提高高低差消除特性并不容易。尤其是近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體設(shè)備的設(shè)計(jì)規(guī)則的微細(xì)化，需要精度高的加工，要求使表面的凹凸更為平坦。這樣的技術(shù)背景下，要求高低差消除特性進(jìn)一步提高。

本發(fā)明要解決前述課題，其目的在于，提供一種能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性的CMP用研磨液。此外，本發(fā)明的目的還在于，提供使用前述CMP用研磨液的研磨方法。

用于解決問(wèn)題的方法

為了解決前述課題，本發(fā)明人等對(duì)CMP用研磨液中配合的研磨粒和添加劑反復(fù)進(jìn)行了深入研究。本發(fā)明人等使用具有各種形狀的研磨粒和作為添加劑的各種有機(jī)化合物，調(diào)制了多種研磨液。使用這些研磨液對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨，并進(jìn)行研磨特性的評(píng)價(jià)。結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用具有特定形狀的研磨粒和作為添加劑的具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物，可獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的高低差消除特性優(yōu)異的研磨液。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液的第一實(shí)施方式是一種用于對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的CMP用研磨液，其含有滿足下述條件(A)和(B)的氧化鈰粒子、下述通式(1)所表示的4-吡喃酮系化合物、以及水。

條件(A)：前述氧化鈰粒子的平均粒徑R為大于或等于50nm且小于或等于300nm。

條件(B)：由使前述氧化鈰粒子為具有前述平均粒徑R的圓球狀粒子時(shí)該圓球狀粒子的比表面積S1和通過(guò)BET法測(cè)定的前述氧化鈰粒子的比表面積S2給出的圓球度S2/S1為小于或等于3.15。

[化1]

[式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自獨(dú)立地為氫原子或1價(jià)的取代基。]

根據(jù)第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠獲得凸部的高研磨速度以及凸部和凹部的大研磨速度比。這樣的CMP用研磨液適合于具有凹凸的絕緣材料的研磨，能夠高效地消除具有凹凸的絕緣材料的凹凸(高低差)。此外，根據(jù)第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠以良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。

此外，根據(jù)第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠不嚴(yán)重依賴于被研磨面的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)高研磨速度。因此，第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液具有即使是用以往的研磨液較難獲得高研磨速度的半導(dǎo)體材料也能夠進(jìn)行高速研磨的優(yōu)點(diǎn)。第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液即使在例如對(duì)具有存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體基板那樣表面具有T字形狀或格子形狀的凹部或凸部的絕緣材料進(jìn)行研磨的情況下也能夠發(fā)揮優(yōu)異的研磨特性。

雖然實(shí)現(xiàn)這些效果的主要原因未必清楚，但本發(fā)明人推測(cè)如下。圓球度S2/S1小到某種程度，意味著粒子的形狀接近完美的球體(圓球)。推測(cè)為：這樣圓球度小的粒子時(shí)，與形狀不接近圓球的粒子相比，能夠與被研磨面接觸的粒子數(shù)變多。即，推測(cè)為：研磨粒與絕緣材料表面的化學(xué)結(jié)合部位變多。

在這樣研磨粒與絕緣材料的結(jié)合部位多的狀態(tài)下，通過(guò)使研磨液含有具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的4-吡喃酮系化合物，研磨粒與絕緣材料的相互作用變大。由此推測(cè)，研磨時(shí)承受與凹部相比高的負(fù)荷(承受強(qiáng)摩擦力)的凸部的研磨有效地進(jìn)行。

推測(cè)為：在這樣研磨粒與絕緣材料的結(jié)合部位多的狀態(tài)下，由于4-吡喃酮系化合物的影響，研磨粒與絕緣材料的相互作用大，因而摩擦力容易施加于凸部，而施加于凹部、以及高低差逐漸變小時(shí)的絕緣材料的平坦面等的摩擦力比施加于凸部的摩擦力弱，因此，前述凹部和前述平坦面的研磨較少地進(jìn)行。推測(cè)這大概是，研磨粒與絕緣材料的結(jié)合部位多的狀態(tài)下，由于4-吡喃酮系化合物的影響，研磨粒與絕緣材料的相互作用大，因而，在考慮到之后絕緣材料由于研磨粒的物理作用或施加于研磨墊、晶片的負(fù)荷等物理作用而被除去的情況下，如果這些物理作用變?nèi)?，則研磨粒與絕緣材料的相互作用強(qiáng)，反而會(huì)抑制研磨能力。

另外，在對(duì)具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，有時(shí)使用配置于基板的凸部上的止動(dòng)件(stopper)(含有止動(dòng)件材料的研磨停止層)對(duì)絕緣材料的研磨進(jìn)行調(diào)整。這種情況下，為了獲得平坦面，需要相對(duì)于止動(dòng)件材料對(duì)絕緣材料進(jìn)行選擇性研磨，因而要求止動(dòng)件材料相對(duì)于絕緣材料的高止動(dòng)性(絕緣材料的研磨速度相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨速度的比)。

為了解決前述課題，本發(fā)明人等對(duì)配合于CMP用研磨液的研磨粒和添加劑反復(fù)進(jìn)行了深入研究。本發(fā)明人等使用具有各種形狀的研磨粒和作為添加劑的各種有機(jī)化合物調(diào)制了多種研磨液。使用這些研磨液對(duì)絕緣材料和止動(dòng)件材料進(jìn)行研磨，并進(jìn)行研磨特性的評(píng)價(jià)。結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用具有特定形狀的研磨粒和作為添加劑的特定化合物，可獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的高低差消除特性優(yōu)異并且止動(dòng)件材料的止動(dòng)性優(yōu)異的研磨液。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液的第二實(shí)施方式為一種用于對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的CMP用研磨液，其含有滿足下述條件(A)和(B)的氧化鈰粒子、下述通式(1)所表示的4-吡喃酮系化合物、具有芳香環(huán)和聚氧化烯鏈的高分子化合物、陽(yáng)離子性聚合物、以及水。

條件(A)：前述氧化鈰粒子的平均粒徑R為大于或等于50nm且小于或等于300nm。

條件(B)：由使前述氧化鈰粒子為具有前述平均粒徑R的圓球狀粒子時(shí)該圓球狀粒子的比表面積S1和通過(guò)BET法測(cè)定的前述氧化鈰粒子的比表面積S2給出的圓球度S2/S1為小于或等于3.15。

[化2]

[式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自獨(dú)立地為氫原子或1價(jià)的取代基。]

根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠獲得凸部的高研磨速度以及凸部和凹部的大研磨速度比。這樣的CMP用研磨液適合于具有凹凸的絕緣材料的研磨，能夠高效地消除具有凹凸的絕緣材料的凹凸(高低差)。此外，根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠以良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。

此外，根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠不嚴(yán)重依賴于被研磨面的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)高研磨速度。因此，第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液具有即使是用以往的研磨液較難獲得高研磨速度的半導(dǎo)體材料也能夠進(jìn)行高速研磨的優(yōu)點(diǎn)。第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液即使在例如對(duì)具有存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體基板那樣表面具有T字形狀或格子形狀的凹部或凸部的絕緣材料進(jìn)行研磨的情況下也能夠發(fā)揮優(yōu)異的研磨特性。

雖然實(shí)現(xiàn)第二實(shí)施方式的這些效果的主要原因未必清楚，但本發(fā)明人推測(cè)如上關(guān)于第一實(shí)施方式所述。

此外，根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠獲得止動(dòng)件材料對(duì)絕緣材料的高止動(dòng)性。雖然實(shí)現(xiàn)這樣的效果的主要原因未必清楚，但可推測(cè)為：通過(guò)具有芳香環(huán)和聚氧化烯鏈的高分子化合物以及陽(yáng)離子性聚合物被覆止動(dòng)件材料，能夠以靜電和立體的方式阻礙研磨粒與止動(dòng)件材料的接觸，因此可實(shí)現(xiàn)高止動(dòng)性。

根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，如前所述，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，同時(shí)，能夠獲得止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。這樣的CMP用研磨液適合于使用含有止動(dòng)件材料的止動(dòng)件對(duì)具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。此外，第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液在止動(dòng)件材料為多晶硅的情況下發(fā)揮特別優(yōu)異的研磨特性。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液的pH優(yōu)選為小于8.0。由此，容易抑制研磨粒的凝集等，同時(shí)容易獲得添加劑的添加效果。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液中的前述氧化鈰粒子的界達(dá)電位優(yōu)選為正。由此，能夠容易地獲得絕緣材料的高研磨速度。

前述4-吡喃酮系化合物優(yōu)選為選自由3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮、5-羥基-2-(羥甲基)-4-吡喃酮和2-乙基-3-羥基-4-吡喃酮組成的組中的至少一種。由此，能夠獲得更優(yōu)異的高低差消除特性，同時(shí)容易實(shí)現(xiàn)止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液優(yōu)選進(jìn)一步含有碳原子數(shù)2～6的飽和單羧酸。由此，能夠以更良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。此外，能夠不使具有凹凸的絕緣材料的研磨速度降低而提高不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度，同時(shí)能夠提高作為研磨速度在被研磨面內(nèi)波動(dòng)的指標(biāo)的面內(nèi)均勻性。

前述飽和單羧酸優(yōu)選為選自由乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、新戊酸、2-甲基丁酸(ヒドロアンゲリカ酸)、己酸、2-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、2,2-二甲基丁酸和3,3-二甲基丁酸組成的組中的至少一種。由此，可更良好地獲得不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度的提高效果和面內(nèi)均勻性的提高效果。

本發(fā)明涉及的CMP用研磨液可以含有pH調(diào)節(jié)劑。

本發(fā)明提供使用前述CMP用研磨液對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的研磨方法。即，本發(fā)明涉及的研磨方法是對(duì)表面具有絕緣材料的基板進(jìn)行研磨的研磨方法，具備使用前述CMP用研磨液對(duì)前述絕緣材料進(jìn)行研磨的工序。

根據(jù)這樣的研磨方法，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠獲得凸部的高研磨速度以及凸部和凹部的大研磨速度比。這樣的研磨方法適合于具有凹凸的絕緣材料的研磨，能夠高效地消除具有凹凸的絕緣材料的凹凸(高低差)。此外，根據(jù)本發(fā)明涉及的研磨方法，能夠以良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。

前述基板的前述表面可以具有T字形狀或格子形狀的凹部或凸部。此外，前述基板也可以是具有存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體基板。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠獲得凸部的高研磨速度以及凸部和凹部的大研磨速度比。由此，在對(duì)具備表面具有凹凸的絕緣材料的基板的前述絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠優(yōu)先對(duì)凸部進(jìn)行研磨，獲得平坦性優(yōu)異的基板。此外，根據(jù)本發(fā)明，能夠以良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供CMP用研磨液在絕緣材料的研磨中的使用，特別是能夠提供CMP用研磨液在具有凹凸的絕緣材料的研磨中的使用。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供CMP用研磨液在半導(dǎo)體材料(例如半導(dǎo)體基板)的研磨中的使用。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供CMP用研磨液在具有T字形狀或格子形狀的凹部或凸部的表面的研磨中的使用。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供CMP用研磨液在具有存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體基板的研磨中的使用。

附圖說(shuō)明

圖1是顯示絕緣材料被研磨而在基板上形成淺溝槽分離結(jié)構(gòu)的過(guò)程的示意截面圖。

圖2是顯示研磨特性的評(píng)價(jià)基板的示意截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液和使用前述CMP用研磨液的研磨方法進(jìn)行說(shuō)明。

＜定義＞

本說(shuō)明書中，“工序”這一用語(yǔ)不僅是獨(dú)立的工序，即使在無(wú)法與其他工序明確區(qū)別的情況下，只要能夠?qū)崿F(xiàn)該工序期望的作用，就包括在本用語(yǔ)中。

本說(shuō)明書中，用“～”表示的數(shù)值范圍表示包含“～”前后記載的數(shù)值分別作為最小值和最大值的范圍。

本說(shuō)明書中，關(guān)于組合物中各成分的量，在組合物中存在多種對(duì)應(yīng)于各成分的物質(zhì)的情況下，除非特殊指明，否則都是指存在于組合物中的該多種物質(zhì)的合計(jì)量。

本說(shuō)明書中，“研磨速度(Polishing Rate)”是指每單位時(shí)間內(nèi)材料被除去的速度(除去速度＝Removal Rate)。

本說(shuō)明書中，“相對(duì)于材料B選擇性除去材料A”是指材料A比材料B優(yōu)先被除去。更具體而言是指，材料A和材料B混合存在的情況下，材料A比材料B優(yōu)先被除去。

本說(shuō)明書中，“本實(shí)施方式”這一語(yǔ)句中包括第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式。

＜CMP用研磨液＞

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液含有研磨粒(研磨粒子)、添加劑和水。本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液的特征在于，使用具有特定形狀的粒子作為研磨粒，使用具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物作為添加劑。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液是用于對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的CMP用研磨液。第一實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液含有滿足下述條件(A)和(B)的氧化鈰粒子、下述通式(1)所表示的4-吡喃酮系化合物、以及水。第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液含有滿足下述條件(A)和(B)的氧化鈰粒子、下述通式(1)所表示的4-吡喃酮系化合物、具有芳香環(huán)和聚氧化烯鏈的高分子化合物(芳香族聚氧化烯化合物)、陽(yáng)離子性聚合物、以及水。

條件(A)：前述氧化鈰粒子的平均粒徑R為大于或等于50nm且小于或等于300nm。

條件(B)：由使前述氧化鈰粒子為具有前述平均粒徑R的圓球狀粒子時(shí)該圓球狀粒子的比表面積S1和通過(guò)BET法測(cè)定的前述氧化鈰粒子的比表面積S2給出的圓球度S2/S1為小于或等于3.15。

[化3]

[式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自獨(dú)立地為氫原子或1價(jià)的取代基。]

根據(jù)本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性，在對(duì)表面具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠獲得凸部的高研磨速度以及凸部和凹部的大研磨速度比。由此，在對(duì)具備表面具有凹凸的絕緣材料的基板的前述絕緣材料進(jìn)行研磨時(shí)，能夠優(yōu)先對(duì)凸部進(jìn)行研磨，獲得平坦性優(yōu)異的基板。此外，根據(jù)第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液，能夠獲得止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。這樣的CMP用研磨液適合于使用含有止動(dòng)件材料的止動(dòng)件對(duì)具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。

根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供CMP用研磨液在絕緣材料的研磨中的使用，特別是能夠提供CMP用研磨液在具有凹凸的絕緣材料的研磨中的使用。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供CMP用研磨液在使用含有止動(dòng)件材料的止動(dòng)件的絕緣材料的研磨中的使用。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供CMP用研磨液在使用含有多晶硅的止動(dòng)件的絕緣材料的研磨中的使用。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠提供例如CMP用研磨液在以多晶硅為止動(dòng)件材料的、閃存的STI結(jié)構(gòu)的制作等中的使用。

以下，對(duì)本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液中使用的各成分等進(jìn)行說(shuō)明。

(研磨粒)

作為研磨粒，使用氧化鈰粒子。使用氧化鈰粒子作為研磨粒的CMP用研磨液具有在被研磨面產(chǎn)生的研磨損傷較少的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液中使用的研磨粒是滿足下述條件(A)和(B)的氧化鈰粒子。通過(guò)使用這樣的研磨粒，能夠獲得優(yōu)異的高低差消除特性。

條件(A)：前述氧化鈰粒子的平均粒徑R為大于或等于50nm且小于或等于300nm。

條件(B)：由使前述氧化鈰粒子為具有前述平均粒徑R的圓球狀粒子時(shí)該圓球狀粒子的比表面積S1和通過(guò)BET法測(cè)定的前述氧化鈰粒子的比表面積S2給出的圓球度S2/S1為小于或等于3.15。

[條件(A)：平均粒徑R]

平均粒徑R是例如通過(guò)用BECKMANCOULTER公司制造的亞微顆粒分析儀“N5”的單分散模式測(cè)定而得到的。例如，可以使用以由BECKMANCOULTER公司制造的亞微顆粒分析儀“N5”得到的Intensity(信號(hào)強(qiáng)度)為1.0E+4～1.0E+6的范圍的方式進(jìn)行調(diào)整(用水稀釋)而得到的氧化鈰粒子的水分散液，進(jìn)行240秒的測(cè)定，將獲得的結(jié)果用作平均粒徑R。

從獲得優(yōu)異的高低差消除特性的觀點(diǎn)出發(fā)，如前所述，平均粒徑R為大于或等于50nm且小于或等于300nm。此外，如果平均粒徑R為小于或等于300nm，則能夠容易地將研磨損傷的產(chǎn)生抑制至低水平。從容易獲得絕緣材料的高研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，平均粒徑R的下限優(yōu)選為大于或等于60nm，更優(yōu)選為大于或等于70nm，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于80nm，特別優(yōu)選為大于或等于90nm，極優(yōu)選為大于或等于100nm，非常優(yōu)選為大于或等于120nm，更進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于130nm。從降低研磨粒的凝集或研磨損傷的產(chǎn)生頻率的觀點(diǎn)出發(fā)，平均粒徑R的上限優(yōu)選為小于或等于280nm，更優(yōu)選為小于或等于260nm，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于250nm，特別優(yōu)選為小于或等于220nm，極優(yōu)選為小于或等于200nm，非常優(yōu)選為小于或等于180nm，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于150nm。

[條件(B)：圓球度S2/S1]

本實(shí)施方式中，由使前述氧化鈰粒子為具有前述平均粒徑R的圓球狀粒子時(shí)該圓球狀粒子的比表面積S1和通過(guò)BET法測(cè)定的前述氧化鈰粒子的比表面積S2給出的圓球度S2/S1為小于或等于3.15。換言之，設(shè)為具有前述條件(A)的平均粒徑R且為完美球形時(shí)的假想氧化鈰粒子(假想球狀粒子)的比表面積S1除以通過(guò)BET法測(cè)定的比表面積S2而得的值(S2/S1：圓球度)為小于或等于3.15。這些情況下，能夠使凸部和凹部的研磨速度比充分大。

具有平均粒徑R的圓球狀粒子的比表面積S1[m²/g]基于平均粒徑R[m]和氧化鈰的密度d[g/m³]由4π(R/2)²/((4/3)π(R/2)³×d)求出。這里，作為氧化鈰的密度d，可采用例如7.2×10⁶[g/m³]。

比表面積S2是通過(guò)BET法實(shí)際測(cè)定的粒子的比表面積(每單位質(zhì)量的表面積)的測(cè)定值。BET法中，可以使吸附質(zhì)(例如氮?dú)獾确腔钚詺怏w)在低溫下物理吸附于固體粒子表面，并由吸附質(zhì)的分子截面積和吸附量估計(jì)出比表面積。

具體而言，可以通過(guò)下述步驟測(cè)定比表面積S2。首先，將氧化鈰粒子的水分散液(氧化鈰粒子的含量：5質(zhì)量％左右)100g放入干燥機(jī)，然后，以150℃進(jìn)行干燥，得到氧化鈰粒子。將約0.4g所得到的氧化鈰粒子放入BET比表面積測(cè)定裝置的測(cè)定單元，然后，以150℃真空脫氣60分鐘。作為BET比表面積測(cè)定裝置，可以使用例如作為氣體吸附式比表面積-細(xì)孔分布測(cè)定裝置的NOVA-1200(Yuasa Ionics株式會(huì)社制)。這種情況下，可以通過(guò)使用氮?dú)庾鳛槲綒怏w的定容法進(jìn)行測(cè)定來(lái)獲得作為“Area”得到的值，作為BET比表面積?？梢赃M(jìn)行兩次前述測(cè)定，求出其平均值作為比表面積S2。

根據(jù)BET理論，吸附平衡壓P中分子層物理吸附量v由下式(2)表示。

v＝v_mcP/(P_s-P)(1-(P/P_s)+c(P/P_s))···(2)

[P_s是測(cè)定溫度下吸附質(zhì)氣體的飽和蒸氣壓，v_m是單分子層吸附量(mol/g)，c為常數(shù)。]

若對(duì)式(2)進(jìn)行變形，則得到下式(3)。

P/v(P_s-P)＝1/v_mc+(c-1)/v_mc·P/P_s···(3)

根據(jù)式(3)，將P/v(P_s-P)對(duì)相對(duì)壓力P/P_s作圖，從而得到直線。例如，在0.1、0.2和0.3三點(diǎn)的相對(duì)壓力下測(cè)定P/v(P_s-P)后，將三點(diǎn)作圖，得到直線。由得到的直線的斜率和截距求出v_m后，使v_m乘以氮?dú)夥肿拥恼加忻娣e[m²]和阿伏伽德羅數(shù)[個(gè)/mol]，得到的值為比表面積。粉體所含的粒子每單位質(zhì)量的表面積總和為比表面積。

然后，求出通過(guò)BET法測(cè)定的氧化鈰粒子的比表面積的測(cè)定值S2除以圓球狀的假想氧化鈰粒子的比表面積的理論值S1而得的值S2/S1，作為圓球度。

從獲得優(yōu)異的高低差消除特性的觀點(diǎn)出發(fā)，如上所述，圓球度S2/S1的上限為小于或等于3.15。從獲得更優(yōu)異的高低差消除特性的觀點(diǎn)出發(fā)，圓球度S2/S1的上限優(yōu)選為小于或等于3.10，更優(yōu)選為小于或等于3.05，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于2.98，特別優(yōu)選為小于或等于2.90。圓球度S2/S1的下限優(yōu)選為大于或等于1.00，更優(yōu)選為大于或等于1.50。

CMP用研磨液中的氧化鈰粒子的界達(dá)電位優(yōu)選為正(超過(guò)0mV)。由此，氧化鈰粒子與絕緣材料的電性引力發(fā)揮作用，因此氧化鈰粒子能夠更高效地接近絕緣材料。因此，研磨更高效地進(jìn)行，因而能夠容易地獲得絕緣材料的高研磨速度。尤其是即使在使用粒徑小到某種程度的粒子的情況下，也能夠容易地獲得絕緣材料的高研磨速度。從容易地獲得絕緣材料的進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，本實(shí)施方式中的研磨粒的界達(dá)電位的下限更優(yōu)選為大于或等于1mV，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于5mV，特別優(yōu)選為大于或等于10mV，極優(yōu)選為大于或等于15mV。從容易地獲得絕緣材料的進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，第二實(shí)施方式中的研磨粒的界達(dá)電位的下限非常優(yōu)選為大于或等于20mV，更進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于30mV。研磨粒的界達(dá)電位的上限沒(méi)有特別限制，例如為100mV。

一般而言，前述界達(dá)電位通過(guò)使用電泳方式的裝置進(jìn)行測(cè)定?？梢岳美鏩etasizer 3000HSA(馬爾文公司制)、DelsaNanoC(BECKMANCOULTER公司制)等裝置來(lái)測(cè)定界達(dá)電位。

從獲得絕緣材料的進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，滿足條件(A)和(B)的氧化鈰粒子的含量的下限優(yōu)選為大于或等于0.05質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于0.075質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.10質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.15質(zhì)量％，極優(yōu)選為大于或等于0.20質(zhì)量％，非常優(yōu)選為大于或等于0.25質(zhì)量％。從降低研磨粒的凝集或研磨損傷的產(chǎn)生頻率的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，前述氧化鈰粒子的含量的上限優(yōu)選為小于或等于10質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于7質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于3質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于2質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液可以并用氧化鈰粒子和其他粒子作為研磨粒。作為這樣的粒子的構(gòu)成材料，可列舉二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯等氧化物、鈰等的氫氧化物、樹脂等。這些粒子可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。

從獲得絕緣材料的進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，研磨粒含量的下限優(yōu)選為大于或等于0.05質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于0.075質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.10質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.15質(zhì)量％，極優(yōu)選為大于或等于0.20質(zhì)量％，非常優(yōu)選為大于或等于0.25質(zhì)量％。從降低研磨粒的凝集或研磨損傷的產(chǎn)生頻率的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，研磨粒含量的上限優(yōu)選為小于或等于10質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于7質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于3質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于2質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％。

以研磨粒的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，滿足條件(A)和(B)的氧化鈰粒子的含量?jī)?yōu)選為大于或等于50質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于60質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于70質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于80質(zhì)量％，極優(yōu)選為大于或等于90質(zhì)量％，非常優(yōu)選為大于或等于95質(zhì)量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于98質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于99質(zhì)量％。特別優(yōu)選研磨粒實(shí)質(zhì)上由滿足條件(A)和(B)的氧化鈰粒子構(gòu)成(實(shí)質(zhì)上研磨粒全部為滿足條件(A)和(B)的氧化鈰粒子)。

(第一添加劑：4-吡喃酮系化合物)

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液含有下述通式(1)所表示的4-吡喃酮系化合物作為第一添加劑。第一添加劑可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。

[化4]

[式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自獨(dú)立地為氫原子或1價(jià)的取代基。]

通過(guò)并用前述4-吡喃酮系化合物和前述氧化鈰粒子，可有效地得到優(yōu)異的高低差消除特性。雖然實(shí)現(xiàn)這樣的效果的主要原因未必清楚，但本發(fā)明人推測(cè)如下。首先，如上所述，圓球度S2/S1小的粒子中，與形狀不接近圓球的粒子相比，能夠與被研磨面接觸的粒子的數(shù)量變多，因而推測(cè)研磨粒與絕緣材料表面的化學(xué)結(jié)合部位變多。在這樣研磨粒與絕緣材料的結(jié)合部位多的狀態(tài)下，通過(guò)使用上述具有特定結(jié)構(gòu)的4-吡喃酮系化合物作為添加劑，研磨粒與絕緣材料的相互作用變大。由此推測(cè)，研磨時(shí)承受與凹部相比高的負(fù)荷(承受強(qiáng)的摩擦力)的凸部的研磨有效地進(jìn)行。在這樣研磨粒與絕緣材料的結(jié)合部位多的狀態(tài)下，由于4-吡喃酮系化合物的影響，研磨粒與絕緣材料的相互作用大，因而摩擦力容易施加于凸部，而施加于凹部和高低差逐漸變小時(shí)的絕緣材料的平坦面等的摩擦力與施加于凸部的摩擦力相比弱，因此推測(cè)前述凹部和前述平坦面的研磨較少地進(jìn)行。

本發(fā)明人等使用各種有機(jī)化合物作為添加劑調(diào)制了多種研磨液后，為了研究研磨液所含的研磨粒有無(wú)凝集，隨時(shí)間推移進(jìn)行了粒徑的測(cè)定。結(jié)果，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，如果研磨液含有有機(jī)化合物中的前述4-吡喃酮系化合物作為添加劑，則除了上述效果以外還可實(shí)現(xiàn)能夠抑制研磨粒凝集這樣的效果。可認(rèn)為：這樣的4-吡喃酮系化合物雖然是能夠使研磨粒與絕緣材料的相互作用增大的添加劑，但沒(méi)有使研磨粒彼此的靜電斥力等斥力減弱的效果，所以能夠抑制研磨粒的凝集。

本實(shí)施方式的4-吡喃酮系化合物具有至少在與羰基的碳原子鄰接的碳原子上結(jié)合有羥基的結(jié)構(gòu)。這里，“4-吡喃酮系化合物”是含有氧基和羰基并且具有羰基相對(duì)于氧基位于4位的6元環(huán)(γ-吡喃酮環(huán))結(jié)構(gòu)的雜環(huán)式化合物。本實(shí)施方式的4-吡喃酮系化合物在與該γ-吡喃酮環(huán)中的羰基鄰接的碳原子上結(jié)合有羥基，除此以外的碳原子上可取代有氫原子以外的取代基。

作為前述1價(jià)的取代基，可列舉醛基、羥基(Hydroxy group)、羧基、磺酸基、磷酸基、溴原子、氯原子、碘原子、氟原子、硝基、肼基、烷基(可被OH、COOH、Br、Cl、I或NO₂取代。羥基烷基等)、芳基、烯基等。烷基的碳原子數(shù)例如為1～8。芳基的碳原子數(shù)例如為6～12。烯基的碳原子數(shù)例如為1～8。作為1價(jià)的取代基，優(yōu)選為甲基、乙基、羥甲基。

在具有1價(jià)的取代基作為X¹¹、X¹²和X¹³的情況下，從合成簡(jiǎn)易的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選1價(jià)的取代基結(jié)合于與氧基鄰接的碳原子，即，優(yōu)選X¹¹和X¹²的至少一方為1價(jià)的取代基。此外，從容易獲得研磨粒的研磨能力提高的效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選X¹¹、X¹²和X¹³中的至少兩個(gè)為氫原子，更優(yōu)選X¹¹、X¹²和X¹³中的兩個(gè)為氫原子。

從獲得更優(yōu)異的高低差消除特性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為第一添加劑，優(yōu)選為選自由3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮(別名：3-羥基-2-甲基-4H-吡喃-4-酮或麥芽酚)、5-羥基-2-(羥甲基)-4-吡喃酮(別名：5-羥基-2-(羥甲基)-4H-吡喃-4-酮)和2-乙基-3-羥基-4-吡喃酮(別名：2-乙基-3-羥基-4H-吡喃-4-酮)組成的組中的至少一種化合物，更優(yōu)選為選自由3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮和5-羥基-2-(羥甲基)-4-吡喃酮組成的組中的至少一種化合物。這些化合物可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。如果組合含有兩種以上的這些化合物，則能夠獲得進(jìn)一步提高不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度的效果和提高面內(nèi)均勻性的效果。

第一添加劑優(yōu)選為水溶性。通過(guò)使用在水中的溶解度高的化合物，能夠使所期望的量的第一添加劑良好地溶解在研磨液中，能夠以更高的水平獲得研磨速度的提高效果和研磨粒的凝集抑制效果。相對(duì)于100g常溫(25℃)的水，第一添加劑的溶解度的下限優(yōu)選為大于或等于0.001g，更優(yōu)選為大于或等于0.005g，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.01g，特別優(yōu)選為大于或等于0.05g。另外，溶解度的上限沒(méi)有特別限制。

以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，第一添加劑的含量的下限優(yōu)選為大于或等于0.001質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于0.005質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.01質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.015質(zhì)量％。如果第一添加劑的含量為大于或等于0.001質(zhì)量％，則與小于0.001質(zhì)量％的情況相比，容易實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的研磨速度。以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，第一添加劑的含量的上限優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于3質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于0.50質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于0.30質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于0.20質(zhì)量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.10質(zhì)量％。如果第一添加劑的含量為小于或等于5質(zhì)量％，則與超過(guò)5質(zhì)量％的情況相比，容易抑制研磨粒的凝集，容易實(shí)現(xiàn)絕緣材料的高研磨速度。

(第二添加劑：芳香族聚氧化烯化合物)

芳香族聚氧化烯化合物具有例如抑制止動(dòng)件材料的研磨速度變得過(guò)高的效果。產(chǎn)生該效果的理由推測(cè)為，芳香族聚氧化烯化合物被覆止動(dòng)件材料，從而止動(dòng)件材料的研磨被抑制。這樣的效果在止動(dòng)件材料為多晶硅的情況下可更顯著地獲得。

芳香族聚氧化烯化合物是將具有芳香環(huán)的取代基導(dǎo)入至聚氧化烯的末端而得的化合物。芳香環(huán)可以直接結(jié)合于聚氧化烯鏈，也可以不直接結(jié)合。芳香環(huán)可以為單環(huán)，也可以為多環(huán)。此外，芳香族聚氧化烯化合物還可以具有多個(gè)聚氧化烯鏈介由具有芳香環(huán)的取代基進(jìn)行結(jié)合的結(jié)構(gòu)。從合成簡(jiǎn)易的觀點(diǎn)出發(fā)，聚氧化烯鏈優(yōu)選為聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈、聚氧乙烯-聚氧丙烯鏈。從高效地被覆止動(dòng)件材料的觀點(diǎn)出發(fā)，聚氧化烯鏈的結(jié)構(gòu)單元數(shù)(氧化烯結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元數(shù))優(yōu)選為大于或等于15。

作為具有芳香環(huán)的取代基，芳香環(huán)位于芳香族聚氧化烯化合物的末端的情況下，可列舉芳基等。作為芳基，可列舉苯基、芐基、甲苯基、二甲苯基等單環(huán)芳香族基；萘基等多環(huán)芳香族等，這些芳香族基可以進(jìn)一步具有取代基。作為導(dǎo)入至芳香族基的取代基，可列舉烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、烷氧基、鹵基、羥基、羰基、硝基、氨基、苯乙烯基、芳香族基等，從高效地被覆止動(dòng)件材料的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為烷基和苯乙烯基。

作為具有芳香環(huán)的取代基，芳香環(huán)位于芳香族聚氧化烯化合物的主鏈中的情況下，可列舉亞芳基等。作為亞芳基，可列舉亞苯基、亞甲苯基、亞二甲苯基等單環(huán)芳香族基；亞萘基等多環(huán)芳香族等，這些芳香族基可以進(jìn)一步具有取代基。作為導(dǎo)入至芳香族基的取代基，可列舉烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、烷氧基、鹵基、羥基、羰基、硝基、氨基、苯乙烯基、芳香族基等。

從高效地被覆止動(dòng)件材料的觀點(diǎn)出發(fā)，芳香族聚氧化烯化合物優(yōu)選為下述通式(I)或通式(II)所表示的化合物。

R¹¹-O-(R¹²-O)_m-H…(I)

[式(I)中，R¹¹表示可具有取代基的芳基，R¹²表示可具有取代基的碳原子數(shù)1～5的亞烷基，m表示大于或等于15的整數(shù)。]

H-(O-R²³)_n1-O-R²¹-R²⁵-R²²-O-(R²⁴-O)_n2-H…(II)

[式(II)中，R²¹和R²²各自獨(dú)立地表示可具有取代基的亞芳基，R²³、R²⁴和R²⁵各自獨(dú)立地表示可具有取代基的碳原子數(shù)1～5的亞烷基，n1和n2各自獨(dú)立地表示大于或等于15的整數(shù)。]

從絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性進(jìn)一步提高的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選式(I)或式(II)滿足下述條件中的至少一個(gè)。

·作為R¹¹，優(yōu)選作為具有芳香環(huán)的取代基例示的前述芳基，更優(yōu)選導(dǎo)入有苯乙烯基或烷基作為取代基的苯基。

·作為R²¹和R²²，優(yōu)選作為具有芳香環(huán)的取代基例示的前述亞芳基。

·作為R¹²、R²³、R²⁴和R²⁵，優(yōu)選為亞乙基、正亞丙基。

·m優(yōu)選為大于或等于15，更優(yōu)選為大于或等于30。

·m優(yōu)選為小于或等于20000，更優(yōu)選為小于或等于10000，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于5000，特別優(yōu)選為小于或等于1000。

·n1和n2優(yōu)選為大于或等于15，更優(yōu)選為大于或等于30。

·n1和n2優(yōu)選為小于或等于20000，更優(yōu)選為小于或等于10000，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于5000，特別優(yōu)選為小于或等于1000。

作為式(I)所表示的芳香族聚氧化烯化合物，可列舉聚氧化烯苯基醚、聚氧化烯烷基苯基醚、聚氧化烯苯乙烯化苯基醚、聚氧化烯枯基苯基醚、聚氧化烯芐基醚等。具體而言，作為式(I)所表示的芳香族聚氧化烯化合物，可列舉聚氧乙烯烷基苯基醚(例如，第一工業(yè)制藥株式會(huì)社制Emarujitto系列)、聚氧乙烯壬基丙烯基苯基醚(例如，第一工業(yè)制藥株式會(huì)社制Aqualon RN系列)、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚(例如，花王株式會(huì)社制EMULGEN A-500；第一工業(yè)制藥株式會(huì)社制Noigen EA-7系列)、聚氧丙烯苯基醚、聚氧乙烯枯基苯基醚、聚氧乙烯芐基醚等。作為式(II)所表示的芳香族聚氧化烯化合物，可列舉2,2-雙(4-聚氧乙烯氧基苯基)丙烷等。

出于對(duì)研磨選擇性和平坦性等研磨特性進(jìn)行調(diào)整的目的，芳香族聚氧化烯化合物可以單獨(dú)使用一種或?qū)煞N以上組合而使用。

從研磨選擇性更優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，芳香族聚氧化烯化合物的重均分子量的下限優(yōu)選為大于或等于1000，更優(yōu)選為大于或等于1500，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于2000，特別優(yōu)選為大于或等于4000。從研磨選擇性更優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，芳香族聚氧化烯化合物的重均分子量的上限優(yōu)選為小于或等于1000000，更優(yōu)選為小于或等于500000，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于250000，特別優(yōu)選為小于或等于100000，極優(yōu)選為小于或等于50000，非常優(yōu)選為小于或等于10000，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于8000，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于5000。

其中，芳香族聚氧化烯化合物的重均分子量例如可以使用標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯校正曲線通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)以下述條件測(cè)定。

使用設(shè)備：日立L-6000型〔株式會(huì)社日立制作所制〕

柱子：Gel pack GL-R420+Gel pack GL-R430+Gel pack GL-R440〔日立化成株式會(huì)社制，商品名，共3根〕

洗脫液：四氫呋喃

測(cè)定溫度：40℃

流量：1.75mL/min

檢測(cè)器：L-3300RI〔株式會(huì)社日立制作所制〕

以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，芳香族聚氧化烯化合物的含量?jī)?yōu)選為大于或等于0.01質(zhì)量％。由此，能夠進(jìn)一步抑制止動(dòng)件材料的研磨速度。出于同樣的觀點(diǎn)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，芳香族聚氧化烯化合物的含量下限更優(yōu)選為大于或等于0.05質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.10質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.20質(zhì)量％，極優(yōu)選為大于或等于0.25質(zhì)量％。芳香族聚氧化烯化合物的含量上限沒(méi)有特別限制，從穩(wěn)定性和生產(chǎn)率優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，優(yōu)選為小于或等于10質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于3質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于2質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于0.7質(zhì)量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.5質(zhì)量％。

(第三添加劑：陽(yáng)離子性聚合物)

除了前述第一添加劑(4-吡喃酮系化合物)和前述第二添加劑(芳香族聚氧化烯化合物)以外，本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液還可以含有陽(yáng)離子性聚合物作為第三添加劑。即，作為第三添加劑，不包括相當(dāng)于前述第一添加劑或前述第二添加劑的化合物。本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液可以含有前述第二添加劑和第三添加劑的至少一方。

“陽(yáng)離子性聚合物”定義為主鏈或側(cè)鏈具有陽(yáng)離子基或陽(yáng)離子基被離子化而得到的基團(tuán)的聚合物。作為陽(yáng)離子基，可列舉氨基、亞氨基、氰基等。

陽(yáng)離子性聚合物通過(guò)與芳香族聚氧化烯化合物并用而有進(jìn)一步抑制止動(dòng)件材料的研磨速度變得過(guò)高的效果。此外，陽(yáng)離子性聚合物還具有如下效果：能夠抑制因芳香族聚氧化烯化合物不僅過(guò)度被覆止動(dòng)件材料而且過(guò)度被覆絕緣材料而使絕緣材料的研磨速度降低，進(jìn)一步提高絕緣材料的研磨速度。因此認(rèn)為，在將芳香族聚氧化烯化合物和陽(yáng)離子性聚合物并用的情況下，陽(yáng)離子性聚合物通過(guò)與芳香族聚氧化烯化合物相互作用，能夠進(jìn)一步抑制止動(dòng)件材料的研磨速度，并且還能夠進(jìn)一步提高絕緣材料的研磨速度。

作為陽(yáng)離子性聚合物，可列舉通過(guò)使選自由烯丙基胺、二烯丙基胺、乙烯基胺、乙烯亞胺和它們的衍生物組成的組中的至少一種單體成分聚合而得到的聚合物(烯丙基胺聚合物、二烯丙基胺聚合物、乙烯基胺聚合物、乙烯亞胺聚合物)；殼聚糖和殼聚糖衍生物等多糖類等。

烯丙基胺聚合物是通過(guò)使烯丙基胺或其衍生物聚合而得到的聚合物。作為烯丙基胺衍生物，可列舉烷氧基羰基化烯丙基胺、甲基羰基化烯丙基胺、氨基羰基化烯丙基胺、脲化烯丙基胺等。

二烯丙基胺聚合物是通過(guò)使二烯丙基胺或其衍生物聚合而得到的聚合物。作為二烯丙基胺衍生物，可列舉甲基二烯丙基胺、二烯丙基二甲基銨鹽、二烯丙基甲基乙基銨鹽、?；┍?、氨基羰基化二烯丙基胺、烷氧基羰基化二烯丙基胺、氨基硫代羰基化二烯丙基胺、羥基烷基化二烯丙基胺等。作為銨鹽，可列舉氯化銨、烷基硫酸銨(例如乙基硫酸銨)等。

乙烯基胺聚合物是通過(guò)使乙烯基胺或其衍生物聚合而得到的聚合物。作為乙烯基胺衍生物，可列舉烷基化乙烯基胺、酰胺化乙烯基胺、氧化乙烯化乙烯基胺、氧化丙烯化乙烯基胺、烷氧基化乙烯基胺、羧甲基化乙烯基胺、?；蚁┗贰㈦寤蚁┗返?。

乙烯亞胺聚合物是通過(guò)使乙烯亞胺或其衍生物聚合而得到的聚合物。作為乙烯亞胺衍生物，可列舉氨基乙基化丙烯酸聚合物、烷基化乙烯亞胺、脲化乙烯亞胺、氧化丙烯化乙烯亞胺等。

陽(yáng)離子性聚合物還可以具有來(lái)自除烯丙基胺、二烯丙基胺、乙烯基胺、乙烯亞胺和它們的衍生物以外的單體成分的結(jié)構(gòu)單元。陽(yáng)離子性聚合物可以具有來(lái)自例如丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸或二氧化硫等的結(jié)構(gòu)單元。

陽(yáng)離子性聚合物可以為烯丙基胺、二烯丙基胺、乙烯基胺或乙烯亞胺的均聚物(聚烯丙基胺、聚二烯丙基胺、聚乙烯基胺或聚乙烯亞胺)，也可以為具有來(lái)自烯丙基胺、二烯丙基胺、乙烯基胺、乙烯亞胺或它們的衍生物的結(jié)構(gòu)單元的共聚物。共聚物中結(jié)構(gòu)單元的排列是任意的?？刹扇±?a)同種結(jié)構(gòu)單元分別連續(xù)的嵌段共聚的形態(tài)、(b)結(jié)構(gòu)單元A和結(jié)構(gòu)單元B沒(méi)有特別秩序地排列的無(wú)規(guī)共聚的形態(tài)、(c)結(jié)構(gòu)單元A和結(jié)構(gòu)單元B交替排列的交替共聚的形態(tài)等任意形態(tài)。

從進(jìn)一步提高絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為前述共聚物，優(yōu)選為使含有丙烯酰胺作為單體成分的組合物聚合而得到的共聚物，更優(yōu)選為使含有二烯丙基二甲基銨鹽和丙烯酰胺作為單體成分的組合物聚合而得到的共聚物，進(jìn)一步優(yōu)選為二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物。

前述陽(yáng)離子性聚合物之中，從進(jìn)一步提高絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性的觀點(diǎn)和進(jìn)一步提高絕緣材料的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選烯丙基胺聚合物、二烯丙基胺聚合物、乙烯基胺聚合物等胺聚合物，更優(yōu)選聚烯丙基胺、二烯丙基二甲基氯化銨。出于對(duì)研磨選擇性和平坦性等研磨特性進(jìn)行調(diào)整的目的，陽(yáng)離子性聚合物可以單獨(dú)使用一種或?qū)煞N以上組合而使用。

從進(jìn)一步提高絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性的觀點(diǎn)出發(fā)，陽(yáng)離子性聚合物的重均分子量的下限優(yōu)選為大于或等于100，更優(yōu)選為大于或等于300，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于500，特別優(yōu)選為大于或等于1000，極優(yōu)選為大于或等于1500。從進(jìn)一步提高絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性的觀點(diǎn)出發(fā)，陽(yáng)離子性聚合物的重均分子量的上限優(yōu)選為小于或等于1000000，更優(yōu)選為小于或等于600000，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于300000，特別優(yōu)選為小于或等于200000。其中，陽(yáng)離子性聚合物的重均分子量可以通過(guò)與第二添加劑的重均分子量同樣的方法測(cè)定。

從進(jìn)一步提高研磨選擇性和平坦性的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，陽(yáng)離子性聚合物的含量下限優(yōu)選為大于或等于0.00001質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于0.00003質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.00005質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.00006質(zhì)量％，極優(yōu)選為大于或等于0.00007質(zhì)量％。從研磨選擇性更優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，陽(yáng)離子性聚合物的含量上限優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.1質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于0.01質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于0.005質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于0.001質(zhì)量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.0005質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.0003質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于0.0002質(zhì)量％。從進(jìn)一步提高絕緣材料的研磨速度、絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨選擇性和平坦性的觀點(diǎn)出發(fā)，陽(yáng)離子性聚合物的含量?jī)?yōu)選根據(jù)絕緣材料的制作方法(例如種類和帶膜條件)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

(第四添加劑)

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液優(yōu)選進(jìn)一步含有飽和單羧酸作為第四添加劑。本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液可以含有選自由前述第二添加劑、前述第三添加劑和第四添加劑組成的組中的至少一種。通過(guò)并用第四添加劑和前述第一添加劑，能夠以更良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料(例如不具有凹凸的晶片(無(wú)圖形晶片)的絕緣材料)進(jìn)行研磨。一般而言，具有凹凸的晶片的研磨中，凸部被優(yōu)先研磨，隨著研磨的進(jìn)行，被研磨面變得平坦。這種情況下，被研磨面的研磨速度存在接近于無(wú)圖形晶片的研磨速度的傾向。因此，不僅具有凹凸的絕緣材料的研磨速度優(yōu)異而且不具有凹凸的絕緣材料的研磨速度也優(yōu)異的研磨液在全部研磨工序中能夠獲得良好的研磨速度這一點(diǎn)上是優(yōu)選的。此外，通過(guò)并用第四添加劑和前述第一添加劑，能夠?qū)崿F(xiàn)具有凹凸的絕緣材料(例如半導(dǎo)體基板)的進(jìn)一步高的研磨速度，同時(shí)提高不具有凹凸的絕緣材料(例如半導(dǎo)體基板)的研磨速度，并且使作為研磨速度在被研磨面內(nèi)波動(dòng)的指標(biāo)的面內(nèi)均勻性提高。

從進(jìn)一步良好地獲得不具有凹凸的絕緣材料(例如半導(dǎo)體基板)的研磨速度的提高效果和面內(nèi)均勻性的提高效果的觀點(diǎn)出發(fā)，飽和單羧酸的碳原子數(shù)優(yōu)選為2～6。作為飽和單羧酸，優(yōu)選為選自由乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、新戊酸、2-甲基丁酸、己酸、2-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、2,2-二甲基丁酸和3,3-二甲基丁酸組成的組中的至少一種化合物。從獲得絕緣材料的進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，飽和單羧酸的碳原子數(shù)更優(yōu)選為大于或等于3。此外，從水溶性良好因而容易在研磨液中使用的觀點(diǎn)和容易廉價(jià)地獲得的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為碳原子數(shù)2或3的飽和單羧酸，具體而言，優(yōu)選為乙酸、丙酸。由上所述，在取得研磨速度、水溶性、獲得容易性等的平衡這一點(diǎn)上，特別優(yōu)選為丙酸。飽和單羧酸可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。

使用飽和單羧酸作為第四添加劑的情況下，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，飽和單羧酸的含量?jī)?yōu)選為0.001～5質(zhì)量％。由此，能夠進(jìn)一步有效地獲得不具有凹凸的絕緣材料(例如半導(dǎo)體基板)的研磨速度的提高效果和面內(nèi)均勻性的提高效果。此外，以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，飽和單羧酸的含量下限優(yōu)選為大于或等于0.001質(zhì)量％，更優(yōu)選為大于或等于0.005質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于0.010質(zhì)量％，特別優(yōu)選為大于或等于0.020質(zhì)量％。如果飽和單羧酸的含量為大于或等于0.001質(zhì)量％，則容易獲得如下的飽和單羧酸的效果，即，容易以進(jìn)一步良好的研磨速度對(duì)不具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，飽和單羧酸的含量上限優(yōu)選為小于或等于5質(zhì)量％，更優(yōu)選為小于或等于3質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于2質(zhì)量％，特別優(yōu)選為小于或等于1質(zhì)量％，極優(yōu)選為小于或等于0.5質(zhì)量％，非常優(yōu)選為小于或等于0.1質(zhì)量％，更進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.05質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于0.03質(zhì)量％。如果飽和單羧酸的含量為小于或等于5質(zhì)量％，則與超過(guò)5質(zhì)量％的情況相比，容易抑制研磨粒的凝集，并且容易實(shí)現(xiàn)高研磨速度和良好的面內(nèi)均勻性。

(水)

作為CMP用研磨液的調(diào)制中使用的水，沒(méi)有特別限制，優(yōu)選為去離子水、離子交換水、超純水等。其中，也可以根據(jù)需要將乙醇、丙酮等極性溶劑等與水并用。

(其他成分)

從進(jìn)一步提高研磨粒的分散穩(wěn)定性、被研磨面的平坦性和/或被研磨面的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液可以含有表面活性劑、糊精等。作為表面活性劑，可列舉離子性表面活性劑、非離子性表面活性劑等，優(yōu)選為非離子性表面活性劑。表面活性劑可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。

作為非離子性表面活性劑，可列舉聚氧丙烯聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯醚衍生物、聚氧丙烯甘油醚、聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇、乙炔系二醇的氧乙烯加成物等醚型表面活性劑；山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油硼酸酯脂肪酸酯等酯型表面活性劑；聚氧乙烯烷基胺等氨基醚型表面活性劑；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油硼酸酯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酯等醚酯型表面活性劑；脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸烷醇酰胺等烷醇酰胺型表面活性劑；乙炔系二醇的氧乙烯加成物；聚乙烯基吡咯烷酮；聚丙烯酰胺；聚二甲基丙烯酰胺；聚乙烯基醇等。它們可以單獨(dú)使用一種，也可以并用兩種以上。

除了表面活性劑以外，本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液還可以根據(jù)期望的特性進(jìn)一步含有其他成分。作為這樣的成分，可列舉后述的pH調(diào)節(jié)劑、用于抑制pH變動(dòng)的pH緩沖劑、氨基羧酸、環(huán)狀單羧酸等。這些成分的含量?jī)?yōu)選為不會(huì)使CMP用研磨液帶來(lái)的前述效果過(guò)度下降的范圍。

(pH)

CMP用研磨液的pH的上限優(yōu)選為小于8.0，更優(yōu)選為小于或等于7.0，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于6.0，特別優(yōu)選為小于或等于5.0。如果pH小于8.0，則與大于或等于8.0的情況相比，容易抑制研磨粒的凝集等，并且容易獲得前述添加劑的添加效果。CMP用研磨液的pH的下限優(yōu)選為大于或等于1.5，更優(yōu)選為大于或等于2.0，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于2.5，特別優(yōu)選為大于或等于3.0。如果pH為大于或等于1.5，則與小于1.5的情況相比，能夠容易地將絕緣材料的界達(dá)電位的絕對(duì)值調(diào)整為大的值。其中，pH定義為液溫25℃時(shí)的pH。

此外還認(rèn)為，通過(guò)將CMP用研磨液的pH調(diào)整至大于或等于1.5且小于8.0的范圍內(nèi)，容易獲得下面的兩種效果。

(a)質(zhì)子或羥基陰離子作用于作為添加劑配合的化合物，使該化合物的化學(xué)形態(tài)發(fā)生變化，基板表面對(duì)于絕緣材料或止動(dòng)件材料(氮化硅等)的潤(rùn)濕性和親和性提高。

(b)由于研磨粒為氧化鈰粒子，因此研磨粒與絕緣材料的接觸效率提高，容易實(shí)現(xiàn)高研磨速度。這是由于，氧化鈰的界達(dá)電位的符號(hào)為正的情況下，絕緣材料的界達(dá)電位的符號(hào)為負(fù)，在兩者之間靜電引力發(fā)揮作用。

CMP用研磨液的pH可根據(jù)作為添加劑使用的化合物的種類而變化，因此，為了將pH調(diào)整至前述范圍，可以使用pH調(diào)節(jié)劑作為添加劑。作為pH調(diào)節(jié)劑，沒(méi)有特別限制，可列舉硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸等酸；氫氧化鈉、氨、氫氧化鉀、氫氧化鈣等堿等。也可以使用前述第四添加劑(飽和單羧酸)作為pH調(diào)節(jié)劑。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液的pH可以用pH計(jì)(例如，電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40)測(cè)定。例如，使用鄰苯二甲酸鹽pH緩沖液(pH4.01)和中性磷酸鹽pH緩沖液(pH6.86)作為標(biāo)準(zhǔn)緩沖液，對(duì)pH計(jì)進(jìn)行2點(diǎn)校正后，將pH計(jì)的電極放入研磨液，經(jīng)過(guò)2分鐘以上，測(cè)定穩(wěn)定后的值。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)緩沖液和研磨液的液溫均設(shè)為25℃。

＜CMP用研磨液的調(diào)制方法和使用方法＞

CMP用研磨液可分為(A)通常型、(B)濃縮型和(C)2液型，調(diào)制方法和使用方法根據(jù)類型而不同。(A)通常型是研磨時(shí)能夠不進(jìn)行稀釋等預(yù)處理而直接使用的研磨液。(B)濃縮型是考慮到保存或運(yùn)輸?shù)谋憷?，與(A)通常型相比將含有成分濃縮所得的研磨液。(C)2液型是在保存時(shí)或運(yùn)輸時(shí)，預(yù)先形成分成了含有一定成分的液體A和含有其他成分的液體B的狀態(tài)，在使用時(shí)將這些液體混合而使用的研磨液。

(A)通常型可通過(guò)將含有前述特定化合物的添加劑、研磨粒以及根據(jù)需要的其他成分溶解或分散于作為主要分散介質(zhì)的水中而獲得。例如，為了調(diào)制1000g以CMP用研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)含有含量0.5質(zhì)量％的研磨粒和含量0.1質(zhì)量％的添加劑的CMP用研磨液，只要以相對(duì)于CMP用研磨液總量為5g研磨粒、1g添加劑的方式對(duì)配合量進(jìn)行調(diào)整即可。

(B)濃縮型在即將使用之前，用水進(jìn)行稀釋，以便將含有成分的含量調(diào)整至期望含量。稀釋后，可以在任意的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行攪拌和/或研磨粒的分散處理，直至能夠再現(xiàn)與(A)通常型同等程度的液狀特性(pH、研磨粒的粒徑等)和研磨特性(絕緣材料的研磨速度、與氮化硅的選擇比等)。(B)濃縮型中，容積根據(jù)濃縮的程度而變小，因此，能夠減少保存和運(yùn)輸花費(fèi)的成本。

濃縮倍率優(yōu)選為大于或等于1.5倍，更優(yōu)選為大于或等于2倍，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于3倍，特別優(yōu)選為大于或等于5倍。如果濃縮倍率為大于或等于1.5倍，則與小于1.5倍的情況相比，能夠獲得保存和運(yùn)輸相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)。濃縮倍率優(yōu)選為小于或等于50倍，更優(yōu)選為小于或等于40倍，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于30倍。如果濃縮倍率為小于或等于50倍，則與超過(guò)50倍的情況相比，容易抑制研磨粒的凝集。

使用(B)濃縮型時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的一點(diǎn)是用水稀釋前后pH發(fā)生變化這一點(diǎn)。從(B)濃縮型調(diào)制與(A)通常型相同pH的研磨液時(shí)，考慮到與水混合引起的pH上升，預(yù)先將(B)濃縮型的研磨液的pH設(shè)定得略低即可。例如，使用溶解有二氧化碳的水(pH：約5.6)將pH4.0的(B)濃縮型的研磨液稀釋至10倍的情況下，稀釋后的研磨液的pH上升至4.3左右。

從用水稀釋后獲得pH合適的研磨液的觀點(diǎn)出發(fā)，(B)濃縮型的pH優(yōu)選為1.5～7.0。pH的下限更優(yōu)選為大于或等于2.0，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于2.5。從抑制研磨粒的凝集的觀點(diǎn)出發(fā)，pH的上限優(yōu)選為小于或等于7.0，更優(yōu)選為小于或等于6.7，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或等于6.0，特別優(yōu)選為小于或等于5.5。

(C)2液型與(B)濃縮型相比具有能夠避免研磨粒的凝集等的優(yōu)點(diǎn)。液A和液B各自含有的成分是任意的。第一實(shí)施方式中，液A是含有例如研磨粒和根據(jù)需要配合的表面活性劑等的漿料。第一實(shí)施方式中，液B是含有例如第一添加劑和根據(jù)需要配合的其他成分(第四添加劑等)的溶液。第二實(shí)施方式中，液A是含有例如研磨粒、第一添加劑和根據(jù)需要配合的其他成分(第四添加劑等)的漿料。第二實(shí)施方式中，液B是含有例如第二添加劑和第三添加劑以及根據(jù)需要配合的表面活性劑等的溶液。這種情況下，為了提高液A中的研磨粒的分散性，可以在液A中配合任意的酸或堿進(jìn)行pH調(diào)整。

(C)2液型的研磨液在各成分混合的狀態(tài)下研磨特性由于研磨粒的凝集等而在較短時(shí)間內(nèi)降低的情況下是有用的。其中，從削減保存和運(yùn)輸所花費(fèi)的成本的觀點(diǎn)出發(fā)，可以是液A和液B的至少一方為濃縮型。這種情況下，使用研磨液時(shí)，將液A、液B和水混合即可。液A和液B的濃縮倍率和pH是任意的，只要最終混合物的液狀特性和研磨特性與(A)通常型的研磨液為同等程度即可。

＜研磨方法＞

本實(shí)施方式涉及的研磨方法具備使用本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨的研磨工序。本實(shí)施方式涉及的研磨方法例如是對(duì)表面具有絕緣材料的基板進(jìn)行研磨的研磨方法，具備使用本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液對(duì)前述絕緣材料進(jìn)行研磨的研磨工序。例如，本實(shí)施方式涉及的研磨方法包括下述研磨工序：在本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液被供給至表面具有絕緣材料的基板的前述絕緣材料與預(yù)定的研磨用構(gòu)件(研磨構(gòu)件。例如研磨墊(研磨布))之間的狀態(tài)下，將絕緣材料按壓于研磨構(gòu)件，同時(shí)使基板和研磨構(gòu)件的至少一方移動(dòng)，從而利用研磨構(gòu)件對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨。研磨工序中，對(duì)絕緣材料的至少一部分進(jìn)行研磨而除去。研磨工序中，使用例如調(diào)整了各成分的含量和pH等的研磨液，利用CMP技術(shù)使表面具有絕緣材料的基板平坦化。

作為絕緣材料，可列舉無(wú)機(jī)絕緣材料、有機(jī)絕緣材料等。前述絕緣材料可以摻有磷、硼等元素。作為無(wú)機(jī)絕緣材料，可列舉硅系絕緣材料等，具體而言，可列舉含有硅原子和氧原子的氧化硅系材料、含有硅原子和碳原子的碳化硅系材料、含有硅原子和氮原子的氮化硅系材料等。為了更有效地獲得高低差消除特性優(yōu)異的效果，優(yōu)選表面可具有羥基(例如硅烷醇基)的氧化硅系材料，更優(yōu)選氧化硅。作為有機(jī)絕緣材料，可列舉全芳香族系低介電常數(shù)絕緣材料等。作為前述絕緣材料，從實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步高的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為無(wú)機(jī)絕緣材料，更優(yōu)選為硅系絕緣材料，進(jìn)一步優(yōu)選為氧化硅。絕緣材料可以是例如膜狀(絕緣膜)。

根據(jù)使用第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液的研磨方法，能夠獲得止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。這樣的研磨方法適合于使用含有止動(dòng)件材料的止動(dòng)件對(duì)具有凹凸的絕緣材料進(jìn)行研磨。使用第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液的研磨方法適合于對(duì)前述絕緣材料進(jìn)行研磨并在止動(dòng)件露出的階段停止研磨的研磨方法。這是因?yàn)?，第二?shí)施方式涉及的CMP用研磨液能夠?qū)崿F(xiàn)絕緣材料的高研磨速度和止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。使用第二實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液的研磨方法中，能夠相對(duì)于止動(dòng)件材料選擇性地對(duì)絕緣材料進(jìn)行研磨。作為絕緣材料相對(duì)于止動(dòng)件材料的研磨速度比(絕緣材料的研磨速度/止動(dòng)件材料的研磨速度)，優(yōu)選為大于或等于30，更優(yōu)選為大于或等于50，進(jìn)一步優(yōu)選為大于或等于100。

作為止動(dòng)件材料，可列舉氮化硅、多晶硅等，從實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步高的止動(dòng)性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為多晶硅。

本實(shí)施方式涉及的研磨方法適合于在設(shè)備的制造過(guò)程中對(duì)表面具有絕緣材料的基板進(jìn)行研磨。作為設(shè)備，可列舉二極管、晶體管、化合物半導(dǎo)體、熱敏電阻、可變電阻、閘流晶體管等單獨(dú)半導(dǎo)體；DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、EPROM(可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、MaskROM(屏蔽只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、閃存等存儲(chǔ)元件；微處理器、DSP、ASIC等理論電路元件；以MMIC(單片微波集成電路)為代表的化合物半導(dǎo)體等集成電路元件；混合集成電路(混合IC)；發(fā)光二極管；電荷耦合元件等光電轉(zhuǎn)換元件等。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液能夠不嚴(yán)重依賴于被研磨面的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)絕緣材料的高研磨速度。因此，使用該CMP用研磨液的研磨方法即使對(duì)于使用以往的CMP用研磨液的方法難以實(shí)現(xiàn)高研磨速度的基板也能夠適用。

本實(shí)施方式涉及的研磨方法特別適合于表面具有凹凸(高低差)的被研磨面的平坦化。作為具有這樣的被研磨面的基板，可列舉例如邏輯用的半導(dǎo)體設(shè)備的基板。此外，基板的表面可以具有T字形狀或格子形狀的凹部或凸部，本實(shí)施方式涉及的研磨方法適合于對(duì)具有從上方(與基板的前述表面相對(duì)的方向)觀察時(shí)凹部或凸部設(shè)為T字形狀或格子形狀的部分的基板進(jìn)行研磨。例如，能夠以高研磨速度對(duì)設(shè)于具有存儲(chǔ)單元的半導(dǎo)體基板(例如DRAM、閃存等設(shè)備的基板)的表面的絕緣材料進(jìn)行研磨。這些被研磨對(duì)象是使用以往的CMP用研磨液的方法難以實(shí)現(xiàn)高研磨速度的被研磨對(duì)象，因而，這樣的效果表明，本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液能夠不嚴(yán)重依賴于被研磨面的凹凸形狀而實(shí)現(xiàn)高研磨速度。

其中，能夠適用本實(shí)施方式涉及的研磨方法的基板不限于被研磨面的整體由一種被研磨材料形成的基板，也可以是被研磨面由兩種以上的被研磨材料形成的基板。

本實(shí)施方式涉及的研磨方法特別適合于STI形成工序、ILD形成工序等中的CMP。參照?qǐng)D1對(duì)通過(guò)使用了本實(shí)施方式涉及的研磨方法的CMP在基板(晶片)上形成STI結(jié)構(gòu)的工藝進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式涉及的研磨方法例如具有：以高研磨速度對(duì)氧化硅13進(jìn)行研磨的第一研磨工序(粗切削工序)、以及以較低的研磨速度對(duì)剩下的氧化硅13進(jìn)行研磨的第二研磨工序(精加工工序)。

圖1(a)是顯示研磨前的基板的截面圖。圖1(b)是顯示第一研磨工序后的基板的截面圖。圖1(c)是顯示第二研磨工序后的基板的截面圖。如圖1所示，在形成STI結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，為了消除配置于硅基板11上的氧化硅13的高低差(氧化硅的厚度的標(biāo)高差)D，利用CMP優(yōu)先將部分突出的不需要部位除去。其中，為了在表面已平坦化的時(shí)間點(diǎn)恰當(dāng)?shù)赝Ｖ寡心?，?yōu)選在氧化硅13下預(yù)先形成有研磨速度慢的止動(dòng)件(氮化硅或多晶硅)12。經(jīng)過(guò)第一研磨工序和第二研磨工序，氧化硅13的高低差D被消除，形成具有埋入部分15的元件分離結(jié)構(gòu)。

在對(duì)氧化硅13進(jìn)行研磨時(shí)，以氧化硅13的表面與研磨墊抵接的方式在研磨墊上配置基板(晶片)，利用研磨墊對(duì)氧化硅13的表面進(jìn)行研磨。更具體而言，一邊將氧化硅13的被研磨面?zhèn)劝磯河谘心テ脚_(tái)的研磨墊，將CMP用研磨液供給至被研磨面與研磨墊之間，一邊使兩者相對(duì)移動(dòng)，從而對(duì)氧化硅13進(jìn)行研磨。

本實(shí)施方式涉及的CMP用研磨液能適用于第一研磨工序和第二研磨工序中的任一個(gè)。其中，這里例示的是將研磨工序分為兩個(gè)階段實(shí)施的情況，也可以從圖1(a)所示的狀態(tài)至圖1(c)所示的狀態(tài)通過(guò)一個(gè)階段進(jìn)行研磨處理。

作為研磨裝置，優(yōu)選為例如具備保持基板的支架、貼附研磨墊的研磨平臺(tái)、以及將研磨液供給至研磨墊上的單元的裝置。作為研磨裝置，可列舉荏原制作所株式會(huì)社制造的研磨裝置(型號(hào)：EPO-111、EPO-222、FREX200、FREX300)、APPLIED MATERIALS制造的研磨裝置(商品名：Mirra3400、Reflexion研磨機(jī))等。作為研磨墊，沒(méi)有特別限制，例如，可以使用一般的無(wú)紡布、發(fā)泡聚氨酯、多孔質(zhì)氟樹脂等。此外，研磨墊優(yōu)選為進(jìn)行了可積存研磨液那樣的槽加工的研磨墊。

作為研磨條件，沒(méi)有特別限制，從抑制基板飛出的觀點(diǎn)出發(fā)，研磨平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為小于或等于200min^-1，從抑制被研磨面的損傷產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，施加于基板的壓力(加工負(fù)荷)優(yōu)選為100kPa。研磨期間，優(yōu)選通過(guò)泵等將研磨液連續(xù)地供給至研磨墊。該供給量沒(méi)有限制，優(yōu)選研磨墊的表面總是被研磨液覆蓋。

研磨結(jié)束后，優(yōu)選在流水中充分洗滌基板，并在用旋轉(zhuǎn)干燥器等將附著在基板上的水滴甩落后使其干燥。通過(guò)這樣進(jìn)行研磨，能夠消除表面的凹凸而在基板整面得到平滑的面。通過(guò)將被研磨材料的形成和對(duì)被研磨材料進(jìn)行研磨的工序重復(fù)預(yù)定的次數(shù)，能夠制造具有期望層數(shù)的基板。

這樣操作得到的基板能夠作為各種電子部件使用。作為具體例子，可列舉半導(dǎo)體元件；光掩模、透鏡、棱鏡等光學(xué)玻璃；ITO等無(wú)機(jī)導(dǎo)電材料；由玻璃和結(jié)晶質(zhì)材料構(gòu)成的光集成電路；光轉(zhuǎn)換元件；光波導(dǎo)；光纖的端面；閃爍器等光學(xué)用單晶；固體激光器單晶；藍(lán)色激光LED用藍(lán)寶石基板；SiC、GaP、GaAs等半導(dǎo)體單晶；磁盤用玻璃基板；磁頭等。

實(shí)施例

以下，通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。

＜氧化鈰粒子的準(zhǔn)備和特性評(píng)價(jià)＞

準(zhǔn)備含有具有表1所示特征的氧化鈰粒子1～9的水分散液。以水分散液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，氧化鈰粒子的含量調(diào)整至大于或等于6質(zhì)量％。表1中，R表示平均粒徑，S1表示具有平均粒徑R的圓球狀的假想氧化鈰粒子的比表面積，S2表示通過(guò)BET法測(cè)定的氧化鈰粒子的比表面積。

平均粒徑R用BECKMANCOULTER公司制造的亞微顆粒分析儀“N5”的單分散模式進(jìn)行測(cè)定。使用調(diào)整(用水稀釋)至由BECKMANCOULTER公司制造的亞微顆粒分析儀“N5”得到的Intensity(信號(hào)強(qiáng)度)為1.0E+4～1.0E+6的范圍而得到的氧化鈰粒子的水分散液進(jìn)行240秒的測(cè)定，將獲得的結(jié)果作為平均粒徑R使用。

基于平均粒徑R求出比表面積S1。其中，作為氧化鈰的密度，采用7.2×10⁶g/m³。

比表面積S2如下求出。首先，將氧化鈰粒子的水分散液100g放入干燥機(jī)，然后，以150℃進(jìn)行干燥，得到氧化鈰粒子。將約0.4g得到的氧化鈰粒子放入BET比表面積測(cè)定裝置(NOVA-1200，Yuasa Ionics株式會(huì)社制)的測(cè)定單元，然后，以150℃真空脫氣60分鐘。通過(guò)使用氮?dú)庾鳛槲綒怏w的定容法進(jìn)行測(cè)定，得到作為“Area”而得到的值，作為BET比表面積。進(jìn)行兩次前述測(cè)定，求出其平均值，作為比表面積S2。

[表1]

＜實(shí)驗(yàn)A＞

[CMP用研磨液的制作]

將表2和表3所示的成分配合于容器內(nèi)，然后混合，調(diào)制CMP用研磨液。表2和表3的配合量的單位是“質(zhì)量％”。CMP用研磨液的pH用硝酸或氨水調(diào)整至表2和表3所示的值。pH使用電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40進(jìn)行測(cè)定。表2和表3所示的氧化鈰粒子1～9為表1所示的氧化鈰粒子。

[界達(dá)電位的測(cè)定]

使用DelsaNanoC(BECKMANCOULTER公司制)測(cè)定CMP用研磨液中的氧化鈰粒子的界達(dá)電位。界達(dá)電位全部為大于或等于15mV且小于或等于100mV。

[絕緣膜的研磨]

作為CMP評(píng)價(jià)用試驗(yàn)晶片，使用不具有凹凸(未形成圖形)的無(wú)圖形晶片(Blanket晶片)和具有凹凸(形成有圖形)的圖形晶片(帶圖形的晶片)。作為無(wú)圖形晶片，使用硅(Si)基板(直徑：300mm)上具有厚度1000nm的氧化硅膜的晶片。作為圖形晶片，使用SEMATECH公司制造的商品名“圖形晶片764”(直徑：300mm，止動(dòng)件：氮化硅膜)。

對(duì)于圖形晶片，使用圖2進(jìn)一步進(jìn)行說(shuō)明。圖形晶片具有晶片21、止動(dòng)件(氮化硅膜)22和氧化硅膜23。圖2(a)是將晶片21和止動(dòng)件22的一部分放大所得的示意截面圖。晶片21的表面形成有多個(gè)槽，晶片21的凸部表面形成有厚度150nm的止動(dòng)件22。槽的深度(從凸部表面至凹部底面的高低差)為500nm。以下，將凸部稱為有源(active)部，將凹部稱為溝槽部。其中，晶片21形成有100μm/100μm的溝槽部/有源部。

圖2(b)是將圖形晶片的一部分放大所得的示意截面圖。圖形晶片以從有源部表面開始的氧化硅膜23的厚度為600nm的方式通過(guò)等離子TEOS法在有源部和溝槽部上形成有氧化硅膜23。

CMP評(píng)價(jià)用試驗(yàn)晶片的研磨使用研磨裝置(APPLIED MATERIALS公司制造的Reflexion)。將CMP評(píng)價(jià)用試驗(yàn)晶片安裝于貼附有基板安裝用的吸附墊的保持架上。在研磨裝置的直徑600mm的研磨平臺(tái)上貼附多孔質(zhì)聚氨酯樹脂制的研磨墊(Rohm and Haas Japan株式會(huì)社制，型號(hào)IC1010)。使配置有作為被研磨膜的絕緣膜(氧化硅膜)的面朝下，將前述保持架載置于研磨平臺(tái)上，將加工負(fù)荷設(shè)定為140gf/cm²(13.8kPa)。

一邊使前述CMP用研磨液以250mL/min的速度滴至前述研磨平臺(tái)上，一邊使研磨平臺(tái)和CMP評(píng)價(jià)用試驗(yàn)晶片分別以93min^-1、87min^-1旋轉(zhuǎn)，將兩種CMP評(píng)價(jià)用試驗(yàn)晶片分別研磨60秒。使用PVA刷(聚乙烯基醇刷)，用純水將研磨后的晶片充分洗凈，然后干燥。

對(duì)以下的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2和表3。

(無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度)

使用光干涉式膜厚裝置(大日本SCREEN制造株式會(huì)社制，商品名：RE-3000)測(cè)定研磨前后的氧化硅膜的膜厚，從膜厚變化量的平均，算出無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度。其中，研磨速度的單位為nm/min。

(圖形晶片中的氧化硅的研磨速度)

使用光干涉式膜厚裝置(大日本SCREEN制造株式會(huì)社制，商品名：RE-3000)測(cè)定100μm/100μm的有源部(凸部)的研磨前后的膜厚，從膜厚變化量的平均，算出圖形晶片中的氧化硅的研磨速度。其中，研磨速度的單位為nm/min。

(研磨速度比)

算出圖形晶片中的氧化硅的研磨速度相對(duì)于無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度的比(圖形晶片/無(wú)圖形晶片)。

[表2]

[表3]

使用含有氧化鈰粒子1～5和4-吡喃酮系化合物的CMP用研磨液的實(shí)施例A1～A14中，無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度和圖形晶片中的氧化硅的研磨速度充分高。此外，氧化硅的研磨速度比為大于或等于1.00的充分大的值。從這樣的結(jié)果確認(rèn)到，實(shí)施例A1～A14中高低差消除特性優(yōu)異。

使用不含4-吡喃酮系化合物的CMP用研磨液的比較例A1中，圖形晶片中的氧化硅的研磨速度為小于或等于100nm/min的低研磨速度，氧化硅的研磨速度比小于1.00。

使用含有氧化鈰粒子6的CMP用研磨液的比較例A2中，無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度為小于或等于50nm/min的研磨速度，圖形晶片中的氧化硅的研磨速度為小于或等于100nm/min的研磨速度。

使用含有氧化鈰粒子7～9的CMP用研磨液的比較例A3～A5中，氧化硅的研磨速度比小于1.00。

此外，使用具有除了實(shí)施例A12的組成以外還含有0.25質(zhì)量％的糊精PO-10(三菱商事Foodtech株式會(huì)社制)的組成(水的含量：99.46質(zhì)量％)的CMP用研磨液A，對(duì)與前述同樣的無(wú)圖形晶片和圖形晶片進(jìn)行研磨，結(jié)果無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度和圖形晶片中的氧化硅的研磨速度與實(shí)施例A12相比沒(méi)有變化。另一方面，準(zhǔn)備多晶硅的無(wú)圖形晶片后，分別使用實(shí)施例A12的CMP用研磨液和前述CMP用研磨液A對(duì)多晶硅的無(wú)圖形晶片進(jìn)行研磨。結(jié)果，作為無(wú)圖形晶片中的多晶硅的研磨速度，實(shí)施例A12的CMP用研磨液得到了40nm/min，而前述CMP用研磨液A得到了120nm/min。由于通過(guò)使用前述CMP用研磨液A得到了3倍的研磨速度，因而確認(rèn)到糊精具有提高多晶硅的研磨速度的效果。

＜實(shí)驗(yàn)B＞

[CMP用研磨液的制作]

(實(shí)施例B1)

調(diào)制含有5.0質(zhì)量％的氧化鈰粒子1、0.34質(zhì)量％的3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮和0.45質(zhì)量％的丙酸的漿料(第一液)。各成分的含量用去離子水進(jìn)行調(diào)整。漿料的pH為3.2。pH使用電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40測(cè)定。

調(diào)制含有5質(zhì)量％的聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚和0.0015質(zhì)量％的二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物的添加液(第二液)。各成分的含量用去離子水進(jìn)行調(diào)整。使用氨水溶液調(diào)整添加液的pH。添加液的pH為10.2。pH使用電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40測(cè)定。

將漿料、添加液和去離子水按質(zhì)量比1:1:18混合，調(diào)制研磨液。以研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，氧化鈰粒子1的含量為0.25質(zhì)量％，3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮的含量為0.017質(zhì)量％，聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚的含量為0.25質(zhì)量％，二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物的含量為0.000075質(zhì)量％，丙酸的含量為0.023質(zhì)量％。研磨液的pH為3.5。pH使用電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40測(cè)定。

(實(shí)施例B2～B20、比較例B1～B4)

使用表1和表4所示的氧化鈰粒子以及表4所示的添加劑，與實(shí)施例B1同樣地調(diào)制漿料和添加液，然后調(diào)制含有表4所示的含有成分的研磨液。以研磨液的總質(zhì)量為基準(zhǔn)，氧化鈰粒子的含量為0.25質(zhì)量％，3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮或5-羥基-2-(羥甲基)-4-吡喃酮的含量為0.017質(zhì)量％。使用氨水作為pH調(diào)節(jié)劑。pH使用電氣化學(xué)計(jì)器株式會(huì)社制造的型號(hào)PHL-40測(cè)定。表4中的“-”的顯示是指未使用對(duì)象添加劑。

其中，表4中的各添加劑的詳細(xì)情況如下。

A-1：3-羥基-2-甲基-4-吡喃酮

A-2：5-羥基-2-(羥甲基)-4-吡喃酮

B-1：聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚(花王株式會(huì)社制，商品名：EMULGEN A-500，重均分子量：4500～5000)

B-2：聚氧乙烯烷基苯基醚(第一工業(yè)制藥株式會(huì)社制，商品名：Emarujitto(エマルジット)，重均分子量：3000～3500)

b-1：聚乙二醇(Lion株式會(huì)社制，商品名：PEG600，重均分子量：600)

C-1：二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯酰胺共聚物(Nittobo Medical株式會(huì)社制，商品名：PAS-J-81，重均分子量：200000)

C-2：聚烯丙基胺(Nittobo Medical株式會(huì)社制，商品名：PAA-01，重均分子量：1600)

C-3：二烯丙基二甲基氯化銨聚合物(Nittobo Medical株式會(huì)社制，商品名：PAS-H-10L，重均分子量：200000)

D-1：丙酸

[界達(dá)電位的測(cè)定]

使用DelsaNanoC(BECKMANCOULTER公司制)測(cè)定CMP用研磨液中的氧化鈰粒子的界達(dá)電位。將測(cè)定結(jié)果示于表4。

[表4]

[CMP評(píng)價(jià)]

分別使用前述CMP用研磨液以下述研磨條件對(duì)被研磨基板進(jìn)行研磨。

(CMP研磨條件)

·研磨裝置：Reflexion(APPLIED MATERIALS公司制)

·CMP用研磨液流量：250mL/min

·被研磨基板：下述“無(wú)圖形晶片”和“圖形晶片”

·研磨墊：具有獨(dú)立氣泡的發(fā)泡聚氨酯樹脂(Rohm and Haas Japan株式會(huì)社制，型號(hào)IC1010)

·研磨壓力：2.0psi

·基板和研磨平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)速度：100min^-1(rpm)

·研磨時(shí)間：將無(wú)圖形晶片研磨30秒(0.5min)，將圖形晶片研磨60秒(1.0min)。

(無(wú)圖形晶片)

作為不具有凹凸的無(wú)圖形晶片，使用硅基板上具有通過(guò)等離子CVD法形成的厚度1μm(1000nm)的氧化硅膜的晶片和硅基板上具有通過(guò)CVD法形成的厚度0.2μm(200nm)的多晶硅膜的晶片。

對(duì)于以前述CMP研磨條件進(jìn)行了研磨的無(wú)圖形晶片，通過(guò)下式求出各被研磨膜(氧化硅膜和多晶硅膜)的研磨速度。其中，研磨前后各被研磨膜的膜厚差使用光干涉式膜厚裝置(Filmetrics公司制，商品名：F80)求出。將測(cè)定結(jié)果示于表5。

(研磨速度)＝(研磨前后被研磨膜的膜厚差(nm))/(研磨時(shí)間(min))

(圖形晶片)

作為具有凹凸的圖形晶片，使用SEMATECH公司制造的商品名“圖形晶片764”(直徑：300mm，止動(dòng)件：多晶硅膜)。對(duì)于該圖形晶片，使用圖2進(jìn)行說(shuō)明。圖形晶片具有晶片21、止動(dòng)件(多晶硅膜)22和氧化硅膜23。圖2(a)是將晶片21和止動(dòng)件22的一部分放大所得的示意截面圖。晶片21的表面形成有多個(gè)槽，晶片21的凸部表面形成有厚度150nm的止動(dòng)件22。槽的深度(從凸部表面至凹部底面的高低差)為500nm。以下，將凸部稱為有源部，將凹部稱為溝槽部。其中，晶片21形成有100μm/100μm的溝槽部/有源部。

圖2(b)是將圖形晶片的一部分放大所得的示意截面圖。圖形晶片以從有源部表面開始的氧化硅膜23的厚度為600nm的方式通過(guò)等離子TEOS法在有源部和溝槽部上形成有氧化硅膜23。

測(cè)定100μm/100μm的有源部(凸部)的研磨前后的膜厚，從膜厚變化量的平均，算出圖形晶片中的氧化硅的研磨速度。其中，研磨速度的單位為nm/min。將測(cè)定結(jié)果示于表5。

(研磨選擇比)

基于無(wú)圖形晶片相關(guān)的測(cè)定結(jié)果，算出氧化硅相對(duì)于多晶硅的研磨選擇比(研磨速度比R1/R2＝氧化硅的研磨速度R1/多晶硅的研磨速度R2)。此外，算出圖形晶片中的氧化硅的研磨速度R3相對(duì)于無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度R1的研磨速度比(圖形晶片/無(wú)圖形晶片)R3/R1。將結(jié)果示于表5。

[表5]

實(shí)施例B1～B20中，無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度充分高，并且圖形晶片中的氧化硅的研磨速度相對(duì)于無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度的研磨速度比為大于或等于2.0的充分大的數(shù)值，因而可確認(rèn)高低差消除特性優(yōu)異。此外，實(shí)施例B1～B16中，氧化硅相對(duì)于多晶硅的研磨選擇比為大于或等于60，因而可確認(rèn)實(shí)現(xiàn)了止動(dòng)件材料的高止動(dòng)性。另一方面，比較例中，圖形晶片中的氧化硅的研磨速度相對(duì)于無(wú)圖形晶片中的氧化硅的研磨速度的研磨速度比小于2.0，因而可確認(rèn)研磨特性與實(shí)施例相比差。

本發(fā)明人等將實(shí)施發(fā)明的最佳方式記述在說(shuō)明書中。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述說(shuō)明的情況下，與這些方式相似的優(yōu)選變形方式有時(shí)也是顯而易見(jiàn)的。本發(fā)明人等也充分意識(shí)到了本發(fā)明的不同方式的實(shí)施以及適用本發(fā)明主旨的類似方式的發(fā)明的實(shí)施。此外，本發(fā)明中，作為其原理，可利用權(quán)利要求書中列舉的內(nèi)容的全部變形方式、以及前述要素的任意的各種組合。該全部可能的任意組合只要在本說(shuō)明書中無(wú)特殊限定或者根據(jù)上下文并沒(méi)有明確否定，就包含于本發(fā)明中。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠獲得對(duì)于具有凹凸的絕緣材料的優(yōu)異的高低差消除特性的CMP用研磨液。此外，根據(jù)本發(fā)明，可提供使用前述CMP用研磨液的研磨方法。

符號(hào)說(shuō)明

11：硅基板，12：止動(dòng)件，13：氧化硅，15：埋入部分，21：晶片，22：止動(dòng)件，23：氧化硅膜，D：高低差。