TWI883300B - 研磨液、研磨液組及研磨方法 - Google Patents

Abstract

一種研磨液，其含有磨粒、選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分、及化合物Z，化合物Z具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基，由下述通式(1)表示之Z值為20以上。Z=0.1×a²×b/c……(1)，[式(1)中，a表示前述烴基的碳數，b表示化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示化合物Z的HLB值。]

Description

研磨液、研磨液組及研磨方法

本揭示係有關一種研磨液、研磨液組、研磨方法等。

在近年來的半導體元件的製造步驟中，用於高密度化的加工技術的重要性日益增加。作為加工技術之一之CMP（Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨）技術成為在半導體元件的製造步驟中，在淺溝槽隔離（shallow trench isolation。以下稱為“STI”。）的形成、金屬前絕緣材料或層間絕緣材料的平坦化、插塞或嵌入金屬配線的形成等中所必須的技術。

隨著半導體元件的高密度化，使用微細圖案的形成技術，藉此實現高集成化。藉此，半導體元件的製造步驟中要求之規格變得嚴格，產生了使具有複數個絕緣材料之基體高度平坦化之必要性。尤其，在形成STI（例如，半導體元件的下部STI）之CMP技術中，存在對如下積層體進行研磨之情況，該積層體具有：具有凹凸圖案之基板、配置於基板的凸部上之擋塊（包含擋塊材料之研磨停止層）、及以填埋基板的凹部的方式配置於基板及擋塊上之絕緣材料（例如氧化矽）。在這樣的研磨中，絕緣材料的研磨被擋塊停止，在擋塊所露出之階段停止絕緣材料的研磨。其原因在於，很難人為地控制絕緣材料的研磨量（例如絕緣膜中的被去除之膜厚），藉由直到擋塊露出為止研磨絕緣材料來控制研磨的程度。

在CMP技術中，在研磨絕緣材料而露出擋塊之階段停止研磨後，為了避免在擋塊上殘留絕緣材料，有時在擋塊露出之後亦進行額外地研磨。該額外的研磨被稱為“過研磨”。另一方面，在進行過研磨之情況下，有時甚至連殘留在擋塊上之絕緣材料以外的絕緣材料亦被額外地研磨。藉此，有時導致凹陷（殘留在擋塊上之絕緣材料以外的絕緣材料（埋入基板的凹部之絕緣材料）被過度研磨之現象）發展，從而研磨後的平坦性變差。因此，在CMP技術中，在過研磨時需要抑制過度的凹陷。

為了抑制過度的凹陷，考慮使用絕緣材料相對於擋塊材料之研磨選擇性（絕緣材料相對於擋塊材料之研磨速度比）高的研磨液（例如，參閱下述專利文獻1）。

[專利文獻1]日本特表2011-529269號公報

然而，即使使用絕緣材料相對於擋塊材料之研磨選擇性高的研磨液，有時亦無法抑制過度的凹陷。因此，不僅著眼於絕緣材料相對於擋塊材料之研磨選擇性，還要求在使用擋塊來研磨絕緣材料時抑制過度的凹陷。

本揭示的一方面的目的為，提供一種使用擋塊研磨絕緣材料時，能夠抑制過度的凹陷的研磨液。本揭示的另一方面的目的為，提供一種用於獲得該研磨液的研磨液組。又，本揭示的另一方面的目的為，提供一種使用前述研磨液或前述研磨液組之研磨方法。

本揭示的一方面係有關一種研磨液，其含有磨粒、選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分、及化合物Z，化合物Z具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基，由下述通式（1）表示之Z值為20以上。 Z=0.1×a ²×b/c……（1） [式（1）中，a表示前述烴基的碳數，b表示化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示化合物Z的HLB值。]

本揭示的另一方面係有關一種研磨液組，其中，上述研磨液的構成成分分成第1液與第2液來保存，且第1液包含磨粒，第2液包含羥基酸成分及化合物Z。

本揭示的另一方面係有關一種研磨方法，其包括使用上述研磨液、或將上述研磨液組中的第1液與第2液混合而獲得之研磨液對被研磨面進行研磨之研磨步驟。

依上述研磨液、研磨液組及研磨方法，使用擋塊研磨絕緣材料時，能夠抑制過度的凹陷。 [發明效果]

依本揭示，使用擋塊研磨絕緣材料時，能夠抑制過度的凹陷。藉此，能夠提高過研磨結束後的基體的平坦性。

依本揭示，能夠提供研磨液在包含氧化矽之被研磨面的研磨中的使用。依本揭示，能夠提供對包含氧化矽及氮化矽之被研磨面的研磨使用研磨液。依本揭示，能夠提供對氧化矽相對於氮化矽之選擇的研磨使用研磨液。依本揭示，能夠提供對作為半導體元件的製造技術之基體表面的平坦化步驟使用研磨液。依本揭示，能夠提供對STI絕緣材料、金屬前絕緣材料或層間絕緣材料的平坦化步驟使用研磨液。依本揭示，能夠提供對STI的形成使用研磨液。

以下，對本揭示的實施形態進行詳細說明。但是，本揭示並不限定於以下實施形態。

＜定義＞ 在本說明書中，利用“～”所示之數值範圍表示將記載於“～”前後之數值分別作為最小值及最大值而包含之範圍。數值範圍的“A以上”係指A及超過A之範圍。數值範圍的“A以下”係指A及小於A的範圍。在本說明書中階段性地記載之數值範圍內，某一階段的數值範圍的上限值或下限值能夠與其他階段的數值範圍的上限值或下限值任意組合。在本說明書中所記載之數值範圍內，該數值範圍的上限值或下限值可以替換為實施例中所示之值。“A或B”可以包括A及B中的任一者，亦可以包括雙方。本說明書中例示之材料並無特別限定，能夠單獨使用一種或組合兩種以上來使用。在本說明書中，關於組成物中的各成分的含量，在組成物中存在複數種符合各成分之物質之情況下，只要無特別說明，則係指存在於組成物中之該複數種物質的總量。關於“膜”及“層”這一用語，除了在以俯視圖觀察時，在整個表面形成之形狀的結構之外，還包括在一部分形成之形狀的結構。“步驟”這一用語並不僅係包含獨立的步驟，即使無法與其他步驟明確區分時，只要實現其步驟所期望的作用，則亦包含於本用語中。

在本說明書中，“研磨液”（polishing liquid、abrasive）定義為進行研磨時與被研磨面接觸之組成物。稱為“研磨液”的語句本身對研磨液中含有之成分並無任何限定。如後述，本實施形態之研磨液含有磨粒（abrasive grain）。磨粒亦稱為“研磨粒子”（abrasive particle），但在本說明書中稱為“磨粒”。磨粒一般為固體粒子，認為在研磨時，藉由磨粒所具有之機械作用（物理作用）及磨粒（主要為磨粒的表面）的化學作用來去除（remove）去除對象物，但並不限定於此。

＜研磨液及研磨液組＞ 本實施形態之研磨液（例如CMP用研磨液）含有磨粒、選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分、及化合物Z，化合物Z具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基，由下述通式（1）表示之Z值（參數Z值）為20以上。 Z=0.1×a ²×b/c……（1） [式（1）中，a表示前述烴基的碳數，b表示化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示化合物Z的HLB值。]

依本實施形態之研磨液，使用擋塊來研磨絕緣材料（擋塊材料除外）時能夠抑制過度的凹陷，尤其，使用包含氮化矽之擋塊研磨氧化矽時，能夠抑制過度的凹陷。又，依本實施形態之研磨液，能夠抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨，在過研磨後藉由蝕刻等去除擋塊時容易去除擋塊。

本發明人如下述推測獲得該等效果之原因。但是，原因並不限定於下述。

羥基酸成分具有容易抑制擋塊材料的研磨速度變得過高的效果。又，藉由使用羥基酸成分，在擋塊露出後，抑制殘留在擋塊上之絕緣材料以外的絕緣材料（埋入基板的凹部之絕緣材料）的研磨，藉此容易獲得高平坦性。對於該等理由，羥基酸成分的官能基（羧基、羧酸鹽基、羥基等）吸附到擋塊及絕緣材料而被覆該等被研磨材料，藉此抑制磨粒與擋塊及絕緣材料接觸。藉此推測為藉由緩解基於磨粒之研磨的進行來抑制研磨速度變得過高，從而抑制過度的凹陷。

推測為化合物Z具有藉由在絕緣材料上形成保護層，能夠以適當的速度研磨絕緣材料之作用。又，藉由使用化合物Z，在擋塊露出後，抑制殘留在擋塊上之絕緣材料以外的絕緣材料（埋入於基板的凹部之絕緣材料）的研磨，藉此容易獲得高平坦性。對於該等理由，化合物Z的烴基（疏水部）及聚氧伸烷基（親水部）吸附到絕緣材料而被覆絕緣材料，藉此抑制磨粒與絕緣材料接觸。藉此推測為藉由緩解基於磨粒之研磨的進行來抑制絕緣材料的研磨速度變得過高，從而抑制過度的凹陷。

如上述，認為化合物Z的烴基（疏水部）及聚氧伸烷基（親水部）這雙方吸附到絕緣材料來發揮保護效果。 作為親水部之聚氧伸烷基的氧原子被認為係相對於絕緣材料之吸附點，因此推測為化合物Z中的氧伸烷基的總數越多（亦即，吸附點多），化合物Z越牢固地吸附到絕緣材料。因此，認為在研磨過程中化合物Z不易從絕緣材料脫離，而抑制過度的凹陷。 又，一般而言，碳數多的化合物、及HLB值小的化合物具有高疏水性，因此在水中，與極性高的水分子的相互作用小，難以藉由水合而穩定，分子的表面能量變高。而且，可知藉由疏水性高的分子吸附到界面，減少其表面能量。因此，認為化合物Z的烴基（疏水部）越多，以及化合物Z的HLB值越小，化合物Z的界面能量越高，且容易吸附到絕緣材料，因此保護絕緣材料之效果高。此外，認為隨著烴基的碳數增加，化合物Z的分子量越大，立體阻礙變大，因此獲得能夠從磨粒的研磨作用保護化合物Z所吸附之絕緣材料之效果。

藉由以上理由，推測為使用擋塊研磨絕緣材料時能夠獲得抑制過度的凹陷之效果等。

對化合物Z的Z值進行說明。本發明人進行研究的結果，發現使用擋塊研磨絕緣材料時，在具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基之化合物Z中，調整由下述通式（1a）表示之Za值，可以有效抑制絕緣材料的過度的研磨，藉此抑制絕緣材料的過度的凹陷從而獲得高平坦性，且根據這樣的Za值發現了上述Z值。 Za=σ×a ^γ×b/c……（1a） [式（1a）中，a表示化合物Z的烴基的碳數，b表示化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示化合物Z的HLB值，γ及σ表示參數的加權係數。]

根據Za值對Z值所導出之步驟進行說明。首先，Za值的構成要素能夠分解為下述2個式。 式（i）：a ^γ×b 式（ii）：σ/c

式（i）主要設定為有關化合物Z相對於絕緣材料之吸附點數之指標。關於各參數，進行研究的結果，發現烴基（疏水部）的碳數a越多，凹陷的抑制效果越大，並發現氧伸烷基的總數b越多，凹陷的抑制效果越大。認為這是因為相對於絕緣材料之吸附點增加。又，參數a及b越大，分子的立體結構變得越大，磨粒越難以接近吸附有化合物Z之絕緣材料，藉此能夠有效保護絕緣材料，認為參數a及b以相乘發揮作用，並獲得了“a ^γ×b”式。在此，從研究結果發現與氧伸烷基的總數b相比烴基（疏水部）的碳數a對凹陷的抑制效果之影響更大，因此將參數a的加權係數γ設定為2。

式（ii）主要設定為有關化合物Z相對於水之親和性之指標。“HLB值”係表示化合物（界面活性劑等）相對於水、油（不溶於水的有機化合物）等的親和性之指標，HLB值越高，與水的親和性越高，從而容易溶於水。進行研究的結果，發現HLB值越小（與水的親和性低），凹陷的抑制效果越大。趨於HLB值越小（與水的親和性低），疏水性越高。如上述，認為疏水性高的分子在水中難以藉由水合而穩定，因此藉由吸附到界面，其表面能量變小，容易吸附到絕緣材料，保護絕緣材料的效果高。如此，HLB值越小，越容易抑制凹陷，因此取HLB值的倒數，並獲得了“1/c”式。在此，HLB值小到0～20，因此鑑於對凹陷抑制之影響的大小，將參數c的加權係數σ設定為0.1。

而且，認為關於相對於絕緣材料之吸附，由該等式（i）及式（ii）設定之參數不是分別單獨起作用，而是相互聯動起作用。因此，認為以相乘發揮作用而不是單純的相加，所以設定式（i）及式（ii）的乘積，發現了Z值的式（1）。而且，發現這樣的Z值為20以上的情況下，能夠抑制凹陷。

（磨粒） 本實施形態之研磨液含有磨粒。從容易以高研磨速度研磨應去除的絕緣材料之觀點考慮，磨粒可以包含選自由鈰氧化物（例如，二氧化鈰（氧化鈰（IV）））、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化釔及4價金屬元素的氫氧化物組成的組中之至少一種，可以包含鈰氧化物。

“4價金屬元素的氫氧化物”係包含4價金屬（M ⁴⁺）及至少一個氫氧化物離子（OH ^-）之化合物。4價金屬元素的氫氧化物可以包含氫氧化物離子以外的陰離子（例如硝酸離子NO ₃ ^-及硫酸離子SO ₄ ^2-）。例如，4價金屬元素的氫氧化物可以包含鍵結於4價金屬元素之陰離子（例如硝酸離子NO ₃ ^-及硫酸離子SO ₄ ^2-）。4價金屬元素的氫氧化物能夠藉由使4價金屬元素的鹽（金屬鹽）與鹼源（鹼）反應來製作。

從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，磨粒可以包含鈰氫氧化物（4價鈰的氫氧化物）。鈰氫氧化物能夠藉由使鈰鹽與鹼源（鹼）反應來製作。鈰氫氧化物可以藉由混合鈰鹽與鹼液（例如鹼水溶液）來製作。藉此，能夠獲得粒徑極細的粒子，並且容易獲得優異之研磨劃痕的降低效果。鈰氫氧化物能夠藉由混合鈰鹽溶液（例如鈰鹽水溶液）與鹼液來獲得。作為鈰鹽，可以舉出Ce（NO ₃） ₄、Ce（SO ₄） ₂、Ce（NH ₄） ₂（NO ₃） ₆、Ce（NH ₄） ₄（SO ₄） ₄等。

認為根據鈰氫氧化物的製造條件等，生成包含含有4價鈰（Ce ⁴⁺）、1～3個氫氧化物離子（OH ^-）及1～3個陰離子（X ^c-）之Ce（OH） _aX _b（式中，a+b×c=4）之粒子（再者，這樣的粒子亦為鈰氫氧化物）。Ce（OH） _aX _b中，認為拉電子性的陰離子（X ^c-）發揮作用提高氫氧化物離子的反應性，隨著Ce（OH） _aX _b的存在量增加，研磨速度得到提高。作為陰離子（X ^c-），可以舉出NO ₃ ^-、SO ₄ ^2-等。認為包含鈰氫氧化物之粒子不盡能夠包含Ce（OH） _aX _b，還能夠包含Ce（OH） ₄、CeO ₂等。

關於包含鈰氫氧化物之粒子包含Ce（OH） _aX _b，能夠藉由在用純水徹底清洗粒子後，利用FT-IR ATR法（Fourier transform Infra Red Spectrometer Attenuated Total Reflection法、傅立葉變換紅外分光光度計全反射測量法）檢測與陰離子（X ^c-）相應之峰之方法來確認。亦能夠藉由XPS法（X-ray Photoelectron Spectroscopy、X射線光電分光法），確認陰離子（X ^c-）的存在。

從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，以磨粒整體（研磨液中包含之磨粒整體。以下相同）為基準，磨粒包含鈰氧化物之情況下，鈰氧化物的含量的下限可以為50質量%以上、超過50質量%、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上或90質量%以上。

從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，研磨液、或後述的研磨液組中的漿液中的磨粒的平均粒徑的下限可以為16nm以上、20nm以上、30nm以上、40nm以上、50nm以上、100nm以上、120nm以上、150nm以上或155nm以上。從容易抑制劃傷被研磨面之觀點考慮，磨粒的平均粒徑的上限可以為1050nm以下、1000nm以下、800nm以下、600nm以下、500nm以下、400nm以下、300nm以下、200nm以下或160nm以下。從該等觀點考慮，磨粒的平均粒徑可以為16～1050nm或20～1000nm。

磨粒的“平均粒徑”係指磨粒的平均二次粒徑。例如，磨粒的平均粒徑為體積平均粒徑，對於研磨液、或後述的研磨液組中的漿液，能夠使用光衍射散射式粒度分布計（例如，MicrotracBEL Corp.製造的產品名稱：Microtrac MT3300EXII）進行測量。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，研磨液中的磨粒的界達電位（表面電位）可以為正（界達電位超過0mV）。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，磨粒的界達電位的下限可以為10mV以上、20mV以上、25mV以上、30mV以上、40mV以上或50mV以上。磨粒的界達電位的上限並無特別限定，可以為200mV以下。從該等觀點考慮，磨粒的界達電位可以為10～200mV。

磨粒的界達電位例如能夠使用動態光散射式界達電位測量裝置（例如，Beckman Coulter KK製造、產品名稱：DelsaNano C）進行測量。磨粒的界達電位能夠使用添加劑進行調整。例如，藉由使單羧酸（例如乙酸）與含有鈰氧化物之磨粒接觸，能夠獲得具有正界達電位之磨粒。

以研磨液的總質量為基準，磨粒的含量可以在下述範圍內。從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，磨粒的含量的下限可以為0.005質量%以上、0.01質量%以上、0.02質量%以上、0.03質量%以上、0.04質量%以上、0.05質量%以上、0.07質量%以上、0.08質量%以上或0.1質量%以上。從容易獲得優異之磨粒的分散穩定性的觀點考慮，磨粒的含量的上限可以為20質量%以下、15質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、4質量%以下、3質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下、0.3質量%以下、0.2質量%以下或0.1質量%以下。從該等觀點考慮，磨粒的含量可以為0.005～20質量%或0.01～10質量%。

磨粒可以包含由相互接觸之複數個粒子構成之復合粒子。例如，磨粒可以包括包含第1粒子、及與該第1粒子接觸之第2粒子之復合粒子，亦可以包含復合粒子及游離粒子（例如不與第1粒子接觸之第2粒子）。

磨粒中，作為包含復合粒子之態樣，可以係包含第1粒子、及與該第1粒子接觸之第2粒子，第2粒子的粒徑小於第1粒子的粒徑，且第1粒子含有鈰氧化物，第2粒子含有鈰化合物之態樣。藉由使用這樣的磨粒，容易提高應去除的絕緣材料（例如氧化矽）的研磨速度。如此，作為提高絕緣材料的研磨速度之理由，例如可以舉出下述理由。但是，理由並不限定於下述。

亦即、含有鈰氧化物並且具有大於第2粒子的粒徑之第1粒子與第2粒子相比，相對於絕緣材料之機械作用（機械性）更強。另一方面，含有鈰化合物並且具有小於第1粒子的粒徑之第2粒子與第1粒子相比，相對於絕緣材料之機械作用小，但粒子整體的比表面積（每單位質量的表面積）大，因此相對於絕緣材料之化學作用（化學性）更強。如此，藉由併用機械作用強的第1粒子與化學作用強的第2粒子，容易獲得提高研磨速度的協同效應。

作為第2粒子的鈰化合物，可以舉出鈰氫氧化物、鈰氧化物等。作為第2粒子的鈰化合物，能夠使用與鈰氧化物不同的化合物。從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，鈰化合物可以包含鈰氫氧化物。

第2粒子的粒徑可以小於第1粒子的粒徑。第1粒子及第2粒子的粒徑的大小關係能夠由復合粒子的SEM圖像等進行判別。一般而言，相比粒徑大的粒子，粒徑小的粒子中每單位質量的表面積更大，所以反應活性高。另一方面，粒徑小的粒子的機械作用（機械研磨力）小於粒徑大的粒子。然而，在本實施形態中，即使在第2粒子的粒徑小於第1粒子的粒徑的情況下，亦能夠表現出第1粒子及第2粒子的協同效應，能夠容易兼具優異之反應活性及機械作用。

從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，第1粒子的粒徑的下限可以為15nm以上、25nm以上、35nm以上、40nm以上、50nm以上、80nm以上或100nm以上。從容易提高磨粒的分散性的觀點、及容易抑制劃傷被研磨面的觀點考慮，第1粒子的粒徑的上限可以為1000nm以下、800nm以下、600nm以下、400nm以下、300nm以下、200nm以下或150nm以下。從該等觀點考慮，第1粒子的粒徑可以為15～1000nm。第1粒子的平均粒徑（平均二次粒徑）可以在上述範圍內。

從容易提高應去除的絕緣材料的研磨速度之觀點考慮，第2粒子的粒徑的下限可以為1nm以上、2nm以上或3nm以上。從容易提高磨粒的分散性的觀點、及容易抑制劃傷被研磨面的觀點考慮，第2粒子的粒徑的上限可以為50nm以下、30nm以下、25nm以下、20nm以下、15nm以下或10nm以下。從該等觀點考慮，第2粒子的粒徑可以為1～50nm。第2粒子的平均粒徑（平均二次粒徑）可以在上述範圍內。

包含第1粒子及第2粒子之復合粒子能夠藉由使用均質機、奈米粉碎機、球磨機、珠磨機、超聲波處理機等使第1粒子與第2粒子接觸、使具有相互相反之電荷之第1粒子與第2粒子接觸、在粒子的含量少的狀態下使第1粒子與第2粒子接觸等來獲得。第1粒子能夠具有負的界達電位。第2粒子能夠具有正的界達電位。

（添加劑） 本實施形態之研磨液含有添加劑。在此，“添加劑”係指磨粒及液體介質以外，研磨液所含有之物質。

[羥基酸成分] 本實施形態之研磨液含有選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分。羥基酸係具有1個以上羧基及1個以上羥基之化合物。羥基酸的鹽中，至少一個羧基的氫原子被金屬原子（例如鹼金屬原子）取代。作為羥基酸的鹽，可舉出鈉鹽、鉀鹽等。“羥基”中不包含羧基中的“-OH”。“羥基”可以為醇性羥基及酚性羥基中的任一個。羥基酸成分可以不具有酚性羥基。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分中的羧基及羧酸鹽基的總數（一個分子中的羧基及羧酸鹽基的總數）可以在下述範圍內。羧基及羧酸鹽基的總數可以為1以上。羧基及羧酸鹽基的總數可以為3以下或2以下。從該等觀點考慮，羧基及羧酸鹽基的總數可以為1～3或1～2，亦可以為1。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分中的羥基數（一個分子中的羥基數）可以在下述範圍內。羥基數可以為1以上、2以上或3以上。羥基數可以為3以下或2以下。從該等觀點考慮，羥基數可以為1～3或1～2，亦可以為2。

羥基酸成分可以包含具有1個羧基及1個羥基之化合物，亦可以包含具有1個羧基及2個羥基之化合物，亦可以包含具有1個羧基及3個羥基之化合物。

作為羥基酸成分，可以舉出乙醇酸、甘油酸、乳酸（例如DL-乳酸）、2,2-雙（羥甲基）丙酸、2,2-雙（羥甲基）丁酸、N,N-雙（2-羥乙基）甘胺酸、N-[2-羥基-1,1-雙（羥甲基）乙基]甘胺酸、二羥乙甘胺酸、麥黃酮、酪胺酸、絲胺酸、該等的鹽等。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分可以包含選自由乳酸、2,2-雙（羥甲基）丙酸、2,2-雙（羥甲基）丁酸、麥黃酮及該等的鹽組成的組中之至少一種。

從容易獲得磨粒的優異之分散穩定性的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分可以包含選自由脂肪族羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種。羥基酸成分可以包含選自由包含氮原子之羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種，亦可以包含選自由不包含氮原子之羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種。

以研磨液的總質量為基準，羥基酸成分的含量可以在下述範圍內。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分的含量的下限可以為0.01質量%以上、0.03質量%以上、0.05質量%以上、0.1質量%以上、0.2質量%以上、0.3質量%以上或0.4質量%以上。從容易獲得絕緣材料的適當的研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分的含量的上限可以為5.0質量%以下、2.0質量%以下、1.0質量%以下、0.8質量%以下、0.6質量%以下、0.5質量%以下或0.4質量%以下。從該等觀點考慮，羥基酸成分的含量可以為0.01～5.0質量%或0.01～1.0質量%。

羥基酸成分的含量相對於磨粒100質量份可以在下述範圍內。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分的含量的下限可以為10質量份以上、50質量份以上、100質量份以上、150質量份以上、200質量份以上、250質量份以上、300質量份以上、350質量份以上或400質量份以上。從容易獲得絕緣材料的適當的研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，羥基酸成分的含量的上限可以為1000質量份以下、800質量份以下、600質量份以下、550質量份以下、500質量份以下、450質量份以下或400質量份以下。從該等觀點考慮，羥基酸成分的含量可以為10～1000質量份或100～500質量份。

[化合物Z] 本實施形態之研磨液中，作為化合物Z，含有具有可以被取代之烴基x、及聚氧伸烷基之化合物（與羥基酸成分相應之化合物除外）。在化合物Z中，由下述通式（1）表示之Z值為20以上。 Z=0.1×a ²×b/c……（1） [式（1）中，a表示化合物Z的烴基x的碳數，b表示化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示化合物Z的HLB值。]

作為烴基x，能夠使用烷基、芳基等1價烴基。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，烴基x可以包含選自由烷基及芳基組成的組中之至少一種。“烷基”可以為支鏈狀、支鏈或環狀中的任一個。作為烷基，可以舉出癸基、月桂基、鯨蠟基、硬脂基、二十二烷基等。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，烷基可以包含飽和烷基。作為芳基，可以舉出苯基、取代苯基（苯乙烯化苯基、二苯乙烯化苯基、三苯乙烯化苯基等）、多環苯基（萘基等）等。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z中的烴基x數可以為1、2或3。

烴基x可以被取代，亦可以不被取代。在被取代之烴基中，烴基的至少一個氫原子被取代基取代，可以為包含氮原子等雜原子之基團（例如烷基胺基）。作為取代基，可以舉出羥基、烷氧基、羧基、羧酸鹽基、胺基等。烴基x不包含構成聚氧伸烷基中的氧伸烷基之烴部分。

烴基x可以直接與聚氧伸烷基鍵結，亦可以經由其他原子與聚氧伸烷基鍵結。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z可以包含具有鍵結有烴基x及聚氧伸烷基之氧原子之化合物，亦可以包含具有鍵結有烴基x及聚氧伸烷基之氮原子之化合物。

烴基x的碳數的下限為1以上，從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，可以為3以上、5以上、8以上、10以上、12以上、15以上、16以上、18以上、20以上、21以上、24以上、27以上或30以上。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，烴基x的碳數的上限可以為50以下、40以下、35以下、30以下、27以下、24以下、21以下或18以下。烴基x的碳數可以為1～50、10～40或12～30。化合物Z具有複數個烴基x之情況下，烴基x的碳數（式（1）的a）表示化合物Z中包含之烴基x的碳數的總數。

作為聚氧伸烷基，可以舉出聚氧伸乙基、聚氧伸丙基等。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，聚氧伸烷基可以包含聚氧伸乙基。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z中的聚氧伸烷基數可以為1、2或3。

化合物Z中的氧伸烷基的總數（式（1）的b）為化合物Z中包含之氧伸烷基（氧伸乙基、氧伸丙基等）的總數。氧伸烷基的總數的下限為2以上，從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，可以為3以上、5以上、8以上、10以上、12以上、14以上、15以上、20以上、23以上、25以上、30以上、40以上、50以上、60以上、70以上或80以上。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，氧伸烷基的總數的上限可以為100以下、90以下、80以下、70以下、60以下、50以下、40以下、30以下、25以下、23以下、20以下、15以下或14以下。從該等觀點考慮，氧伸烷基的總數可以為2～100、10～80或14～80。

化合物Z的HLB值係表示化合物（界面活性劑等）相對於水、油（不溶於水的有機化合物）等之親和性之指標，能夠根據格里芬法並由下述式計算。HLB值為0～20.0的值。HLB值越接近0，親油性越高，HLB值越接近20.0，親水性越高。亦即，HLB值越高，越容易溶於水。 HLB值=20.0×[（聚氧化烯的式量的總和）/（化合物的分子量）]

從對水的溶解性優異之觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的HLB值的下限可以為8.0以上、9.0以上、10.0以上、11.0以上、12.0以上、13.0以上、超過13.4、13.5以上、14.0以上、14.5以上、15.0以上、16.0以上、16.5以上、17.0以上、18.0以上或18.5以上。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的HLB值的上限可以為19.0以下、18.5以下、18.0以下、17.0以下、16.5以下、16.0以下、15.0以下或14.5以下。從該等觀點考慮，化合物Z的HLB值可以為8.0～20.0。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，Z值的下限可以為30以上、40以上、45以上、50以上、80以上、90以上、100以上、120以上、125以上、150以上、200以上、250以上、300以上、350以上或380以上。從容易獲得應去除的絕緣材料的優異之研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，Z值的上限可以為1000以下、800以下、700以下、600以下、500以下、400以下或390以下。從該等觀點考慮，Z值可以為30～1000或40～1000。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z可以包含由下述通式（z1）表示之化合物。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，由通式（z1）表示之化合物的烴基x可以為芳基，亦可以為具有複數個芳香環之芳基。 [式（z1）中，A ¹表示伸烷基，R ¹表示烴基x，n1表示2以上的整數。]。

作為A ¹的伸烷基，可以舉出伸乙基、伸丙基等。R ¹的烴基x對於烴基x滿足上述之各特徵。關於n1，作為氧伸烷基的總數（式（1）的b）範圍，可以為上述之範圍。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z可以包含由下述通式（z2）表示之化合物。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，由通式（z2）表示之化合物的烴基x可以為烷基。 [式（z2）中，A ²¹及A ²²分別獨立地表示伸烷基，R ²表示烴基x，n21及n22分別獨立地表示2以上的整數。]。

作為A ²¹及A ²²的伸烷基，可以舉出伸乙基、伸丙基等。R ²的烴基x對於烴基x滿足上述之各特徵。關於n21及n22的合計，作為氧伸烷基的總數（式（1）的b）範圍，可以為上述之範圍。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z可以包含選自由聚氧乙烯烷基胺（例如聚氧乙烯硬脂醯胺）、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚及聚氧乙烯多環苯基醚組成的組中之至少一種。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z可以包含非離子性界面活性劑。離子性界面活性劑（陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、兩性界面活性劑等）為進行電離而成為離子之界面活性劑，與此相反，非離子性界面活性劑為進行電離而不會成為離子之界面活性劑。

從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，以界面活性劑的總質量（研磨液中包含之界面活性劑的總量）為基準，化合物Z包含非離子性界面活性劑之情況下，化合物Z的含量的下限可以為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上或99質量%以上。研磨液中包含之界面活性劑可以為實質上含有化合物Z之態樣（以研磨液中包含之界面活性劑的總質量為基準，化合物Z的含量實質上為100質量%之態樣）。

以研磨液的總質量為基準，化合物Z的含量的下限可以在下述範圍內。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的下限可以為0.01質量%以上、0.02質量%以上、0.03質量%以上、0.04質量%以上或0.05質量%以上。從容易獲得絕緣材料的適當的研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的上限可以為5.0質量%以下、2.0質量%以下、1.0質量%以下、0.8質量%以下、0.5質量%以下、0.3質量%以下、0.2質量%以下、0.1質量%以下、0.08質量%以下或0.05質量%以下。從該等觀點考慮，化合物Z的含量可以為0.01～5.0質量%或0.01～2.0質量%。

化合物Z的含量相對於磨粒100質量份可以在下述範圍內。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的下限可以為1質量份以上、5質量份以上、10質量份以上、20質量份以上、25質量份以上、30質量份以上、35質量份以上或40質量份以上。從容易獲得絕緣材料的適當的研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的上限可以為100質量份以下、80質量份以下、60質量份以下、55質量份以下、50質量份以下、45質量份以下或40質量份以下。從該等觀點考慮，化合物Z的含量可以為1～100質量份或10～50質量份。

化合物Z的含量相對於羥基酸成分100質量份可以在下述範圍內。從容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的下限可以為1質量份以上、3質量份以上、5質量份以上、8質量份以上、10質量份以上、12質量份以上或12.5質量份以上。從容易獲得絕緣材料的適當的研磨速度的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，化合物Z的含量的上限可以為100質量份以下、80質量份以下、60質量份以下、50質量份以下、30質量份以下、20質量份以下、15質量份以下或12.5質量份以下。從該等觀點考慮，化合物Z的含量可以為1～100質量份或5～50質量份。

[任意的添加劑] 本實施形態之研磨液可以含有羥基酸成分及化合物Z以外的任意的添加劑。作為任意的添加劑，可以舉出pH改質劑；不屬於化合物Z之界面活性劑；水溶性高分子；氧化劑（例如過氧化氫）；分散劑（例如磷酸系無機鹽）等。

在本實施形態之研磨液中，能夠使用pH改質劑調整為期望的pH。作為pH改質劑，可以舉出酸成分、鹼成分等。作為酸成分，可以舉出甘胺酸、絲胺酸、半胱胺酸、谷胺酸、丙胺酸等胺基酸；無機酸；有機酸等。作為鹼成分，可以舉出氨、氫氧化鈉、氫氧化四甲銨（TMAH）、咪唑、烷醇胺等。為了穩定pH，可以使用緩衝劑。可以藉由緩衝液（包含緩衝劑之液體）供給緩衝劑。作為緩衝液，可以舉出乙酸鹽緩衝液、鄰苯二甲酸鹽緩衝液等。

作為不屬於化合物Z之界面活性劑，可以舉出聚氧乙烯（7）月桂胺、聚氧乙烯（11）異丙苯基苯基醚等。“水溶性高分子”定義為相對於水100g溶解0.1g以上之高分子。作為水溶性高分子，可以舉出聚甘油、聚乙烯醇、聚伸烷基二醇等多元醇；具有四級銨鹼之丙烯酸酯、聚烯丙基胺鹽酸鹽、聚乙烯亞胺等陽離子性聚合物等。

本實施形態之研磨液可以為實質上不含有氧化劑之態樣（以研磨液的總質量為基準，氧化劑的含量實質上為0質量%之態樣）。以研磨液的總質量為基準，氧化劑的含量的上限可以為0.01質量%以下、0.001質量%以下或0.0001質量%以下。本實施形態之研磨液可以為不含有選自由具有分支為3個以上之分子結構之支鏈分子，中心原子為氮原子或碳原子，且在一個分子內包含3個以上的環氧乙烷基之化合物及其鹽、以及包含在水溶液中被離子化之1個以上的官能基並且3個以上的環氧乙烷基之化合物及其鹽組成的組中之至少一種化合物a之態樣。以研磨液的總質量為基準，化合物a的含量的上限可以為0.00001質量%以下（0.1ppm以下）或小於0.00001質量%。本實施形態之研磨液可以為不含有選自由胺基羧酸及胺基磺酸組成的組中之至少一種之態樣。以研磨液的總質量為基準，選自由胺基羧酸及胺基磺酸組成的組中之至少一種的含量的上限可以為0.01質量%以下或小於0.01質量%。

（液體介質） 本實施形態之研磨液可以含有液體介質。液體介質並無特別限制，可以為去離子水、超純水等水。液體介質的含量可以為除了其他構成成分的含量之研磨液的餘量，並無特別限定。

（pH） 從容易獲得優異之磨粒的分散穩定性的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，本實施形態之研磨液的pH的下限可以為2.0以上、2.2以上、2.5以上、3.0以上、3.1以上、3.3以上、3.5以上、3.8以上或4.0以上。從容易獲得優異之磨粒的分散穩定性的觀點、容易抑制過度的凹陷的觀點、及容易抑制過研磨時的擋塊的過度的研磨的觀點考慮，pH的上限可以為6.0以下、5.5以下、5.0以下、小於5.0、4.5以下、4.2以下或4.0以下。從該等觀點考慮，研磨液的pH可以為2.0～6.0或2.5～4.5。研磨液的pH定義為液溫25℃下之pH。

研磨液的pH能夠使用pH計（例如，Yokogawa Electric Corporation製造的Model PH81（產品名稱））進行測量。例如，使用標準緩衝液（鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液pH：4.21（25℃）、中性磷酸鹽pH緩衝液pH6.86（25℃））進行2點校準後，將電極放入研磨液，測量在25℃下經過2分鐘以上而穩定之後的值。

（保存方法） 本實施形態之研磨液可以保存為至少包含磨粒、羥基酸成分及化合物Z之單液型研磨液，亦可以保存為該研磨液的構成成分分成漿液（第1液）與添加液（第2液）來保存之複數種液體型（例如二液型）的研磨液組。漿液例如至少包含磨粒。添加液例如至少包含羥基酸成分及化合物Z。羥基酸成分、化合物Z及任意的添加劑可以包含在漿液及添加液中的添加液中。研磨液的構成成分可以保存為分成3種液體以上之研磨液組。

在研磨液組中，在研磨前或研磨時，混合漿液及添加液來製作研磨液。單液型研磨液可以保存為減少液體介質的含量之研磨液用儲存液，並且在研磨時用液體介質稀釋而使用。研磨液組可以保存為減少液體介質的含量之漿液用儲存液及添加液用儲存液，並且在研磨時用液體介質稀釋而使用。

＜研磨方法＞ 本實施形態之研磨方法可以具備使用本實施形態之研磨液（單液型研磨液）、或將本實施形態之研磨液組中的漿液與添加液混合而獲得之研磨液對被研磨面進行研磨之研磨步驟。被研磨面可以包含氧化矽，亦可以包含氧化矽及氮化矽。

本實施形態之研磨方法可以為具有絕緣材料及氮化矽之基體的研磨方法，例如可以具備使用本實施形態之研磨液（單液型研磨液）、或將本實施形態之研磨液組中的漿液與添加液混合而獲得之研磨液，相對於氮化矽選擇性地研磨絕緣材料之研磨步驟。基體例如可以具有包含絕緣材料之構件及包含氮化矽之構件。“相對於材料B選擇性地研磨材料A”係指在相同研磨條件下，材料A的研磨速度高於材料B的研磨速度。

本實施形態之研磨方法可以為具有包含氮化矽之第1構件、包含絕緣材料並且配置於第1構件上之第2構件之基體的研磨方法。研磨步驟可以具有使用本實施形態之研磨液（單液型研磨液）、或將本實施形態之研磨液組中的漿液與添加液混合而獲得之研磨液，研磨第2構件直到第1構件露出之步驟。研磨步驟可以具有在第1構件露出之後使用本實施形態之研磨液（單液型研磨液）、或將本實施形態之研磨液組中的漿液與添加液混合而獲得之研磨液，研磨第1構件及第2構件之步驟。

在研磨步驟中，例如，能夠在將具有被研磨材料之基體的該被研磨材料按壓在研磨平台的研磨墊（研磨布）之狀態下，向被研磨材料與研磨墊之間供給研磨液，使基體與研磨平台相對移動而對被研磨材料的被研磨面進行研磨。在研磨步驟中，例如能夠藉由研磨去除被研磨材料的至少一部分。

作為研磨對象亦即基體，可以舉出被研磨基板等。作為被研磨基板，例如可以舉出在半導體元件製造相關之基板（例如，形成有STI圖案、柵極圖案、配線圖案等之半導體基板）上形成有被研磨材料之基體。作為被研磨材料，可以舉出氧化矽等絕緣材料（與擋塊材料相應之材料除外）；氮化矽等擋塊材料等。被研磨材料可以為單一材料，亦可以為複數個材料。複數個材料露出到被研磨面之情況下，能夠將這些視為被研磨材料。被研磨材料可以為膜狀（被研磨膜），亦可以為氧化矽膜、氮化矽膜等。

用研磨液對形成於這樣的基板上之被研磨材料（例如氧化矽等絕緣材料）進行研磨，來去除多餘的部分，藉此能夠消除被研磨材料的表面的凹凸，以獲得遍及被研磨材料的整個表面平滑的表面。本實施形態之研磨液可以用於研磨包含氧化矽之被研磨面，亦可以用於研磨包含氧化矽及氮化矽之被研磨面。

在本實施形態中，能夠對具有至少在表面包含氧化矽之絕緣材料、配置於絕緣材料的底層之擋塊（研磨停止層）、及配置於擋塊下方之基板（半導體基板等）之基體中的絕緣材料進行研磨。關於構成擋塊之擋塊材料，作為研磨速度低於絕緣材料的材料可以為氮化矽。

作為藉由本實施形態之研磨液被研磨之被研磨材料的製作方法，可以舉出低壓CVD法、準常壓CVD法、電漿CVD法等CVD法；在旋轉之基板上塗佈液體原料之旋轉塗佈法等。

以下，作為一例舉出基體（例如，具有形成於半導體基板上之絕緣材料之基體）的研磨方法，對本實施形態之研磨方法進行說明。在本實施形態之研磨方法中，作為研磨裝置，能夠使用如下一般的研磨裝置，該研磨裝置具有：支架，能夠保持具有被研磨面之基體；及研磨平台，能夠貼附研磨墊。在支架及研磨平台上分別安裝有能夠改變轉速的馬達等。作為研磨裝置，例如能夠使用APPLIED MATERIALS公司製造的研磨裝置：MIRRA。

作為研磨墊，能夠使用一般的無紡布、發泡體、非發泡體等。作為研磨墊的材質，可以舉出聚胺酯、丙烯酸樹脂、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纖維素、纖維素酯、聚醯胺（例如，尼龍（產品名稱）及芳綸）、聚醯亞胺、聚醯亞胺醯胺、聚矽氧烷共聚物、環氧乙烷化合物、酚樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂等樹脂等。從容易獲得優異之研磨速度及平坦性的觀點考慮，作為研磨墊的材質，可以為選自由發泡聚胺酯及非発泡聚胺酯組成的組中之至少一種。可以對研磨墊實施如積攢研磨液之槽加工。

研磨條件並無限制，研磨平台的旋轉速度的上限可以為200rpm（rpm=min ^-1）以下，以使基體不會飛出去，從容易充分抑制研磨劃痕的產生之觀點考慮、施加到基體之研磨壓力（加工荷重）的上限可以為15psi（103kPa）以下。在進行研磨之期間，可以使用泵等連續地向研磨墊供給研磨液。該供給量並無限制，但研磨墊的表面可以始終被研磨液覆蓋。

研磨結束後的基體可以在流水中徹底清洗，以去除附著於基體之粒子。清洗時，純水以外可以併用稀氫氟酸或氨水，為了提高清洗效率可以使用刷子。清洗後，可以使用自旋烘乾機等，彈落附著於基體之水滴後使基體乾燥。

本實施形態亦能夠用於研磨金屬前絕緣材料。作為金屬前絕緣材料，可以舉出氧化矽、磷矽酸鹽玻璃、硼磷矽酸鹽玻璃、氟氧化矽、非晶氟化碳等。

本實施形態亦能夠適用於氧化矽等絕緣材料以外的材料。作為這樣的材料，可以舉出Hf系、Ti系、Ta系氧化物等高介電常數材料；矽、非晶矽、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAs、有機半導體等半導體材料；GeSbTe等相變材料；ITO等無機導電材料；聚醯亞胺系、聚苯并㗁唑系、丙烯系、環氧系、酚系等聚合物樹脂材料等。

本實施形態不僅能夠適用於膜狀的研磨對象，還能夠適用於由玻璃、矽、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAs、藍寶石、塑膠等構成之各種基板。

本實施形態不僅使用於半導體元件的製造中，還能夠使用於TFT、有機EL等的圖像顯示裝置；光罩、透鏡、棱鏡、光纖、單晶閃爍器等光學組件；光切換元件、光波導等光學元件；固體雷射、藍色雷射LED等發光元件；磁盤、磁頭等磁存儲裝置等的製造中。

本實施形態之組件的製造方法具備將藉由本實施形態之研磨方法被研磨之基體單片化之單片化步驟。單片化步驟例如可以為切割藉由本實施形態之研磨方法被研磨之晶圓（例如半導體晶圓）以獲得晶片（例如半導體晶片）之步驟。本實施形態之組件的製造方法可以具備在單片化步驟之前藉由本實施形態之研磨方法對基體進行研磨之步驟。本實施形態之組件例如為晶片（例如半導體晶片）。本實施形態之組件為藉由本實施形態之組件的製造方法獲得之組件。本實施形態之電子設備具備本實施形態之組件。 [實施例]

以下，依實施例對本揭示進行具體說明。但是，本揭示並不限定於下述實施例。

＜含有磨粒之漿液的準備＞ （漿液A） [鈰氧化物漿液的製備] 藉由混合鈰氧化物粒子、及Wako Pure Chemical Industries, Ltd.製造的產品名稱：磷酸二氫銨（分子量：97.99），製備了含有5.0質量%（固體成分含量）的鈰氧化物粒子（第1粒子）之鈰氧化物漿液（pH：7）。以鈰氧化物粒子的總量為基準，磷酸二氫銨的調配量調整為1質量%。

將適量的鈰氧化物漿液放入MicrotracBEL Corp.製造的產品名稱：Microtrac MT3300EXII內，並測量了鈰氧化物粒子的平均粒徑。作為平均粒徑（平均二次粒徑）獲得了所顯示之平均粒徑值。鈰氧化物漿液中的鈰氧化物粒子的平均粒徑為145nm。

將適量的鈰氧化物漿液放入Beckman Coulter KK製造的產品名稱：DelsaNano C內，並在25℃下進行了2次測量。作為界達電位獲得了所顯示之界達電位的平均值。鈰氧化物漿液中的鈰氧化物粒子的界達電位為-55mV。

[鈰氫氧化物漿液的製備] ｛鈰氫氧化物的合成｝ 藉由混合480g的Ce（NH ₄） ₂（NO ₃） ₆50質量%水溶液（NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD.製造、產品名稱：CAN50液）與7450g的純水而獲得了溶液。接著，藉由一邊攪拌該溶液，一邊以5mL/min的混合速度滴加750g的咪唑水溶液（10質量%水溶液、1.47mol/L），獲得了包含鈰氫氧化物之沉澱物。鈰氫氧化物的合成以溫度20℃、攪拌速度500min ^-1下進行。攪拌使用葉片部總長5cm的3片葉片間距槳進行。

將上述沉澱物（包含鈰氫氧化物之沉澱物）離心分離（4000min ^-1、5分鐘）後，利用傾析法去除液相，藉此實施了固液分離。混合藉由固液分離獲得之粒子10g及水990g後，利用超聲波清洗機在水中分散粒子，藉此製備了含有鈰氫氧化物粒子（第2粒）之鈰氫氧化物漿液（粒子的含量：1.0質量%）。

｛平均粒徑的測量｝ 使用Beckman Coulter KK製造、產品名稱：N5，並按如下步驟測量鈰氫氧化物漿液中的鈰氫氧化物粒子的平均粒徑（平均二次粒徑）之結果為10nm。首先，在1cm方形的池中放入約1mL的包含1.0質量%的鈰氫氧化物粒子之測量樣品（鈰氫氧化物漿液。水分散液）後，並將池設置在N5內。作為N5的軟體的測量樣品資訊，將折射率設定為1.333，並且將黏度設定為0.887mPa･s後，在25℃下進行測量，並讀取了以Unimodal Size Mean：單峰大小平均值表示之值。

｛界達電位的測量｝ 將適量的鈰氫氧化物漿液放入Beckman Coulter KK製造的產品名稱：DelsaNano C內後，並在25℃下進行了2次測量。作為界達電位獲得了所顯示之界達電位的平均值。鈰氫氧化物漿液中的鈰氫氧化物粒子的界達電位為+50mV。

｛鈰氫氧化物粒子的結構分析｝ 採取適量的鈰氫氧化物漿液，進行真空乾燥而分離鈰氫氧化物粒子後，用純水充分清洗獲得了試樣。關於所獲得之試樣，進行基於FT-IR ATR法之測量之結果，除了基於氫氧化物離子（OH ^-）之峰之外，還觀察到基於硝酸離子（NO ₃ ^-）之峰。又，關於相同試樣，進行相對於氮氣之XPS（N-XPS）測量之結果，未觀察到根據NH ₄ ⁺之峰，但觀察到根據硝酸離子之峰。從該等結果確認到，鈰氫氧化物粒子至少含有一部分具有鍵結於鈰元素之硝酸離子之粒子。又，在鈰氫氧化物粒子的至少一部分含有具有鍵結於鈰元素之氫氧化物離子之粒子，所以確認到鈰氫氧化物粒子含有鈰氫氧化物。從該等結果確認到，鈰的氫氧化物包含鍵結於鈰元素之氫氧化物離子。

[漿液A的製備] 一邊使用2片葉片的攪拌葉片以300rpm的轉速攪拌，一邊混合上述鈰氫氧化物漿液20g及去離子水1940g，藉此獲得了混合液。隨後，一邊攪拌該混合液，一邊混合上述鈰氧化物漿液40g後，一邊使用SND Company Limited製造的超聲波清洗機（裝置名稱：US-105）並照射超聲波一邊進行攪拌，藉此製備了含有包含鈰氧化物粒子、及與該鈰氧化物粒子接觸之鈰氫氧化物粒子之復合粒子之漿液A。

（漿液B） 藉由混合鈰氧化物粒子與乙酸（分子量：60.05），製備了含有5.0質量%（固體成分含量）的鈰氧化物粒子之漿液B（pH：4）。以鈰氧化物粒子的總量為基準，乙酸的調配量調整為1質量%。

將適量的漿液B放入MicrotracBEL Corp.製造的產品名稱：Microtrac MT3300EXII內，並測量了鈰氧化物粒子的平均粒徑。作為平均粒徑（平均二次粒徑）獲得了所顯示之平均粒徑值。漿液B中的鈰氧化物粒子的平均粒徑為140nm。

＜CMP研磨液的製備＞ （實施例1） 藉由混合上述漿液A、2,2-雙（羥甲基）丁酸（羥基酸成分）、聚氧乙烯硬脂醯胺（NOF CORPORATION製造、產品名稱：NYMEEN S-220、烴基的碳數a：18、氧伸烷基的總數：20、HLB值：15.4）、丙胺酸（pH改質劑、pI=6.00）、去離子水，以CMP用研磨液的總質量為基準，獲得了含有磨粒0.10質量%、羥基酸成分0.40質量%、聚氧乙烯硬脂醯胺0.05質量%、及丙胺酸0.09質量%之CMP用研磨液（pH：4.0）。CMP用研磨液中，作為磨粒，含有包含鈰氧化物粒子、及與該鈰氧化物粒子接觸之鈰氫氧化物粒子之復合粒子，鈰氧化物粒子與鈰氫氧化物粒子的質量比為10：1（鈰氧化物：鈰氫氧化物）。CMP用研磨液中，作為磨粒，除了上述復合粒子之外，還含有不與鈰氧化物粒子接觸之鈰氫氧化物粒子（游離粒子）。

（實施例2） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-714、烴基的碳數a：30、氧伸烷基的總數：14、HLB值：15.0）以外，以與實施例1相同的方式，製備了含有復合粒子及游離粒子之CMP用研磨液（pH：4.0）。

（實施例3） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-723、烴基的碳數a：30、氧伸烷基的總數：23、HLB值：16.6）以外，以與實施例1相同的方式，製備了含有復合粒子及游離粒子之CMP用研磨液（pH：4.0）。

（實施例4） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-780、烴基的碳數a：30、氧伸烷基的總數：80、HLB值：18.9）以外，以與實施例1相同的方式，製備了含有復合粒子及游離粒子之CMP用研磨液（pH：4.0）。

（實施例5） 將2,2-雙（羥甲基）丁酸變更為麥黃酮，且將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-780）以外，以與實施例1相同的方式，製備了含有復合粒子及游離粒子之CMP用研磨液（pH：4.0）。

（實施例6） 將2,2-雙（羥甲基）丁酸變更為乳酸，且將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-780）以外，以與實施例1相同的方式，製備了含有復合粒子及游離粒子之CMP用研磨液（pH：4.0）。

（實施例7） 將漿液A變更為漿液B，且將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯多環苯基醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：N-780）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（磨粒（鈰氧化物粒子）的含量：0.10質量%、pH：4.0）。

（比較例1） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯單苯醚（TAKEMOTO OIL & FAT CO.,LTD製造、產品名稱：PIONIN 6140、烴基的碳數a：6、氧伸烷基的總數：10、HLB值：16.4）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

（比較例2） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯異丙苯基苯基醚（Nippon Nyukazai Co., LTd.製造、產品名稱：CMP-11、烴基的碳數a：15、氧伸烷基的總數：11、HLB值：13.6）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

（比較例3） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯月桂胺（NOF CORPORATION製造、產品名稱：NYMEEN L-207、烴基的碳數a：12、氧伸烷基的總數：7、HLB值：12.5）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

（比較例4） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯烷基醚（Nippon Nyukazai Co., LTd.製造、產品名稱：N-2308、烴基的碳數a：12、氧伸烷基的總數：8、HLB值：13.2）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

（比較例5） 將聚氧乙烯硬脂醯胺變更為聚氧乙烯三羥甲基丙烷醚（Nippon Nyukazai Co., Ltd.製造、產品名稱：TMP-60、烴基的碳數a：0、氧伸烷基的總數：24、HLB值：15.2）以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

（比較例6） 不添加2,2-雙（羥甲基）丁酸而增加了去離子水的調配量以外，以與實施例1相同的方式，製備了CMP用研磨液（pH：4.0）。

＜界達電位的測量＞ 將適量的CMP用研磨液放入Beckman Coulter KK製造的產品名稱：DelsaNano C內後，並在25℃下進行了2次測量。作為界達電位獲得了所顯示之界達電位的平均值。在所有實施例及比較例中，CMP用研磨液中的磨粒的界達電位為正。

＜CMP評價＞ 使用上述CMP用研磨液在下述研磨條件下對被研磨基板進行了研磨。

研磨裝置：MIRRA-3400（Applied Materials Inc製造） CMP用研磨液流量：200mL/min 被研磨基板：下述均厚晶圓及圖案晶圓 研磨墊：具有閉孔泡沫之發泡聚胺酯樹脂（ROHM AND HAAS ELECTRONIC MATERIALS CMP INC製造、型號IC1010） 研磨壓力：3.0psi 被研磨基板與研磨平台的轉速：被研磨基板/研磨平台=90/87rpm 研磨時間： （均厚晶圓）1min 使用上述CMP用研磨液，對進行研磨至（圖案晶圓）氮化矽膜露出之後述的晶圓追加研磨（過研磨）了研磨量為20nm及40nm的量。確認此時的殘留段差量（凹陷）及氮化矽膜的研磨量。 晶圓的清洗：CMP處理後，一邊施加超聲波一邊用水進行清洗後，使用自旋烘乾機進行乾燥。

[均厚晶圓] 作為均厚晶圓，使用了在矽基板上具有利用電漿CVD法形成之厚度2μm的氧化矽膜之被研磨基板。

[圖案晶圓] 作為形成有模擬圖案之圖案晶圓，使用了SEMATECH製造、864晶圓（產品名稱、直徑：200mm）。該圖案晶圓係藉由將氮化矽膜作為擋塊（擋塊膜）積層於矽基板上後，在曝光步驟中形成溝槽，以填埋擋塊及溝槽的方式將氧化矽膜（SiO ₂膜）作為絕緣膜積層於矽基板及氮化矽膜上而獲得之晶圓。氧化矽膜藉由HDP（High Density Plasma：高密度電漿）法成膜。

作為圖案晶圓，使用了具有線（凸部）＆空間（凹部）的間距為50μm且凸部圖案密度為50%之部分之晶圓。線＆空間係模擬的圖案，且係由作為凸部之擋塊膜遮掩之Active部及形成有作為凹部之槽之Trench部交替排列之圖案。例如，“線＆空間的間距為50μm”係指線部與空間部的寬度的合計為50μm。又，例如，“線＆空間的間距為50μm，且凸部圖案密度為50%”係指凸部寬度：25μm、凹部寬度：25μm交替排列之圖案。

評價圖案晶圓的研磨時，使用了藉由使用具有自停止性（模擬圖案的殘留段差量變小時，研磨速度下降之特性）之公知的CMP用研磨液對上述晶圓進行研磨，而殘留段差量成為30nm左右的狀態之晶圓。具體而言，使用了使用以1:1.2:7.8的比率調配了Hitachi Chemical Company,Ltd.製造的HS-8005-D4（產品名稱）、Hitachi Chemical Company,Ltd.製造的HS-7303GP（產品名稱）及水之研磨液，研磨至50μm間距、50%密度圖案中的凸部的氮化矽膜露出之狀態的晶圓。

[均厚晶圓的評價（研磨速度）] 關於在上述條件下進行研磨並清洗之被研磨基板，由下述式求出了被研磨膜（氧化矽膜）的研磨速度。再者，研磨前後的被研磨膜的膜厚差使用光干涉式膜厚測量裝置（Filmetrics,INC.製造、產品名稱：F80）求出。將測量結果示於表1及表2。 研磨速度（RR）=（研磨前後的被研磨膜的膜厚差[nm]）/（研磨時間[min]）

[圖案晶圓的評價] 對在上述條件下進行研磨並清洗之圖案晶圓的凸部（50μm間距、50%密度圖案中的凸部）的氮化矽膜的殘留膜厚、以及凹部的氧化矽膜的殘留膜厚進行測量，並由下述式求出了殘留段差量。式中，“350nm+氮化矽膜的殘留膜厚[nm]”表示凸部的膜厚。將殘留段差量為12nm以下之情況判斷為良好。又，利用氮化矽膜的初始膜厚與研磨後的膜厚的差量（殘留膜厚），由下述式求出了氮化矽膜的研磨量。研磨前後的各被研磨膜的膜厚使用光干涉式膜厚測量裝置（Nanometrics Inc製造、產品名稱：Nanospec AFT-5100）求出。將測量結果示於表1及表2。 殘留段差量=（350nm+氮化矽膜的殘留膜厚[nm]）-（凹部的氧化矽膜的殘留膜厚[nm]） 氮化矽膜的研磨量=1500nm-凸部的氮化矽膜的殘留膜厚[nm]

【表1】

	實施例1	實施例2	實施例3	實施例4	實施例5	實施例6	實施例7
磨粒	種類	漿液A	漿液B
含量[質量%]	0.10	0.10
羥基酸成分	種類	2,2-雙（羥甲基）丁酸	麥黃酮	乳酸	2,2-雙（羥甲基）丁酸
羧基數	1	1	1	1
羥基數	2	3	1	2
含量[質量%]	0.40	0.40	0.40	0.40
界面活性劑	種類	聚氧乙烯硬脂醯胺	聚氧乙烯多環苯基醚
烴基的碳數：a	18	30	30	30
氧伸烷基的總數：b	20	14	23	80
HLB值：c	15.4	15.0	16.6	18.9
Z值	42	84	125	381
含量[質量%]	0.05	0.05
評價	均厚晶圓	研磨速度[nm/min]	120	328	296	238	282	72	351
圖案晶圓	殘留段差量[nm]	8	7	7	3	5	5	3
氮化矽膜研磨量[nm]	3	2	3	6	17	8	6

【表2】

	比較例1	比較例2	比較例3	比較例4	比較例5	比較例6
磨粒	種類	漿液A
含量[質量%]	0.10
羥基酸成分	種類	2,2-雙（羥甲基）丁酸	-
羧基數	1
羥基數	2
含量[質量%]	0.40
界面活性劑	種類	聚氧乙烯單苯醚	聚氧乙烯異丙苯基醚	聚氧乙烯月桂胺	聚氧乙烯烷基醚	聚氧乙烯三羥甲基丙烷醚	聚氧乙烯硬脂醯胺
烴基的碳數：a	6	15	12	12	0	18
氧伸烷基的總數：b	10	11	7	8	24	20
HLB值：c	16.4	13.6	12.5	13.2	15.2	14.5
Z值	2	18	8	9	0	45
含量[質量%]	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
評價	均厚晶圓	研磨速度[nm/min]	368	374	384	18	292	111
圖案晶圓	殘留段差量[nm]	17	15	16	14	18	26
氮化矽膜研磨量[nm]	3	3	4	3	4	28

Claims (20)

1. 一種研磨液，其含有磨粒、選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分、及化合物Z，前述羥基酸成分的含量相對於前述磨粒100質量份為10質量份以上，前述化合物Z具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基，由下述通式(1)表示之Z值為20以上，Z=0.1×a²×b/c……(1)式(1)中，a表示前述烴基的10以上的碳數，b表示前述化合物Z中的氧伸烷基的總數，c表示前述化合物Z的HLB值。
2. 如請求項1所述之研磨液，其中前述化合物Z中的氧伸烷基的總數為100以下。
3. 一種研磨液，其含有磨粒、選自由羥基酸及其鹽組成的組中之至少一種羥基酸成分、及化合物Z，前述羥基酸成分的含量相對於前述磨粒100質量份為10質量份以上，前述化合物Z具有可以被取代之烴基、及聚氧伸烷基，由下述通式(1)表示之Z值為20以上，Z=0.1×a²×b/c……(1)式(1)中，a表示前述烴基的碳數，b表示前述化合物Z中的氧伸烷基的100以下的總數，c表示前述化合物Z的HLB值。
4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述磨粒的界達電位為正。
5. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述磨粒包含鈰氧化物。
6. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述磨粒包含鈰氫氧化物。
7. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述羥基酸成分中的羧基及羧酸鹽基的總數為1。
8. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述羥基酸成分中的羥基數為1~2。
9. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述羥基酸成分中的羥基數為2以上。
10. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述烴基的碳數為18以上。
11. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述化合物Z的HLB值為8.0以上。
12. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述化合物Z包含由下述通式(z1)表示之化合物，

    

    式(z1)中，A¹表示伸烷基，R¹表示前述烴基，n1表示2以上的整數。
13. 如請求項12所述之研磨液，其中由前述通式(z1)表示之化合物的前述烴基為具有複數個芳香環之芳基。
14. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述化合物Z包含具有鍵結有前述烴基及前述聚氧伸烷基之氮原子之化合物。
15. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中前述化合物Z包含由下述通式(z2)表示之化合物，

    

    式(z2)中，A²¹及A²²分別獨立地表示伸烷基，R²表示前述烴基，n21及n22分別獨立地表示2以上的整數。
16. 如請求項15所述之研磨液，其中由前述通式(z2)表示之化合物的前述烴基為烷基。
17. 一種研磨液組，其中請求項1至請求項16之任一項所述之研磨液的構成成分分成第1液與第2液來保存，且前述第1液包含前述磨粒，前述第2液包含前述羥基酸成分及前述化合物Z。
18. 一種研磨方法，其具備使用請求項1至請求項16之任一項所述之研磨液、或將請求項17所述之研磨液組中的前述第1液與前述第2液混合而獲得之研磨液，對被研磨面進行研磨之研磨步驟。
19. 如請求項18所述之研磨方法，其中前述被研磨面包含氧化矽。
20. 如請求項19所述之研磨方法，其中前述被研磨面進一步包含氮化矽。