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WO2013125445A1 - 研磨剤、研磨剤セット及び基体の研磨方法 - Google Patents

研磨剤、研磨剤セット及び基体の研磨方法 Download PDF

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WO2013125445A1
WO2013125445A1 PCT/JP2013/053558 JP2013053558W WO2013125445A1 WO 2013125445 A1 WO2013125445 A1 WO 2013125445A1 JP 2013053558 W JP2013053558 W JP 2013053558W WO 2013125445 A1 WO2013125445 A1 WO 2013125445A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
abrasive
polishing
insulating material
mass
less
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/053558
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
久貴 南
利明 阿久津
友洋 岩野
耕司 藤崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to JP2014500685A priority patent/JP6044629B2/ja
Publication of WO2013125445A1 publication Critical patent/WO2013125445A1/ja
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Priority to US14/918,834 priority patent/US10196542B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • 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
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
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    • 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
    • H10P52/402—
    • H10P95/062—
    • H10W10/014—
    • H10W10/17—

Definitions

  • the present invention relates to an abrasive, an abrasive set, and a method for polishing a substrate using the abrasive or the abrasive set.
  • the present invention relates to an abrasive used in a planarization process of a substrate surface, a polishing agent set, and a polishing method for a substrate using the polishing agent or the polishing agent set, which is a manufacturing technique of a semiconductor element.
  • the present invention relates to a polishing agent and a polishing agent set used in a planarization process of a shallow trench isolation (shallow trench isolation, hereinafter referred to as “STI”) insulating material, premetal insulating material, interlayer insulating material, and the like. Further, the present invention relates to a method for polishing a substrate using the abrasive or the abrasive set.
  • STI shallow trench isolation
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • CMP abrasive The most frequently used CMP abrasive is a silica-based CMP abrasive containing silica (silicon oxide) particles such as fumed silica and colloidal silica as abrasive grains.
  • silica silica
  • silica silica particles
  • fumed silica fumed silica
  • colloidal silica as abrasive grains.
  • Silica-based CMP abrasives are characterized by high versatility, and polishing a wide variety of materials regardless of insulating materials or conductive materials by appropriately selecting the abrasive content, pH, additives, etc. Can do.
  • CMP abrasives containing cerium compound particles as abrasive grains mainly for insulating materials such as silicon oxide is also expanding.
  • a cerium oxide-based CMP abrasive containing cerium oxide (ceria) particles as abrasive grains can polish silicon oxide at high speed even with a lower abrasive grain content than silica-based CMP abrasives (for example, Patent Documents 1 and 2 below) reference).
  • JP-A-10-106994 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-022970 JP 2009-212378 A International Publication No. 2002/067309 JP 2006-249129 A
  • an insulating material such as silicon oxide is polished using silicon nitride, polysilicon or the like as a stopper material (a constituent material of the polishing stopper layer).
  • the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material polishing speed ratio: polishing speed of the insulating material / stopper
  • An abrasive having a high material polishing rate is required.
  • the present invention is intended to solve such a technical problem, and can improve the polishing rate of the insulating material, and can improve the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material,
  • An object is to provide an abrasive set and a polishing method.
  • the inventors of the present invention studied to increase the interaction between the abrasive grains and the insulating material, and bridged the abrasive grains and the insulating material by hydrogen bonds with a specific glycerin compound. Inventing this, the present invention has been completed.
  • polishing agent of 1st embodiment of this invention contains water, the abrasive grain containing the hydroxide of a tetravalent metal element, and a glycerol compound, and a glycerol compound is represented with the following general formula (I). And at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (II).
  • m is an integer of 3 or more.
  • n represents an integer of 2 or more, and R 1 , R 2 and a plurality of R 3 are each independently a hydrogen atom, a group represented by the following general formula (III), or the following general formula ( And IV).
  • the polishing rate of the insulating material can be improved and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be improved as compared with the conventional abrasive. it can.
  • these insulating materials can be polished at high speed in the CMP technique for planarizing the STI insulating material, the premetal insulating material, the interlayer insulating material, and the like.
  • the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be improved.
  • polishing agent of the 2nd embodiment of this invention contains water, the abrasive grain containing the hydroxide of a tetravalent metal element, and a glycerol compound, and a glycerol compound is polyglycerol, a diglycerol derivative, and poly It is at least one selected from the group consisting of glycerin derivatives, and the glycerin compound has an HLB (Hydrophile-Lipophile Banlance) value of 19.8 to 20.0.
  • HLB Hydrophile Banlance
  • polyglycerin is polyglycerin (polyglycerin of trimer or higher) having an average degree of polymerization of glycerin of 3 or more.
  • diglycerin derivative is a compound in which a functional group is introduced into diglycerin, and “polyglycerin derivative” introduces a functional group into polyglycerol having an average degree of polymerization of glycerin of 3 or more. It is a compound.
  • the polishing rate of the insulating material can be improved and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be improved as compared with the conventional abrasive. it can.
  • these insulating materials can be polished at high speed in the CMP technique for planarizing the STI insulating material, the premetal insulating material, the interlayer insulating material, and the like.
  • the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be improved.
  • an insulating material can also be grind
  • the glycerin compound may be polyoxyalkylene diglyceryl ether or polyoxyalkylene polyglyceryl ether.
  • the hydroxide of the tetravalent metal element is preferably at least one selected from the group consisting of a hydroxide of a rare earth metal element and a hydroxide of zirconium.
  • the average particle size of the abrasive grains is preferably 1 nm or more and 300 nm or less.
  • the content of abrasive grains is preferably 0.005% by mass or more and 20% by mass or less based on the total mass of the abrasive.
  • the weight average molecular weight of the glycerin compound is preferably 250 or more and 10 ⁇ 10 3 or less. Thereby, the polishing rate of the insulating material can be further improved, and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be further improved.
  • the content of the glycerin compound is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the total mass of the abrasive.
  • the pH of the abrasive according to the present invention is preferably 3.0 or more and 12.0 or less. Thereby, the polishing rate of the insulating material can be further improved, and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be further improved.
  • one embodiment of the present invention relates to the use of the abrasive in a polishing method for polishing a surface to be polished containing silicon oxide. That is, the abrasive according to the present invention is preferably used for polishing a surface to be polished containing silicon oxide.
  • the constituents of the abrasive are stored separately in a first liquid and a second liquid, the first liquid contains abrasive grains and water, and the second liquid is glycerin. Contains compound and water.
  • the polishing rate of the insulating material can be improved and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be improved as compared with the case where the conventional abrasive is used. .
  • the substrate polishing method of the first embodiment of the present invention may comprise a step of polishing a surface to be polished of the substrate using the abrasive, and the first liquid and the second liquid in the abrasive set.
  • You may provide the process of grind
  • polishing methods by using the polishing agent or the polishing agent set, the polishing rate of the insulating material can be improved as compared with the case of using the conventional polishing agent, and the insulating material with respect to the stopper material can be improved. Polishing selectivity can be improved.
  • the substrate polishing method according to the second embodiment of the present invention is a method for polishing a substrate having an insulating material and polysilicon, wherein the insulating material is selectively polished with respect to polysilicon using the abrasive.
  • polishing selectivity can be improved.
  • the present invention it is possible to provide a polishing agent, a polishing agent set and a polishing method that can improve the polishing rate of the insulating material and improve the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material.
  • the polishing agent, the polishing agent set, and the polishing material capable of improving the polishing speed of the insulating material and improving the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material, and A polishing method can be provided.
  • these insulating materials can be polished at high speed, and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material can be increased.
  • polishing method can be provided.
  • the insulating material can be polished with low polishing scratches while improving the polishing rate of the insulating material.
  • the abrasive according to this embodiment is a composition that touches the surface to be polished during polishing, and is, for example, a CMP abrasive.
  • polishing agent which concerns on this embodiment contains water, the abrasive grain containing the hydroxide of a tetravalent metal element, and a specific glycerol compound at least.
  • essential components and components that can be optionally added will be described.
  • the abrasive grains are characterized by containing a hydroxide of a tetravalent metal element.
  • the “tetravalent metal element hydroxide” is a compound including a tetravalent metal (M 4+ ) and at least one hydroxide ion (OH ⁇ ) in the present specification.
  • the hydroxide of the tetravalent metal element may contain anions other than hydroxide ions (for example, nitrate ions NO 3 ⁇ and sulfate ions SO 4 2 ⁇ ).
  • a hydroxide of a tetravalent metal element may contain an anion (for example, nitrate ion NO 3 ⁇ , sulfate ion SO 4 2 ⁇ ) bonded to the tetravalent metal element.
  • an anion for example, nitrate ion NO 3 ⁇ , sulfate ion SO 4 2 ⁇
  • Abrasive grains containing tetravalent metal element hydroxide are more reactive with insulating materials (eg, silicon oxide) than conventional abrasive grains made of silica, ceria, etc. Can be polished.
  • insulating materials eg, silicon oxide
  • polishing agent which concerns on this embodiment, in addition to the abrasive grain containing the hydroxide of a tetravalent metal element, you may use another abrasive grain together. Examples of such other abrasive grains include particles of silica, alumina, ceria, and the like.
  • composite particles containing a tetravalent metal element hydroxide and silica can be used as the abrasive grains containing a tetravalent metal element hydroxide and silica can be used.
  • the content of the tetravalent metal element hydroxide is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, and 98% by mass or more based on the whole abrasive grain. Is particularly preferable, and 99% by mass or more is extremely preferable.
  • the abrasive grains are composed of hydroxides of tetravalent metal elements (100% by mass of the abrasive grains are hydroxide particles of tetravalent metal elements). Most preferred).
  • the tetravalent metal element hydroxide is preferably at least one selected from the group consisting of rare earth metal hydroxides and zirconium hydroxides.
  • a rare earth metal element hydroxide is preferable from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • the rare earth metal element capable of taking tetravalence include lanthanoids such as cerium, praseodymium, and terbium. Among them, lanthanoids are preferable and cerium is more preferable in terms of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • a rare earth metal hydroxide and a zirconium hydroxide may be used in combination, or two or more rare earth metal hydroxides may be selected and used.
  • the lower limit of the abrasive or the average particle size of the abrasive grains in the slurry in the abrasive set described later is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and 3 nm or more. Further preferred.
  • the upper limit of the average particle size of the abrasive grains is preferably 300 nm or less, more preferably 250 nm or less, further preferably 200 nm or less, particularly preferably 100 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less, from the viewpoint of further suppressing the surface to be polished from being scratched. Is very preferred.
  • the average grain size of the abrasive grains is more preferably 1 nm or more and 300 nm or less.
  • the “average particle diameter” of the abrasive grains means the average secondary particle diameter of the abrasive grains.
  • the average particle size of the abrasive grains is, for example, a light diffraction scattering type particle size distribution meter (for example, manufactured by Beckman Coulter, Inc., trade name: N5 or manufactured by Malvern Instruments Co., Ltd.) for a slurry in a polishing agent or a polishing agent set described later. , Trade name: Zetasizer 3000HSA).
  • the hydroxide of the tetravalent metal element has a great influence on the polishing characteristics. Therefore, by adjusting the content of the hydroxide of the tetravalent metal element, the chemical interaction between the abrasive grains and the surface to be polished can be improved, and the polishing rate can be further improved. From this, the content of the hydroxide of the tetravalent metal element is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and more preferably 0.05% by mass or more based on the total mass of the abrasive. preferable.
  • the hydroxide content of the tetravalent metal element makes it easy to avoid agglomeration of the abrasive grains and improves the chemical interaction with the surface to be polished, effectively utilizing the characteristics of the abrasive grains. From the standpoint of possible, it is preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass or less. 0.3 mass% or less is very preferable.
  • the lower limit of the abrasive content is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • 02 mass% or more is still more preferable, 0.04 mass% or more is especially preferable, and 0.05 mass% or more is very preferable.
  • the upper limit of the abrasive content is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint of increasing the storage stability of the abrasive. preferable.
  • the content of the abrasive grains is more preferably 0.005% by mass or more and 20% by mass or less based on the total mass of the abrasive.
  • the cost and polishing scratches can be further reduced by further reducing the content of abrasive grains.
  • the content of abrasive grains decreases, the polishing rate of insulating materials and the like also tends to decrease.
  • abrasive grains containing a hydroxide of a tetravalent metal element can obtain a predetermined polishing rate even with a small amount, so that the balance between the polishing rate and the advantage of reducing the content of abrasive grains is balanced. Further, the content of abrasive grains can be further reduced.
  • the content of the abrasive grains is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and 0.3% by mass. % Or less is very preferable.
  • the abrasive preferably contains a hydroxide of a tetravalent metal element and satisfies at least one of the following conditions (a) and (b).
  • the “aqueous dispersion” in which the content of abrasive grains is adjusted to a predetermined amount means a liquid containing a predetermined amount of abrasive grains and water.
  • Abrasive grains give an absorbance of 1.00 or more to light having a wavelength of 400 nm in an aqueous dispersion in which the content of the abrasive grains is adjusted to 1.0 mass%.
  • the abrasive gives an absorbance of 1.000 or more to light having a wavelength of 290 nm in an aqueous dispersion in which the content of the abrasive is adjusted to 0.0065% by mass.
  • the polishing rate is further improved by using abrasive grains that give an absorbance of 1.00 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm in an aqueous dispersion in which the content of abrasive grains is adjusted to 1.0 mass%. be able to. Although this reason is not necessarily clear, this inventor thinks as follows.
  • the tetravalent metal (M 4+ ), 1 to 3 hydroxide ions (OH ⁇ ), and 1 to 3 anions (X c- ) containing M (OH) a X b (wherein a + b ⁇ c 4) is considered to be produced as part of the abrasive grains.
  • the electron-withdrawing anion (X c ⁇ ) acts to improve the reactivity of hydroxide ions, and the amount of M (OH) a X b increases.
  • polishing rate is improved along with this.
  • grains containing M (OH) a Xb absorb the light of wavelength 400nm, since the abundance of M (OH) a Xb increases and the light absorbency with respect to the light of wavelength 400nm becomes high, polishing rate Is thought to improve.
  • abrasive grains containing a tetravalent metal element hydroxide may contain not only M (OH) a Xb but also M (OH) 4 , MO 2 and the like.
  • examples of the anion (X c ⁇ ) include NO 3 ⁇ and SO 4 2 ⁇ .
  • the abrasive grains containing tetravalent metal element hydroxides contain M (OH) a Xb after the abrasive grains are thoroughly washed with pure water and then subjected to the FT-IR ATR (Fourier transform Infrared Spectrometer Attenuated Total).
  • FT-IR ATR Fullier transform Infrared Spectrometer Attenuated Total
  • This can be confirmed by a method of detecting a peak corresponding to an anion (X c ⁇ ) by a reflection method or a Fourier transform infrared spectrophotometer total reflection measurement method.
  • the presence of anions (X c ⁇ ) can also be confirmed by XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy).
  • the absorption peak at a wavelength of 400 nm of M (OH) a X b (for example, M (OH) 3 X) is much smaller than the absorption peak at a wavelength of 290 nm described later.
  • the present inventor examined the magnitude of the absorbance using an aqueous dispersion having an abrasive content of 1.0% by mass, which has a relatively large abrasive content and is easily detected with a large absorbance. It has been found that when an abrasive that gives an absorbance of 1.00 or more with respect to light having a wavelength of 400 nm is used in an aqueous dispersion, the effect of improving the polishing rate is excellent.
  • the light absorbency with respect to the light of wavelength 400nm originates in an abrasive grain as above-mentioned, it replaces with the abrasive grain which gives the light absorbency 1.00 or more with respect to the light of wavelength 400nm, and with respect to the light of wavelength 400nm.
  • polishing agent containing the substance (for example, pigment component which exhibits yellow) which gives the light absorbency of 1.00 or more it is difficult to obtain the said improvement effect of polishing rate.
  • the polishing rate is further improved by using abrasive grains that give an absorbance of 1.000 or more with respect to light having a wavelength of 290 nm in an aqueous dispersion in which the content of abrasive grains is adjusted to 0.0065% by mass. be able to.
  • a particle containing M (OH) a X b (for example, M (OH) 3 X) generated according to the production conditions of a tetravalent metal element hydroxide has an absorption peak near the wavelength of 290 nm.
  • particles made of Ce 4+ (OH ⁇ ) 3 NO 3 ⁇ have an absorption peak at a wavelength of 290 nm. Therefore, it is considered that the polishing rate is improved as the abundance of M (OH) a Xb increases and the absorbance to light having a wavelength of 290 nm increases.
  • the absorbance with respect to light having a wavelength near 290 nm tends to be detected as it exceeds the measurement limit.
  • the present inventors examined the magnitude of absorbance using an aqueous dispersion having an abrasive content of 0.0065% by mass with a relatively small abrasive content and a low absorbance that is easily detected. It has been found that when an abrasive that gives an absorbance of 1.000 or more with respect to light having a wavelength of 290 nm is used in the aqueous dispersion, the effect of improving the polishing rate is excellent.
  • the present inventor has found that the higher the absorbance of abrasive grains with respect to light near a wavelength of 290 nm, the higher the absorbance of the abrasive grains is, apart from light near a wavelength of 400 nm, where the light-absorbing material tends to exhibit a yellow color. It has been found that the yellowishness of the abrasive and the slurry using the abrasive grains becomes darker, and the polishing rate is improved as the yellowishness of the abrasive and the slurry becomes darker.
  • the lower limit of the absorbance with respect to light having a wavelength of 290 nm is preferably 1.000 or more, more preferably 1.050 or more, still more preferably 1.100 or more, and 1.130 from the viewpoint of polishing the insulating material at a further excellent polishing rate.
  • the above is particularly preferable, and 1.150 or more is very preferable.
  • the upper limit of absorbance for light having a wavelength of 290 nm is not particularly limited, but is preferably 10.00, for example.
  • hydroxides of tetravalent metal elements tend not to absorb light with a wavelength of 450 nm or more, particularly 450 to 600 nm. Therefore, from the viewpoint of polishing the insulating material at an excellent polishing rate by suppressing the adverse effect on polishing due to the inclusion of impurities, the abrasive grains have a content of 0.0065% by mass ( In an aqueous dispersion adjusted to 65 ppm, an absorbance of 0.010 or less is preferably given to light having a wavelength of 450 to 600 nm.
  • the absorbance with respect to all light in the wavelength range of 450 to 600 nm does not exceed 0.010 in the aqueous dispersion in which the content of the abrasive grains is adjusted to 0.0065% by mass.
  • the upper limit of the absorbance with respect to light having a wavelength of 450 to 600 nm is more preferably 0.005 or less, and further preferably 0.001 or less.
  • the lower limit of the absorbance with respect to light having a wavelength of 450 to 600 nm is preferably 0.
  • the absorbance in the aqueous dispersion can be measured using, for example, a spectrophotometer (device name: U3310) manufactured by Hitachi, Ltd. Specifically, for example, an aqueous dispersion in which the content of abrasive grains is adjusted to 1.0 mass% or 0.0065 mass% is prepared as a measurement sample. About 4 mL of this measurement sample is put into a 1 cm square cell, and the cell is set in the apparatus. Next, the absorbance is measured in the wavelength range of 200 to 600 nm, and the absorbance is judged from the obtained chart.
  • a spectrophotometer device name: U3310
  • the absorbance is 1.00 or more when the absorbance for light with a wavelength of 400 nm is measured after being diluted excessively so that the content of the abrasive is less than 1.0% by mass, the content of the abrasive is The absorbance may be screened on the assumption that the absorbance is 1.00 or more even when the content is 1.0 mass%. If the absorbance is 1.000 or more when the absorbance for light having a wavelength of 290 nm is measured after being diluted excessively so that the content of the abrasive is less than 0.0065% by mass, the content of the abrasive is Even when the amount is 0.0065% by mass, the absorbance may be screened on the assumption that the absorbance is 1.000 or more.
  • the absorbance is 0.010 or less when the absorbance with respect to light having a wavelength of 450 to 600 nm is measured by diluting so that the abrasive content is more than 0.0065% by mass, Even when the amount is 0.0065% by mass, the absorbance may be screened on the assumption that the absorbance is 0.010 or less.
  • polishing agent which concerns on this embodiment has high transparency with respect to visible light (it is transparent or close to transparency visually).
  • the abrasive contained in the abrasive according to the present embodiment has a light transmittance of 50% with respect to light having a wavelength of 500 nm in an aqueous dispersion in which the content of the abrasive is adjusted to 1.0 mass%. / Cm or more is preferable. Thereby, since the fall of the grinding
  • the lower limit of the light transmittance is more preferably 60% / cm or more, further preferably 70% / cm or more, particularly preferably 80% / cm or more, extremely preferably 90% / cm or more, 92% / Cm or more is very preferable.
  • the upper limit of the light transmittance is 100% / cm.
  • the abrasive grains present in the aqueous dispersion are particles having a large particle diameter (hereinafter referred to as “coarse particles”). It is considered that there are relatively many.
  • an additive for example, polyvinyl alcohol (PVA)
  • PVA polyvinyl alcohol
  • the number of abrasive grains acting on the surface to be polished per unit area (the number of effective abrasive grains) is reduced, and the specific surface area of the abrasive grains in contact with the surface to be polished is reduced. Conceivable.
  • the abrasive grains present in the aqueous dispersion are in a state of less “coarse particles”.
  • an additive for example, polyvinyl alcohol
  • the number of abrasive grains (number of effective abrasive grains) acting on the surface to be polished per unit area is maintained, and the specific surface area of the abrasive grains in contact with the surface to be polished is maintained. It is considered to be.
  • the light transmittance is a transmittance for light having a wavelength of 500 nm.
  • the light transmittance can be measured with a spectrophotometer. Specifically, for example, it can be measured with a spectrophotometer U3310 (device name) manufactured by Hitachi, Ltd.
  • an aqueous dispersion in which the content of abrasive grains is adjusted to 1.0% by mass is prepared as a measurement sample. About 4 mL of this measurement sample is put into a 1 cm square cell, and the measurement is performed after setting the cell in the apparatus.
  • the content of the abrasive grains is 50% / cm or more in an aqueous dispersion having a content of greater than 1.0% by mass
  • the light transmittance is also obtained when this is diluted to 1.0% by mass. Is apparently 50% / cm or more. Therefore, the light transmittance can be screened by a simple method by using an aqueous dispersion having an abrasive content greater than 1.0% by mass.
  • the absorbance and light transmittance that the abrasive grains contained in the abrasive give in the aqueous dispersion are obtained by removing the solid components other than abrasive grains and the liquid components other than water, and then removing the aqueous dispersion having a predetermined abrasive grain content. It can be prepared and measured using the aqueous dispersion. Although it depends on the components contained in the abrasive, the solid component or the liquid component is removed by, for example, centrifugation using a centrifuge capable of applying a gravitational acceleration of several thousand G or less, or applying a gravitational acceleration of tens of thousands G or more.
  • a compound having a weight average molecular weight of tens of thousands or more for example, 50,000 or more
  • a chromatography method, a filtration method and the like can be mentioned, and among them, gel permeation chromatography and ultrafiltration are preferable.
  • the abrasive grains contained in the abrasive can be passed through the filter by setting appropriate conditions.
  • examples thereof include a chromatography method, a filtration method, and a distillation method, and gel permeation chromatography, ultrafiltration, and vacuum distillation are preferable.
  • abrasive grains When multiple types of abrasive grains are included, filtration methods, centrifugal separation methods, etc. can be mentioned. In the case of filtration, in the filtrate, in the liquid phase, abrasive grains containing a hydroxide of a tetravalent metal element are included. More included.
  • the abrasive grain components can be fractionated and / or other components can be fractionated under the following conditions.
  • Sample solution 100 ⁇ L of abrasive Detector: UV-VIS detector manufactured by Hitachi, Ltd., trade name “L-4200”, wavelength: 400 nm Integrator: Hitachi, Ltd. GPC integrator, product name “D-2500” Pump: Hitachi, Ltd., trade name “L-7100” Column: Hitachi Chemical Co., Ltd. water-based HPLC packed column, trade name “GL-W550S” Eluent: Deionized water Measurement temperature: 23 ° C Flow rate: 1 mL / min (pressure is about 40-50 kg / cm 2 ) Measurement time: 60 minutes
  • a deaeration device it is preferable to deaerate the eluent using a deaeration device before performing chromatography.
  • the deaerator cannot be used, it is preferable to deaerate the eluent in advance with ultrasonic waves or the like.
  • the abrasive components may not be collected even under the above conditions, but in that case, by optimizing the sample solution amount, column type, eluent type, measurement temperature, flow rate, etc. Can be separated.
  • the distillation time of components contained in the abrasive may be adjusted and separated from the abrasive grains.
  • a hydroxide of a tetravalent metal element can be produced by reacting a salt of a tetravalent metal element (metal salt) with an alkali source (base).
  • the hydroxide of the tetravalent metal element is preferably prepared by mixing a salt of the tetravalent metal element and an alkali solution (for example, an alkaline aqueous solution).
  • an alkali solution for example, an alkaline aqueous solution.
  • a hydroxide of a tetravalent metal element can be obtained by mixing a metal salt solution of a salt of a tetravalent metal element (for example, an aqueous metal salt solution) and an alkali solution.
  • a metal salt solution of a salt of a tetravalent metal element for example, an aqueous metal salt solution
  • an alkali solution for example, an alkali solution
  • the means to stir a liquid mixture is not limited.
  • a method of stirring a mixed solution using a bar-like, plate-like or propeller-like stirrer or a stirring blade that rotates around a rotation axis, a magnetic stirrer that transmits power from the outside of a container, and a rotating magnetic field examples include a method of stirring the mixed solution by rotating a stirrer, a method of stirring the mixed solution with a pump installed outside the tank, and a method of stirring the mixed liquid by pressurizing the outside air and blowing it into the tank vigorously.
  • a salt of a tetravalent metal element a conventionally known salt can be used without particular limitation, and M (NO 3 ) 4 , M (SO 4 ) 2 , M (NH 4 ) 2 (NO 3 ) 6 , M (NH 4). ) 4 (SO 4 ) 4 (M represents a rare earth metal element), Zr (SO 4 ) 2 .4H 2 O, and the like. M is preferably chemically active cerium (Ce).
  • optimization of a method for producing a hydroxide of a tetravalent metal element can be mentioned.
  • Specific examples of the method for changing the absorbance with respect to light having a wavelength of 400 nm and the absorbance with respect to light having a wavelength of 290 nm include selection of an alkali source in an alkali solution, adjustment of a raw material concentration in the metal salt solution and the alkali solution, and metal salt Adjustment of the mixing speed of a solution and an alkali liquid adjustment of the liquid temperature of the liquid mixture obtained by mixing the salt of a tetravalent metal element and an alkali source is mentioned.
  • the method for producing a hydroxide of a tetravalent metal element is made more “gradual”. It is preferable.
  • “slow” means that the increase in pH when the pH of the reaction system increases as the reaction proceeds is moderated (slowed).
  • the method for producing a hydroxide of a tetravalent metal element is more “violently”.
  • violently means that the increase in pH when the pH of the reaction system increases as the reaction progresses is increased (accelerated).
  • a method for controlling absorbance and light transmittance will be described in more detail.
  • alkali source examples include organic bases and inorganic bases.
  • Organic bases include nitrogen-containing organic bases such as guanidine, triethylamine and chitosan; nitrogen-containing heterocyclic organic bases such as pyridine, piperidine, pyrrolidine and imidazole; ammonium carbonate, ammonium hydrogen carbonate, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), water
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • ammonium salts such as tetraethylammonium oxide, tetramethylammonium chloride, and tetraethylammonium chloride.
  • inorganic bases include inorganic salts of alkali metals such as ammonia, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate.
  • alkali metals such as ammonia, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium hydrogen carbonate, and potassium hydrogen carbonate.
  • An alkali source can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the alkali source ammonia and imidazole are preferable, and imidazole is more preferable from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • an alkali source exhibiting weak basicity as the alkali source.
  • nitrogen-containing heterocyclic organic bases are preferable, pyridine, piperidine, pyrrolidine, and imidazole are more preferable, pyridine and imidazole are further preferable, and imidazole is particularly preferable.
  • the absorbance with respect to light having a wavelength of 400 nm, the absorbance with respect to light with a wavelength of 290 nm, and the light transmittance with respect to light with a wavelength of 500 nm can be changed.
  • the absorbance tends to increase by increasing the metal salt concentration of the metal salt solution, and the absorbance tends to increase by decreasing the alkali concentration (base concentration, alkali source concentration) of the alkali solution.
  • the light transmittance tends to increase by increasing the metal salt concentration, and the light transmittance tends to increase by decreasing the alkali concentration.
  • the upper limit of the metal salt concentration in the metal salt solution is preferably 1.000 mol / L or less on the basis of the entire metal salt solution, in that it is easy to achieve both excellent polishing rate and excellent abrasive stability. More preferable is 500 mol / L or less, still more preferable is 0.300 mol / L or less, and particularly preferable is 0.200 mol / L or less.
  • the lower limit of the metal salt concentration can suppress the rapid reaction (can moderate the rise in pH), absorbs light with a wavelength of 400 nm, absorbs light with a wavelength of 290 nm, and transmits light with a wavelength of 500 nm. In terms of increasing the rate, it is preferably 0.010 mol / L or more, more preferably 0.020 mol / L or more, and further preferably 0.030 mol / L or more, based on the entire metal salt solution.
  • the upper limit of the alkali concentration in the alkali solution is preferably 15.0 mol / L or less, more preferably 12.0 mol / L or less, and more preferably 10.0 mol based on the whole alkali solution in terms of suppressing the rapid reaction. / L or less is more preferable.
  • the lower limit of the alkali concentration is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity, 0.001 mol / L or more is preferable based on the entire alkali solution.
  • the alkali concentration in the alkali solution is preferably adjusted as appropriate depending on the alkali source selected.
  • the upper limit of the alkali concentration is 0.10 mol / L or less based on the whole of the alkali solution in terms of suppressing a rapid reaction. Is preferable, and 0.05 mol / L or less is more preferable.
  • the lower limit of the alkali concentration is not particularly limited, but is 0.001 mol / L or more based on the total amount of the alkali solution in terms of suppressing the use amount of the solution used for obtaining a predetermined amount of tetravalent metal element hydroxide. preferable.
  • the upper limit of the alkali concentration is 1.0 mol / L or less on the basis of the entire alkali solution in terms of suppressing a rapid reaction. Is preferable, and 0.50 mol / L or less is more preferable.
  • the lower limit of the alkali concentration is not particularly limited, but is 0.01 mol / L or more based on the total amount of the alkali solution in terms of suppressing the amount of the solution used for obtaining a predetermined amount of tetravalent metal element hydroxide. preferable.
  • the upper limit of the alkali concentration is preferably 15.0 mol / L or less on the basis of the entire alkali solution, in order to suppress rapid reaction. 10.0 mol / L or less is more preferable.
  • the lower limit of the alkali concentration is not particularly limited, but is 0.10 mol / L or more based on the total amount of the alkali solution in terms of suppressing the amount of the solution used for obtaining a predetermined amount of the tetravalent metal element hydroxide. preferable.
  • Examples of the alkali source in which the pKa of the conjugate acid of the alkali source is 20 or more include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene (pKa: 25).
  • Examples of the alkali source in which the pKa of the conjugate acid of the alkali source is 12 or more and less than 20 include potassium hydroxide (pKa: 16) and sodium hydroxide (pKa: 13).
  • Examples of the alkali source in which the pKa of the conjugate acid of the alkali source is less than 12 include ammonia (pKa: 9) and imidazole (pKa: 7).
  • the pKa value of the conjugate acid of the alkali source used is not particularly limited as long as the alkali concentration is appropriately adjusted, but the pKa of the conjugate acid of the alkali source is preferably less than 20, preferably less than 12. Is more preferably less than 10, and particularly preferably less than 8.
  • the absorbance with respect to light with a wavelength of 400 nm, the absorbance with respect to light with a wavelength of 290 nm, and the light transmittance with respect to light with a wavelength of 500 nm can be changed.
  • the absorbance and the light transmittance are increased by making the increase in pH gentle (slow). More specifically, the absorbance tends to increase by reducing the mixing speed, and the absorbance tends to decrease by increasing the mixing speed.
  • the light transmittance to become high by making a mixing speed slow, and there exists a tendency for the light transmittance to become low by making a mixing speed fast.
  • the upper limit of the mixing speed is preferably 5.00 ⁇ 10 ⁇ 3 m 3 / min (5 L / min) or less from the viewpoint of further suppressing rapid progress of the reaction and further suppressing local reaction bias. 1.00 ⁇ 10 ⁇ 3 m 3 / min (1 L / min) or less, more preferably 5.00 ⁇ 10 ⁇ 4 m 3 / min (500 mL / min) or less, and 1.00 ⁇ 10 ⁇ 4 m 3 / min (100 mL / min) or less is particularly preferable.
  • the lower limit of the mixing speed is not particularly limited, but is preferably 1.00 ⁇ 10 ⁇ 7 m 3 / min (0.1 mL / min) or more from the viewpoint of productivity.
  • the light transmittance with respect to light having a wavelength of 500 nm can be changed. Specifically, the light transmittance tends to increase by increasing the stirring speed, and the light transmittance tends to decrease by decreasing the stirring speed.
  • the lower limit of the stirring speed can further suppress the deviation of the response in the local, and, from the viewpoint of excellent mixing efficiency, preferably 30min -1 or more, more preferably 50min -1 or more, 80min -1 or more is more preferable.
  • the upper limit of the stirring speed is not particularly limited and needs to be adjusted as appropriate depending on the size and shape of the stirring blade, but is preferably 1000 min ⁇ 1 or less from the viewpoint of suppressing liquid splashing.
  • the absorbance for light with a wavelength of 400 nm, the absorbance for light with a wavelength of 290 nm, and the light transmittance for light with a wavelength of 500 nm are obtained.
  • Abrasive grains that can be changed and can achieve a desired polishing rate and storage stability can be obtained.
  • the absorbance tends to increase by lowering the liquid temperature, and the absorbance tends to decrease by increasing the liquid temperature.
  • the light transmittance tends to increase by lowering the liquid temperature, and the light transmittance tends to decrease by increasing the liquid temperature.
  • the liquid temperature is, for example, the temperature in the liquid mixture that can be read by installing a thermometer in the liquid mixture, and is preferably 0 to 100 ° C.
  • the upper limit of the liquid temperature is preferably 100 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or less, still more preferably 55 ° C. or less, particularly preferably 50 ° C. or less, and particularly preferably 45 ° C. or less in that rapid reaction can be suppressed. preferable.
  • the lower limit of the liquid temperature is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher, and still more preferably 20 ° C. or higher in that the reaction can be easily advanced.
  • the tetravalent metal element hydroxide synthesized by the above method may contain impurities (for example, metal impurities), but the impurities can be removed by washing.
  • impurities for example, metal impurities
  • a method of repeating solid-liquid separation several times by centrifugation or the like can be used. Further, it can be washed by centrifugation, dialysis, ultrafiltration, removal of ions by an ion exchange resin or the like. By removing impurities, the absorbance with respect to light having a wavelength of 450 to 600 nm can be adjusted.
  • the abrasive grains obtained above are agglomerated, they can be dispersed in water by an appropriate method.
  • a method for dispersing abrasive grains in water which is the main dispersion medium, mechanical dispersion treatment using a homogenizer, an ultrasonic disperser, a wet ball mill, or the like may be used in addition to the dispersion treatment using a stirrer.
  • the dispersion method and the particle size control method for example, the method described in Non-Patent Document 1 can be used.
  • the dispersibility of the abrasive grains can also be improved by performing the above-described cleaning treatment to lower the electrical conductivity of the dispersion liquid containing abrasive grains (for example, 500 mS / m or less). Therefore, the cleaning process may be applied as a dispersion process, and the cleaning process and the dispersion process may be used in combination.
  • polishing agent which concerns on this embodiment contains an additive.
  • the “additive” refers to a polishing agent other than water and abrasive grains in order to adjust polishing characteristics such as polishing rate and polishing selectivity; abrasive characteristics such as abrasive dispersibility and storage stability. Refers to the substance added to
  • polishing agent which concerns on this embodiment contains a glycerol compound as a 1st additive.
  • the first additive has an effect of improving the polishing rate of the insulating material. It is considered that the interaction between the abrasive grains and the insulating material can be increased by the interaction between the hydroxyl groups of the glycerin compound and the abrasive grains and the insulating material, and the abrasive grains and the insulating material being bridged by hydrogen bonds.
  • the first additive has an effect of suppressing the polishing rate of the stopper material.
  • the interaction between the abrasive grains and the hydrophobic stopper material can be reduced by the interaction of the hydroxyl groups of the glycerin compound with the abrasive grains to increase the hydrophilicity of the abrasive grain surface.
  • the mechanism of action is not limited to this.
  • the first aspect of the glycerin compound is at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (I) and a compound represented by the following general formula (II).
  • m is an integer of 3 or more.
  • n represents an integer of 2 or more, and R 1 , R 2 and a plurality of R 3 are each independently a hydrogen atom, a group represented by the following general formula (III), or the following general formula ( And IV). However, the case where all of R 1 , R 2 and the plurality of R 3 are hydrogen atoms is excluded.
  • [In formula (III), p represents an integer of 1 or more.
  • q represents an integer of 1 or more. ]
  • m is 3 or more from the viewpoint of improving the polishing rate of the insulating material, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and still more preferably 10 or more. From the viewpoint of production, m is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and still more preferably 30 or less.
  • Examples of the structural unit of the [C 3 H 5 (OH) O] moiety in the formula (I) include structural units represented by the following formulas (Va) to (Vc).
  • the compound represented by the formula (I) may be a compound having one of the formulas (Va) to (Vc), or a compound having a plurality of types of the formulas (Va) to (Vc). May be.
  • the arrangement of the structural units is arbitrary.
  • Examples of the compound represented by the formula (I) include a compound represented by the following formula (VIa) and a compound represented by the following formula (VIb).
  • r1 represents an integer of 0 or more, s1 represents an integer of 0 or more, and r1 + s1 is an integer of 3 or more.
  • r2 represents an integer of 0 or more, s2 represents an integer of 0 or more, and r2 + s2 is an integer of 3 or more.
  • N is 2 or more from the viewpoint of improving the polishing rate of the insulating material. From the viewpoint of production, n is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and still more preferably 30 or less.
  • p is preferably 2 or more and more preferably 5 or more from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material. From the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material, p is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, still more preferably 100 or less, and particularly preferably 50 or less. In the formula (IV), q is preferably 2 or more and more preferably 5 or more from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material. From the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material, q is preferably 200 or less, more preferably 150 or less, still more preferably 100 or less, and particularly preferably 50 or less.
  • the second embodiment of the glycerol compound is an embodiment in which the glycerol compound is at least one selected from the group consisting of polyglycerol, diglycerol derivatives and polyglycerol derivatives, and the HLB value of the glycerol compound is 19.8 to 20.0. is there.
  • the compound of the 1st aspect of a glycerol compound may also correspond.
  • Polyglycerin is polyglycerin (polyglycerin of trimer or higher) having an average degree of polymerization of glycerin of 3 or more.
  • the lower limit of the average degree of polymerization of polyglycerin is 3 or more from the viewpoint of increasing the polishing rate of the insulating material, preferably 4 or more, more preferably 5 or more, and still more preferably 10 or more.
  • the upper limit of the average degree of polymerization of polyglycerin is not particularly limited, but is preferably 100 or less, more preferably 50 or less, and even more preferably 30 or less from the viewpoint of production. From the above viewpoint, the average degree of polymerization of polyglycerol is more preferably 3 or more and 100 or less.
  • the diglycerin derivative is a compound in which a functional group is introduced into diglycerin.
  • the functional group include a polyoxyalkylene group.
  • the diglycerin derivative include polyoxyalkylene diglyceryl ether.
  • polyoxyalkylene diglyceryl ether polyoxyethylene diglyceryl ether (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., SC-E series, etc.), polyoxypropylene diglyceryl ether (Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd., SY-DP series, etc.) Etc.
  • the polyglycerin derivative is a compound in which a functional group is introduced into polyglycerin having an average degree of polymerization of glycerin of 3 or more.
  • the functional group include a polyoxyalkylene group.
  • the polyglycerin derivative include polyoxyalkylene polyglyceryl ether.
  • the polyoxyalkylene polyglyceryl ether include polyoxyethylene polyglyceryl ether and polyoxypropylene polyglyceryl ether.
  • the HLB value of the second embodiment of the glycerin compound is 19.8 or more, and preferably 19.9 or more, from the viewpoint of excellent dispersion stability.
  • the HLB value of the second embodiment of the glycerin compound is 20.0 or less from the viewpoint of excellent polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material.
  • the HLB value of the second aspect of the glycerin compound is more preferably 20.0 from the viewpoint of further excellent polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material.
  • HLB value is a value representing the balance between hydrophilicity and lipophilicity of a compound.
  • the HLB value can be determined by calculation even when the type of hydrophobic group, the type of hydrophilic group, the copolymerization ratio, and the like are different in one compound.
  • HLB value 20 ⁇ (total molecular weight of hydrophilic group part) / (total molecular weight)
  • hydrophilic group examples include a hydroxyl group, a glyceryl group, an oxyethylene group, an oxypropylene group, a hydroxypropyl group, a carboxyl group, and a sulfonic acid group.
  • the compound represented by the formula (II) has an R 1 group, an OR 2 group, and an OC 3 H 5 OR 3 group.
  • R 1 , R 2 and R 3 are all hydrophilic groups
  • the OR 2 group and the OC 3 H 5 OR 3 group are hydrophilic group portions. Therefore, the HLB value of the compound represented by the formula (II) is calculated to be about 20.0.
  • the glycerin compound may not be a single molecule but may have a certain molecular weight distribution.
  • the HLB value of the glycerin compound can be obtained by using an average value of measurement values obtained by measurement by the following method.
  • HLB value of glycerine compound contained in the polishing agent centrifugation, chromatography, filtration, after separation of the glycerine compound from abrasive using a distillation method or the like, performs processing such as concentration if necessary, 13 C- It can be determined by identifying the structure of the compound using NMR, 1 H-NMR, GPC, MALDI-MS (Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization-Mass Spectrometry) or the like. For example, the ratio of structural units and the like can be determined from the 1 H-NMR spectrum. The ratio of structural units and the terminal structure can also be identified from the MALDI-MS spectrum. Further, the copolymerization form of the structural unit can be analyzed from the 13 C-NMR spectrum.
  • the first additive can be used alone or in combination of two or more for the purpose of adjusting the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material, the flatness, the polishing speed of the insulating material, and the like.
  • a plurality of compounds having different degrees of polymerization can be used in combination.
  • the upper limit of the weight average molecular weight of the first additive is not particularly limited, but is preferably 10 ⁇ 10 3 or less, more preferably 5.0 ⁇ 10 3 or less, from the viewpoint of workability and foamability. 0 ⁇ 10 3 or less is more preferable, and 2.0 ⁇ 10 3 or less is particularly preferable.
  • the first additive is a polyglycerin derivative or a diglycerin derivative
  • the weight average molecular weight of the first additive is from the viewpoint of avoiding a decrease in polishing rate due to the molecular weight of the functional group contained in the derivative being too large.
  • 5.0 ⁇ 10 3 or less is more preferable, 3.0 ⁇ 10 3 or less is more preferable, and 2.0 ⁇ 10 3 or less is particularly preferable.
  • the lower limit of the weight average molecular weight of the first additive is preferably 250 or more, more preferably 400 or more, and further preferably 500 or more, from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • the first additive is polyglycerin, it is preferably 250 or more, more preferably 400 or more, still more preferably 500 or more, particularly preferably 750 or more, from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material.
  • 0 ⁇ 10 3 or more is very preferable, and 1.2 ⁇ 10 3 or more is very preferable.
  • the weight average molecular weight of the first additive is more preferably 250 or more and 10 ⁇ 10 3 or less.
  • the weight average molecular weight of a 1st additive can be measured on condition of the following by the gel permeation chromatography method (GPC) using the calibration curve of a standard polystyrene, for example.
  • Equipment used Hitachi L-6000 (made by Hitachi, Ltd.) Column: Gel Pack GL-R420 + Gel Pack GL-R430 + Gel Pack GL-R440 [Hitachi Chemical Co., Ltd., trade name, 3 in total]
  • the lower limit of the content of the first additive is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.04% by mass or more, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material. 0.1% by mass or more is more preferable, and 0.3% by mass or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the content of the first additive is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint of suppressing the viscosity of the abrasive from becoming excessively high. .
  • the content of the first additive is more preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the total mass of the abrasive.
  • the sum total of content of each compound satisfy
  • the abrasive according to the present embodiment includes a second additive in addition to the first additive for the purpose of adjusting polishing characteristics such as a polishing rate; abrasive characteristics such as abrasive dispersibility and storage stability. An agent may be further contained.
  • Examples of the second additive include carboxylic acid and amino acid.
  • a 2nd additive can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • carboxylic acid and amino acid are preferable from the viewpoint of excellent balance between abrasive dispersibility and polishing characteristics.
  • Carboxylic acid has the effect of stabilizing the pH and further improving the polishing rate of the insulating material.
  • the carboxylic acid include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, and lactic acid.
  • Amino acids have the effect of improving the dispersibility of abrasive grains containing a hydroxide of a tetravalent metal element and further improving the polishing rate of the insulating material.
  • Amino acids include arginine, lysine, aspartic acid, glutamic acid, asparagine, glutamine, histidine, proline, tyrosine, tryptophan, serine, threonine, glycine, alanine, ⁇ -alanine, methionine, cysteine, phenylalanine, leucine, valine, isoleucine, etc. Can be mentioned.
  • an amino acid has a carboxyl group, it shall differ from carboxylic acid.
  • the content of the second additive is 0.01 based on the total mass of the abrasive from the viewpoint of obtaining the additive effect while suppressing sedimentation of the abrasive grains.
  • the mass% is preferably 10% by mass or less.
  • the polishing agent according to this embodiment has flatness, in-plane uniformity, polishing selectivity of silicon oxide with respect to silicon nitride (silicon oxide polishing rate / silicon nitride polishing rate), and polishing selectivity of silicon oxide with respect to polysilicon (
  • a water-soluble polymer may be contained for the purpose of adjusting polishing characteristics such as (silicon oxide polishing rate / polysilicon polishing rate).
  • the “water-soluble polymer” is defined as a polymer that dissolves 0.1 g or more in 100 g of water. The first additive is not included in the “water-soluble polymer”.
  • the water-soluble polymer is not particularly limited.
  • Specific examples of water-soluble polymers include polysaccharides such as alginic acid, pectic acid, carboxymethylcellulose, agar, curdlan, dextrin, cyclodextrin, chitosan, chitosan derivatives, pullulan; polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrolein, etc.
  • Acrylic polymers such as polyacrylamide and polydimethylacrylamide; Amine polymers such as polyallylamine, polyethyleneimine, and polydiallylamine; polyethylene glycol, polyoxypropylene, polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate, ethylenediamine poly Examples thereof include oxyethylene-polyoxypropylene block polymers.
  • These water-soluble polymers may be derivatives. Among water-soluble polymers, amine polymers and derivatives thereof are preferable, and polyallylamine and derivatives thereof are more preferable from the viewpoint of further improving the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material.
  • a water-soluble polymer can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 100 or more, more preferably 300 or more, still more preferably 500 or more, and more preferably 1.0 ⁇ 10 3 or more from the viewpoint of further improving the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material. Is particularly preferred.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 300 ⁇ 10 3 or less, more preferably 100 ⁇ 10 3 or less, and further preferably 50 ⁇ 10 3 or less from the viewpoint of further improving the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material. 30 ⁇ 10 3 or less is particularly preferable.
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is more preferably from 100 to 300 ⁇ 10 3 .
  • the weight average molecular weight of the water-soluble polymer can be measured by the same method as the weight average molecular weight of the first additive.
  • the content of the water-soluble polymer is 0.0001 on the basis of the total mass of the abrasive from the viewpoint of obtaining the effect of adding the water-soluble polymer while suppressing sedimentation of the abrasive grains. % By mass or more is preferable, 0.00015% by mass or more is more preferable, and 0.0002% by mass or more is more preferable.
  • the content of the water-soluble polymer is preferably 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, based on the total mass of the abrasive, from the viewpoint of obtaining the effect of adding the water-soluble polymer while suppressing sedimentation of the abrasive grains. More preferred is 1% by mass or less.
  • the content of the water-soluble polymer is more preferably 0.0001% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the lower limit of the pH (25 ° C.) of the abrasive according to this embodiment is preferably 3.0 or more, more preferably 4.0 or more, and further 4.5 or more.
  • 5.0 or more is particularly preferable.
  • the upper limit of the pH is preferably 12.0 or less, more preferably 11.0 or less, still more preferably 10.0 or less, and particularly preferably 9.0 or less, from the viewpoint of further improving the polishing rate of the insulating material. 8.0 or less is very preferable.
  • the pH of the abrasive is more preferably from 3.0 to 12.0.
  • the pH of the polishing agent can be adjusted by an acid component such as an inorganic acid or an organic acid; an alkali component such as ammonia, sodium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH), or imidazole.
  • a buffer may be added to stabilize the pH.
  • you may add a buffer as a buffer (liquid containing a buffer). Examples of such a buffer include acetate buffer and phthalate buffer.
  • the pH of the abrasive according to this embodiment can be measured with a pH meter (for example, model number PHL-40 manufactured by Electrochemical Instrument Co., Ltd.). Specifically, for example, after calibrating two pH meters using a phthalate pH buffer solution (pH 4.01) and a neutral phosphate pH buffer solution (pH 6.86) as standard buffers, The value is measured after the electrode is placed in an abrasive and stabilized after 2 minutes or more. At this time, the liquid temperature of the standard buffer and the abrasive is both 25 ° C.
  • a pH meter for example, model number PHL-40 manufactured by Electrochemical Instrument Co., Ltd.
  • the abrasive according to the present embodiment may be stored as a one-component abrasive containing at least abrasive grains, a first additive, and water, and a slurry (first liquid) and an additive liquid (second liquid).
  • a slurry first liquid
  • an additive liquid second liquid
  • the slurry includes at least abrasive grains and water, for example.
  • the additive liquid includes, for example, at least a first additive and water.
  • the first additive, the second additive, the water-soluble polymer, and the buffering agent are included in the additive liquid among the slurry and the additive liquid.
  • the constituents of the abrasive may be stored as an abrasive set divided into three or more liquids.
  • the slurry and additive liquid are mixed immediately before or during polishing to produce an abrasive.
  • the one-component abrasive is stored as an abrasive storage solution with a reduced water content, and may be diluted with water during polishing.
  • the multi-liquid type abrasive set may be stored as a slurry storage solution or an additive storage solution with a reduced water content, and may be diluted with water during polishing.
  • a method of supplying the abrasive onto the polishing surface plate a method of feeding and supplying the abrasive directly; a storage solution for abrasive and water are sent through separate pipes, A method in which these are combined, mixed and supplied; a method in which an abrasive stock solution and water are mixed and supplied in advance can be used.
  • the polishing rate can be adjusted by arbitrarily changing the composition of these liquids.
  • methods for supplying the abrasive onto the polishing surface plate include the following methods. For example, the slurry and the additive liquid are sent through separate pipes, and these pipes are combined, mixed and supplied; the slurry storage liquid, the additive liquid storage liquid and water are sent through separate pipes, A method of supplying these by merging and mixing them; a method of supplying a mixture of slurry and additive solution in advance; a method of supplying a mixture of slurry storage solution, storage solution for additive solution and water in advance, etc. Can do.
  • polishing agent set on a polishing surface plate, respectively can also be used.
  • the surface to be polished is polished using an abrasive obtained by mixing the slurry and the additive liquid on the polishing platen.
  • the substrate polishing method according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the surface to be polished of the substrate using the one-part polishing agent, and the slurry and additive liquid in the polishing agent set are mixed. You may provide the grinding
  • the one-part abrasive or the slurry and additive liquid in the abrasive set And a polishing step of selectively polishing the insulating material with respect to polysilicon using a polishing agent obtained by mixing the above.
  • the base may have, for example, a member containing an insulating material and a member containing polysilicon.
  • “selectively polishing material A with respect to material B” means that the polishing rate of material A is higher than the polishing rate of material B under the same polishing conditions. More specifically, for example, the material A is polished with a polishing rate ratio of the polishing rate of the material A to the polishing rate of the material B of 10 or more.
  • the abrasive is supplied between the material to be polished and the polishing pad in a state where the material to be polished of the substrate having the material to be polished is pressed against the polishing pad (polishing cloth) of the polishing surface plate.
  • the surface to be polished of the material to be polished is polished by relatively moving the substrate and the polishing surface plate.
  • at least a part of the material to be polished is removed by polishing.
  • Examples of the substrate to be polished include a substrate.
  • a material to be polished is formed on a substrate for manufacturing a semiconductor element (for example, a semiconductor substrate on which an STI pattern, a gate pattern, a wiring pattern, etc. are formed).
  • a substrate is mentioned.
  • materials to be polished include insulating materials such as silicon oxide; stopper materials such as polysilicon and silicon nitride.
  • the material to be polished may be a single material or a plurality of materials. When a plurality of materials are exposed on the surface to be polished, they can be regarded as materials to be polished.
  • the material to be polished may be in the form of a film, and may be a silicon oxide film, a polysilicon film, a silicon nitride film, or the like.
  • the material to be polished (such as an insulating material such as silicon oxide) formed on such a substrate is polished with the above-described abrasive and the excess portion is removed, so that the unevenness of the surface of the material to be polished is eliminated and the material to be polished is removed. It can be a smooth surface over the entire surface of the abrasive material.
  • the abrasive according to this embodiment is preferably used for polishing a surface to be polished containing silicon oxide.
  • the stopper material constituting the stopper is a material whose polishing rate is lower than that of the insulating material, and polysilicon, silicon nitride and the like are preferable.
  • the polishing is stopped when the stopper is exposed, the insulating material can be prevented from being excessively polished, and thus the flatness of the insulating material after polishing can be improved.
  • a low pressure CVD method As a method for producing a material to be polished by the polishing agent according to the present embodiment, a low pressure CVD method, a quasi-atmospheric pressure CVD method, a plasma CVD method or other CVD method; a spin coating method in which a liquid material is applied to a rotating substrate Etc.
  • Silicon oxide can be obtained, for example, by thermally reacting monosilane (SiH 4 ) and oxygen (O 2 ) using a low pressure CVD method. Silicon oxide can be obtained, for example, by thermally reacting tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) and ozone (O 3 ) using a quasi-atmospheric pressure CVD method. As another example, silicon oxide is similarly obtained by causing plasma reaction between tetraethoxysilane and oxygen.
  • Silicon oxide is obtained by applying a liquid raw material containing, for example, inorganic polysilazane, inorganic siloxane, etc. on a substrate using a spin coating method, and performing a thermosetting reaction in a furnace body or the like.
  • Examples of the method for producing polysilicon include a low pressure CVD method in which monosilane is thermally reacted, a plasma CVD method in which monosilane is subjected to plasma reaction, and the like.
  • silicon nitride for example, a low pressure CVD method in which dichlorosilane and ammonia are reacted by heat, a plasma CVD method in which monosilane, ammonia and nitrogen are subjected to plasma reaction, and the like can be given.
  • the silicon nitride obtained by the above method may contain elements other than silicon and nitrogen, such as carbon and hydrogen, in order to adjust the material.
  • heat treatment may be performed at a temperature of 200 to 1000 ° C. as necessary.
  • the silicon oxide obtained by the above method may contain a small amount of boron (B), phosphorus (P), carbon (C) or the like in order to improve the embedding property.
  • polishing method for a semiconductor substrate on which an insulating material is formed.
  • a polishing apparatus a general polishing apparatus having a holder capable of holding a substrate such as a semiconductor substrate having a surface to be polished and a polishing surface plate to which a polishing pad can be attached. Can be used.
  • Each of the holder and the polishing surface plate is provided with a motor capable of changing the rotation speed.
  • a polishing apparatus for example, a polishing apparatus: Reflexion manufactured by APPLIED MATERIALS can be used.
  • polishing pad general nonwoven fabric, foam, non-foam, etc.
  • material of the polishing pad include polyurethane, acrylic, polyester, acrylic-ester copolymer, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, poly-4-methylpentene, cellulose, cellulose ester, polyamide (for example, nylon (trade name) and Aramid), polyimide, polyimide amide, polysiloxane copolymer, oxirane compound, phenol resin, polystyrene, polycarbonate, epoxy resin and the like can be used.
  • the material of the polishing pad in particular, foamed polyurethane and non-foamed polyurethane are preferable from the viewpoint of polishing speed and flatness. It is preferable that the polishing pad is grooved so as to collect the abrasive.
  • the rotation speed of the polishing platen is preferably 200 min ⁇ 1 or less so that the semiconductor substrate does not pop out, and the polishing pressure (processing load) applied to the semiconductor substrate is such that polishing flaws occur. From the viewpoint of sufficiently suppressing, 100 kPa or less is preferable.
  • the surface of a polishing pad is always covered with the abrasive
  • the semiconductor substrate after polishing is preferably washed well under running water to remove particles adhering to the substrate.
  • dilute hydrofluoric acid or ammonia water may be used in addition to pure water, and a brush may be used in combination to increase cleaning efficiency.
  • a spin dryer or the like it is preferable to dry the semiconductor substrate after removing water droplets adhering to the semiconductor substrate using a spin dryer or the like.
  • the abrasive, the abrasive set and the polishing method according to this embodiment can be suitably used for forming STI.
  • the polishing rate ratio of the insulating material (for example, silicon oxide) to the stopper material (for example, polysilicon) is preferably 10 or more, and more preferably 12 or more.
  • the polishing rate ratio is less than 10
  • the polishing rate of the insulating material relative to the polishing rate of the stopper material is small, and it tends to be difficult to stop polishing at a predetermined position when forming the STI.
  • the polishing rate ratio is 10 or more, the polishing can be easily stopped, which is more suitable for the formation of STI.
  • the polishing agent, the polishing agent set and the polishing method according to this embodiment can also be used for polishing a premetal insulating material.
  • a premetal insulating material for example, phosphorus-silicate glass and boron-phosphorus-silicate glass are used in addition to silicon oxide, and silicon oxyfluoride, fluorinated amorphous carbon, and the like can also be used.
  • the abrasive, the abrasive set and the polishing method according to this embodiment can be applied to materials other than insulating materials such as silicon oxide.
  • materials include high dielectric constant materials such as Hf-based, Ti-based, and Ta-based oxides; semiconductor materials such as silicon, amorphous silicon, SiC, SiGe, Ge, GaN, GaP, GaAs, and organic semiconductors; GeSbTe Inorganic conductive materials such as ITO; Polymer resins such as polyimides, polybenzoxazoles, acrylics, epoxies, and phenols.
  • the polishing agent, the polishing agent set, and the polishing method according to the present embodiment are not only film-like objects to be polished, but also various types composed of glass, silicon, SiC, SiGe, Ge, GaN, GaP, GaAs, sapphire, plastic, or the like. It can also be applied to substrates.
  • the polishing agent, the polishing agent set, and the polishing method according to the present embodiment are not only for manufacturing semiconductor elements, but also for image display devices such as TFTs and organic ELs; optical parts such as photomasks, lenses, prisms, optical fibers, and single crystal scintillators Optical elements such as optical switching elements and optical waveguides; light emitting elements such as solid lasers and blue laser LEDs; and magnetic storage devices such as magnetic disks and magnetic heads.
  • the obtained dispersion of cerium hydroxide particles was subjected to solid-liquid separation by centrifugation (4000 min ⁇ 1 , 5 minutes), and a precipitate having a solid content of about 10% was taken out.
  • the precipitate obtained by solid-liquid separation is mixed with water so that the cerium hydroxide content is 1.0% by mass, and the particles are dispersed in water using an ultrasonic cleaning machine.
  • a stock slurry was prepared.
  • the measuring method is as follows. First, about 1 mL of a measurement sample (aqueous dispersion) containing 1.0% by mass of cerium hydroxide particles was placed in a 1 cm square cell, and the cell was placed in N5. The refractive index of the measurement sample was adjusted to 1.333, the viscosity of the measurement sample was adjusted to 0.887 mPa ⁇ s, the measurement was carried out at 25 ° C., and the value displayed as Unimodal Size Mean was read.
  • the abrasive grains contained in the cerium hydroxide slurry stock solution contained at least some particles having nitrate ions bonded to the cerium element.
  • the abrasive grains contained cerium hydroxide because they contained at least part of particles having hydroxide ions bonded to cerium element.
  • a cerium hydroxide slurry storage solution (particle content: 1.0 mass%) is placed in a 1 cm square cell, and the cell is placed in a spectrophotometer (device name: U3310) manufactured by Hitachi, Ltd. did.
  • Absorbance was measured in the wavelength range of 200 to 600 nm, and the absorbance with respect to light with a wavelength of 400 nm and the light transmittance with respect to light with a wavelength of 500 nm were measured.
  • Absorbance with respect to light with a wavelength of 400 nm was 2.25, and light transmittance with respect to light with a wavelength of 500 nm was 92% / cm.
  • CMP abrasives used in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 were 0.05% by mass of cerium hydroxide particles as abrasive grains and 0% of the additives shown in Table 1 based on the total mass of the CMP abrasive. It was prepared to contain ⁇ 0.5 mass%, 0.005 mass% imidazole as a pH adjusting agent, and pure water in the balance. After dissolving components other than abrasive grains in pure water, a cerium hydroxide slurry stock solution was mixed and stirred to prepare a CMP abrasive.
  • the additive used in the Examples is a compound having the following structure.
  • SC-E2000 diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether) manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo): a compound satisfying formula (II) (R 1 : group represented by formula (III), R 2 : hydrogen atom,
  • PH Measurement temperature: 25 ⁇ 5 ° C
  • Measuring device manufactured by Electrochemical Instrument Co., Ltd., model number PHL-40 Measurement method: After calibrating two points using a standard buffer (phthalate pH buffer, pH: 4.01 (25 ° C.); neutral phosphate pH buffer, pH 6.86 (25 ° C.)), The electrode was placed in a CMP abrasive and the pH after the passage of 2 minutes or more and stabilized was measured with the measuring device.
  • a standard buffer phthalate pH buffer, pH: 4.01 (25 ° C.); neutral phosphate pH buffer, pH 6.86 (25 ° C.)
  • the average particle diameter of the cerium hydroxide particles in the CMP abrasive was measured using a product name: N5 manufactured by Beckman Coulter.
  • the measuring method is as follows. First, about 1 mL of CMP abrasive was placed in a 1 cm square cell, and the cell was placed in N5. The refractive index of the measurement sample was adjusted to 1.333, the viscosity of the measurement sample was adjusted to 0.887 mPa ⁇ s, the measurement was carried out at 25 ° C., and the value displayed as Unimodal Size Mean was read.
  • ⁇ CMP polishing conditions> The substrate to be polished was polished under the following polishing conditions using a CMP abrasive.
  • the substrate having the polysilicon film was polished in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 7. In Comparative Examples 2 to 6, since the polishing rate of the silicon oxide film was low, the substrate having the polysilicon film was not polished.
  • Polishing equipment Reflexion (manufactured by APPLIED MATERIALS) CMP polishing agent flow rate: 200 mL / min
  • CMP polishing agent flow rate 200 mL / min
  • Substrate to be polished a substrate in which a silicon oxide film having a thickness of 1 ⁇ m is formed on a silicon substrate by a plasma CVD method, and a polysilicon film having a thickness of 0.2 ⁇ m on a silicon substrate by a CVD method
  • Polishing pad Foamed polyurethane resin with closed cells (Rohm and Haas Japan, model number IC1000) Polishing pressure: 14.7 kPa (2 psi) Relative speed between substrate and polishing platen: 85 m / min Polishing time: 1 minute
  • Cleaning After CMP treatment, cleaning with ultrasonic water was performed and then drying with a spin dryer.
  • the polishing rate (silicon oxide polishing rate: SiO 2 RR, polysilicon polishing rate: p-SiRR) of the film to be polished (silicon oxide film, polysilicon film) polished and cleaned under the above conditions was determined from the following equation.
  • the film thickness difference of the film to be polished before and after polishing was determined using an optical interference film thickness apparatus (manufactured by Filmetrics, trade name: F80).
  • (Polishing rate: RR) (Thickness difference of the film to be polished before and after polishing (nm)) / (Polishing time (min))
  • the substrate to be polished (blanket wafer substrate having a silicon oxide film) polished and cleaned under the above conditions was immersed in an aqueous solution of 0.5% by mass of hydrogen fluoride for 15 seconds and then washed with water for 60 seconds. Subsequently, the surface of the film to be polished was washed for 1 minute while supplying water using a polyvinyl alcohol brush, and then dried. A defect of 0.2 ⁇ m or more on the surface of the film to be polished was detected using Complied by APPLIED MATERIALS.
  • the number of polishing scratches of 0.2 ⁇ m or more on the surface of the film to be polished was In all of the comparative examples, it was about 0 to 3 (pieces / wafer), and the generation of polishing scratches was sufficiently suppressed.
  • the silicon oxide polishing rate (SiO 2 RR), the polysilicon polishing rate (p-SiRR), the polishing selectivity ratio of the silicon oxide polishing rate / polysilicon polishing rate in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 7 are shown. It is shown in 1.
  • the HLB value of the additives of Examples 1 to 8 was 20.0.
  • the polyglycerin fatty acid ester of Comparative Example 7 (polyglycerin average polymerization degree: 4, HLB value: 12.2) corresponds to the compounds represented by the general formulas (I) and (II) in that it is a fatty acid ester. It is not a compound.
  • Example 1 0.5 mass% of polyglycerin tetramer (weight average molecular weight: 300) was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 200 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7.
  • the polishing selectivity was 11, which was higher than those of Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 2 0.5 mass% of polyglycerin hexamer (weight average molecular weight: 420) was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 225 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7. Further, the polishing selectivity was 11, which was higher than those of Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 3 0.5% by mass of polyglycerin 10-mer (weight average molecular weight: 680) was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 280 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7.
  • the polishing selectivity was 12, which was higher than Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 4 0.5% by mass of polyglycerol 20-mer (weight average molecular weight: 1300) was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 315 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7. Further, the polishing selectivity was 14, which was higher than those of Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 5 0.5% by mass of SC-E450 (diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 450) manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. was used in the production of the CMP abrasive.
  • SC-E450 diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 450) manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.
  • the silicon oxide polishing rate was 230 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7.
  • the polishing selectivity was 14, which was higher than those of Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 6 0.5% by mass of SC-E2000 (diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 2000) manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd. was used in the production of the CMP abrasive.
  • SC-E2000 diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 2000) manufactured by Sakamoto Pharmaceutical Co., Ltd. was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 210 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7. Further, the polishing selectivity was 14, which was higher than those of Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 7 0.5 mass% of SC-E4500 (diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 4500) manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd. was used in the production of the CMP abrasive.
  • SC-E4500 diglycerin polyether (polyoxyethylene diglyceryl ether), weight average molecular weight: 4500
  • the silicon oxide polishing rate was 195 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7.
  • the polishing selectivity was 12, which was higher than Comparative Examples 1 and 7.
  • Example 8 0.05% by mass of polyglycerin 20-mer (weight average molecular weight: 1300) was used in the production of the CMP abrasive.
  • the silicon oxide polishing rate was 270 nm / min, which was higher than Comparative Examples 1-7.
  • the polishing selectivity was 12, which was higher than Comparative Examples 1 and 7.
  • the present invention it is possible to provide a polishing agent, a polishing agent set and a polishing method that can improve the polishing rate of the insulating material and improve the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material.
  • the insulating material in particular, in CMP technology for flattening an STI insulating material, a premetal insulating material, an interlayer insulating material, etc., the insulating material can be polished at a high speed and the polishing selectivity of the insulating material with respect to the stopper material is improved.
  • An abrasive, an abrasive set and a polishing method can be provided.
  • the insulating material can be polished with low polishing scratches while improving the polishing rate of the insulating material.

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Abstract

　本発明に係る研磨剤は、水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、特定のグリセリン化合物と、を含有する。

Description

研磨剤、研磨剤セット及び基体の研磨方法
　本発明は、研磨剤、研磨剤セット、及び、前記研磨剤又は前記研磨剤セットを用いた基体の研磨方法に関する。特に、本発明は、半導体素子の製造技術である、基体表面の平坦化工程に用いられる研磨剤、研磨剤セット、及び、前記研磨剤又は前記研磨剤セットを用いた基体の研磨方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、シャロートレンチ分離（シャロー・トレンチ・アイソレーション。以下「ＳＴＩ」という。）絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等の平坦化工程において用いられる研磨剤、研磨剤セット、及び、前記研磨剤又は前記研磨剤セットを用いた基体の研磨方法に関する。
　近年の半導体素子の製造工程では、高密度化・微細化のための加工技術の重要性がますます高まっている。加工技術の一つであるＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング：化学機械研磨）技術は、半導体素子の製造工程において、ＳＴＩの形成、プリメタル絶縁材料又は層間絶縁材料の平坦化、プラグ又は埋め込み金属配線の形成等に必須の技術となっている。
　ＣＭＰ研磨剤として最も多用されているのは、砥粒として、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等のシリカ（酸化珪素）粒子を含むシリカ系ＣＭＰ研磨剤である。シリカ系ＣＭＰ研磨剤は汎用性が高いことが特徴であり、砥粒含有量、ｐＨ、添加剤等を適切に選択することで、絶縁材料又は導電材料を問わず幅広い種類の材料を研磨することができる。
　一方で、主に酸化珪素等の絶縁材料を対象とした、砥粒としてセリウム化合物粒子を含むＣＭＰ研磨剤の需要も拡大している。例えば、酸化セリウム（セリア）粒子を砥粒として含む酸化セリウム系ＣＭＰ研磨剤は、シリカ系ＣＭＰ研磨剤よりも低い砥粒含有量でも高速に酸化珪素を研磨できる（例えば、下記特許文献１及び２参照）。
　研磨剤の研磨特性を調節するために、種々の有機化合物を研磨剤に添加することが知られている。例えば、酸化セリウム系ＣＭＰ研磨剤に、界面活性剤を添加することが知られている。このような技術として、ＨＬＢ値が１７．５以上であるノニオン性界面活性剤（ポリオキシプロピレングリセリルエーテル等）を含む研磨剤が知られている（例えば、下記特許文献３参照）。
　ところで、近年、半導体素子の製造工程では、更なる配線の微細化を達成することが求められており、研磨時に発生する研磨傷が問題となっている。すなわち、従来の酸化セリウム系研磨剤を用いて研磨を行った際に、微小な研磨傷が発生しても、この研磨傷の大きさが従来の配線幅より小さいものであれば問題にならなかったが、更なる配線の微細化を達成しようとする場合には、研磨傷が微小であっても問題となってしまう。
　この問題に対し、４価金属元素の水酸化物粒子を用いた研磨剤が検討されている（例えば、下記特許文献４参照）。また、４価金属元素の水酸化物粒子の製造方法についても検討されている（例えば、下記特許文献５参照）。これらの技術は、４価金属元素の水酸化物粒子が有する化学的作用を活かしつつ機械的作用を極力小さくすることによって、粒子による研磨傷を低減しようとするものである。
特開平１０－１０６９９４号公報 特開平０８－０２２９７０号公報 特開２００９－２１２３７８号公報 国際公開第２００２／０６７３０９号 特開２００６－２４９１２９号公報
分散技術大全集、株式会社情報機構、２００５年７月、第三章「各種分散機の最新開発動向と選定基準」
　しかしながら、特許文献４及び５に記載の技術では、研磨傷が低減される一方で、絶縁材料の研磨速度が充分高いとはいえなかった。研磨速度は製造プロセスの効率に影響するため、より高い研磨速度を有する研磨剤が求められている。
　また、ＳＴＩを形成するためのＣＭＰ工程においては、ストッパ材料（研磨停止層の構成材料）として窒化珪素、ポリシリコン等を用いて酸化珪素等の絶縁材料が研磨されている。この場合、平坦性を向上させること、エロージョン（ストッパ材料の過研磨）を抑制すること等の目的のために、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性（研磨速度比：絶縁材料の研磨速度／ストッパ材料の研磨速度）が高い研磨剤が求められる。
　本発明は、このような技術的課題を解決しようとするものであり、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の発明者らは、砥粒と絶縁材料との相互作用を増大させることを検討し、特定のグリセリン化合物により砥粒と絶縁材料とを水素結合で橋渡しすることを着想し、本発明を完成するに至った。
　本発明の第一の実施態様の研磨剤は、水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、グリセリン化合物と、を含有し、グリセリン化合物が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物、及び、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ［式（Ｉ）中、ｍは３以上の整数である。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 ［式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を示し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３は各々独立に水素原子、下記一般式（ＩＩＩ）で示される基、又は、下記一般式（ＩＶ）で示される基を示す。但し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３の全てが水素原子である場合を除く。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 ［式（ＩＩＩ）中、ｐは１以上の整数を示す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 ［式（ＩＶ）中、ｑは１以上の整数を示す。］
　本発明の第一の実施態様の研磨剤によれば、従来の研磨剤に比べて、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。また、本発明の第一の実施態様の研磨剤によれば、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、これらの絶縁材料を高速に研磨することができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。さらに、本発明の第一の実施態様の研磨剤によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させつつ、絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。
　本発明の第二の実施態様の研磨剤は、水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、グリセリン化合物と、を含有し、グリセリン化合物が、ポリグリセリン、ジグリセリン誘導体及びポリグリセリン誘導体からなる群より選択される少なくとも一種であり、グリセリン化合物のＨＬＢ（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ－Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ　Ｂａｎｌａｎｃｅ）値が１９．８～２０．０である。
　なお、本明細書において、「ポリグリセリン」は、グリセリンの平均重合度が３以上であるポリグリセリン（３量体以上のポリグリセリン）である。また、本明細書において、「ジグリセリン誘導体」は、ジグリセリンに官能基を導入した化合物であり、「ポリグリセリン誘導体」は、グリセリンの平均重合度が３以上であるポリグリセリンに官能基を導入した化合物である。
　本発明の第二の実施態様の研磨剤によれば、従来の研磨剤に比べて、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。また、本発明の第二の実施態様の研磨剤によれば、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、これらの絶縁材料を高速に研磨することができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。さらに、本発明の第二の実施態様の研磨剤によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させつつ、絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。
　本発明の第二の実施態様の研磨剤において、グリセリン化合物は、ポリオキシアルキレンジグリセリルエーテルであってもよく、ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルであってもよい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　本発明に係る研磨剤において、４価金属元素の水酸化物は、希土類金属元素の水酸化物及びジルコニウムの水酸化物からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　砥粒の平均粒径は、１ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　砥粒の含有量は、研磨剤の全質量を基準として０．００５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　グリセリン化合物の重量平均分子量は、２５０以上１０×１０３以下であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　グリセリン化合物の含有量は、研磨剤の全質量を基準として０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　本発明に係る研磨剤のｐＨは、３．０以上１２．０以下であることが好ましい。これにより、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させることができる。
　また、本発明の一実施態様は、酸化珪素を含む被研磨面を研磨する研磨方法への前記研磨剤の使用に関する。すなわち、本発明に係る研磨剤は、酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。
　本発明に係る研磨剤セットは、前記研磨剤の構成成分が第一の液と第二の液とに分けて保存され、第一の液が砥粒及び水を含み、第二の液がグリセリン化合物及び水を含む。本発明に係る研磨剤セットによれば、従来の研磨剤を用いた場合よりも、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。
　本発明の第一の実施態様の基体の研磨方法は、前記研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備えていてもよく、前記研磨剤セットにおける第一の液と第二の液とを混合して得られる研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備えていてもよい。これらの研磨方法によれば、前記研磨剤又は研磨剤セットを用いることにより、従来の研磨剤を用いた場合よりも、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。また、このような研磨方法によれば、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させつつ、ディッシングの発生を抑制することもできる。
　また、本発明の第二の実施態様の基体の研磨方法は、絶縁材料及びポリシリコンを有する基体の研磨方法であって、前記研磨剤を用いて絶縁材料をポリシリコンに対して選択的に研磨する工程を備えていてもよく、前記研磨剤セットにおける第一の液と第二の液とを混合して得られる研磨剤を用いて絶縁材料をポリシリコンに対して選択的に研磨する工程を備えていてもよい。これらの研磨方法によれば、前記研磨剤又は研磨剤セットを用いることにより、従来の研磨剤を用いた場合よりも、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共に、ポリシリコンに対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる。また、このような研磨方法によれば、ポリシリコンに対する絶縁材料の研磨選択性を向上させつつ、ディッシングの発生を抑制することもできる。
　本発明によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共にストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することができる。本発明によれば、ストッパを用いた絶縁材料の研磨において、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共にストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することができる。また、本発明によれば、特に、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、これらの絶縁材料を高速に研磨できると共にストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させつつ、絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。
添加剤を添加した際に砥粒が凝集する様子を示す模式図である。 添加剤を添加した際に砥粒が凝集する様子を示す模式図である。
　以下、本発明の実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット、及び、前記研磨剤又は前記研磨剤セットを用いた基体の研磨方法について詳細に説明する。
　本実施形態に係る研磨剤は、研磨時に被研磨面に触れる組成物であり、例えばＣＭＰ研磨剤である。具体的には、本実施形態に係る研磨剤は、水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、特定のグリセリン化合物と、を少なくとも含有する。以下、必須成分、及び任意に添加できる成分について説明する。
（砥粒）
　砥粒は、４価金属元素の水酸化物を含むことを特徴とする。「４価金属元素の水酸化物」とは、本明細書において、４価の金属（Ｍ４＋）と、少なくとも一つの水酸化物イオン（ＯＨ－）とを含む化合物である。４価金属元素の水酸化物は、水酸化物イオン以外の陰イオン（例えば硝酸イオンＮＯ３ －及び硫酸イオンＳＯ４ ２－）を含んでいてもよい。例えば、４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素に結合した陰イオン（例えば、硝酸イオンＮＯ３ －、硫酸イオンＳＯ４ ２－）を含んでいてもよい。
　４価金属元素の水酸化物を含む砥粒は、シリカ、セリア等からなる従来の砥粒と比較して、絶縁材料（例えば酸化珪素）との反応性が高く、絶縁材料を高い研磨速度で研磨することができる。本実施形態に係る研磨剤においては、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒に加え、他の砥粒を併用してもよい。このような他の砥粒としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア等の粒子が挙げられる。また、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒として、４価金属元素の水酸化物とシリカとを含む複合粒子等を用いることもできる。
　砥粒において、４価金属元素の水酸化物の含有量は、砥粒全体を基準として８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上が更に好ましく、９８質量％以上が特に好ましく、９９質量％以上が極めて好ましい。研磨剤の調製が容易であると共に研磨特性にも更に優れる観点から、砥粒が４価金属元素の水酸化物からなる（砥粒の１００質量％が４価金属元素の水酸化物の粒子である）ことが最も好ましい。
　４価金属元素の水酸化物は、希土類金属元素の水酸化物及びジルコニウムの水酸化物からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。４価金属元素の水酸化物としては、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、希土類金属元素の水酸化物が好ましい。４価を取りうる希土類金属元素としては、セリウム、プラセオジム、テルビウム等のランタノイドなどが挙げられ、中でも、絶縁材料の研磨速度に更に優れる点で、ランタノイドが好ましく、セリウムがより好ましい。希土類金属元素の水酸化物とジルコニウムの水酸化物とを併用してもよく、希土類金属元素の水酸化物から二種以上を選択して使用することもできる。
　研磨剤、又は、後述する研磨剤セットにおけるスラリ中の砥粒の平均粒径の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、１ｎｍ以上が好ましく、２ｎｍ以上がより好ましく、３ｎｍ以上が更に好ましい。砥粒の平均粒径の上限は、被研磨面に傷がつくことを更に抑制する観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましく、１００ｎｍ以下が特に好ましく、５０ｎｍ以下が極めて好ましい。上記観点から、砥粒の平均粒径は、１ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。
　砥粒の「平均粒径」とは、砥粒の平均二次粒子径を意味する。砥粒の平均粒径は、例えば、研磨剤、又は、後述する研磨剤セットにおけるスラリについて、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ベックマンコールター社製、商品名：Ｎ５、又は、マルバーンインスツルメンツ社製、商品名：ゼータサイザー３０００ＨＳＡ）を用いて測定することができる。
　本実施形態に係る研磨剤の構成成分中において、４価金属元素の水酸化物は研磨特性に与える影響が大きいものと考えられる。そのため、４価金属元素の水酸化物の含有量を調整することにより、砥粒と被研磨面との化学的な相互作用が向上し、研磨速度を更に向上させることができる。このことから、４価金属元素の水酸化物の含有量は、研磨剤全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０３質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましい。また、４価金属元素の水酸化物の含有量は、砥粒の凝集を避けることが容易になると共に、被研磨面との化学的な相互作用が良好となり、砥粒の特性を有効に活用できる点で、研磨剤全質量基準で８質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましく、３質量％以下が更に好ましく、１質量％以下が特に好ましく、０．５質量％以下が極めて好ましく、０．３質量％以下が非常に好ましい。
　砥粒の含有量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、研磨剤の全質量を基準として０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０２質量％以上が更に好ましく、０．０４質量％以上が特に好ましく、０．０５質量％以上が極めて好ましい。砥粒の含有量の上限は、研磨剤の保存安定性を高くする観点から、研磨剤の全質量を基準として２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下が更に好ましい。上記観点から、砥粒の含有量は、研磨剤の全質量を基準として０．００５質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。
　また、砥粒の含有量を更に少なくすることにより、コスト及び研磨傷を更に低減できる点で好ましい。砥粒の含有量が少なくなると、絶縁材料等の研磨速度も低下する傾向がある。一方、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒は、少量でも所定の研磨速度を得ることができるため、研磨速度と、砥粒の含有量を少なくすることによる利点とのバランスをとりつつ、砥粒の含有量を更に低減することができる。このような観点から、砥粒の含有量は、５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が更に好ましく、０．５質量％以下が特に好ましく、０．３質量％以下が極めて好ましい。
［吸光度］
　砥粒は、４価金属元素の水酸化物を含み、且つ、下記条件（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方の条件を満たすことが好ましい。なお、砥粒の含有量を所定量に調整した「水分散液」とは、所定量の砥粒と水とを含む液を意味する。
　（ａ）砥粒が、該砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長４００ｎｍの光に対して吸光度１．００以上を与える。
　（ｂ）砥粒が、該砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対して吸光度１．０００以上を与える。
　前記条件（ａ）に関して、砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒を用いることにより、研磨速度を更に向上させることができる。この理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように考えている。すなわち、４価金属元素の水酸化物の製造条件等に応じて、４価の金属（Ｍ４＋）、１～３個の水酸化物イオン（ＯＨ－）及び１～３個の陰イオン（Ｘｃ－）からなるＭ（ＯＨ）ａＸｂ（式中、ａ＋ｂ×ｃ＝４である）を含む粒子が砥粒の一部として生成するものと考えられる（なお、このような粒子も「４価金属元素の水酸化物を含む砥粒」である）。Ｍ（ＯＨ）ａＸｂでは、電子吸引性の陰イオン（Ｘｃ－）が作用して水酸化物イオンの反応性が向上しており、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加するに伴い研磨速度が向上するものと考えられる。そして、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂを含む粒子が波長４００ｎｍの光を吸光するため、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加して波長４００ｎｍの光に対する吸光度が高くなるに伴い、研磨速度が向上するものと考えられる。
　４価金属元素の水酸化物を含む砥粒は、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂだけでなく、Ｍ（ＯＨ）４、ＭＯ２等も含み得ると考えられる。陰イオン（Ｘｃ－）としては、例えばＮＯ３ －、ＳＯ４ ２－が挙げられる。
　なお、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒がＭ（ＯＨ）ａＸｂを含むことは、砥粒を純水でよく洗浄した後にＦＴ－ＩＲ　ＡＴＲ法（Fourier transform Infra Red Spectrometer Attenuated Total Reflection法、フーリエ変換赤外分光光度計全反射測定法）で陰イオン（Ｘｃ－）に該当するピークを検出する方法により確認できる。ＸＰＳ法（X-ray Photoelectron Spectroscopy、Ｘ線光電子分光法）により、陰イオン（Ｘｃ－）の存在を確認することもできる。
　ここで、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂ（例えばＭ（ＯＨ）３Ｘ）の波長４００ｎｍの吸収ピークは、後述する波長２９０ｎｍの吸収ピークよりもはるかに小さいことが確認されている。これに対し、本発明者は、砥粒含有量が比較的多く、吸光度が大きく検出されやすい砥粒含有量１．０質量％の水分散液を用いて吸光度の大きさを検討した結果、当該水分散液において波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒を用いる場合に、研磨速度の向上効果に優れることを見出した。なお、前記の通り波長４００ｎｍの光に対する吸光度は砥粒に由来するものと考えられるため、波長４００ｎｍの光に対して吸光度１．００以上を与える砥粒に代えて、波長４００ｎｍの光に対して１．００以上の吸光度を与える物質（例えば黄色を呈する色素成分）を含む研磨剤では、研磨速度の前記向上効果が得られ難い。
　前記条件（ｂ）に関して、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対する吸光度１．０００以上を与える砥粒を用いることにより、研磨速度を更に向上させることができる。この理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように考えている。すなわち、４価金属元素の水酸化物の製造条件等に応じて生成するＭ（ＯＨ）ａＸｂ（例えばＭ（ＯＨ）３Ｘ）を含む粒子は、計算上、波長２９０ｎｍ付近に吸収のピークを有し、例えばＣｅ４＋（ＯＨ－）３ＮＯ３ －からなる粒子は波長２９０ｎｍに吸収のピークを有する。そのため、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加して波長２９０ｎｍの光に対する吸光度が高くなるに伴い、研磨速度が向上するものと考えられる。
　ここで、波長２９０ｎｍ付近の光に対する吸光度は、測定限界を超えるほど大きく検出される傾向がある。これに対し、本発明者は、砥粒の含有量が比較的少なく、吸光度が小さく検出されやすい砥粒含有量０．００６５質量％の水分散液を用いて吸光度の大きさを検討した結果、当該水分散液において波長２９０ｎｍの光に対する吸光度１．０００以上を与える砥粒を用いる場合に、研磨速度の向上効果に優れることを見出した。また、本発明者は、吸光物質に吸収されると当該吸光物質が黄色を呈する傾向のある波長４００ｎｍ付近の光とは別に、波長２９０ｎｍ付近の光に対する砥粒の吸光度が高いほど、このような砥粒を用いた研磨剤及びスラリの黄色味が濃くなることを見出し、研磨剤及びスラリの黄色味が濃くなるほど研磨速度が向上することを見出した。そして、本発明者は、砥粒含有量０．００６５質量％の水分散液における波長２９０ｎｍの光に対する吸光度と、砥粒含有量１．０質量％の水分散液における波長４００ｎｍの光に対する吸光度とが相関することを見出した。
　波長２９０ｎｍの光に対する吸光度の下限は、更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨する観点から、１．０００以上が好ましく、１．０５０以上がより好ましく、１．１００以上が更に好ましく、１．１３０以上が特に好ましく、１．１５０以上が極めて好ましい。波長２９０ｎｍの光に対する吸光度の上限は、特に制限はないが、例えば１０．００が好ましい。
　波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒が、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対して吸光度１．０００以上を与える場合には、更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨することができる。
　また、４価金属元素の水酸化物（例えばＭ（ＯＨ）ａＸｂ）は、波長４５０ｎｍ以上、特に波長４５０～６００ｎｍの光に対して吸光を有していない傾向がある。従って、不純物を含むことにより研磨に対して悪影響が生じることを抑制して更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨する観点から、砥粒は、該砥粒の含有量を０．００６５質量％（６５ｐｐｍ）に調整した水分散液において波長４５０～６００ｎｍの光に対して吸光度０．０１０以下を与えるものであることが好ましい。すなわち、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長４５０～６００ｎｍの範囲における全ての光に対する吸光度が０．０１０を超えないことが好ましい。波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度の上限は、０．００５以下がより好ましく、０．００１以下が更に好ましい。波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度の下限は、０が好ましい。
　水分散液における吸光度は、例えば、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）を用いて測定できる。具体的には例えば、砥粒の含有量を１．０質量％又は０．００６５質量％に調整した水分散液を測定サンプルとして調製する。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、装置内にセルを設置する。次に、波長２００～６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、得られたチャートから吸光度を判断する。
　砥粒の含有量が１．０質量％より少なくなるよう過度に希釈して波長４００ｎｍの光に対する吸光度を測定した場合に、吸光度が１．００以上を示すようであれば、砥粒の含有量を１．０質量％とした場合にも吸光度が１．００以上であるとして吸光度をスクリーニングしてもよい。砥粒の含有量が０．００６５質量％より少なくなるよう過度に希釈して波長２９０ｎｍの光に対する吸光度を測定した場合に、吸光度が１．０００以上を示すようであれば、砥粒の含有量を０．００６５質量％とした場合にも吸光度が１．０００以上であるとして吸光度をスクリーニングしてもよい。砥粒の含有量が０．００６５質量％より多くなるように希釈して波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度を測定した場合に、吸光度が０．０１０以下を示すようであれば、砥粒の含有量を０．００６５質量％とした場合にも吸光度が０．０１０以下であるとして吸光度をスクリーニングしてもよい。
［光透過率］
　本実施形態に係る研磨剤は、可視光に対する透明度が高い（目視で透明又は透明に近い）ことが好ましい。具体的には、本実施形態に係る研磨剤に含まれる砥粒は、該砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長５００ｎｍの光に対して光透過率５０％／ｃｍ以上を与えるものであることが好ましい。これにより、添加剤の添加に起因する研磨速度の低下を更に抑制することができるため、研磨速度を維持しつつ他の特性を得ることが容易になる。この観点から、前記光透過率の下限は、６０％／ｃｍ以上がより好ましく、７０％／ｃｍ以上が更に好ましく、８０％／ｃｍ以上が特に好ましく、９０％／ｃｍ以上が極めて好ましく、９２％／ｃｍ以上が非常に好ましい。光透過率の上限は１００％／ｃｍである。
　このように砥粒の光透過率を調整することで研磨速度の低下を抑制することが可能な理由は詳しくは分かっていないが、本発明者は以下のように考えている。４価金属元素（セリウム等）の水酸化物を含む砥粒では、機械的作用よりも化学的作用の方が支配的になると考えられる。そのため、砥粒の大きさよりも砥粒の数の方が、より研磨速度に寄与すると考えられる。
　砥粒の含有量が１．０質量％である水分散液において光透過率が低い場合、その水分散液に存在する砥粒は、粒子径の大きい粒子（以下「粗大粒子」という。）が相対的に多く存在すると考えられる。このような砥粒を含む研磨剤に添加剤（例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ））を添加すると、図１に示すように、粗大粒子を核として他の粒子が凝集する。その結果として、単位面積当たりの被研磨面に作用する砥粒数（有効砥粒数）が減少し、被研磨面に接する砥粒の比表面積が減少するため、研磨速度の低下が引き起こされると考えられる。
　一方、砥粒の含有量が１．０質量％である水分散液において光透過率が高い場合、その水分散液に存在する砥粒は、「粗大粒子」が少ない状態であると考えられる。このように粗大粒子の存在量が少ない場合は、図２に示すように、研磨剤に添加剤（例えばポリビニルアルコール）を添加しても、凝集の核になるような粗大粒子が少ないため、砥粒同士の凝集が抑えられるか、又は、凝集粒子の大きさが図１に示す凝集粒子と比べて小さくなる。その結果として、単位面積当たりの被研磨面に作用する砥粒数（有効砥粒数）が維持され、被研磨面に接する砥粒の比表面積が維持されるため、研磨速度の低下が生じ難くなると考えられる。
　本発明者の検討では、一般的な粒径測定装置において測定される粒子径が同じ研磨剤であっても、目視で透明である（光透過率の高い）もの、及び、目視で濁っている（光透過率の低い）ものがありえることがわかっている。このことから、前記のような作用を起こしうる粗大粒子は、一般的な粒径測定装置で検知できないほどのごくわずかの量でも、研磨速度の低下に寄与すると考えられる。
　また、粗大粒子を減らすためにろ過を複数回繰り返しても、添加剤により研磨速度が低下する現象はさほど改善せず、吸光度に起因する研磨速度の前記向上効果が充分に発揮されない場合があることがわかっている。そこで、本発明者は、砥粒の製造方法を工夫する等して、水分散液において光透過率の高い砥粒を使用することによって前記問題を解決できることを見出した。
　前記光透過率は、波長５００ｎｍの光に対する透過率である。前記光透過率は、分光光度計で測定することができる。具体的には例えば、株式会社日立製作所製の分光光度計Ｕ３３１０（装置名）で測定することができる。
　より具体的な測定方法としては、砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液を測定サンプルとして調製する。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、装置内にセルをセットした後に測定を行う。なお、砥粒の含有量が１．０質量％より大きい水分散液において５０％／ｃｍ以上の光透過率を有する場合は、これを希釈して１．０質量％とした場合も光透過率は５０％／ｃｍ以上となることが明らかである。そのため、砥粒の含有量が１．０質量％より大きい水分散液を用いることにより、簡便な方法で光透過率をスクリーニングすることができる。
　研磨剤に含まれる砥粒が水分散液において与える吸光度及び光透過率は、砥粒以外の固体成分、及び、水以外の液体成分を除去した後、所定の砥粒含有量の水分散液を調製し、当該水分散液を用いて測定することができる。研磨剤に含まれる成分によっても異なるが、固体成分又は液体成分の除去には、例えば、数千Ｇ以下の重力加速度をかけられる遠心機を用いた遠心分離、数万Ｇ以上の重力加速度をかけられる超遠心機を用いた超遠心分離等の遠心分離法；分配クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法；自然ろ過、減圧ろ過、加圧ろ過、限外ろ過等のろ過法；減圧蒸留、常圧蒸留等の蒸留法を用いることができ、これらを適宜組み合わせてもよい。
　例えば、重量平均分子量が数万以上（例えば５万以上）の化合物を含む場合は、クロマトグラフィー法、ろ過法等が挙げられ、中でも、ゲル浸透クロマトグラフィー及び限外ろ過が好ましい。ろ過法を用いる場合、研磨剤に含まれる砥粒は、適切な条件の設定により、フィルタを通過させることができる。重量平均分子量が数万以下（例えば５万未満）の化合物を含む場合は、クロマトグラフィー法、ろ過法、蒸留法等が挙げられ、ゲル浸透クロマトグラフィー、限外ろ過及び減圧蒸留が好ましい。複数種類の砥粒が含まれる場合、ろ過法、遠心分離法等が挙げられ、ろ過の場合はろ液に、遠心分離の場合は液相に、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒がより多く含まれる。
　クロマトグラフィー法で砥粒を分離する方法として、例えば、下記条件によって、砥粒成分を分取する、及び／又は、他成分を分取することができる。
　試料溶液：研磨剤１００μＬ
　検出器：株式会社日立製作所製ＵＶ－ＶＩＳディテクター、商品名「Ｌ－４２００」、波長：４００ｎｍ
　インテグレータ：株式会社日立製作所製ＧＰＣインテグレータ、商品名「Ｄ－２５００」
　ポンプ：株式会社日立製作所製、商品名「Ｌ－７１００」
　カラム：日立化成株式会社製水系ＨＰＬＣ用充填カラム、商品名「ＧＬ－Ｗ５５０Ｓ」
　溶離液：脱イオン水
　測定温度：２３℃
　流速：１ｍＬ／分（圧力は４０～５０ｋｇ／ｃｍ２程度）
　測定時間：６０分
　なお、クロマトグラフィーを行う前に、脱気装置を用いて溶離液の脱気処理を行うことが好ましい。脱気装置を使用できない場合は、溶離液を事前に超音波等で脱気処理することが好ましい。
　研磨剤に含まれる成分によっては、上記条件でも砥粒成分を分取できない可能性があるが、その場合、試料溶液量、カラム種類、溶離液種類、測定温度、流速等を最適化することで分離することができる。また、研磨剤のｐＨを調整することで、研磨剤に含まれる成分の留出時間を調整し、砥粒と分離できる可能性がある。研磨剤に不溶成分がある場合、必要に応じ、ろ過、遠心分離等で不溶成分を除去することが好ましい。
［砥粒の作製方法］
　４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩（金属塩）と、アルカリ源（塩基）とを反応させることにより作製可能である。４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩とアルカリ液（例えばアルカリ水溶液）とを混合することにより作製されることが好ましい。これにより、粒径が極めて細かい粒子を得ることができ、研磨傷の低減効果に更に優れた研磨剤を得ることができる。このような手法は、例えば、特許文献５に開示されている。４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩の金属塩溶液（例えば金属塩水溶液）とアルカリ液とを混合することにより得ることができる。なお、４価金属元素の塩及びアルカリ源の少なくとも一方を液体状態で反応系に供給する場合、混合液を撹拌する手段は限定されるものではない。例えば、回転軸回りに回転する棒状、板状又はプロペラ状の撹拌子又は撹拌羽根を用いて混合液を撹拌する方法、容器の外部から動力を伝達するマグネチックスターラーを用いて、回転する磁界で撹拌子を回転させて混合液を撹拌する方法、槽外に設置したポンプで混合液を撹拌する方法、外気を加圧して槽内に勢いよく吹き込むことで混合液を撹拌する方法が挙げられる。４価金属元素の塩としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、Ｍ（ＮＯ３）４、Ｍ（ＳＯ４）２、Ｍ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６、Ｍ（ＮＨ４）４（ＳＯ４）４（Ｍは希土類金属元素を示す。）、Ｚｒ（ＳＯ４）２・４Ｈ２Ｏ等が挙げられる。Ｍとしては、化学的に活性なセリウム（Ｃｅ）が好ましい。
　吸光度及び光透過率を調整する手段としては、４価金属元素の水酸化物の製造方法の最適化等が挙げられる。波長４００ｎｍの光に対する吸光度及び波長２９０ｎｍの光に対する吸光度を変化させる方法としては、具体的には例えば、アルカリ液中のアルカリ源の選択、金属塩溶液とアルカリ液とにおける原料濃度の調整、金属塩溶液とアルカリ液との混合速度の調整、４価金属元素の塩とアルカリ源とを混合して得られる混合液の液温の調整が挙げられる。また、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を変化させる方法としては、具体的には例えば、金属塩溶液とアルカリ液とにおける原料濃度の調整、金属塩溶液とアルカリ液との混合速度の調整、混合するときの撹拌速度の調整、混合液の液温の調整が挙げられる。
　波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を高くするためには、４価金属元素の水酸化物の製造方法を、より「緩やか」にすることが好ましい。ここで、「緩やか」とは、反応が進行するにしたがって反応系のｐＨが上昇するときのｐＨの上昇を穏やかにする（遅くする）ことを意味する。逆に、波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を低くするためには、４価金属元素の水酸化物の製造方法を、より「激しく」することが好ましい。ここで、「激しく」とは、反応が進行するにしたがって反応系のｐＨが上昇するときのｐＨの上昇を激しくする（速くする）ことを意味する。これらの吸光度及び光透過率の値を所定範囲に調整するためには、前記傾向を参考にして、４価金属元素の水酸化物の製造方法を最適化することが好ましい。以下、吸光度及び光透過率の制御方法について更に詳しく説明する。
｛アルカリ源｝
　アルカリ液中のアルカリ源としては、従来公知のものを特に制限なく使用できる。アルカリ源としては、有機塩基、無機塩基等が挙げられる。有機塩基としては、グアニジン、トリエチルアミン、キトサン等の含窒素有機塩基；ピリジン、ピペリジン、ピロリジン、イミダゾール等の含窒素複素環有機塩基；炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化テトラエチルアンモニウム等のアンモニウム塩などが挙げられる。無機塩基としては、アンモニア、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属の無機塩などが挙げられる。アルカリ源は、一種を単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
　アルカリ源としては、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、アンモニア及びイミダゾールが好ましく、イミダゾールが更に好ましい。波長４００ｎｍの光に対する吸光度及び波長２９０ｎｍの光に対する吸光度を高くするためには、アルカリ源として、弱い塩基性を示すアルカリ源を使用することが好ましい。アルカリ源の中でも、含窒素複素環有機塩基が好ましく、ピリジン、ピペリジン、ピロリジン、イミダゾールがより好ましく、ピリジン及びイミダゾールが更に好ましく、イミダゾールが特に好ましい。
｛濃度｝
　金属塩溶液とアルカリ液とにおける原料濃度の制御により、波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を変化させることができる。具体的には、金属塩溶液の金属塩濃度を濃くすることで吸光度が高くなる傾向があり、アルカリ液のアルカリ濃度（塩基の濃度、アルカリ源の濃度）を薄くすることで吸光度が高くなる傾向がある。また、金属塩濃度を濃くすることで光透過率が高くなる傾向があり、アルカリ濃度を薄くすることで光透過率が高くなる傾向がある。
　金属塩溶液における金属塩濃度の上限は、優れた研磨速度と優れた砥粒の安定性とを両立しやすくなる点で、金属塩溶液の全体を基準として１．０００ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．５００ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましく、０．３００ｍｏｌ／Ｌ以下が更に好ましく、０．２００ｍｏｌ／Ｌ以下が特に好ましい。金属塩濃度の下限は、急激に反応が起こることを抑制できる（ｐＨの上昇を穏やかにできる）と共に、波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率が高くなる点で、金属塩溶液の全体を基準として０．０１０ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましく、０．０２０ｍｏｌ／Ｌ以上がより好ましく、０．０３０ｍｏｌ／Ｌ以上が更に好ましい。
　アルカリ液におけるアルカリ濃度の上限は、急激に反応が起こることを抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として１５．０ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、１２．０ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましく、１０．０ｍｏｌ／Ｌ以下が更に好ましい。アルカリ濃度の下限は特に制限されないが、生産性の観点から、アルカリ液の全体を基準として０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。
　アルカリ液におけるアルカリ濃度は、選択されるアルカリ源により適宜調整されることが好ましい。例えば、アルカリ源の共役酸のｐＫａが２０以上であるアルカリ源の場合、アルカリ濃度の上限は、急激に反応が起こることを抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として０．１０ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。アルカリ濃度の下限は特に限定されないが、所定量の４価金属元素の水酸化物を得るために用いる溶液の使用量を抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。
　アルカリ源の共役酸のｐＫａが１２以上２０未満であるアルカリ源の場合、アルカリ濃度の上限は、急激に反応が起こることを抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として１．０ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、０．５０ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。アルカリ濃度の下限は特に限定されないが、所定量の４価金属元素の水酸化物を得るために用いる溶液の使用量を抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。
　アルカリ源の共役酸のｐＫａが１２未満であるアルカリ源の場合、アルカリ濃度の上限は、急激に反応が起こることを抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として１５．０ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、１０．０ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましい。アルカリ濃度の下限は特に限定されないが、所定量の４価金属元素の水酸化物を得るために用いる溶液の使用量を抑制する点で、アルカリ液の全体を基準として０．１０ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましい。
　アルカリ源の共役酸のｐＫａが２０以上であるアルカリ源としては、例えば、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン（ｐＫａ：２５）が挙げられる。アルカリ源の共役酸のｐＫａが１２以上２０未満であるアルカリ源としては、例えば、水酸化カリウム（ｐＫａ：１６）、水酸化ナトリウム（ｐＫａ：１３）が挙げられる。アルカリ源の共役酸のｐＫａが１２未満であるアルカリ源としては、例えば、アンモニア（ｐＫａ：９）、イミダゾール（ｐＫａ：７）が挙げられる。使用するアルカリ源の共役酸のｐＫａ値は、アルカリ濃度が適切に調整される限り、特に限定されるものではないが、アルカリ源の共役酸のｐＫａは、２０未満であることが好ましく、１２未満であることがより好ましく、１０未満であることが更に好ましく、８未満であることが特に好ましい。
｛混合速度｝
　金属塩溶液とアルカリ液との混合速度の制御により、波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を変化させることができる。傾向としては、ｐＨの上昇が穏やかになる（遅くなる）ようにすることで吸光度及び光透過率がそれぞれ高くなる。より具体的には、混合速度を遅くすることで吸光度が高くなる傾向があり、混合速度を速くすることで吸光度が低くなる傾向がある。また、混合速度を遅くすることで光透過率が高くなる傾向があり、混合速度を速くすることで光透過率が低くなる傾向がある。
　混合速度の上限は、急激に反応が進行することを更に抑制すると共に、局所における反応の偏りを更に抑制する観点から、５．００×１０－３ｍ３／分（５Ｌ／分）以下が好ましく、１．００×１０－３ｍ３／分（１Ｌ／分）以下がより好ましく、５．００×１０－４ｍ３／分（５００ｍＬ／分）以下が更に好ましく、１．００×１０－４ｍ３／分（１００ｍＬ／分）以下が特に好ましい。混合速度の下限は、特に制限されないが、生産性の観点から、１．００×１０－７ｍ３／分（０．１ｍＬ／分）以上が好ましい。
｛撹拌速度｝
　金属塩溶液とアルカリ液とを混合するときの撹拌速度の制御により、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を変化させることができる。具体的には、撹拌速度を速くすることで光透過率が高くなる傾向があり、撹拌速度を遅くすることで光透過率が低くなる傾向がある。
　撹拌速度の下限は、局所における反応の偏りを更に抑制でき、且つ、混合効率に優れる観点から、３０ｍｉｎ－１以上が好ましく、５０ｍｉｎ－１以上がより好ましく、８０ｍｉｎ－１以上が更に好ましい。撹拌速度の上限は、特に制限されず、また、撹拌羽根の大きさ、形状により適宜調整を要するが、液はねを抑制する観点から、１０００ｍｉｎ－１以下が好ましい。
｛液温（合成温度）｝
　４価金属元素の塩とアルカリ源とを混合して得られる混合液の液温の制御により、波長４００ｎｍの光に対する吸光度、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度、及び、波長５００ｎｍの光に対する光透過率を変化させることが可能であり、所望の研磨速度と保管安定性を達成可能な砥粒を得ることができる。具体的には、液温を低くすることで吸光度が高くなる傾向があり、液温を高くすることで吸光度が低くなる傾向がある。また、液温を低くすることで光透過率が高くなる傾向があり、液温を高くすることで光透過率が低くなる傾向がある。
　液温は、例えば混合液に温度計を設置して読み取れる混合液内の温度であり、０～１００℃であることが好ましい。液温の上限は、急激な反応を抑制することができる点で、１００℃以下が好ましく、６０℃以下がより好ましく、５５℃以下が更に好ましく、５０℃以下が特に好ましく、４５℃以下が極めて好ましい。液温の下限は、反応を容易に進行させることができる点で、０℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましく、２０℃以上が更に好ましい。
　前記方法で合成された４価金属元素の水酸化物は、不純物（例えば金属不純物）を含むことがあるが、洗浄して不純物を除去できる。４価金属元素の水酸化物の洗浄は、遠心分離等で固液分離を数回繰り返す方法などが使用できる。また、遠心分離、透析、限外濾過、イオン交換樹脂等によるイオンの除去などにより洗浄することもできる。不純物を除去することにより、波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度を調整することができる。
　前記で得られた砥粒が凝集している場合、適切な方法で水中に分散させることができる。主な分散媒である水に砥粒を分散させる方法としては、撹拌機による分散処理の他に、ホモジナイザ、超音波分散機、湿式ボールミル等による機械的な分散処理であってもよい。分散方法及び粒径制御方法については、例えば非特許文献１に記述されている方法を用いることができる。また、前記の洗浄処理を行って、砥粒を含む分散液の電気伝導度を下げる（例えば５００ｍＳ／ｍ以下）ことによっても、砥粒の分散性を高めることができる。そのため、前記洗浄処理を分散処理として適用してもよく、前記洗浄処理と分散処理とを併用してもよい。
（添加剤）
　本実施形態に係る研磨剤は、添加剤を含有する。ここで、「添加剤」とは、研磨速度、研磨選択性等の研磨特性；砥粒の分散性、保存安定性等の研磨剤特性などを調整するために、水及び砥粒以外に研磨剤に添加される物質を指す。
［第一の添加剤：グリセリン化合物］
　本実施形態に係る研磨剤は、第一の添加剤としてグリセリン化合物を含有する。第一の添加剤は、絶縁材料の研磨速度を向上させる効果がある。グリセリン化合物の水酸基が砥粒及び絶縁材料と相互作用して砥粒及び絶縁材料が水素結合で橋渡しされることにより、砥粒と絶縁材料との相互作用を増大させることができると考えられる。また、第一の添加剤は、ストッパ材料の研磨速度を抑制させる効果がある。グリセリン化合物の水酸基が砥粒と相互作用して砥粒表面の親水性を増大させることにより、砥粒と疎水性のストッパ材料との相互作用を減少させることができると考えられる。但し、作用機序はこれに限定されない。
　グリセリン化合物の第一態様は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物、及び、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 ［式（Ｉ）中、ｍは３以上の整数である。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 ［式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を示し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３は各々独立に水素原子、下記一般式（ＩＩＩ）で示される基、又は、下記一般式（ＩＶ）で示される基を示す。但し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３の全てが水素原子である場合を除く。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 ［式（ＩＩＩ）中、ｐは１以上の整数を示す。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 ［式（ＩＶ）中、ｑは１以上の整数を示す。］
　式（Ｉ）において、ｍは、絶縁材料の研磨速度を向上させる観点から、３以上であり、４以上が好ましく、５以上がより好ましく、１０以上が更に好ましい。ｍは、製造上の観点から、１００以下が好ましく、５０以下がより好ましく、３０以下が更に好ましい。
　式（Ｉ）において［Ｃ３Ｈ５（ＯＨ）Ｏ］部分の構造単位としては、例えば、下記式（Ｖａ）～（Ｖｃ）で表される構造単位が挙げられる。式（Ｉ）で表される化合物は、式（Ｖａ）～（Ｖｃ）のうちの一種を有する化合物であってもよく、式（Ｖａ）～（Ｖｃ）のうちの複数種を有する化合物であってもよい。式（Ｖａ）～（Ｖｃ）のうちの複数種を有する化合物において、構造単位の配列は任意である。例えば、（ａ）それぞれ同種の構造単位が連続したブロック共重合の形態、（ｂ）構造単位Ａ及び構造単位Ｂが特に秩序なく配列したランダム共重合の形態、（ｃ）構造単位Ａ及び構造単位Ｂが交互に配列した交互共重合の形態、等を含む任意の形態をとり得る。式（Ｉ）で表される化合物としては、例えば、下記式（ＶＩａ）で表される化合物、下記式（ＶＩｂ）で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ［式（ＶＩａ）中、ｒ１は０以上の整数を示し、ｓ１は０以上の整数を示し、ｒ１＋ｓ１は３以上の整数である。］
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 ［式（ＶＩｂ）中、ｒ２は０以上の整数を示し、ｓ２は０以上の整数を示し、ｒ２＋ｓ２は３以上の整数である。］
　式（ＶＩａ）で表される化合物は、［ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部及び［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）Ｏ］部のうちの一方を有していなくてもよい（すなわち、ｒ１＝０又はｓ１＝０であってもよい）。式（ＶＩｂ）で表される化合物は、［ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部及び［ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部のうちの一方を有していなくてもよい（すなわち、ｒ２＝０又はｓ２＝０であってもよい）。式（ＶＩａ）及び式（ＶＩｂ）において、波括弧（curly bracket）内の構造単位（すなわち、式（ＶＩａ）における［ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部及び［ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）Ｏ］部、式（ＶＩｂ）における［ＣＨ２ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部及び［ＣＨ（ＣＨ２ＯＨ）ＣＨ２Ｏ］部）の配列は任意である。
　ｎは、絶縁材料の研磨速度を向上させる観点から、２以上である。ｎは、製造上の観点から、１００以下が好ましく、５０以下がより好ましく、３０以下が更に好ましい。
　式（ＩＩＩ）において、ｐは、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２以上が好ましく、５以上がより好ましい。ｐは、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２００以下が好ましく、１５０以下がより好ましく、１００以下が更に好ましく、５０以下が特に好ましい。式（ＩＶ）において、ｑは、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２以上が好ましく、５以上がより好ましい。ｑは、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２００以下が好ましく、１５０以下がより好ましく、１００以下が更に好ましく、５０以下が特に好ましい。
　グリセリン化合物の第二態様は、グリセリン化合物がポリグリセリン、ジグリセリン誘導体及びポリグリセリン誘導体からなる群より選択される少なくとも一種であり且つグリセリン化合物のＨＬＢ値が１９．８～２０．０である態様である。グリセリン化合物の第二態様としては、グリセリン化合物の第一態様の化合物も該当し得る。
　ポリグリセリンは、グリセリンの平均重合度が３以上であるポリグリセリン（３量体以上のポリグリセリン）である。ポリグリセリンの平均重合度の下限は、絶縁材料の研磨速度を高める観点から、３以上であり、４以上が好ましく、５以上がより好ましく、１０以上が更に好ましい。ポリグリセリンの平均重合度の上限は特に限定されないが、製造上の観点から、１００以下が好ましく、５０以下がより好ましく、３０以下が更に好ましい。上記観点から、ポリグリセリンの平均重合度は、３以上１００以下がより好ましい。
　ジグリセリン誘導体は、ジグリセリンに官能基を導入した化合物である。官能基としては、ポリオキシアルキレン基等が挙げられる。ジグリセリン誘導体としては、ポリオキシアルキレンジグリセリルエーテル等が挙げられる。ポリオキシアルキレンジグリセリルエーテルとしては、ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル（阪本薬品工業株式会社製、ＳＣ－Ｅシリーズ等）、ポリオキシプロピレンジグリセリルエーテル（坂本薬品工業株式会社製、ＳＹ－ＤＰシリーズ等）などが挙げられる。
　ポリグリセリン誘導体は、グリセリンの平均重合度が３以上であるポリグリセリンに官能基を導入した化合物である。官能基としては、ポリオキシアルキレン基等が挙げられる。ポリグリセリン誘導体としては、ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテル等が挙げられる。ポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルとしては、ポリオキシエチレンポリグリセリルエーテル、ポリオキシプロピレンポリグリセリルエーテル等が挙げられる。
　グリセリン化合物の第二態様のＨＬＢ値は、分散安定性に優れる観点から、１９．８以上であり、１９．９以上が好ましい。グリセリン化合物の第二態様のＨＬＢ値は、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性に優れる観点から、２０．０以下である。グリセリン化合物の第二態様のＨＬＢ値は、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性に更に優れる観点から、２０．０であることがより好ましい。
　「ＨＬＢ値」とは、化合物の親水性と親油性のバランスを表す値である。ＨＬＢ値は、１つの化合物中において疎水基の種類、親水基の種類又は共重合比等が異なっている場合であっても、計算によって決定することができる。
　ＨＬＢ値の計算方法はいくつか提案されている。例えば、ＨＬＢ値は、下記式で表されるグリフィン法により算出される。
　　ＨＬＢ値＝２０×（親水基部分の総分子量）／（全体の分子量）
　親水基としては、水酸基、グリセリル基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、ヒドロキシプロピル基、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。例えば、前記式（ＩＩ）で表される化合物は、Ｒ１基と、ＯＲ２基と、ＯＣ３Ｈ５ＯＲ３基とを有している。Ｒ１、Ｒ２及びＲ３はいずれも親水基であり、ＯＲ２基及びＯＣ３Ｈ５ＯＲ３基は親水基部分である。したがって、式（ＩＩ）で表される化合物のＨＬＢ値は２０．０程度と計算される。
　グリセリン化合物は、単一分子でなくてもよく、ある程度の分子量分布を有していてもよい。グリセリン化合物のＨＬＢ値は、下記方法により測定して得られる測定値の平均値を用いて得ることができる。
　研磨剤中に含まれるグリセリン化合物のＨＬＢ値は、遠心法、クロマトグラフィー法、ろ過法、蒸留法等を用いて研磨剤からグリセリン化合物を分離後、必要により濃縮等の処理を行い、13Ｃ－ＮＭＲ、1Ｈ－ＮＭＲ、ＧＰＣ、ＭＡＬＤＩ－ＭＳ（Ｍａｔｒｉｘ　Ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ－Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等を用いて化合物の構造を同定することで求めることができる。例えば、１Ｈ－ＮＭＲスペクトルから構造単位の比率等を求めることができる。また、ＭＡＬＤＩ－ＭＳスペクトルからも構造単位の比率及び末端の構造を同定することができる。また、13Ｃ－ＮＭＲスペクトルから構造単位の共重合形態等を解析することもできる。
　第一の添加剤は、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性、平坦性、絶縁材料の研磨速度等を調整する目的で、一種を単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。また、重合度等が異なる複数の化合物を組み合わせて使用することもできる。
　第一の添加剤の重量平均分子量の上限は、特に制限はないが、作業性及び起泡性の観点から、１０×１０３以下が好ましく、５．０×１０３以下がより好ましく、３．０×１０３以下が更に好ましく、２．０×１０３以下が特に好ましい。第一の添加剤がポリグリセリン誘導体、ジグリセリン誘導体である場合、誘導体に含まれる官能基の分子量が大きすぎることによる研磨速度の低下を回避する観点から、第一の添加剤の重量平均分子量は、５．０×１０３以下がより好ましく、３．０×１０３以下が更に好ましく、２．０×１０３以下が特に好ましい。また、第一の添加剤の重量平均分子量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２５０以上が好ましく、４００以上がより好ましく、５００以上が更に好ましい。第一の添加剤がポリグリセリンである場合は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２５０以上が好ましく、４００以上がより好ましく、５００以上が更に好ましく、７５０以上が特に好ましく、１．０×１０３以上が非常に好ましく、１．２×１０３以上が極めて好ましい。上記の観点から、第一の添加剤の重量平均分子量は、２５０以上１０×１０３以下であることがより好ましい。
　なお、第一の添加剤の重量平均分子量は、例えば、標準ポリスチレンの検量線を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー法（ＧＰＣ）により下記の条件で測定することができる。
　使用機器：日立Ｌ－６０００型〔株式会社日立製作所製〕
　カラム：ゲルパックＧＬ－Ｒ４２０＋ゲルパックＧＬ－Ｒ４３０＋ゲルパックＧＬ－Ｒ４４０〔日立化成株式会社　商品名、計３本〕
　溶離液：テトラヒドロフラン
　測定温度：４０℃
　流量：１．７５ｍＬ／分
　検出器：Ｌ－３３００ＲＩ〔株式会社日立製作所製〕
　第一の添加剤の含有量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、研磨剤の全質量を基準として０．０１質量％以上が好ましく、０．０４質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、０．３質量％以上が特に好ましい。第一の添加剤の含有量の上限は、研磨剤の粘度が過剰に高くなることを抑制する観点から、研磨剤の全質量を基準として１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。上記の観点から、第一の添加剤の含有量は、研磨剤の全質量を基準として０．０１質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。なお、第一の添加剤として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。
［第二の添加剤］
　本実施形態に係る研磨剤は、研磨速度等の研磨特性；砥粒の分散性、保存安定性等の研磨剤特性などを調整する目的で、第一の添加剤の他に、第二の添加剤を更に含有していてもよい。
　第二の添加剤としては、カルボン酸、アミノ酸等が挙げられる。第二の添加剤は、一種を単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。中でも、第二の添加剤としては、砥粒の分散性と研磨特性のバランスに優れる観点から、カルボン酸及びアミノ酸が好ましい。
　カルボン酸は、ｐＨを安定化させると共に絶縁材料の研磨速度を更に向上させる効果がある。カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、乳酸等が挙げられる。
　アミノ酸は、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒の分散性を向上させ、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる効果がある。アミノ酸としては、アルギニン、リシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、ヒスチジン、プロリン、チロシン、トリプトファン、セリン、トレオニン、グリシン、アラニン、β－アラニン、メチオニン、システイン、フェニルアラニン、ロイシン、バリン、イソロイシン等が挙げられる。なお、アミノ酸はカルボキシル基を有するが、カルボン酸とは異なるものとする。
　第二の添加剤を使用する場合、第二の添加剤の含有量は、砥粒の沈降を抑制しつつ添加剤の添加効果が得られる観点から、研磨剤の全質量を基準として０．０１質量％以上１０質量％以下が好ましい。なお、第二の添加剤として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。
（水溶性高分子）
　本実施形態に係る研磨剤は、平坦性、面内均一性、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨選択性（酸化珪素の研磨速度／窒化珪素の研磨速度）、ポリシリコンに対する酸化珪素の研磨選択性（酸化珪素の研磨速度／ポリシリコンの研磨速度）等の研磨特性を調整する目的で、水溶性高分子を含有していてもよい。ここで、「水溶性高分子」とは、水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解する高分子として定義する。第一の添加剤は、「水溶性高分子」に含まれないものとする。
　水溶性高分子としては、特に制限はない。水溶性高分子としては、具体的には、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、デキストリン、シクロデキストリン、キトサン、キトサン誘導体、プルラン等の多糖類；ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクロレイン等のビニル系ポリマ；ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド等のアクリル系ポリマ；ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、ポリジアリルアミン類等のアミンポリマ；ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレン－ポリオキシプロピレン縮合物、エチレンジアミンのポリオキシエチレン－ポリオキシプロピレンブロックポリマーなどが挙げられる。これらの水溶性高分子は、誘導体であってもよい。水溶性高分子の中でも、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させる観点から、アミンポリマ及びその誘導体が好ましく、ポリアリルアミン及びその誘導体がより好ましい。水溶性高分子は、一種を単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
　水溶性高分子の重量平均分子量は、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させる観点から、１００以上が好ましく、３００以上がより好ましく、５００以上が更に好ましく、１．０×１０３以上が特に好ましい。水溶性高分子の重量平均分子量は、ストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を更に向上させる観点から、３００×１０３以下が好ましく、１００×１０３以下がより好ましく、５０×１０３以下が更に好ましく、３０×１０３以下が特に好ましい。上記の観点から、水溶性高分子の重量平均分子量は、１００以上３００×１０３以下であることがより好ましい。なお、水溶性高分子の重量平均分子量は、第一の添加剤の重量平均分子量と同様の方法により測定することができる。
　水溶性高分子を使用する場合、水溶性高分子の含有量は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨剤の全質量を基準として０．０００１質量％以上が好ましく、０．０００１５質量％以上がより好ましく、０．０００２質量％以上が更に好ましい。水溶性高分子の含有量は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨剤の全質量を基準として５質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、１質量％以下が更に好ましい。上記の観点から、水溶性高分子の含有量は、０．０００１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。水溶性高分子として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。
（研磨剤の特性）
　本実施形態に係る研磨剤のｐＨ（２５℃）の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、３．０以上が好ましく、４．０以上がより好ましく、４．５以上が更に好ましく、５．０以上が特に好ましい。また、ｐＨの上限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、１２．０以下が好ましく、１１．０以下がより好ましく、１０．０以下が更に好ましく、９．０以下が特に好ましく、８．０以下が極めて好ましい。上記の観点から、研磨剤のｐＨは、３．０以上１２．０以下であることがより好ましい。
　研磨剤のｐＨは、無機酸、有機酸等の酸成分；アンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、イミダゾール等のアルカリ成分などによって調整可能である。また、ｐＨを安定化させるため、緩衝剤を添加してもよい。また、緩衝液（緩衝剤を含む液）として緩衝剤を添加してもよい。このような緩衝液としては、酢酸塩緩衝液、フタル酸塩緩衝液等が挙げられる。
　本実施形態に係る研磨剤のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、電気化学計器株式会社製の型番ＰＨＬ－４０）で測定することができる。具体的には例えば、フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ４．０１）と中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６）を標準緩衝液として用いてｐＨメータを２点校正した後、ｐＨメータの電極を研磨剤に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定する。このとき、標準緩衝液と研磨剤の液温は共に２５℃とする。
　本実施形態に係る研磨剤は、砥粒と、第一の添加剤と、水とを少なくとも含む一液式研磨剤として保存してもよく、スラリ（第一の液）と添加液（第二の液）とを混合して前記研磨剤となるように前記研磨剤の構成成分をスラリと添加液とに分けた複数液式（例えば二液式）の研磨剤セットとして保存してもよい。スラリは、例えば、砥粒及び水を少なくとも含む。添加液は、例えば、第一の添加剤及び水を少なくとも含む。第一の添加剤、第二の添加剤、水溶性高分子及び緩衝剤は、スラリ及び添加液のうち添加液に含まれることが好ましい。なお、前記研磨剤の構成成分は、三液以上に分けた研磨剤セットとして保存してもよい。
　前記研磨剤セットにおいては、研磨直前又は研磨時に、スラリ及び添加液が混合されて研磨剤が作製される。また、一液式研磨剤は、水の含有量を減じた研磨剤用貯蔵液として保存されると共に、研磨時に水で希釈して用いられてもよい。複数液式の研磨剤セットは、水の含有量を減じたスラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液として保存されると共に、研磨時に水で希釈して用いられてもよい。
　一液式研磨剤の場合、研磨定盤上への研磨剤の供給方法としては、研磨剤を直接送液して供給する方法；研磨剤用貯蔵液及び水を別々の配管で送液し、これらを合流、混合させて供給する方法；あらかじめ研磨剤用貯蔵液及び水を混合しておき供給する方法等を用いることができる。
　スラリと添加液とに分けた複数液式の研磨剤セットとして保存する場合、これらの液の配合を任意に変えることにより研磨速度の調整ができる。研磨剤セットを用いて研磨する場合、研磨定盤上への研磨剤の供給方法としては、下記に示す方法がある。例えば、スラリと添加液とを別々の配管で送液し、これらの配管を合流、混合させて供給する方法；スラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び水を別々の配管で送液し、これらを合流、混合させて供給する方法；あらかじめスラリ、添加液を混合しておき供給する方法；あらかじめスラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び水を混合しておき供給する方法等を用いることができる。また、前記研磨剤セットにおけるスラリと添加液とをそれぞれ研磨定盤上へ供給する方法を用いることもできる。この場合、研磨定盤上においてスラリ及び添加液が混合されて得られる研磨剤を用いて被研磨面が研磨される。
（基体の研磨方法）
　本実施形態に係る基体の研磨方法は、前記一液式研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する研磨工程を備えていてもよく、前記研磨剤セットにおけるスラリと添加液を混合して得られる研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する研磨工程を備えていてもよい。また、本実施形態に係る基体の研磨方法は、絶縁材料及びポリシリコンを有する基体の研磨方法であってもよく、例えば、前記一液式研磨剤、又は、前記研磨剤セットにおけるスラリと添加液とを混合して得られる研磨剤を用いて、絶縁材料をポリシリコンに対して選択的に研磨する研磨工程を備えていてもよい。この場合、基体は、例えば、絶縁材料を含む部材と、ポリシリコンを含む部材とを有していてもよい。なお、「材料Ａを材料Ｂに対して選択的に研磨する」とは、同一研磨条件において、材料Ａの研磨速度が、材料Ｂの研磨速度よりも高いことをいう。より具体的には、例えば、材料Ｂの研磨速度に対する材料Ａの研磨速度の研磨速度比が１０以上で材料Ａを研磨することをいう。
　研磨工程では、例えば、被研磨材料を有する基体の該被研磨材料を研磨定盤の研磨パッド（研磨布）に押圧した状態で、前記研磨剤を被研磨材料と研磨パッドとの間に供給し、基体と研磨定盤とを相対的に動かして被研磨材料の被研磨面を研磨する。研磨工程では、例えば、被研磨材料の少なくとも一部を研磨により除去する。
　研磨対象である基体としては、基板等が挙げられ、例えば、半導体素子製造に係る基板（例えば、ＳＴＩパターン、ゲートパターン、配線パターン等が形成された半導体基板）上に被研磨材料が形成された基板が挙げられる。被研磨材料としては、酸化珪素等の絶縁材料；ポリシリコン、窒化珪素等のストッパ材料などが挙げられる。被研磨材料は、単一の材料であってもよく、複数の材料であってもよい。複数の材料が被研磨面に露出している場合、それらを被研磨材料と見なすことができる。被研磨材料は、膜状であってもよく、酸化珪素膜、ポリシリコン膜、窒化珪素膜等であってもよい。
　このような基板上に形成された被研磨材料（例えば酸化珪素等の絶縁材料）を前記研磨剤で研磨し、余分な部分を除去することによって、被研磨材料の表面の凹凸を解消し、被研磨材料の表面全体にわたって平滑な面とすることができる。本実施形態に係る研磨剤は、酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。
　本実施形態では、少なくとも表面に酸化珪素を含む絶縁材料と、絶縁材料の下層に配置されたストッパ（研磨停止層）と、ストッパの下に配置された半導体基板とを有する基体における絶縁材料を研磨することができる。ストッパを構成するストッパ材料は、絶縁材料よりも研磨速度が低い材料であり、ポリシリコン、窒化珪素等が好ましい。このような基体では、ストッパが露出した時に研磨を停止させることにより、絶縁材料が過剰に研磨されることを防止できるため、絶縁材料の研磨後の平坦性を向上させることができる。
　本実施形態に係る研磨剤により研磨される被研磨材料の作製方法としては、低圧ＣＶＤ法、準常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法；回転する基板に液体原料を塗布する回転塗布法などが挙げられる。
　酸化珪素は、低圧ＣＶＤ法を用いて、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）と酸素（Ｏ２）を熱反応させることにより得られる。また、酸化珪素は、準常圧ＣＶＤ法を用いて、例えば、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）とオゾン（Ｏ３）を熱反応させることにより得られる。その他の例として、テトラエトキシシランと酸素をプラズマ反応させることにより、同様に酸化珪素が得られる。
　酸化珪素は、回転塗布法を用いて、例えば、無機ポリシラザン、無機シロキサン等を含む液体原料を基板上に塗布し、炉体等で熱硬化反応させることにより得られる。
　ポリシリコンの作製方法としては、モノシランを熱反応させる低圧ＣＶＤ法、モノシランをプラズマ反応させるプラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
　窒化珪素の作製方法としては、例えば、ジクロルシランとアンモニアを熱反応させる低圧ＣＶＤ法、モノシラン、アンモニア及び窒素をプラズマ反応させるプラズマＣＶＤ法等が挙げられる。以上のような方法で得られた窒化珪素には、材質を調整するために、炭素、水素等のように、シリコンと窒素以外の元素が含まれていてもよい。
　以上のような方法で得られた酸化珪素、ポリシリコン、窒化珪素等の材質を安定化させるために、必要に応じて２００～１０００℃の温度で熱処理をしてもよい。また、以上のような方法で得られた酸化珪素には、埋込み性を高めるために微量のホウ素（Ｂ）、リン（Ｐ）、炭素（Ｃ）等が含まれていてもよい。
　以下、絶縁材料が形成された半導体基板の研磨方法を一例に挙げて、本実施形態に係る研磨方法を説明する。本実施形態に係る研磨方法において、研磨装置としては、被研磨面を有する半導体基板等の基体を保持可能なホルダーと、研磨パッドを貼り付け可能な研磨定盤とを有する一般的な研磨装置を使用できる。ホルダー及び研磨定盤のそれぞれには、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてある。研磨装置としては、例えば、ＡＰＰＬＩＥＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製の研磨装置：Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎを使用できる。
　研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡体、非発泡体等が使用できる。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、ポリアミド（例えば、ナイロン（商標名）及びアラミド）、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。研磨パッドの材質としては、特に、研磨速度及び平坦性の観点から、発泡ポリウレタン及び非発泡ポリウレタンが好ましい。研磨パッドには、研磨剤がたまるような溝加工が施されていることが好ましい。
　研磨条件に制限はないが、研磨定盤の回転速度は、半導体基板が飛び出さないように２００ｍｉｎ－１以下が好ましく、半導体基板にかける研磨圧力（加工荷重）は、研磨傷が発生することを充分に抑制する観点から、１００ｋＰａ以下が好ましい。研磨している間、ポンプ等で連続的に研磨剤を研磨パッドに供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨剤で覆われていることが好ましい。
　研磨終了後の半導体基板は、流水中でよく洗浄して基板に付着した粒子を除去することが好ましい。洗浄には、純水以外に希フッ酸又はアンモニア水を併用してもよく、洗浄効率を高めるためにブラシを併用してもよい。また、洗浄後は、半導体基板に付着した水滴を、スピンドライヤ等を用いて払い落としてから半導体基板を乾燥させることが好ましい。
　本実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法は、ＳＴＩの形成に好適に使用できる。ＳＴＩを形成するためには、ストッパ材料（例えばポリシリコン）に対する絶縁材料（例えば酸化珪素）の研磨速度比は、１０以上であることが好ましく、１２以上であることがより好ましい。前記研磨速度比が１０未満であると、ストッパ材料の研磨速度に対する絶縁材料の研磨速度の大きさが小さく、ＳＴＩを形成する際に所定の位置で研磨を停止しにくくなる傾向がある。一方、前記研磨速度比が１０以上であれば、研磨の停止が容易になり、ＳＴＩの形成に更に好適である。
　本実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法は、プリメタル絶縁材料の研磨にも使用できる。プリメタル絶縁材料としては、酸化珪素の他、例えば、リン－シリケートガラス、ボロン－リン－シリケートガラスが使用され、更に、シリコンオキシフロリド、フッ化アモルファスカーボン等も使用できる。
　本実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法は、酸化珪素等の絶縁材料以外の材料にも適用できる。このような材料としては、Ｈｆ系、Ｔｉ系、Ｔａ系酸化物等の高誘電率材料；シリコン、アモルファスシリコン、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、有機半導体等の半導体材料；ＧｅＳｂＴｅ等の相変化材料；ＩＴＯ等の無機導電材料；ポリイミド系、ポリベンゾオキサゾール系、アクリル系、エポキシ系、フェノール系等のポリマ樹脂材料などが挙げられる。
　本実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法は、膜状の研磨対象だけでなく、ガラス、シリコン、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、サファイヤ又はプラスチック等から構成される各種基板にも適用できる。
　本実施形態に係る研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法は、半導体素子の製造だけでなく、ＴＦＴ、有機ＥＬ等の画像表示装置；フォトマスク、レンズ、プリズム、光ファイバー、単結晶シンチレータ等の光学部品；光スイッチング素子、光導波路等の光学素子；固体レーザ、青色レーザＬＥＤ等の発光素子；磁気ディスク、磁気ヘッド等の磁気記憶装置の製造に用いることができる。
　以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
＜４価金属元素の水酸化物の合成＞
　１７５ｇのＣｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６を８０００ｇの純水に溶解して溶液を得た。次いで、この溶液を攪拌しながら、７５０ｇのイミダゾール水溶液（１０質量％水溶液、１．４７ｍｏｌ／Ｌ）を５ｍＬ／分の混合速度で滴下して、２９ｇのセリウム水酸化物粒子を含む分散液（黄白色）を得た。セリウム水酸化物粒子の合成は、温度２５℃、撹拌速度４００ｍｉｎ－１で行った。撹拌は、羽根部全長５ｃｍの３枚羽根ピッチパドルを用いて行った。
　得られたセリウム水酸化物粒子の分散液に対して、遠心分離（４０００ｍｉｎ－１、５分間）によって固液分離を施し、固形分含量約１０％の沈殿物を取り出した。固液分離により得られた沈殿物に、セリウム水酸化物含有量が１．０質量％になるように水を混合し、超音波洗浄機を用いて粒子を水に分散させて、セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液を調製した。
＜平均粒径の測定＞
　ベックマンコールター社製、商品名：Ｎ５を用いてセリウム水酸化物スラリ用貯蔵液におけるセリウム水酸化物粒子の平均粒径を測定したところ、２５ｎｍであった。測定法は下記のとおりである。まず、１．０質量％のセリウム水酸化物粒子を含む測定サンプル（水分散液）を１ｃｍ角のセルに約１ｍＬ入れ、Ｎ５内にセルを設置した。測定サンプルの屈折率を１．３３３、測定サンプルの粘度を０．８８７ｍＰａ・ｓに調整し、２５℃において測定を行い、Ｕｎｉｍｏｄａｌ　Ｓｉｚｅ　Ｍｅａｎとして表示される値を読み取った。
＜砥粒の構造分析＞
　セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液を適量採取し、真空乾燥して砥粒を単離した後に、純水で充分に洗浄して試料を得た。得られた試料について、ＦＴ－ＩＲ　ＡＴＲ法による測定を行ったところ、水酸化物イオン（ＯＨ－）に基づくピークの他に、硝酸イオン（ＮＯ３ －）に基づくピークが観測された。また、同試料について、窒素に対するＸＰＳ（Ｎ－ＸＰＳ）測定を行ったところ、ＮＨ４ ＋に基づくピークは観測されず、硝酸イオンに基づくピークが観測された。これらの結果より、セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液に含まれる砥粒は、セリウム元素に結合した硝酸イオンを有する粒子を少なくとも一部含有することが確認された。また、セリウム元素に結合した水酸化物イオンを有する粒子を少なくとも一部含有することから、砥粒がセリウム水酸化物を含有することが確認された。
＜吸光度及び光透過率の測定＞
　セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液を適量採取し、砥粒含有量が０．００６５質量％（６５ｐｐｍ）となるように水で希釈して測定サンプル（水分散液）を得た。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）内にセルを設置した。波長２００～６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度と、波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度とを測定した。波長２９０ｎｍの光に対する吸光度は１．１９２であり、波長４５０～６００ｎｍの光に対する吸光度は０．０１０未満であった。
　セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液（粒子の含有量：１．０質量％）を１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）内にセルを設置した。波長２００～６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、波長４００ｎｍの光に対する吸光度と、波長５００ｎｍの光に対する光透過率とを測定した。波長４００ｎｍの光に対する吸光度は２．２５であり、波長５００ｎｍの光に対する光透過率は９２％／ｃｍであった。
＜ＣＭＰ研磨剤の調製＞
　実施例１～８及び比較例１～７で用いるＣＭＰ研磨剤は、ＣＭＰ研磨剤の全質量基準で、砥粒としてセリウム水酸化物粒子を０．０５質量％、表１に示す添加剤を０～０．５質量％、ｐＨ調整剤としてイミダゾールを０．００５質量％、残部に純水を含有するように調製した。砥粒以外の含有成分を純水に溶解した後、セリウム水酸化物スラリ用貯蔵液を混合、撹拌してＣＭＰ研磨剤を調製した。
　なお、実施例で用いられている添加剤は下記の構造を有する化合物である。
　ポリグリセリン４量体：式（Ｉ）を満たす化合物（ｍ＝４）
　ポリグリセリン６量体：式（Ｉ）を満たす化合物（ｍ＝６）
　ポリグリセリン１０量体：式（Ｉ）を満たす化合物（ｍ＝１０）
　ポリグリセリン２０量体：式（Ｉ）を満たす化合物（ｍ＝２０）
　ＳＣ－Ｅ４５０（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル））：式（ＩＩ）を満たす化合物（Ｒ１：式（ＩＩＩ）で示される基、Ｒ２：水素原子、Ｒ３：水素原子、ｎ＝２、ｐ＝６）
　ＳＣ－Ｅ２０００（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル））：式（ＩＩ）を満たす化合物（Ｒ１：式（ＩＩＩ）で示される基、Ｒ２：水素原子、Ｒ３：水素原子、ｎ＝２、ｐ＝４０）
　ＳＣ－Ｅ４５００（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル）：式（ＩＩ）を満たす化合物（Ｒ１：式（ＩＩＩ）で示される基、Ｒ２：水素原子、Ｒ３：水素原子、ｎ＝２、ｐ＝９０）
＜液状特性評価＞
　ＣＭＰ研磨剤のｐＨ、ＣＭＰ研磨剤中のセリウム水酸化物粒子の平均粒径を下記の条件で評価した。実施例１～８及び比較例１～７において、ＣＭＰ研磨剤のｐＨは６．５であり、セリウム水酸化物粒子の平均粒径は２５ｎｍであった。
（ｐＨ）
　測定温度：２５±５℃
　測定装置：電気化学計器株式会社製、型番ＰＨＬ－４０
　測定方法：標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ：４．０１（２５℃）；中性リン酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ６．８６（２５℃））を用いて２点校正した後、電極をＣＭＰ研磨剤に入れて、２分以上経過して安定した後のｐＨを前記測定装置により測定した。
（セリウム水酸化物粒子の平均粒径）
　ベックマンコールター社製、商品名：Ｎ５を用いてＣＭＰ研磨剤中のセリウム水酸化物粒子の平均粒径を測定した。測定法は下記のとおりである。まず、ＣＭＰ研磨剤を１ｃｍ角のセルに約１ｍＬ入れ、Ｎ５内にセルを設置した。測定サンプルの屈折率を１．３３３、測定サンプルの粘度を０．８８７ｍＰａ・ｓに調整し、２５℃において測定を行い、Ｕｎｉｍｏｄａｌ　Ｓｉｚｅ　Ｍｅａｎとして表示される値を読み取った。
＜ＣＭＰ研磨条件＞
　ＣＭＰ研磨剤を用いて下記研磨条件で被研磨基板を研磨した。ポリシリコン膜を有する基板は、実施例１～８並びに比較例１及び７において研磨した。比較例２～６では、酸化珪素膜の研磨速度が低かったため、ポリシリコン膜を有する基板は研磨しなかった。
（研磨条件）
　研磨装置：Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ（ＡＰＰＬＩＥＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製）
　ＣＭＰ研磨剤流量：２００ｍＬ／分
　被研磨基板：厚さ１μｍの酸化珪素膜をシリコン基板上にプラズマＣＶＤ法で形成した基板、及び、厚さ０．２μｍのポリシリコン膜をシリコン基板上にＣＶＤ法で形成した基板
　研磨パッド：独立気泡を持つ発泡ポリウレタン樹脂（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、型番ＩＣ１０００）
　研磨圧力：１４．７ｋＰａ（２ｐｓｉ）
　基板と研磨定盤との相対速度：８５ｍ／分
　研磨時間：１分
　洗浄：ＣＭＰ処理後、超音波水による洗浄を行った後、スピンドライヤで乾燥させた。
＜研磨品評価＞
　前記条件で研磨及び洗浄した被研磨膜（酸化珪素膜、ポリシリコン膜）の研磨速度（酸化珪素研磨速度：ＳｉＯ２ＲＲ、ポリシリコン研磨速度：ｐ－ＳｉＲＲ）を次式より求めた。なお、研磨前後での被研磨膜の膜厚差は、光干渉式膜厚装置（フィルメトリクス社製、商品名：Ｆ８０）を用いて求めた。
　（研磨速度：ＲＲ）＝（研磨前後での被研磨膜の膜厚差（ｎｍ））／（研磨時間（分））
　また、前記条件で研磨及び洗浄した被研磨基板（酸化珪素膜を有するブランケットウエハ基板）を０．５質量％のフッ化水素の水溶液に１５秒間浸漬した後に、６０秒間水洗した。続いて、ポリビニルアルコールブラシを用いて、水を供給しながら被研磨膜表面を１分間洗浄した後に、乾燥させた。ＡＰＰＬＩＥＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製Ｃｏｍｐｌｕｓを用いて、被研磨膜表面の０．２μｍ以上の欠陥を検出した。さらに、Ｃｏｍｐｌｕｓで得られた欠陥検出座標とＡＰＰＬＩＥＤ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製ＳＥＭ　Ｖｉｓｉｏｎとを用いて、被研磨膜表面を観測したところ、被研磨膜表面における０．２μｍ以上の研磨傷の個数は、実施例及び比較例のいずれにおいても０～３（個／ウエハ）程度であり、研磨傷の発生が充分に抑制されていた。
　実施例１～８及び比較例１～７における酸化珪素研磨速度（ＳｉＯ２ＲＲ）、ポリシリコン研磨速度（ｐ－ＳｉＲＲ）、及び、酸化珪素研磨速度／ポリシリコン研磨速度の研磨選択比等を表１に示す。なお、実施例１～８の添加剤のＨＬＢ値は２０．０であった。比較例７のポリグリセリン脂肪酸エステル（ポリグリセリン平均重合度：４、ＨＬＢ値：１２．２）は、脂肪酸エステルである点で、一般式（Ｉ）、（ＩＩ）で表される化合物に該当する化合物ではない。
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　以下、表１に示す結果について詳しく説明する。実施例１では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ポリグリセリン４量体（重量平均分子量：３００）を０．５質量％用いた。実施例１において、酸化珪素研磨速度は２００ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１１であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例２では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ポリグリセリン６量体（重量平均分子量：４２０）を０．５質量％用いた。実施例２において、酸化珪素研磨速度は２２５ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１１であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例３では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ポリグリセリン１０量体（重量平均分子量：６８０）を０．５質量％用いた。実施例３において、酸化珪素研磨速度は２８０ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１２であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例４では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ポリグリセリン２０量体（重量平均分子量：１３００）を０．５質量％用いた。実施例４において、酸化珪素研磨速度は３１５ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１４であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例５では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ＳＣ－Ｅ４５０（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル）、重量平均分子量：４５０）を０．５質量％用いた。実施例５において、酸化珪素研磨速度は２３０ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１４であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例６では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ＳＣ－Ｅ２０００（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル）、重量平均分子量：２０００）を０．５質量％用いた。実施例６において、酸化珪素研磨速度は２１０ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１４であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例７では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ＳＣ－Ｅ４５００（阪本薬品工業製ジグリセリンポリエーテル（ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル）、重量平均分子量：４５００）を０．５質量％用いた。実施例７において、酸化珪素研磨速度は１９５ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１２であり、比較例１、７より高い値を示した。
　実施例８では、ＣＭＰ研磨剤の作製において、ポリグリセリン２０量体（重量平均分子量：１３００）を０．０５質量％用いた。実施例８において、酸化珪素研磨速度は２７０ｎｍ／分であり、比較例１～７より高い値を示した。また、研磨選択比は１２であり、比較例１、７より高い値を示した。
　本発明によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させることができると共にストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することができる。また、本発明によれば、特に、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、絶縁材料を高速に研磨できると共にストッパ材料に対する絶縁材料の研磨選択性を向上させることができる研磨剤、研磨剤セット及び研磨方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、絶縁材料の研磨速度を向上させつつ、絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。

Claims (16)

  1. 　水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、グリセリン化合物と、を含有し、
    　前記グリセリン化合物が、下記一般式（Ｉ）で表される化合物、及び、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも一種である、研磨剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式（Ｉ）中、ｍは３以上の整数である。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     ［式（ＩＩ）中、ｎは２以上の整数を示し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３は各々独立に水素原子、下記一般式（ＩＩＩ）で示される基、又は、下記一般式（ＩＶ）で示される基を示す。但し、Ｒ１、Ｒ２及び複数のＲ３の全てが水素原子である場合を除く。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     ［式（ＩＩＩ）中、ｐは１以上の整数を示す。］
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     ［式（ＩＶ）中、ｑは１以上の整数を示す。］
  2. 　水と、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒と、グリセリン化合物と、を含有し、
    　前記グリセリン化合物が、ポリグリセリン、ジグリセリン誘導体及びポリグリセリン誘導体からなる群より選択される少なくとも一種であり、
    　前記グリセリン化合物のＨＬＢ値が１９．８～２０．０である、研磨剤。
  3. 　前記グリセリン化合物がポリオキシアルキレンジグリセリルエーテルである、請求項２に記載の研磨剤。
  4. 　前記グリセリン化合物がポリオキシアルキレンポリグリセリルエーテルである、請求項２に記載の研磨剤。
  5. 　前記４価金属元素の水酸化物が、希土類金属元素の水酸化物及びジルコニウムの水酸化物からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨剤。
  6. 　前記砥粒の平均粒径が１ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨剤。
  7. 　前記砥粒の含有量が、研磨剤の全質量を基準として０．００５質量％以上２０質量％以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の研磨剤。
  8. 　前記グリセリン化合物の重量平均分子量が２５０以上１０×１０３以下である、請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨剤。
  9. 　前記グリセリン化合物の含有量が、研磨剤の全質量を基準として０．０１質量％以上１０質量％以下である、請求項１～８のいずれか一項に記載の研磨剤。
  10. 　ｐＨが３．０以上１２．０以下である、請求項１～９のいずれか一項に記載の研磨剤。
  11. 　酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の研磨剤。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の研磨剤の構成成分が第一の液と第二の液とに分けて保存され、前記第一の液が前記砥粒及び水を含み、前記第二の液が前記グリセリン化合物及び水を含む、研磨剤セット。
  13. 　請求項１～１１のいずれか一項に記載の研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備える、基体の研磨方法。
  14. 　請求項１２に記載の研磨剤セットにおける前記第一の液と前記第二の液とを混合して得られる研磨剤を用いて基体の被研磨面を研磨する工程を備える、基体の研磨方法。
  15. 　絶縁材料及びポリシリコンを有する基体の研磨方法であって、
    　請求項１～１１のいずれか一項に記載の研磨剤を用いて前記絶縁材料を前記ポリシリコンに対して選択的に研磨する工程を備える、基体の研磨方法。
  16. 　絶縁材料及びポリシリコンを有する基体の研磨方法であって、
    　請求項１２に記載の研磨剤セットにおける前記第一の液と前記第二の液を混合して得られる研磨剤を用いて前記絶縁材料を前記ポリシリコンに対して選択的に研磨する工程を備える、基体の研磨方法。
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