CN104582899A - 研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个实施方式涉及的研磨剂含有：液态介质、含4价金属元素的氢氧化物的磨粒、具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物、以及阳离子性聚合物，其中，高分子化合物的重均分子量在1000以上。

Description

研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法
技术领域
本发明涉及研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法。尤其是，本发明涉及作为半导体元件的制造技术的基体表面平坦化工序中使用的研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法。更进一步详细来说，本发明涉及浅沟槽(Shallow trench)隔离绝缘材料、金属前绝缘材料、层间绝缘材料等的平坦化工序中使用的研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法。
背景技术
近年来，半导体元件的制造工序中，致力于高密度化和微细化的加工技术的重要性越来越高。作为加工技术的一种，CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)技术成为半导体元件的制造工序中对于浅沟槽隔离(STI)的形成、金属前绝缘材料或者层间绝缘材料的平坦化、插头或嵌入金属配线的形成等必要的技术。
作为研磨剂使用最多的是含有二氧化硅(氧化硅)粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨剂，所述二氧化硅(氧化硅)粒子为气相二氧化硅、胶态二氧化硅等。二氧化硅系研磨剂的特征在于通用性高，通过适当地选择磨粒含量、pH、添加剂等，可以对不管是绝缘材料还是导电材料的广泛种类的材料进行研磨。
另一方面，对主要以氧化硅等绝缘材料为对象、含有铈化合物粒子作为磨粒的研磨剂的需求也在扩大。例如，含有氧化铈(二氧化铈)粒子作为磨粒的氧化铈系研磨剂，即使以低于二氧化硅系研磨剂的磨粒含量，也能够高速地研磨氧化硅(例如，参照下述专利文献1、2)。
但是近年来在半导体元件的制造工序中，寻求达到配线的进一步微细化，研磨时产生的研磨损伤成为问题。即，利用传统的氧化铈系研磨剂进行研磨时，即使产生微小的研磨损伤，若该研磨损伤的大小比以前的配线宽度小，也不成为问题，但是在为了达到配线的进一步微细化的场合下，即使微小的研磨损伤也成为问题。
对于该问题，有人研究了使用4价金属元素的氢氧化物粒子的研磨剂(例如，参照下述专利文献3～5)。此外，还有人对4价金属元素的氢氧化物粒子的制造方法进行了研究(例如，参照下述专利文献6，7)。这些技术通过活用4价金属元素的氢氧化物粒子所具有的化学作用且尽量减小其机械作用，来减少因粒子引起的研磨损伤。
此外，在为了形成STI的CMP工序等中，进行积层体的研磨，该积层体具有：配置于具有凹凸图案的基板凸部上的止动件(stopper)(含有止动件材料的研磨停止层)，配置于将凹凸图案的凹部填埋的基板及止动件之上的绝缘材料(例如氧化硅)。在这样的研磨中，由止动件来停止绝缘材料的研磨。即止动件在露出的阶段中使绝缘材料的研磨停止。这是因为人为地控制绝缘材料的研磨量(绝缘材料的除去量)较困难，通过研磨绝缘材料至止动件露出为止来控制研磨的程度。此时，有必要提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性(研磨速度比：绝缘材料的研磨速度/止动件材料的研磨速度)。对于该课题，下述专利文献8中公开了：研磨剂通过含有4价金属元素氢氧化物的粒子与阳离子性聚合体及多糖类的至少其一，可以高速地研磨氧化硅、且绝缘材料相对于氮化硅的研磨选择比优异。此外，下述专利文献9中公开了：通过使用含有4价金属元素氢氧化物的粒子与皂化度95摩尔％以下的聚乙烯醇的研磨剂，得到较高的绝缘材料相对于多晶硅的研磨速度比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平10－106994号公报
专利文献2：特开平08－022970号公报
专利文献3：国际公开第2002/067309号
专利文献4：国际公开第2012/070541号
专利文献5：国际公开第2012/070542号
专利文献6：日本专利特开2006－249129号公报
专利文献7：国际公开第2012/070544号
专利文献8：国际公开第2009/131133号
专利文献9：国际公开第2010/143579号
发明内容
发明要解决的课题
近年来，在为了形成STI的CMP工序等中，为了提高平坦性及抑制腐蚀(止动件材料的过度研磨)等目的，需要进一步地提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性。
而本发明者发现，专利文献8及9中公开的研磨剂，没有形成图案的覆盖晶圆(无图晶圆、blanket wafer)以及形成了模拟图案的有图晶圆(pattern wafer)中的凸部图案密度大的部分(凸部图案密集的部分。例如，凸部图案密度在50％以上的部分)中，绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性虽然被提高，但是有图晶圆中的凸部图案密度小的部分(凸部图案粗的部分。例如，凸部图案密度不足50％的部分)中，止动件材料被过度研磨，绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性还有改善的余地。
可是，在为了形成STI的CMP工序等中，在研磨氧化硅等绝缘材料且止动件露出的阶段使研磨停止后，为了避免绝缘材料在止动件上残存，有时即使在止动件露出后也会对绝缘材料进行多余的研磨。该多余的研磨称之为“过度(over)研磨”。例如，将在与研磨绝缘材料直至止动件露出的时间A相同长度的时间(相当于时间A的100％的时间)下进行的研磨称之为“100％过度研磨”。
然而，如果进行过度研磨，相对较早露出的止动件材料部分，比相对较晚露出的止动件材料部分经过更长时间的研磨，所以有时被研磨过度。此时，同一有图晶圆内，止动件的厚度变得局部不均，给最终得到的设备(半导体元件等)带来不利影响。而且，确认了在有图晶圆中的凸部图案密度小的部分中这样的现象较显著，因此，寻求即使进行过度研磨时，也不依赖于凸部图案密度而对止动件材料的研磨速度进行抑制。
本发明为了解决这些课题而完成，以提供研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法为目的，所述研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法可以提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，同时还在使用止动件的绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时也可以不依赖凸部图案密度而对止动件材料的研磨速度进行抑制。
解决课题的手段
与此相对，本发明人发现，将具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物与阳离子性聚合物并用时，绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性与以往相比具有进一步提高的效果，同时，即使进行过度研磨时，也可以不依赖凸部图案密度而抑制止动件材料的研磨速度。
本发明涉及的研磨剂含有：液态介质、含4价金属元素的氢氧化物的磨粒、具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物、以及阳离子性聚合物，高分子化合物的重均分子量在1000以上。
根据本发明的研磨剂，可以提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性。此外，根据本发明的研磨剂，使用止动件对凸部图案密度小的部分的绝缘材料进行研磨的话，即使进行过度研磨时，也可以抑制止动件材料的研磨速度。因此，在使用止动件对绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时，也可以不依赖凸部图案密度而抑制止动件材料的研磨速度。因此，根据本发明的研磨剂，使用止动件的绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时，也可以不依赖凸部图案密度，提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性。
不过，虽然多年来作为所述止动件材料使用氮化硅，但是近年来在为了形成STI的CMP工序等中，为了进一步提高平坦性，使用多晶硅作为止动件材料的情形在增加。此时，从提高绝缘材料相对多晶硅的研磨选择性方面出发，需要抑制多晶硅的研磨速度。但是以往的研磨剂中，绝缘材料相对多晶硅的研磨选择性还有改善的余地。
与此相对，根据本发明的研磨剂，可以提高绝缘材料相对多晶硅的研磨选择性。此外，根据本发明的研磨剂，使用多晶硅作为止动件材料对凸部图案密度小的部分的绝缘材料进行研磨时，即使进行过度研磨时，也可以抑制多晶硅的研磨速度。因此，在使用多晶硅作为止动件材料对绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时，也可以不依赖凸部图案密度而抑制多晶硅的研磨速度。因此，根据本发明的研磨剂，使用多晶硅作为止动件材料对绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时，也可以不依赖凸部图案密度，提高绝缘材料相对多晶硅的研磨选择性。
此外，根据本发明的研磨剂，在使浅沟槽隔离绝缘材料、金属前绝缘材料、层间绝缘材料等平坦化的CMP技术中，可以使这些绝缘材料高度平坦化。根据本发明的研磨剂，可以在使绝缘材料高度平坦化的同时，还能以较低的研磨损伤对绝缘材料进行研磨。
4价金属元素优选含有选自稀土类元素及锆中的至少一种。由此，可以不依赖凸部图案密度，进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，还可以抑制被研磨面上研磨损伤的产生。
高分子化合物的含量，以研磨剂的总质量为基准，优选0.01质量％以上。由此，可以不依赖凸部图案密度，进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，还可以抑制被研磨面上研磨损伤的产生。
高分子化合物优选含有下述通式(I)所示的化合物。
R11-O-(R12-O)m1-H…(I)
[式(I)中，R11表示具有或不具有取代基的芳基，R12表示具有或不具有取代基的碳原
子数1～5的亚烷基，m1表示15以上的整数。]
本发明的一个形态涉及所述研磨剂在含有氧化硅的被研磨面的研磨中的使用。即本发明的研磨剂的一个形态优选用于含有氧化硅的被研磨面的研磨。
本发明的研磨剂套剂中，所述研磨剂的构成成分分为第1液体与第2液体保存，第1液体包含所述磨粒及液态介质，第2液体包含所述高分子化合物、所述阳离子性聚合物及液态介质。根据本发明的研磨剂套剂，可以得到与本发明的研磨剂相同的上述效果。
本发明的基体的研磨方法还可以具有使用所述研磨剂对基体的被研磨面进行研磨的工序。根据这样的基体的研磨方法，通过使用所述研磨剂，可以得到与本发明的研磨剂相同的上述效果。
本发明的基体的研磨方法，还可以具有使用所述研磨剂套剂中的所述第1液体与所述第2液体混合而成的研磨剂对基体的被研磨面进行研磨的工序。根据这样的基体的研磨方法，通过使用所述研磨剂套剂，可以得到与本发明的研磨剂相同的上述效果。
发明效果
根据本发明，可以提供研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法，所述研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法可以提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，同时，在使用止动件的绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时也可以不依赖凸部图案密度而抑制止动件材料的研磨速度。
此外，根据本发明，可以提供研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法，所述研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法可以提高绝缘材料相对多晶硅的研磨选择性，同时，在使用多晶硅作为止动件材料对绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时也可以不依赖凸部图案密度而抑制多晶硅的研磨速度。
进一步地，根据本发明，在使浅沟槽隔离绝缘材料、金属前绝缘材料、层间绝缘材料等平坦化的CMP技术中，使用止动件对绝缘材料进行研磨时，不依赖凸部图案密度而提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，还能以较低的研磨损伤对绝缘材料进行研磨。
附图说明
[图1]实施例中使用的显示有图晶圆的截面示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂、及使用了这些的基体的研磨方法进行详细地说明。
＜定义＞
本说明书中将“研磨剂(abrasive)”定义为研磨时与被研磨面接触的组合物。“研磨剂”词语本身并不对研磨剂中含有的成分做任何限定。如后所述，本实施方式中涉及的研磨剂含有磨粒(abrasive grain)。磨粒也可以称为“研磨粒子”(abrasive particle)，本说明书中将其称为“磨粒”。磨粒一般是固体粒子。此时，认为通过磨粒在研磨时所具有的机械作用及磨粒(主要是磨粒的表面)具有的化学作用，可以将除去对象物除去(remove)，机制并不局限于此。
＜研磨剂＞
本实施方式中涉及的研磨剂，例如为CMP用研磨剂。具体地，本实施方式中涉及的研磨剂至少含有液态介质、含4价金属元素的氢氧化物的磨粒、添加剂，作为所述添加剂，至少含有具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物(以下称为“芳族聚氧化烯化合物”)和阳离子性聚合物。以下对必须成分以及可以任意添加的成分进行说明。
(磨粒)
本实施方式中涉及的研磨剂的磨粒，含有4价金属元素的氢氧化物。“4价金属元素的氢氧化物”是含有4价金属(M4+)与至少一种的羟基离子(OH-)的化合物。4价金属元素的氢氧化物可以含有羟基离子之外的阴离子(例如，硝酸根NO3-，硫酸根SO4 2-)。例如，4价金属元素的氢氧化物，可以含有与4价金属元素键合的阴离子(例如硝酸根、硫酸根)。所述含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，与二氧化硅、氧化铝、氧化铯等形成的以往的磨粒相比，与绝缘材料(例如氧化硅)的反应性高，可以以较高的研磨速度研磨绝缘材料。
4价金属元素优选含有稀土类元素及锆中的至少一种。作为4价金属元素，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，优选稀土类元素。作为带有4价的稀土类元素，举例有铈、镨、铽等镧系元素等，其中，从绝缘材料的研磨速度进一步优异方面出发，优选铈。稀土类元素的氢氧化物与锆的氢氧化物可以并用，还可以从稀土类元素的氢氧化物中选择二种以上使用。
4价金属元素的氢氧化物可以通过4价金属元素的盐与碱性化合物(碱源)来反应制作。例如，作为制造4价金属元素的氢氧化物的方法，可以使用4价金属元素的盐与碱液混合的方法。该方法有如在《稀土类的科学(希土類の科学)》(足立吟也编、株式会社化学同人、1999年)304～305页中所说明的。
作为4价金属元素的盐，可以使用以往公知的物质而无特别限制，可以举例M(SO4)2、M(NH4)2(NO3)6、M(NH4)4(SO4)4(M表示稀土类元素。)、Zr(SO4)2·4H2O等，其中优选M(NH4)2(NO3)6。作为M，优选化学活性的铈(Ce)。
作为碱液，可以使用以往公知的物质而无特别限制。作为碱液中的碱性化合物，举例有咪唑、四甲基氢氧化铵(TMAH)、胍、三乙胺、吡啶、哌啶、吡咯烷、壳聚糖等有机碱；氨、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙等无机碱等。这些之中，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，优选氨及咪唑，更优选咪唑。所述方法中合成的含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，对其进行洗涤可以除去金属不纯物。含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的洗涤中，可以使用通过离心分离重复进行数次固液分离的方法等。还可以通过离心分离、透析、超滤、离子交换树脂等除去离子的工序进行洗涤。
所述得到的含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒凝集时，优选通过适当的方法使其在液态介质(例如水)中分散。作为将含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒分散在液态介质中的方法，举例有使用一般的搅拌机进行的分散处理；使用均质机、超声波分散机、湿式球磨机等进行的机械分散；使用离心分离、透析、超滤、离子交换树脂等进行的杂质离子的除去等。对于分散方法及粒径控制方法，可以使用例如《分散技术大全集(分散技術大全集)》(株式会社情报机构，2005年7月)第3章“各种分散机的最新开发动向与选定基准(各種分散機の最新開発動向と選定基準)”中记述的方法。通过进行所述洗涤处理，降低含有含4价金属元素的氢氧化物的磨粒的分散液的导电率(例如500mS/m以下)，可以提高含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的分散性，所以可以将所述洗涤处理用作分散处理，也可以同时进行所述洗涤处理与分散处理。
另外，上述专利文献7对上述磨粒的制造方法进行了详细说明，本发明引用了该说明。
本实施方式中涉及的研磨剂，可以将含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒与其他磨粒并用。作为这样的其他磨粒，举例有二氧化硅、氧化铝、氧化铯等粒子。作为含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，可以使用含有4价金属元素的氢氧化物与二氧化硅的复合粒子等。
4价金属元素的氢氧化物的含量，以磨粒的总量为基准优选在80质量％以上，更优选90质量％以上，进一步地优选95质量％以上，特别优选98质量％以上，极其优选99质量％以上。从容易配制研磨剂且研磨特性进一步优异方面出发，所述磨粒最优选由所述4价金属元素的氢氧化物形成(实际上磨粒的100质量％为所述4价金属元素的氢氧化物的粒子)。
含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，在所述磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液中，所述磨粒优选使该水分散液对于波长400nm的光的吸光度在1.00以上的物质。另外，磨粒的含量调整至一定量的“水分散液”意味着含有一定量的磨粒与水的液体。虽然得到提高研磨速度的效果的理由还不清楚，但本发明人推测如下。即认为根据4价金属元素的氢氧化物的制造条件等，可以生成含有4价的金属(M4+)、1～3个羟基离子(OH-)及1～3个阴离子(XC-)形成的M(OH)aXb(式中，a+b×c＝4)的粒子作为磨粒的一部分(另外，这样的粒子也是“含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒”)。M(OH)aXb中，吸电性的阴离子(XC-)发挥作用从而氢氧化物离子的反应性提高，随着M(OH)aXb的存在量增加，研磨速度提高。而且含有M(OH)aXb的粒子对波长400nm的光进行吸光，所以认为伴随着M(OH)aXb的存在量增加、相对于波长400nm的光的吸光度增高，研磨速度也提高。
含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，不只是M(OH)aXb，还可以含有M(OH)4、MO2等。作为阴离子(XC-)，举例有NO3－、SO4 2-等。
另外，磨粒含有M(OH)aXb的事实，可以通过将磨粒在纯水中充分洗涤之后使用FT－IR ATR法(Fourier transform Infra Red Spectrometer Attenuated Total Reflection法，傅里叶变换衰减全反射红外光谱法)测定相当于阴离子(XC-)的峰的方法来确认。通过XPS法(X－ray Photoelectron Spectroscopy，X射线光电子能谱法)也可以确认阴离子(XC-)的存在。
所述磨粒，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面考虑，在所述磨粒的含量调节至0.0065质量％的水分散液中，该磨粒优选使该水分散液对于波长290nm的光的吸光度在1.000以上的物质。虽然得到提高研磨速度的效果的理由还不清楚，但本发明人推测如下。即认为含有根据4价金属元素的氢氧化物的制造条件等生成的M(OH)aXb的粒子经计算上在波长290nm附近具有吸收峰，例如Ce4+(OH－)3NO3－形成的粒子在波长290nm处具有吸收峰。因此伴随着M(OH)aXb的存在量增加、相对于波长290nm的光的吸光度提高，研磨速度也可以提高。
所述4价金属元素的氢氧化物(例如M(OH)aXb)对波长450nm以上、特别是波长450～600nm的光具有不吸光的倾向。因此，从抑制由于含有不纯物而对研磨产生不良影响、以更优异的研磨速度对绝缘材料进行研磨方面考虑，所述磨粒优选在其含量调节至0.0065质量％的水分散液中，对于波长450～600nm的光的吸光度在0.010以下。
所述磨粒，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，在所述磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液中，该磨粒优选使该水分散液对于波长500nm的光的透光率在50％/cm以上的物质。虽然得到提高研磨速度的效果的理由还不清楚，但本发明人推测如下。即认为含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，其具有的作为磨粒的作用，比起机械作用，化学作用更起到主导作用。因此认为比起磨粒的大小，磨粒的数量更有助于研磨速度。
磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液中，透光率较低时，认为该水分散液中存在的磨粒，粒径大的粒子(以下称之为“粗大粒子”。)相对较多地存在。向含有这样的磨粒的研磨剂中添加添加剂时，其他粒子以粗大粒子为核心进行凝集。结果是，作用于每单位面积的被研磨面上的磨粒数量(有效磨粒数量)减少，与被研磨面接触的磨粒的比表面积减少，因此认为有时研磨速度会下降。
另一方面，磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液中，透光率较高时，认为该水分散液中存在的磨粒，所述“粗大粒子”以较少的状态存在。像这样粗大粒子的存在量较少时，即使向研磨剂中添加添加剂，作为凝集的核心的粗大粒子较少，所以磨粒之间的凝集被抑制、或者凝集粒子的尺寸变小。结果是，作用于每单位面积的被研磨面上的磨粒数量(有效磨粒数量)得以维持，与被研磨面接触的磨粒的比表面积得以维持，因此研磨速度的降低变得困难，绝缘材料的研磨速度容易提高。
研磨剂中所含的磨粒，其赋予该磨粒的水分散液的吸光度及透光率，可以使用例如株式会社日立制作所制的分光光度计(装置名：U3310)进行测定。具体地，例如配制磨粒的含量调节至1.0质量％或者调整至0.0065质量％的水分散液作为测定样品。将约4mL的该测定样品加入边长1cm的测试杯中，将测试杯安装于装置内。接着在波长200～600nm的范围内进行吸光度测定，根据得到的图表判断吸光度及透光率。
对于研磨剂中所含的磨粒，其赋予该磨粒的水分散液的吸光度及透光率，可以在除去磨粒之外的固体成分、及水之外的液体成分后，配制为一定磨粒含量的水分散液，使用该水分散液进行测定。固体成分或者液体成分的除去根据研磨剂中包含的成分而有所不同，可以使用：施加数千G以下的重力加速度的离心机的离心分离、施加数万G以上重力加速度的超离心机的离心分离等离心分离法；分配色谱法、吸附色谱法、凝胶渗透色谱法、离子交换色谱法等色谱方法；自然过滤、减压过滤、加压过滤、超滤等过滤法；减压蒸馏、常压蒸馏等蒸馏法等，也可以对这些进行适当的组合。
例如，含有重均分子量在数万以上(例如5万以上)的化合物时，举例有色谱法、过滤法等，优选凝胶渗透色谱法、超滤法。使用过滤法时，根据适当的条件设定，使研磨剂中包含的磨粒通过过滤器。含有重均分子量数万以下(例如不足5万)的化合物时，举例有色谱法、过滤法、蒸馏法等，优选凝胶渗透色谱法、超滤法、减压蒸馏法。包含多种类的磨粒时，举例有过滤法、离心分离法等，使用过滤法时，滤液中包含更多的含4价金属元素的氢氧化物的磨粒，使用离心分离法时，液相中包含更多的含4价金属元素的氢氧化物的磨粒。
作为通过所述色谱法来分离磨粒的方法，例如，可以通过下述条件来分离磨粒和/或其他成分。
试样溶液：研磨剂100μL
检测器：株式会社日立制作所制、UV－VIS检测器、商品名“L－4200”、波长：400nm
积分仪：株式会社日立制作所制，GPC积分仪、商品名“D－2500”
泵：株式会社日立制作所制、商品名“L－7100”
色谱柱：日立化成株式会社制，水系HPLC用填充色谱柱、商品名“GL－W550S”
洗脱液：脱离子水
测量温度：23℃
流速：1mL/分(压力：40～50kg/cm2左右)
测量时间：60分钟
另外，进行色谱法之前，优选使用脱气装置对洗脱液进行脱气处理。不能使用脱气装置时，优选预先通过超声波等对洗脱液进行脱气处理。
根据研磨剂中所含的成分，在上述条件下也有无法分离磨粒的可能性。此时，对试样溶液量、色谱柱种类、洗脱液种类、测定温度、流速等进行优化后可以进行分离。此外通过调整研磨剂的pH来调整研磨剂中包含的成分的馏出时间也可以与磨粒分离。研磨剂中有不溶成分时，根据需要，优选通过过滤、离心分离等除去不溶成分。
研磨剂中磨粒的平均粒径的下限，从可以使相对于绝缘材料的研磨速度更合适的方面考虑，优选1nm以上，更优选2nm以上，进一步地优选5nm以上。磨粒的平均粒径的上限，从进一步抑制被研磨面的损伤方面考虑，优选300nm以下，更优选250nm以下，进一步优选200nm以下。考虑到上述方面，磨粒的平均粒径更优选1nm以上300nm以下。
磨粒的“平均粒径”表示研磨剂中磨粒的平均二次粒径。测定磨粒的平均粒径时，可以使用例如，光衍射散射式粒度分布分析仪(例如，贝克曼库尔特有限公司(マルバーンインスツルメンツ社)，商品名：N5，或者，马尔文仪器有限公司(マルバーンインスツルメンツ社)，商品名：激光粒度仪3000HSA)。
磨粒含量的下限，从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，以研磨剂的总质量为基准优选0.005质量％以上，更优选0.01质量％以上，进一步优选0.02质量％以上，特别优选0.04质量％以上。磨粒的含量上限，从提高研磨剂的保存稳定性方面考虑，以研磨剂的总质量为基准，优选20质量％以下，更优选15质量％以下，进一步优选10质量％以下。考虑到上述方面，所述磨粒的含量以研磨剂的总质量为基准更优选0.005质量％以上20质量％以下。
此外，优选通过进一步减少磨粒的含量来进一步降低成本及研磨损伤。历来，磨粒的含量减少时，绝缘材料等的研磨速度有下降的倾向。另一方面，即使是少量的含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，也可以具有一定的研磨速度，所以，可以取得研磨速度与减少磨粒含量的优点之间的平衡，还可以进一步降低磨粒的含量。基于这样的观点，磨粒的含量优选5质量％以下，更优选3质量％以下，进一步优选1质量％以下，特别优选0.5质量％以下，极优选0.3质量％以下。
(添加剂)
本实施方式中涉及的研磨剂，含有添加剂。在这里“添加剂”是指为了调整研磨速度、研磨选择性等研磨特性；磨粒的分散性、保存稳定性等研磨剂特性等，研磨剂中含有的液态介质及磨粒之外的物质。
[第1添加剂：芳族聚氧化烯化合物]
本实施方式中涉及的研磨剂，含有作为第1添加剂的芳族聚氧化烯化合物(具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物)。芳族聚氧化烯化合物是将具有芳香环的取代基导入聚氧化烯链末端的化合物。芳香环可以与聚氧化烯链直接键合，也可以不与其直接键合。芳香环可以是单环也可以是多环。芳族聚氧化烯化合物具有或不具有多个聚氧化烯链通过具有芳香环的取代基键合的结构。聚氧化烯链优选聚氧乙烯链、聚氧丙烯链。聚氧化烯链的结构单位数量优选15以上。
芳族聚氧化烯化合物具有抑制止动件材料的研磨速度变得过高的效果。此外，通过使用芳族聚氧化烯化合物，可以不依赖凸部图案密度而提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性。推测出现这些效果的理由是通过芳族聚氧化烯化合物将止动件材料包覆，从而止动件材料的研磨被抑制。由此，即使在研磨凸部图案密度小的部分时，通过磨粒进行的止动件材料的研磨变得缓和，抑制了凸部图案密度的疏密仰赖性。当止动件材料为多晶硅时，所述各效果可以更显著。
作为具有芳香环的取代基，当芳香环位于芳族聚氧化烯化合物的末端时，举例有芳基等。作为芳基，举例有苯基、苄基、甲苯基、二甲苯基等单环芳基，萘基等多环芳基等，这些芳族基团可以进一步具有取代基。作为引入到芳族基团的取代基，举例有烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、烷氧基、卤代基、羟基、羰基、硝基、氨基、苯乙烯基、芳香族基等，优选烷基和苯乙烯基。
作为具有芳香环的取代基，当芳香环位于芳族聚氧化烯化合物的主链中时，举例有亚芳基等。作为亚芳基，举例有亚苯基、亚苄基、亚二甲苯基等单环芳基；亚萘基等多环芳基，这些芳族基团可以进一步具有取代基。作为引入到芳族基团的取代基，举例有烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、烷氧基、卤代基、羟基、羰基、硝基、氨基、苯乙烯基、芳香族基等。
作为所述芳族聚氧化烯化合物，举例有下述通式(I)所表示的化合物、下述通式(II)所表示的化合物等。
R11-O-(R12-O)m1-H…(I)
[式(I)中，R11表示具有或不具有取代基的芳基，R12表示具有或不具有取代基的碳原子数1～5的亚烷基，m1表示15以上的整数。]
H-(O-R23)n1-O-R21-R25-R22-O-(R24-O)n2-H…(II)
[式(II)中，R21及R22分别独立地表示具有或不具有取代基的亚芳基，R23、R24及R25分别独立地表示具有或不具有取代基的碳原子数1～5的亚烷基，n1及n2分别独立地表示15以上的整数。]
从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选满足式(I)或者式(II)满足下述条件的至少其一。
·作为R11，具有芳香环的取代基优选例示的上述芳基，更优选将烷基或者苯乙烯基作为取代基引入的苯基。
·作为R21及R22，具有芳香环的取代基优选例示的上述亚芳基。
·作为R12、R23、R24和R25，优选乙烯基、n-丙烯基。
·m1优选15以上，更优选30以上，进一步地优选45以上，特别优选60以上。
·m1优选2000以下，更优选900以下，进一步地优选600以下，特别优选300以下。
·n1和n2优选15以上，更优选30以上。
·n1和n2优选2000以下，更优选900以下，进一步地优选600以下，特别优选300以下。
所述之中，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选所述式(I)所表示的化合物。基于同样的观点，所述式(I)所表示的化合物之中，更优选下述通式(III)所表示的化合物，及更优选下述通式(IV)所表示的化合物，进一步地优选下述通式(III)所表示的化合物。
[化1]
[式(III)中，R31表示具有或不具有取代基的碳原子数1～5的亚烷基，m2表示1～3的整数，m3表示15以上的整数。]
[化2]
[式(IV)中，R41表示具有或不具有取代基的烷基，R42表示具有或不具有取代基的碳原子数1～5的亚烷基，m4表示15以上的整数。此外，式(IV)中的芳香环可以进一步地具有或不具有取代基。]
从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选满足式(III)或者式(IV)满足下述条件的至少其一。
·作为R31，优选乙烯基、n-丙烯基，更优选乙烯基。
·作为R41，优选碳原子数1～40的烷基，更优选碳原子数6～20的烷基。
·作为R42，优选乙烯基、n-丙烯基，更优选乙烯基。
·m2优选1以上。
·m3优选15以上，更优选30以上，进一步地优选45以上，特别优选60以上。
·m3优选2000以下，更优选900以下，进一步地优选600以下，特别优选300以下。
·m4优选15以上，更优选30以上，进一步地优选45以上，特别优选60以上。
·m4优选2000以下，更优选900以下，进一步地优选600以下，特别优选300以下。
·作为式(IV)的芳香环除R41之外进一步具有的取代基，优选丙烯基。
作为式(I)所表示的芳族聚氧化烯化合物，举例有聚氧乙烯苯基醚、聚氧丙烯苯基醚、聚氧乙烯枯基苯基醚、聚氧乙烯苄基醚；聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚(例如，由花王株式会社制的EMULGEN A-500；第一工业制药株式会社制的NOIGEN EA-7系列)等所述式(III)所示的芳族聚氧化烯化合物；
聚氧乙烯烷基苯基醚(例如，第一工业制药株式会社制的Emarujitto系列)，聚氧乙烯壬基丙烯基苯基醚(例如，日本第一工业制药株式会社制的AQUALON RN系列)等(IV)所表示的芳族聚氧化烯化合物；等。
作为式(II)所表示的芳族聚氧化烯化合物，举例有2,2-双(4-聚氧乙烯羟苯基)丙烷等。
本实施方式中涉及的研磨剂中，芳族聚氧化烯化合物，为了调整研磨选择性及平坦性等研磨特性，可以单独或者二种以上组合使用。
芳族聚氧化烯化合物的重均分子量下限，从绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性优异方面出发，在1000以上，优选1500以上，更优选2000以上，进一步优选3000以上。芳族聚氧化烯化合物的重均分子量的上限，从绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性进一步地优异方面出发，优选100000以下，更优选50000以下，进一步地优选30000以下，特别优选20000以下，极优选15000以下，非常优选10000以下。
另外，芳族聚氧化烯化合物的重均分子量通过例如使用标准聚苯乙烯的校正曲线的凝胶渗透色谱法(GPC)在下述条件下进行测定。
使用机器：日立L-6000型(株式会社日立制作所制)
色谱柱：凝胶包GL-R420+凝胶包GL-R430+胶包GL-R440(日立化成株式会社制商品名，共三只)
洗脱液：四氢呋喃
测量温度：40℃
流量：1.75mL/分
检测器：日立L-3300RI(株式会社日立制作所制)
芳族聚氧化烯化合物的含量下限，以研磨剂的总质量为基准优选0.01质量％以上。由此，在不依赖凸部图案密度而提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性的同时，还进一步地抑制了被研磨面上研磨损伤的产生。基于同样地观点，芳族聚氧化烯化合物的含量下限，以研磨剂的总质量为基准更优选0.05质量％以上，进一步地优选0.1质量％以上，特别优选0.2质量％以上。芳族聚氧化烯化合物的含量上限，没有特别限制，从稳定性及生产率优异方面出发，以研磨剂的总质量为基准优选10.0质量％以下，更优选5.0质量％以下，进一步地优选3.0质量％以下，特别优选2.0质量％以下，极优选1.0质量％以下。使用多个化合物作为芳族聚氧化烯化合物时，优选各化合物的总含量满足所述范围。
[第2添加剂：阳离子性聚合物]
阳离子性聚合物，通过与芳族聚氧化烯化合物并用，具有进一步地抑制止动件材料(例如多晶硅)的研磨速度变得过高的效果。此外，阳离子性聚合物，可以抑制芳族聚氧化烯化合物对止动件材料、及绝缘材料(例如氧化硅)过度包覆而造成的绝缘材料的研磨速度的下降。此外，还具有提高绝缘材料的研磨速度的效果。因此，当芳族聚氧化烯化合物与阳离子性聚合物并用时，认为通过阳离子性聚合物与芳族聚氧化烯化合物的相互作用，可以抑制止动件材料的研磨速度，同时提高绝缘材料的研磨速度。
作为阳离子性聚合物，举例有烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、乙烯亚胺及其衍生物形成的群中选择的至少一种单体成分聚合而成的聚合物(烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物乙烯胺聚合物，乙烯亚胺)，以及壳聚糖和壳聚糖衍生物等多糖类等。
烯丙基胺聚合物是烯丙胺或者其衍生物聚合而成的聚合物。作为烯丙胺衍生物，举例有烷氧羰基烯丙胺，甲基羰基烯丙胺，氨基羰基烯丙胺，尿素烯丙胺等。
二烯丙胺聚合物是通过二烯丙胺或其衍生物聚合得到的聚合物。作为二烯丙胺衍生物，举例有甲基二烯丙胺、二烯丙基二甲基铵盐、二烯丙基甲基乙基铵盐、酰基二烯丙胺、氨基羰基化二烯丙胺、烷氧基羰基化二烯丙胺、氨基硫代羰基化二烯丙胺、羟基烷基化二烯丙胺等。作为铵盐，举例有氯化铵，例如烷基硫酸铵(例如乙基硫酸铵)等。作为二烯丙胺聚合物，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选二烯丙基二甲基氯化铵聚合物。
乙烯胺聚合物是乙烯胺或者其衍生物聚合而得到的聚合物。作为乙烯胺衍生物，举例有烷基化乙烯胺、酰胺化乙烯胺、氧化乙烯化乙烯胺、氧化丙烯化乙烯胺、烷氧化乙烯胺、羧甲基化乙烯胺、酰基化乙烯胺、尿素化乙烯胺等。
乙烯亚胺聚合物，是使乙烯亚胺或者其衍生物聚合而得到的聚合物。作为乙烯亚胺衍生物，举例有氨乙基化丙烯酸聚合物、烷基化乙烯亚胺、尿素化乙烯亚胺、环氧丙烷化乙烯亚胺等。
阳离子性聚合物可以具有来自烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、乙烯亚胺及其衍生物之外的单体成分的结构单位，可以具有或不具有例如来自丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸酯、马来酸或者二氧化硫等的结构单位。
阳离子性聚合物，可以是烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、乙烯亚胺的均聚物(聚烯丙胺、聚二烯丙胺、聚乙烯胺、聚乙烯亚胺)，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选烯丙胺的均聚物(聚烯丙胺)。
阳离子性聚合物，可以是具有来自烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、乙烯亚胺或者其衍生物的结构单位的共聚物。共聚物中结构单位任意地排列。可以是例如，(a)各个同种结构单位接连片段的共聚形态，(b)结构单位A及结构单位B不按照特定秩序排列的无规共聚形态，(c)结构单位A及结构单位B交替排列的交替共聚形态等任意形态。
作为所述共聚物，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选含有丙烯酰胺作为单体成分的组合物聚合而成的共聚物，更优选含有二烯丙基二甲基铵盐与丙烯酰胺作为单体成分的组合物聚合而成的共聚物，进一步地优选二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物。
作为脱乙酰壳多糖衍生物，举例有壳聚糖吡咯烷酮羧酸盐、阳离子壳聚糖、羟丙基壳聚糖、壳聚糖乳酸盐、甘油基脱乙酰壳多糖、二醇脱乙酰壳多糖、羧甲基脱乙酰壳多糖(CM－壳聚糖)、羧甲基壳聚糖琥珀酰胺等。
所述阳离子性聚合物中，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性、及进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，优选烯丙胺、二烯丙胺或者乙烯胺聚合而成的聚合物即胺聚合物。对于阳离子性聚合物，为了调整研磨选择性及平坦性等研磨特性，可以单独或者二种以上组合使用。
阳离子性聚合物的重均分子量的下限，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选100以上，更优选300以上，进一步地优选500以上。阳离子性聚合物的重均分子量的上限，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性方面出发，优选1000000以下，更优选600000以下进一步地优选300000以下。另外，阳离子性聚合物的重均分子量通过与第1添加剂的重均分子量相同的方法进行测定。
阳离子性聚合物的含量下限，从进一步提高绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性，及平坦性方面出发，以研磨剂的总质量为基准优选0.0001质量％以上，更优选0.0002质量％以上，进一步地优选0.0005质量％以上，特别优选0.0008质量％以上。阳离子性聚合物的含量上限，从绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性进一步优异方面出发，以研磨剂的总质量为基准优选5质量％以下，更优选3质量％以下，进一步地优选1质量％以下，特别优选0.5质量％以下，极优选0.1质量％以下，非常优选0.05质量％以下，特别优选0.01质量％以下，进一步地优选0.005质量％以下。另外，使用多个化合物作为阳离子性聚合物时，优选各化合物的总含量满足所述范围。阳离子性聚合物的含量，从进一步提高绝缘材料的研磨速度、绝缘材料相对于止动件材料的研磨选择性、及平坦性方面出发，优选根据绝缘材料的制作方法(种类及加膜的条件)做适当调整。
[其他添加剂]
本实施方式中涉及的研磨剂，为了调整研磨特性，在所述第1添加剂及所述第2添加剂之外，还可以进一步地含有其他添加剂。作为其他方面的添加剂，举例有羧酸、氨基酸、水溶性高分子、氧化剂(例如过氧化氢)，及后述的pH调整剂及缓冲剂等。这些可以单独使用或者二种类以上组合使用。
使用其他添加剂时，从可以抑制磨粒沉淀同时又得到添加剂的添加效果方面出发，其含量以研磨剂的总质量为基准，优选0.0001质量％以上10质量％以下。另外，这些添加剂使用多个化合物时，优选各化合物的总含量满足所述范围。
羧酸具有使pH稳定化且进一步提高绝缘材料的研磨速度的效果。作为羧酸，举例有甲酸、醋酸、丙酸、丁酸、戊酸酸、己酸、乳酸等。
氨基酸具有提高磨粒(特别是所述含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒)的分散性，进一步提高绝缘材料的研磨速度的效果。作为氨基酸，举例有精氨酸、赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、组氨酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丙氨酸、β-丙氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、苯基丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸等。
水溶性高分子具有调整平坦性、平面均匀性、氧化硅相对于氮化硅的研磨选择性(氧化硅的研磨速度/氮化硅的研磨速度)、氧化硅相对于多晶硅的研磨选择性(氧化硅的研磨速度/多晶硅的研磨速度)等研磨特性的效果。在这里，“水溶性高分子”定义为，相对于100g水溶解了0.1g以上的高分子。另外，“水溶性高分子”不包含相当于第1添加剂及第2添加剂的高分子。
作为所述水溶性高分子的具体例，没有特别限制，举例有海藻酸、果胶酸、羧甲基纤维素、琼脂、凝胶多糖、糊精、环糊精、茁霉多糖等多糖类；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醛等乙烯基聚合物；聚甘油、聚甘油的衍生物等甘油聚合物；等。水溶性高分子可以单独使用或者组合两种以上使用。
使用水溶性高分子时，从抑制磨粒的沉淀且得到水溶性高分子的添加效果方面出发，水溶性高分子的含量下限，以研磨剂的总质量为基准优选0.0001质量％以上，更优选0.001质量％以上，进一步地优选0.01质量％以上。从抑制磨粒的沉淀且得到水溶性高分子的添加效果方面出发，水溶性高分子的含量上限，以研磨剂的总质量为基准优选10质量％以下，更优选5质量％以下，进一步地优选1质量％以下，特别优选0.5质量％以下。使用多个化合物作为所述水溶性高分子时，优选各化合物的总含量满足所述范围。
(液态介质)
本实施方式中涉及的研磨剂中的液态介质，没有特别限制，优选脱离子水、超纯水等水。液态介质的含量，只要是除去其他构成成分的含量之外研磨剂的剩余含量即可，没有特别限制。
(研磨剂的特性)
本实施方式中涉及的研磨剂的pH，从研磨剂的保存稳定性及绝缘材料的研磨速度进一步优异方面出发，优选3.0以上12.0以下。另外，pH是定义为液温25℃下的pH。研磨剂的pH主要影响研磨速度。从绝缘材料的研磨速度进一步提高方面出发，pH的下限，更优选4.0以上，进一步地优选4.5以上，特别优选5.0以上。从进一步提高绝缘材料的研磨速度方面出发，pH的上限更优选11.0以下，进一步地优选10.0以下，特别优选9.0以下，极优选8.0以下，非常优选7.0以下。
研磨剂的pH可以通过无机酸、有机酸等酸成分；氨、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵(TMAH)、咪唑等碱成分等的pH调整剂来进行调整。为了使pH稳定化，可以使用缓冲剂，还可以使用作为缓冲剂的缓冲溶液(含有缓冲剂的液体)。作为这样的缓冲溶液，举例有醋酸盐缓冲溶液、邻苯二甲酸盐缓冲溶液等。
本实施方式中涉及的研磨剂的pH，通过pH计(例如，电化学仪表株式会社制的型号PHL-40)来测量。具体地例如，使用邻苯二甲酸盐pH缓冲溶液(pH4.01)与中性磷酸盐pH缓冲溶液(pH6.86)作为标准缓冲溶液，用pH计做2点校正之后，将pH计的电极置于研磨剂中，经过2分钟以上稳定后测定其值。此时，标准缓冲溶液与研磨剂的液温均为25℃。
本实施方式中涉及的研磨剂，可以以至少含有所述磨粒、所述第1添加剂与所述第2添加剂、液态介质的一液式研磨剂来保存，也可以是悬浮液(第1液体)与添加液体(第2液体)混合形成所述研磨剂、所述研磨剂的构成成分分为悬浮液与添加液的二液式研磨剂套剂来保存。悬浮液至少含有例如磨粒及液态介质。添加液至少含有例如第1添加剂、第2添加剂，及其他的添加剂。第1添加剂、第2添加剂，及其他的添加剂优选包含于悬浮液及添加液的添加液中。另外，所述研磨剂的构成成分可以以分为三种液体以上的研磨剂套剂来保存。
所述研磨剂套剂中，将要研磨前或者研磨时，制作悬浮液及添加液混合而成的研磨剂。此外，一液式研磨剂，可以以减去液态介质的含量的研磨剂用储藏液来保存且研磨时在液态介质中稀释后使用。二液式研磨剂套剂，可以以减去液态介质含量的悬浮液用储藏液及添加液用储藏液来保存且研磨时在液态介质中稀释后使用。
一液式研磨剂时，作为将研磨剂供给至研磨平板上的方法，可以使用将研磨剂直接送液的供给方法；通过独立的管道将研磨剂用储藏液及液态介质送液、再使其合流、混合的供给方法；预先将研磨剂用储藏液及液态介质混合的供给方法等。
作为分为悬浮液与添加液的二液式研磨剂套剂来保存时，可以通过任意改变这二种液体的混合比来调整研磨速度。使用研磨剂套剂进行研磨时，作为将研磨剂供给至研磨平板的方法，有下述所示方法。例如，通过独立的管道将悬浮液与添加液送液、再使这些管道合流、混合的供给方法；通过独立的管道将悬浮液用储藏液、添加液用储藏液及液态介质送液，将这些合流、混合的供给方法；预先混合悬浮液及添加液的供给方法；预先混合悬浮液用储藏液、添加液用储藏液及液态介质的供给方法。此外，还可以使用分别将所述研磨剂套剂中的悬浮液与添加液供给至研磨平板上的方法。此时，使用悬浮液及添加液在研磨平板上混合得到的研磨剂对被研磨面进行研磨。
另外，本实施方式中涉及的研磨剂套剂，可以是分为至少含有上述必须成分的研磨剂、至少含有氧化剂(例如过氧化氢)等任意成分的添加液的形态。此时，使用研磨剂及添加液混合得到的混合液(该混合液也相当于“研磨剂”)进行研磨。此外，本实施方式中涉及的研磨剂套剂，作为分为三液以上的研磨剂套剂，可以是分为至少含有上述必须成分的一部分的液体、至少含有上述必须成分的剩余部分的液体、至少含有任意成分的添加液的形态。构成研磨剂套剂的各液体，可以以减去液态介质含量的储藏液来保存。
＜基板的研磨方法＞
本实施方式中涉及的基体的研磨方法，可以具有或者不具有使用所述研磨剂来研磨基体的被研磨面的研磨工序。研磨工序中，例如，将具有被研磨材料的基体该被研磨材料按压在研磨平板的研磨垫(研磨布)上的状态下，将所述研磨剂供给至被研磨材料与研磨垫之间，同时使基体与研磨平板相对运动来研磨被研磨材料。研磨工序中，通过例如研磨来除去被研磨材料的至少一部分。
本实施方式中涉及的基体的研磨方法，可以具有或者不具有使用所述研磨剂套剂中的悬浮液与添加液混合得到的研磨剂来研磨基体的被研磨面的研磨工序。此时，基体的研磨方法中，在研磨工序之前，可以具有或者不具有进一步混合悬浮液与添加液得到研磨剂的工序。此外，研磨工序中，可以将所述研磨剂套剂中的悬浮液与添加液供给至被研磨材料与研磨垫之间，使用悬浮液与添加液混合得到的研磨剂对基体的被研磨面进行研磨。
作为研磨对象的基体，举例有基板等，举例如在半导体元件制造中涉及的基板(例如，STI图案、栅极图案、布线图等形成的半导体基板)上被研磨材料形成的基板。作为被研磨材料，举例有氧化硅等绝缘材料；多晶硅、氮化硅等止动件材料等。被研磨材料的形状没有特别限定，如可以是膜状(被研磨膜)。被研磨膜可以是单一的膜，也可以是多个膜。多个膜在被研磨面上露出时，可以将其视为被研磨膜。
使用所述研磨剂对这样的基板上形成的被研磨材料(例如氧化硅等绝缘材料)进行研磨，通过除去多余的部分，可以消除被研磨材料表面的凹凸，使被研磨材料的整个表面成为平滑的面。本实施方式中涉及的研磨剂，优选用来研磨含有氧化硅的被研磨面。
本实施方式可以对具有至少表面上含有氧化硅的绝缘膜(例如氧化硅膜)、配置于绝缘膜下层的阻挡膜、配置于之下的半导体基板的基体中的绝缘膜进行研磨。阻挡膜是比例如绝缘膜的研磨速度更低的膜，优选多晶硅膜、氮化硅膜等。对于这样的基体，通过阻挡膜露出时使研磨停止，能够防止绝缘膜被过度研磨，因此可以提高绝缘膜研磨后的平坦性。
作为通过本实施方式中涉及的研磨剂而被研磨的被研磨膜的制作方法，举例有低压CVD法、亚大气压CVD法、等离子体CVD法等代表性的CVD法；将液体原料涂敷在旋转基板上的旋转涂敷法等。
氧化硅膜通过使用低压CVD法如使单硅烷(SiH4)与氧(O2)进行热反应而得到。此外，氧化硅膜通过使用亚大气压CVD法例如使四乙氧基硅烷(Si(OC2H5)4)与臭氧(O3)热反应而得到。作为其他的例子，通过使四乙氧基硅烷与氧进行等离子体反应可以同样地得到氧化硅膜。
氧化硅膜通过使用旋转涂敷法例如将含有无机多晶硅氨烷、无机硅氧烷等的液体原料涂敷在基板上，在炉体等中进行热固化反应而得到。
作为多晶硅膜的制膜方法，举例有使单硅烷进行热反应的低压CVD法、使单硅烷进行等离子体反应的等离子体CVD法等。
为了使在上述方法中得到的氧化硅膜、多晶硅膜等的膜质稳定化，可以根据需要在200～1000℃的温度下进行热处理。上述的方法中得到的氧化硅膜，为了提高包埋性，可以含有微量的硼(B)、磷(P)、碳(C)。
以下，列举绝缘膜形成的半导体基板的研磨方法的一例来进一步说明本实施方式中涉及的研磨方法。本实施方式中涉及的研磨方法中，作为研磨装置，可以使用一般的研磨装置，所述一般的研磨装置具有可以保持具有被研磨面的半导体基板等基体的架、与可以贴付研磨垫的研磨平板。所述架及所述研磨平板分别可以贴附在转速可以改变的电机等上。作为研磨装置，可以使用APPLIED MATERIALS社制的研磨装置：Reflexion等。
作为所述研磨垫，可以使用一般的无纺布、发泡体、非发泡体等。作为研磨垫的材质，可以使用聚氨酯、丙烯酸、聚酯、丙烯酸-酯共聚物，聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯，聚-4-甲基戊烯、纤维素、纤维素酯、聚酰胺(如尼龙(商品名)，芳族聚酰胺)、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、多晶硅氧烷共聚物、环氧乙烷化合物、酚醛树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、环氧树脂等树脂。作为研磨垫的材质，从容易得到优异的研磨速度及平坦性方面出发，特别优选发泡聚氨乙酯、非发泡聚氨乙酯。研磨垫优选对研磨剂积聚的槽进行加工。
对研磨条件虽然没有限制，但平板的旋转速度优选不会使半导体基板飞出的200min-1以下。从可以充分地抑制研磨损伤的产生方面出发，施加于半导体基板的压力(加工荷重)优选100kPa以下。研磨期间，优选通过泵等将研磨剂连续地供给至研磨垫，对该供给量没有限制，但是通常优选研磨剂可以将研磨垫的表面覆盖。
结束研磨后的半导体基板，优选在流水中充分洗涤、除去附着在基板上的粒子。洗涤时，可以使用纯水之外的稀氢氟酸或者氨水，为了提高洗涤效率还可以使用刷子。洗涤后，为了甩掉半导体基板上附着的水滴，优选通过使用自旋干燥机等干燥该半导体基板。
本实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂及研磨方法适宜用于STI的形成。为了形成STI，绝缘材料(例如氧化硅)相对于止动件材料(例如多晶硅)的研磨速度比优选100以上。所述研磨速度不足100时，绝缘材料的研磨速度相对于止动件材料的研磨速度的大小变小，有着在形成STI时不容易在特定的位置停止研磨的倾向。另一方面，所述研磨速度比在100以上时，研磨的停止变得容易，更进一步地适宜STI的形成。所述研磨速度比更优选在300以上，进一步地优选500以上，特别优选1000以上。
本实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂及研磨方法，也可以用于金属前绝缘膜的研磨。作为金属前绝缘膜的构成材料(金属前绝缘材料)，除了氧化硅之外，可以使用例如磷-硅酸盐玻璃，硼-磷-硅酸盐玻璃，还可以进一步使用硅氧氟化物，氟化无定形碳等。
本实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂及研磨方法，也适用于氧化硅膜之类的绝缘膜之外的膜。作为这样的膜，举例有HF系、TI系、Ta系氧化物等高介电常数的膜；硅、非晶形硅、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAS、有机半导体等半导体膜；GeSbTe等相变化膜；ITO等无机导电膜；聚酰亚胺系、聚苯并恶唑系、丙烯酸系、环氧系、苯酚聚系等聚合物树脂膜等。
本实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂及研磨方法，不只是膜状的研磨对象，还适用于玻璃、硅、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAS、蓝宝石(Sapphire)或者塑料等构成的各种基板。
本实施方式中涉及的研磨剂、研磨剂套剂及研磨方法，不仅是半导体元件的制造，还可以用于TFT、有机EL等图像显示装置；光掩模、透镜、棱镜、光纤维、单晶闪烁体等光学部件；光开关元件、光学波导等光学元件；固体激光、蓝色激光LED等发光元件；磁盘、磁头等磁存储装置的制造。
实施例
以下，基于实施例对本发明作更具体的说明，但是本发明并不限定于此。
＜4价金属元素的氢氧化物的合成＞
将350gCe(NH4)2(NO3)650质量％水溶液(日本化学工业株式会社制，产品名：CAN50液)溶解在7825g纯水中得到溶液。接着，边搅拌该溶液边以5mL/分钟速度滴下750g的咪唑水溶液(10质量％水溶液)，得到含有铈氢氧化物的沉淀物。
对含有铈的氢氧化物的沉淀物进行离心分离(4000mIn-1、5分钟)后，通过倾析来除去液相从而实施固液分离。此外，将得到的粒子10g与水990g混合，使用超声波洗涤机使粒子在水中分散，配制悬浮液用储藏液(粒子含量：1.0质量％)。
使用贝克曼库尔特社制、商品名：N5来测定悬浮液用储藏液中粒子的平均粒径时，为25nm。测定法如下所述。首先，将约1mL的含有1.0质量％的铈氢氧化物粒子的测定样品(水分散液)置于1cm边长的晶格(器皿)中，将晶格放置于N5内。将测定样品的折射率调整至1.333，测定样品的粘度调整至0.887mPa·S后，在25℃下进行测定，读取显示的值作为平均单峰大小(Unimodal Size Mean)。
采取适量的悬浮液用储藏液，将其在水中稀释得到粒子的含量为0.0065质量％的测定样品(水分散液)。将大约4mL测定样品置于1cm边长的晶格中，将晶格放置于日立制作所制的分光光度计(装置名：U3310)内。在波长200～600nm的范围内进行吸光度测定，测定相对于波长290nm的光的吸光度与相对于波长450～600nm的光的吸光度。相对于波长290nm的光的吸光度为1.192，相对于波长450～600nm的光的吸光度不足0.010。
将大约4mL悬浮液用储藏液(粒子含量：1.0质量％)置于1cm边长的晶格中，将晶格放置于株式会社日立制作所制的分光光度计(装置名：U3310)内。在波长200～600nm的范围内进行吸光度测定，测定相对于波长400nm的光的吸光度与相对于波长500nm的光的透光率。相对于波长400nm的光的吸光度为2.25，相对于波长500nm的光的透光率为92％/cm。
适量采取悬浮液用储藏液，真空干燥后将磨粒分离。对在纯水中充分洗涤后得到的试样，使用FT－IR ATR法进行测定时，除了基于氢氧根离子的峰之外，还观测到基于硝酸根离子(NO3 －)的峰。此外，针对同一试样进行XPS氮(N-XPS)测量时，没有观测到基于NH4 +峰，观测到了基于硝酸根离子的峰。根据这些结果，可以确认上述悬浮液用储藏液中包含的磨粒，至少含有一部分的具有与铈元素键合的硝酸根离子的粒子。
＜CMP用研磨剂的配制＞
[实施例1]通过将含有聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚[第一工业制药有限公司NOIGENEA-207D，重均分子量：4500]2质量％、咪唑0.08质量％、醋酸0.05质量％和水97.87质量％的添加液用贮备液100g，前述得到的悬浮液用储藏液50g，水820g与含有0.1质量％的二烯丙基二甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物[Nittobo医疗器材株式会社制的PAS-J-81，重均分子量：200000]作为阳离子性聚合物的水溶液30g混合，配制含有含有铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.2质量％，二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例2]
除聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚及二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物的含量之外与实施例1相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.0015质量％的CMP用研磨剂。
[实施例3]
除聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚及二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物的含量之外与实施例2相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例4]
除聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、咪唑及醋酸的含量之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚1.0质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例5]
除咪唑含量之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例6]
除咪唑含量之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例7]
除阳离子性聚合物的种类与含量之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、聚烯丙胺[Nittobo医疗器材株式会社制的PAA-01，重均分子量：1600]0.001质量％的CMP用研磨剂。
[实施例8]
除阳离子性聚合物的种类之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵聚合物[Nittobo医疗器材株式会社制的PAS－H－10L，重均分子量：200000]0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例9]
除阳离子性聚合物的种类之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺聚合物[Nittobo医疗器材株式会社制的PAS－J－81L，重均分子量：10000]0.003质量％的CMP用研磨剂。
[实施例10]
除改变芳族聚氧化烯化合物的种类之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯烷基苯基醚[第一工业制药株式会社制Emarujitto 49，重均分子量：3000]0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例1]
将上述得到的悬浮液用储藏液50g、水940g、1质量％咪唑水溶液10g混合，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％的CMP用研磨剂。
[比较例2]
将含有聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]5重量％、咪唑0.08质量％，醋酸0.05质量％及水94.87质量％添加液用储藏液100g、上述得到的悬浮液用储藏液50g与水850g混合，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％的CMP用研磨剂。
[比较例3]
将含有聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚[由第一工业制药株式会社制的NOIGEN EA-207D，重均分子量：4500]5质量％，咪唑0.08质量％，醋酸0.05质量％及水94.87质量％的添加液用储藏液100g、上述得到的悬浮液用储藏液50g与水850g混合，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％的CMP用研磨剂。
[比较例4]
将含有聚乙烯醇[株式会社KURARAY制的PVA-403、平均聚合度：300、皂化度：80摩尔％，重均分子量：14000]5质量％、咪唑0.08质量％、醋酸0.05质量％及水94.87质量％的添加液用储藏液100g、上述得到的悬浮液用储藏液50g与水850g混合，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙烯醇0.5质量％的CMP用研磨剂。
[比较例5]
除了增加聚烯丙胺〔Nittobo医疗技术株式会社制的的PAA-01，重均分子量：1600]作为阳离子性聚合物之外与比较例4相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％，聚乙烯醇0.5质量％，聚烯丙胺0.0001质量％的CMP用研磨剂。
[比较例6]
除了增加聚烯丙胺〔Nittobo医疗技术株式会社制的的PAA-08，重均分子量：8000]作为阳离子性聚合物之外与比较例4相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％，聚乙烯醇0.5质量％，聚烯丙胺0.0008质量％的CMP用研磨剂。
[比较例7]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例2相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.0015质量％的CMP用研磨剂。
[比较例8]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例4相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇1.0质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例9]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例5相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例10]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例11]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#600，重均分子量：600]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例6相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例12]
除了使用聚乙二醇[狮王株式会社制的PEG#4000，重均分子量：4000]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚乙二醇0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例13]
除了使用聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚[第一工业制药株式会社制NOIGEN EA-137，重均分子量：700]作为芳族聚氧化烯化合物之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例14]
除了使用聚氧乙烯月桂基醚[花王株式会社制的Emulgen 130K]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯月桂基醚0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例15]
除了使用乙炔二醇的EO(环氧乙烷)加成物[日信化学工业株式会社制的Surfynol465]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例3相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、乙炔二元醇的EO加成物0.5质量％、二烯丙基二甲基氯化铵·丙烯酰胺共聚物0.003质量％的CMP用研磨剂。
[比较例16]
通过将含有聚甘油[阪本药品工业株式会社制的聚甘油#750，重均分子量：750]5质量％、咪唑0.08质量％、醋酸0.05质量％和水94.87质量％的添加液用储藏液100g，上述得到的悬浮液用储藏液50g，水830g与含有0.1质量％的聚烯丙胺[Nittobo医疗器材株式会社制的PAA-01，重均分子量：1600]作为阳离子性聚合物的水溶液20g混合，配制含有含有铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚甘油0.5质量％，聚烯丙胺0.002质量％的CMP用研磨剂。
[比较例17]
除了使用聚氧乙烯甘油醚[阪本药品工业株式会社的SC-E2000，重均分子量：2000]代替芳族聚氧化烯化合物之外与实施例7相同，配制含有含铈的氢氧化物的磨粒0.05质量％、聚氧乙烯聚甘油醚0.5质量％、聚烯丙胺0.001质量％的CMP用研磨剂。
＜研磨剂物性评价＞
在下述条件下对上述得到的CMP用研磨剂的pH、及、CMP用研磨剂中的磨粒的平均粒径进行评价。
(pH)
测量温度：25±5℃
测量装置：电化学仪表株式会社制，型号PHL－40
测量方法：可以使用标准缓冲溶液(邻苯二甲酸盐pH缓冲溶液：pH4.01(25℃)；中性磷酸盐pH缓冲溶液：6.86(25℃))进行2点校正后，将电极插入CMP用研磨剂中，经过2分钟以上稳定后使用所述测量装置来测量。
(磨粒的平均粒径)
使用贝克曼库尔特社制、商品名：N5来测定CMP用研磨剂中磨粒的平均粒径。测定法如下所述。首先，将约1mL的CMP用研磨剂置于1cm边长的晶格中，将晶格放置于N5内。将测定样品的折射率调整至1.333，测定样品的粘度调整至0.887mPa·S后，在25℃下进行测定，读取显示的值作为平均单峰大小(Unimodal Size Mean)。
＜CMP评价＞
分别使用所述CMP用研磨剂在下述研磨条件下研磨被研磨基板。只是比较例1中，不进行有图晶圆的研磨。
(CMP研磨条件)
·研磨装置：Reflexion(APPLIED MATERIALS社制)
·CMP用研磨剂流量：200mL/分
·被研磨基板：下述“无图晶圆”及“有图晶圆”
·研磨垫：具有闭孔型的发泡聚氨酯树脂(Rohm and Haas日本株式会社制，型号IC1010)
·研磨压力：16.5kPa(2.4pSi)
·基板与研磨平板与相对速度：85m/分
·研磨时间：无图晶圆进行1分钟的研磨。有图晶圆进行研磨直至作为阻挡膜的多晶硅膜露出。此外在直至多晶硅膜露出所需要的研磨时间相同的时间时，在做进一步刮擦后对多晶硅膜的膜厚差的分布进行确认。
·洗浄：CMP处理后，用超声波水进行洗涤后，用自旋干燥机使其干燥。
[无图晶圆]
作为没有形成图案的无图晶圆，使用厚度1μm的氧化硅膜在硅基板上通过CVD法形成的基板，与厚度0.2μm的多晶硅膜在硅基板上通过CVD法形成的基板。
[有图晶圆]
作为形成有模拟图案的有图晶圆，使用SEMATECH公司制的764晶圆(商品名，直径：300mm)。该有图晶圆是通过下述方式得到的晶圆，在硅基板上使作为阻挡膜的多晶硅膜层积后，在曝光工序中形成沟槽，在硅基板及多晶硅膜上通过使作为绝缘膜的氧化硅膜(SiO2膜)层积来填充多晶硅膜和沟槽而形成的晶圆。氧化硅膜通过HDP(高密度等离子体、HIGHDENSITY PLASMA)法而成膜。
作为所述有图晶圆，使用管道与空间的间距为100μm且具有凸部图案密度为20％、30％、50％、80％的部分的。有图晶圆，作为其模拟图案，具有被多晶硅膜掩模地Active部(凸部)与形成了槽的Trench部(凹部)交互排列的图案。例如，“管道与空间的间距为100μm”意味着管道部与空间部的总宽度为100μm。此外，例如“管道与空间的间距为100μm且凸部图案密度为20％”意味着凸部宽度20μm的凸部与宽度80μm的凹部交互排列的图案。
所述有图晶圆中，对于硅基板及多晶硅膜，其任一项的氧化硅膜的膜厚均为600nm。具体地，如图1所示，硅基板1上的多晶硅膜2的膜厚为150nm，氧化硅膜3的凸部的膜厚为600nm，氧化硅膜3的凹部的膜厚为600nm，氧化硅膜3的凹部深度为500nm(沟槽深度为350nm+多晶硅膜厚150nm)。
对有图晶圆的研磨进行评价时，使用具有自停性(模拟图案的剩余部分的差异水平变小时，研磨速度下降的特性)的公知CMP用研磨剂来研磨所述晶圆，使用剩余部分的差异水平在100nm以下的状态的晶圆。具体地，使用日立化成株式会社制HS-8005-D4与日立化成株式会社制HS-7303GP与水以2：1.2：6.8的比率配入的研磨剂，使用100μm间距且凸部图案密度50％的部分中凸部的氧化硅膜厚研磨直至100nm的状态的晶圆。
(研磨品评价)
[无图晶圆研磨速度]
对所述条件下研磨及洗涤的被研磨基板，根据下式求出各被研磨膜(氧化硅膜、多晶硅膜)的研磨速度(氧化硅膜的研磨速度：SiO2RR、多晶硅膜的研磨速度：p－SiRR)。另外，对于研磨前后的各被研磨膜的膜厚差，通过光干涉式膜厚装置(Filmetrics社制，商品名：F80)求出。
(研磨速度：RR)＝(研磨前后各被研磨膜的膜厚差(nm))/(研磨时间(分钟))
[研磨损伤]
将所述条件下研磨及洗涤的被研磨基板(无图晶圆)在0.5质量％的氟化氢水溶液中浸渍15秒钟后，水洗60秒。接着边供给水边用PVA刷子来洗涤被研磨膜表面1分钟，之后使其干燥。使用APPLIED MATERIALS制Complus检验被研磨膜表面的0.2μm以上的缺陷。进一步使用在Complus中获得的缺陷检测坐标与APPLIED MATERIALS制的SEMVision观测被研磨膜表面，此时对于被研磨膜表面上0.2μm以上的研磨损伤个数，实施例1～10及比较例1～17的任一项中均在0～3(个/晶圆)左右，充分地抑制了研磨损伤的产生。
[有图晶圆评价]
对于凸部图案密度不同的各部分，在所述条件下测定研磨及洗涤的有图晶圆的凸部中多晶硅膜的残膜厚度。为了评估相对于多晶硅膜厚的凸部图案密度的依赖性，通过下式求出测量的凸部图案密度不同的各部分所得到的多晶硅膜厚的最大值与最小值的差。另外，研磨前后各被研磨膜的膜厚使用光干涉式膜厚装置(Nanometrics社制，商品名：NanospecAFT-5100)求出。
多晶硅膜厚的差(nm)＝(多晶硅膜厚的最大值(nm))-(多晶硅膜厚的最小值(nm))
另外，对于氧化硅膜没有被完全除去、多晶硅膜不露出的部分，测定该部分中剩余的氧化硅的膜厚(表中，带*的数字表示氧化硅的残膜厚度)。此时，没有测定多晶硅膜厚的差。
实施例1～10及比较例1～17中得到的各测定结果在表1～表5中显示。
[表1]
[表2]
[表3]
*表示氧化硅膜的剩余量(nm)。
[表4]
[表5]
另外，聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚[第一工业制药株式会社制NOIGEN EA-207D，重均分子量：4500]对应于上述通式(I)和式(Ⅲ)的化合物的下述化合物。
·R11：苯乙烯化苯基
·R12、R31：乙烯基
·m1、m3：100
·m2：1～3
另外，聚氧乙烯烷基苯基醚[第一工业制药株式会社制Emarujitto 49，重均分子量：3000]对应于上述通式(I)和式(IV)的化合物的下述化合物。
·R11：烷基苯基
·R12、R42：乙烯基
·R41：壬基
·m1、m4：70
以下，对表1～表5显示的结果进行详细说明。
实施例1～10中，对覆盖晶圆(无图晶圆：blanket晶圆)的评价，得到了氧化硅的研磨速度良好，多晶硅的研磨速度被抑制，氧化硅相对于多晶硅的研磨速度比极高的结果。
实施例1中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为5nm，即使再多刮擦25秒也为6nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例2中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再多刮擦33秒也为5nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例3中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再进一步多刮擦25秒也为5nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例4中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为4nm，即使再多刮擦23秒也为9nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例5中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再多刮擦22秒也为3nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例6中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再多刮擦21秒也为2nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例7中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再多刮擦30秒也为4nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例8中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为2nm，即使再进一步多刮擦25秒也为4nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例9中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为3nm，即使再多刮擦24秒也为9nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
实施例10中，对有图晶圆的评价，得到了多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为4nm，即使再多刮擦25秒也为9nm，与比较例相比，不依赖凸部图案密度的多晶硅膜的研磨被抑制的结果。
比较例1中，SiO2RR为163nm/分钟，p-SiRR为62nm/分钟，研磨速度比为3。
比较例2中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为5nm，再进一步多刮擦30秒的时点为14nm。
比较例3中，对有图晶圆的评价，经过60秒也没能除去图案密度50％及80％的部分中凸部的氧化硅膜。
比较例4中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为9nm，再进一步多刮擦30秒的时点为31nm。
比较例5中，对有图晶圆的评价，经过30秒也没能除去图案密度50％及80％的部分中凸部的氧化硅膜。
比较例6中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为11nm，再进一步多刮擦21秒的时点为54nm。
比较例7中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为13nm，再进一步多刮擦27秒的时点为33nm。
比较例8中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为18nm，再进一步多刮擦22秒的时点为21nm。
比较例9中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为19nm，再进一步多刮擦28秒的时点为41nm。
比较例10中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为25nm，再进一步多刮擦17秒的时点为30nm。
比较例11中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为10nm，再进一步多刮擦30秒的时点为13nm。
比较例12中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为8nm，再进一步多刮擦21秒的时点为14nm。
比较例13中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为5nm，再进一步多刮擦23秒的时点为20nm。
比较例14中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为8nm，再进一步多刮擦21秒的时点为21nm。
比较例15中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为16nm，再进一步多刮擦23秒的时点为36nm。
比较例16中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为25nm，再进一步多刮擦15秒的时点为41nm。
比较例17中，对有图晶圆的评价，多晶硅膜露出时的多晶硅膜厚差为22nm，再进一步多刮擦30秒的时点为45nm。
产业上的可利用性
根据本发明，可以提供一种研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法。所述研磨剂可以提高绝缘材料相对于阻挡材料的研磨选择性，且在使用了止动件的绝缘材料的研磨中，即使进行过度研磨时也能够不依赖凸部图案密度而抑制止动件材料的研磨速度。此外，根据本发明，还可以在使浅沟槽隔离绝缘材料、金属前绝缘材料、层间绝缘材料等平坦化的CMP技术中，使用止动件研磨绝缘材料时，不依赖凸部图案密度而提高绝缘材料相对于阻挡材料的研磨选择性，以较低研磨损伤来研磨绝缘材料。
符号说明
1…硅基板、2…多晶硅膜、3…氧化硅膜。

Claims (8)

1.一种研磨剂，所述研磨剂含有液态介质、含4价金属元素的氢氧化物的磨粒、具有芳香环及聚氧化烯链的高分子化合物、以及阳离子性聚合物，
所述高分子化合物的重均分子量在1000以上。
2.根据权利要求1所述的研磨剂，所述4价金属元素包含选自稀土元素及锆组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的研磨剂，以研磨剂的总质量为基准，所述高分子化合物的含量在0.01质量％以上。
4.根据权利要求1～3的任何一项所述的研磨剂，所述高分子化合物含有下述通式(I)所表示的化合物，
R11-O-(R12-O)m1-H…(I)
式(I)中，R11表示具有或不具有取代基的芳基，R12表示具有或不具有取代基的碳原子数1～5的亚烷基，m1表示15以上的整数。
5.根据权利要求1～4的任何一项所述的研磨剂，所述研磨剂用于研磨含有氧化硅的被研磨面。
6.一种研磨剂套剂，该研磨剂套剂中，权利要求1～5的任何一项所述的研磨剂的构成成分被分为第1液体和第2液体保存，所述第1液体含有所述磨粒及液态介质，所述第2液体含有所述高分子化合物、所述阳离子性聚合物及液态介质。
7.一种基体的研磨方法，该研磨方法具有使用权利要求1～5的任何一项所述的研磨剂研磨基体的被研磨面的工序。
8.一种基体的研磨方法，该研磨方法具有使用将权利要求6所述的研磨剂套剂中的所述第1液体与所述第2液体混合而得到的研磨剂研磨基体的被研磨面的工序。
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