TW201343825A - 研磨劑、研磨劑套組及基體的研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的研磨劑包括：水；含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒；聚烷二醇；以及選自由烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物、乙烯胺聚合物及次乙亞胺聚合物所組成的群組中的至少一種的陽離子性聚合物。

Description

研磨劑、研磨劑套組及基體的研磨方法
本發明是有關於一種研磨劑、研磨劑套組、及使用上述研磨劑或上述研磨劑套組的基體的研磨方法。尤其，本發明是有關於一種用於作為半導體元件的製造技術的基體表面的平坦化步驟的研磨劑、研磨劑套組、及使用上述研磨劑或上述研磨劑套組的基體的研磨方法。更詳細而言，本發明是有關於一種用於淺溝槽分離(淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation)，以下稱為「STI」)絕緣材料、前金屬(Pre-metal)絕緣材料、層間絕緣材料等的平坦化步驟的研磨劑、研磨劑套組、及使用上述研磨劑或上述研磨劑套組的基體的研磨方法。
近年來的半導體元件的製造步驟中，用於高密度化．微細化的加工技術的重要性越來越高。作為加工技術之一的CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨)技術於半導體元件的製造步驟中，對於STI的形成、前金屬絕緣材料或層間絕緣材料的平坦化、插塞或埋入金屬配線的形成等而言成為必需的技 術。
作為CMP研磨劑而被最多使用的是包含燻製二氧化矽(fumed silica)、膠體二氧化矽等二氧化矽(氧化矽)粒子作為研磨粒的二氧化矽系CMP研磨劑。二氧化矽系CMP研磨劑的特徵為通用性高，藉由適當地選擇研磨粒含量、pH、添加劑等，可不論絕緣材料或導電材料而研磨種類廣泛的材料。
另一方面，主要以氧化矽等絕緣材料為對象的包含鈰化合物粒子作為研磨粒的CMP研磨劑的需求亦擴大。例如，包含氧化鈰(二氧化鈰(ceria))粒子作為研磨粒的氧化鈰系CMP研磨劑即便研磨粒含量低於二氧化矽系CMP研磨劑，亦可高速地研磨氧化矽(例如，參照下述專利文獻1及專利文獻2)。
然而，近年來，於半導體元件的製造步驟中，要求達成配線的進一步的微細化，從而研磨時產生的研磨損傷正成為問題。即，當使用先前的氧化鈰系研磨劑進行研磨時，即便產生微小的研磨損傷，若該研磨損傷的大小比先前的配線寬度小，則不會成為問題，但當要達成配線的進一步的微細化時，即便研磨損傷微小，亦會成為問題。
針對該問題，正在研究使用4價金屬元素的氫氧化物粒子的研磨劑(例如，參照下述專利文獻3)。另外，亦正在對4價金屬元素的氫氧化物粒子的製造方法進行研究(例如，參照下述專利文獻4)。這些技術是如下的技術：藉由發揮4價金屬元素的氫氧化物粒子所具有的化學作用，並極力減小機械作用，而減少 由粒子所引起的研磨損傷。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開平10-106994號公報
專利文獻2：日本專利特開平08-022970號公報
專利文獻3：國際公開第2002/067309號
專利文獻4：日本專利特開2006-249129號公報
專利文獻5：日本專利特開2010-153781號公報
專利文獻6：國際公開第2010/143579號
非專利文獻
非專利文獻1：分散技術大全集，資訊機構(JOHOKIKO)股份有限公司，2005年7月，第三章「各種分散機的最新開發動向與選定基準」
然而，於用以形成STI的CMP步驟中，使用氮化矽、多晶矽等作為終止層材料(研磨停止層的構成材料)來對氧化矽等絕緣材料進行研磨。於此情況下，為了提昇平坦性、抑制侵蝕(終止層材料的過度研磨)等目的，而需要相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性(研磨速度比：絕緣材料的研磨速度/終止層材料的研磨速度)高的研磨劑。
本發明是欲解決此種技術性課題的發明，其目的在於提供一種可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的研磨 劑、研磨劑套組及研磨方法。
本發明的研磨劑包括：水；含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒；聚烷二醇；以及選自由烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物、乙烯胺聚合物及次乙亞胺聚合物所組成的群組中的至少一種的陽離子性聚合物。
根據本發明的研磨劑，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性。藉此，可獲得高度的平坦面。另外，根據本發明的研磨劑，尤其於將STI絕緣材料、前金屬絕緣材料、層間絕緣材料等平坦化的CMP技術中，可使這些絕緣材料高度地平坦化。進而，根據本發明的研磨劑，亦可使絕緣材料高度地平坦化，並以低研磨損傷研磨絕緣材料。
然而，於用以形成STI的CMP步驟等中，在研磨氧化矽等絕緣材料而使終止層露出的階段停止研磨後，為了避免絕緣材料殘存於終止層上，有時於終止層露出後亦額外地進行研磨。該額外的研磨被稱為「過度研磨」。例如，將繼續進行與研磨絕緣材料至終止層露出為止的時間A相同長度的時間(相當於時間A的100%的時間)的研磨稱為「100%的過度研磨」。過度研磨的量(設為百分之幾的過度研磨)根據所研磨的基板的形狀等而不同。
當進行過度研磨時，若僅使用相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性高的研磨劑，則甚至連位於終止層上的絕緣材料以外的絕緣材料亦被額外地研磨。因此，存在凹陷(dishing)(作為元件分離層等的絕緣材料中產生下凹(階差)的現象)進行， 而研磨後的平坦性欠佳的情況。因此，於用以形成STI的CMP步驟等中，有時不僅需要提高相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，而且需要抑制於終止層露出時，位於終止層上的絕緣材料以外的絕緣材料被額外地研磨。
針對該課題，於專利文獻5中揭示有藉由將含有4價金屬元素的氫氧化物粒子及水溶性聚合物的研磨劑、與蕭氏D硬度為70以上的研磨墊加以組合，可獲得優異的平坦性。但是，若使用硬度高的研磨墊，則有時於被研磨材料中產生研磨損傷。因此，要求即便於使用目前得到普遍使用、通用性高且硬度低的研磨墊的情況下，亦可獲得優異的平坦性。
針對這些要求，根據本發明的研磨劑，可抑制進行了過度研磨時的凹陷的進行，而可提昇研磨後的平坦性。尤其，根據本發明的研磨劑，即便於使用低硬度(例如，蕭氏D硬度為65以下)的研磨墊的情況下，亦可抑制凹陷的進行，而可提昇研磨後的平坦性。
陽離子性聚合物的含量相對於聚烷二醇的含量的比率(陽離子性聚合物的含量/聚烷二醇的含量)以質量比計較佳為0.0005以上、0.03以下。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
此外，針對與研磨選擇性相關的上述課題，於專利文獻6中揭示有藉由使用含有4價金屬元素的氫氧化物粒子、及皂化度 為95莫耳%以下的聚乙烯醇的研磨劑，可獲得相對於多晶矽的絕緣材料的高研磨速度比。另一方面，本發明的研磨劑亦可不含聚乙烯醇，於此種情況下，亦可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性。
聚烷二醇較佳為選自由聚乙二醇及聚丙二醇所組成的群組中的至少一種。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
以研磨劑的總質量為基準，聚烷二醇的含量較佳為0.01質量%以上。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
4價金屬元素的氫氧化物較佳為選自由稀土金屬元素的氫氧化物及鋯的氫氧化物所組成的群組中的至少一種。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
研磨粒的平均粒徑較佳為1 nm以上、300 nm以下。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
以研磨劑的總質量為基準，研磨粒的含量較佳為0.005質量%以上、20質量%以下。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
本發明的研磨劑的pH較佳為3.0以上、12.0以下。藉此，可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生。
另外，本發明的一形態是有關於上述研磨劑於研磨包含氧化矽的被研磨面的研磨方法中的使用。即，本發明的研磨劑較佳為用以研磨包含氧化矽的被研磨面。
本發明的研磨劑套組將上述研磨劑的構成成分分開保存於多個液體中，第一液體包含研磨粒，第二液體包含選自由聚烷二醇及陽離子性聚合物所組成的群組中的至少一種。根據本發明的研磨劑套組，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制凹陷的進行。
本發明的第一實施形態的基體的研磨方法可包括使用上述研磨劑研磨基體的被研磨面的步驟，亦可包括使用將上述研磨劑套組中的第一液體與第二液體混合而獲得的研磨劑研磨基體的被研磨面的步驟。根據這些研磨方法，藉由使用上述研磨劑或研磨劑套組，與使用先前的研磨劑的情況相比，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制凹陷的進行。
另外，本發明的第二實施形態的基體的研磨方法是具有絕緣材料及多晶矽的基體的研磨方法，可包括使用上述研磨劑，相對於多晶矽而選擇性地研磨絕緣材料的步驟，亦可包括使用將上述研磨劑套組中的第一液體與第二液體混合而獲得的研磨劑，相對於多晶矽而選擇性地研磨絕緣材料的步驟。根據這些研磨方 法，藉由使用上述研磨劑或研磨劑套組，與使用先前的研磨劑的情況相比，可提昇相對於多晶矽的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制凹陷的進行。
根據本發明，可提供一種可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制凹陷的進行的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法。另外，根據本發明，尤其可提供一種於將STI絕緣材料、前金屬絕緣材料、層間絕緣材料等平坦化的CMP技術中，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並抑制凹陷的進行的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法。進而，根據本發明，亦可使絕緣材料高度地平坦化，並以低研磨損傷研磨絕緣材料。
1‧‧‧矽基板
2‧‧‧多晶矽膜
3‧‧‧氧化矽膜
圖1是表示於添加了添加劑時研磨粒凝聚的樣子的示意圖。
圖2是表示於添加了添加劑時研磨粒凝聚的樣子的示意圖。
圖3是表示實施例中所使用的圖案晶圓的示意剖面圖。
以下，對本發明的實施形態的研磨劑、研磨劑套組、及使用上述研磨劑或上述研磨劑套組的基體的研磨方法進行詳細說明。
本實施形態的研磨劑是於研磨時接觸被研磨面的組成物，例如為CMP研磨劑。具體而言，本實施形態的研磨劑至少包 括：水；含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒；聚烷二醇；以及選自由烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物、乙烯胺聚合物及次乙亞胺聚合物所組成的群組中的至少一種的陽離子性聚合物。以下，對必需成分及可任意地添加的成分進行說明。
(研磨粒)
研磨粒的特徵在於含有4價金屬元素的氫氧化物。所謂「4價金屬元素的氫氧化物」，於本說明書中，是指包含4價的金屬(M4+)與至少一個氫氧化物離子(OH-)的化合物。4價金屬元素的氫氧化物亦可包含氫氧化物離子以外的陰離子(例如硝酸離子NO3 -及硫酸離子SO4 2-)。例如，4價金屬元素的氫氧化物亦可包含鍵結於4價金屬元素上的陰離子(例如硝酸離子NO3 -、硫酸離子SO4 2-)。
與包含二氧化矽、氧化鈰等的先前的研磨粒相比，含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒與絕緣材料(例如氧化矽)的反應性高，且能夠以高研磨速度研磨絕緣材料。於本實施形態的研磨劑中，除含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒以外，亦可併用其他研磨粒。作為此種其他研磨粒，例如可列舉二氧化矽、氧化鋁、氧化鈰等的粒子。另外，作為含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒，亦可使用含有4價金屬元素的氫氧化物與二氧化矽的複合粒子等。
於研磨粒中，以研磨粒整體為基準，4價金屬元素的氫氧化物的含量較佳為80質量%以上，更佳為90質量%以上，進而 更佳為95質量%以上，特佳為98質量%以上，極佳為99質量%以上。就容易製備研磨劑且研磨特性亦更優異的觀點而言，最佳為研磨粒包含4價金屬元素的氫氧化物(研磨粒的100質量%為4價金屬元素的氫氧化物的粒子)。
4價金屬元素的氫氧化物較佳為選自由稀土金屬元素的氫氧化物及鋯的氫氧化物所組成的群組中的至少一種。作為4價金屬元素的氫氧化物，就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，較佳為稀土金屬元素的氫氧化物。作為可取得4價的稀土金屬元素，可列舉鈰、鐠、鋱等鑭系元素等，其中，就絕緣材料的研磨速度更優異的觀點而言，較佳為鑭系元素，更佳為鈰。亦可將稀土金屬元素的氫氧化物與鋯的氫氧化物併用，亦可自稀土金屬元素的氫氧化物中選擇兩種以上來使用。
就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，研磨劑、或後述的研磨劑套組中的漿料中的研磨粒的平均粒徑的下限較佳為1 nm以上，更佳為2 nm以上，進而更佳為3 nm以上。就進一步抑制被研磨面受損的觀點而言，研磨粒的平均粒徑的上限較佳為300 nm以下，更佳為250 nm以下，進而更佳為200 nm以下，特佳為100 nm以下，極佳為50 nm以下。就上述觀點而言，研磨粒的平均粒徑更佳為1 nm以上、300 nm以下。
所謂研磨粒的「平均粒徑」，是指研磨粒的平均二次粒徑。研磨粒的平均粒徑例如可使用光繞射散射式粒度分布計(例如貝克曼庫爾特(Beckman Coulter)公司製造，商品名：N5，或 者馬爾文儀器(Malvern Instruments)公司製造，商品名：Zetasizer 3000HSA)，對研磨劑、或後述的研磨劑套組中的漿料進行測定。
可認為於本實施形態的研磨劑的構成成分中，4價金屬元素的氫氧化物對研磨特性造成的影響大。因此，藉由調整4價金屬元素的氫氧化物的含量，研磨粒與被研磨面的化學的相互作用提昇，可進一步提昇研磨速度。因此，以研磨劑總質量為基準，4價金屬元素的氫氧化物的含量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.03質量%以上，進而更佳為0.05質量%以上。另外，就容易避免研磨粒的凝聚，並且與被研磨面的化學的相互作用變得良好，可有效地活用研磨粒的特性的觀點而言，以研磨劑總質量為基準，4價金屬元素的氫氧化物的含量較佳為8質量%以下，更佳為5質量%以下，進而更佳為3質量%以下，特佳為1質量%以下，極佳為0.5質量%以下，尤佳為0.3質量%以下。
就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，研磨粒的含量的下限較佳為0.005質量%以上，更佳為0.01質量%以上，進而更佳為0.02質量%以上，特佳為0.04質量%以上，極佳為0.05質量%以上。就提高研磨劑的保存穩定性的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，研磨粒的含量的上限較佳為20質量%以下，更佳為15質量%以下，進而更佳為10質量%以下。就上述觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，研磨粒的含量更佳為0.005質量%以上、20質量%以下。
另外，藉由進一步減少研磨粒的含量，就可進一步減少 成本及研磨損傷的觀點而言較佳。若研磨粒的含量變少，則存在絕緣材料等的研磨速度亦下降的傾向。另一方面，含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒即便為少量，亦可獲得規定的研磨速度，因此可取得研磨速度與由減少研磨粒的含量所帶來的優點的平衡，並進一步減少研磨粒的含量。就此種觀點而言，研磨粒的含量較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，進而更佳為1質量%以下，特佳為0.5質量%以下，極佳為0.3質量%以下。
[吸光度]
研磨粒較佳為含有4價金屬元素的氫氧化物、且滿足下述條件(a)及條件(b)的至少一個條件。再者，所謂將研磨粒的含量調整成規定量的「水分散液」，是指包含規定量的研磨粒與水的液體。
(a)研磨粒在將該研磨粒的含量調整成1.0質量%的水分散液中，給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度。
(b)研磨粒在將該研磨粒的含量調整成0.0065質量%的水分散液中，給予對於波長290 nm的光1.000以上的吸光度。
關於上述條件(a)，藉由使用在將研磨粒的含量調整成1.0質量%的水分散液中，給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度的研磨粒，可進一步提昇研磨速度。雖然其原因未必明確，但本發明者如以下般考慮。即，可認為對應於4價金屬元素的氫氧化物的製造條件等，含有包含4價的金屬(M4+)、1個~3個氫氧化物離子(OH-)及1個~3個陰離子(Xc-)的M(OH)aXb(式 中，a+b×c=4)的粒子作為研磨粒的一部分而生成(再者，此種粒子亦為「含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒」)。可認為於M(OH)aXb中，吸電子性的陰離子(Xc-)發揮作用而使氫氧化物離子的反應性提昇，且伴隨M(OH)aXb的存在量增加，研磨速度提昇。而且，可認為因含有M(OH)aXb的粒子吸收波長400 nm的光，故伴隨M(OH)aXb的存在量增加且對於波長400 nm的光的吸光度變高，研磨速度提昇。
可認為含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒不僅可含有M(OH)aXb，亦可含有M(OH)4、MO2等。作為陰離子(Xc-)，例如可列舉NO3 -、SO4 2-。
再者，含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒含有M(OH)aXb這件事情可藉由如下的方法來確認：於利用純水充分清洗研磨粒後，藉由FT-IR ATR法(Fourier transform Infra Red Spectrometer Attenuated Total Reflection法，傅立葉轉換紅外分光光度計全反射測定法)來檢測相當於陰離子(Xc-)的峰值。亦可藉由XPS法(X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射線光電子分光法)來確認陰離子(Xc-)的存在。
此處，已確認M(OH)aXb(例如M(OH)3X)的波長400 nm的吸收峰值遠小於後述的波長290 nm的吸收峰值。對此，本發明者使用研磨粒含量比較多、容易被檢測出吸光度大的研磨粒含量為1.0質量%的水分散液對吸光度的大小進行研究的結果，發現當使用在該水分散液中給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度 的研磨粒時，研磨速度的提昇效果優異。再者，如上所述可認為對於波長400 nm的光的吸光度是源自研磨粒的吸光度，因此對於包含給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度的物質(例如呈現黃色的色素成分)來代替給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度的研磨粒的研磨劑而言，難以獲得研磨速度的上述提昇效果。
關於上述條件(b)，藉由使用在將研磨粒的含量調整成0.0065質量%的水分散液中，給予對於波長290 nm的光1.000以上的吸光度的研磨粒，可進一步提昇研磨速度。雖然其原因未必明確，但本發明者如以下般考慮。即，於計算方面，對應於4價金屬元素的氫氧化物的製造條件等而生成的含有M(OH)aXb(例如M(OH)3X)的粒子在波長290 nm附近具有吸收的峰值，例如包含Ce4+(OH-)3NO3 -的粒子在波長290 nm處具有吸收的峰值。因此，可認為伴隨M(OH)aXb的存在量增加而對於波長290 nm的光的吸光度變高，研磨速度提昇。
此處，對於波長290 nm附近的光的吸光度存在以超出測定極限的程度而被越大量地檢測出的傾向。對此，本發明者使用研磨粒的含量比較少、吸光度容易被小量地檢測出的研磨粒含量為0.0065質量%的水分散液對吸光度的大小進行研究的結果，發現當使用在該水分散液中給予對於波長290 nm的光1.000以上的吸光度的研磨粒時，研磨速度的提昇效果優異。另外，本發明者發現與具有若被吸光物質吸收，則該吸光物質呈現黃色的傾向 的波長400 nm附近的光不同，研磨粒對於波長290 nm附近的光的吸光度越高，使用此種研磨粒的研磨劑及漿料的黃色調變得越濃，且發現研磨劑及漿料的黃色調變得越濃，研磨速度越提昇。而且，本發明者發現研磨粒含量為0.0065質量%的水分散液中的對於波長290 nm的光的吸光度、與研磨粒含量為1.0質量%的水分散液中的對於波長400 nm的光的吸光度有關聯。
就以更優異的研磨速度研磨絕緣材料的觀點而言，對於波長290 nm的光的吸光度的下限較佳為1.000以上，更佳為1.050以上，進而更佳為1.100以上，特佳為1.130以上，極佳為1.150以上。對於波長290 nm的光的吸光度的上限並無特別限制，但較佳為例如10.00。
當給予對於波長400 nm的光1.00以上的吸光度的研磨粒在將研磨粒的含量調整成0.0065質量%的水分散液中，給予對於波長290 nm的光1.000以上的吸光度時，能夠以更優異的研磨速度研磨絕緣材料。
另外，4價金屬元素的氫氧化物(例如M(OH)aXb)存在不吸收波長450 nm以上，特別是波長450 nm~600 nm的光的傾向。因此，就抑制因含有雜質而對研磨產生不良影響、而以更優異的研磨速度研磨絕緣材料的觀點而言，研磨粒較佳為在將該研磨粒的含量調整成0.0065質量%(65 ppm)的水分散液中，給予對於波長450 nm~600 nm的光0.010以下的吸光度的研磨粒。即，較佳為在將研磨粒的含量調整成0.0065質量%的水分散液中，對 於波長450 nm~600 nm的範圍內的所有光的吸光度不超過0.010。對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度的上限更佳為0.005以下，進而更佳為0.001以下。對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度的下限較佳為0。
水分散液中的吸光度例如可使用日立製作所股份有限公司製造的分光光度計(裝置名：U3310)來測定。具體而言，例如製備將研磨粒的含量調整成1.0質量%或0.0065質量%的水分散液作為測定樣品。將約4 mL的該測定樣品裝入至1 cm見方的單元(cell)中，並將單元設置於裝置內。繼而，於波長200 nm~600 nm的範圍內進行吸光度測定，並根據所獲得的圖表(chart)來判斷吸光度。
當以研磨粒的含量少於1.0質量%的方式過度稀釋後測定對於波長400 nm的光的吸光度時，若吸光度顯示1.00以上，則亦可設定當將研磨粒的含量設為1.0質量%時吸光度亦為1.00以上來篩選(screening)吸光度。當以研磨粒的含量少於0.0065質量%的方式過度稀釋後測定對於波長290 nm的光的吸光度時，若吸光度顯示1.000以上，則亦可設定當將研磨粒的含量設為0.0065質量%時吸光度亦為1.000以上來篩選吸光度。當以研磨粒的含量多於0.0065質量%的方式稀釋後測定對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度時，若吸光度顯示0.010以下，則亦可設定當將研磨粒的含量設為0.0065質量%時吸光度亦為0.010以下來篩選吸光度。
[透光率]
本實施形態的研磨劑較佳為對於可見光的透明度高(於目視下透明或接近透明)。具體而言，本實施形態的研磨劑中所含有的研磨粒較佳為在將該研磨粒的含量調整成1.0質量%的水分散液中，給予對於波長500 nm的光50%/cm以上的透光率。藉此，可進一步抑制由添加劑的添加所引起的研磨速度的下降，因此容易維持研磨速度，並獲得其他特性。就該觀點而言，上述透光率的下限更佳為60%/cm以上，進而更佳為70%/cm以上，特佳為80%/cm以上，極佳為90%/cm以上，尤佳為92%/cm以上。透光率的上限為100%/cm。
藉由如此調整研磨粒的透光率而可抑制研磨速度的下降的詳細原因尚未可知，但本發明者如以下般考慮。可認為於含有4價金屬元素(鈰等)的氫氧化物的研磨粒中，化學作用比機械作用更具支配性。因此，可認為研磨粒的數量比研磨粒的大小更有助於研磨速度。
當於研磨粒的含量為1.0質量%的水分散液中透光率低時，可認為存在於該水分散液中的研磨粒存在相對多的粒徑大的粒子(以下稱為「粗大粒子」)。若將添加劑(例如聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol，PVA))添加至含有此種研磨粒的研磨劑中，則如圖1所示，其他粒子以粗大粒子為核而凝聚。作為其結果，可認為作用於每單位面積的被研磨面上的研磨粒數(有效研磨粒數)減少，與被研磨面接觸的研磨粒的比表面積減少，因此引起研磨速度的下降。
另一方面，當於研磨粒的含量為1.0質量%的水分散液中透光率高時，可認為存在於該水分散液中的研磨粒為「粗大粒子」少的狀態。當如上述般粗大粒子的存在量少時，如圖2所示，即便將添加劑(例如聚乙烯醇)添加至研磨劑中，因如成為凝聚的核的粗大粒子少，故研磨粒彼此的凝聚亦得到抑制、或者凝聚粒子的大小比圖1所示的凝聚粒子小。作為其結果，可認為作用於每單位面積的被研磨面的研磨粒數(有效研磨粒數)得以維持，與被研磨面接觸的研磨粒的比表面積得以維持，因此難以產生研磨速度的下降。
於本發明者的研究中，可知即便是於一般的粒徑測定裝置中所測定的粒徑相同的研磨劑，亦可能存在目視下為透明(透光率高)的研磨劑、及目視下混濁(透光率低)的研磨劑。因此，可認為可產生如上所述的作用的粗大粒子即便是利用一般的粒徑測定裝置無法探測的程度的極少量，亦導致研磨速度的下降。
另外，已知即便為了減少粗大粒子而重複進行多次過濾，亦存在如下的情況：研磨速度因添加劑而下降的現象未得到充分改善、起因於吸光度的研磨速度的上述提昇效果未得到充分發揮。因此，本發明者發現藉由對研磨粒的製造方法下工夫等，並於水分散液中使用透光率高的研磨粒，可解決上述問題。
上述透光率是對於波長500 nm的光的透過率。上述透光率可藉由分光光度計來測定。具體而言，例如可藉由日立製作所股份有限公司製造的分光光度計U3310(裝置名)來測定。
作為更具體的測定方法，製備將研磨粒的含量調整成1.0質量%的水分散液作為測定樣品。將約4 mL的該測定樣品裝入至1 cm見方的單元中，於將單元設置於裝置內後進行測定。再者，已明確當於研磨粒的含量大於1.0質量%的水分散液中具有50%/cm以上的透光率時，對水分散液進行稀釋而使研磨粒的含量變成1.0質量%時透光率亦變成50%/cm以上。因此，藉由使用研磨粒的含量大於1.0質量%的水分散液，能夠以簡便的方法篩選透光率。
研磨劑中所含有的研磨粒於水分散液中給予的吸光度及透光率可於將研磨粒以外的固體成分、及水以外的液體成分去除後，製備規定的研磨粒含量的水分散液，並使用該水分散液來測定。雖然亦根據研磨劑中所含有的成分而不同，但於去除固體成分或液體成分時，例如可利用：使用能夠被施加數千G以下的重力加速度的離心機的離心分離、使用能夠被施加數萬G以上的重力加速度的超離心機的超離心分離等離心分離法；分配層析法、吸附層析法、凝膠滲透層析法、離子交換層析法等層析法；自然過濾、減壓過濾、加壓過濾、超過濾等過濾法；減壓蒸餾、常壓蒸餾等蒸餾法，亦可將這些方法適宜組合。
例如，當含有重量平均分子量為數萬以上(例如5萬以上)的化合物時，可列舉層析法、過濾法等，其中，較佳為凝膠滲透層析法及超過濾。當使用過濾法時，可藉由設定適當的條件而使研磨劑中所含有的研磨粒通過過濾器。當含有重量平均分子 量為數萬以下(例如未滿5萬)的化合物時，可列舉層析法、過濾法、蒸餾法等，較佳為凝膠滲透層析法、超過濾及減壓蒸餾。當含有多種研磨粒時，可列舉過濾法、離心分離法等，於過濾的情況下，濾液中包含更多的含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒，於離心分離的情況下，液相中包含更多的含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒。
作為利用層析法分離研磨粒的方法，例如可藉由下述條件來分離取出研磨粒成分、及/或分離取出其他成分。
試樣溶液：研磨劑100 μL
檢測器：日立製作所股份有限公司製造的UV-VIS檢測器，商品名「L-4200」，波長：400 nm
積分器：日立製作所股份有限公司製造的凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography，GPC)積分器，商品名「D-2500」
泵：日立製作所股份有限公司製造，商品名「L-7100」
管柱：日立化成股份有限公司製造的水系高效液相層析法(High Performance Liquid Chromatography，HPLC)用填充管柱，商品名「GL-W550S」
溶離液：去離子水
測定溫度：23℃
流速：1 mL/min(壓力為40 kg/cm2~50 kg/cm2左右)
測定時間：60分鐘
再者，較佳為於進行層析法前，使用除氣裝置進行溶離 液的除氣處理。當無法使用除氣裝置時，較佳為事先藉由超音波等來對溶離液進行除氣處理。
根據研磨劑中所含有的成分，存在即便於上述條件下亦無法分離取出研磨粒成分的可能性，於此情況下，可藉由使試樣溶液量、管柱種類、溶離液種類、測定溫度、流速等最佳化來進行分離。另外，藉由調整研磨劑的pH，並調整研磨劑中所含有的成分的餾出時間，從而存在可與研磨粒分離的可能性。當研磨劑中存在不溶成分時，較佳為視需要藉由過濾、離心分離等來去除不溶成分。
[研磨粒的製作方法]
4價金屬元素的氫氧化物可藉由使4價金屬元素的鹽(金屬鹽)與鹼源(鹼)進行反應來製作。4價金屬元素的氫氧化物較佳為藉由將4價金屬元素的鹽與鹼性溶液(例如鹼性水溶液)混合來製作。藉此，可獲得粒徑極細的粒子，而可獲得研磨損傷的減少效果更優異的研磨劑。此種方法例如於專利文獻4中有揭示。4價金屬元素的氫氧化物可藉由將4價金屬元素的鹽的金屬鹽溶液(例如金屬鹽水溶液)與鹼性溶液混合而獲得。再者，當將4價金屬元素的鹽及鹼源的至少一者以液體狀態供給至反應系統中時，對混合液進行攪拌的方法並無限定。例如可列舉：使用繞旋轉軸旋轉的棒狀、板狀或螺旋槳狀的攪拌子或攪拌翼對混合液進行攪拌的方法；使用自容器的外部傳送動力的磁力攪拌器，藉由旋轉的磁場來使攪拌子旋轉而對混合液進行攪拌的方法；利用設 置於槽外的泵對混合液進行攪拌的方法；藉由對外部氣體加壓來將其劇烈地吹入至槽內而對混合液進行攪拌的方法。作為4價金屬元素的鹽，可無特別限制地使用先前公知的鹽，可列舉：M(NO3)4、M(SO4)2、M(NH4)2(NO3)6、M(NH4)4(SO4)4(M表示稀土金屬元素)、Zr(SO4)2．4H2O等。作為M，較佳為具有化學活性的鈰(Ce)。
作為調整吸光度及透光率的方法，可列舉4價金屬元素的氫氧化物的製造方法的最佳化等。作為使對於波長400 nm的光的吸光度及對於波長290 nm的光的吸光度變化的方法，具體而言，例如可列舉：鹼性溶液中的鹼源的選擇、金屬鹽溶液與鹼性溶液中的原料濃度的調整、金屬鹽溶液與鹼性溶液的混合速度的調整、將4價金屬元素的鹽與鹼源混合而獲得的混合液的液溫的調整。另外，作為使對於波長500 nm的光的透光率變化的方法，具體而言，例如可列舉：金屬鹽溶液與鹼性溶液中的原料濃度的調整、金屬鹽溶液與鹼性溶液的混合速度的調整、進行混合時的攪拌速度的調整、混合液的液溫的調整。
為了提高對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率，較佳為使4價金屬元素的氫氧化物的製造方法更「緩和」。此處，所謂「緩和」，是指使反應系統的pH隨著反應進行而上昇時的pH的上昇平穩(變慢)。相反地，為了降低對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率， 較佳為使4價金屬元素的氫氧化物的製造方法更「劇烈」。此處，所謂「劇烈」，是指使反應系統的pH隨著反應進行而上昇時的pH的上昇劇烈(變快)。為了將這些吸光度及透光率的值調整成規定範圍內，較佳為參考上述傾向，使4價金屬元素的氫氧化物的製造方法最佳化。以下，對吸光度及透光率的控制方法進行更詳細的說明。
{鹼源}
作為鹼性溶液中的鹼源，可無特別限制地使用先前公知的鹼源。作為鹼源，可列舉有機鹼、無機鹼等。作為有機鹼，可列舉：胍、三乙胺、聚葡萄胺糖(chitosan)等含氮有機鹼；吡啶、哌啶、吡咯啶、咪唑等含氮雜環有機鹼；碳酸銨、碳酸氫銨、氫氧化四甲基銨(Tetramethyl Ammonium Hydroxide，TMAH)、氫氧化四乙基銨、氯化四甲基銨、氯化四乙基銨等銨鹽等。作為無機鹼，可列舉：氨、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等鹼金屬的無機鹽等。鹼源可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。
作為鹼源，就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，較佳為氨及咪唑，更佳為咪唑。為了提高對於波長400 nm的光的吸光度及對於波長290 nm的光的吸光度，作為鹼源，較佳為使用顯示弱鹼性的鹼源。鹼源之中，較佳為含氮雜環有機鹼，更佳為吡啶、哌啶、吡咯啶、咪唑，進而更佳為吡啶及咪唑，特佳為咪唑。
{濃度}
藉由金屬鹽溶液與鹼性溶液中的原料濃度的控制，可使對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率變化。具體而言，藉由使金屬鹽溶液的金屬鹽濃度變濃，而存在吸光度變高的傾向，藉由使鹼性溶液的鹼濃度(鹼的濃度、鹼源的濃度)變淡，而存在吸光度變高的傾向。另外，藉由使金屬鹽濃度變濃，而存在透光率變高的傾向，藉由使鹼濃度變淡，而存在透光率變高的傾向。
就容易使優異的研磨速度與優異的研磨粒的穩定性並存的觀點而言，以金屬鹽溶液的整體為基準，金屬鹽溶液中的金屬鹽濃度的上限較佳為1.000 mol/L以下，更佳為0.500 mol/L以下，進而更佳為0.300 mol/L以下，特佳為0.200 mol/L以下。就可抑制反應急遽地產生(可使pH的上昇變得平穩)，並且對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率變高的觀點而言，以金屬鹽溶液的整體為基準，金屬鹽濃度的下限較佳為0.010 mol/L以上，更佳為0.020 mol/L以上，進而更佳為0.030 mol/L以上。
就抑制反應急遽地產生的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，鹼性溶液中的鹼濃度的上限較佳為15.0 mol/L以下，更佳為12.0 mol/L以下，進而更佳為10.0 mol/L以下。鹼濃度的下限並無特別限制，但就生產性的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，較佳為0.001 mol/L以上。
鹼性溶液中的鹼濃度較佳為藉由所選擇的鹼源來適宜調整。例如，於鹼源的共軛酸的pKa為20以上的鹼源的情況下，就抑制反應急遽地產生的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，鹼濃度的上限較佳為0.10 mol/L以下，更佳為0.05 mol/L以下。鹼濃度的下限並無特別限定，但就抑制用於獲得規定量的4價金屬元素的氫氧化物的溶液的使用量的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，較佳為0.001 mol/L以上。
於鹼源的共軛酸的pKa為12以上、未滿20的鹼源的情況下，就抑制反應急遽地產生的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，鹼濃度的上限較佳為1.0 mol/L以下，更佳為0.50 mol/L以下。鹼濃度的下限並無特別限定，但就抑制用於獲得規定量的4價金屬元素的氫氧化物的溶液的使用量的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，較佳為0.01 mol/L以上。
於鹼源的共軛酸的pKa未滿12的鹼源的情況下，就抑制反應急遽地產生的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，鹼濃度的上限較佳為15.0 mol/L以下，更佳為10.0 mol/L以下。鹼濃度的下限並無特別限定，但就抑制用於獲得規定量的4價金屬元素的氫氧化物的溶液的使用量的觀點而言，以鹼性溶液的整體為基準，較佳為0.10 mol/L以上。
作為鹼源的共軛酸的pKa為20以上的鹼源，例如可列舉1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一-7-烯(pKa：25)。作為鹼源的共軛酸的pKa為12以上、未滿20的鹼源，例如可列舉氫氧化鉀(pKa： 16)、氫氧化鈉(pKa：13)。作為鹼源的共軛酸的pKa未滿12的鹼源，例如可列舉氨(pKa：9)、咪唑(pKa：7)。只要鹼濃度得到適當調整，則所使用的鹼源的共軛酸的pKa值並無特別限定，但鹼源的共軛酸的pKa較佳為未滿20，更佳為未滿12，進而更佳為未滿10，特佳為未滿8。
{混合速度}
藉由金屬鹽溶液與鹼性溶液的混合速度的控制，可使對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率變化。作為傾向，藉由使pH的上昇變得平穩(變慢)，吸光度及透光率分別變高。更具體而言，藉由使混合速度變慢，而存在吸光度變高的傾向，藉由使混合速度變快，而存在吸光度變低的傾向。另外，藉由使混合速度變慢，而存在透光率變高的傾向，藉由使混合速度變快，而存在透光率變低的傾向。
就進一步抑制反應急遽地進行，並且進一步抑制局部的反應的偏向的觀點而言，混合速度的上限較佳為5.00×10-3 m3/min(5 L/min)以下，更佳為1.00×10-3 m3/min(1 L/min)以下，進而更佳為5.00×10-4 m3/min(500 mL/min)以下，特佳為1.00×10-4 m3/min(100 mL/min)以下。混合速度的下限並無特別限制，但就生產性的觀點而言，較佳為1.00×10-7 m3/min(0.1 mL/min)以上。
{攪拌速度}
藉由將金屬鹽溶液與鹼性溶液混合時的攪拌速度的控制，可使對於波長500 nm的光的透光率變化。具體而言，藉由使攪拌速度變快，而存在透光率變高的傾向，藉由使攪拌速度變慢，而存在透光率變低的傾向。
就可進一步抑制局部的反應的偏向、且混合效率優異的觀點而言，攪拌速度的下限較佳為30 min-1以上，更佳為50 min-1以上，進而更佳為80 min-1以上。攪拌速度的上限並無特別限制，另外，根據攪拌翼的大小、形狀而需要適宜調整，但就抑制液體飛濺的觀點而言，較佳為1000 min-1以下。
{液溫(合成溫度)}
藉由將4價金屬元素的鹽與鹼源混合而獲得的混合液的液溫的控制，可使對於波長400 nm的光的吸光度、對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率變化，並可獲得能夠達成所期望的研磨速度與保管穩定性的研磨粒。具體而言，藉由使液溫變低，而存在吸光度變高的傾向，藉由使液溫變高，而存在吸光度變低的傾向。另外，藉由使液溫變低，而存在透光率變高的傾向，藉由使液溫變高，而存在透光率變低的傾向。
液溫是例如於混合液中設置溫度計而可讀取的混合液內的溫度，較佳為0℃~100℃。就可抑制急遽的反應的觀點而言，液溫的上限較佳為100℃以下，更佳為60℃以下，進而更佳為55℃以下，特佳為50℃以下，極佳為45℃以下。就可使反應容易地進行的觀點而言，液溫的下限較佳為0℃以上，更佳為10℃以上， 進而更佳為20℃以上。
藉由上述方法所合成的4價金屬元素的氫氧化物有時含有雜質(例如金屬雜質)，但可進行清洗來去除雜質。4價金屬元素的氫氧化物的清洗可使用藉由離心分離等來重複進行多次固液分離的方法等。另外，亦可藉由離心分離、透析、超過濾、利用離子交換樹脂等的離子的去除等來進行清洗。藉由將雜質去除，可調整對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度。
當上述所獲得的研磨粒凝聚時，可藉由適當的方法而使其分散於水中。作為使研磨粒分散於作為主要的分散媒的水中的方法，除利用攪拌機的分散處理以外，亦可為利用均質機(homogenizer)、超音波分散機、濕式球磨機等的機械式分散等。關於分散方法及粒徑控制方法，例如可使用非專利文獻1中所記述的方法。另外，藉由進行上述清洗處理，而降低包含研磨粒的分散液的導電率(例如500 mS/m以下)，亦可提高研磨粒的分散性。因此，可將上述清洗處理用作分散處理，亦可將上述清洗處理與分散處理併用。
(添加劑)
本實施形態的研磨劑含有添加劑。此處，所謂「添加劑」，是指為了調整研磨速度、研磨選擇性等研磨特性，研磨粒的分散性、保存穩定性等研磨劑特性等，除水及研磨粒以外添加至研磨劑中的物質。
[第一添加劑：聚烷二醇]
本實施形態的研磨劑含有聚烷二醇作為第一添加劑。第一添加劑具有抑制終止層材料的研磨速度變得過高的效果。另外，藉由使用第一添加劑，而抑制終止層露出後的絕緣材料的研磨，藉此亦可獲得高平坦性。推測藉由第一添加劑被覆絕緣材料及終止層，利用研磨粒的研磨的進行得到緩和，且抑制研磨速度變得過高。
作為聚烷二醇，可列舉聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等，其中，較佳為選自由聚乙二醇及聚丙二醇所組成的群組中的至少一種，更佳為聚乙二醇。
為了調整研磨選擇性或平坦性等研磨特性，第一添加劑可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。
第一添加劑的重量平均分子量並無特別限制。就作業性及起泡性的觀點而言，第一添加劑的重量平均分子量的上限較佳為100×103以下，更佳為50×103以下，進而更佳為10×103以下，特佳為8×103以下，極佳為6×103以下。另外，就進一步提昇研磨選擇性及平坦性的觀點而言，第一添加劑的重量平均分子量的下限較佳為200以上，更佳為300以上，進而更佳為400以上。就上述觀點而言，第一添加劑的重量平均分子量更佳為200以上、100×103以下。再者，重量平均分子量例如可使用標準聚苯乙烯的校準曲線，並藉由凝膠滲透層析法(GPC)而於下述的條件下測定。
使用機器：日立L-6000型[日立製作所股份有限公司製 造]
管柱：Gelpack GL-R420+Gelpack GL-R430+Gelpack GL-R440[日立化成股份有限公司 商品名，共計3根]
溶離液：四氫呋喃
測定溫度：40℃
流量：1.75 mL/min
檢測器：L-3300RI[日立製作所股份有限公司製造]
就進一步提昇研磨選擇性及平坦性的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第一添加劑的含量的下限較佳為0.01質量%以上，更佳為0.1質量%以上，進而更佳為0.3質量%以上。就獲得適度的研磨速度的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第一添加劑的含量的上限較佳為5質量%以下，更佳為2質量%以下，進而更佳為1質量%以下。就上述觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第一添加劑的含量更佳為0.01質量%以上、5質量%以下。再者，當使用多個化合物作為第一添加劑時，較佳為各化合物的含量的合計滿足上述範圍。
[第二添加劑：陽離子性聚合物]
除第一添加劑以外，本實施形態的研磨劑含有陽離子性聚合物作為第二添加劑。所謂「陽離子性聚合物」，是指主鏈或側鏈上具有陽離子基、或可離子化成陽離子基的基的聚合物。本實施形態中，第二添加劑選擇選自由烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物、乙烯胺聚合物及次乙亞胺聚合物所組成的群組中的至少一種 來使用。
第二添加劑藉由與第一添加劑併用，而具有抑制終止層材料的研磨速度變得過高的效果。可認為其原因在於：由於第二添加劑更容易吸附於絕緣材料上，因此因第二添加劑吸附著而無法吸附的剩餘的第一添加劑厚厚地吸附於終止層材料表面，藉此進一步抑制終止層材料受到研磨。另外，第二添加劑具有提昇絕緣材料的研磨速度的效果。可認為其原因在於：藉由第二添加劑與第一添加劑相互作用，第一添加劑過度地被覆絕緣材料而導致絕緣材料的研磨速度變小的情況得到抑制。藉此，根據本實施形態的研磨劑，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性。
第二添加劑亦具有不使平坦性惡化而使絕緣材料的研磨速度上昇的效果。可認為藉由存在第二添加劑，第一添加劑適度地被覆絕緣材料，藉此提昇對於絕緣材料的凸部的研磨速度，並抑制對於絕緣材料的凹部的研磨速度，因此可維持高平坦性。
第二添加劑可藉由使選自由烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、次乙亞胺及這些的衍生物所組成的群組中的至少一種單體成分進行聚合而獲得。第二添加劑亦可具有源自烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、次乙亞胺及這些的衍生物以外的單體成分的結構單元，亦可具有源自丙烯醯胺、二甲基丙烯醯胺、二乙基丙烯醯胺、羥乙基丙烯醯胺、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、二氧化硫等的結構單元。
第二添加劑可為烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、次乙亞胺 的均聚物(聚烯丙胺、聚二烯丙胺、聚乙烯胺、聚次乙亞胺)，亦可為具有源自烯丙胺、二烯丙胺、乙烯胺、次乙亞胺或這些的衍生物的結構單元的共聚物。於共聚物中，結構單元的排列任意。例如可採取包含以下形態等的任意的形態：(a)分別為同種的結構單元連續的嵌段共聚的形態、(b)結構單元A及結構單元B無特別秩序地排列的無規共聚的形態、(c)結構單元A及結構單元B交替地排列的交替共聚的形態。
烯丙胺聚合物是藉由使烯丙胺及其衍生物進行聚合而獲得的聚合物。作為烯丙胺衍生物，可列舉：烷氧基羰基化烯丙胺、甲基羰基化烯丙胺、胺基羰基化烯丙胺、脲化烯丙胺等。
二烯丙胺聚合物是藉由使二烯丙胺及其衍生物進行聚合而獲得的聚合物。作為二烯丙胺衍生物，可列舉：甲基二烯丙胺、二烯丙基二甲基銨鹽、二烯丙基甲基乙基銨鹽、醯基化二烯丙胺、胺基羰基化二烯丙胺、烷氧基羰基化二烯丙胺、胺基硫羰基化二烯丙胺、羥基烷基化二烯丙胺等。作為銨鹽，可列舉氯化銨等。
乙烯胺聚合物是藉由使乙烯胺及其衍生物進行聚合而獲得的聚合物。作為乙烯胺衍生物，可列舉：烷基化乙烯胺、醯胺化乙烯胺、環氧乙烷化乙烯胺、環氧丙烷化乙烯胺、烷氧基化乙烯胺、羧甲基化乙烯胺、醯基化乙烯胺、脲化乙烯胺等。
次乙亞胺聚合物是藉由使次乙亞胺及其衍生物進行聚合而獲得的聚合物。作為次乙亞胺衍生物，可列舉：胺基乙基化 丙烯酸聚合物、烷基化次乙亞胺、脲化次乙亞胺、環氧丙烷化次乙亞胺等。
作為第二添加劑，就可進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性，並進一步抑制被研磨面上的凹陷的進行及研磨損傷的產生的觀點而言，較佳為聚烯丙胺、聚次乙亞胺、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯酸共聚物。另外，作為第二添加劑，就進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的觀點、及進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，較佳為聚烯丙胺、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物。為了調整研磨選擇性及平坦性等研磨特性，第二添加劑可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。
就進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的觀點而言，第二添加劑的重量平均分子量較佳為100以上，更佳為300以上，進而更佳為500以上，特佳為1.0×103以上。就進一步提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的觀點而言，第二添加劑的重量平均分子量較佳為1000×103以下，更佳為800×103以下，進而更佳為600×103以下，特佳為400×103以下。就上述觀點而言，第二添加劑的重量平均分子量更佳為100以上、1000×103以下。再者，第二添加劑的重量平均分子量可藉由與第一添加劑的重量平均分子量相同的方法來測定。
就進一步提昇研磨選擇性及平坦性的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第二添加劑的含量的下限較佳為0.0001質量 %以上，更佳為0.00015質量%以上，進而更佳為0.0002質量%以上，特佳為0.0005質量%以上。就研磨選擇性更優異的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第二添加劑的含量的上限較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，進而更佳為1質量%以下，特佳為0.5質量%以下，尤佳為0.1質量%以下，極佳為0.05質量%以下。就上述觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第二添加劑的含量更佳為0.0001質量%以上、5質量%以下。再者，當使用多個化合物作為第二添加劑時，較佳為各化合物的含量的合計滿足上述範圍。就進一步提昇絕緣材料的研磨速度、相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性、及平坦性的觀點而言，第二添加劑的含量較佳為對應於絕緣材料的製作方法(種類、材料附帶的條件)而適宜調整。
就進一步提昇研磨選擇性及平坦性的觀點而言，第二添加劑的含量相對於第一添加劑的含量的比率以質量比計較佳為0.0005以上，更佳為0.001以上，進而更佳為0.0015以上，特佳為0.002以上。就研磨選擇性更優異的觀點而言，第二添加劑的含量相對於第一添加劑的含量的比率以質量比計較佳為0.03以下，更佳為0.025以下，進而更佳為0.02以下，特佳為0.015以下。就上述觀點而言，上述含量的比率更佳為0.0005以上、0.03以下。
本實施形態的研磨劑亦可含有第二添加劑以外的陽離子性聚合物。作為此種陽離子性聚合物，可列舉：經陽離子改質的聚丙烯醯胺、經陽離子改質的聚二甲基丙烯醯胺等丙烯酸系聚 合物；聚葡萄胺糖、聚葡萄胺糖衍生物、經陽離子改質的纖維素、經陽離子改質的葡聚糖等多糖類；使源自構成這些化合物的構成單元的單體進行聚合而獲得的共聚物等。為了調整研磨選擇性及平坦性等研磨特性，陽離子性聚合物可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。
就進一步提昇研磨選擇性及平坦性的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，含有第二添加劑的陽離子性聚合物的含量的下限較佳為0.0001質量%以上，更佳為0.00015質量%以上，進而更佳為0.0002質量%以上，特佳為0.0005質量%以上。就研磨選擇性更優異的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，含有第二添加劑的陽離子性聚合物的含量的上限較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，進而更佳為1質量%以下，特佳為0.5質量%以下，尤佳為0.1質量%以下，極佳為0.05質量%以下。就上述觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，含有第二添加劑的陽離子性聚合物的含量更佳為0.0001質量%以上、5質量%以下。
[第三添加劑]
為了調整研磨速度等研磨特性，研磨粒的分散性、保存穩定性等研磨劑特性等，除第一添加劑及第二添加劑等陽離子性聚合物以外，本實施形態的研磨劑可進而含有第三添加劑。
作為第三添加劑，可列舉羧酸、胺基酸等。這些可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。其中，就研磨粒的分散性與研磨特性的平衡優異的觀點而言，較佳為羧酸及胺基酸。
羧酸具有使pH穩定化，並且進一步提昇絕緣材料的研磨速度的效果。作為羧酸，可列舉：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、乳酸等。
胺基酸具有提昇含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒的分散性，並進一步提昇絕緣材料的研磨速度的效果。作為胺基酸，可列舉：精胺酸、離胺酸、天冬胺酸、麩胺酸、天冬醯胺酸、麩醯胺酸、組胺酸、脯胺酸、酪胺酸、色胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、甘胺酸、丙胺酸、β-丙胺酸、甲硫胺酸、半胱胺酸、苯基丙胺酸、白胺酸、纈胺酸、異白胺酸等。再者，胺基酸雖然具有羧基，但與羧酸不同。
當使用第三添加劑時，就抑制研磨粒的沈澱，並可獲得添加劑的添加效果的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，第三添加劑的含量較佳為0.01質量%以上、10質量%以下的範圍。再者，當使用多個化合物作為第三添加劑時，較佳為各化合物的含量的合計滿足上述範圍。
(水溶性高分子)
為了調整平坦性、面內均一性、相對於氮化矽的氧化矽的研磨選擇性(氧化矽的研磨速度/氮化矽的研磨速度)、相對於多晶矽的氧化矽的研磨選擇性(氧化矽的研磨速度/多晶矽的研磨速度)等研磨特性，本實施形態的研磨劑亦可含有水溶性高分子。此處，將「水溶性高分子」定義成相對於水100 g，溶解0.1 g以上的高分子。將第一添加劑、及第二添加劑等陽離子性聚合物設 為不包含於「水溶性高分子」中者。
作為水溶性高分子，並無特別限制。作為水溶性高分子，具體而言，可列舉：聚丙烯醯胺、聚二甲基丙烯醯胺等丙烯酸系聚合物；海藻酸、果膠酸、羧甲基纖維素、寒天、卡特蘭多醣、糊精、環糊精、聚三葡萄糖(pullulan)等多糖類；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯醛等乙烯系聚合物；聚甘油、聚甘油衍生物等甘油系聚合物等。本實施形態的研磨劑亦可不含聚乙烯醇。水溶性高分子可單獨使用一種、或將兩種以上組合使用。
當使用水溶性高分子時，就抑制研磨粒的沈澱，並可獲得水溶性高分子的添加效果的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，水溶性高分子的含量較佳為0.0001質量%以上，更佳為0.001質量%以上，進而更佳為0.01質量%以上。就抑制研磨粒的沈澱，並可獲得水溶性高分子的添加效果的觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，水溶性高分子的含量較佳為5質量%以下，更佳為1質量%以下，進而更佳為0.5質量%以下。就上述觀點而言，以研磨劑的總質量為基準，水溶性高分子的含量更佳為0.0001質量%以上、5質量%以下。當使用多個化合物作為水溶性高分子時，較佳為各化合物的含量的合計滿足上述範圍。
水溶性高分子的重量平均分子量並無特別限制，但較佳為100以上、300×103以下。再者，水溶性高分子的重量平均分子量可藉由與第一添加劑的重量平均分子量相同的方法來測定。
(研磨劑的特性)
就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，本實施形態的研磨劑的pH(25℃)的下限較佳為3.0以上，更佳為4.0以上，進而更佳為4.5以上，特佳為5.0以上。另外，就進一步提昇絕緣材料的研磨速度的觀點而言，pH的上限較佳為12.0以下，更佳為11.0以下，進而更佳為10.0以下，特佳為9.0以下，極佳為8.0以下。就上述觀點而言，研磨劑的pH更佳為3.0以上、12.0以下。
研磨劑的pH可藉由無機酸、有機酸等酸成分；氨、氫氧化鈉、氫氧化四甲基銨(TMAH)、咪唑等鹼成分等來調整。另外，為了使pH穩定化，亦可添加緩衝劑。另外，亦可添加緩衝劑作為緩衝液(含有緩衝劑的液體)。作為此種緩衝液，可列舉乙酸鹽緩衝液、鄰苯二甲酸鹽緩衝液等。
本實施形態的研磨劑的pH可利用pH計(例如，電氣化學計器股份有限公司製造的型號PHL-40)來測定。具體而言，例如將鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液(pH為4.01)與中性磷酸鹽pH緩衝液(pH為6.86)用作標準緩衝液，並對pH計進行2點校正後，將pH計的電極放入至研磨劑中，測定經過2分鐘以上而穩定後的值。此時，將標準緩衝液與研磨劑的液溫均設為25℃。
本實施形態的研磨劑可作為至少包含研磨粒、第一添加劑、第二添加劑、及水的一液式研磨劑來保存，亦可作為多液式(例如二液式)的研磨劑套組來保存，上述多液式(例如二液式)的研磨劑套組是以將漿料(第一液體)與添加液(第二液體)混 合而成為上述研磨劑的方式，將上述研磨劑的構成成分分成漿料與添加液者。漿料例如至少包含研磨粒。添加液例如包含選自由第一添加劑及第二添加劑所組成的群組中的至少一種。第一添加劑、第二添加劑、第三添加劑、水溶性高分子及緩衝劑較佳為包含於漿料及添加液中的添加液中。再者，上述研磨劑的構成成分亦可作為分成三液以上的研磨劑套組來保存。例如，上述研磨劑的構成成分亦可分成含有研磨粒及水的漿料、含有第一添加劑及水的添加液、以及含有第二添加劑及水的添加液來保存。
上述研磨劑套組中，於即將研磨前或研磨時，將漿料及添加液混合來製作研磨劑。另外，一液式研磨劑亦可作為減少了水的含量的研磨劑用儲存液來保存，並且於研磨時藉由水來稀釋後使用。多液式的研磨劑套組亦可作為減少了水的含量的漿料用儲存液、添加液用儲存液來保存，並且於研磨時藉由水來稀釋後使用。
於一液式研磨劑的情況下，作為朝研磨盤上供給研磨劑的方法，可使用：直接輸送研磨劑來供給的方法；利用各個配管輸送研磨劑用儲存液及水，然後使這些合流、混合來供給的方法；事先將研磨劑用儲存液及水混合後供給的方法等。
當作為分成漿料與添加液的多液式的研磨劑套組來保存時，可藉由任意地改變這些液體的調配來調整研磨速度。當使用研磨劑套組進行研磨時，作為朝研磨盤上供給研磨劑的方法，有下述所示的方法。例如可使用：利用各個配管輸送漿料與添加 液，然後使這些配管合流、混合來供給的方法；利用各個配管輸送漿料用儲存液、添加液用儲存液及水，然後使這些合流、混合來供給的方法；事先將漿料、添加液混合後供給的方法；事先將漿料用儲存液、添加液用儲存液及水混合後供給的方法等。另外，亦可使用將上述研磨劑套組中的漿料與添加液分別朝研磨盤上供給的方法。於此情況下，使用在研磨盤上將漿料及添加液混合而獲得的研磨劑來研磨被研磨面。
(基體的研磨方法)
本實施形態的基體的研磨方法可具備使用上述一液式研磨劑研磨基體的被研磨面的研磨步驟，亦可具備使用將上述研磨劑套組中的漿料與添加液混合而獲得的研磨劑研磨基體的被研磨面的研磨步驟。另外，本實施形態的基體的研磨方法可為具有絕緣材料及多晶矽的基體的研磨方法，例如可具備使用上述一液式研磨劑、或將上述研磨劑套組中的漿料與添加液混合而獲得的研磨劑，相對於多晶矽而選擇性地研磨絕緣材料的研磨步驟。於此情況下，基體例如可具有包含絕緣材料的構件、及包含多晶矽的構件。再者，所謂「相對於材料B而選擇性地研磨材料A」，是指於同一研磨條件下，材料A的研磨速度比材料B的研磨速度快。更具體而言，例如是指以材料A的研磨速度對於材料B的研磨速度的研磨速度比為250以上來研磨材料A。
於研磨步驟中，例如在將具有被研磨材料的基體的該被研磨材料按壓於研磨盤的研磨墊(研磨布)上的狀態下，將上述 研磨劑供給至被研磨材料與研磨墊之間，並使基體與研磨盤相對地移動來研磨被研磨材料的被研磨面。於研磨步驟中，例如藉由研磨來去除被研磨材料的至少一部分。
作為研磨對象的基體可列舉基板等，例如可列舉在與半導體元件製造相關的基板(例如形成有STI圖案、閘極圖案、配線圖案等的半導體基板)上形成有被研磨材料的基板。作為被研磨材料，可列舉：氧化矽等絕緣材料；多晶矽、氮化矽等終止層材料等。被研磨材料可為單一的材料，亦可為多個材料。當多個材料露出於被研磨面時，可將這些材料看作被研磨材料。被研磨材料可為膜狀，亦可為氧化矽膜、多晶矽膜、氮化矽膜等。
利用上述研磨劑研磨形成於此種基板上的被研磨材料(例如氧化矽等絕緣材料)，而將多餘的部分去除，藉此可消除被研磨材料的表面的凹凸，而使被研磨材料的整個表面變成平滑的面。本實施形態的研磨劑較佳為用於研磨含有氧化矽的被研磨面。
於本實施形態中，可研磨如下的基體中的絕緣材料，該基體至少在表面包括：包含氧化矽的絕緣材料、配置於絕緣材料的下層的終止層(研磨停止層)、及配置終止層的下方的半導體基板。構成終止層的終止層材料是研磨速度比絕緣材料慢的材料，較佳為多晶矽、氮化矽等。於此種基體中，當終止層露出時使研磨停止，藉此可防止絕緣材料被過度地研磨，因此可提昇絕緣材料的研磨後的平坦性。
作為由本實施形態的研磨劑所研磨的被研磨材料的製 作方法，可列舉：低壓化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法、準常壓CVD法、電漿CVD法等CVD法；將液體原料塗佈於旋轉的基板上的旋轉塗佈法等。
氧化矽可藉由利用低壓CVD法，使例如單矽烷(SiH4)與氧(O2)進行熱反應而獲得。另外，氧化矽可藉由利用準常壓CVD法，使例如四乙氧基矽烷(Si(OC2H5)4)與臭氧(O3)進行熱反應而獲得。作為其他例，藉由使四乙氧基矽烷與氧進行電漿反應，亦可同様地獲得氧化矽。
氧化矽可藉由利用旋轉塗佈法，將含有例如無機聚矽氮烷、無機矽氧烷等的液體原料塗佈於基板上，並藉由爐體等使其進行熱硬化反應而獲得。
作為多晶矽的製作方法，可列舉使單矽烷進行熱反應的低壓CVD法、使單矽烷進行電漿反應的電漿CVD法等。
作為氮化矽的製作方法，例如可列舉：使二氯矽烷與氨進行熱反應的低壓CVD法，使單矽烷、氨及氮進行電漿反應的電漿CVD法等。為了調整材質，於藉由如以上的方法所獲得的氮化矽中亦可含有如碳、氫等般矽與氮以外的元素。
為了使藉由如以上的方法所獲得的氧化矽、多晶矽、氮化矽等的材質穩定化，視需要亦可於200℃~1000℃的溫度下進行熱處理。另外，為了提高埋入性，於藉由如以上的方法所獲得的氧化矽中亦可含有微量的硼(B)、磷(P)、碳(C)等。
以下，列舉形成有絕緣材料的半導體基板的研磨方法為 一例，對本實施形態的研磨方法進行說明。於本實施形態的研磨方法中，作為研磨裝置，可使用如下的一般的研磨裝置，該研磨裝置包括可保持具有被研磨面的半導體基板等基體的固持器、及可貼附研磨墊的研磨盤。於固持器及研磨盤上分別安裝有可變更轉速的馬達等。作為研磨裝置，例如可使用應用材料(APPLIED MATERIALS)公司製造的研磨裝置：Reflexion。
作為研磨墊，可使用一般的不織布、發泡體、非發泡體等，作為研磨墊的材質，例如可使用聚胺基甲酸酯、丙烯酸(acryl)、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纖維素、纖維素酯、聚醯胺(例如尼龍(Nylon)(商標名)及芳族聚醯胺(aramid))、聚醯亞胺、聚醯亞胺醯胺、聚矽氧烷共聚物、環氧乙烷化合物、酚樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂等樹脂。作為研磨墊的材質，尤其就研磨速度及平坦性的觀點而言，較佳為發泡聚胺基甲酸酯及非發泡聚胺基甲酸酯。較佳為對研磨墊實施槽加工以使研磨劑蓄積。
研磨條件並無限制，但為了半導體基體不飛出，研磨盤的旋轉速度較佳為200 min-1以下，就充分地抑制產生研磨損傷的觀點而言，對半導體基板施加的研磨壓力(加工負荷)較佳為100 kPa以下。於進行研磨的期間內，較佳為利用泵等將研磨劑連續地供給至研磨墊上。該供給量並無限制，但較佳為研磨墊的表面始終由研磨劑覆蓋。
研磨結束後的半導體基板較佳為於流水中充分地清洗 來去除附著於基板上的粒子。於清洗時，除純水以外，亦可併用稀氫氟酸或氨水，為了提高清洗效率，亦可併用刷子。另外，清洗後，較佳為使用旋乾機等將附著於半導體基板上的水滴拭去後對半導體基體進行乾燥。
本實施形態的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法可適宜地用於STI的形成。為了形成STI，絕緣材料(例如氧化矽)對於終止層材料(例如多晶矽)的研磨速度比較佳為250以上，更佳為300以上。若上述研磨速度比未滿250，則相對於終止層材料的研磨速度的絕緣材料的研磨速度慢，當形成STI時，存在難以於規定的位置停止研磨的傾向。另一方面，若上述研磨速度比為250以上，則研磨的停止變得容易，更適合於STI的形成。
本實施形態的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法亦可用於前金屬絕緣材料的研磨。作為前金屬絕緣材料，除氧化矽以外，例如使用磷-矽酸鹽玻璃、硼-磷-矽酸鹽玻璃，進而，亦可使用氟化矽氧(silicon oxyfluoride)、氟化非晶碳等。
本實施形態的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法亦可應用於氧化矽等絕緣材料以外的材料。作為此種材料，可列舉：Hf系、Ti系、Ta系氧化物等高介電常數材料；矽、非晶矽、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAs、有機半導體等半導體材料；GeSbTe等相變材料；氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)等無機導電材料；聚醯亞胺系、聚苯并噁唑系、丙烯酸系、環氧系、酚系等的聚合物樹脂材料等。
本實施形態的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法不僅可應用於膜狀的研磨對象，亦可應用於包含玻璃、矽、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAs、藍寶石或塑膠等的各種基板。
本實施形態的研磨劑、研磨劑套組及研磨方不僅可用於半導體元件的製造，亦可用於薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)、有機電致發光(Electroluminescence，EL)等的影像顯示裝置；光罩、透鏡、稜鏡、光纖、單晶閃爍體等光學零件；光開關元件、光波導等光學元件；固態雷射、藍色雷射發光二極體(Light Emitting Diode，LED)等發光元件；磁碟、磁頭等磁儲存裝置的製造。
[實施例]
以下，根據實施例來具體地說明本發明，但本發明並不限定於此。
<4價金屬元素的氫氧化物的合成>
使175 g的Ce(NH4)2(NO3)6溶解於8000 g的純水中而獲得溶液。繼而，一面對該溶液進行攪拌，一面以5 mL/min的混合速度滴加750 g的咪唑水溶液(10質量%水溶液，1.47 mol/L)，而獲得包含29 g的氫氧化鈰粒子的分散液(黃白色)。氫氧化鈰粒子的合成是以溫度25℃、攪拌速度400 min-1來進行。攪拌是使用翼部全長為5 cm的3片翼狀斜槳(pitched paddle)來進行。
藉由離心分離(4000 min-1，5分鐘)來對所獲得的氫氧化鈰粒子的分散液實施固液分離，取出固體成分含量約為10%的 沈澱物。以氫氧化鈰含量變成1.0質量%的方式，於藉由固液分離而獲得的沈澱物中混合水，並利用超音波清洗機使粒子分散於水中，而製成氫氧化鈰漿料用儲存液。
<平均粒徑的測定>
使用貝克曼庫爾特公司製造的商品名：N5對氫氧化鈰漿料用儲存液中的氫氧化鈰粒子的平均粒徑進行測定，結果為25 nm。測定法如下所述。首先，將約1 mL的包含1.0質量%的氫氧化鈰粒子的測定樣品(水分散液)裝入至1 cm見方的單元中，並將單元設置於N5內。將測定樣品的折射率調整成1.333，將測定樣品的黏度調整成0.887 mPa．s，於25℃下進行測定，並讀取作為平均單峰尺寸(Unimodal Size Mean)所顯示的值。
<研磨粒的結構分析>
適量提取氫氧化鈰漿料用儲存液，進行真空乾燥而使研磨粒單離後，利用純水充分地清洗而獲得試樣。對所獲得的試樣進行利用FT-IR ATR法的測定，結果除觀測到基於氫氧化物離子(OH-)的峰值以外，亦觀測到基於硝酸離子(NO3 -)的峰值。另外，對相同試樣進行針對氮的XPS(N-XPS)測定，結果未觀測到基於NH4 +的峰值，而觀測到基於硝酸離子的峰值。根據這些結果而確認，氫氧化鈰漿料用儲存液中所含有的研磨粒包含至少一部分具有鍵結於鈰元素上的硝酸離子的粒子。另外，因包含至少一部分具有鍵結於鈰元素上的氫氧化物離子的粒子，故確認研磨粒含有氫氧化鈰。
<吸光度及透光率的測定>
適量提取氫氧化鈰漿料用儲存液，以研磨粒含量變成0.0065質量%(65 ppm)的方式利用水進行稀釋而獲得測定樣品(水分散液)。將約4 mL的該測定樣品裝入至1 cm見方的單元中，並將單元設置於日立製作所股份有限公司製造的分光光度計(裝置名：U3310)內。於波長200 nm~600 nm的範圍內進行吸光度測定，並測定對於波長290 nm的光的吸光度、及對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度。對於波長290 nm的光的吸光度為1.192，對於波長450 nm~600 nm的光的吸光度未滿0.010。
將約4 mL的氫氧化鈰漿料用儲存液(粒子的含量：1.0質量%)裝入至1 cm見方的單元中，並將單元設置於日立製作所股份有限公司製造的分光光度計(裝置名：U3310)內。於波長200 nm~600 nm的範圍內進行吸光度測定，並測定對於波長400 nm的光的吸光度、及對於波長500 nm的光的透光率。對於波長400 nm的光的吸光度為2.25，對於波長500 nm的光的透光率為92%/cm。
<CMP研磨劑的製備> [實施例1]
將含有聚乙二醇[獅王(Lion)股份有限公司製造的PEG#600，重量平均分子量：600]5質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.87質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，水840 g，以及含有作為陽離子性聚合物的 0.1質量%聚烯丙胺[日東紡醫藥(Nittobo Medical)股份有限公司製造的PAA-01，重量平均分子量為1600]的水溶液10 g混合，藉此製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、聚烯丙胺0.001質量%的pH為6.2的CMP研磨劑。
[實施例2]
除聚烯丙胺的調配量以外，以與實施例1相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、聚烯丙胺0.0015質量%的pH為6.3的CMP研磨劑。
[實施例3]
除聚烯丙胺的調配量以外，以與實施例1相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、聚烯丙胺0.002質量%的pH為6.4的CMP研磨劑。
[實施例4]
將含有聚乙二醇[獅王股份有限公司製造的PEG#4000，重量平均分子量：4000]5質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.87質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，水820 g，以及含有作為陽離子性聚合物的0.1質量%氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAS-J-81，重量平均分子量：200000]的水溶液30 g混合，藉此製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物0.003質量%的pH為6.0的CMP研磨劑。
[實施例5]
除陽離子性聚合物的種類與調配量、咪唑的調配量以外，以與實施例1相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAS-J-81，重量平均分子量：200000]0.003質量%的pH為5.0的CMP研磨劑。
[實施例6]
除陽離子性聚合物的種類與調配量以外，以與實施例1相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAS-J-81，重量平均分子量：200000]0.003質量%的pH為5.8的CMP研磨劑。
[實施例7]
除陽離子性聚合物的種類與調配量、咪唑的調配量以外，以與實施例1相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAS-J-81，重量平均分子量：200000]0.003質量%的pH為6.7的CMP研磨劑。
[實施例8]
除陽離子性聚合物的種類以外，以與實施例6相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%、聚次乙亞胺[日本觸媒股份有限公司製造的Epomin P-1000，重量平均 分子量為70000]0.003質量%的pH為6.4的CMP研磨劑。
[實施例9]
將含有聚丙二醇[和光純藥工業股份有限公司製造的聚丙二醇二醇型400，重量平均分子量：400]5質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.87質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，水820 g，以及含有作為陽離子性聚合物的0.1質量%氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAS-J-81，重量平均分子量：200000]的水溶液30 g混合，藉此製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚丙二醇0.5質量%、氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物0.003質量%的pH為6.0的CMP研磨劑。
[比較例1]
將氫氧化鈰漿料用儲存液50 g、水940 g、以及1質量%咪唑水溶液10 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%的pH為5.9的CMP研磨劑。
[比較例2]
將氫氧化鈰漿料用儲存液50 g、水927 g、1質量%咪唑水溶液8 g、1質量%乙酸水溶液5 g、以及0.1質量%聚烯丙胺[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAA-01，重量平均分子量：1600]水溶液10 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚烯丙胺0.001質量%的pH為6.0的CMP研磨劑。
[比較例3]
將含有聚乙二醇[獅王股份有限公司製造的PEG#600，重量平均分子量：600]5質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.87質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，以及水850 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.5質量%的pH為6.2的CMP研磨劑。
[比較例4]
將含有聚乙烯醇[可樂麗(Kuraray)股份有限公司製造的PVA-403，平均聚合度為300，皂化度為80莫耳%，重量平均分子量：14000]5質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.87質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，以及水850 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇0.5質量%的pH為5.8的CMP研磨劑。
[比較例5]
除添加作為陽離子性聚合物的聚烯丙胺[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAA-01，重量平均分子量：1600]以外，以與比較例4相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇0.5質量%、聚烯丙胺0.0001質量%的pH為5.9的CMP研磨劑。
[比較例6]
除聚烯丙胺的調配量以外，以與比較例5相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇0.5質量%、聚烯丙胺0.001質量%的pH為6.0的CMP研磨劑。
[比較例7]
除添加作為陽離子性聚合物的聚烯丙胺[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAA-08，重量平均分子量：8000]以外，以與比較例4相同的方式製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇0.5質量%、聚烯丙胺0.0008質量%的pH為5.9的CMP研磨劑。
[比較例8]
將含有聚乙烯醇[可樂麗股份有限公司製造的PVA-403，平均聚合度為300，皂化度為80莫耳%，重量平均分子量：14000]10質量%、聚烯丙胺[日東紡醫藥股份有限公司製造的PAA-08，重量平均分子量：8000]0.008質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水89.862質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，以及水850 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇1質量%、聚烯丙胺0.0008質量%的pH為6.0的CMP研磨劑。
[比較例9]
將含有聚乙二醇[獅王股份有限公司製造的PEG#600，重量平均分子量：600]0.07質量%、聚葡萄胺糖[大日精化工業股份有限公司製造的Daichitosan 100D，去乙醯化度：98%以上]0.15質量%、咪唑0.2質量%、乙酸0.15質量%及水99.43質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，以及水850 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙二醇0.007質量%、聚葡萄胺糖0.015質量%的pH為6.4的CMP研磨劑。
[比較例10]
將含有聚乙烯醇[可樂麗股份有限公司製造的PVA-403，平均聚合度為300，皂化度為80莫耳%，重量平均分子量：14000]5質量%、N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺的聚合物[重量平均分子量：23000]0.01質量%、咪唑0.08質量%、乙酸0.05質量%及水94.86質量%的添加液用儲存液100 g，氫氧化鈰漿料用儲存液50 g，以及水850 g混合，製備含有氫氧化鈰粒子0.05質量%、聚乙烯醇0.5質量%、N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺的聚合物0.001質量%的pH為6.1的CMP研磨劑。
再者，N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺的聚合物是藉由下述的程序來製作。首先，向圓底燒瓶中添加N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺(興人股份有限公司製造的DMAPAA)15 g、水281 g，並導入氮氣。加熱至80℃後，一面進行攪拌，一面添加包含2,2'-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽696 mg及水4 g的水溶液。於80℃下加熱攪拌2小時後，冷卻至室溫(25℃)為止，而獲得濃度為5質量%的N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺的聚合物。
<液狀特性評價>
於下述條件下評價CMP研磨劑的pH、及CMP研磨劑中的氫氧化鈰粒子的平均粒徑。
(pH)
測定溫度：25±5℃
測定裝置：電氣化學計器股份有限公司製造，型號PHL-40
測定方法：使用標準緩衝液(鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液，pH：4.01(25℃)；中性磷酸鹽pH緩衝液，pH為6.86(25℃))進行2點校正後，將電極放入至CMP研磨劑中，藉由上述測定裝置來測定經過2分鐘以上而穩定後的pH。
(氫氧化鈰粒子的平均粒徑)
使用貝克曼庫爾特公司製造的商品名：N5對CMP研磨劑中的氫氧化鈰粒子的平均粒徑進行測定。測定法如下所述。首先，將約1 mL的CMP研磨劑裝入至1 cm見方的單元中，並將單元設置於N5內。將測定樣品的折射率調整成1.333，將測定樣品的黏度調整成0.887 mPa．s，於25℃下進行測定，並讀取作為平均單峰尺寸所顯示的值。
<CMP評價>
使用CMP研磨劑於下述研磨條件下研磨被研磨基板。但是，未對比較例1及比較例2進行圖案晶圓的研磨。
(CMP研磨條件)
．研磨裝置：Reflexion(應用材料公司製造)
．CMP研磨劑流量：200 mL/min
．被研磨基板：
(無圖案的晶圓)
作為未形成圖案的毯覆式晶圓(blanket wafer)，使用藉由電漿CVD法於矽基板上形成厚度為1 μm的氧化矽膜而成的基板、及藉由CVD法於矽基板上形成厚度為0.2 μm的多晶矽膜而 成的基板。
(圖案晶圓)
作為形成有模擬圖案的圖案晶圓，使用半導體製造技術(Semiconductor Manufacturing Technology，SEMATECH)公司製造的764晶圓(商品名，直徑：300 mm)。該圖案晶圓是藉由如下方式獲得的晶圓：將多晶矽膜作為終止膜積層於矽基板上後，於曝光步驟中形成溝槽，並以掩埋多晶矽膜及溝槽的方式於矽基板及多晶矽膜上積層氧化矽膜(SiO2膜)作為絕緣膜。氧化矽膜是藉由高密度電漿(High Density Plasma，HDP)法而成膜者。
．研磨墊：具有獨立氣泡的發泡聚胺基甲酸酯樹脂(日本羅門哈斯(Rohm and Haas Japan)股份有限公司製造，型號IC1010)，蕭氏D硬度：60
．研磨壓力：16.5 kPa(2.4 psi)
．基板與研磨盤的相對速度：85 m/min
．研磨時間：對毯覆式晶圓進行1分鐘研磨。對圖案晶圓進行研磨，直至作為終止膜的多晶矽膜露出為止。另外，以與至多晶矽膜露出為止所花費的研磨時間相同的時間進一步削入，藉此進行凹陷的進行程度的確認。
．清洗：CMP處理後，利用超音波水進行清洗，然後利用旋乾機進行乾燥。
作為圖案晶圓，使用具有線(凸部)&空間(凹部)寬度為1000 μm間距、200 μm間距、100 μm間距，且凸部圖案密度 為50%的部分的晶圓。所謂線&空間，是指模擬的圖案，且是指由作為凸部的多晶矽膜遮蔽的主動(Active)部、與形成有作為凹部的槽的溝槽(Trench)部交替地排列的圖案。例如，所謂「線&空間為100 μm間距」，是指線部與空間部的寬度的合計為100 μm。另外，例如，所謂「線&空間為100 μm間距，凸部圖案密度為50%」，是指凸部寬度：50 μm與凹部寬度：50 μm交替地排列的圖案。
於圖案晶圓中，氧化矽膜的膜厚在矽基板及多晶矽膜的任一者上均為600 nm。具體而言，如圖3所示，矽基板1上的多晶矽膜2的膜厚為150 nm，氧化矽膜3的凸部的膜厚為600 nm，氧化矽膜3的凹部的膜厚為600 nm，氧化矽膜3的凹部深度為500 nm(溝槽深度350 nm+多晶矽膜厚150 nm)。
於圖案晶圓的研磨評價時，使用如下的晶圓，其藉由利用具有自停止(Self Stop)性(若模擬圖案的殘餘階差變小，則研磨速度下降)的公知的CMP研磨劑研磨上述晶圓，而成為殘餘階差為100 nm以下的狀態。具體而言，使用利用以2：1.2：6.8的比率調配日立化成股份有限公司製造的HS-8005-D4、日立化成股份有限公司製造的HS-7303GP、以及水的研磨劑，將間距為1000 μm且密度為50%的圖案中的凸部的氧化矽膜厚研磨至130 nm為止的狀態的晶圓。
<研磨品評價> [毯覆式晶圓研磨速度]
根據下式來求出以上述條件進行了研磨及清洗的被研磨膜(氧化矽膜、多晶矽膜)的研磨速度(氧化矽研磨速度：SiO2RR，多晶矽研磨速度：p-SiRR)。再者，研磨前後的被研磨膜的膜厚差是使用光干涉式膜厚裝置(菲樂(Filmetrics)公司製造，商品名：F80)來求出。
(研磨速度：RR)=(研磨前後的被研磨膜的膜厚差(nm))/(研磨時間(分鐘))
[圖案晶圓評價]
對以上述條件進行了研磨及清洗的圖案晶圓的凸部的多晶矽膜或氧化矽膜的殘膜厚度、及凹部的氧化矽膜的殘膜厚度進行測定，並根據下式來求出殘餘階差量(凹陷)。再者，研磨前後的被研磨膜的膜厚是使用光干涉式膜厚裝置(耐諾(Nanometrics)公司製造，商品名：Nanospec AFT-5100)來求出。
殘餘階差(凹陷)=(350+多晶矽膜厚(nm))-(凹部的氧化矽膜的殘膜厚度(nm))
[研磨損傷評價]
使以上述條件進行了研磨及清洗的被研磨基板(具有氧化矽膜的毯覆式晶圓基板)於0.5質量%的氟化氫的水溶液中浸漬15秒後，進行60秒水洗。繼而，使用聚乙烯醇刷子，一面供給水一面對被研磨膜表面進行1分鐘清洗後，加以乾燥。使用應用材料公司製造的Complus，檢測被研磨膜表面的0.2 μm以上的缺陷。進而，使用藉由Complus而獲得的缺陷檢測座標與應用材料公司 製造的SEM Vision，對被研磨膜表面進行觀測，結果被研磨膜表面的0.2 μm以上的研磨損傷的個數於實施例及比較例的任一者中均為0~3(個/晶圓)左右，研磨損傷的產生得到充分抑制。
將實施例1~實施例9及比較例1~比較例10中所獲得的各測定結果示於表1及表2。再者，表中，化合物A~化合物E表示下述化合物。
化合物A：聚烯丙胺
化合物B：氯化二烯丙基二甲基銨．丙烯醯胺共聚物
化合物C：聚次乙亞胺
化合物D：聚葡萄胺糖
化合物E：N,N-二甲胺基丙基丙烯醯胺的聚合物
以下，對表1及表2所示的結果進行詳細說明。
實施例1中，SiO2RR為263 nm/min，p-SiRR為0.3 nm/min，研磨速度比為877，SiO2RR顯示了高於比較例的值，p-SiRR顯示了小於比較例的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為90 nm(1000 μm間距)、30 nm(200 μm間距)、6 nm(100 μm間距)，即便進而多削入30秒，殘餘階差亦分別為92 nm、31 nm、6 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例2中，SiO2RR為268 nm/min，p-SiRR為0.3 nm/min，研磨速度比為893，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為38 nm、8 nm、0 nm，即便進而多削入30秒，殘餘階差亦分別為38 nm、10 nm、0 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例3中，SiO2RR為265 nm/min，p-SiRR為0.3 nm/min，研磨速度比為883，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為30 nm、7 nm、0 nm，即便進而多削入30秒，殘餘階差亦分別為30 nm、7 nm、0 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例4中，SiO2RR為299 nm/min，p-SiRR為0.2 nm/min，研磨速度比為1495，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例 1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為45 nm、22 nm、6 nm，即便進而多削入30秒，殘餘階差亦分別為57 nm、31 nm、14 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例5中，SiO2RR為192 nm/min，p-SiRR為0.2 nm/min，研磨速度比為960，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為33 nm、12 nm、0 nm，即便進而多削入28秒，殘餘階差亦分別為72 nm、29 nm、14 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例6中，SiO2RR為363 nm/min，p-SiRR為0.1 nm/min，研磨速度比為3630，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為56 nm、17 nm、2 nm，即便進而多削入17秒，殘餘階差亦分別為64 nm、22 nm、5 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例7中，SiO2RR為233 nm/min，p-SiRR為0.3 nm/min，研磨速度比為777，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為33 nm、10 nm、0 nm，即便進而多削入30秒，殘餘階差亦分別為37 nm，10 nm，0 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例8中，SiO2RR為434 nm/min，p-SiRR為0.2 nm/min，研磨速度比為2170，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為44 nm、15 nm、1 nm，即便進而多削入27秒，殘餘階差亦分別為44 nm、16 nm、1 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
實施例9中，SiO2RR為333 nm/min，p-SiRR為0.3 nm/min，研磨速度比為1110，SiO2RR及p-SiRR顯示了與實施例1相同的值，研磨速度比顯示了高於比較例的值。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為59 nm、36 nm、15 nm，即便進而多削入37秒，殘餘階差亦分別為72 nm、42 nm、19 nm，獲得了顯示高研磨速度比，並抑制凹陷的進行的結果。
比較例1中，SiO2RR為163 nm/min，p-SiRR為62 nm/min，研磨速度比為3。
比較例2中，SiO2RR為50 nm/min，p-SiRR為95 nm/min，研磨速度比為0.5。
比較例3中，SiO2RR為94 nm/min，p-SiRR為4 nm/min，研磨速度比為24。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為21 nm、13 nm、2 nm。另外，進而多削入30秒的時間點的殘餘階差分別為60 nm、46 nm、34 nm。
比較例4中，SiO2RR為180 nm/min，p-SiRR為12 nm/min，研磨速度比為15。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為72 nm、55 nm、40 nm。另外，進而多削入30秒的時間點的殘餘階差分別為140 nm、108 nm、84 nm。
比較例5中，SiO2RR為192 nm/min，p-SiRR為1 nm/min，研磨速度比為192。另外，於圖案晶圓評價中，無法於30秒內去除凸部的氧化矽膜。
比較例6中，SiO2RR為195 nm/min，p-SiRR為0.8 nm/min，研磨速度比為244。另外，於圖案晶圓評價中，無法於30秒內去除凸部的氧化矽膜。
比較例7中，SiO2RR為205 nm/min，p-SiRR為0.9 nm/min，研磨速度比為228。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為70 nm、54 nm、42 nm。另外，進而多削入21秒的時間點的殘餘階差分別為140 nm、104 nm、82 nm。
比較例8中，SiO2RR為182 nm/min，p-SiRR為0.8 nm/min，研磨速度比為228。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為54 nm、37 nm、23 nm。另外，進而多削入24秒的時間點的殘餘階差分別為94 nm、67 nm、53 nm。
比較例9中，SiO2RR為376 nm/min，p-SiRR為13 nm/min，研磨速度比為29。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜 露出的時間點的殘餘階差分別為132 nm、95 nm、81 nm。另外，進而多削入33秒的時間點的殘餘階差分別為217 nm、162 nm、140 nm。
比較例10中，SiO2RR為170 nm/min，p-SiRR為6 nm/min，研磨速度比為28。另外，於圖案晶圓評價中，多晶矽膜露出的時間點的殘餘階差分別為68 nm、43 nm、29 nm。另外，進而多削入30秒的時間點的殘餘階差分別為128 nm、102 nm、72 nm。
[產業上之可利用性]
根據本發明，可提供一種可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法。另外，根據本發明，尤其可提供一種於將STI絕緣材料、前金屬絕緣材料、層間絕緣材料等平坦化的CMP技術中，可提昇相對於終止層材料的絕緣材料的研磨選擇性的研磨劑、研磨劑套組及研磨方法。

Claims (15)

  1. 一種研磨劑，包括：水；含有4價金屬元素的氫氧化物的研磨粒；聚烷二醇；以及選自由烯丙胺聚合物、二烯丙胺聚合物、乙烯胺聚合物及次乙亞胺聚合物所組成的群組中的至少一種的陽離子性聚合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的研磨劑，其中上述陽離子性聚合物的含量相對於上述聚烷二醇的含量的比率以質量比計為0.0005以上、0.03以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的研磨劑，其中不包括聚乙烯醇。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的研磨劑，其中上述聚烷二醇為選自由聚乙二醇及聚丙二醇所組成的群組中的至少一種。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的研磨劑，其中以研磨劑的總質量為基準，上述聚烷二醇的含量為0.01質量%以上。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的研磨劑，其中上述4價金屬元素的氫氧化物為選自由稀土金屬元素的氫氧化物及鋯的氫氧化物所組成的群組中的至少一種。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述的研磨劑，其中上述研磨粒的平均粒徑為1 nm以上、300 nm以下。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的研磨劑， 其中以研磨劑的總質量為基準，上述研磨粒的含量為0.005質量%以上、20質量%以下。
  9. 如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述的研磨劑，其pH為3.0以上、12.0以下。
  10. 如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的研磨劑，其用以研磨包含氧化矽的被研磨面。
  11. 一種研磨劑套組，其將如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的研磨劑的構成成分分開保存於多個液體中，第一液體包含上述研磨粒，第二液體包含選自由上述聚烷二醇及上述陽離子性聚合物所組成的群組中的至少一種。
  12. 一種基體的研磨方法，包括使用如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的研磨劑研磨基體的被研磨面的步驟。
  13. 一種基體的研磨方法，包括使用將如申請專利範圍第11項所述的研磨劑套組中的上述第一液體與上述第二液體混合而獲得的研磨劑研磨基體的被研磨面的步驟。
  14. 一種基體的研磨方法，其是具有絕緣材料及多晶矽的基體的研磨方法，且包括：使用如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述的研磨劑，相對於上述多晶矽而選擇性地研磨上述絕緣材料的步驟。
  15. 一種基體的研磨方法，其是具有絕緣材料及多晶矽的基體的研磨方法，且包括：使用將如申請專利範圍第11項所述的研磨劑套組中的上述 第一液體與上述第二液體混合而獲得的研磨劑，相對於上述多晶矽而選擇性地研磨上述絕緣材料的步驟。
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