TW202231803A - 研磨液及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

一種研磨液，其含有包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒、不具有羧基之1價酸成分、及非離子性聚合物，且pH為4.5以下。一種研磨方法，其具備使用該研磨液對被研磨面進行研磨之步驟。

Description

研磨液及研磨方法
本揭示係有關一種研磨液、研磨方法等。
在近年來的半導體元件的製造步驟中，用於高密度化及微細化的加工技術的重要性日益增加。作為加工技術之一之CMP（Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨）技術成為在半導體元件的製造步驟中，在淺溝槽隔離（shallow trench isolation。以下稱為“STI”。）的形成、金屬前絕緣材料或層間絕緣材料的平坦化、插塞或嵌入金屬配線的形成等中所必須的技術。
作為最常用的研磨液，例如可以舉出作為磨粒包含氣相二氧化矽、膠體二氧化矽等二氧化矽（氧化矽）粒子之二氧化矽系研磨液。二氧化矽系研磨液的特徵為通用性高，藉由適當選擇磨粒含量、pH、添加劑等，不論絕緣材料及導電材料，能夠研磨廣泛種類的材料。
另一方面，作為主要以氧化矽等絕緣材料為對象之研磨液，作為磨粒包含鈰化合物粒子之研磨液的需求亦增加。例如，作為磨粒包含鈰氧化物粒子之鈰氧化物系研磨液即使磨粒含量低於二氧化矽系研磨液亦能夠對氧化矽進行快速研磨（例如，參閱下述專利文獻1及2）。
近年來，在半導體元件的製造步驟中，要求實現配線的進一步微細化，研磨時產生之研磨劃痕成為問題。亦即，即使在使用習知的鈰氧化物系研磨液進行研磨時產生微小的研磨劃痕，只要該研磨劃痕的大小為小於習知的配線寬度者，則並不會成為問題，但在慾實現配線的進一步微細化之情況下，即使研磨劃痕微小亦成為問題。
針對該問題，探討使用鈰氫氧化物粒子之研磨液（例如，參閱下述專利文獻3～5）。又，關於鈰氫氧化物粒子的製造方法亦進行探討（例如，參閱下述專利文獻6及7）。
[專利文獻1]日本特開平10-106994號公報 [專利文獻2日本特開平08-022970號公報 [專利文獻3]國際公開第2002/067309號 [專利文獻4]國際公開第2012/070541號 [專利文獻5]國際公開第2012/070542號 [專利文獻6]日本特開2006-249129號公報 [專利文獻7]國際公開第2012/070544號
近年來，在半導體元件中，微細化逐漸加速，隨著配線寬度縮小，薄膜化不斷進展。伴隨於此，在用於形成STI之CMP步驟等中，需要一邊抑制配置於具有凹凸圖案之基板的凸部上之擋塊的過研磨，一邊對絕緣構件進行研磨。從這樣的觀點考慮，針對研磨液，要求獲得絕緣材料相對於擋塊材料的優異之研磨選擇性（研磨速度比：絕緣材料的研磨速度/擋塊材料的研磨速度），例如，要求獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性（研磨速度比：氧化矽的研磨速度/氮化矽的研磨速度）。
本揭示的一方面的目的為，提供一種能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性之研磨液。又，本揭示的另一方面的目的為，提供一種使用該研磨液之研磨方法。
本揭示的一方面係有關一種研磨液，其含有包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒、不具有羧基之1價酸成分、及非離子性聚合物，且pH為4.5以下。
本揭示的另一方面係有關一種研磨方法，其具備使用上述研磨液對被研磨面進行研磨之步驟。
依這樣的研磨液及研磨方法，能夠相對於氮化矽選擇性地去除氧化矽，從而能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。 [發明效果]
依本揭示的一方面，能夠提供一種能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性之研磨液。又，依本揭示的另一方面，能夠提供一種使用該研磨液之研磨方法。
以下，對本揭示的實施形態進行詳細說明。
＜定義＞ 在本說明書中，“研磨液”定義為進行研磨時與被研磨面接觸之組成物。稱為“研磨液”的語句本身對研磨液中含有之成分並無任何限定。如後述，本實施形態之研磨液能夠含有磨粒（abrasive grain）。磨粒亦稱為“研磨粒子”（abrasive particle），但在本說明書中稱為“磨粒”。磨粒一般為固體粒子，認為在研磨時，藉由磨粒所具有的機械作用及磨粒（主要為磨粒的表面）的化學作用來去除（remove）去除對象物，但研磨的機制並無限定。“研磨速度（Polishing Rate）”係指每單位時間內去除材料之速度（去除速度=Removal Rate）。
使用“～”示出之數值範圍表示將記載於“～”的前後之數值分別作為最小值及最大值而包括之範圍。數值範圍的“A以上”係指A及超過A之範圍。數值範圍的“A以下”係指A及小於A的範圍。在本說明書中階段性地記載之數值範圍內，某一階段的數值範圍的上限值或下限值能夠與其他階段的數值範圍的上限值或下限值任意組合。在本說明書中所記載之數值範圍內，該數值範圍的上限值或下限值可以替換為實施例中所示之值。除非另有說明，本說明書中例示之材料可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。關於組成物中的各成分的量，在組成物中存在複數種符合各成分之物質之情況下，只要無特別說明，則係指存在於組成物中之該複數種物質的總量。“A或B”可以包括A及B中的任一者，亦可以包括雙方。關於“膜”這一用語，除了在以俯視圖觀察時，在整個表面形成之形狀的結構之外，還包括在一部分形成之形狀的結構。“步驟”一詞並不僅係獨立的步驟，即使無法與其他步驟明確區分時，只要實現其步驟所期望的作用，則亦包含於本用語中。
＜研磨液＞ 本實施形態之研磨液含有包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒、不具有羧基之1價酸成分（以下，根據情況稱為“酸成分A”）、及非離子性聚合物，且pH為4.5以下。本實施形態之研磨液能夠用作CMP研磨液。本實施形態之研磨液能夠用於研磨包含氧化矽及氮化矽之被研磨面（暴露面），能夠用於包含氧化矽及氮化矽之被研磨面的研磨，從而相對於氮化矽選擇性地去除氧化矽。
依本實施形態之研磨液，能夠相對於氮化矽選擇性地去除氧化矽，從而能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性（研磨速度比：氧化矽的研磨速度/氮化矽的研磨速度）。依本實施形態之研磨液，作為氧化矽相對於氮化矽之研磨速度比能夠獲得30以上的研磨速度比。
雖然顯現上述效果之原因不一定明確，但本發明人等推測如下。亦即，包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒存在具有正的ζ電位之傾向，與此相對，氧化矽存在具有負的ζ電位之傾向，因此藉由磨粒與氧化矽的靜電引力促進氧化矽的研磨。另一方面，研磨液的pH為4.5以下的情況下，氮化矽存在具有正的ζ電位之傾向，因此藉由磨粒與氮化矽的靜電排斥力抑制氮化矽的研磨。而且，研磨液的pH為4.5以下的情況下，包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒與酸成分A、及非離子性聚合物共存，藉此顯著促進氧化矽的研磨的同時顯著抑制氮化矽的研磨。從以上理由考慮，依本實施形態之研磨液，能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。但是，顯現效果之理由並不限定於該內容。
氧化矽相對於氮化矽之研磨速度比為50以上為較佳，100以上為更佳，200以上為進一步較佳，400以上為特佳，800以上為極佳，1500以上為非常較佳，2000以上為進一步更佳。氧化矽相對於氮化矽之研磨速度比可以為5000以下、4000以下或3000以下。
（磨粒） 磨粒包含4價金屬元素的氫氧化物。“4價金屬元素的氫氧化物”係包含4價金屬離子（M 4+）及至少一個氫氧化物離子（OH -）之化合物。4價金屬元素的氫氧化物可以包含氫氧化物離子以外的陰離子（例如硝酸離子NO 3 -及硫酸離子SO 4 2-）。例如，4價金屬元素的氫氧化物可以包含鍵結於4價金屬元素之陰離子（例如硝酸離子NO 3 -及硫酸離子SO 4 2-）。
包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒與由二氧化矽、二氧化鈰等構成之磨粒相比，與作為絕緣材料之氧化矽的反應性高，且能夠以高的研磨速度對氧化矽進行研磨。又，依包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒，容易抑制被研磨面受到劃傷。作為包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒以外的其他磨粒，例如可以舉出包含二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰等之磨粒。又，作為包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒，亦能夠使用包含4價金屬元素的氫氧化物及二氧化矽之復合粒子等。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，4價金屬元素的氫氧化物包含選自由稀土類金屬元素的氫氧化物及鋯的氫氧化物組成的組中之至少一種為較佳，包含稀土類金屬元素的氫氧化物為更佳。作為能夠獲得4價之稀土類金屬元素，可以舉出鈰、鐠、鋱等鑭系元素等，其中，從提高絕緣材料（氧化矽等）的研磨速度的觀點考慮，鑭系元素為較佳，鈰為更佳。換言之，磨粒包含鈰氫氧化物作為4價金屬元素的氫氧化物為更佳。可以併用稀土類金屬元素的氫氧化物及鋯的氫氧化物，亦能夠從稀土類金屬元素的氫氧化物選擇2種以上來使用。
在包含4價金屬元素的氫氧化物的磨粒中，以磨粒整體（研磨液中包含之磨粒整體）為基準，4價金屬元素的氫氧化物的含量為80質量%以上為較佳，90質量%以上為更佳，95質量%以上為進一步較佳，98質量%以上為特佳，99質量%以上為極佳。從容易製備研磨液的同時研磨特性亦更優異之觀點考慮，磨粒實質上由4價金屬元素的氫氧化物組成（磨粒的實質上100質量%為4價金屬元素的氫氧化物的粒子）為最佳。尤其，磨粒中之鈰氫氧化物的含量在上述範圍內為較佳。
從容易提高絕緣材料（氧化矽等）的研磨速度的觀點考慮，磨粒的平均粒徑為0.1nm以上為較佳，0.5nm以上為更佳，1nm以上為進一步較佳，2nm以上為特佳，3nm以上為極佳，5nm以上為非常較佳，10nm以上為進一步更佳，12nm以上為進一步較佳。從進一步容易抑制被研磨面受到劃傷之觀點考慮，磨粒的平均粒徑為100nm以下為較佳，50nm以下為更佳，30nm以下為進一步較佳，20nm以下為特佳，15nm以下為極佳，12nm以下為非常較佳。從該等觀點考慮，磨粒的平均粒徑為0.1～100nm為較佳。
磨粒的“平均粒徑”係指研磨液中之磨粒的平均二次粒徑。磨粒的平均粒徑能夠使用光衍射散射式粒度分布計（例如Beckman Coulter KK製造、產品名稱：DelsaMax PRO進行測量。使用Beckman Coulter KK製造、產品名稱：DelsaMax PRO之測量方法具體而言例如在12.5mm×12.5mm×45mm（高度）的測量用池中裝入約0.5mL（L表示“升”。以下相同）的研磨液之後，將池設置在裝置內。將測量樣品資訊的折射率設定為1.333，將黏度設定為0.887mPa・s，在25℃下進行測量，並能夠採用表示為Unimodal Size Mean：單峰大小平均值（累積直徑）之值作為磨粒的平均粒徑。
研磨液中之磨粒的ζ電位在下述範圍內為較佳。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，磨粒的ζ電位為正（超過0mV）為較佳。ζ電位（ζ[mV]）能夠使用ζ電位測量裝置（例如，Beckman Coulter KK製造的DelsaNano C（裝置名稱））進行測量。例如將研磨液裝入前述ζ電位測量裝置用濃縮池單元（高濃度樣品用池）來測定，藉此能夠獲得研磨液中的磨粒的ζ電位。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，磨粒的含量在下述範圍內為較佳。磨粒的含量為0.001質量%以上為較佳，0.005質量%以上為更佳，0.01質量%以上為進一步較佳，0.03質量%以上為特佳，0.04質量%以上為極佳，0.05質量%以上為非常較佳。磨粒的含量為10質量%以下為較佳，5質量%以下為更佳，1質量%以下為進一步較佳，0.5質量%以下為特佳，0.1質量%以下為極佳，0.08質量%以下為非常較佳，0.05質量%以下為進一步更佳。從該等觀點考慮，磨粒的含量為0.001～10質量%為較佳。
（添加劑） 本實施形態之研磨液含有添加劑。“添加劑”係指磨粒及水以外，研磨液所含有之物質。
[酸成分A] 本實施形態之研磨液含有不具有羧基（-COOH）之1價酸成分A。“不具有羧基之1價酸成分”係指在分子內不具有羧基（亦包含氫原子進行解離而獲得之羧酸酯基（-COO -）），且酸的價數為1價酸成分。酸成分A可以為不具有羧基及羧酸鹽基（羧基的氫原子被金屬原子（鈉原子、鉀原子等）取代之官能基）的1價酸成分。
藉由使用酸成分A，能夠防止磨粒的凝聚等，同時獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，酸成分A包含有機酸成分（有機酸及有機酸衍生物）為較佳，包含選自由磺酸化合物（磺酸及磺酸鹽）及亞磺酸化合物（亞磺酸及亞磺酸鹽）組成的組中之至少一種為更佳，包含磺酸化合物為進一步較佳。作為磺酸鹽及亞磺酸鹽，可以舉出鈉鹽、鉀鹽等。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性觀點考慮，酸成分A包含選自由胺基磺酸及胺基磺酸鹽組成的組中的至少一種胺基磺酸化合物為較佳。胺基磺酸化合物具有胺基作為陽離子部，且具有磺酸基或磺酸鹽基作為陰離子部。作為胺基磺酸化合物，可以舉出芳香族胺基磺酸、脂肪族胺基磺酸、氨基磺酸、該等的鹽等。
芳香族胺基磺酸定義為具有胺基及磺酸基或磺酸鹽基之芳香族化合物（較佳為芳香族烴）。作為芳香族胺基磺酸，可以舉出胺基苯磺酸（對胺基苯磺酸（別名：4-胺基苯磺酸）、間胺苯磺酸（別名：3-胺基苯磺酸）、鄰胺苯磺酸（別名：2-胺基苯磺酸）等）、二胺基苯磺酸（2,4-二胺基苯磺酸、3,4-二胺基苯磺酸等）、胺萘磺酸等。
作為脂肪族胺基磺酸，可以舉出胺基甲磺酸、胺基乙磺酸（例如，1-胺基乙磺酸及2-胺基乙磺酸（別名牛磺酸））、胺基丙磺酸（例如，1-胺基丙-2-磺酸及2-胺基丙-1-磺酸）等。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，酸成分A包含選自由對胺基苯磺酸、間胺苯磺酸、氨基磺酸及該等的鹽組成的組中之至少一種為較佳，包含對胺基苯磺酸及對胺基苯磺酸鹽為更佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，酸成分A的pKa為4.50以下為較佳，4.10以下為更佳，4.00以下為進一步較佳，3.80以下為特佳，3.60以下為極佳，3.40以下為非常較佳，3.20以下為進一步更佳，3.10以下為進一步較佳。酸成分A的pKa可以為0以上、0.50以上、1.00以上、1.50以上、2.00以上、2.50以上或3.00以上。從該等觀點考慮，酸成分A的pKa可以為0～4.50或4.10～0.50。“pKa”係指能解離的酸性基的酸解離常數，係該基團的平衡常數Ka的負常用對數。酸成分A的“pKa”的值（25℃）能夠藉由在後述實施例中記載的方法測量。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性之觀點考慮，酸成分A的分子量可以為500以下、小於500、450以下、400以下、350以下、300以下、250以下、200以下或180以下。酸成分A的分子量可以為30以上、50以上、70以上或90以上。從該等觀點考慮，酸成分A的分子量可以為30～500或90～180。從相同的觀點考慮，磺酸化合物的分子量可以滿足該等的數值範圍。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，酸成分A的含量在下述範圍內為較佳。酸成分A的含量為0.001質量%以上為較佳，0.005質量%以上為更佳，0.01質量%以上為進一步較佳，0.015質量%以上為特佳，0.02質量%以上為極佳。酸成分A的含量為1質量%以下為較佳，0.5質量%以下為更佳，0.3質量%以下為進一步較佳，0.1質量%以下為特佳，0.09質量%以下為極佳，0.08質量%以下為非常較佳，0.07質量%以下為進一步更佳，0.06質量%以下為進一步較佳，0.05質量%以下為特佳，0.04質量%以下為極佳，0.03質量%以下為非常較佳，0.02質量%以下為進一步更佳。從該等觀點考慮，酸成分A的含量為0.001～1質量%為較佳。酸成分A的含量可以為0.03質量%以上、0.04質量%以上、0.05質量%以上、0.06質量%以上、0.07質量%以上、0.08質量%以上、0.09質量%以上或0.1質量%以上。酸成分A的含量可以為0.015質量%以下或0.01質量%以下。從相同的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，磺酸化合物的含量滿足該等的數值範圍為較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，研磨液中包含之酸成分中之酸成分A的含量（基準：酸成分的總質量）、研磨液中包含之酸成分中的磺酸化合物的含量（基準：酸成分的總質量）和/或酸成分A中之磺酸化合物的含量（基準：酸成分A的總質量）為80質量%以上為較佳，90質量%以上為更佳，95質量%以上為進一步較佳，98質量%以上為特佳，99質量%以上為極佳。研磨液中包含之酸成分可以為實質上由酸成分A組成之（研磨液中包含之酸成分的實質上100質量%為酸成分A）態樣。研磨液中包含之酸成分可以為實質上由磺酸化合物組成之（研磨液中包含之酸成分的實質上100質量%為磺酸化合物）態樣。酸成分A可以為實質上由磺酸化合物組成的（酸成分A的實質上100質量%為磺酸化合物）態樣。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，酸成分A的含量相對於磨粒的含量之質量比率（酸成分A的含量/磨粒的含量）在下述範圍內為較佳。質量比率為5以下為較佳，3以下為更佳，2以下為進一步較佳，1.8以下為特佳，1.6以下為極佳，1.5以下為非常較佳，1.4以下為進一步更佳，1.2以下為進一步較佳，1以下為特佳，0.8以下為極佳。質量比率為0.01以上為較佳，0.05以上為更佳，0.1以上為進一步較佳，0.2以上為特佳，0.3以上為極佳，0.4以上為非常較佳。從該等觀點考慮，質量比率為0.01～5為較佳。質量比率可以為0.5以下或0.4以下。質量比率可以為0.5以上、0.8以上、1以上、1.2以上、超過1.2、1.4以上、1.5以上、1.6以上、1.8以上或2以上。從相同的觀點考慮，磺酸化合物的含量的質量比率相對於磨粒的含量滿足該等質量比率為較佳。
[非離子性聚合物] 本實施形態之研磨液含有非離子性聚合物（非離子性聚合物）。“非離子性聚合物”係在主鏈或側鏈不具有陽離子基及能夠被陽離子基離子化之基團、以及陰離子基及能夠被陰離子離子化之基團之聚合物。作為陽離子基，可以舉出胺基、亞胺基、氰基等，作為陰離子基，可以舉出羧基、磷酸基、磺酸基等。非離子性聚合物具有複數個相同種類的結構單元（重複單元）。藉由使用非離子性聚合物，能夠獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。
作為非離子性聚合物，可以舉出甘油系聚合物、聚氧伸烷基化合物、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等。
作為甘油系聚合物，可以舉出聚甘油、聚甘油衍生物等。作為聚甘油衍生物，可以舉出聚氧伸烷基聚甘油醚、聚甘油脂肪酸酯、聚甘油烷基醚等。
聚氧伸烷基化合物係具有聚氧伸烷基鏈之化合物。作為聚氧伸烷基化合物，可以舉出聚伸烷基二醇、聚氧伸烷基衍生物等。
作為聚伸烷基二醇，可以舉出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。
作為聚氧伸烷基衍生物，可以舉出將取代基導入於聚伸烷基二醇之化合物、將聚環氧烷附加於有機化合物之化合物等。作為取代基，可以舉出烷醚基、烷基苯醚基、苯醚基、苯乙烯化苯醚基、脂肪酸酯基、乙二醇酯基等。作為聚氧伸烷基衍生物，可以舉出芳香族聚氧伸烷基化合物、聚氧伸烷基烷基醚、聚氧伸烷基脫水山梨醇脂肪酸酯、聚氧伸烷基脂肪酸酯等。
芳香族聚氧伸烷基化合物係將具有芳香環之取代基導入於聚氧伸烷基鏈之化合物。芳香環可以與聚氧伸烷基鏈直接鍵結，亦可以不直接鍵結。芳香環可以為單環，亦可以為多環。芳香族聚氧伸烷基化合物可以具有複數個聚氧伸烷基鏈經由具有芳香環之取代基鍵結之結構。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性之觀點考慮，聚氧伸烷基鏈係選自由聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈及聚氧乙烯-聚氧丙烯鏈組成的組中之至少一種為較佳。
芳香環位於芳香族聚氧伸烷基化合物的末端之情況下，作為具有芳香環之取代基，可以舉出芳基等。作為芳基，可以舉出苯基、芐基、甲苯基、二甲苯基等單環芳香族基；萘基等多環芳香族等，該等芳香族基可以進一步具有取代基。作為導入於芳香族基之取代基，可以舉出烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、苯乙烯基、芳香族基等，從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，烷基或苯乙烯基為較佳。
芳香環位於芳香族聚氧伸烷基化合物的主鏈中之情況下，作為具有芳香環之取代基，可以舉出伸芳基等。作為伸芳基，可以舉出伸苯基、甲伸苯基、伸茬基等單環芳香族基；伸萘基等多環芳香族等，該等芳香族基可以進一步具有取代基。作為導入於芳香族基之取代基，可以舉出烷基、乙烯基、烯丙基、烯基、炔基、苯乙烯基、芳香族基等。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，芳香族聚氧伸烷基化合物包含選自由以下述通式（I）表示之化合物及以下述一般式（II）表示之化合物組成的組中之至少一種為較佳。 R 11-O-（R 12-O） m-H……（I） [式（I）中，R 11表示可以具有取代基之芳基，R 12表示可以具有取代基之碳數1～5的伸烷基，m表示10以上的整數。] H-（O-R 23） n1-O-R 21-R 25-R 22-O-（R 24-O） n2-H……（II） [式（II）中，R 21及R 22分別獨立地表示可以具有取代基之伸芳基，R 23、R 24及R 25分別獨立地表示可以具有取代基之碳數1～5的伸烷基，n1及n2分別獨立地表示15以上的整數。]
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，式（I）滿足下述條件中的至少一個為較佳。 ·作為R 11，例示為具有芳香環之取代基之上述芳基為較佳，作為取代基導入了苯乙烯基或烷基之苯基為更佳，作為取代基導入了複數個（例如2個）苯乙烯基之苯基為進一步較佳。 ·作為R 12，碳數1～3的伸烷基為較佳，乙烯基為更佳。 ·m為15以上為較佳，30以上為更佳。 ·m為20000以下為較佳，10000以下為更佳，5000以下為進一步較佳，1000以下為特佳。
作為由式（I）表示之芳香族聚氧伸烷基化合物，可以舉出聚氧伸烷基苯基醚、聚氧伸烷基烷基苯基醚、聚氧伸烷基苯乙烯化苯基醚、聚氧伸烷基二苯乙烯化苯基醚、聚氧伸烷基異丙苯基苯基醚、聚氧伸烷基芐基醚等。作為由式（I）表示之芳香族聚氧伸烷基化合物的具體例，可以舉出聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯壬基丙烯基苯基醚、聚氧乙烯苯基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、聚氧丙烯苯基醚、聚氧乙烯異丙苯基苯基醚、聚氧乙烯芐基醚等。
作為由式（II）表示之芳香族聚氧伸烷基化合物，可以舉出聚氧伸烷基雙酚醚等。作為由式（II）表示之芳香族聚氧伸烷基化合物的具體例，可以舉出2,2-雙（4-聚氧乙烯氧苯基）丙烷等。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，非離子性聚合物包含選自由甘油系聚合物及聚氧伸烷基化合物組成的組中之至少一種為較佳，包含甘油系聚合物及聚氧伸烷基化合物為較佳。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，聚氧伸烷基化合物包含芳香族聚氧伸烷基化合物為較佳，包含選自由聚氧伸烷基苯乙烯化苯基醚及聚氧伸烷基二苯乙烯化苯基醚組成的組中之至少一種為更佳，包含選自由聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚及聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚組成的組中之至少一種為進一步較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，本實施形態之研磨液含有具有下述重量平均分子量之非離子性聚合物為較佳。非離子性聚合物的重量平均分子量為100以上為較佳，200以上為更佳，300以上為進一步較佳，500以上為特佳，600以上為極佳，700以上為非常較佳，750以上為進一步更佳。非離子性聚合物的重量平均分子量為100000以下為較佳，50000以下為更佳，10000以下為進一步較佳，5000以下為特佳，3000以下為特佳，1000以下為極佳，800以下為非常較佳，750以下為進一步更佳。從該等觀點考慮，非離子性聚合物的重量平均分子量為100～100000為較佳。
非離子性聚合物的重量平均分子量例如能夠使用標準聚苯乙烯的校準曲線並藉由凝膠滲透層析法（GPC）在下述條件下進行測量。 使用設備：Hitachi L-6000型[Hitachi, Ltd.製造] 管柱：Gel-Pak GL-R420+Gel-Pak GL-R430+Gel-Pak GL-R440[Hitachi Chemical Company, Ltd製造 產品名稱、合計3根] 洗脫液：四氫呋喃 測量溫度：40℃ 流量：1.75mL/分鐘 檢測器：L-3300RI[Hitachi, Ltd.製造]
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，非離子性聚合物的含量在下述範圍內為較佳。非離子性聚合物的含量為0.001質量%以上為較佳，0.005質量%以上為更佳，0.008質量%以上為進一步較佳，0.01質量%以上為特佳，0.03質量%以上為極佳，0.05質量%以上為非常較佳，0.08質量%以上為進一步更佳，0.1質量%以上為進一步較佳，0.3質量%以上為特佳，0.4質量%以上為極佳，0.5質量%以上為非常較佳，0.51質量%以上為進一步更佳。非離子性聚合物的含量為10質量%以下為較佳，5質量%以下為更佳，1質量%以下為進一步較佳，0.8質量%以下為特佳，0.7質量%以下為極佳，0.6質量%以下為非常較佳，0.55質量%以下為進一步更佳。從該等觀點考慮，非離子性聚合物的含量為0.001～10質量%為較佳。非離子性聚合物的含量可以為0.51質量%以下、0.5質量%以下、0.1質量%以下、0.05質量%以下或0.01質量%以下。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，甘油系聚合物的含量在下述範圍內為較佳。甘油系聚合物的含量為0.001質量%以上為較佳，0.005質量%以上為更佳，0.008質量%以上為進一步較佳，0.01質量%以上為特佳，0.03質量%以上為極佳，0.05質量%以上為非常較佳，0.08質量%以上為進一步更佳，0.1質量%以上為進一步較佳，0.3質量%以上為特佳，0.4質量%以上為極佳，0.5質量%以上為非常較佳。甘油系聚合物的含量為10質量%以下為較佳，5質量%以下為更佳，1質量%以下為進一步較佳，0.8質量%以下為特佳，0.7質量%以下為極佳，0.6質量%以下為非常較佳，0.5質量%以下為進一步更佳。從該等觀點考慮，甘油系聚合物的含量為0.001～10質量%為較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，聚氧伸烷基化合物的含量在下述範圍內為較佳。聚氧伸烷基化合物的含量為0.001質量%以上為較佳，0.005質量%以上為更佳，0.008質量%以上為進一步較佳，0.01質量%以上為特佳。聚氧伸烷基化合物的含量為1質量%以下為較佳，0.5質量%以下為更佳，0.1質量%以下為進一步較佳，0.05質量%以下為特佳，0.03質量%以下為極佳，0.01質量%以下為非常較佳。從該等觀點考慮，聚氧伸烷基化合物的含量為0.001～1質量%為較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以非離子性聚合物的總質量為基準，在非離子性聚合物包含甘油系聚合物之情況下，非離子性聚合物中之甘油系聚合物的含量為50質量%以上為較佳，超過50質量%為更佳，80質量%以上為進一步較佳，90質量%以上為特佳，95質量%以上為極佳，98質量%以上為非常較佳。甘油系聚合物的含量可以為99質量%以上。非離子性聚合物可以為實質上由甘油系聚合物組成之（非離子性聚合物的實質上100質量%為甘油系聚合物）態樣。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以非離子性聚合物的總質量為基準，非離子性聚合物包含聚氧伸烷基化合物之情況下，非離子性聚合物中之聚氧伸烷基化合物的含量為0.1質量%以上為較佳，0.5質量%以上為更佳，1質量%以上為進一步較佳，1.5質量%以上為特佳，1.9質量%以上為極佳。聚氧伸烷基化合物的含量可以為95質量%以上、98質量%以上或99質量%以上。非離子性聚合物可以為實質上由聚氧伸烷基化合物組成之（非離子性聚合物的實質上100質量%為聚氧伸烷基化合物）態樣。聚氧伸烷基化合物的含量可以為50質量%以下、小於50質量%、30質量%以下、10質量%以下、5質量%以下、3質量%以下或2質量%以下。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，非離子性聚合物包含甘油系聚合物及聚氧伸烷基化合物之情況下，甘油系聚合物的含量相對於聚氧伸烷基化合物的含量之質量比率（甘油系聚合物的含量/聚氧伸烷基化合物的含量）在下述範圍內為較佳。質量比率為1以上為較佳，5以上為更佳，10以上為進一步較佳，20以上為特佳，30以上為極佳，40以上為非常較佳，50以上為進一步更佳。質量比率為200以下為較佳，150以下為更佳，100以下為進一步較佳，80以下為特佳，60以下為極佳，50以下為非常較佳。從該等觀點考慮，質量比率為1～200為較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，非離子性聚合物的含量相對於磨粒的含量之質量比率（非離子性聚合物的含量/磨粒的含量）在下述範圍內為較佳。質量比率為50以下為較佳，30以下為更佳，20以下為進一步較佳，15以下為特佳，12以下為極佳，11以下為非常較佳。質量比率為0.1以上為較佳，0.2以上為更佳，0.5以上為進一步較佳，超過0.8為特佳，1以上為極佳，5以上為非常較佳，10以上為進一步更佳，10.2以上為進一步較佳。從該等觀點考慮，質量比率為0.1～50為較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，非離子性聚合物的含量相對於酸成分A的含量之質量比率（非離子性聚合物的含量/酸成分A的含量）在下述範圍內為較佳。質量比率為100以下為較佳，80以下為更佳，50以下為進一步較佳，40以下為特佳，30以下為極佳，26以下為非常較佳。質量比率為0.01以上為較佳，0.05以上為更佳，0.1以上為進一步較佳，0.5以上為特佳，1以上為極佳，超過2為非常較佳，5以上為進一步更佳，6以上為進一步較佳，7以上為特佳，8以上為極佳，10以上為非常較佳，15以上為進一步更佳，20以上為進一步較佳，25以上為特佳。從該等觀點考慮，質量比率為0.01～100為較佳。
[鹼成分] 本實施形態之研磨液可以含有鹼成分。含有酸成分A之研磨液進一步含有鹼成分，藉此趨於獲得pH緩衝效果，因此研磨液的pH容易穩定化，所以容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。作為鹼成分，可以舉出具有胺基之化合物（雜環式胺、烷基胺等）、氨、氫氧化鈉等。關於兩性化合物，在該化合物的等電點（pI）超過4.5之情況下，將該化合物作為鹼成分進行處理。作為等電點超過4.5之化合物，可以舉出甘胺酸等。從研磨液的pH更容易成穩定化的觀點考慮，鹼成分包含具有胺基之化合物為較佳，包含雜環式胺為更佳。
雜環式胺係具有至少一個雜環之胺。作為雜環式胺，可以舉出吡咯烷環、吡咯環、咪唑環、吡唑環、㗁唑環、噻唑環、吡啶環、吡𠯤環、嘧啶環、嗒𠯤環、三𠯤環，四𠯤環等之化合物等。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，鹼成分包含吡唑化合物（具有吡唑環之化合物）為較佳，包含二甲基吡唑為更佳，包含3,5-二烷基吡唑為進一步較佳。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，以研磨液的總質量為基準，鹼成分的含量在下述範圍內為較佳。鹼成分的含量為0.001質量%以上為較佳，0.003質量%以上為更佳，0.005質量%以上為進一步較佳，0.008質量%以上為特佳，0.01質量%以上為極佳，0.03質量%以上為非常較佳，0.05質量%以上為進一步更佳。鹼成分的含量為1質量%以下為較佳，0.8質量%以下為更佳，0.5質量%以下為進一步較佳，0.3質量%以下為特佳，0.2質量%以下為極佳，0.1質量%以下為非常較佳，0.08質量%以下為進一步更佳，0.05質量%以下為進一步較佳。從該等觀點考慮，鹼成分的含量為0.001～1質量%為較佳。本實施形態之研磨液可以不含有鹼成分（鹼成分的含量可以實質上為0質量%）。
從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，本實施形態之研磨液含有酸成分A及鹼成分之情況下，鹼成分的含量相對於酸成分A的含量之質量比率（鹼成分的含量/酸成分A的含量）在下述範圍內為較佳。質量比率為0.1以上為較佳，0.3以上為更佳，0.5以上為進一步較佳，0.6以上為特佳，0.7以上為極佳，1以上為非常較佳，1.25以上為進一步更佳，1.5以上為進一步較佳，2以上為特佳，2.5以上為極佳。質量比率為10以下為較佳，8以下為更佳，5以下為進一步較佳，4以下為特佳，3以下為極佳，2.5以下為非常較佳。從該等觀點考慮，質量比率為0.1～10為較佳。
[其他添加劑] 本實施形態之研磨液可以含有任意添加劑（除上述酸成分A、非離子性聚合物或與鹼成分相應的化合物）。作為任意添加劑，可以舉出氧化劑（過氧化氫等）、醇（三羥乙基乙烷、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇等）、酸成分A以外的酸成分（具有羧基之酸成分、2價以上的酸成分等）等。本實施形態之研磨液可以不含有具有羧基之酸成分（以研磨液的總質量為基準，具有羧基之酸成分的含量可以實質上為0質量%）、亦可以不含有2價以上的酸成分（以研磨液的總質量為基準，2價以上的酸成分的含量可以實質上為0質量%）。研磨液可以不含有選自硝酸、鹽酸、乙酸、磷酸及硫酸之至少一種。
（水） 本實施形態之研磨液能夠含有水。作為水，可以舉出去離子水、超純水等。水的含量可以為去除其他構成成分的含量的研磨液的餘量。
（pH） 從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性之觀點考慮，本實施形態之研磨液的pH為4.5以下。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，研磨液的pH為4.4以下為較佳。從容易獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性的觀點考慮，研磨液的pH為1.0以上為較佳，1.5以上為更佳，2.0以上為進一步較佳，2.5以上為特佳，3.0以上為極佳，3.5以上為非常較佳，3.6以上為進一步更佳，3.7以上為進一步較佳，3.8以上為特佳，4.0以上為極佳，4.1以上為非常較佳，4.2以上為進一步更佳，4.4以上為進一步較佳。從該等觀點考慮，研磨液的pH為1.0～4.5為較佳。研磨液的pH可以為4.2以下、4.1以下、4.0以下、小於4.0、3.8以下、3.7以下、3.6以下、3.5以下或3.4以下。研磨液的pH定義為液溫25℃下之pH。
本實施形態之研磨液的pH能夠使用pH計（例如HORIBA，Ltd.製造Model D-51）進行測量。例如，將鄰苯二甲酸鹽pH緩衝液（pH：4.01）、中性磷酸鹽pH緩衝液（pH：6.86）及硼酸鹽pH緩衝液（pH：9.18）用作標準緩衝液並對pH計進行3點校準後，將pH計的電極放入研磨液，測量經過3分鐘以上而穩定之後的值。標準緩衝液及研磨液的液溫均設為25℃。
本實施形態之研磨液可以保存為至少包括包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒、酸成分A、及非離子性聚合物之一液型研磨液，亦可以保存為將上述研磨液的構成成分分成漿液及添加液之複數種液體型（例如2種液體型）研磨液組，以便混合漿液（第1液）及添加液（第2液）而成為上述研磨液。漿液例如至少包含磨粒及水。添加液例如至少包含酸成分A、非離子性聚合物及水。鹼成分、其他添加劑等包含在漿液及添加液中的添加液中為較佳。上述研磨液的構成成分可以保存為分成3種液體以上之研磨液組。
在上述研磨液組中，在研磨前或研磨時，混合漿液及添加液來製作研磨液。一液型研磨液可以保存為減少水的含量之研磨液用儲存液，並且在研磨時用水稀釋而使用。複數種液體型研磨液組可以保存為減少水的含量之漿液用儲存液及添加液用儲存液，並且在研磨時用水稀釋而使用。
＜研磨方法＞ 本實施形態之研磨方法具備使用本實施形態之研磨液對被研磨面進行研磨之研磨步驟。在研磨步驟中，對被研磨面的被研磨材料進行研磨來去除。被研磨面可以包含氧化矽及氮化矽。亦即，被研磨面可以具有由氧化矽組成之被研磨部及由氮化矽組成之被研磨部。研磨步驟可以為使用本實施形態之研磨液對包含氧化矽及氮化矽之被研磨面進行研磨，相對於氮化矽選擇性地去除氧化矽之步驟。作為在研磨步驟中使用之研磨液，可以為上述一液型研磨液，亦可以為混合上述研磨液組中之漿液及添加液而獲得之研磨液。
在研磨步驟中，例如，在將基體的被研磨面按壓在研磨平板的研磨墊（研磨布）上之狀態下，在被研磨面與研磨墊之間供給上述研磨液，使基體與研磨平板相對移動而對被研磨面進行研磨。
作為研磨對象亦即基體，可以舉出被研磨基板等。作為被研磨基板，例如可以舉出在半導體製造相關之基板（例如，形成STI圖案、柵極圖案、配線圖案等之半導體基板）上形成被研磨材料之基體。被研磨基板的被研磨部可以包含氧化矽及氮化矽。被研磨部可以為膜狀（被研磨膜），亦可以為氧化矽膜、氮化矽膜等。
在本實施形態之研磨方法中，作為研磨裝置，能夠使用如下一般的研磨裝置，該研磨裝置具有：支架，能夠保持具有被研磨面之基體；及研磨平板，能夠黏貼研磨墊。可以分別在支架及研磨平板安裝能夠改變轉速的馬達等。作為研磨裝置，例如能夠使用APPLIED MATERIALS公司製造的研磨裝置：Reflexion。
作為研磨墊，能夠使用一般的無紡布、發泡體、非發泡體等。作為研磨墊的材質，能夠使用聚胺酯、丙烯酸樹脂、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纖維素、纖維素酯、聚醯胺（例如，尼龍（產品名稱）及芳綸）、聚醯亞胺、聚醯亞胺醯胺、聚矽氧烷共聚物、環氧乙烷化合物、酚樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂等樹脂。 [實施例]
以下，依實施例對本揭示進行更詳細說明。然而，只要在不脫離本揭示的技術思想，本揭示並不限定於該等實施例。例如，研磨液的材料的種類及其調配比率可以是本實施例中所記載的種類及比率以外的種類及比率，研磨對象的組成及結構亦可以是本實施例中所記載的組成及結構以外的組成及結構。
＜磨粒的準備＞ 將350g的Ce（NH 4） 2（NO 3）650質量%水溶液（NIHON KAGAKU SANGYO CO., LTD.製造、產品名稱：CAN50液）與7825g的純水混合而獲得了溶液。接著，一邊攪拌該溶液，一邊以5mL/分鐘的混合速度滴加750g的咪唑水溶液（10質量%水溶液、1.47mol/L），獲得了包含鈰氫氧化物之沉澱物。鈰氫氧化物的合成以溫度25℃、攪拌速度400min -1下進行。攪拌使用葉片部總長5cm的3片葉片間距槳進行。
將所獲得之沉澱物（包含鈰氫氧化物之沉澱物）離心分離（4000min -1、5分鐘）後，利用傾析法去除液相，藉此實施了固液分離。混合藉由固液分離獲得之粒子10g及水990g後，利用超聲波清洗機在水中分散粒子，來製備了含有包含鈰氫氧化物之磨粒之鈰氫氧化物漿液（磨粒的含量：1.0質量%）。
＜平均粒徑的測量＞ 使用Beckman Coulter KK製、產品名稱：N5對鈰氫氧化物漿液中之磨粒（包含鈰氫氧化物之磨粒）的平均粒徑進行測量之結果為3nm。測量方法如下。首先，在1cm方形的池中放入約1mL的包含1.0質量%的磨粒之測量樣品（鈰氫氧化物漿液、水分散液），並將池設置在N5內。將N5軟件的測量樣品資訊的折射率設定為1.333，將黏度設定為0.887mPa・s，並在25℃下進行了測量。
＜磨粒的結構分析＞ 採取適量的鈰氫氧化物漿液，進行真空乾燥而分離磨粒後，用純水充分清洗獲得了試樣。關於所獲得之試樣，進行基於FT-IR ATR法之測量結果，除了基於氫氧化物離子（OH -）之峰之外，還觀察到基於硝酸離子（NO 3 -）之峰。又，關於相同試樣，進行相對於氮氣之XPS（N-XPS）測量時，未觀察到根據NH 4 +之峰，但觀察到根據硝酸離子之峰。從該等結果確認到，鈰氫氧化物漿液中包含之磨粒至少一部分含有具有鍵結於鈰元素之硝酸離子之粒子。又，在磨粒的至少一部分含有具有鍵結於鈰元素之氫氧化物離子之粒子，所以確認到磨粒包含鈰氫氧化物。從該等結果確認到，鈰的氫氧化物包含鍵結於鈰元素之氫氧化物離子。
＜CMP研磨液的製備＞ （實施例1） 藉由混合含有對胺基苯磺酸1質量%、聚甘油[非離子性聚合物、Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd製造、產品名稱：聚甘油＃750、重量平均分子量：750、平均聚合度10]5質量%、聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚[非離子性聚合物、Kao Corporation製造、產品名稱：Emulgen A-500、重量平均分子量：3000]0.1質量%、3,5-二甲基吡唑0.5質量%及水（餘量）之添加液100g、水850g及上述鈰氫氧化物漿液50g，製備了含有0.05質量%的包含鈰氫氧化物之磨粒、0.1質量%的對胺基苯磺酸、0.5質量%的聚甘油、0.01質量%的聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚、0.05質量%的3,5-二甲基吡唑之CMP研磨液。
（實施例2～16及比較例1～10） 變更酸成分、非離子性聚合物及鹼成分的種類以及含量以外，以與實施例1相同的方式，製備了具有表1及表2所示之組成之CMP研磨液。
（比較例11～12） 變更酸成分、非離子性聚合物及鹼成分的種類以及含量，並且使用其他成分X1或X2以外，以與實施例1相同的方式，製備了具有表2所示之組成之CMP研磨液。
表中的酸成分A1～A5、非離子性聚合物P1～P4、鹼成分B1～B2及其他成分X1～X2如下。使用作為非離子性聚合物及其他成分的混合物之產品之情況下，調整為非離子性聚合物滿足表1及表2的含量。
[酸成分] A1：對胺基苯磺酸（pKa：3.01） A2：間胺苯磺酸（pKa：3.81） A3：氨基磺酸（pKa：0.99） A4：乙酸（pKa：4.76） A5：雙羥甲基丙酸（pKa：4.16）
[非離子性聚合物] P1：聚甘油（Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd製造、產品名稱：聚甘油＃750、重量平均分子量：750、平均聚合度：10） P2：聚氧乙烯二苯乙烯化苯基醚（Kao Corporation製造、產品名稱：Emulgen A-500、重量平均分子量：3000） P3：聚甘油（Daicel Corporation製造、產品名稱：PGL XPW、重量平均分子量：3000、平均聚合度：40） P4：聚甘油（Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd製造、產品名稱：聚甘油＃310、重量平均分子量：310、平均聚合度：4）
[鹼成分] B1：3,5-二甲基吡唑 B2：甘胺酸
[其他成分] X1：三羥乙基乙烷 X2：3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇
酸成分的pKa藉由以下方法進行了測量。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：6.86（25℃）；硼酸鹽pH緩衝液、pH：9.18（25℃））對玻璃比較電極（HIRANUMA Co., Ltd.製造、產品名稱：GR-501B）進行了3點校準。使用玻璃比較電極及自動滴定裝置（HIRANUMA Co., Ltd.製造、產品名稱：COM-2500），對0.05mol/L的酸成分的水溶液滴加1mol/L的氫氧化鈉水溶液（FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製造）進行中和滴定，獲得了pH滴定曲線（X軸：累積滴加體積、Y軸：pH）及電位變化量曲線（X軸：累積滴加體積、Y軸：電位變化量（ΔE））。將中和的終點（當量點）附近的電位變化量（ΔE）成為最大時的累積滴加體積作為終點體積後，將終點體積的一半（1/2累積滴加體積）時的pH作為酸成分的pKa得到。1/2累積滴加體積位於測量點之間之情況下，對測量點之間進行線性近似來計算。
＜評價＞ （CMP研磨液的pH） 藉由以下條件對CMP研磨液的pH進行了測量。將結果示於表1及表2。 測量溫度：25℃ 測量裝置：HORIBA，Ltd.製造Model　D-51 測量方法：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：6.86（25℃）；硼酸鹽pH緩衝液、pH：9.18（25℃））進行了3點校準後，將電極裝入CMP研磨液中，並藉由上述測量裝置，對經過3分鐘以上而穩定之後的pH進行了測量。
（CMP研磨液中之磨粒的ζ電位） 使用Beckman Coulter KK製造的DelsaNano C（裝置名稱）確認實施例的CMP研磨液中之磨粒的ζ電位時，確認到正的ζ電位。
（磨粒的粒徑） 在下述條件下對實施例1～16及比較例1～12的CMP研磨液中的磨粒（包含鈰氫氧化物之磨粒）的平均粒徑進行測量時，為12nm。 測量溫度：25℃ 測量裝置：Beckman Coulter KK製造、產品名稱：DelsaMax PRO 測量方法：在12.5mm×12.5mm×45mm（高度）的測量用池（一次性微量比色杯）中裝入約0.5mL的CMP研磨液後，將池設置在DelsaMax PRO內。將測量樣品資訊的折射率設定為1.333，將黏度設定為0.887mPa・s，在25℃下進行測量，並讀取了以Unimodal Size Mean：單峰大小平均值（累積直徑）表示之值。
（研磨速度） 使用上述CMP研磨液並在下述CMP研磨條件下對下述均厚晶圓進行了研磨。
[均厚晶圓] 在矽基板（直徑：300mm）上具有厚度1000nm的氧化矽膜之均厚晶圓 在矽基板（直徑：300mm）上具有厚度250nm的氮化矽膜之均厚晶圓
[CMP研磨條件] 研磨裝置：Reflexion（Applied Materials Inc製造） CMP研磨液流量：200mL/分鐘 被研磨基板：上述均厚晶圓 研磨墊：具有閉孔泡沫之發泡聚胺酯樹脂（ROHM AND HAAS ELECTRONIC MATERIALS CMP INC製造、型號IC1010） 研磨壓力：13.8kPa（2.0psi） 被研磨基板與研磨平板的相對速度：100.5m/分鐘 研磨時間：60秒 晶圓的清洗：CMP處理後，一邊施加超聲波一邊用水進行清洗後，使用自旋烘乾機進行乾燥。
[研磨速度及研磨速度比的計算] 使用Filmetrics,INC製造的光干涉型膜厚測量裝置（裝置名稱：F80），對研磨前後的被研磨膜（氧化矽膜及氮化矽膜）的膜厚進行了65點測量。關於膜厚65點的測量，在包含晶圓的中心之直線上，以晶圓的中心為基準，在149mm、148mm、147mm及145mm的位置、從145mm至-145mm之間的每隔5mm的位置（140mm、135mm、……、-135mm、-140mm）、以及-145mm、-147mm、-148mm及-149mm的位置上進行（以晶圓的中心為基準，用負表述與正的距離相反側的距離）。利用65點的膜厚的平均值計算了膜厚的變化量。根據膜厚的變化量及研磨時間，藉由下述式計算了被研磨材料的研磨速度（氧化矽的研磨速度RO及氮化矽的研磨速度RN）。又，計算了氧化矽的研磨速度RO相對於氮化矽的研磨速度RN之研磨速度比（RO/RN）。將結果示於表1及表2。 研磨速度[nm/min]=（研磨前的膜厚[nm]-研磨後的膜厚[nm]）/研磨時間[min]
【表1】
  單位 實施例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
酸成分 A1 質量% 0.1 0.08 0.02 0.1 0.09 0.08 0.08 0.08 0.08 0.04 0.02 0.01 - - - -
A2 - - - - - - - - - - - - 0.07 0.05 0.01 -
A3 - - - - - - - - - - - - - - - 0.015
非離子性 聚合物 P1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - - - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
P2 0.01 0.01 0.01 - - - 0.01 - - - - 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
P3 - - - - - - - 0.5 - - - - - - - -
P4 - - - - - - - - 0.5 - - - - - - -
鹼成分 B1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 - 0.05 - - 0.05
B2 - - - - - - - - - - - - - 0.2 - -
pH - 3.6 3.8 4.4 3.6 3.7 3.8 3.8 3.8 3.8 4.2 4.4 3.5 4.1 3.7 3.4 4.4
研磨速度 氧化矽 （RO） nm/min 100 110 220 40 88 110 50 80 120 120 130 41 112 22 47 117
氮化矽 （RN） 0.1 0.1 0.1 0.4 0.5 0.5 0.1 0.5 0.5 0.5 4 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
研磨速度比 RO/RN - 1000 1100 2200 100 176 220 500 160 240 240 33 410 1120 220 470 1170
【表2】
  單位 比較例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
酸成分 A1 質量% - - - - - 0.01 0.02 0.04 0.06 0.08 0.08 0.08
A4 - - 0.005 0.03 - - - - - - - -
A5 - - - - 0.04 - - - - - - -
非離子性 聚合物 P1 - 0.5 - - 0.5 0.5 - - - - - -
P2 - - - - 0.01 - - - - - - -
鹼成分 B1 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
其他 X1 - - - - - - - - - - 0.5 -
X2 - - - - - - - - - - - 0.5
pH - 5.2 5.2 5.0 4.0 3.8 4.7 4.4 4.2 4.0 3.8 3.8 3.8
研磨速度 氧化矽 （RO） nm/min 100 130 0 0 1 130 67 60 56 55 40 46
氮化矽 （RN） 30 30 40 0 1 36 40 57 54 68 75 70
研磨速度比 RO/RN - 3.3 4.3 0 - 1 3.6 1.7 1.1 1.0 0.8 0.5 0.7
實施例中，確認到氧化矽的研磨速度RO相對於氮化矽的研磨速度RN之研磨速度比（RO/RN）為30以上，可獲得氧化矽相對於氮化矽之優異的研磨選擇性。

Claims (12)

  1. 一種研磨液，其含有包含4價金屬元素的氫氧化物之磨粒、不具有羧基之1價酸成分、及非離子性聚合物，且pH為4.5以下。
  2. 如請求項1所述之研磨液，其中 前述酸成分的pKa為4.50以下。
  3. 如請求項1或請求項2所述之研磨液，其中 前述酸成分包含磺酸化合物。
  4. 如請求項1至請求項3之任一項所述之研磨液，其中 前述非離子性聚合物包含選自由甘油系聚合物及聚氧伸烷基化合物組成的組中之至少一種。
  5. 如請求項1至請求項4之任一項所述之研磨液，其中 前述非離子性聚合物包含甘油系聚合物及聚氧伸烷基化合物。
  6. 如請求項1至請求項5之任一項所述之研磨液，其進一步含有鹼成分。
  7. 如請求項6所述之研磨液，其中 前述鹼成分包含吡唑化合物。
  8. 如請求項1至請求項7之任一項所述之研磨液，其中 前述磨粒包含鈰氫氧化物。
  9. 如請求項1至請求項8之任一項所述之研磨液，其中 pH為3.5以上。
  10. 如請求項1至請求項9之任一項所述之研磨液，其用於包含氧化矽及氮化矽之被研磨面的研磨。
  11. 一種研磨方法，其具備使用請求項1至請求項10之任一項所述之研磨液對被研磨面進行研磨之步驟。
  12. 如請求項11所述之研磨方法，其中 前述被研磨面包含氧化矽及氮化矽。
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