TW202305070A - Cmp研磨液及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本揭示的一方面提供一種CMP研磨液，其用以研磨多晶矽，前述CMP研磨液含有磨粒和陽離子性聚合物，前述陽離子性聚合物包含選自由具有包含氮原子及碳原子之主鏈和鍵結於前述碳原子之羥基之聚合物A及烯丙胺聚合物B組成的組中之至少一種。本揭示的另一方面提供一種研磨方法，其具備如下步驟：使用該CMP研磨液來研磨被研磨材料。

Description

CMP研磨液及研磨方法
本揭示係有關一種CMP研磨液、研磨方法等。
在半導體製造的領域中，隨著記憶體器件（超大型積體電路器件等）的高性能化，藉由以往技術的延長線上的微細化技術來兼具高積體化及高速化已達到極限。因此，開發了一種進行半導體元件的微細化的同時在垂直方向上亦高積體化之技術（亦即，將配線、元件等進行多層化之技術）。
在製造配線、元件等被多層化之器件之製程中，最重要的技術之一有CMP（化學機械研磨）技術。CMP技術係藉由化學氣相沉積（CVD）等在基板上形成薄膜而獲得基體之後，將該基體的表面進行平坦化之技術。若在平坦化之後的基體的表面有凹凸，則會發生如下不良情形：無法進行露光步驟中的聚焦、或者無法充分地形成微細的配線結構等。CMP技術在器件之製造步驟中亦應用於如下步驟：藉由電漿氧化膜（BPSG、HDP-SiO 2、p-TEOS等）的研磨來形成元件分離區域之步驟；形成層間絕緣膜之步驟；及在將氧化矽膜（包含氧化矽之膜）埋入金屬配線中之後將插塞（例如，Al•Cu插塞）進行平坦化之步驟等。
關於CMP，通常，使用能夠在研磨墊上供給CMP研磨液之裝置來進行。一邊在基體的表面與研磨墊之間供給CMP研磨液，一邊將基體按壓在研磨墊上，藉此研磨基體的表面。在CMP技術中，高性能的CMP研磨液為主要技術之一，迄今為止已開發了各種CMP研磨液（例如，參閱下述專利文獻1）。
[專利文獻1]日本特開2013-175731號公報
在基板上形成元件分離區域之步驟中，形成被研磨材料，以填埋預先設置於基板的表面上之凹凸。其後，藉由利用CMP將被研磨材料的表面進行平坦化來形成元件分離區域。在表面設置有用以獲得元件分離區域之凹凸之基板上形成被研磨材料之情形下，在被研磨材料的表面亦產生與基板的凹凸相對應之凹凸。在具有凹凸之表面的研磨中，優先去除凸部，另一方面，慢慢地去除凹部，藉此進行平坦化。
為了提高半導體生產的生產量（throughput），盡可能高速地去除形成於基板上之被研磨材料的不需要的部分為較佳。例如，在隨著記憶體的高積層化而製作3D-NAND之情形下，要求以高研磨速度去除作為柵極等設置於基板上之多晶矽。因此，對CMP研磨液要求以高研磨速度研磨多晶矽。
本揭示的一方面的目的為提供一種能夠獲得多晶矽的高研磨速度之CMP研磨液。又，本揭示的另一方面的目的為提供一種使用了這樣的CMP研磨液之研磨方法。
本揭示的一方面提供一種CMP研磨液，其用以研磨多晶矽，前述CMP研磨液含有磨粒和陽離子性聚合物，前述陽離子性聚合物包含選自由具有包含氮原子及碳原子之主鏈和鍵結於前述碳原子之羥基之聚合物A及烯丙胺聚合物B組成的組中之至少一種。
本揭示的另一方面提供一種研磨方法，其具備如下步驟：使用上述CMP研磨液來研磨被研磨材料。
依據這樣的CMP研磨液及研磨方法，能夠獲得多晶矽的高研磨速度。 [發明效果]
依據本揭示的一方面，能夠提供一種能夠獲得多晶矽的高研磨速度之CMP研磨液。依據本揭示的另一方面，能夠提供一種使用了這樣的CMP研磨液之研磨方法。
以下，對本揭示的實施形態詳細地進行說明。但是，本揭示並不限定於以下實施形態，能夠在其要旨的範圍內進行各種變形來實施。
在本說明書中，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。在本說明書中階段性地記載之數值範圍內，某一個階段的數值範圍的上限值或下限值能夠與其他段階的數值範圍的上限值或下限值任意地組合。在本說明書中所記載之數值範圍內，該數值範圍的上限值或下限值可以替換為實施例中所示之值。“A或B”可以包括A及B中的任一者，亦可以包括兩者。關於本說明書中所例示之材料，只要無特別說明，則能夠單獨使用1種或組合使用2種以上。在本說明書中，關於組成物中的各成分的使用量，在組成物中存在複數種相當於各成分之物質之情形下，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。在本說明書中，關於“膜”這一用語，除了在以俯視圖進行觀察時，在整個表面形成之形狀的結構以外，還包括在局部形成之形狀的結構。在本說明書中，“步驟”這一用語不僅包括獨立之步驟，若即使在無法與其他步驟明確地區分之情形下亦可達成該步驟的所期望的作用，則亦包括在本用語中。
＜CMP研磨液＞ 本實施形態之CMP研磨液（CMP用研磨液）為用以研磨多晶矽之CMP研磨液。本實施形態之CMP研磨液含有磨粒（研磨粒子）和陽離子性聚合物，陽離子性聚合物包含選自由具有包含氮原子（N原子）及碳原子（C原子）之主鏈和鍵結於前述碳原子之羥基之聚合物A及烯丙胺聚合物B（以下，稱為“聚合物B”）組成的組中之至少一種（以下，統稱為“特定陽離子性聚合物”）。本實施形態之CMP研磨液的特定陽離子性聚合物可以為包含聚合物A及聚合物B之態樣、包含聚合物A並且不含聚合物B之態樣、或包含聚合物B並且不含聚合物A之態樣。
依據本實施形態之CMP研磨液，能夠獲得多晶矽的高研磨速度。依據本實施形態之CMP研磨液，在實施例中所記載之評價方法中能夠獲得1200Å/min以上作為多晶矽的研磨速度。雖然可獲得多晶矽的高研磨速度之主要原因不一定清楚，但是推測如下述。但是，主要原因並不限定於下述內容。亦即，特定陽離子聚合物吸附於多晶矽的表面，在多晶矽的矽-矽鍵產生極性。藉此，推斷為由於脆弱化而鍵容易被切斷，因此可獲得多晶矽的高研磨速度。
依據本實施形態之CMP研磨液，還能夠獲得多晶矽的高研磨速度的同時抑制氧化矽的研磨速度。依據本實施形態之CMP研磨液，在實施例中所記載之評價方法中，作為多晶矽與氧化矽的研磨速度比（多晶矽的研磨速度/氧化矽的研磨速度）能夠獲得1以上（例如，3以上）。
依據本實施形態之CMP研磨液，還能夠提高氮化矽與氧化矽的研磨速度比（氮化矽的研磨速度/氧化矽的研磨速度）。依據本實施形態之CMP研磨液，在實施例中所記載之評價方法中，作為氮化矽與氧化矽的研磨速度比能夠獲得0.2以上（例如，0.5以上）。
關於本實施形態之CMP研磨液，只要在研磨多晶矽時可獲得多晶矽的高研磨速度即可，可以用於與多晶矽不同的被研磨材料的研磨。本實施形態之CMP研磨液可以用於氮化矽的研磨，亦可以用於多晶矽及氮化矽的研磨。本實施形態之CMP研磨液可以用於氧化矽的研磨，亦可以用於多晶矽及氧化矽的研磨、氮化矽及氧化矽的研磨、或多晶矽、氮化矽及氧化矽的研磨。本實施形態之CMP研磨液可以用於研磨在表面具有選自由多晶矽、氮化矽及氧化矽組成的組中之至少一種被研磨材料之基體的該被研磨材料。
（磨粒） 磨粒能夠包含例如鈰系化合物、氧化鋁、氧化矽（二氧化矽）、氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、莫來石、氮化矽、α-氮化矽、氮化鋁、氮化鈦、碳化矽、碳化硼等。磨粒的構成成分能夠單獨使用1種或組合使用2種以上。就容易獲得多晶矽的高研磨速度之觀點及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，磨粒可以包含選自由鈰系化合物及氧化矽組成的組中之至少一種。
然而，在製作3D-NAND時，有時要求以高研磨速度去除多晶矽及氮化矽。相對於此，以往，由於難以使用一種CMP研磨液同時以高研磨速度研磨多晶矽及氮化矽，因此使用不同種類的CMP研磨液，分為研磨多晶矽之步驟及研磨氮化矽之步驟這兩個階段進行了研磨。然而，就提高生產性及簡化設備之觀點而言，要求藉由一個階段的研磨來完成。相對於此，在本實施形態之CMP研磨液中，藉由磨粒包含鈰系化合物，能夠獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度，並且能夠獲得氮化矽的高研磨速度的同時抑制氧化矽的研磨速度。
作為鈰系化合物，可舉出氧化鈰（鈰氧）、氫氧化鈰、硝酸銨鈰、乙酸鈰、硫酸鈰水合物、溴酸鈰、溴化鈰、氯化鈰、草酸鈰、硝酸鈰、碳酸鈰等。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點、以及容易獲得研磨損傷少的被研磨面之觀點而言，鈰系化合物可以包含氧化鈰。
在使用氧化鈰之情形下，磨粒可以包含具有晶界之多晶氧化鈰（例如，具有被晶界包圍之複數個微晶之多晶氧化鈰）。這樣的多晶氧化鈰粒子與單晶粒子凝聚而成之單純的凝聚體不同，因研磨中的應力而變細的同時，接連出現活性面（在變細之前未暴露於外部之面），因此認為能夠高度地保持被研磨材料的高研磨速度。
作為包含氧化鈰之磨粒之製造方法，可舉出液相合成、煅燒、或利用過氧化氫等進行氧化之方法等。在獲得包含具有晶界之多晶氧化鈰之磨粒之情形下，能夠使用對碳酸鈰等鈰源進行煅燒之方法。煅燒時的溫度例如可以為350～900℃。在製造之氧化鈰粒子凝聚之情形下，可以機械性地粉碎。
在磨粒包含鈰系化合物（例如，氧化鈰）之情形下，就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，以整個磨粒（CMP研磨液中所包含之整個磨粒）為基準，磨粒中的鈰系化合物的含量可以為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上或可以實質上為100質量%（磨粒實質上由鈰系化合物形成之態樣）。
在磨粒包含氧化矽之情形下，就容易獲得多晶矽的高研磨速度之觀點及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，以整個磨粒（CMP研磨液中所包含之整個磨粒）為基準，磨粒中的氧化矽的含量可以為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上或99質量%以上或可以實質上為100質量%（磨粒實質上由氧化矽形成之態樣）。
以整個磨粒（CMP研磨液中所包含之整個磨粒）為基準，磨粒中的氫氧化物的含量（例如，氫氧化鈰的含量）可以為0.01質量%以下、0.001質量%以下或0.0001質量%以下。磨粒可以不包含氫氧化物（例如，氫氧化鈰）（氫氧化物的含量（例如，氫氧化鈰的含量）可以實質上為0質量%）。
CMP研磨液中的磨粒的平均粒徑可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，磨粒的平均粒徑可以為50nm以上、70nm以上、超過70nm、75nm以上、80nm以上、85nm以上或90nm以上。就容易抑制研磨損傷之觀點而言，磨粒的平均粒徑可以為500nm以下、300nm以下、280nm以下、250nm以下、200nm以下、180nm以下、160nm以下、150nm以下、120nm以下、100nm以下或90nm以下。就該等觀點而言，磨粒的平均粒徑可以為50～500nm。
為了控制磨粒的平均粒徑，能夠使用以往公知的方法。以氧化鈰粒子為例，作為磨粒的平均粒徑之控制方法，可舉出上述煅燒溫度、煅燒時間、粉碎條件等的控制；過濾、分級等的應用等。
作為磨粒的平均粒徑，能夠使用藉由雷射繞射/散射式粒度分佈計測量之算術平均直徑。關於磨粒的平均粒徑，例如，能夠使用HORIBA, Ltd.製造的LA-920（商品名稱）等，藉由實施例中所記載之方法進行測量。
相對於CMP研磨液100質量份，磨粒的含量可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，磨粒的含量可以為0.01質量份以上、0.05質量份以上、0.08質量份以上、0.1質量份以上、0.15質量份以上、0.2質量份以上、0.3質量份以上、0.5質量份以上、0.8質量份以上、1.0質量份以上、1.5質量份以上或2.0質量份以。就容易抑制磨粒的凝聚之觀點及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，磨粒的含量可以為10質量份以下、5.0質量份以下、3.0質量份以下、2.0質量份以下、小於2.0質量份、1.5質量份以下、1.0質量份以下、0.8質量份以下或0.5質量份以下。就該等觀點而言，磨粒的含量可以為0.01～10質量份、0.1～10質量份或0.1～2質量份。
（陽離子性聚合物） 本實施形態之CMP研磨液含有包含選自由具有包含氮原子及碳原子之主鏈和鍵結於前述碳原子之羥基之聚合物A及聚合物B（烯丙胺聚合物。排除相當於聚合物A之化合物）組成的組中之至少一種之特定陽離子性聚合物。本實施形態之CMP研磨液可以含有除了特定陽離子性聚合物以外的陽離子性聚合物，亦可以不含除了特定陽離子性聚合物以外的陽離子性聚合物。“陽離子性聚合物”定義為具有陽離子基團或能夠離子化成陽離子基團之基團之聚合物。作為陽離子基團，可舉出胺基、亞胺基等。陽離子性聚合物（例如，特定陽離子性聚合物）能夠單獨使用1種或組合使用2種以上。
特定陽離子性聚合物可以為水溶性。藉由使用對水的溶解度高的化合物，能夠將所期望的量的特定陽離子性聚合物良好地溶解於CMP研磨液中。相對於室溫（25℃）的水100g之特定陽離子性聚合物的溶解度可以為0.005g以上或0.02g以上。溶解度的上限並無特別限制。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，特定陽離子性聚合物可以包含聚合物P作為聚合物A或聚合物B，該聚合物P具有包含碳原子之主鏈和鍵結於該主鏈之側鏈，並且選自由主鏈及側鏈組成的組中之至少一種包含氮原子。“主鏈”係指最長的分子鏈。“側鏈”係指從主鏈分支之分子鏈（例如，包含碳原子之分子鏈）。側鏈可以鍵結於構成主鏈之複數個原子（例如，2個原子）。
就藉由聚合物P吸附於氧化矽而容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物P中的側鏈的分子量的最大值可以為100以下、80以下、60以下、50以下、40以下、30以下或20以下。聚合物P中的側鏈的分子量的最大值可以為15以上。
特定陽離子性聚合物能夠包含聚合物A。在聚合物A中，羥基與主鏈的碳原子直接鍵結。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以具備具有包含氮原子及碳原子之主鏈之結構單元，亦可以具備具有包含氮原子及碳原子之主鏈之複數種（例如，2種）結構單元。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以滿足下述特徵中的至少一個，亦可以具備滿足下述特徵中的至少一個之結構單元（具有包含氮原子及碳原子之主鏈之結構單元）。 包含氮原子及碳原子之主鏈可以包含氮原子、和鍵結於該氮原子之伸烷基鏈。羥基可以與伸烷基鏈的碳原子鍵結。伸烷基鏈的碳數為1以上，可以為2以上或3以上。伸烷基鏈的碳數可以為6以下、5以下或4以下。伸烷基鏈的碳數可以為1～6。 聚合物A可以包含構成四級銨鹽之氮原子。四級銨鹽可以包含選自由烷基及芳基組成的組中之至少一種所鍵結之氮原子，亦可以包含甲基所鍵結之氮原子。四級銨鹽可以包含2個烷基所鍵結之氮原子，亦可以包含2個甲基所鍵結之氮原子。四級銨鹽可以包含銨陽離子和氯化物離子。 聚合物A可以包含構成酸加成鹽之氮原子，亦可以包含構成鹽酸鹽之氮原子。
在聚合物A中，氮原子與羥基所鍵結之碳原子可以相鄰，亦可以不相鄰。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以具有介在於氮原子與羥基所鍵結之碳原子之間之烴基，亦可以具有介在於氮原子與羥基所鍵結之碳原子之間之碳數1的烴基（例如，亞甲基）。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以具備具有介在於氮原子與羥基所鍵結之碳原子之間之烴基之結構單元作為具有包含氮原子及碳原子之主鏈之結構單元，亦可以具備具有介在於氮原子與羥基所鍵結之碳原子之間之碳數1的烴基（例如，亞甲基）之結構單元作為具有包含氮原子及碳原子之主鏈之結構單元。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以包含至少含有二甲胺及環氧氯丙烷之原料的反應物（例如，縮合物），亦可以包含至少含有二甲胺、氨及環氧氯丙烷之原料的反應物（例如，縮合物）。提供反應物之原料可以包含除了二甲胺、氨及環氧氯丙烷以外的化合物。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以包含具有由下述式表示之結構之化合物。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A可以包含選自由二甲胺/環氧氯丙烷縮合物（縮聚物）及二甲胺/氨/環氧氯丙烷縮合物（縮聚物）組成的組中之至少一種。本實施形態之CMP研磨液可以不含包含二甲胺、環氧氯丙烷及乙二胺之原料的反應物（例如，縮合物）作為聚合物A。
【化學式1】
Figure 02_image001
[式中，a表示1以上的整數，b表示0以上（例如，1以上）的整數。]
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A的分子量（例如，重量平均分子量）可以在下述範圍內。聚合物A的分子量可以為5000以上、7000以上、8000以上、10000以上、15000以上、超過15000、20000以上、25000以上、超過25000、30000以上、50000以上、60000以上、80000以上、100000以上、200000以上、300000以上、400000以上、450000以上、500000以上、600000以上、800000以上、1000000以上或1200000以上。聚合物A的分子量可以為2000000以下、1500000以下、1300000以下、1200000以下、1000000以下、800000以下、600000以下、500000以下、450000以下、400000以下、300000以下、200000以下、100000以下、60000以下、50000以下、30000以下、15000以下、小於15000、10000以下、小於10000或8000以下。就該等觀點而言，聚合物A的分子量可以為5000～2000000、5000～1500000、10000～2000000、10000～1000000、50000～500000或100000～500000。關於聚合物A的分子量（例如，重量平均分子量），能夠藉由實施例中所記載之方法進行測量。
在特定陽離子性聚合物包含聚合物A之情形下，就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，以整個陽離子性聚合物（CMP研磨液中所包含之整個陽離子性聚合物）或整個特定陽離子性聚合物（CMP研磨液中所包含之整個特定陽離子性聚合物）為基準，陽離子性聚合物中的聚合物A的含量或特定陽離子性聚合物中的聚合物A的含量可以為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上或實質上100質量%（陽離子性聚合物或特定陽離子性聚合物實質上由聚合物A形成之態樣）。
相對於CMP研磨液100質量份，聚合物A的含量可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A的含量可以為0.00001質量份以上、0.00005質量份以上、0.0001質量份以上、0.0002質量份以上、0.0003質量份以上、0.0005質量份以上、0.0008質量份以上、0.001質量份以上、0.002質量份以上、0.0025質量份以上、0.003質量份以上、0.004質量份以上、0.005質量份以上、0.008質量份以上、0.01質量份以上、0.012質量份以上或0.015質量份以上。就容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A的含量可以為0.02質量份以上、0.025質量份以上、0.03質量份以上、0.04質量份以上、0.05質量份以上、0.08質量份以上、超過0.08質量份或0.1質量份以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物A的含量可以為10質量份以下、5質量份以下、2.5質量份以下、小於2.5質量份、2質量份以下、1質量份以下、0.5質量份以下、0.1質量份以下、0.08質量份以下或0.05質量份以下。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，聚合物A的含量可以為0.04質量份以下、0.03質量份以下、0.025質量份以下、0.02質量份以下或0.015質量份以下。就容易獲得氮化矽的高研磨速度之觀點而言，聚合物A的含量可以為0.012質量份以下、0.01質量份以下、0.008質量份以下或0.005質量份以下。聚合物A的含量可以為0.004質量份以下、0.003質量份以下或0.0025質量份以下。就該等觀點而言，聚合物A的含量可以為0.00001～10質量份、0.0001～1質量份、0.0025～0.1質量份或0.001～0.1質量份。
磨粒的含量與聚合物A的含量的比例A可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例A可以為0.1以上、0.5以上、1以上、超過1、2以上、3以上、5以上、8以上或10以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，比例A可以為15以上、20以上、25以上、30以上或33以上。就容易獲得氮化矽的高研磨速度之觀點而言，比例A可以為40以上、50以上、60以上、62.5以上、67以上、80以上或100以上。比例A可以為120以上、150以上、167以上、200以上、300以上、400以上或500以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例A可以為1000以下、800以下、500以下、400以下、300以下、200以下、167以下、150以下、120以下、100以下、80以下、67以下、62.5以下、60以下、50以下、40以下或33以下。就容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例A可以為30以下、25以下、20以下、15以下、10以下、8以下或5以下。就該等觀點而言，比例A可以為0.1～1000、1～500或5～100。
特定陽離子性聚合物能夠包含聚合物B。聚合物B為烯丙胺聚合物，並且為具有烯丙胺化合物（具有烯丙基及胺基之化合物）作為單體單元之聚合物（具有源自烯丙胺化合物之結構單元之聚合物）。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以包含具有二烯丙基二烷基銨鹽作為單體單元之聚合物。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以具有選自由由下述通式（I）表示之結構單元、由下述通式（II）表示之結構單元、由下述通式（III）表示之結構單元、由下述通式（IV）表示之結構單元及由下述通式（V）表示之結構單元組成的組中之至少一種。作為聚合物B中所包含之結構單元，由通式（I）～（V）表示之結構單元可以為單獨一種，亦可以為兩種以上。
【化學式2】
Figure 02_image003
[式中，R 11及R 12各自獨立地表示氫原子、烷基或芳烷基，胺基可以形成酸加成鹽。]
【化學式3】
Figure 02_image005
[式中，R 2表示氫原子、烷基或芳烷基，含氮環可以形成酸加成鹽。]
【化學式4】
Figure 02_image007
[式中，R 3表示氫原子、烷基或芳烷基，含氮環可以形成酸加成鹽。]
【化學式5】
Figure 02_image009
[式中，R 41及R 42各自獨立地表示氫原子、烷基或芳烷基，D -表示一價的陰離子。]
【化學式6】
Figure 02_image011
[式中，R 51及R 52各自獨立地表示氫原子、烷基或芳烷基，D -表示一價的陰離子。]
通式（I）、（II）及（III）中的R 11、R 12、R 2及R 3的烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。作為R 11、R 12、R 2及R 3的烷基，可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、環己基、該等羥基加成物（3-羥丙基等）等。
“芳烷基”係指烷基的1個氫原子被芳基取代的基團。在通式（I）、（II）及（III）中，構成R 11、R 12、R 2及R 3的芳烷基之烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。作為芳烷基，可舉出苄基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、苯己基、該等的羥基加成物等。
通式（I）中的胺基、以及通式（II）及（III）中的含氮環可以形成酸加成鹽。作為酸加成鹽，可舉出鹽酸鹽、氫溴酸鹽、醋酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、亞硫酸鹽、磷酸鹽、醯胺硫酸鹽、甲磺酸鹽等。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以具有由通式（I）表示之結構單元，亦可以具有在通式（I）中R 11及R 12為氫原子的結構單元。
通式（IV）及（V）中的R 41、R 42、R 51及R 52的烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。作為R 41、R 42、R 51及R 52的烷基，可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、環己基、該等羥基加成物（3-羥丙基等）等。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，選自由R 41、R 42、R 51及R 52組成的組中之至少一種烷基的碳數可以為1～10、1～7、1～4、1～3或1～2以下。
通式（IV）及（V）中的構成R 41、R 42、R 51及R 52的芳烷基之烷基可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任一種。作為R 41、R 42、R 51及R 52的芳烷基，可舉出苄基、苯乙基、苯丙基、苯丁基、該等的羥基加成物等。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以具有由通式（IV）表示之結構單元，亦可以具有在通式（IV）中R 41及R 42為甲基的結構單元。
作為通式（IV）及（V）中的D -，可舉出Cl -、Br -、I -等鹵素離子；甲基硫酸根離子、乙基硫酸根離子、二甲基硫酸根離子等烷基硫酸根離子等。
作為通式（IV）中由下述通式（IVa）表示之部分結構及通式（V）中由下述通式（Va）表示之部分結構，可舉出N,N-二烷基銨鹽、N-烷基-N-苄基銨鹽等。作為N,N-二烷基銨鹽，可舉出N,N-二烷基鹵化銨、N,N-二烷基銨烷基硫酸鹽等。作為N,N-二烷基鹵化銨，可舉出N,N-二甲基鹵化銨、N,N-二乙基鹵化銨、N,N-二丙基鹵化銨、N,N-二丁基鹵化銨等。作為N,N-二烷基銨烷基硫酸鹽，可舉出N,N-二甲基銨甲基硫酸鹽、N,N-甲基乙基銨乙基硫酸鹽等。作為N-烷基-N-苄基銨鹽，可舉出N-甲基-N-苄基鹵化銨、N-乙基-N-苄基鹵化銨等N-烷基-N-苄基鹵化銨等。作為上述部分結構的鹵化物，可舉出氯化物、溴化物、碘化物等。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以具有選自由N,N-二甲基氯化銨及N,N-甲基乙基銨乙基硫酸鹽組成的組中之至少一種作為上述部分結構。
【化學式7】
Figure 02_image013
聚合物B可以為烯丙胺化合物與除了烯丙胺化合物以外的化合物的共聚物。聚合物B例如可以具有使提供由通式（IV）表示之結構單元之單體與除了烯丙胺化合物以外的單體共聚而獲得之結構。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以具有由下述通式（VI）表示之結構單元，亦可以具有由通式（IV）表示之結構單元和由通式（VI）表示之結構單元。
【化學式8】
Figure 02_image015
[式中，R 6表示氫原子或烷基。]
作為通式（VI）中的R 6，就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，可以為選自由氫原子及甲基組成的組中之至少一種，亦可以為氫原子。作為提供由通式（VI）表示之結構單元之單體，可舉出丙烯醯胺等。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B可以包含選自由二烯丙基甲基氯化銨-丙烯醯胺共聚物及二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯醯胺共聚物組成的組中之至少一種，作為具有由通式（VI）表示之結構單元之烯丙胺聚合物。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B的分子量（例如，重量平均分子量）可以在下述範圍內。聚合物B的分子量可以為1000以上、3000以上、5000以上、8000以上、10000以上、20000以上、25000以上、超過25000、30000以上、50000以上、80000以上、100000以上、300000以上或500000以上。聚合物B的重量平均分子量可以為2000000以下、1500000以下、1000000以下、800000以下、600000以下、500000以下、300000以下、100000以下、80000以下、50000以下、30000以下、15000以下、小於15000、10000以下、小於10000或8000以下。就該等觀點而言，聚合物B的分子量可以為1000～2000000、5000～1000000或8000～1000000。關於聚合物B的分子量，能夠以與聚合物A的分子量相同的方式進行測量。
在特定陽離子性聚合物包含聚合物B之情形下，就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，以整個陽離子性聚合物（CMP研磨液中所包含之整個陽離子性聚合物）或整個特定陽離子性聚合物（CMP研磨液中所包含之整個特定陽離子性聚合物）為基準，陽離子性聚合物中的聚合物B的含量或特定陽離子性聚合物中的聚合物B的含量可以為50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上或實質上100質量%（陽離子性聚合物或特定陽離子性聚合物實質上由聚合物B形成之態樣）。
相對於CMP研磨液100質量份，聚合物B的含量可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B的含量可以為0.00001質量份以上、0.00005質量份以上、0.0001質量份以上、0.0002質量份以上、0.0003質量份以上、0.0005質量份以上、0.0008質量份以上、0.001質量份以上、0.002質量份以上、0.0025質量份以上、0.003質量份以上、0.004質量份以上或0.005質量份以上。就容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B的含量可以為0.008質量份以上或0.01質量份以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，聚合物B的含量可以為10質量份以下、5質量份以下、2.5質量份以下、小於2.5質量份、2質量份以下、1質量份以下、0.5質量份以下、0.1質量份以下、0.08質量份以下、0.05質量份以下、0.04質量份以下、0.03質量份以下、0.025質量份以下、0.02質量份以下、0.015質量份以下、0.012質量份以下或0.01質量份以下。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，聚合物B的含量可以為0.008質量份以下或0.005質量份以下。就該等觀點而言，聚合物B的含量可以為0.00001～10質量份、0.0001～1質量份、0.001～0.01質量份或0.005～0.01質量份。
磨粒的含量與聚合物B的含量的比例B可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例B可以為0.1以上、0.5以上、1以上、超過1、2以上、3以上、5以上、8以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、33以上、40以上或50以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，比例B可以為60以上、62.5以上、67以上、80以上或100以上。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例B可以為1000以下、800以下、500以下、400以下、300以下、200以下、167以下、150以下、120以下或100以下。就容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，比例B可以為80以下、67以下、62.5以下、60以下或50以下。就該等觀點而言，比例B可以為0.1～1000、10～500或50～100。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，相對於CMP研磨液100質量份，特定陽離子性聚合物的含量（聚合物A的含量及聚合物B的總含量）可以在下述範圍內。特定陽離子性聚合物的含量可以為0.00001質量份以上、0.00005質量份以上、0.0001質量份以上、0.0002質量份以上、0.0003質量份以上、0.0005質量份以上、0.0008質量份以上、0.001質量份以上、0.002質量份以上、0.0025質量份以上、0.003質量份以上、0.004質量份以上、0.005質量份以上、0.008質量份以上、0.01質量份以上、0.012質量份以上、0.015質量份以上、0.02質量份以上、0.025質量份以上、0.03質量份以上、0.05質量份以上、0.08質量份以上、超過0.08質量份或0.1質量份以上。特定陽離子性聚合物的含量可以為10質量份以下、5質量份以下、2.5質量份以下、2.5質量份未満、2質量份以下、1質量份以下、0.5質量份以下、0.1質量份以下、0.08質量份以下、0.05質量份以下、0.03質量份以下、0.025質量份以下、0.02質量份以下、0.015質量份以下、0.012質量份以下、0.01質量份以下、0.008質量份以下、0.005質量份以下、0.004質量份以下、0.003質量份以下或0.0025質量份以下。就該等觀點而言，特定陽離子性聚合物的含量可以為0.00001～10質量份、0.0001～1質量份、0.001～0.01質量份、0.005～0.01質量份、0.0025～0.1質量份或0.001～0.01質量份。
就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，磨粒的含量與特定陽離子性聚合物的含量（聚合物A的含量及聚合物B的總含量）的比例C可以在下述範圍內。比例C可以為0.1以上、0.5以上、1以上、超過1、2以上、3以上、5以上、8以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、33以上、40以上、50以上、60以上、62.5以上、67以上、80以上、100以上、120以上、150以上、167以上、200以上、300以上、400以上或500以上。比例C可以為1000以下、800以下、500以下、400以下、300以下、200以下、167以下、150以下、120以下、100以下、80以下、67以下、62.5以下、60以下、50以下、40以下、33以下、30以下、25以下、20以下、15以下、10以下、8以下或5以下。就該等觀點而言，比例C可以為0.1～1000、1～500、50～100或5～100。
（水） 本實施形態之CMP研磨液能夠含有水。作為水，並無特別限制，但是可以為選自由去離子水、離子交換水及超純水組成的組中之至少一種。
（其他成分） 本實施形態之CMP研磨液可以含有其他添加劑（排除相當於陽離子性聚合物之化合物）。作為添加劑，可舉出後述之pH調節劑及pH緩衝劑；水溶性高分子；非離子性界面活性劑等。
作為水溶性高分子，可舉出聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸鹽、聚丙烯酸共聚物鹽等聚丙烯酸系聚合物；聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸鹽等聚甲基丙烯酸系聚合物；聚丙烯醯胺；聚甲基丙烯醯胺；藻酸、果膠酸、羥甲基纖維素、洋菜、熱凝膠多糖、糊精、環糊精、聚三葡萄糖等多糖類；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯醛等乙烯系聚合物；聚丙三醇、聚丙三醇衍生物等丙三醇系聚合物；聚乙二醇等。
作為非離子性界面活性劑，可舉出聚氧丙烯聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯醚衍生物、聚氧丙烯甘油醚、聚乙二醇的氧乙烯加成物、甲氧基聚乙二醇的氧乙烯加成物、乙炔系二醇的氧乙烯加成物等醚型界面活性劑；山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙三醇硼酸酯脂肪酸酯等酯型界面活性劑；聚氧乙烯烷基胺等胺基醚型界面活性劑；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯丙三醇硼酸酯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酯等醚酯型界面活性劑；脂肪酸烷醇醢胺、聚氧乙烯脂肪酸烷醇醢胺等烷醇醢胺型界面活性劑；乙炔系二醇的氧乙烯加成物；聚乙烯吡咯啶酮；聚丙烯醯胺；聚二甲基丙烯醯胺；聚乙烯醇等。
在本實施形態之CMP研磨液中，相對於CMP研磨液100質量份，碳酸胍的含量可以為0.001質量份以下、小於0.001質量份或0.0001質量份以下。本實施形態之CMP研磨液可以不含碳酸胍（碳酸胍的含量可以實質上為0質量份）。相對於CMP研磨液100質量份，羥烷基纖維素的含量可以為0.005質量份以下、小於0.005質量份或0.001質量份以下。本實施形態之CMP研磨液可以不含羥烷基纖維素（羥烷基纖維素的含量可以實質上為0質量份）。相對於CMP研磨液100質量份，氧化剂的含量可以為0.01質量份以下、0.001質量份以下或0.0001質量份以下。本實施形態之CMP研磨液可以不含氧化剂（氧化剂的含量可以實質上為0質量份）。相對於CMP研磨液100質量份，4-吡喃酮系化合物的含量可以為0.01質量份以下、小於0.01質量份、0.001質量份以下、小於0.001質量份或0.0001質量份以下。本實施形態之CMP研磨液可以不含4-吡喃酮系化合物（4-吡喃酮系化合物的含量可以實質上為0質量份）。相對於CMP研磨液100質量份，可以為0.1質量份以下、0.05質量份以下、小於0.005質量份、0.001質量份以下或0.0001質量份以下。本實施形態之CMP研磨液可以不含芳香族聚氧化烯化合物（芳香族聚氧化烯化合物的含量可以實質上為0質量份）。
（pH） 本實施形態之CMP研磨液的pH可以在下述範圍內。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點、以及容易抑制氧化矽的研磨速度之觀點而言，pH可以為10.0以下、9.5以下、9.0以下、8.0以下、小於8.0、7.0以下、小於7.0、6.5以下、6.0以下、小於6.0、5.0以下、小於5.0或4.8以下。就容易獲得多晶矽及氮化矽的高研磨速度之觀點而言，pH可以為1.0以上、1.5以上、2.0以上、2.2以上、2.4以上、2.5以上、3.0以上、超過3.0、3.2以上、3.5以上、3.8以上、4.0以上、超過4.0、4.2以上、4.5以上或4.8以上。就該等觀點而言，pH可以為1.0～10.0、1.0～8.0、3.0～7.0、3.5～6.0或2.0～5.0。pH定義為液溫25℃下的pH。
關於本實施形態之CMP研磨液的pH，能夠利用pH計（例如，HORIBA, Ltd.製造的型號F-51）進行測量。例如，使用酞酸鹽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）作為標準緩衝液而對pH計進行3點校正之後，將pH計的電極放入到CMP研磨液中，測量經過3分鐘以上而穩定之後的值。此時，標準緩衝液和CMP研磨液的液溫均設為25℃。
CMP研磨液的pH可以依據用作添加劑之化合物的種類而改變。因此，CMP研磨液可以含有pH調節劑（排除相當於特定陽離子性聚合物之化合物），以將pH調節在上述範圍內。作為pH調節劑，可舉出酸成分、鹼成分等。作為酸成分，可舉出丙酸、乙酸等有機酸（排除相當於胺基酸之化合物）；硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸、硼酸等無機酸；甘胺酸等胺基酸；雜環式胺；烷醇胺等。作為鹼成分，可舉出氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、四甲基氫氧化銨（TMAH）等。本實施形態之CMP研磨液可以含有酸成分，亦可以含有有機酸。CMP研磨液可以含有pH緩衝劑，以使pH穩定化。作為緩衝液（包含緩衝劑之液），可以添加緩衝劑。作為緩衝液，可舉出醋酸鹽緩衝液、酞酸鹽緩衝液等。可以將不使用pH調節劑或pH緩衝劑而製備之CMP研磨液直接應用於CMP。
本實施形態之CMP研磨液可以作為至少含有磨粒及陽離子性聚合物之單液式研磨液來保存，亦可以作為複數液式（例如，雙液式）研磨液套裝（CMP研磨液套裝）來保存，該複數液式（例如，雙液式）研磨液套裝（CMP研磨液套裝）將前述CMP研磨液的構成成分分成漿料和添加液以混合漿料（第1液）和添加液（第2液）而製成前述CMP研磨液。漿料例如至少包含磨粒和水。添加液例如至少包含陽離子性聚合物和水。
在上述研磨液套裝中，即將研磨之前或研磨時，混合漿料及添加液而製作CMP研磨液。又，單液式研磨液可以作為減少了水的含量之研磨液用儲存液來保存，並且可以在研磨時用水進行稀釋來使用。複數液式研磨液套裝可以作為減少了水的含量之漿料用儲存液及添加液用儲存液來保存，並且可以在研磨時用水進行稀釋來使用。
＜研磨方法＞ 本實施形態之研磨方法具備使用本實施形態之CMP研磨液來研磨被研磨材料之研磨步驟。研磨步驟可以為使用本實施形態之CMP研磨液來研磨在表面具有被研磨材料之基體的該被研磨材料之步驟。研磨步驟可以為一邊將本實施形態之CMP研磨液供給至被研磨材料與研磨用構件（研磨墊等）之間，一邊使用研磨構件研磨被研磨材料之步驟。被研磨材料可以包含選自由多晶矽、氮化矽及氧化矽組成的組中之至少一種，亦可以包含多晶矽。研磨步驟例如為使用調節了各成分的含量、pH等之CMP研磨液，藉由CMP技術將在表面具有被研磨材料之基體進行平坦化之步驟。被研磨材料可以為膜狀（被研磨膜），亦可以為多晶矽膜、氮化矽膜、氧化矽膜等。
在本實施形態之研磨方法適合在如下的器件之製造過程中，研磨在表面具有被研磨材料之基體。作為器件，可舉出二極體、電晶體、化合物半導體、熱阻器、變阻器、閘流體等分離式半導體；DRAM（動態隨機存取記憶體）、SRAM（靜動態隨機存取記憶體）、EPROM（可抹除可程式唯讀記憶體）、遮罩ROM（遮罩唯讀記憶體）、EEPROM（電子式可抹除可程式唯讀記憶體）、快閃記憶體等存儲元件；微處理器、DSP（數位訊號處理）、ASIC（特定應用積體電路）等邏輯電路元件；以MMIC（單石微波積體電路）為代表之化合物半導體等積體回路元件；混合積體回路（併合積體回路）、發光二極體、電荷耦合元件等光電轉換元件等。
本實施形態之研磨方法適合於在表面具有段差（凹凸）之基體中的該表面的研磨。作為基體，可舉出邏輯用半導體器件、記憶體用半導體器件等。被研磨材料可以為具有高度為1μm以上的段差之被研磨材料、或從上方觀察時具有凹部或凸部設置成T字形或格子狀之部分之被研磨材料。例如，具有被研磨材料之研磨對象可以為具有記憶體單元之半導體基板。依據本實施形態，亦能夠以高研磨速度研磨在具備具有記憶體單元之半導體基板之半導體器件（DRAM，快閃記憶體等）的表面設置之被研磨材料。依據本實施形態，設置於3D-NAND快閃記憶體的表面之被研磨材料亦能夠確保高平坦性的同時以高研磨速度研磨。基體的被研磨材料除了多晶矽、氮化矽或氧化矽以外，還可以包含Al、Cu、Ti、TiN、W、Ta、TaN等。
作為研磨裝置，例如，具備保持基體之固持器、貼附有研磨墊之研磨平板及將CMP研磨液供給至研磨墊上之機構之裝置為較佳。作為研磨裝置，可舉出EBARA CORPORATION製造的研磨裝置（型號：EPO-111、EPO-222、FREX200、FREX300等）、APPLIED MATERIALS製造的研磨裝置（商品名稱：Mirra3400、Reflexion等）等。
作為研磨墊，能夠使用一般的不織布、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（商標名稱）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、酚醛樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環氧樹脂等樹脂。作為研磨墊的材質，特別是就研磨速度及平坦性進一步優異的觀點而言，可以為選自由發泡聚胺酯及非發泡聚胺酯組成的組中之至少一種。可以對研磨墊實施如積存CMP研磨液般的槽加工。
對研磨條件並無特別限制，就抑制基體飛出之觀點而言，研磨平板的轉速可以為200rpm（min -1）以下，就容易抑制被研磨面的損傷之觀點而言，施加到基體之壓力（加工荷重）可以為100kPa以下。在研磨期間，可以藉由泵等對研磨墊連續地供給CMP研磨液。該供給量並無特別限制，但是可以始終用CMP研磨液覆蓋研磨墊的表面。
研磨結束之後，可以在流水中充分地清洗基體，進而，使用旋轉乾燥器等擦拭附著於基體上之水滴之後使其乾燥。
藉由以這種方式進行研磨，能夠消除表面的凹凸，而獲得基體的整個表面平滑的面。藉由將被研磨材料的形成及研磨反覆進行既定的次數，能夠製造具有所期望的層數之基體。
以這種方式獲得之基體能夠用作各種電子零件及機械零件。作為具體例，可舉出半導體元件；光罩、透鏡、棱鏡等光學玻璃；ITO等無機導電膜；由玻璃及晶質材料構成之光積體電路光開關元件光波導；光纖的端面、閃爍體等光學用單晶；固體雷射單晶；藍色雷射LED用藍寶石基板；SiC、GaP、GaAs等半導體單晶；磁碟用玻璃基板；磁頭等。
本實施形態之零件之製造方法具備將藉由本實施形態之研磨方法研磨之基體進行單片化之單片化步驟。基體可以具備選自由多晶矽、氮化矽及氧化矽組成的組中之至少一種。作為基體，可舉出晶圓（例如，半導體晶圓）等。單片化步驟例如可以為將藉由本實施形態之研磨方法研磨之晶圓（例如，半導體晶圓）進行切割而獲得晶片（例如，半導體晶片）之步驟。本實施形態之零件之製造方法可以在單片化步驟之前，具備藉由本實施形態之研磨方法研磨基體之步驟。本實施形態之零件例如為晶片（例如，半導體晶片）。本實施形態之零件為藉由本實施形態之零件之製造方法獲得之零件。本實施形態之電子器件具備本實施形態之零件。 [實施例]
以下，依據實施例對本揭示進一步詳細地進行說明，但是本揭示並不限定於該等實施例。例如，CMP研磨液的材料的種類及其摻合比例可以為除了本實施例中所記載之種類及比例以外的種類及比例，研磨對象的組成及結構亦可以為除了本實施例中所記載之組成及結構以外的組成及結構。
＜磨粒的準備＞ （氧化鈰粒子） 將碳酸鈰水合物40kg放入到氧化鋁製容器中之後，在830℃下，在空氣中煅燒2小時而獲得了黃白色的粉末20kg。使用X射線繞射法對該粉末進行物相鑑定，確認到該粉末包含多晶的氧化鈰。使用SEM觀察藉由煅燒獲得之粉末的粒徑之結果，為20～100μm。接著，使用噴射磨對氧化鈰粉末20kg進行了乾式粉碎。使用SEM觀察粉碎之後的氧化鈰粉末之結果，確認到包括包含具有晶界之多晶氧化鈰之粒子。又，氧化鈰粉末的比表面積為9.4m 2/g。藉由BET法來實施了比表面積的測量。
將上述氧化鈰粉末15kg及去離子水84.7kg放入到容器內並進行了混合。進而，添加1N的乙酸水溶液0.3kg並攪拌10分鐘，藉此獲得了氧化鈰混合液。經30分鐘將該氧化鈰混合液送液至另一容器中。在此期間，在送液之配管內，以400kHz的超聲波頻率對氧化鈰混合液進行了超聲波照射。
在4個500mL燒杯中分別採取500g的氧化鈰混合液，並進行了離心分離。對於離心分離，在如向外周施加之離心力成為500G般的條件下實施了2分鐘。回收沉降在燒杯的底部之氧化鈰粒子（鈰氧粒子、磨粒），並分配了上清液。使用雷射繞射/散射式粒度分佈計（HORIBA, Ltd.製造，商品名稱：LA-920），測量氧化鈰粒子的含量為5質量%的分散液中的氧化鈰粒子的平均粒徑之結果，平均粒徑為90nm。
（氧化矽粒子） 作為氧化矽粒子（二氧化矽粒子、磨粒），準備了FUSO CHEMICAL CO.,LTD製造的商品名稱“PL-3”。使用雷射繞射/散射式粒度分佈計（HORIBA, Ltd.製造，商品名稱：LA-920），測量氧化矽粒子的含量為5質量%的分散液中的氧化矽粒子的平均粒徑之結果，平均粒徑為70nm。
＜CMP研磨液之製作＞ 藉由混合表1～4中所記載之磨粒（上述氧化鈰粒子或氧化矽粒子）及陽離子性聚合物和去離子水而獲得了各實施例及比較例2～比較例4的CMP研磨液。藉由混合上述氧化鈰粒子和去離子水而獲得了比較例1的CMP研磨液。將磨粒及陽離子性聚合物的含量（基準：CMP研磨液的總量）示於表1～4中。在使用聚合物水溶液供給陽離子性聚合物的情形下，依據聚合物水溶液中的聚合物的質量來計算出陽離子性聚合物的含量。作為陽離子性聚合物，使用了下述化合物。
（陽離子性聚合物） [特定陽離子性聚合物] A1：二甲胺/氨/環氧氯丙烷縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense KHE100L，重量平均分子量：7056（測量值）） A2：二甲胺/氨/環氧氯丙烷縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense KHE102L，重量平均分子量：53336（測量值）） A3：二甲胺/氨/環氧氯丙烷縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense KHE105L，重量平均分子量：479796（測量值）） A4：二甲胺/氨/環氧氯丙烷縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense KHE1000L，重量平均分子量：1296145（測量值）） A5：二甲胺/環氧氯丙烷縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense KHE104L） B1：二烯丙基二甲基氯化銨縮聚物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense FPA1002L，具有由上述通式（IV）表示之結構單元之聚合物） B2：二烯丙基二甲基氯化銨-丙烯醯胺共聚物（NITTOBO MEDICAL CO.,LTD.製造，商品名稱：PAS-J-81，具有由上述通式（IV）表示之結構單元及由上述通式（VI）表示之結構單元之聚合物） B3：烯丙胺聚合物（NITTOBO MEDICAL CO.,LTD.製造，商品名稱：PAA-08，具有由上述通式（I）表示之結構單元之聚合物）
[不符合特定陽離子性聚合物之陽離子性聚合物] X1：甲基丙烯酸三甲基胺基乙基甲基硫酸鹽聚合物（SENKA corporation製造，商品名稱：Unisense FPV1000L） X2：聚伸烷基二醇改質苯乙烯-順丁烯二酸共聚物（KYOEISHA CHEMICAL Co.,LTD.製造，商品名稱：Floren GW-1500） X3：聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚（AOKI OIL INDUSTRIAL Co., Ltd.製造，商品名稱：GEP-2500，EO/PO=30/70）
關於上述特定陽離子性聚合物A1～A4的重量平均分子量的測量值，藉由下述條件的凝膠滲透層析法（GPC），依據使用了標準聚苯乙烯之検量線進行了換算。關於検量線，使用標準聚環氧乙烷（TOSOH CORPORATION製造，SE-2、SE-5、SE-30及SE-150）、普魯蘭多醣（PSS製造，pss-dpul 2.5m）以及聚乙二醇（FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation製造，PEG400、PEG1000、PEG3000及PEG6000）以三次方程式進行了近似。 泵：SHIMADZU CORPORATION製造，商品名稱“LC-20AD” 檢測器：SHIMADZU CORPORATION製造，商品名稱“RID-10A” 管柱烘箱：SHIMADZU CORPORATION製造，商品名稱“CTO-20AC” 管柱：將2個TOSOH CORPORATION製造的商品名稱“TSKGelG6000PW XL-CP”串聯地連接 管柱尺寸：7.8mmI.D×300mm 洗脫液：0.1M硝酸鈉水溶液 試樣濃度：4mg/2mL（N.V.換算） 注入量：100μL 流量：1.0mL/min 測量溫度：25℃
使用雷射繞射/散射式粒度分佈計（HORIBA, Ltd.製造，商品名稱：LA-920），測量CMP研磨液中的磨粒的平均粒徑之結果，氧化鈰粒子的平均粒徑均為90nm，氧化矽粒子的平均粒徑為70nm。
藉由以下條件測量了CMP研磨液的pH。將測量結果示於表1～4中。 測量溫度：25℃ 測量裝置：HORIBA, Ltd.製造，型號F-51 測量方法：使用標準緩衝液（酞酸鹽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）進行3點校正之後，將電極放入到CMP研磨液中，藉由上述測量裝置測量了經過3分鐘以上而穩定之後的pH。
＜研磨特性評價＞ 使用上述各CMP用研磨液，在下述研磨條件下研磨了在表面具有被研磨膜（多晶矽膜、氮化矽膜或氧化矽膜）之毯覆式晶圓（blanket wafer）。作為毯覆式晶圓，使用了具有配置於直徑為300mm的矽基板上之膜厚為200nm的多晶矽膜之晶圓、具有配置於直徑為300mm的矽基板上之膜厚為300nm的氮化矽膜之晶圓及具有配置於直徑為300mm的矽基板上之膜厚為1000nm的氧化矽膜（二氧化矽膜）之晶圓。對於使用了上述各CMP用研磨液之多晶矽膜的研磨，在使用磨粒的水分散液來研磨多晶矽膜之後進行。
[研磨條件] 研磨裝置：CMP用研磨機，Reflexion-LK（Applied Materials, Inc.製造） 研磨墊：多孔聚胺酯墊IC-1010（杜邦公司製造） 研磨壓力（荷重）：3.0psi 平板轉速：93rpm 研磨頭轉速：87rpm CMP研磨液的供給量：125mL/min 研磨時間：15秒（多晶矽）、15秒（氮化矽）、30秒（氧化矽）
使用Nova Measuring Instruments公司製造的光干涉式膜厚測量裝置（裝置名稱：NOVA i500），測量研磨前後的被研磨膜（多晶矽膜、氮化矽膜及氧化矽膜）的膜厚並計算出膜厚的變化量。測量79個點的膜厚，並使用膜厚的平均值計算出膜厚的變化量。依據膜厚的變化量和研磨時間，藉由下述式計算出被研磨膜的研磨速度（毯覆式晶圓研磨速度）。又，計算出多晶矽與氧化矽的研磨速度比及氮化矽與氧化矽的研磨速度比。將結果示於表1～4中。可知藉由使用特定陽離子性聚合物而可獲得多晶矽的高研磨速度。 研磨速度[Å/min]=（研磨前的膜厚[Å]-研磨後的膜厚[Å]）/研磨時間[min]
【表1】
實施例
1 2 3 4 5 6 7 8
磨粒 種類 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧
含量[質量%] 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5
陽離子性聚合物 種類 A1 A1 A1 A1 A1 A1 A2 A2
含量[質量%] 0.0025 0.0030 0.0050 0.015 0.050 0.10 0.0050 0.010
磨粒/陽離子性聚合物 200 167 100 33 10 5 400 50
研磨液的pH 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
研磨速度 [Å/min] 多晶矽（pSi） 1928 2005 2260 2596 2344 2237 2378 2295
氮化矽（SiN） 1251 1225 1571 1478 106 66 2200 1753
氧化矽（SiO 2） 534 477 99 30 9 9 102 67
研磨速度比 pSi/SiO 2 3.6 4.2 22.8 86.5 260.4 248.6 23.3 34.3
SiN/SiO 2 2.3 2.6 15.9 49.3 11.8 7.3 21.6 26.2
【表2】
實施例
9 10 11 12 13 14 15
磨粒 種類 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧
含量[質量%] 2.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
陽離子性聚合物 種類 A3 A3 A3 A3 A3 A4 A5
含量[質量%] 0.0040 0.015 0.020 0.025 0.010 0.0050 0.010
磨粒/陽離子性聚合物 500 67 25 20 50 100 50
研磨液的pH 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
研磨速度 [Å/min] 多晶矽（pSi） 1963 2380 1675 2322 1384 2153 2431
氮化矽（SiN） 1330 1703 645 153 10 1626 1962
氧化矽（SiO 2） 328 18 66 9 18 120 26
研磨速度比 pSi/SiO 2 6.0 132.2 25.4 258.0 76.9 17.9 93.5
SiN/SiO 2 4.1 94.6 9.8 17.0 0.56 13.6 75.5
【表3】
實施例
16 17 18 19
磨粒 種類 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧
含量[質量%] 0.5 0.5 0.5 0.5
陽離子性聚合物 種類 B1 B2 B2 B3
含量[質量%] 0.0080 0.0050 0.010 0.010
磨粒/陽離子性聚合物 62.5 100 50 50
研磨液的pH 5.0 5.0 5.1 9.2
研磨速度 [Å/min] 多晶矽（pSi） 2476 2520 2469 2956
氮化矽（SiN） 1381 1529 176 33
氧化矽（SiO 2） 79 168 43 28
研磨速度比 pSi/SiO 2 31.3 15.0 57.4 105.6
SiN/SiO 2 17.5 9.1 4.1 1.2
【表4】
比較例
1 2 3 4
磨粒 種類 鈰氧 鈰氧 鈰氧 鈰氧
含量[質量%] 0.5 0.5 0.5 0.5
陽離子性聚合物 種類 - X1 X2 X3
含量[質量%] - 0.0080 0.010 0.0050
磨粒/陽離子性聚合物 - 62.5 50 100
研磨液的pH 4.8 4.8 4.8 4.8
研磨速度 [Å/min] 多晶矽（pSi） 970 1189 507 551
氮化矽（SiN） 769 739 235 680
氧化矽（SiO 2） 5238 5260 9282 6389
研磨速度比 pSi/SiO 2 0.2 0.2 0.1 0.1
SiN/SiO 2 0.15 0.14 0.03 0.11

Claims (18)

  1. 一種CMP研磨液，其用以研磨多晶矽，前述CMP研磨液含有磨粒和陽離子性聚合物， 前述陽離子性聚合物包含選自由具有包含氮原子及碳原子之主鏈和鍵結於前述碳原子之羥基之聚合物A及烯丙胺聚合物B組成的組中之至少一種。
  2. 如請求項1所述之CMP研磨液，其中 前述陽離子性聚合物包含前述聚合物A。
  3. 如請求項2所述之CMP研磨液，其中 前述聚合物A具備具有前述主鏈之複數種結構單元。
  4. 如請求項2或請求項3所述之CMP研磨液，其中 前述聚合物A包含至少含有二甲胺及環氧氯丙烷之原料的反應物。
  5. 如請求項2至請求項4之任一項所述之CMP研磨液，其中 前述聚合物A包含至少含有二甲胺、氨及環氧氯丙烷之原料的反應物。
  6. 如請求項2至請求項5之任一項所述之CMP研磨液，其中 前述聚合物A的重量平均分子量為5000～1500000。
  7. 如請求項2至請求項6之任一項所述之CMP研磨液，其中 相對於該CMP研磨液100質量份，前述聚合物A的含量為0.001～0.1質量份。
  8. 如請求項1至請求項7之任一項所述之CMP研磨液，其中 前述陽離子性聚合物包含前述烯丙胺聚合物B。
  9. 如請求項8所述之CMP研磨液，其中 前述烯丙胺聚合物B包含具有二烯丙基二烷基銨鹽作為單體單元之聚合物。
  10. 如請求項8或請求項9所述之CMP研磨液，其中 相對於該CMP研磨液100質量份，前述聚合物B的含量為0.001～0.01質量份。
  11. 如請求項1至請求項10之任一項所述之CMP研磨液，其中 前述磨粒包含鈰系化合物。
  12. 如請求項11所述之CMP研磨液，其中 前述鈰系化合物包含氧化鈰。
  13. 如請求項1至請求項12之任一項所述之CMP研磨液，其中 前述磨粒不含氫氧化物。
  14. 如請求項1至請求項13之任一項所述之CMP研磨液，其中 相對於該CMP研磨液100質量份，前述磨粒的含量為0.1～2質量份。
  15. 如請求項1至請求項14之任一項所述之CMP研磨液，其中 pH為7.0以下。
  16. 如請求項1至請求項15之任一項所述之CMP研磨液，其中 pH為2.0～5.0。
  17. 一種研磨方法，其具備如下步驟：使用請求項1至請求項16之任一項所述之CMP研磨液來研磨被研磨材料。
  18. 如請求項17所述之研磨方法，其中 前述被研磨材料包含多晶矽。
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