TWI812681B - 研磨液及化學機械研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題在於提供一種在應用於CMP之情況下，氧化矽對氮化矽的研磨選擇性高，並且不易產生被研磨面的缺陷之研磨液及化學機械研磨方法。本發明的研磨液使用於化學機械研磨，並且包含膠體二氧化矽及含有陽離子之鎓鹽，該研磨液中，上述鎓鹽的含量大於0.01質量%，在存在於上述研磨液中之狀態下測量之上述膠體二氧化矽的動電位為15 mV以上，導電度為10 μS/cm以上，pH為2～4。

Description

研磨液及化學機械研磨方法
本發明有關一種研磨液及化學機械研磨方法。
半導體積體電路（LSI：large-scale integrated circuit）的製造中，在裸晶圓的平坦化、層間絕緣膜的平坦化、金屬栓塞的形成及埋入配線的形成等時使用化學機械研磨（CMP：chemical mechanical polishing）法。 在該種LSI的製造中，預計在作為製造半導體積體電路之前步驟之FEOL（Front End of Line，前端製程）中，CMP的利用會增加。在FEOL中構成成為CMP對象之膜之材料主要係氮化矽、氧化矽及多晶矽。關於以何種選擇比將該等材料進行研磨加工，根據用途而存在各種要求。 例如，在專利文獻1中，揭示了如下內容：為了加大氮化矽的研磨速度，使用“研磨組成物，其包含（a）0.01～15質量%的膠體二氧化矽、（b）100萬分之10至100萬分之100,000部（ppm）的pKa在1～4.5的範圍內之至少1種酸性成分及（c）用於該等之水性載劑”。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]：日本特表2009-540575號公報
近年來，根據被研磨體的用途，要求能夠使氧化矽的研磨速度相對於氮化矽的研磨速度高之研磨液。 本發明人發現在使用包含如專利文獻1中所記載之膠體二氧化矽之研磨液的情況下，氧化矽的研磨速度相對於氮化矽的研磨速度之比低，存在無法進行氧化矽對氮化矽的選擇性地研磨之情況。又，發現在研磨後的被研磨體的被研磨面產生的缺陷（尤其，被稱為劃痕之研磨刮痕）多之情況。
因此，本發明的課題在於提供一種在應用於CMP之情況下，氧化矽對氮化矽的研磨選擇性高，並且不易產生被研磨面的缺陷之研磨液及化學機械研磨方法。
本發明人對上述課題進行了深入研究之結果，發現若使用包含膠體二氧化矽及含有陽離子之鎓鹽之研磨液，亦即，鎓鹽的含量大於0.01質量%、在存在於研磨液中之狀態下測量之膠體二氧化矽的動電位(zeta potential)為15 mV以上、導電度為10 μS/cm以上且pH為2～4的研磨液，則氧化矽對氮化矽的研磨選擇性高，並且不易產生被研磨面的缺陷，以至實現本發明。 亦即，本發明人發現，藉由以下構成能夠解決上述課題。
[1] 一種研磨液，其使用於化學機械研磨，並且包含膠體二氧化矽及含有陽離子之鎓鹽，該研磨液中 上述鎓鹽的含量大於0.01質量%， 在存在於上述研磨液中之狀態下測量之上述膠體二氧化矽的動電位為15 mV以上， 導電度為10 μS/cm以上， pH為2～4。 [2] 如[1]所述之研磨液，其中 上述鎓鹽中所包含之上述陽離子具有作為中心原子的磷原子或氮原子及包含與上述中心原子鍵結之2～10個碳原子之基團。 [3] 如[1]或[2]所述之研磨液，其中 上述鎓鹽包含選自包括氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四辛基銨及氫氧化四丁基鏻之群組中的至少1種。 [4] 如[1]～[3]中任一項所述之研磨液，其包含2種以上上述鎓鹽。 [5] 如[1]～[4]中任一項所述之研磨液，其中 鐵離子的濃度小於1質量ppm。 [6] 如[1]～[5]中任一項所述之研磨液，其進一步包含陰離子性高分子化合物。 [7] 如[6]所述之研磨液，其中 上述陰離子性高分子化合物的重量平均分子量為2000～50000。 [8] 如[6]或[7]所述之研磨液，其中 上述陰離子性高分子化合物包含選自包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、包含聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物、以及該等鹽之群組中的至少1種。 [9] 如[1]～[8]中任一項所述之研磨液，其中 上述膠體二氧化矽的締合度為1以上。 [10] 如[1]～[9]中任一項所述之研磨液，其中 在氮化矽及氧化矽的研磨中使用上述研磨液之情況下， 上述氧化矽的研磨速度相對於上述氮化矽的研磨速度之比為10以上。 [11] 如[1]～[10]中任一項所述之研磨液，其進一步包含陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑。 [12] 如[11]所述之研磨液，其中 在氧化矽及多晶矽的研磨中使用上述研磨液之情況下， 上述氧化矽的研磨速度相對於上述多晶矽的研磨速度之比為10以上。 [13] 如[1]～[10]中任一項所述之研磨液，其進一步包含陰離子界面活性劑。 [14] 如[13]所述之研磨液，其中 在氧化矽及多晶矽的研磨中使用上述研磨液之情況下， 上述氧化矽的研磨速度相對於上述多晶矽的研磨速度之比為0.25～1.5。 [15] 一種化學機械研磨方法，其包括以下步驟： 將[1]～[14]中任一項所述之研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊，並且使被研磨體的被研磨面與上述研磨墊接觸，藉由使上述被研磨體和上述研磨墊相對移動而研磨上述被研磨面，以獲得經研磨之被研磨體。 [16] 如[15]所述之化學機械研磨方法，其中 上述被研磨體包含氮化矽及氧化矽。 [17] 如[16]所述之化學機械研磨方法，其中 上述被研磨體進一步包括多晶矽。 [發明效果]
如以下所示，依本發明能夠提供一種在應用於CMP之情況下，氧化矽對氮化矽的研磨選擇性高，並且不易產生被研磨面的缺陷之研磨液及化學機械研磨方法。
以下，對本發明進行詳細說明。 以下所記載之構成要件的說明有時基於本發明的代表性實施形態而完成，但本發明並不限定於該種實施形態。
另外，本說明書中，用“～”來表示之數值範圍係指將記載於“～”前後之數值作為下限值及上限值而包括之範圍。 又，本說明書中，“ppm”係指“百萬分率parts-per-million(10-6 )”。 又，本說明書中，1 Å（Angstrom）相當於0.1 nm。
[研磨液] 本發明的一種研磨液（以下，亦稱為“本研磨液”。），其使用於化學機械研磨，並且包含膠體二氧化矽及含有陽離子之鎓鹽，其中，上述鎓鹽的含量大於0.01質量%，在存在於上述研磨液中之狀態下測量之上述膠體二氧化矽的動電位為15 mV以上，導電度為10 μS/cm以上，pH為2～4。
關於本研磨液，氧化矽（以下，亦稱為“SiO2 ”。）對氮化矽（以下，亦稱為“SiN”。）的研磨選擇性高。雖然該詳細原因尚存在不明確之部分，但推測由以下原因引起。 在SiO2 的表面電位為負之情況下，容易進行SiO2 的研磨。為了使SiO2 的表面電位成為負，可以舉出將研磨液的pH設為酸性（具體而言，pH為2～4）之方法。換言之，若研磨液的pH為酸性，則SiO2 的表面電位成為負。又，SiN的表面電位容易位於相對於SiO2 的表面電位為正側。 因此，若膠體二氧化矽的動電位為正（具體而言，10 mV以上），則推測如下：藉由電性關係而膠體二氧化矽與SiN互相排斥，並且膠體二氧化矽與SiO2 變得容易接觸。故，優先進行SiO2 的研磨。 又，認為藉由使用導電度高之研磨液而SiO2 與膠體二氧化矽的相互作用變得良好，由於這種原因SiO2 的研磨速度提高。 如此，認為藉由使用動電位為正的膠體二氧化矽而產生之效果及藉由使用導電度高之研磨液而產生之效果進行協同作用，從而SiO2 對SiN的研磨選擇性提高。
在藉由本研磨液進行研磨之後，被研磨體的被研磨面產生之缺陷（尤其，劃痕）少。雖然該詳細原因尚存在不明確之部分，但推測由以下原因引起。 若提高導電度，則膠體二氧化矽的擴散層(後述)變薄，並且膠體二氧化矽存在變得容易凝聚之傾向。因此，認為藉由添加既定量的鎓鹽而使膠體二氧化矽彼此容易排斥，從而膠體二氧化矽不易凝聚，能夠抑制由粗大的凝聚粒子引起之被研磨面的缺陷的產生。
在以下中，對本研磨液中所包含之成分及能夠包含之成分進行說明。
＜膠體二氧化矽＞ 本研磨液中包含膠體二氧化矽（二氧化矽膠體粒子）。膠體二氧化矽作為研磨被研磨體之研磨粒發揮功能。
從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，膠體二氧化矽的平均一次粒徑為100 nm以下為較佳，70 nm以下為更佳。 從藉由抑制膠體二氧化矽的凝聚而本研磨液的經時穩定性提高及藉由提高SiO2 的研磨速度而能夠更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性等的觀點考慮，膠體二氧化矽的平均一次粒徑的下限值為10 nm以上為較佳，15 nm以上為更佳。 平均一次粒徑係測量從使用JEOL Ltd.製造之穿透式電子顯微鏡TEM2010（加壓電壓200 kV）進行拍攝之圖像中任意選擇之1000個一次粒子的粒徑（等效圓直徑），並將該等進行算術平均而求出。另外，等效圓直徑係指假設具有與觀察時的粒子的投影面積相同的投影面積之正圓時的該圓的直徑。 其中，在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下，作為膠體二氧化矽的平均一次粒徑而優先採用產品目錄值。
從提高研磨力的觀點考慮，膠體二氧化矽的平均縱橫比為1.5～3.0為較佳，1.6～2.9為更佳，1.7～2.8為特佳。 膠體二氧化矽的平均縱橫比係藉由以下方式求出：測量藉由上述穿透式電子顯微鏡觀察之任意100個的每個粒子之長直徑和短直徑，並計算每個粒子的縱橫比（長直徑/短直徑），藉由將100個縱橫比進行算術平均而求出。另外，粒子的長直徑係指，粒子的長軸方向的長度，粒子的短直徑係指，與粒子的長軸方向正交之粒子的長度。 其中，在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下，作為膠體二氧化矽的平均縱橫比優先採用產品目錄值。
膠體二氧化矽的締合度為1以上為較佳，從更加提高研磨速度之觀點考慮，1.5以上為更佳，2以上為特佳。從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，膠體二氧化矽的締合度的上限值為3以下為較佳，2.5以下為更佳。 本說明書中，締合度藉由締合度=平均二次粒徑/平均一次粒徑而求出。平均二次粒徑相當於凝聚狀態下之二次粒子的平均粒徑(等效圓直徑)，能夠藉由與上述之平均一次粒徑相同的方法求出。 其中，在作為膠體二氧化矽而使用市售品之情況下，作為膠體二氧化矽的締合度優先採用產品目錄值。
膠體二氧化矽可以使用市售品，例如，可以舉出PL1、PL2、PL3、PL3L及PL3H（均為產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造）等。
膠體二氧化矽的含量的下限值相對於本研磨液的總質量（100質量%）為0.1質量%以上為較佳，0.5質量%以上為更佳，1.0質量%以上為特佳，若1.5質量%以上為最佳。若膠體二氧化矽的含量為0.1質量%以上，則具有能夠提高SiO2 的研磨速度及能夠更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性等優點。 膠體二氧化矽的含量的上限值相對於本研磨液的總質量為10質量%以下為較佳，8質量%以下為更佳，5質量%以下為進一步較佳，3質量%以下為特佳。若膠體二氧化矽的含量為10質量%以下，則能夠抑制膠體二氧化矽的凝聚，因此具有能夠減少被研磨面的缺陷及能夠提高本研磨液的經時穩定性等優點。 膠體二氧化矽可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上，但從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，單獨使用1種為較佳。 另外，在併用2種以上的膠體二氧化矽之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
＜鎓鹽＞ 本研磨液包含鎓鹽。 鎓鹽中所包含之陽離子（鎓離子）的中心元素為磷原子或氮原子為較佳。 在鎓鹽中所包含之陽離子中，作為陽離子（作為中心元素而具有氮原子），可以舉出四甲基銨、四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、四辛基銨、乙基三甲基銨及二乙基二甲基銨等銨。 在鎓鹽中所包含之陽離子中，作為陽離子（作為中心元素而具有磷原子），可以舉出四甲基鏻、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻、四苯基鏻、甲基三苯基鏻、乙基三苯基鏻、丁基三苯基鏻、芐基三苯鏻、二甲基二苯基鏻、羥基甲基三苯基鏻及羥基乙基三苯基鏻等鏻。 鎓鹽中所包含之陽離子具有對稱結構為較佳。其中，“具有對稱結構”係指，分子結構符合點對稱、線對稱及旋轉對稱中的任一種者。 作為構成鎓鹽之陰離子，可以舉出水氧化物離子、氯離子、溴離子、碘離子及氟離子，從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，水氧化物離子為更佳。 鎓鹽可以在研磨液中電離。
尤其，作為鎓鹽中所包含之陽離子，具有作為中心原子的磷原子或氮原子及包含與中心原子鍵結之2～10個（較佳為3～8個，更佳為4～8個）碳原子之基團者為較佳。藉此，能夠更加抑制被研磨面的缺陷的產生。 在此，作為包含與中心原子鍵結之2～10個碳原子之基團的具體例，可以舉出直鏈狀、分支狀或環狀的烷基、可以被烷基取代之芳基、苄基及芳烷基等。 作為陽離子（具有作為中心原子的磷原子或氮原子及包含與中心原子鍵結之2～10個碳原子之基團）的具體例，可以舉出四乙基銨、四丙基銨、四丁基銨、四戊基銨、四辛基銨、四乙基鏻、四丙基鏻、四丁基鏻及四苯基鏻等。
能夠更加抑制被研磨面的缺陷的產生之觀點考慮，鎓鹽包含選自包括氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四辛基銨及氫氧化四丁基鏻之群組中的至少1種為較佳，包含氫氧化四丁基銨為更佳。 尤其，從更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性之觀點考慮，鎓鹽包含氫氧化四丁基銨及氫氧化四甲基銨或氫氧化四丁基鏻為較佳。
鎓鹽的含量相對於本研磨液的總質量大於0.01質量%，從更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性、能夠更加減少被研磨面的缺陷及能夠更加提高本研磨液的經時穩定性等的觀點考慮，0.05質量%以上為較佳，0.1質量%以上為更佳，0.25質量%以上為特佳。 鎓鹽的含量的上限值相對於本研磨液的總質量為3質量%以下為較佳，1質量%以下為更佳。 另外，鎓鹽可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。在併用2種以上鎓鹽之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
＜陰離子性高分子化合物＞ 本研磨液包括陰離子性高分子化合物為較佳。藉此，由於陰離子性高分子化合物吸附於SiN的表面而使SiN的研磨變慢，因此更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性。又，發揮能夠提高本研磨液的經時穩定性及更加抑制被研磨面的缺陷的產生等之效果。
作為陰離子性高分子化合物，可以舉出將具有羧基之單體作為基本構成單元之聚合物及其鹽、以及包含該等之共聚物。具體而言，可以舉出：聚丙烯酸及其鹽、以及包含該等之共聚物；聚甲基丙烯酸及其鹽、以及包含該等之共聚物；聚醯胺酸及其鹽、以及包含該等之共聚物；聚馬來酸、聚伊康酸、聚富馬酸、聚（對苯乙烯羧酸）及聚乙醛酸等聚羧酸及其鹽、以及包含該等之共聚物。 在該等之中，陰離子性高分子化合物包含選自包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、包含聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物、以及該等鹽之群組中的至少1種為較佳。 陰離子性高分子化合物可以在研磨液中電離。
陰離子性高分子化合物的重量平均分子量為1000～100000為較佳，從能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，2000～50000為更佳，5000～50000為特佳。 陰離子性高分子化合物的重量平均分子量為基於GPC（凝膠滲透層析）法之聚苯乙烯換算值。GPC法基於如下方法：使用HLC-8020GPC（TOSOH CORPORATION製造），作為管柱使用TSKgel SuperHZM-H、TSKgel SuperHZ4000、TSKgel SuperHZ2000（TOSOH CORPORATION製造、4.6 mmID×15 cm），將THF（四氫呋喃）用作洗提液。
從能夠更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性及能夠更加抑制被研磨面的缺陷的產生等觀點考慮，陰離子性高分子化合物的含量的下限值相對於本研磨液的總質量為0.01質量%以上為較佳，0.1質量%以上為更佳。 從提高本研磨液的經時穩定性之觀點考慮，陰離子性高分子化合物的含量的上限值相對於本研磨液的總質量為10質量%以下為較佳，5質量%以下為更佳，3質量%以下為進一步較佳，1質量%以下為特佳，0.3質量%以下為最佳。 另外，陰離子性高分子化合物可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。在併用2種以上的陰離子性高分子化合物之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
＜界面活性劑＞ 本研磨液作為界面活性劑可以包含陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑，或者亦可以包含陰離子界面活性劑。
在本研磨液包含陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑之情況下，能夠增加SiO2 對多晶矽（多結晶矽。以下，亦稱為“poly-Si”。）的研磨選擇性。 亦即，poly-Si的表面為疏水性，因此界面活性劑的疏水基配置於poly-Si的表面側，並且界面活性劑的親水基配置於與表面側相反的一側（遠離poly-Si的表面之位置）。在此，由於本研磨液中的膠體二氧化矽的動電位為正，因此與界面活性劑的親水基（陽離子性基）進行排斥。藉此，認為poly-Si的研磨速度降低。其結果，認為SiO2 對poly-Si的研磨選擇性得到增加。
作為陽離子界面活性劑的具體例，可以舉出脂肪族胺鹽、脂肪族四級銨鹽、苯紮氯銨鹽、芐索氯銨、吡啶鎓鹽及咪唑啉鎓鹽等。 陽離子界面活性劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.0001～1質量%為較佳，0.001～0.1質量%為更佳。 另外，陽離子界面活性劑可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。在併用2種以上的陽離子界面活性劑之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
作為兩性界面活性劑的具體例，可以舉出羧基甜菜鹼型、胺基羧酸鹽、咪唑啉鎓甜菜鹼、卵磷脂及烷基胺氧化物等。 兩性界面活性劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.0001～1質量%為較佳，0.001～0.1質量%為更佳。 另外，兩性界面活性劑可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。在併用2種以上的兩性界面活性劑之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
在本研磨液包含陰離子界面活性劑之情況下，能夠使多晶矽（以下，亦稱為“poly-Si”。）的研磨速度與SiO2 的研磨速度大致相同。 亦即，poly-Si的表面為疏水性，因此界面活性劑的疏水基配置於poly-Si的表面側，並且界面活性劑的親水基配置於與表面側相反的一側（遠離poly-Si的表面之側）。在此，由於膠體二氧化矽的動電位為正，因此容易被界面活性劑的親水基（陰離子性基）吸引。其結果，認為poly-Si的研磨速度變快而poly-Si的研磨速度接近SiO2 的研磨速度。
作為陰離子界面活性劑的具體例，可以舉出羧酸鹽、烷基苯磺酸等磺酸鹽、硫酸酯鹽及磷酸酯鹽等。 陰離子界面活性劑的含量相對於本研磨液的總質量為0.0001～1質量%為較佳，0.001～0.1質量%為更佳。 另外，陰離子界面活性劑可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。在併用2種以上的陰離子界面活性劑之情況下，合計含量在上述範圍內為較佳。
＜水＞ 本研磨液包含水為較佳。作為含有本研磨液之水，並沒有特別限制，能夠使用離子交換水或純水等。 水的含量並沒有特別限制，相對於本研磨液的總質量為90～99質量%為較佳。
＜酸成分＞ 本研磨液包含酸成分為較佳。藉由包含酸成分而容易調整本研磨液的pH。 作為酸成分，並沒有特別限定，可以舉出有機酸及無機酸，無機酸為較佳。酸成分可以在本研磨液中電離。 作為有機酸，例如，可以舉出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己烷酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊烷酸、正庚烷酸、2-甲基己烷酸、正辛烷酸、2-乙基己烷酸、苯甲酸、乙醇酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、羥基乙基亞胺基二乙酸、亞胺基二乙酸、以及該等銨鹽和/或鹼金屬鹽等鹽。 作為無機酸，可以舉出硼酸、硝酸、硫酸及磷酸。 酸成分的含量並沒有特別限定，只要pH適當地設定在所希望的範圍內即可。 酸成分可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。
＜其他成分＞ 只要不損害本發明的上述效果之範圍內，本研磨液還可以包含使用於CMP中的研磨液之上述成分以外之成分（其他成分）。
（鐵離子） 本研磨液中的鐵離子的濃度相對於本研磨液的總質量小於1質量ppm為較佳，0.1質量ppm以下為更佳，0.01質量ppm以下為特佳。若鐵離子的含量小於1質量ppm，則能夠抑制基於鐵離子之凝聚物的產生，因此具有能夠更加抑制被研磨面的缺陷的產生及提高本研磨液的經時穩定性等優點。 另外，本研磨液中的鐵離子的濃度的下限值為0質量ppm。
本研磨液中的鐵離子的濃度能夠藉由以SP-ICP-MS（Single Particle-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry：單粒子感應耦合電漿質譜）測量作為測量原理之裝置（具體而言，Agilent 8900型（產品名稱、Yokogawa Analytical Systems, Inc.製造）及Nexi on350S（產品名稱、PerkinElmer, Inc.製造）等）進行測量。 在此，在SP-ICP-MS測量中，溶液中所存在之金屬原子的量能夠分為離子性金屬及非離子性金屬（金屬粒子）來測量。在此，非離子性金屬（金屬粒子）係指，在液體中液不溶解並作為固體而存在之成分，離子性金屬係指，在液體中溶解之成分。 本發明中的鐵離子的濃度係指，離子性金屬的濃度。
＜物理性質＞ 在以下中，對本研磨液的物理性質進行說明。
（動電位） 在存在於本研磨液中之狀態下測量之膠體二氧化矽的動電位為15 mV以上，18 mV以上為較佳，20 mV以上為更佳。藉此，SiN對SiO2 的研磨選擇性提高。 在存在於本研磨液中之狀態下測量之膠體二氧化矽的動電位的上限值為60 mV以下為較佳，40 mV以下為更佳。藉此，具有能夠避免粒子作為殘渣而大量殘留於SiO2 基板上之問題之優點。 作為將在存在於本研磨液中之狀態下測量之膠體二氧化矽的動電位設為上述範圍內之方法，並不限定於此，例如可以舉出調節本研磨液的pH之方法。
本發明中，“動電位（ζ電位）”係指，存在於液體（本研磨液）中的粒子（膠體二氧化矽）的周圍之擴散電雙層的“平滑面”上之電位。“平滑面”係指，粒子在液體中運動時，可視為粒子的流體動力學表面之面。 擴散電雙層具有形成於粒子（膠體二氧化矽）的表面側之固定層及形成於固定層的外側之擴散層。在此固定層係離子在表面帶電之粒子（膠體二氧化矽）的周圍被吸附而固定之狀態之層。擴散層係離子藉由熱運動而自由擴散之層。 平滑面存在於固定層與擴散層的邊界區域。在粒子進行電泳之情況下，遷移距離藉由平滑面的電位（動電位）而變化。因此，能夠藉由電泳而測量粒子的動電位。 本研磨液中的膠體二氧化矽的動電位（mV）及擴散層的厚度（Å）能夠使用動電位測量裝置DT-1200（產品名稱、Dispersion Technology Inc.製造、NIHON RUFUTO CO., LTD.銷售）來測量。另外，測量溫度為25℃。
上述擴散電雙層中的擴散層的厚度為10～1000Å為較佳，50～1000Å為更佳。 若擴散層的厚度在上述範圍內，則由於能夠提高膠體二氧化矽彼此的排斥力，因此能夠抑制膠體二氧化矽的凝聚。 作為將擴散層的厚度調整為上述範圍之方法，並不限定於此，例如可以舉出調節導電度之方法。
（導電度） 本研磨液的導電度為10 μS/cm以上，從更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性之觀點考慮，30 μS/cm以上為較佳，50 μS/cm以上為更佳。 從藉由抑制粒子凝聚而更加抑制被研磨面的缺陷的產生之觀點及更加提高本研磨液的經時穩定性之觀點考慮，導電度的上限值為3000 μS/cm以下為較佳，2500 μS/cm以下為更佳。 本研磨液的導電度能夠藉由電導率儀來測量，測量溫度為25℃。另外，電導率儀能夠使用以“LAQUA系列”（產品名稱、HORIBA, Ltd.製造）為基準之裝置。 作為將導電度調整為上述範圍之方法，並不限定於此，例如，可以舉出調節鎓鹽的含量之方法。
（pH） 從本研磨液的pH為2～4，從更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性之觀點及能夠更加抑制產生被研磨面的缺陷之觀點考慮，2～3為較佳，2～2.5為更佳。 本研磨液的pH能夠藉由pH計來測量，測量溫度為25℃。另外，pH計能夠使用“LAQUA系列”（產品名稱、HORIBA, Ltd.製造）。 作為將pH調整為上述範圍之方法，並不限定於此，例如，可以舉出添加酸成分之方法。
＜研磨速度之比＞ 在SiN、SiO2 及該等衍生物的研磨中使用本研磨液之情況下，SiO2 及其衍生物的研磨速度相對於SiN及其衍生物的研磨速度之比為10以上為較佳，20以上為更佳。又，研磨速度的比之上限值並沒有特別限定，5000以下為較佳。 SiO2 及其衍生物的研磨速度相對於SiN及其衍生物的研磨速度之比係指，SiO2 的研磨速度相對於SiN的研磨速度之比、SiO2 的研磨速度相對於SiN的衍生物的研磨速度之比、SiO2 的衍生物的研磨速度相對於SiN的研磨速度之比、SiO2 的衍生物的研磨速度相對於SiN的衍生物的研磨速度之比。 作為SiO2 的衍生物的具體例，可以舉出進行了SiOC及摻雜等處理之SiO2 。 作為SiN的衍生物的具體例，可以舉出進行了SiON及摻雜等處理之SiN。
本研磨液包含上述陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑，在SiO2 、poly-Si及該等衍生物的研磨中使用本研磨液之情況下，SiO2 及其衍生物的研磨速度相對於poly-Si及其衍生物的研磨速度之比為10以上為較佳，15以上為更佳。又，研磨速度之比的上限值並沒有特別限定，5000以下為較佳。 另一方面，本研磨液包含上述陰離子界面活性劑，在SiO2 、poly-Si及該等衍生物的研磨中使用本研磨液之情況下，SiO2 及其衍生物的研磨速度相對於poly-Si及其衍生物的研磨速度之比為0.25～1.5為較佳，0.5～1.2為更佳。 SiO2 及其衍生物的研磨速度相對於poly-Si及其衍生物的研磨速度之比係指，SiO2 的研磨速度相對於poly-Si的研磨速度之比、SiO2 的研磨速度相對於poly-Si的衍生物的研磨速度之比、SiO2 的衍生物的研磨速度相對於poly-Si的研磨速度之比、SiO2 的衍生物的研磨速度相對於poly-Si的衍生物的研磨速度之比。 作為poly-Si的衍生物的具體例，可以舉出進行了摻雜等處理之poly-Si（例如，改質多晶矽）。
＜本研磨液的製造方法＞ 作為本研磨液的製造方法，並沒有特別限制，能夠使用公知的製造方法。 例如，可以藉由將上述各成分混合成既定的濃度而製造本研磨液，亦可以藉由在製備濃縮液之後進行稀釋而製造本研磨液。
又，在本研磨液的製造中，為了降低液體中的Fe離子濃度，藉由蒸餾、離子交換或過濾等而事先將用於製備本研磨液之原料中的任意1種以上原料進行純化為較佳。作為純化程度，例如，純化至原料的純度成為99%以上為較佳，純化至純度成為99.9%以上為更佳。
作為純化方法，並沒有特別限定，可以舉出藉由離子交換樹脂或者RO膜（Reverse Osmosis Membrane：逆滲透膜）等方法、蒸餾、或後述之過濾等方法。具體而言，例如，可以舉出向逆滲透膜等中通入液體而進行1次純化之後，向包括陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、或混床型離子交換樹脂之純化裝置中通入液體而實施2次純化之方法等。 另外，純化處理可以組合複數種上述公知的純化方法來實施。 又，純化處理可以實施複數次。
作為過濾器，只要係以往使用於過濾用途等者，則能夠不受特別限定地使用。例如，可以舉出基於聚四氟乙烯（PTFE）及四氟乙烯全氟烷基乙烯基醚共聚物（PFA）等氟樹脂、尼龍等聚醯胺系樹脂以及聚乙烯及聚丙烯（PP）等聚烯烴樹脂（包含高密度、超高分子量）等之過濾器。在這些材料中，選自包括聚乙烯、聚丙烯（包含高密度聚丙烯）、PTFE及PTA等氟樹脂、以及尼龍等聚醯胺系樹脂的群組中之材料為較佳，其中，PTFE及PTA等氟樹脂的過濾器為更佳。藉由使用由該等材料而形成之過濾器，除了能夠有效地去除容易成為缺陷的原因之極性高的異物以外，還能夠有效地降低鐵離子濃度。
作為過濾器的臨界表面張力，70 mN/m以上為較佳，95 mN/m以下為更佳，75 mN/m以上且85 mN/m以下為進一步較佳。另外，臨界表面張力的值為製造商的標稱值。藉由使用臨界表面張力在上述範圍之過濾器，除了能夠有效地去除容易成為缺陷的原因之極性高的異物以外，還能夠有效地降低鐵離子濃度。
過濾器的孔徑為2～20 nm左右為較佳，2～15 nm為更佳。除了藉由設為該範圍而抑制過濾堵塞，並且能夠確實地去除原料中所包含之雜質或凝聚物等微細的異物以外，還能夠有效地降低鐵離子濃度。
在使用過濾器時，可以組合不同的過濾器。此時，在第1過濾器中的過濾僅進行1次即可，亦可以進行2次以上。在組合不同之過濾器並進行2次以上過濾之情況下，第2次以後的孔徑等於或小於第1次過濾的孔徑為較佳。又，亦可以在上述範圍內組合孔徑不同的第1過濾器。此時的孔徑能夠參閱過濾器製造商的標稱值。作為市售的過濾器，例如，能夠從NIHON PALL LTD.、Advantec Toyo Kaisha, Ltd.、Nihon Entegris K.K.（原Nihon Mykrolis Corporation）或KITZ MICRO FILTER CORPORATION等所提供之各種過濾器中選擇。又，亦能夠使用聚醯胺製“P-尼龍過濾器（孔徑0.02 μm、臨界表面張力77 mN/m）”；（NIHON PALL LTD.製造）、高密度聚乙烯製“PE･清潔過濾器（孔徑0.02 μm）”；（NIHON PALL LTD.製造）及高密度聚乙烯製“PE･清潔過濾器（孔徑0.01 μm）”；（NIHON PALL LTD.製造）。 第2過濾器能夠使用由與上述第1過濾器相同之材料等形成之過濾器。第2過濾器的孔徑為1～10 nm左右為較佳。
又，本發明中，過濾的步驟在室溫（25℃）以下進行為較佳。更佳為23℃以下，20℃以下為進一步較佳。又，0℃以上為較佳，5℃以上為更佳，10℃以上為進一步較佳。
在過濾的步驟中，雖然能夠去除粒子性異物或雜質，但若為上述溫度，則由於溶解於原料中之上述粒子性的異物和/或雜質的量少，因此成為能夠藉由過濾而有效地被去除。
又，所使用之過濾器在過濾原料之前進行處理為較佳。該處理中所使用之液體並沒有特別限定，金屬含有率小於0.001質量ppt為較佳，例如，可以舉出除了將上述水以外亦將其他有機溶劑純化而使金屬含量成為上述範圍者。如上述那樣藉由降低了金屬含有率之液體對過濾器進行前處理，能夠有效地降低鐵離子濃度。
[化學機械研磨方法] 本發明的化學機械研磨方法（以下，亦稱為“本CMP方法”。）包括以下步驟：將上述研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊，並且使被研磨體的被研磨面與上述研磨墊接觸，藉由使上述被研磨體和上述研磨墊相對移動而研磨上述被研磨面，以獲得經研磨之被研磨體。
＜被研磨體＞ 被研磨體包含SiN及SiO2 為較佳，進一步包含poly-Si為更佳。 作為被研磨體的具體例，可以舉出具有基板及基板上的SiN層及SiO2 層之積層體。在積層體的基板上可以進一步配置poly-Si層。另外，各層可以沿厚度方向配置，亦可以沿與厚度方向交叉之方向配置。 藉由本CMP方法，SiN層、SiO2 層及poly-Si層被研磨。
作為基板的具體例，可以舉出由單層構成之半導體基板及由多層構成之半導體基板。 作為構成由單層構成之半導體基板之材料的具體例，可以舉出矽、矽鍺、如GaAs的第III-V族化合物、或該等的任意組合。 作為由多層構成之半導體基板的具體例，可以舉出在上述矽等半導體基板上配置有露出如金屬線及介電材料之類的互連結構（interconnect features）等之積體電路結構之基板。
＜研磨裝置＞ 能夠實施本CMP方法之研磨裝置能夠使用公知的化學機械研磨裝置（以下，亦稱為“CMP裝置”。）。 作為CMP裝置，例如，可以舉出一般的CMP裝置，該CMP裝置具有：支架，保持具有被研磨面之被研磨體；及研磨平台，貼附有研磨墊（安裝有轉速可變之馬達等）。作為CMP裝置的市售品，可以舉出Reflexion（Applied Materials, Inc.製造）。
＜研磨壓力＞ 本CMP方法中的研磨壓力為3000～25000 Pa為較佳，6500～14000 Pa為更佳。另外，研磨壓力係指，被研磨面與研磨墊之接觸面產生之壓力。
＜研磨平台的轉速＞ 本CMP方法中的研磨平台的轉速為50～200 rpm為較佳，60～150 rpm為更佳。 另外，為了使被研磨體及研磨墊相對移動，可以使支架旋轉和/或擺動，亦可以使研磨平台進行行星旋轉，亦可以使帶狀研磨墊沿長尺寸方向的一方向以直線狀移動。另外，支架可以係固定、旋轉或擺動中的任意狀態。該等研磨方法只要使被研磨體及研磨墊相對移動，則能夠藉由被研磨面和/或研磨裝置而適當地選擇。
＜研磨液的供給方法＞ 在本CMP方法中，在對被研磨面進行研磨之期間，用泵等將本研磨液連續供給至研磨平台上的研磨墊為較佳。本研磨液的供給量並沒有限制，但研磨墊的表面始終被本研磨液包覆為較佳。 [實施例]
以下，根據實施例對本發明進行進一步詳細的說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容或處理步驟等只要不脫離本發明的主旨便能夠適當地變更。從而，本發明的範圍並不藉由以下所示之實施例而被限定性解釋。另外，只要沒有特別指定，則“%”係指“質量%”。
[原料等的純化] 以下所示之研磨液的製備中所使用之各原料使用純度為99%以上的高純度等級，進而，使用事先藉由蒸餾、離子交換或過濾等進行了純化者。尤其，在添加前的溶液狀態下，藉由對膠體二氧化矽進行離子交換或過濾等而獲得高精確度的藥液。 具體而言，根據需要而藉由下述方法實施了上述過濾。具體而言，作為過濾器，在第一階段使用Entegris,Inc.製造之15 nm IEX PTFE，在第二階段使用Entegris,Inc.製造之12 nm ALL PTFE，並連續進行了過濾（適當地調整了循環次數。）。另外，各過濾器在使用之前浸漬於IPA（異丙醇）中進行親水化處理之後使用。
[實施例1A～46A、比較例1A～4A] 將表1中所記載之各成分進行混合，製備出實施例及比較例的各研磨液。適當調節酸成分的添加量並進行了添加，以使pH成為表1中示出之值。 以下，示出表1中所示之成分的概要。
＜膠體二氧化矽＞ ･PL1（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑10 nm、縱橫比1.8、締合度2） ･PL2（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑25 nm、縱橫比1.8、締合度2） ･PL3（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑35 nm、縱橫比1.8、締合度2） ･PL3L（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑35 nm、縱橫比1、締合度1） ･PL3H（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、膠體二氧化矽、平均一次粒徑35 nm、縱橫比2.6、締合度3） ･PL3D（產品名稱、FUSO CHEMICAL CO.,LTD.製造、表面具有磺酸基之膠體二氧化矽、平均一次粒徑35 nm、縱橫比1.8、締合度2）
＜鎓鹽＞ ･TBAH（氫氧化四丁基銨） ･TMAH（氫氧化四甲基銨） ･TEAH（氫氧化四乙基銨） ･TPAH（氫氧化四丙基銨） ･TOAH（氫氧化四辛基銨） ･TBPH（氫氧化四丁基鏻）
＜陰離子性高分子化合物＞ ･PAA（聚丙烯酸） ･PMA（聚甲基丙烯酸） ･PAA-PMA（包含聚甲基丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物） 另外，表中的陰離子性高分子化合物欄中的括號內的數值係指重量平均分子量。
＜酸成分＞ ･硝酸 ･磷酸 ･硫酸 ･檸檬酸 ･硼酸
＜界面活性劑＞ ･DBSA（十二烷基苯磺酸、陰離子界面活性劑） ･Takesurf-A43-N（產品名稱、TAKEMOTO OIL & FAT Co., Ltd.製造、陰離子界面活性劑） ･十六烷基三甲基氯化銨（陽離子界面活性劑） ･氯化十六烷基吡啶鎓（陽離子界面活性劑）
＜水＞ 水（純水）
[物理性質測量] ＜pH＞ 使用pH計（產品名稱“LAQUA系列”、HORIBA, Ltd.製造）測量了25℃下的研磨液的pH。
＜動電位＞ 關於研磨液中的膠體二氧化矽的動電位（mV），使用動電位測量裝置DT-1200（產品名稱、Dispersion Technology Inc.製造、NIHON RUFUTO CO., LTD.銷售）進行了測量。另外，測量時的研磨液的溫度為25℃。
＜導電度＞ 使用電導率儀（產品名稱“LAQUA系列”、HORIBA, Ltd.製造）測量了25℃下的研磨液的電導率（μS/cm）。
[Fe離子的濃度測量] 測量了研磨液中的Fe離子的濃度。具體而言，使用NexION350S（產品名稱、PerkinElmer, Inc.製造），並藉由SP-ICP-MS法進行了測量。 基於SP-ICP-MS法之具體測量條件為如下。另外，藉由在與濃度已知之標準液所對應之峰強度下測量檢測量，並換算為金屬離子的質量，計算出測量中所使用之研磨液中的金屬離子的濃度。 ＜測量條件＞ ･標準物質 將超純水計量投入於清潔之玻璃容器內，製備成測量對象金屬離子（Fe離子）的濃度成為1質量ppt之後，將使用超聲波清洗機進行了30分鐘的處理之溶液用作輸送效率測量用標準物質。 ･使用裝置 製造商：PerkinElmer 型號：NexION350S ･測量方法 使用PFA製同軸型霧化器、石英製旋流型噴霧室、石英製內徑1 mm火炬噴射器，並且以約0.2 ml/min抽吸了測量對象液。基於氧氣添加量0.1 L/min、電漿輸出1600 W之氨氣進行了清洗。時間解析度在50 μs下進行了分析。 ･軟體 金屬離子（Fe離子）的濃度使用製造商附屬的下述分析軟體進行了測量。 奈米粒子分析“SP-ICP-MS”專用Syngistix奈米應用模組
[評價試驗] ＜研磨速度＞ 研磨速度的計算：分別將SiN、SiO2 、poly-Si的空白晶圓研磨60秒鐘，針對晶圓面上為均等間隔的49處求出研磨前後之膜厚差，將藉由膜厚差除以研磨時間而求出之值作為研磨速度（單位：nm/分鐘）。結果示於表1。 ･研磨裝置：Reflexion（Applied Materials, Inc.製造） ･研磨墊：IC1010（Rodel Inc.製造） ･研磨條件： 研磨壓力（被研磨面與研磨墊的接觸壓力）：1.5 psi（另外，本說明書中，psi係指，pound-force per square inch；重量磅每平方英吋、1 psi=6894.76 Pa。） 研磨液供給速度：200 ml/分鐘 研磨平台轉速：110 rpm 研磨頭轉速：100 rpm
＜選擇比＞ 從以上述方式計算之各晶圓的研磨速度分別求出SiO2 的研磨速度相對於SiN的研磨速度之比（選擇比（SiO2 /SiN））及SiO2 的研磨速度相對於poly-Si的研磨速度之比（選擇比（SiO2 /poly-Si））。
＜缺陷＞ 以與上述研磨速度的計算同樣的方式，對研磨60秒鐘之後的SiO2 的空白晶圓，藉由作為晶圓檢查裝置之Surfscan SP2（產品名稱、KLA CORPORATION製造），進行了被研磨面的缺陷（劃痕）之評價。 A：研磨後的缺陷數為20個以下 B：研磨後的缺陷數為21～30個 C：研磨後的缺陷數為31～50個 D：研磨後的缺陷數為51～60個 E：研磨後的缺陷數為61～80個 F：研磨後的缺陷數為81個以上
＜經時穩定性＞ 在40℃下將各研磨液儲存了30天。使用粒度分佈計SALD-2300（SHIMADZU CORPORATION製造），測量剛製備後（初期）之膠體二氧化矽及儲存後的膠體二氧化矽的各粒度分佈，求出各平均粒徑（藉由計算體積平均而求得之50%直徑的值：D50），並藉由從下述式計算出之比進行了研磨液的經時穩定性的評價。 T3=（儲存後的膠體二氧化矽的平均粒徑）/（初期的膠體二氧化矽的平均粒徑） A：T3為1.1以下 B：T3大於1.1且1.3以下 C：T3大於1.3且1.5以下 D：T3大於1.5且1.8以下 E：T3大於1.8且2.0以下 F：T3大於2.0
將按以上方式測量之各物理性質值及各評價試驗的結果示於表1。另外，表中，“A＜”（A表示數值。）表示大於A，“＜A”表示小於A。
[表1]
[表2]
[表3]
如表1所示，顯示出若使用鎓鹽的含量大於0.01質量%、在存在於研磨液中之狀態下測量之膠體二氧化矽的動電位為15 mV以上、導電度為10 μS/cm以上、pH為2～4之研磨液，則SiO2 對SiN的研磨選擇性提高，不易產生被研磨面的缺陷，研磨液的經時穩定性亦優異。 從實施例1A～4A的對比中顯示出，若研磨液的pH在2～3的範圍（實施例1A～3A），則更加減少被研磨面的缺陷。 從實施例2A與實施例5A及6A的對比中顯示出，若研磨液中的鐵離子的濃度小於1質量ppm（實施例2A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性、更加減少被研磨面的缺陷、並且更加提高研磨液的經時穩定性。 從實施例2A、7A及8A的對比中顯示出，若使用平均一次粒徑為15 nm以上的膠體二氧化矽（實施例2A、8A），則SiO2 對SiN的研磨選擇性高且不易產生被研磨面的缺陷。 從實施例2A、9A及10A的對比中顯示出，若使用締合度為1.5～2.5的膠體二氧化矽（實施例2A），則能夠以高水平實現SiO2 對SiN的研磨選擇性及被研磨面的缺陷的抑制這兩者。 從實施例2A及實施例11A～14A的對比中顯示出，若膠體二氧化矽的含量為1～3質量%（實施例2A、實施例11A～13A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性。 從實施例2A及15A～17A的對比中顯示出，若鎓鹽的含量在0.1～3質量%的範圍內（實施例2A、16A及17A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性、能夠更加減少被研磨面的缺陷、及能夠更加提高本研磨液的經時穩定性。 從實施例2A及18A～22A的對比中顯示出，若構成鎓鹽之陽離子具有作為中心原子的磷原子或氮原子及包含與中心原子鍵結之2～10個碳原子之基團（實施例2A、19A～22A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性。 從實施例2A與實施例23A及實施例24A的對比中顯示出，若併用氫氧化四丁基銨、氫氧化四甲基銨或氫氧化四丁基鏻（實施例23A及24A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性。 從實施例2A與實施例25A～29A的對比中顯示出，若單獨使用1種膠體二氧化矽（實施例2A），則更加不易產生被研磨面的缺陷。 從實施例2A及實施例30A～32A的對比中顯示出，若使用陰離子性高分子化合物（實施例2A、30A及31A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性，更加不易產生被研磨面的缺陷並且研磨液的經時穩定性更加優異。 從實施例2A、33A及34A的對比中顯示出，若陰離子性高分子化合物的含量為0.3質量%以下（實施例2A及33A），則研磨液的經時穩定性更加優異。 從實施例2A、35A～38A的對比中顯示出，若陰離子性高分子化合物的重量平均分子量在2000～50000的範圍（實施例2A、36A及37A），則不易產生被研磨面的缺陷。 從實施例2A及39A～42A的對比中顯示出，若使用無機酸（實施例2A、39A～41A），則更加提高SiO2 對SiN的研磨選擇性。 從實施例2A與實施例43A及44A的對比中顯示出，若使用陰離子界面活性劑（實施例43A及44A），則poly-Si與SiO2 的研磨速度為相同程度。 從實施例2A與實施例45A及46A的對比中顯示出，若使用陽離子界面活性劑（實施例45A及46A），則增加SiO2 對poly-Si的選擇性。
另一方面，在使用鎓鹽的含量為0.01質量%以下之研磨液之情況下，顯示出SiO2 對SiN的研磨選擇性降低、被研磨面缺陷產生得多、研磨液的經時穩定性差（比較例1A）。 又，在使用導電度小於10 μS/cm並且動電位小於15mV之研磨液之情況下，顯示出SiO2 對SiN的研磨選擇性降低（比較例2A）。 又，在使用pH小於2的研磨液之情況下，顯示出被研磨面的缺陷產生得多（比較例3A）。 又，在使用pH大於4之研磨液之情況下，顯示出SiO2 對SiN的研磨選擇性降低且被研磨面缺陷產生得多（比較例4A）。

Claims (16)

  1. 一種研磨液，其使用於化學機械研磨，並且包含膠體二氧化矽、含有陽離子之鎓鹽及陰離子性高分子化合物，該研磨液中，該鎓鹽的含量為大於0.01質量%且3質量%以下，該鎓鹽中所包含之陽離子的中心元素為磷原子或氮原子，該膠體二氧化矽的含量為0.1質量%以上且10質量%以下，在存在於該研磨液中之狀態下測量之該膠體二氧化矽的動電位為15mV以上，導電度為10μS/cm以上，pH為2~4。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨液，其中該鎓鹽中所含有之該陽離子具有作為中心原子的磷原子或氮原子及包含與該中心原子鍵結之2~10個碳原子之基團。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其中該鎓鹽包含選自包括氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨、氫氧化四丙基銨、氫氧化四丁基銨、氫氧化四辛基銨及氫氧化四丁基鏻之群組中的至少1種。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其包含2種以上該鎓鹽。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其中鐵離子的濃度小於1質量ppm。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之研磨液，其中該陰離子性高分子化合物的重量平均分子量為2000~50000。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之研磨液，其中該陰離子性高分子化合物包含選自包括聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、包含聚丙烯酸及聚甲基丙烯酸之共聚物、以及該等鹽之群組中的至少1種。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其中該膠體二氧化矽的締合度為1以上。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其中在氮化矽及氧化矽的研磨中使用該研磨液之情況下，該氧化矽的研磨速度相對於該氮化矽的研磨速度之比為10以上。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其進一步包含陽離子界面活性劑或兩性界面活性劑。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之研磨液，其中在氧化矽及多晶矽的研磨中使用該研磨液之情況下，該氧化矽的研磨速度相對於該多晶矽的研磨速度之比為10以上。
  12. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之研磨液，其進一步包含陰離子界面活性劑。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之研磨液，其中在氧化矽及多晶矽的研磨中使用該研磨液之情況下， 該氧化矽的研磨速度相對於該多晶矽的研磨速度之比為0.25~1.5。
  14. 一種化學機械研磨方法，其包括以下步驟：將如申請專利範圍第1至13中任一項所述之研磨液供給至安裝於研磨平台之研磨墊，並且使被研磨體的被研磨面與該研磨墊接觸，藉由使該被研磨體和該研磨墊相對移動而研磨該被研磨面，以獲得經研磨之被研磨體。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之化學機械研磨方法，其中該被研磨體包含氮化矽及氧化矽。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之化學機械研磨方法，其中該被研磨體進一步包含多晶矽。
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