WO2023013683A1 - Ｃｍｐ用研磨液、ｃｍｐ用研磨液セット及び研磨方法 - Google Patents

Ｃｍｐ用研磨液、ｃｍｐ用研磨液セット及び研磨方法 Download PDF

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WO2023013683A1
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polishing
less
liquid
polishing liquid
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靖 倉田
友洋 岩野
徳昭 村上
真人 水谷
茂樹 久保田
平 小沼
雅博 菅野
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昭和電工マテリアルズ株式会社
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    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step

Definitions

  • the present disclosure relates to a polishing liquid for CMP (Chemical Mechanical Polishing), a polishing liquid set for CMP, a polishing method, and the like.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • CMP technology is one of the most important technologies in the process of manufacturing a device with multi-layered wiring.
  • CMP technology is a technology for flattening the surface of a substrate obtained by forming a thin film on a substrate by chemical vapor deposition (CVD) or the like.
  • CVD chemical vapor deposition
  • planarization by CMP is essential to ensure the depth of focus of lithography. If the surface of the substrate has irregularities, problems such as the impossibility of focusing in the exposure process and the inability to sufficiently form a fine wiring structure occur.
  • CMP technology forms element isolation (isolation between elements; STI: Shallow Trench Isolation) regions by polishing plasma oxide films (BPSG, HDP-SiO 2 , p-TEOS, etc.) in the device manufacturing process.
  • step of forming an ILD film interlayer insulating film; an insulating film that electrically insulates metal members (such as wiring) in the same layer); , Al/Cu plugs).
  • the CMP is usually performed using a device capable of supplying a polishing liquid onto the polishing pad. Then, the surface of the substrate is polished by pressing the substrate against the polishing pad while supplying a polishing liquid between the surface of the substrate and the polishing pad.
  • the polishing liquid is one of the elemental technologies, and in order to obtain a high-performance polishing liquid, various polishing liquids have been developed (for example, Patent Document 1 below). reference).
  • a silica-based polishing liquid (polishing liquid using abrasive grains containing silica-based particles) having a high polishing rate is mainly used (for example, see Patent Document 2 below).
  • a silica-based polishing liquid it tends to be difficult to control polishing scratches that cause defects.
  • JP 2008-288537 A JP-A-9-316431 JP-A-10-102038
  • the cerium-based polishing liquid has a fine concave-convex pattern composed of convex portions (e.g., Line portions) and concave portions (e.g., Space portions).
  • convex portions e.g., Line portions
  • concave portions e.g., Space portions
  • the present disclosure relates to the following [1] to [17] and the like.
  • a polishing liquid for CMP comprising a compound and (B) a compound having two or more nitrogen atoms to which hydroxyalkyl groups are bonded.
  • X 11 , X 12 and X 13 are each independently a hydrogen atom or a monovalent substituent.
  • Component (A1) is 3-hydroxy-2-methyl-4-pyrone, 5-hydroxy-2-(hydroxymethyl)-4-pyrone, and 2-ethyl-3-hydroxy-4-pyrone
  • the components of the polishing liquid for CMP according to any one of [1] to [14] are stored separately as a first liquid and a second liquid, and the first liquid is the A polishing liquid set for CMP, containing abrasive grains and water, wherein the second liquid contains at least one of the additives and water.
  • the polishing liquid for CMP according to any one of [1] to [14], or the first liquid and the second liquid in the polishing liquid set for CMP according to [15] A polishing method comprising a step of polishing a surface to be polished using a CMP polishing liquid obtained by mixing.
  • the polishing method according to [16] wherein the surface to be polished contains silicon oxide.
  • a polishing liquid for CMP that can achieve a high polishing rate for silicon oxide on convex portions in polishing a patterned wafer having a fine concave-convex pattern.
  • a CMP polishing liquid set for obtaining the CMP polishing liquid.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the process of polishing an ILD film
  • a numerical range indicated using “-” indicates a range that includes the numerical values before and after "-" as the minimum and maximum values, respectively.
  • “A or more” in a numerical range means A and a range exceeding A.
  • “A or less” in a numerical range means A and a range less than A.
  • the upper limit value or lower limit value of the numerical range in one step can be arbitrarily combined with the upper limit value or lower limit of the numerical range in another step.
  • the upper or lower limits of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.
  • “A or B” may include either A or B, or may include both.
  • each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified when there are multiple substances corresponding to each component in the composition.
  • layer or film includes not only a shape structure formed over the entire surface but also a shape structure formed partially when viewed as a plan view.
  • process is included in the term not only as an independent process, but also as long as the intended action of the process is achieved even if it is not clearly distinguishable from other processes.
  • a "hydroxy group” does not include an OH structure contained in a carboxy group.
  • the CMP polishing liquid according to the present embodiment contains abrasive grains, an additive, and water. (referred to as "polishing liquid").
  • the abrasive grains contain cerium-based particles (particles containing a cerium-based compound).
  • the additives of the polishing liquid according to the first embodiment include (A1) a 4-pyrone compound represented by the following general formula (1) (component (A1)) and (B) two or more hydroxyalkyl groups bonded together.
  • the additives of the polishing liquid according to the second embodiment are (A2) picolinic acid (component (A2)) and (B) a compound having two or more nitrogen atoms bonded to hydroxyalkyl groups (component (B)). ,including.
  • the additive of the polishing liquid according to the present embodiment may contain component (A1), component (A2) and component (B).
  • X 11 , X 12 and X 13 are each independently a hydrogen atom or a monovalent substituent. ]
  • the silicon oxide of the convex portions can be polished at a high rate.
  • L/S Line/Space
  • high-speed polishing of silicon oxide for example, a polishing rate of 100 nm/min or more (preferably 250 nm/min or more), etc.) on a blanket wafer having no uneven pattern is achieved.
  • a polishing rate for silicon oxide on the convex portions in the polishing of the region of L/S 30 ⁇ m/570 ⁇ m on the patterned wafer.
  • the polishing liquid according to this embodiment can be used for CMP of semiconductor wafer materials, and can be used, for example, for polishing a silicon oxide film provided on the surface of a semiconductor wafer.
  • the polishing liquid according to this embodiment can be used in the CMP process of the ILD film.
  • the abrasive grains contain cerium-based particles. By using the cerium-based particles as the abrasive grains, it is easy to obtain a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer while reducing polishing scratches on the surface to be polished.
  • Cerium-based compounds of cerium-based particles include cerium oxide, cerium hydroxide, cerium ammonium nitrate, cerium acetate, cerium sulfate hydrate, cerium bromate, cerium bromide, cerium chloride, cerium oxalate, cerium nitrate, cerium carbonate, etc. is mentioned.
  • cerium-based particles containing cerium oxide (cerium oxide particles)
  • the cerium oxide particles may contain polycrystalline cerium oxide having grain boundaries. Such polycrystalline cerium oxide particles have the property that active surfaces appear one after another as they become finer during polishing, and can maintain a high polishing rate of silicon oxide on convex portions of a pattern wafer.
  • Examples of methods for producing cerium oxide particles include a calcination method and an oxidation method using hydrogen peroxide.
  • the firing temperature may be 350 to 900°C. If the cerium oxide particles produced are agglomerated, the particles may be mechanically crushed.
  • the pulverization method may be, for example, dry pulverization using a jet mill or the like, or wet pulverization using a planetary bead mill or the like.
  • As the jet mill for example, one described in Kagaku Kogaku Ronbunshu, Vol. 6, No. 5, (1980), pp. 527-532 can be used.
  • the zeta potential (surface potential) of the abrasive grains in the polishing liquid may be positive (the zeta potential may exceed 0 mV) from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • the zeta potential of abrasive grains can be measured, for example, using a dynamic light scattering zeta potential measuring device (eg, trade name: DelsaNano C manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
  • the zeta potential of abrasive grains can be adjusted using additives.
  • abrasive grains having a positive zeta potential can be obtained by contacting the abrasive grains with an acid component (eg, acetic acid).
  • the average grain size of the abrasive grains is 50 nm or more, 70 nm or more, 100 nm or more, 100 nm or more, 105 nm or more, 110 nm or more, 115 nm or more, 120 nm or more from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer. , 125 nm or greater, 130 nm or greater, 135 nm or greater, or 140 nm or greater.
  • the average grain size of the abrasive grains may be 500 nm or less, 300 nm or less, 200 nm or less, 180 nm or less, 150 nm or less, or 140 nm or less from the viewpoint of easily suppressing the occurrence of polishing scratches. From these viewpoints, the average grain size of the abrasive grains is 50 to 500 nm, 50 to 200 nm, 50 to 150 nm, 70 to 500 nm, 70 to 200 nm, 70 to 150 nm, 100 to 500 nm, 100 to 200 nm, or 100 to 150 nm. can be By adjusting the average grain size of the abrasive grains, it is possible to efficiently obtain a high-speed polishing rate and low scratch properties for silicon oxide in accordance with the average grain size of the abrasive grains.
  • Average particle diameter of abrasive grains means the median value of the volume distribution of a sample of slurry in which abrasive grains are dispersed, measured with a laser diffraction/scattering particle size distribution measuring device, MicrotracBEL Corp. product name: Microtrac MT3300EXII or the like.
  • a sample is prepared by adjusting the content of abrasive grains by dispersing abrasive grains in water so that the content of abrasive grains is 0.25% by mass based on the total mass of the sample, and this sample is measured. Set in the device and measure the median volume distribution.
  • the content of abrasive grains may be within the following ranges based on the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of achieving an excellent balance between the polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer and the dispersion stability of the abrasive grains.
  • the content of abrasive grains is 0.01% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.1% by mass or more, 0.15% by mass or more, 0.2% by mass or more, 0.25% by mass or more, 0 .3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.8% by mass or more, or 1% by mass or more.
  • the content of abrasive grains is 10% by mass or less, 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.8% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.3% by mass or less, or It may be 0.25% by mass or less. From these viewpoints, the content of abrasive grains is 0.01 to 10% by mass, 0.01 to 2% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.5% by mass, 0.1 to 10% by mass, 0.1 to 2% by mass, 0.1 to 1% by mass, 0.1 to 0.5% by mass, 0.5 to 10% by mass, 0.5 to 2% by mass, or 0. It may be 5 to 1% by mass.
  • the additive of the polishing liquid according to the first embodiment includes, as the (A1) component, a 4-pyrone compound represented by the general formula (1) (hereinafter sometimes simply referred to as "4-pyrone compound").
  • a 4-pyrone compound represented by the general formula (1)
  • the 4-pyrone compound is an additive that can increase the interaction between the polishing liquid and silicon oxide, it does not have the effect of weakening the repulsive force such as the electrostatic repulsive force between abrasive grains. , it is thought that the agglomeration of abrasive grains can be suppressed.
  • a 4-pyrone-based compound is a compound represented by the following general formula (1), and is a compound having a structure in which a hydroxy group is bonded to a carbon atom adjacent to a carbon atom of a carbonyl group.
  • a "4-pyrone compound” is a heterocyclic compound having an oxy group and a carbonyl group, and a ⁇ -pyrone ring (6-membered ring) in which the carbonyl group is located at the 4-position relative to the oxy group. .
  • a hydroxy group is bonded to the carbon atom adjacent to the carboxy group in the ⁇ -pyrone ring, and other carbon atoms are substituted with substituents other than hydrogen atoms. good too.
  • X 11 , X 12 and X 13 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent substituent.
  • monovalent substituents include aldehyde group, hydroxy group, carboxyl group, carboxylic acid group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, bromine atom, chlorine atom, iodine atom, fluorine atom, nitro group, hydrazine group, alkyl group ( Examples thereof include an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), an aryl group (eg an aryl group having 6 to 12 carbon atoms), an alkenyl group (eg an alkenyl group having 1 to 8 carbon atoms).
  • Alkyl groups, aryl groups and alkenyl groups may be substituted with OH, COOH, Br, Cl, I, NO2 and the like.
  • the substituents may be attached to the carbon atoms adjacent to the oxy group, i.e. X 11 and X 12 may be substituents .
  • At least two of X 11 , X 12 and X 13 may be hydrogen atoms.
  • the 4-pyrone compound is 3-hydroxy-2-methyl-4-pyrone ( Alias: 3-hydroxy-2-methyl-4H-pyran-4-one, maltol), 5-hydroxy-2-(hydroxymethyl)-4-pyrone (alias: 5-hydroxy-2-(hydroxymethyl)-4H -pyran-4-one, kojic acid), and at least selected from the group consisting of 2-ethyl-3-hydroxy-4-pyrone (alias: 2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyran-4-one) may include one, and may include 3-hydroxy-2-methyl-4-pyrone.
  • the 4-pyrone compounds can be used singly or in combination of two or more.
  • the 4-pyrone compound may be water-soluble.
  • a compound with high solubility in water By using a compound with high solubility in water, the desired amount of additive can be dissolved in the polishing liquid, and the effect of improving the polishing speed and suppressing the aggregation of abrasive grains can be improved to a higher level. can be achieved.
  • the solubility of the 4-pyrone compound in 100 g of water at normal temperature (25° C.) may be 0.001 g or more, 0.005 g or more, 0.01 g or more, or 0.05 g or more.
  • the upper limit of solubility is not particularly limited.
  • the content of the 4-pyrone-based compound is the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer, and from the viewpoint of easily achieving high-speed polishing of silicon oxide on the blanket wafer.
  • the content of the 4-pyrone compound is 0.001 mass% or more, 0.005 mass% or more, 0.01 mass% or more, 0.015 mass% or more, 0.02 mass% or more, 0.025 mass% 0.03% by mass or more, 0.032% by mass or more, 0.034% by mass or more, 0.035% by mass or more, 0.04% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.08% by mass or more , 0.1% by mass or more, 0.13% by mass or more, 0.15% by mass or more, 0.18% by mass or more, or 0.2% by mass or more.
  • the content of the 4-pyrone compound is 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.8% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.3% by mass or less, and 0.2% by mass. % or less, 0.18 mass % or less, 0.15 mass % or less, 0.13 mass % or less, 0.1 mass % or less, 0.08 mass % or less, 0.05 mass % or less, 0.04 mass % Below, it may be 0.035% by mass or less, or 0.034% by mass or less. From these viewpoints, the content of the 4-pyrone compound is 0.001 to 5% by mass, 0.001 to 1% by mass, 0.001 to 0.3% by mass, and 0.001 to 0.1% by mass.
  • 0.001 to 0.05% by mass 0.01 to 5% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.3% by mass, 0.01 to 0.1% by mass, 0.01 ⁇ 0.05% by mass, 0.02-5% by mass, 0.02-1% by mass, 0.02-0.3% by mass, 0.02-0.1% by mass, or 0.02-0 0.05% by weight.
  • the mass ratio A1 of the content of the 4-pyrone compound to the content of the abrasive grains (4-pyrone compound/abrasive grains) is as follows from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer. may be in the range of The mass ratio A1 is 0.01 or more, 0.03 or more, 0.5 or more, 0.08 or more, 0.1 or more, 0.12 or more, 0.13 or more, 0.15 or more, 0.18 or more, Alternatively, it may be 0.2 or more.
  • Mass ratio A1 is 1 or less, less than 1, 0.8 or less, 0.6 or less, 0.5 or less, 0.4 or less, 0.3 or less, 0.2 or less, 0.18 or less, 0.15 or less , 0.13 or less, 0.12 or less, or 0.1 or less. From these viewpoints, the mass ratio A1 is 0.01 to 1, 0.01 to 0.3, 0.01 to 0.15, 0.1 to 1, 0.1 to 0.3, 0.1 to It may be 0.15, 0.12-1, 0.12-0.3, or 0.12-0.15.
  • the additive of the polishing liquid according to the second embodiment contains picolinic acid as the (A2) component. It is presumed that the use of the component (A2) increases the interaction between the polishing liquid and the silicon oxide, thereby increasing the polishing rate.
  • the content of picolinic acid may be within the following range based on the total mass of the polishing liquid, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • the content of picolinic acid is 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.01% by mass or more, 0.03% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.08% by mass or more, 0 0.1% by mass or more, 0.12% by mass or more, 0.15% by mass or more, 0.18% by mass or more, or 0.2% by mass or more.
  • the content of picolinic acid is 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.8% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.4% by mass or less, 0.3% by mass or less, Alternatively, it may be 0.2% by mass or less. From these viewpoints, the content of picolinic acid is 0.001 to 5% by mass, 0.001 to 1% by mass, 0.001 to 0.5% by mass, 0.001 to 0.3% by mass, 01 to 5% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.5% by mass, 0.01 to 0.3% by mass, 0.1 to 5% by mass, 0.1 to 1% by mass, It may be from 0.1 to 0.5 mass %, or from 0.1 to 0.3 mass %.
  • the mass ratio A2 of the content of picolinic acid to the content of abrasive grains may be in the following range from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer. .
  • Mass ratio A2 is 0.01 or more, 0.03 or more, 0.05 or more, 0.08 or more, 0.1 or more, 0.12 or more, 0.15 or more, 0.18 or more, or 0.2 or more.
  • the mass ratio A2 is 1 or less, less than 1, 0.8 or less, 0.6 or less, 0.5 or less, 0.4 or less, 0.3 or less, 0.25 or less, or 0.2 or less good.
  • the mass ratio A2 is 0.01 to 1, 0.01 to 0.5, 0.01 to 0.3, 0.01 to 0.2, 0.05 to 1, 0.05 to 0.5, 0.05-0.3, 0.05-0.2, 0.1-1, 0.1-0.5, 0.1-0.3, or 0.1-0. can be two.
  • the additive of the polishing liquid according to the present embodiment contains a compound (nitrogen-containing hydroxyalkyl compound) having two or more nitrogen atoms bonded to hydroxyalkyl groups as the component (B).
  • the hydroxyalkyl group is directly bonded to the nitrogen atom, and the hydroxy group is directly bonded to the alkyl group directly bonded to the nitrogen atom.
  • Component (B) can use an alkyl group having no substituent other than a hydroxy group as the hydroxyalkyl group bonded to the nitrogen atom.
  • the component (B) may contain a compound having a nitrogen atom to which two hydroxyalkyl groups are bonded, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • the number of nitrogen atoms in one molecule in the component (B) is 2 to 5, 2 to 4, or 2 to 3 from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the protrusions of the pattern wafer. good.
  • the number of hydroxy groups in one molecule in the component (B) is 2 to 6, 2 to 5, 2 to 4, 3 to 6, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the protrusions of the pattern wafer. It may be 3-5, 3-4, 4-6, or 4-5.
  • Component (B) has 1 to 4, 2 to 4, 3 to 4 carbon atoms as a hydroxyalkyl group bonded to a nitrogen atom, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on convex portions of a pattern wafer. It may have hydroxyalkyl groups that are 1-3, 2-3 or 1-2. Component (B) is a hydroxyalkyl group having 1 to 3 or 1 to 2 hydroxy groups as a hydroxyalkyl group bonded to a nitrogen atom, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on convex portions of a pattern wafer. It may have an alkyl group.
  • the component (B) may have an alkylene group between the two nitrogen atoms to which the hydroxyalkyl groups are bonded, from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the protrusions of the pattern wafer.
  • the number may be 1-4, 2-4, 1-3, 2-3, or 1-2.
  • the (B) component may contain a compound represented by the following general formula (I) from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • n is an integer of 1 or more
  • R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a hydrogen atom or an organic group, and one or both of R 11 and R 12 are hydroxy an alkyl group and one or both of R 13 and R 14 is a hydroxyalkyl group.
  • n may be in the range described above as the number of carbon atoms in the alkylene group between the two nitrogen atoms to which the hydroxyalkyl group is attached.
  • the organic group may be a substituted or unsubstituted alkyl group, a hydroxyalkyl group, or a group having a nitrogen atom to which a hydroxyalkyl group is attached.
  • Substituents for the alkyl group include a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, a sulfo group, a nitro group and the like.
  • R 11 , R 12 , R 13 or R 14 is a hydroxyalkyl group
  • the number of carbon atoms in the hydroxyalkyl group may be within the range described above as the number of carbon atoms in the hydroxyalkyl group bonded to the nitrogen atom.
  • ethylenedinitrilotetraethanol TBEED: 2,2′,2′′,2′′′-ethylenedinitrilotetraethanol (alias: N,N,N′,N′-Tetrakis (2 -hydroxyethyl) ethylenediamine), etc.
  • ethylenedinitrilotetrapropanol EDTP: 1,1',1'',1'''-ethylenedinitrilotetra-2-propanol (alias: N,N,N',N' -Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine), N,N,N',N'',N'-pentakis(2-hydroxypropyl)diethylenetriamine, and the like.
  • the component (B) contains ethylene dinitrilotetraethanol and ethylene from the viewpoints of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer and from the viewpoint of easily achieving high-speed polishing of the silicon oxide on the blanket wafer. It may contain at least one selected from the group consisting of dinitrilotetrapropanol, may contain ethylene dinitrilotetraethanol, and may contain ethylene dinitrilotetrapropanol.
  • the component (B) may contain a compound having no carboxyl group from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the protrusions of the pattern wafer.
  • the molecular weight of the component (B) may be within the following range from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the protrusions of the pattern wafer.
  • Component (B) has a molecular weight of 50 or more, 60 or more, 70 or more, 80 or more, 85 or more, 90 or more, 100 or more, 110 or more, 120 or more, 123 or more, 125 or more, 130 or more, 140 or more, 148 or more, It may be 150 or more, 160 or more, 170 or more, 180 or more, 200 or more, 210 or more, 230 or more, 250 or more, more than 250, or 280 or more.
  • the molecular weight of component (B) is 1000 or less, less than 1000, 900 or less, 800 or less, 700 or less, 600 or less, 500 or less, 400 or less, 350 or less, 300 or less, 280 or less, 250 or less, less than 250, or 240. may be: From these viewpoints, the molecular weight of component (B) is 50 to 1000, 50 to 500, 50 to 300, 50 to 250, 200 to 1000, 200 to 500, 200 to 300, 200 to 250, 250 to 1000, 250 ⁇ 500, or 250-300.
  • the content B1 is From the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate for silicon oxide, the amount may be within the following range based on the total mass of the polishing liquid.
  • Content B1 is 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.01% by mass or more, 0.015% by mass or more, 0.02% by mass or more, 0.025% by mass or more, 0.03 % by mass or more, 0.035% by mass or more, 0.04% by mass or more, 0.045% by mass or more, or 0.05% by mass or more.
  • the content B1 is 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.4% by mass or less, 0.3% by mass or less, 0.2% by mass or less, and 0.5% by mass or less. 15% by mass or less, 0.1% by mass or less, 0.08% by mass or less, 0.06% by mass or less, 0.05% by mass or less, 0.045% by mass or less, 0.04% by mass or less, 0.035 % by mass or less, 0.03% by mass or less, 0.025% by mass or less, or 0.02% by mass or less.
  • the content B1 is 0.001 to 5% by mass, 0.001 to 1% by mass, 0.001 to 0.1% by mass, 0.001 to 0.05% by mass, 0.01 to 5% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.1% by mass, 0.01 to 0.05% by mass, 0.02 to 5% by mass, 0.02 to 1% by mass, 0. 02 to 0.1 mass %, or 0.02 to 0.05 mass %.
  • the content of the component (B) is from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate for silicon oxide and from the viewpoint of easily achieving high-speed polishing of silicon oxide on a blanket wafer, the total mass of the polishing liquid may be in the following range.
  • Content B2 is 0.001% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.01% by mass or more, 0.015% by mass or more, 0.02% by mass or more, 0.025% by mass or more, 0.03 % by mass or more, 0.035% by mass or more, 0.04% by mass or more, 0.045% by mass or more, 0.05% by mass or more, 0.06% by mass or more, 0.08% by mass or more, 0.1% by mass % or more, 0.12 mass % or more, 0.13 mass % or more, 0.15 mass % or more, 0.2 mass % or more, or 0.22 mass % or more.
  • the content B2 is 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.4% by mass or less, 0.3% by mass or less, 0.22% by mass or less, and 0.5% by mass or less.
  • 2% by mass or less 0.15% by mass or less, 0.13% by mass or less, 0.12% by mass or less, 0.1% by mass or less, 0.08% by mass or less, 0.06% by mass or less, 0.05 % by mass or less, 0.045% by mass or less, 0.04% by mass or less, 0.035% by mass or less, 0.03% by mass or less, 0.025% by mass or less, 0.02% by mass or less, 0.015% by mass % or less, or 0.01% by mass or less.
  • the content B2 is 0.001 to 5% by mass, 0.001 to 1% by mass, 0.001 to 0.3% by mass, 0.001 to 0.05% by mass, 0.01 to 5% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.3% by mass, 0.01 to 0.05% by mass, 0.02 to 5% by mass, 0.02 to 1% by mass, 0. 02 to 0.3 mass %, or 0.02 to 0.05 mass %.
  • the mass ratio B11 is 0.001 or more, 0.005 or more, 0.01 or more, 0.02 or more, 0.03 or more, 0.05 or more, 0.08 or more, 0.1 or more, 0.12 or more, It may be 0.15 or more, 0.18 or more, or 0.2 or more.
  • the mass ratio B11 is 10 or less, 5 or less, 2 or less, 1 or less, less than 1, 0.5 or less, 0.3 or less, 0.2 or less, 0.18 or less, 0.15 or less, 0.12 or less, It may be 0.1 or less, 0.08 or less, 0.05 or less, 0.03 or less, or 0.02 or less.
  • the mass ratio B11 is 0.001 to 10, 0.001 to 1, 0.001 to 0.3, 0.001 to 0.1, 0.01 to 10, 0.01 to 1, It may be 0.01-0.3, 0.01-0.1, 0.02-10, 0.02-1, 0.02-0.3, or 0.02-0.1.
  • the mass ratio B21 is 0.001 or more, 0.005 or more, 0.01 or more, 0.02 or more, 0.03 or more, 0.04 or more, 0.05 or more, 0.06 or more, 0.08 or more, It may be 0.1 or more, 0.13 or more, 0.15 or more, 0.2 or more, or 0.22 or more.
  • the mass ratio B21 is 10 or less, 5 or less, 2 or less, 1 or less, less than 1, 0.5 or less, 0.3 or less, 0.25 or less, 0.22 or less, 0.2 or less, 0.15 or less, may be 0.13 or less, 0.1 or less, 0.08 or less, 0.06 or less, 0.05 or less, 0.04 or less, 0.03 or less, 0.02 or less, or 0.01 or less .
  • the mass ratio B21 is 0.001 to 10, 0.001 to 1, 0.001 to 0.3, 0.001 to 0.2, 0.01 to 10, 0.01 to 1, It may be 0.01-0.3, 0.01-0.2, 0.03-10, 0.03-1, 0.03-0.3, or 0.03-0.2.
  • the mass ratio of the content of component (B) to the content of component (A1) ((B) component/(A1) component),
  • the mass ratio of the content of nitrilotetraethanol (ethylenedinitrilotetraethanol/component (A1)), or the mass ratio of the content of ethylenedinitrilotetrapropanol to the content of component (A1) (ethylenedinitrilotetrapropanol/ As the (A1) component) may be within the following range from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • Mass ratio B12 is 0.01 or more, 0.05 or more, 0.1 or more, 0.15 or more, 0.2 or more, 0.3 or more, 0.5 or more, 0.6 or more, 0.8 or more, It may be 0.85 or greater, 0.9 or greater, 1 or greater, greater than 1, 1.1 or greater, 1.2 or greater, or 1.4 or greater.
  • the mass ratio B12 is 10 or less, 8 or less, 5 or less, 2 or less, 1.5 or less, 1.4 or less, 1.2 or less, 1.1 or less, 1 or less, less than 1, 0.9 or less, 0.9 or less. It may be 85 or less, 0.8 or less, 0.6 or less, 0.5 or less, 0.3 or less, 0.2 or less, 0.15 or less, or 0.1 or less.
  • the mass ratio B12 is 0.01-10, 0.01-2, 0.01-1, 0.01-0.5, 0.05-10, 0.05-2, 0.01-10.
  • the mass ratio of the content of component (B) to the content of component (A2) ((B) component/(A2) component),
  • the mass ratio of the content of nitrilotetraethanol (ethylenedinitrilotetraethanol/component (A2)), or the mass ratio of the content of ethylenedinitrilotetrapropanol to the content of component (A2) (ethylenedinitrilotetrapropanol/ As the (A2) component) may be within the following range from the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer.
  • the mass ratio B22 is 0.01 or more, 0.05 or more, 0.1 or more, 0.15 or more, 0.2 or more, 0.25 or more, 0.3 or more, 0.5 or more, 0.6 or more, It may be 0.65 or greater, 0.7 or greater, 0.8 or greater, 1 or greater, greater than 1, or 1.1 or greater.
  • the mass ratio B22 is 10 or less, 8 or less, 5 or less, 2 or less, 1.5 or less, 1.2 or less, 1.1 or less, 1 or less, less than 1, 0.8 or less, 0.7 or less, 0.1 or less. It may be 65 or less, 0.6 or less, 0.5 or less, 0.3 or less, 0.25 or less, 0.2 or less, 0.15 or less, 0.1 or less, or 0.05 or less.
  • the mass ratio B22 is 0.01-10, 0.01-2, 0.01-1, 0.01-0.8, 0.1-10, 0.1-2, 0.01-10. It may be 1 to 1, 0.1 to 0.8, 0.2 to 10, 0.2 to 2, 0.2 to 1, or 0.2 to 0.8.
  • the additive of the polishing liquid according to this embodiment may contain a saturated monocarboxylic acid.
  • a saturated monocarboxylic acid By using a saturated monocarboxylic acid, it is easy to obtain a sufficiently low polishing rate of silicon nitride that can be used as a stopper material, and not only the dispersibility of cerium-based particles is improved, but also patterned wafers (e.g., semiconductors with uneven patterns) In-plane uniformity, which is an index of variations in polishing rate within the surface to be polished, can be improved without lowering the polishing rate of the substrate.
  • Saturated monocarboxylic acids include acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, pivalic acid, hydroangelic acid, caproic acid, 2-methylpentanoic acid, 4-methylpentanoic acid, 2,3- dimethylbutanoic acid, 2-ethylbutanoic acid, 2,2-dimethylbutanoic acid, 3,3-dimethylbutanoic acid and the like.
  • the saturated monocarboxylic acid may contain an aliphatic carboxylic acid from the viewpoint of easily obtaining the above-mentioned effect of addition of the saturated monocarboxylic acid.
  • the saturated monocarboxylic acid is a saturated monocarboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms from the viewpoint of effectively obtaining the effect of suppressing the polishing rate of silicon nitride and further obtaining the effect of improving the in-plane uniformity more favorably. and may contain at least one selected from the group consisting of acetic acid and propionic acid.
  • the content of a saturated monocarboxylic acid (for example, a saturated monocarboxylic acid having 2 to 6 carbon atoms) has an effect of improving in-plane uniformity, an effect of improving the polishing rate of patterned wafers, and an effect of suppressing the polishing rate of silicon nitride. From the viewpoint of effectively obtaining the above, it may be in the following ranges based on the total mass of the polishing liquid.
  • the content of saturated monocarboxylic acid is 0.0001% by mass or more, 0.0005% by mass or more, 0.001% by mass or more, 0.002% by mass or more, 0.005% by mass or more, 0.01% by mass or more , 0.02% by mass or more, 0.03% by mass or more, 0.04% by mass or more, or 0.045% by mass or more.
  • the content of saturated monocarboxylic acid is 5% by mass or less, 3% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.4% by mass or less, 0.3% by mass or less, and 0.2% by mass. Below, it may be 0.1% by mass or less, 0.05% by mass or less, or 0.045% by mass or less.
  • the content of the saturated monocarboxylic acid is 0.0001 to 5% by mass, 0.0001 to 1% by mass, 0.0001 to 0.1% by mass, 0.0001 to 0.05% by mass, 0.01 to 5% by mass, 0.01 to 1% by mass, 0.01 to 0.1% by mass, 0.01 to 0.05% by mass, 0.03 to 5% by mass, 0.03 to 1% by mass %, 0.03-0.1% by weight, or 0.03-0.05% by weight.
  • the content of saturated monocarboxylic acid is 0.04% by mass or less, 0.03% by mass or less, 0.02% by mass or less, 0.01% by mass or less, 0.005% by mass or less, 0.002% by mass or less , 0.001 mass % or less, 0.0005 mass % or less, or substantially 0 mass %.
  • the additive of the polishing liquid according to the present embodiment may further contain other components (components not corresponding to the above components) in accordance with desired properties.
  • components include nonionic polymers; cationic compounds; pH adjusters described later; polar solvents such as ethanol and acetone; and cyclic monocarboxylic acids.
  • the polishing liquid according to the present embodiment may contain a compound a having a molecular weight of 100000 or less and having 4 or more hydroxy groups, or may contain no compound a.
  • the polishing liquid according to this embodiment may contain the compound b having four or more amino groups, or may not contain the compound b.
  • the content of compound b is 0.001% by mass or less, less than 0.001% by mass, 0.0001% by mass or less, 0.00001% by mass or less, or substantially 0, based on the total mass of the polishing liquid. % by mass.
  • the mass ratio of the content of compound a to the content of compound b (compound a/compound b) may be 0.10 or less, or less than 0.10.
  • Water is not particularly limited, but may contain at least one selected from the group consisting of deionized water, ion-exchanged water and ultrapure water.
  • the pH of the polishing liquid according to this embodiment may be within the following range.
  • the pH has the viewpoint of easily suppressing the aggregation of abrasive grains, the viewpoint of easily obtaining a high polishing rate of silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer, the viewpoint of easily suppressing the polishing rate of silicon nitride that can be used as a stopper material, and , 12.0 or less, 11.0 or less, 10.5 or less, 10.5 or less, 10.0 or less, 10.0 or less, 9.5 or less, from the viewpoint of easily obtaining the effect of adding the above additives, 9.0 or less, less than 9.0, 8.5 or less, 8.0 or less, less than 8.0, 7.5 or less, 7.3 or less, 7.0 or less, less than 7.0, 6.5 or less, 6.0 or less, less than 6.0, 5.6 or less, 5.5 or less, less than 5.5, 5.1 or less, 5.0 or less, 4.8 or less, 4.7 or less, 4.6 or less, It may
  • the pH tends to suppress the silicon oxide to be polished from having a zeta potential with a large absolute value on the same positive side as the cerium-based particles (e.g., cerium oxide particles), and the polishing rate of the silicon oxide on the convex portions of the pattern wafer is high.
  • cerium-based particles e.g., cerium oxide particles
  • the pH is 3.0 to 12.0, 3.0 to less than 9.0, 3.0 to 8.0, 3.0 to 5.5, 3.0 to 5.0, 3 .5 to 12.0, 3.5 to less than 9.0, 3.5 to 8.0, 3.5 to 5.5, 3.5 to 5.0, 4.0 to 12.0, 4. It may be 0 or more and less than 9.0, 4.0 to 8.0, 4.0 to 5.5, or 4.0 to 5.0.
  • the pH can be measured by the method described in Examples.
  • a pH adjuster may be used to adjust the pH to the above range.
  • the pH adjuster is not particularly limited, but examples include acids such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, and boric acid; bases such as sodium hydroxide, ammonia (eg, aqueous ammonia), potassium hydroxide, and calcium hydroxide; etc.
  • Additives mentioned above, such as saturated monocarboxylic acids, may be used for pH adjustment. From the viewpoint of improving productivity, a polishing liquid may be prepared without using a pH adjuster, and this polishing liquid may be applied to CMP as it is.
  • the polishing liquid according to the present embodiment can be classified into (a) a normal type, (b) a concentrated type, and (c) a multiple-liquid type (for example, a two-liquid type, polishing liquid set for CMP). Law is different.
  • the normal type is a polishing liquid that can be used as it is without pretreatment such as dilution at the time of polishing.
  • the (b) concentrated type is a polishing liquid in which the components are concentrated compared to the (a) normal type in consideration of the convenience of storage or transportation.
  • Multiple-liquid type is a state in which the components are divided into multiple liquids (for example, a first liquid containing a certain component and a second liquid containing other components) during storage or transportation. It is a polishing liquid that is mixed with these liquids before use.
  • the normal type can be obtained by dissolving or dispersing abrasive grains and additives in water, which is the main dispersion medium.
  • the blending amount may be adjusted so that 5 g and 1 g of the additive are obtained.
  • the polishing liquid can be prepared using, for example, a stirrer, homogenizer, ultrasonic disperser, wet ball mill, or the like. It should be noted that, in the process of preparing the polishing liquid, a process of making the abrasive grains into fine particles may be performed so that the average grain size of the abrasive grains is within the desired range.
  • Abrasive grain micronization can be performed by a sedimentation classification method or a method using a high-pressure homogenizer.
  • the sedimentation classification method is a method comprising a step of forcibly sedimenting slurry containing abrasive grains with a centrifuge and a step of taking out only the supernatant liquid.
  • the method using a high-pressure homogenizer is a method in which abrasive grains in a dispersion medium collide with each other at high pressure.
  • (b) Concentrated type is diluted with water so that the content of the ingredients is the desired content immediately before use. After dilution, (a) liquid characteristics (pH, grain size of abrasive grains, etc.) and polishing characteristics (silicon oxide polishing rate, polishing selectivity between silicon oxide and silicon nitride, etc.) comparable to those of the normal type can be obtained. Stirring may be performed for any length of time up to . In such a (b) concentration type, the volume becomes smaller according to the degree of concentration, so the cost for storage and transportation can be reduced.
  • liquid characteristics pH, grain size of abrasive grains, etc.
  • polishing characteristics silicon oxide polishing rate, polishing selectivity between silicon oxide and silicon nitride, etc.
  • the concentration ratio may be 1.5 times or more, 2 times or more, 3 times or more, or 5 times or more. When the concentration ratio is 1.5 times or more, there is a tendency to obtain advantages in terms of storage and transportation as compared with cases where the concentration ratio is less than 1.5 times.
  • the concentration factor may be 40 times or less, 20 times or less, or 15 times or less. When the concentration ratio is 40 times or less, the agglomeration of abrasive grains tends to be suppressed more easily than when the concentration ratio exceeds 40 times.
  • the (c) multi-liquid type has the advantage of being able to avoid agglomeration of abrasive grains compared to the (b) concentrated type by appropriately separating each liquid (first liquid, second liquid, etc.). .
  • the components contained in each liquid are optional.
  • Multi-liquid type (polishing liquid set for CMP) is a polishing liquid set for obtaining a polishing liquid by mixing a first liquid (slurry) and a second liquid (additive liquid).
  • the constituent components of the polishing liquid for CMP are stored separately into a first liquid and a second liquid, the first liquid containing abrasive grains and water, and the second liquid containing abrasive grains and water. contains at least one additive and water.
  • the first liquid contains abrasive grains and water
  • the second liquid is selected from the group consisting of components (A1) and (A2). It contains at least one kind, component (B), and water.
  • the first liquid contains abrasive grains, at least one selected from the group consisting of components (A1) and (A2), and water, and the second contains the component (B) and water.
  • the first liquid contains abrasive grains, one of the components (A1) and (A2), the component (B), and water
  • the second liquid contains the other of the components (A1) and (A2) and water.
  • the first liquid contains abrasive grains, the component (B), and water
  • the second liquid contains the components (A1) and (A2). At least one selected from the group consisting of and water.
  • the first liquid and the second liquid may contain other components blended as necessary.
  • any acid or alkali may be added to the first liquid to adjust the pH.
  • a multi-liquid type polishing liquid is useful in the case of a combination of components whose polishing properties tend to deteriorate in a relatively short period of time due to aggregation of abrasive grains when mixed.
  • the liquids may be of the concentrated type from the viewpoint of cost reduction for storage and transportation.
  • each liquid and water may be mixed when using the polishing liquid.
  • concentration ratio and pH of each solution are arbitrary, and it is sufficient that the final mixture has the same level of liquid characteristics and polishing characteristics as (a) ordinary type polishing solutions.
  • the polishing method according to this embodiment includes a polishing step of polishing a surface to be polished using the polishing liquid according to this embodiment.
  • the polishing liquid used in the polishing step may be a polishing liquid obtained by mixing the first liquid and the second liquid in the polishing liquid set described above. That is, the polishing method according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the surface to be polished using the polishing liquid obtained by mixing the first liquid and the second liquid in the polishing liquid set described above. .
  • the polishing method according to the present embodiment uses a polishing liquid in which the content of each component, pH, etc. are adjusted, and can planarize a substrate having a silicon oxide film on its surface by CMP technology.
  • the polishing method according to the present embodiment is suitable for polishing that requires high speed, high flatness, and low polishing scratches, such as the polishing of ILD films, and is suitable for polishing many ILD films in a short time. .
  • the polishing step may be a step of supplying the polishing liquid according to the present embodiment between the substrate and a polishing member (polishing member, polishing pad, etc.) and polishing the substrate with the polishing member.
  • the polishing method according to this embodiment is suitable for polishing a substrate having a silicon oxide film on its surface. Therefore, the surface to be polished may contain silicon oxide, and in the polishing step, the polishing liquid according to the present embodiment is supplied between the silicon oxide film on the substrate having the silicon oxide film on the surface thereof and the polishing member, and polishing is performed. It may be a step of polishing the silicon oxide film with a member.
  • the polishing method according to this embodiment is suitable for polishing a substrate having a silicon oxide film on its surface in the device manufacturing process.
  • Devices include discrete semiconductors such as diodes, transistors, compound semiconductors, thermistors, varistors, and thyristors; DRAM (dynamic random access memory), SRAM (static random access memory), EPROM (erasable programmable read) memory), mask ROM (mask read only memory), EEPROM (electrically erasable programmable read only memory), flash memory, etc.; logic circuits such as microprocessors, DSPs, ASICs, etc. Devices; integrated circuit devices such as compound semiconductors represented by MMICs (monolithic microwave integrated circuits); hybrid integrated circuits (hybrid ICs); light emitting diodes;
  • a high polishing rate can be achieved without greatly depending on the uneven shape of the surface to be polished. Therefore, the polishing method using the polishing liquid can be applied to a substrate for which it is difficult to achieve a high polishing rate with the conventional method using the polishing liquid.
  • the polishing method according to the present embodiment is suitable for flattening a surface to be polished having steps (unevennesses) on the surface.
  • Substrates having such a polished surface include, for example, logic semiconductor devices.
  • the polishing method according to the present embodiment is suitable for polishing a surface including a portion in which concave portions or convex portions are T-shaped or lattice-shaped when viewed from above.
  • the polishing method according to the present embodiment can polish a silicon oxide film provided on the surface of a semiconductor device (DRAM, flash memory, etc.) having memory cells at a high speed. For these reasons, it has been difficult to achieve a high polishing rate with a conventional method using a polishing liquid for CMP. It shows that a high polishing rate can be achieved without depending on
  • the substrate is not limited to a substrate having only a silicon oxide film on the surface, and may be a substrate having a silicon nitride film, a polycrystalline silicon film, etc. on the surface in addition to the silicon oxide film.
  • the substrate is an inorganic insulating film such as silicon oxide, glass, silicon nitride, etc.; a film mainly containing polysilicon, Al, Cu, Ti, TiN, W, Ta, TaN, etc., on a wiring board having predetermined wiring. It may be a substrate having
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the process of polishing an ILD film, showing the process of forming an ILD film between wirings.
  • FIG. 1(a) is a schematic cross-sectional view showing a substrate before polishing.
  • FIG. 1(b) is a schematic cross-sectional view showing the substrate after polishing.
  • a wiring 20 is formed through an ILD film 10 on a lower substrate (not shown) having predetermined lower wiring (not shown).
  • a silicon oxide film 30 is formed to cover the wiring 20 . Since the silicon oxide film 30 is formed on the ILD film 10 on which the wirings 20 are formed, the portion above the wirings 20 is higher than the other portion, thereby forming a step on the surface of the silicon oxide film 30 . D is occurring.
  • the wiring 20 is connected to lower wiring and the like by a contact plug 40 formed to penetrate the ILD film 10 .
  • the partially protruding unnecessary portions on the surface of the silicon oxide film 30 are preferentially removed by CMP.
  • the substrate 100 is placed on the polishing member so that the surface of the silicon oxide film 30 and the polishing member are in contact with each other, and the surface of the silicon oxide film 30 is polished by the polishing member. More specifically, the surface to be polished (surface) side of the silicon oxide film 30 is pressed against the polishing member of the polishing platen, and the polishing liquid is supplied between the surface to be polished and the polishing member while the two are placed relatively to each other.
  • the silicon oxide film 30 is polished by moving the .
  • step D is eliminated, and finally, as shown in FIG. 1(b), the height of the portion of the wiring 20 on the surface of the silicon oxide film 30 and the height of the other portions become substantially the same, and the surface is flat.
  • a substrate 100a having a silicon oxide film 30 (ILD film) with a smooth surface is obtained.
  • polishing apparatus used for polishing for example, an apparatus comprising a holder for holding a substrate, a polishing platen to which a polishing pad is attached, and means for supplying polishing liquid onto the polishing pad can be used.
  • the polishing device include polishing devices manufactured by Ebara Corporation (model numbers: EPO-111, EPO-222, F-REX200 and F-REX300), and polishing devices manufactured by Applied Materials (trade names: Mirra3400 and Reflexion). be done.
  • the constituent material of the polishing pad is not particularly limited, and for example, general non-woven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin, etc. can be used. Further, the polishing pad may be grooved so that the polishing liquid is accumulated.
  • the polishing conditions are not particularly limited, but from the viewpoint of preventing the substrate from popping out, the rotational speed of the polishing platen may be 200 min ⁇ 1 or less.
  • the pressure (processing load) applied to the substrate may be 100 kPa or less from the viewpoint of easily suppressing scratches on the surface to be polished.
  • the polishing liquid may be continuously supplied to the polishing pad by a pump or the like. There is no limit to the amount of supply, but the surface of the polishing pad may always be covered with the polishing liquid. After the polishing is finished, the substrate may be thoroughly washed in running water, and dried after removing water droplets adhering to the substrate using a spin dryer or the like.
  • a structure having a desired number of layers can be manufactured by repeating the steps of forming a film and polishing the film a predetermined number of times.
  • the substrate (structure) thus obtained can be used as various electronic components.
  • electronic components include semiconductor elements; optical glasses such as photomasks, lenses, and prisms; inorganic conductive films such as ITO; optical integrated circuits, optical switching elements, and optical waveguides composed of glass and crystalline materials; optical single crystals such as scintillators; solid laser single crystals; sapphire substrates for blue laser LEDs; semiconductor single crystals such as SiC, GaP and GaAs; magnetic disk glass substrates;
  • a method for manufacturing a component according to this embodiment includes a component manufacturing step of obtaining a component using a substrate (member to be polished) that has been polished by a polishing method according to this embodiment.
  • a component according to this embodiment is a component obtained by a method for manufacturing a component according to this embodiment.
  • the component according to the present embodiment is not particularly limited, but may be an electronic component (for example, a semiconductor component such as a semiconductor package), a wafer (for example, a semiconductor wafer), or a chip (for example, a semiconductor chip). good.
  • an electronic component is obtained using a substrate polished by the polishing method according to the present embodiment.
  • a semiconductor component for example, a semiconductor package
  • the component manufacturing method according to the present embodiment may include a polishing step of polishing the substrate by the polishing method according to the present embodiment before the component manufacturing step.
  • the method for manufacturing a component according to the present embodiment may include, as one aspect of the component manufacturing process, a singulation step for singulating the substrate (member to be polished) that has been polished by the polishing method according to the present embodiment.
  • the singulation step may be, for example, a step of obtaining chips (eg, semiconductor chips) by dicing a wafer (eg, semiconductor wafer) polished by the polishing method according to the present embodiment.
  • the method for manufacturing an electronic component according to the present embodiment comprises dividing the substrate polished by the polishing method according to the present embodiment into individual electronic components (for example, semiconductor parts).
  • the method for manufacturing a semiconductor component according to the present embodiment includes dividing a substrate polished by the polishing method according to the present embodiment into individual semiconductor components (for example, semiconductor package).
  • the method for manufacturing a component according to the present embodiment connects (for example, electrically connection).
  • the object to be connected to be connected to the substrate polished by the polishing method according to the present embodiment is not particularly limited, and may be the substrate polished by the polishing method according to the present embodiment. It may be an object to be connected that is different from the substrate polished by.
  • the substrate and the object to be connected may be directly connected (connected while the substrate and the object to be connected are in contact), or the substrate and the object to be connected may be connected via another member (such as a conductive member). You can
  • the connection step can be performed before the singulation step, after the singulation step, or before and after the singulation step.
  • the connecting step may be a step of connecting the surface to be polished of the substrate polished by the polishing method according to the present embodiment and the object to be connected, and connecting the substrates polished by the polishing method according to the present embodiment. It may be a step of connecting the surface and the connection surface of the object to be connected.
  • the connecting surface of the substrate may be a surface to be polished that has been polished by the polishing method according to this embodiment. Through the connecting step, it is possible to obtain a connecting body comprising a base body and a connected body.
  • the connecting step when the connecting surface of the substrate has a metal portion, the object to be connected may be brought into contact with the metal portion.
  • the connection surface of the substrate has a metal portion and the connection surface of the object to be connected has a metal portion
  • the metal portions may be brought into contact with each other.
  • the metal portion may contain copper.
  • a device according to the present embodiment includes at least one selected from the group consisting of a substrate polished by the polishing method according to the present embodiment and the component according to the present embodiment.
  • each of the cerium oxide mixed liquid sent through ultrasonic irradiation was put into four 1000mL polyethylene containers.
  • the cerium oxide mixture in each container was centrifuged for 20 minutes under the condition that the centrifugal force applied to the outer periphery was 500G. After centrifugation, the supernatant fraction of the vessel was collected to obtain a slurry.
  • the slurry contained about 10.0% by weight of cerium oxide particles (abrasive grains) on a total weight basis.
  • a sample for particle size measurement was obtained by diluting the slurry with pure water so that the abrasive grain content was 0.25% by mass based on the total mass.
  • the average particle size of the abrasive grains was measured using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Microtrac BEL Corp., trade name: Microtrac MT3300EXII), resulting in an average particle size of 140 nm.
  • polishing liquid for CMP> By mixing the slurry, each additive and deionized water according to the following procedure, a polishing liquid having the composition (remainder: deionized water) shown in each table below was obtained.
  • TBEED means 2,2',2'',2''-ethylenedinitrilotetraethanol
  • EDTP means 1,1',1'',1'''-ethylenedi means nitrilotetra-2-propanol.
  • Each polishing liquid contains acetic acid in a content corresponding to the content of each abrasive grain as the acetic acid mixed during preparation of the slurry.
  • an additive solution was obtained by dissolving each additive in deionized water. Next, equal amounts of the slurry and the additive solution were mixed and stirred for 10 minutes to obtain a concentrated polishing liquid storage liquid containing 5.0% by mass of abrasive grains based on the total mass. rice field.
  • the polishing liquid storage liquid contains 20 times the amount of abrasive grains and additives as compared to the final abrasive grain content of 0.25% by mass in the polishing liquid. It contains 5 times the amount of abrasive grains and additives to 1.00% by mass.
  • polishing liquids of Examples A1, A4, and Comparative Example A1 were obtained by diluting the polishing liquid storage liquid 20 times with deionized water. Further, the polishing liquids of Examples A2 to A3 and B1 to B6 and Comparative Examples A2 to A3 and B1 were obtained by diluting the polishing liquid storage liquid 5 times with deionized water.
  • the abrasive grain content is 0.25 mass % based on the total mass (for the polishing liquid with the abrasive grain content of 1.00 mass %, the abrasive grain content is adjusted to 0.25 mass %)
  • the average grain size of the abrasive grains in the case where the slurry was used was the same as the average grain size of the abrasive grains in the above-described slurry.
  • ⁇ Zeta potential measurement> An appropriate amount of the polishing liquid was put into "DelsaNano C" (trade name) manufactured by Beckman Coulter, Inc., and the measurement was performed twice at 25°C. The mean value of the indicated zeta potentials was taken as the zeta potential. In each of the examples and comparative examples, the zeta potential of the abrasive grains was positive.
  • a silicon oxide film (initial film thickness: 7200 nm) with a test pattern (manufactured by our company, ⁇ 200 mm) having an uneven pattern on the surface was prepared.
  • the convex portion (line portion) has an initial level difference higher than the concave portion (space portion) by 6000 nm, and the convex portion assumes polishing evaluation of a high-level, low-density protrusion portion due to etchback.
  • the pattern wafer has a plurality of die units of 26 mm ⁇ 26 mm, each die unit has a plurality (four) of 13 mm ⁇ 13 mm unit areas, and one of the unit areas is Line/Space ( Evaluation was performed in a region of parallel line patterns with L/S) of 30 ⁇ m/570 ⁇ m (convex density: 5%).
  • a polishing apparatus (trade name: Mirra 3400, manufactured by Applied Materials) was used to polish the evaluation wafers described above.
  • the evaluation wafer described above was set on a holder having a suction pad for attaching a substrate.
  • a porous urethane resin polishing pad (K-groove groove, manufactured by DuPont (Dow), model number: IC-1010) was attached to a polishing platen having a diameter of 500 mm.
  • the holder was placed on the polishing pad with the surface to be polished of the evaluation wafer facing downward.
  • the inner tube pressure, retainer ring pressure and membrane pressure were set to 14 kPa, 21 kPa and 14 kPa, respectively.
  • the polishing surface plate and the evaluation wafer were rotated at 93 min ⁇ 1 and 87 min ⁇ 1 respectively. to polish the surface to be polished. Blanket wafers were polished for 30 seconds. For the pattern wafer, polishing was performed for 60 seconds so that convex portions remained after polishing. Subsequently, the polished wafer for evaluation was thoroughly washed with pure water using a PVA brush (polyvinyl alcohol brush), and then dried.
  • PVA brush polyvinyl alcohol brush
  • the film thickness variation was measured at a total of 41 measurement points (20 points on both sides of the center point) including the center point of the wafer and points spaced 5 mm apart from the center point in the diameter direction (20 points on both sides of the center point). The measurement point next to the measurement point 95 mm from the center was 97 mm from the center). At these 41 points, the amount of change in film thickness was measured for a polishing time of 30 seconds, and the average value was obtained as the polishing rate of the blanket wafer.
  • one point of L/S 30 ⁇ m/570 ⁇ m pattern central convex part (30 ⁇ m width line) of one unit area (13 mm ⁇ 13 mm) was measured to obtain the polishing rate of the patterned wafer.
  • Reference numerals 10 ILD film, 20: Wiring, 30: Silicon oxide film, 40: Contact plug, 100, 100a: Substrate, D: Step.

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Abstract

砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、前記砥粒がセリウム系粒子を含み、前記添加剤が、（Ａ１）下記一般式（１）で表される４－ピロン系化合物と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、前記砥粒がセリウム系粒子を含み、前記添加剤が、（Ａ２）ピコリン酸と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。［式中、Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基である。］

Description

ＣＭＰ用研磨液、ＣＭＰ用研磨液セット及び研磨方法
　本開示は、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）用研磨液、ＣＭＰ用研磨液セット、研磨方法等に関する。
　半導体製造の分野では、超ＬＳＩデバイスの高性能化に伴い、従来技術の延長線上の微細化技術により高集積化及び高速化を両立することが限界になってきている。そこで、半導体素子の微細化を進めつつ、垂直方向にも高集積化する技術（すなわち、配線を多層化する技術）が開発されている。
　配線が多層化されたデバイスを製造するプロセスにおいて最も重要な技術の一つに、ＣＭＰ技術がある。ＣＭＰ技術は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）等によって基板上に薄膜を形成して得られる基体の表面を平坦化する技術である。例えば、リソグラフィの焦点深度を確保するには、ＣＭＰによる平坦化の処理が不可欠である。基体の表面に凹凸があると、露光工程における焦点合わせが不可能となったり、微細な配線構造を充分に形成できなくなったりする等の不都合が生じる。また、ＣＭＰ技術は、デバイスの製造過程において、プラズマ酸化膜（ＢＰＳＧ、ＨＤＰ－ＳｉＯ２、ｐ－ＴＥＯＳ等）の研磨によって素子分離（素子間分離。ＳＴＩ：シャロー・トレンチ・アイソレーション）領域を形成する工程；ＩＬＤ膜（層間絶縁膜。同一の層における金属部材（配線等）同士を電気的に絶縁する絶縁膜）を形成する工程；酸化ケイ素を含む膜を金属配線に埋め込んだ後にプラグ（例えば、Ａｌ・Ｃｕプラグ）を平坦化する工程などにも適用される。
　ＣＭＰは、通常、研磨パッド上に研磨液を供給することができる装置を用いて行われる。そして、基体の表面と研磨パッドとの間に研磨液を供給しながら基体を研磨パッドに押し付けることにより基体の表面が研磨される。このように、ＣＭＰ技術においては、研磨液が要素技術の一つであり、高性能の研磨液を得るため、これまでにも種々の研磨液の開発がなされている（例えば、下記特許文献１参照）。
　上述したようなＣＭＰ技術が適用される工程のうち、特に、ＩＬＤ膜のＣＭＰ工程では、酸化ケイ素を高い研磨速度で研磨することが必要となる。そのため、ＩＬＤ膜のＣＭＰ工程では、高い研磨速度を有するシリカ系研磨液（シリカ系粒子を含む砥粒を用いた研磨液）が主に用いられている（例えば、下記特許文献２参照）。しかしながら、シリカ系研磨液では、欠陥の原因である研磨傷の制御が難しい傾向にある。また、近年の配線の微細化に伴い、ＩＬＤ膜のＣＭＰ工程でも研磨傷を少なくすることが望ましいが、素子分離領域用絶縁膜のＣＭＰ工程とは異なり一般に仕上げ鏡面研磨が行われない。そのため、シリカ系研磨液と比べて研磨傷が少ないセリウム系研磨液（セリウム系粒子を含む砥粒を用いた研磨液）を用いることが検討されている（例えば、下記特許文献３参照）。
特開２００８－２８８５３７号公報 特開平９－３１６４３１号公報 特開平１０－１０２０３８号公報
　しかしながら、セリウム系研磨液では、酸化ケイ素の高い研磨速度を達成することが難しい場合があり、特に、凸部（例えばＬｉｎｅ部）及び凹部（例えばＳｐａｃｅ部）から構成される微細な凹凸パターンを有するパターンウエハの研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成することが難しい場合がある。
　本開示の一側面は、微細な凹凸パターンを有するパターンウエハの研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成可能なＣＭＰ用研磨液を提供することを目的とする。また、本開示の他の一側面は、前記ＣＭＰ用研磨液を得るためのＣＭＰ用研磨液セットを提供することを目的とする。さらに、本開示の他の一側面は、前記ＣＭＰ用研磨液又は前記ＣＭＰ用研磨液セットを用いた研磨方法を提供することを目的とする。
　本開示は、いくつかの側面において、下記の［１］～［１７］等に関する。
［１］砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、前記砥粒がセリウム系粒子を含み、前記添加剤が、（Ａ１）下記一般式（１）で表される４－ピロン系化合物と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 ［式中、Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基である。］
［２］前記（Ａ１）成分が、３－ヒドロキシ－２－メチル－４－ピロン、５－ヒドロキシ－２－（ヒドロキシメチル）－４－ピロン、及び、２－エチル－３－ヒドロキシ－４－ピロンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、［１］に記載のＣＭＰ用研磨液。
［３］前記（Ａ１）成分の含有量が０．０１～５質量％である、［１］又は［２］に記載のＣＭＰ用研磨液。
［４］前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラエタノールを含む、［１］～［３］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［５］前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラプロパノールを含む、［１］～［４］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［６］前記（Ｂ）成分の含有量が０．００１～５質量％である、［１］～［５］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［７］前記添加剤が飽和モノカルボン酸を更に含む、［１］～［６］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［８］ｐＨが８．０以下である、［１］～［７］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［９］砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、前記砥粒がセリウム系粒子を含み、前記添加剤が、（Ａ２）ピコリン酸と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。
［１０］前記（Ａ２）成分の含有量が０．００１～５質量％である、［９］に記載のＣＭＰ用研磨液。
［１１］前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラエタノールを含む、［９］又は［１０］に記載のＣＭＰ用研磨液。
［１２］前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラプロパノールを含む、［９］～［１１］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［１３］前記（Ｂ）成分の含有量が０．００１～５質量％である、［９］～［１２］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［１４］ｐＨが８．０以下である、［９］～［１３］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液。
［１５］［１］～［１４］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液の構成成分が第１の液と第２の液とに分けて保存され、前記第１の液が、前記砥粒と、水と、を含み、前記第２の液が、前記添加剤の少なくとも一種と、水と、を含む、ＣＭＰ用研磨液セット。
［１６］［１］～［１４］のいずれか一つに記載のＣＭＰ用研磨液、又は、［１５］に記載のＣＭＰ用研磨液セットにおける前記第１の液と前記第２の液とを混合して得られるＣＭＰ用研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。
［１７］前記被研磨面が酸化ケイ素を含む、［１６］に記載の研磨方法。
　本開示の一側面によれば、微細な凹凸パターンを有するパターンウエハの研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成可能なＣＭＰ用研磨液を提供することができる。また、本開示の他の一側面によれば、前記ＣＭＰ用研磨液を得るためのＣＭＰ用研磨液セットを提供することができる。さらに、本開示の他の一側面によれば、前記ＣＭＰ用研磨液又は前記ＣＭＰ用研磨液セットを用いた研磨方法を提供することができる。
ＩＬＤ膜を研磨する過程を示す模式断面図である。
　以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。
　本明細書において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。数値範囲の「Ａ以上」とは、Ａ、及び、Ａを超える範囲を意味する。数値範囲の「Ａ以下」とは、Ａ、及び、Ａ未満の範囲を意味する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値と任意に組み合わせることができる。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「層」又は「膜」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。「ヒドロキシ基」（水酸基）は、カルボキシ基に含まれるＯＨ構造を包含しない。
＜ＣＭＰ用研磨液＞
　本実施形態（第１実施形態及び第２実施形態。以下同様）に係るＣＭＰ用研磨液は、砥粒と、添加剤と、水と、を含有するＣＭＰ用研磨液（以下、場合により、単に「研磨液」という）である。砥粒は、セリウム系粒子（セリウム系化合物を含む粒子）を含む。第１実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ａ１）下記一般式（１）で表される４－ピロン系化合物（（Ａ１）成分）と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物（（Ｂ）成分）と、を含む。第２実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ａ２）ピコリン酸（（Ａ２）成分）と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物（（Ｂ）成分）と、を含む。本実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ａ１）成分、（Ａ２）成分及び（Ｂ）成分を含んでよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 ［式中、Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基である。］
　本実施形態に係る研磨液によれば、凸部（例えばＬｉｎｅ部）及び凹部（例えばＳｐａｃｅ部）から構成される微細な凹凸パターンを有するパターンウエハの研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成可能であり、例えば、パターンウエハにおけるＬｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ（Ｌ／Ｓ）＝３０μｍ／５７０μｍの領域の研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成できる。本実施形態に係る研磨液によれば、後述の実施例に記載の評価方法において、Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／５７０μｍの領域における凸部の酸化ケイ素の研磨速度として例えば２１００ｎｍ／ｍｉｎ以上を得ることができる。
　凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成可能である要因は必ずしも明らかではないが、下記のとおりである推察される。但し、要因は下記の内容に限定されない。すなわち、本実施形態に係る研磨液によれば、（Ａ１）成分及び（Ｂ）成分を併用することに起因する相乗効果、又は、（Ａ２）成分及び（Ｂ）成分を併用することに起因する相乗効果によって研磨液と凸部の酸化ケイ素との相互作用が大きくなる（例えば、研磨液中のセリウム系粒子と凸部の酸化ケイ素との化学的な反応（Ｓｉ－Ｏ－Ｃｅの結合に由来する反応）が促進される）ことにより凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を得ることが可能であり、パターンウエハにおけるＬ／Ｓ＝３０μｍ／５７０μｍの領域の研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成できる。
　本実施形態に係る研磨液の一態様によれば、凹凸パターンを有さないブランケットウエハにおける酸化ケイ素の高速研磨（例えば１００ｎｍ／ｍｉｎ以上（好ましくは２５０ｎｍ／ｍｉｎ以上等）の研磨速度）を達成しつつ、パターンウエハにおけるＬ／Ｓ＝３０μｍ／５７０μｍの領域の研磨において凸部の酸化ケイ素の高い研磨速度を達成できる。
　本実施形態に係る研磨液は、半導体ウエハ材料のＣＭＰに用いることが可能であり、例えば、半導体ウエハの表面に設けられた酸化ケイ素膜を研磨するために用いることができる。本実施形態に係る研磨液は、ＩＬＤ膜のＣＭＰ工程において用いることができる。
（砥粒）
　砥粒は、セリウム系粒子を含む。セリウム系粒子を砥粒として用いることにより、被研磨面に生じる研磨傷を低減しつつパターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度を得やすい。
　セリウム系粒子のセリウム系化合物としては、酸化セリウム、水酸化セリウム、硝酸アンモニウムセリウム、酢酸セリウム、硫酸セリウム水和物、臭素酸セリウム、臭化セリウム、塩化セリウム、シュウ酸セリウム、硝酸セリウム、炭酸セリウム等が挙げられる。セリウム系粒子は、パターンウエハの凸部（Ｌ／Ｓ＝３０μｍ／５７０μｍの領域の凸部等；以下同様）における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、酸化セリウムを含んでよい。酸化セリウムを含むセリウム系粒子（酸化セリウム粒子）を使用することで、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度を達成しやすいと共に、研磨傷が少なく平坦性に優れた被研磨面が得られやすい。
　酸化セリウム粒子は、結晶粒界を有する多結晶酸化セリウムを含んでよい。このような多結晶酸化セリウム粒子は、研磨中に細かくなると同時に活性面が次々と現れる性質を有し、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度を高度に維持することができる。
　酸化セリウム粒子の製造方法としては、焼成法；過酸化水素等による酸化法などが挙げられる。焼成する場合、焼成時の温度は、３５０～９００℃であってよい。製造された酸化セリウム粒子が凝集している場合は、粒子を機械的に粉砕してよい。粉砕方法としては、例えば、ジェットミル等による乾式粉砕、又は、遊星ビーズミル等による湿式粉砕であってよい。ジェットミルは、例えば、「化学工学論文集」、第６巻第５号、（１９８０）、５２７～５３２頁に説明されているものを使用することができる。
　研磨液中における砥粒のゼータ電位（表面電位）は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、正であってよい（ゼータ電位が０ｍＶを超えてよい）。砥粒のゼータ電位は、例えば、動的光散乱式ゼータ電位測定装置（例えば、ベックマン・コールター株式会社製、商品名：ＤｅｌｓａＮａｎｏ　Ｃ）を用いて測定することができる。砥粒のゼータ電位は、添加剤を用いて調整できる。例えば、砥粒に酸成分（例えば酢酸）を接触させることにより、正のゼータ電位を有する砥粒を得ることができる。
　砥粒の平均粒径は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、５０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１００ｎｍ超、１０５ｎｍ以上、１１０ｎｍ以上、１１５ｎｍ以上、１２０ｎｍ以上、１２５ｎｍ以上、１３０ｎｍ以上、１３５ｎｍ以上、又は、１４０ｎｍ以上であってよい。砥粒の平均粒径は、研磨傷の発生を抑制しやすい観点から、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、又は、１４０ｎｍ以下であってよい。これらの観点から、砥粒の平均粒径は、５０～５００ｎｍ、５０～２００ｎｍ、５０～１５０ｎｍ、７０～５００ｎｍ、７０～２００ｎｍ、７０～１５０ｎｍ、１００～５００ｎｍ、１００～２００ｎｍ、又は、１００～１５０ｎｍであってよい。砥粒の平均粒径を調整することにより、砥粒の平均粒径に応じた酸化ケイ素の高い速研磨速度及び低スクラッチ特性が効率的に得られる。
　「砥粒の平均粒径」とは、砥粒が分散したスラリのサンプルをレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置で測定した体積分布の中央値を意味し、ＭｉｃｒｏｔｒａｃＢＥＬ　Ｃｏｒｐ．製の商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ　ＭＴ３３００ＥＸＩＩ等を用いて測定することができる。例えば、砥粒の含有量がサンプルの全質量基準で０．２５質量％になるように砥粒を水に分散させて砥粒の含有量を調整することによりサンプルを調製し、このサンプルを測定装置にセットして体積分布の中央値の測定を行う。研磨液における砥粒の粒径を測定する場合は、砥粒の含有量がサンプルの全質量基準で０．２５質量％になるように研磨液における砥粒の含有量を調整してサンプルを調製し、このサンプルを用いて同様の方法により測定することができる。
　砥粒の含有量は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の研磨速度と砥粒の分散安定性とのバランスに優れる観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。砥粒の含有量は、０．０１質量％以上、０．０５質量％以上、０．１質量％以上、０．１５質量％以上、０．２質量％以上、０．２５質量％以上、０．３質量％以上、０．５質量％以上、０．８質量％以上、又は、１質量％以上であってよい。砥粒の含有量は、１０質量％以下、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．８質量％以下、０．５質量％以下、０．３質量％以下、又は、０．２５質量％以下であってよい。これらの観点から、砥粒の含有量は、０．０１～１０質量％、０．０１～２質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．５質量％、０．１～１０質量％、０．１～２質量％、０．１～１質量％、０．１～０．５質量％、０．５～１０質量％、０．５～２質量％、又は、０．５～１質量％であってよい。
（添加剤）
［（Ａ１）成分：４－ピロン系化合物］
　第１実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ａ１）成分として、一般式（１）で表される４－ピロン系化合物（以下、場合により、単に「４－ピロン系化合物」という）を含む。４－ピロン系化合物を用いることで、研磨液と酸化ケイ素との相互作用が大きくなることにより研磨速度が高くなりやすいと推測される。また、４－ピロン系化合物は、研磨液と酸化ケイ素との相互作用を大きくし得る添加剤であるにもかかわらず、砥粒同士の静電的反発力等の反発力を弱める効果がないため、砥粒の凝集を抑制することができると考えられる。
　４－ピロン系化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であり、カルボニル基の炭素原子に隣接している炭素原子にヒドロキシ基が結合した構造を有する化合物である。「４－ピロン系化合物」は、オキシ基及びカルボニル基を有し、オキシ基に対してカルボニル基が４位に位置しているγ－ピロン環（６員環）を有する複素環式化合物である。４－ピロン系化合物は、このγ－ピロン環におけるカルボキシ基に隣接している炭素原子にヒドロキシ基が結合しており、それ以外の炭素原子には、水素原子以外の置換基が置換していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　式中、Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基である。１価の置換基としては、アルデヒド基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、カルボン酸塩基、スルホン酸基、リン酸基、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子、フッ素原子、ニトロ基、ヒドラジン基、アルキル基（例えば炭素数１～８のアルキル基）、アリール基（例えば炭素数６～１２のアリール基）、アルケニル基（例えば炭素数１～８のアルケニル基）などが挙げられる。アルキル基、アリール基、及び、アルケニル基は、ＯＨ、ＣＯＯＨ、Ｂｒ、Ｃｌ、Ｉ、ＮＯ２等で置換されていてもよい。Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３として１価の置換基を有する場合、置換基は、オキシ基に隣接する炭素原子に結合していてよく、すなわち、Ｘ１１及びＸ１２が置換基であってよい。Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３のうち少なくとも２つは水素原子であってよい。
　４－ピロン系化合物は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点、及び、砥粒の凝集を抑制しやすい観点から、３－ヒドロキシ－２－メチル－４－ピロン（別名：３－ヒドロキシ－２－メチル－４Ｈ－ピラン－４－オン、マルトール）、５－ヒドロキシ－２－（ヒドロキシメチル）－４－ピロン（別名：５－ヒドロキシ－２－（ヒドロキシメチル）－４Ｈ－ピラン－４－オン、コウジ酸）、及び、２－エチル－３－ヒドロキシ－４－ピロン（別名：２－エチル－３－ヒドロキシ－４Ｈ－ピラン－４－オン）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよく、３－ヒドロキシ－２－メチル－４－ピロンを含んでよい。４－ピロン系化合物は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　４－ピロン系化合物は、水溶性であってよい。水への溶解度が高い化合物を使用することで、所望の量の添加剤を良好に研磨液中に溶解させることができ、研磨速度の向上及び砥粒の凝集の抑制の効果をより一層高水準に達成し得る。４－ピロン系化合物における常温（２５℃）の水１００ｇに対する溶解度は、０．００１ｇ以上、０．００５ｇ以上、０．０１ｇ以上、又は、０．０５ｇ以上であってよい。溶解度の上限は特に制限はない。
　４－ピロン系化合物の含有量は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点、及び、ブランケットウエハにおける酸化ケイ素の高速研磨を達成しやすい観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。４－ピロン系化合物の含有量は、０．００１質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０１５質量％以上、０．０２質量％以上、０．０２５質量％以上、０．０３質量％以上、０．０３２質量％以上、０．０３４質量％以上、０．０３５質量％以上、０．０４質量％以上、０．０５質量％以上、０．０８質量％以上、０．１質量％以上、０．１３質量％以上、０．１５質量％以上、０．１８質量％以上、又は、０．２質量％以上であってよい。４－ピロン系化合物の含有量は、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．８質量％以下、０．５質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１８質量％以下、０．１５質量％以下、０．１３質量％以下、０．１質量％以下、０．０８質量％以下、０．０５質量％以下、０．０４質量％以下、０．０３５質量％以下、又は、０．０３４質量％以下であってよい。これらの観点から、４－ピロン系化合物の含有量は、０．００１～５質量％、０．００１～１質量％、０．００１～０．３質量％、０．００１～０．１質量％、０．００１～０．０５質量％、０．０１～５質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．３質量％、０．０１～０．１質量％、０．０１～０．０５質量％、０．０２～５質量％、０．０２～１質量％、０．０２～０．３質量％、０．０２～０．１質量％、又は、０．０２～０．０５質量％であってよい。
　砥粒の含有量に対する４－ピロン系化合物の含有量の質量比Ａ１（４－ピロン系化合物／砥粒）は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ａ１は、０．０１以上、０．０３以上、０．５以上、０．０８以上、０．１以上、０．１２以上、０．１３以上、０．１５以上、０．１８以上、又は、０．２以上であってよい。質量比Ａ１は、１以下、１未満、０．８以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２以下、０．１８以下、０．１５以下、０．１３以下、０．１２以下、又は、０．１以下であってよい。これらの観点から、質量比Ａ１は、０．０１～１、０．０１～０．３、０．０１～０．１５、０．１～１、０．１～０．３、０．１～０．１５、０．１２～１、０．１２～０．３、又は、０．１２～０．１５であってよい。
［（Ａ２）成分：ピコリン酸］
　第２実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ａ２）成分として、ピコリン酸を含む。（Ａ２）成分を用いることで、研磨液と酸化ケイ素との相互作用が大きくなることにより研磨速度が高くなりやすいと推測される。
　ピコリン酸の含有量は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。ピコリン酸の含有量は、０．００１質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０３質量％以上、０．０５質量％以上、０．０８質量％以上、０．１質量％以上、０．１２質量％以上、０．１５質量％以上、０．１８質量％以上、又は、０．２質量％以上であってよい。ピコリン酸の含有量は、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．８質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、又は、０．２質量％以下であってよい。これらの観点から、ピコリン酸の含有量は、０．００１～５質量％、０．００１～１質量％、０．００１～０．５質量％、０．００１～０．３質量％、０．０１～５質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．５質量％、０．０１～０．３質量％、０．１～５質量％、０．１～１質量％、０．１～０．５質量％、又は、０．１～０．３質量％であってよい。
　砥粒の含有量に対するピコリン酸の含有量の質量比Ａ２（ピコリン酸／砥粒）は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ａ２は、０．０１以上、０．０３以上、０．０５以上、０．０８以上、０．１以上、０．１２以上、０．１５以上、０．１８以上、又は、０．２以上であってよい。質量比Ａ２は、１以下、１未満、０．８以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２５以下、又は、０．２以下であってよい。これらの観点から、質量比Ａ２は、０．０１～１、０．０１～０．５、０．０１～０．３、０．０１～０．２、０．０５～１、０．０５～０．５、０．０５～０．３、０．０５～０．２、０．１～１、０．１～０．５、０．１～０．３、又は、０．１～０．２であってよい。
［（Ｂ）成分：窒素含有ヒドロキシアルキル化合物］
　本実施形態に係る研磨液の添加剤は、（Ｂ）成分として、ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物（窒素含有ヒドロキシアルキル化合物）を含む。（Ｂ）成分では、窒素原子にヒドロキシアルキル基が直接結合しており、窒素原子に直接結合したアルキル基にヒドロキシ基が直接結合している。（Ｂ）成分は、窒素原子に結合したヒドロキシアルキル基として、ヒドロキシ基以外の置換基を有しないアルキル基を用いることができる。
　（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、２つのヒドロキシアルキル基が結合した窒素原子を有する化合物を含んでよく、２つのヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物を含んでよい。
　（Ｂ）成分における一分子中の窒素原子の数は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、２～５、２～４、又は、２～３であってよい。（Ｂ）成分における一分子中のヒドロキシ基の数は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、２～６、２～５、２～４、３～６、３～５、３～４、４～６、又は、４～５であってよい。
　（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、窒素原子に結合するヒドロキシアルキル基として、炭素数が１～４、２～４、３～４、１～３、２～３又は１～２であるヒドロキシアルキル基を有してよい。（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、窒素原子に結合するヒドロキシアルキル基として、ヒドロキシ基の数が１～３又は１～２であるヒドロキシアルキル基を有してよい。
　（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、ヒドロキシアルキル基が結合した２つの窒素原子の間にアルキレン基を有してよく、アルキレン基の炭素数は、１～４、２～４、１～３、２～３、又は、１～２であってよい。
　（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含んでよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 ［式中、ｎは、１以上の整数であり、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及びＲ１４は、それぞれ独立に、水素原子又は有機基を示し、Ｒ１１及びＲ１２の一方又は両方はヒドロキシアルキル基であり、Ｒ１３及びＲ１４の一方又は両方はヒドロキシアルキル基である。］
　ｎは、ヒドロキシアルキル基が結合した２つの窒素原子の間のアルキレン基の炭素数として上述した範囲であってよい。有機基は、置換又は無置換のアルキル基であってよく、ヒドロキシアルキル基であってよく、ヒドロキシアルキル基が結合した窒素原子を有する基であってよい。アルキル基の置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基、スルホ基、ニトロ基等が挙げられる。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３又はＲ１４がヒドロキシアルキル基である場合、ヒドロキシアルキル基の炭素数は、窒素原子に結合するヒドロキシアルキル基の炭素数として上述した範囲であってよい。
　（Ｂ）成分としては、エチレンジニトリロテトラエタノール（ＴＨＥＥＤ：２，２’，２’’，２’’’－エチレンジニトリロテトラエタノール（別名：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－Ｔｅｔｒａｋｉｓ（２－ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌ）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）等）、エチレンジニトリロテトラプロパノール（ＥＤＴＰ：１，１’，１’’，１’’’－エチレンジニトリロテトラ－２－プロパノール（別名：Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－Ｔｅｔｒａｋｉｓ（２－ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）等）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’,Ｎ’’,Ｎ’’－ペンタキス（２－ヒドロキシプロピル）ジエチレントリアミンなどが挙げられる。（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点、及び、ブランケットウエハにおける酸化ケイ素の高速研磨を達成しやすい観点から、エチレンジニトリロテトラエタノール、及び、エチレンジニトリロテトラプロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよく、エチレンジニトリロテトラエタノールを含んでよく、エチレンジニトリロテトラプロパノールを含んでよい。（Ｂ）成分は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、カルボキシ基を有しない化合物を含んでよい。
　（Ｂ）成分の分子量は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。（Ｂ）成分の分子量は、５０以上、６０以上、７０以上、８０以上、８５以上、９０以上、１００以上、１１０以上、１２０以上、１２３以上、１２５以上、１３０以上、１４０以上、１４８以上、１５０以上、１６０以上、１７０以上、１８０以上、２００以上、２１０以上、２３０以上、２５０以上、２５０超、又は、２８０以上であってよい。（Ｂ）成分の分子量は、１０００以下、１０００未満、９００以下、８００以下、７００以下、６００以下、５００以下、４００以下、３５０以下、３００以下、２８０以下、２５０以下、２５０未満、又は、２４０以下であってよい。これらの観点から、（Ｂ）成分の分子量は、５０～１０００、５０～５００、５０～３００、５０～２５０、２００～１０００、２００～５００、２００～３００、２００～２５０、２５０～１０００、２５０～５００、又は、２５０～３００であってよい。
　第１実施形態に係る研磨液において、（Ｂ）成分の含有量、エチレンジニトリロテトラエタノールの含有量、又は、エチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量として、含有量Ｂ１は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。含有量Ｂ１は、０．００１質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０１５質量％以上、０．０２質量％以上、０．０２５質量％以上、０．０３質量％以上、０．０３５質量％以上、０．０４質量％以上、０．０４５質量％以上、又は、０．０５質量％以上であってよい。含有量Ｂ１は、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１５質量％以下、０．１質量％以下、０．０８質量％以下、０．０６質量％以下、０．０５質量％以下、０．０４５質量％以下、０．０４質量％以下、０．０３５質量％以下、０．０３質量％以下、０．０２５質量％以下、又は、０．０２質量％以下であってよい。これらの観点から、含有量Ｂ１は、０．００１～５質量％、０．００１～１質量％、０．００１～０．１質量％、０．００１～０．０５質量％、０．０１～５質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．１質量％、０．０１～０．０５質量％、０．０２～５質量％、０．０２～１質量％、０．０２～０．１質量％、又は、０．０２～０．０５質量％であってよい。
　第２実施形態に係る研磨液において、（Ｂ）成分の含有量、エチレンジニトリロテトラエタノールの含有量、又は、エチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量として、含有量Ｂ２は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点、及び、ブランケットウエハにおける酸化ケイ素の高速研磨を達成しやすい観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。含有量Ｂ２は、０．００１質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０１５質量％以上、０．０２質量％以上、０．０２５質量％以上、０．０３質量％以上、０．０３５質量％以上、０．０４質量％以上、０．０４５質量％以上、０．０５質量％以上、０．０６質量％以上、０．０８質量％以上、０．１質量％以上、０．１２質量％以上、０．１３質量％以上、０．１５質量％以上、０．２質量％以上、又は、０．２２量％以上であってよい。含有量Ｂ２は、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２２質量％以下、０．２質量％以下、０．１５質量％以下、０．１３質量％以下、０．１２質量％以下、０．１質量％以下、０．０８質量％以下、０．０６質量％以下、０．０５質量％以下、０．０４５質量％以下、０．０４質量％以下、０．０３５質量％以下、０．０３質量％以下、０．０２５質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１５質量％以下、又は、０．０１質量％以下であってよい。これらの観点から、含有量Ｂ２は、０．００１～５質量％、０．００１～１質量％、０．００１～０．３質量％、０．００１～０．０５質量％、０．０１～５質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．３質量％、０．０１～０．０５質量％、０．０２～５質量％、０．０２～１質量％、０．０２～０．３質量％、又は、０．０２～０．０５質量％であってよい。
　第１実施形態に係る研磨液において、砥粒の含有量に対する（Ｂ）成分の含有量の質量比（（Ｂ）成分／砥粒）、砥粒の含有量に対するエチレンジニトリロテトラエタノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラエタノール／砥粒）、又は、砥粒の含有量に対するエチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラプロパノール／砥粒）として、質量比Ｂ１１は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ｂ１１は、０．００１以上、０．００５以上、０．０１以上、０．０２以上、０．０３以上、０．０５以上、０．０８以上、０．１以上、０．１２以上、０．１５以上、０．１８以上、又は、０．２以上であってよい。質量比Ｂ１１は、１０以下、５以下、２以下、１以下、１未満、０．５以下、０．３以下、０．２以下、０．１８以下、０．１５以下、０．１２以下、０．１以下、０．０８以下、０．０５以下、０．０３以下、又は、０．０２以下であってよい。これらの観点から、質量比Ｂ１１は、０．００１～１０、０．００１～１、０．００１～０．３、０．００１～０．１、０．０１～１０、０．０１～１、０．０１～０．３、０．０１～０．１、０．０２～１０、０．０２～１、０．０２～０．３、又は、０．０２～０．１であってよい。
　第２実施形態に係る研磨液において、砥粒の含有量に対する（Ｂ）成分の含有量の質量比（（Ｂ）成分／砥粒）、砥粒の含有量に対するエチレンジニトリロテトラエタノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラエタノール／砥粒）、又は、砥粒の含有量に対するエチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラプロパノール／砥粒）として、質量比Ｂ２１は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ｂ２１は、０．００１以上、０．００５以上、０．０１以上、０．０２以上、０．０３以上、０．０４以上、０．０５以上、０．０６以上、０．０８以上、０．１以上、０．１３以上、０．１５以上、０．２以上、又は、０．２２以上であってよい。質量比Ｂ２１は、１０以下、５以下、２以下、１以下、１未満、０．５以下、０．３以下、０．２５以下、０．２２以下、０．２以下、０．１５以下、０．１３以下、０．１以下、０．０８以下、０．０６以下、０．０５以下、０．０４以下、０．０３以下、０．０２以下、又は、０．０１以下であってよい。これらの観点から、質量比Ｂ２１は、０．００１～１０、０．００１～１、０．００１～０．３、０．００１～０．２、０．０１～１０、０．０１～１、０．０１～０．３、０．０１～０．２、０．０３～１０、０．０３～１、０．０３～０．３、又は、０．０３～０．２であってよい。
　第１実施形態に係る研磨液において、（Ａ１）成分の含有量に対する（Ｂ）成分の含有量の質量比（（Ｂ）成分／（Ａ１）成分）、（Ａ１）成分の含有量に対するエチレンジニトリロテトラエタノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラエタノール／（Ａ１）成分）、又は、（Ａ１）成分の含有量に対するエチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラプロパノール／（Ａ１）成分）として、質量比Ｂ１２は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ｂ１２は、０．０１以上、０．０５以上、０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．３以上、０．５以上、０．６以上、０．８以上、０．８５以上、０．９以上、１以上、１超、１．１以上、１．２以上、又は、１．４以上であってよい。質量比Ｂ１２は、１０以下、８以下、５以下、２以下、１．５以下、１．４以下、１．２以下、１．１以下、１以下、１未満、０．９以下、０．８５以下、０．８以下、０．６以下、０．５以下、０．３以下、０．２以下、０．１５以下、又は、０．１以下であってよい。これらの観点から、質量比Ｂ１２は、０．０１～１０、０．０１～２、０．０１～１、０．０１～０．５、０．０５～１０、０．０５～２、０．０５～１、０．０５～０．５、０．１５～１０、０．１５～２、０．１５～１、又は、０．１５～０．５であってよい。
　第２実施形態に係る研磨液において、（Ａ２）成分の含有量に対する（Ｂ）成分の含有量の質量比（（Ｂ）成分／（Ａ２）成分）、（Ａ２）成分の含有量に対するエチレンジニトリロテトラエタノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラエタノール／（Ａ２）成分）、又は、（Ａ２）成分の含有量に対するエチレンジニトリロテトラプロパノールの含有量の質量比（エチレンジニトリロテトラプロパノール／（Ａ２）成分）として、質量比Ｂ２２は、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、下記の範囲であってよい。質量比Ｂ２２は、０．０１以上、０．０５以上、０．１以上、０．１５以上、０．２以上、０．２５以上、０．３以上、０．５以上、０．６以上、０．６５以上、０．７以上、０．８以上、１以上、１超、又は、１．１以上であってよい。質量比Ｂ２２は、１０以下、８以下、５以下、２以下、１．５以下、１．２以下、１．１以下、１以下、１未満、０．８以下、０．７以下、０．６５以下、０．６以下、０．５以下、０．３以下、０．２５以下、０．２以下、０．１５以下、０．１以下、又は、０．０５以下であってよい。これらの観点から、質量比Ｂ２２は、０．０１～１０、０．０１～２、０．０１～１、０．０１～０．８、０．１～１０、０．１～２、０．１～１、０．１～０．８、０．２～１０、０．２～２、０．２～１、又は、０．２～０．８であってよい。
［飽和モノカルボン酸］
　本実施形態に係る研磨液の添加剤は、飽和モノカルボン酸を含んでよい。飽和モノカルボン酸を用いることにより、ストッパ材料として使用可能な窒化ケイ素の充分小さい研磨速度を得やすいと共に、セリウム系粒子の分散性を向上させるだけでなく、パターンウエハ（例えば、凹凸パターンを有する半導体基板）の研磨速度を低下させることなく、研磨速度の被研磨面内のばらつきの指標である面内均一性を向上させたりできるという利点が得られる。
　飽和モノカルボン酸としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ピバル酸、ヒドロアンゲリカ酸、カプロン酸、２－メチルペンタン酸、４－メチルペンタン酸、２，３－ジメチルブタン酸、２－エチルブタン酸、２，２－ジメチルブタン酸、３，３－ジメチルブタン酸等が挙げられる。飽和モノカルボン酸は、飽和モノカルボン酸の上述の添加効果を得やすい観点から、脂肪族カルボン酸を含んでよい。飽和モノカルボン酸は、窒化ケイ素の研磨速度の抑制効果が効果的に得られる観点、及び、面内均一性の向上効果が更に良好に得られる観点から、炭素数２～６の飽和モノカルボン酸を含んでよく、酢酸及びプロピオン酸からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
　飽和モノカルボン酸（例えば、炭素数２～６の飽和モノカルボン酸）の含有量は、面内均一性の向上効果、パターンウエハの研磨速度の向上効果、及び、窒化ケイ素の研磨速度の抑制効果が効果的に得られる観点から、研磨液の全質量を基準として下記の範囲であってよい。飽和モノカルボン酸の含有量は、０．０００１質量％以上、０．０００５質量％以上、０．００１質量％以上、０．００２質量％以上、０．００５質量％以上、０．０１質量％以上、０．０２質量％以上、０．０３質量％以上、０．０４質量％以上、又は、０．０４５質量％以上であってよい。飽和モノカルボン酸の含有量は、５質量％以下、３質量％以下、１質量％以下、０．５質量％以下、０．４質量％以下、０．３質量％以下、０．２質量％以下、０．１質量％以下、０．０５質量％以下、又は、０．０４５質量％以下であってよい。これらの観点から、飽和モノカルボン酸の含有量は、０．０００１～５質量％、０．０００１～１質量％、０．０００１～０．１質量％、０．０００１～０．０５質量％、０．０１～５質量％、０．０１～１質量％、０．０１～０．１質量％、０．０１～０．０５質量％、０．０３～５質量％、０．０３～１質量％、０．０３～０．１質量％、又は、０．０３～０．０５質量％であってよい。飽和モノカルボン酸の含有量は、０．０４質量％以下、０．０３質量％以下、０．０２質量％以下、０．０１質量％以下、０．００５質量％以下、０．００２質量％以下、０．００１質量％以下、０．０００５質量％以下、又は、実質的に０質量％であってもよい。
［その他の添加剤］
　本実施形態に係る研磨液の添加剤は、所望とする特性に合わせて他の成分（上述の各成分に該当しない成分）を更に含んでよい。このような成分としては、非イオン性ポリマ；カチオン性化合物；後述するｐＨ調整剤；エタノール、アセトン等の極性溶媒；環状モノカルボン酸などが挙げられる。
　本実施形態に係る研磨液は、分子量が１０００００以下であり且つヒドロキシ基を４個以上有する化合物ａを含有してよく、化合物ａを含有していなくてよい。本実施形態に係る研磨液は、アミノ基を４個以上有する化合物ｂを含有してよく、化合物ｂを含有していなくてよい。化合物ｂの含有量は、研磨液の全質量を基準として、０．００１質量％以下、０．００１質量％未満、０．０００１質量％以下、０．００００１質量％以下、又は、実質的に０質量％であってよい。化合物ｂの含有量に対する化合物ａの含有量の質量比（化合物ａ／化合物ｂ）は、０．１０以下、又は、０．１０未満であってよい。
（水）
　水は、特に制限されるものではないが、脱イオン水、イオン交換水及び超純水からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
（ｐＨ）
　本実施形態に係る研磨液のｐＨは、下記の範囲であってよい。ｐＨは、砥粒の凝集等を抑制しやすい観点、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点、ストッパ材料として使用可能な窒化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点、及び、上記添加剤を添加した効果が得られやすい観点から、１２．０以下、１１．０以下、１０．５以下、１０．５未満、１０．０以下、１０．０未満、９．５以下、９．０以下、９．０未満、８．５以下、８．０以下、８．０未満、７．５以下、７．３以下、７．０以下、７．０未満、６．５以下、６．０以下、６．０未満、５．６以下、５．５以下、５．５未満、５．１以下、５．０以下、４．８以下、４．７以下、４．６以下、４．５以下、４．４以下、４．３以下、４．２以下、４．１以下、又は、４．０以下であってよい。ｐＨは、研磨対象の酸化ケイ素が、セリウム系粒子（例えば酸化セリウム粒子）と同じプラス側において絶対値の大きいゼータ電位を有することを抑制しやすく、パターンウエハの凸部における酸化ケイ素の高い研磨速度が得られやすい観点から、３．０以上、３．５以上、３．７以上、３．８以上、４．０以上、４．０超、４．１以上、４．２以上、４．３以上、４．４以上、４．５以上、４．６以上、４．７以上、４．８以上、５．０以上、５．１以上、５．５以上、５．５超、５．６以上、６．０以上、６．０超、６．５以上、７．０以上、７．０超、又は、７．３以上であってよい。これらの観点から、ｐＨは、３．０～１２．０、３．０以上９．０未満、３．０～８．０、３．０～５．５、３．０～５．０、３．５～１２．０、３．５以上９．０未満、３．５～８．０、３．５～５．５、３．５～５．０、４．０～１２．０、４．０以上９．０未満、４．０～８．０、４．０～５．５、又は、４．０～５．０であってよい。ｐＨは、実施例に記載の方法により測定できる。
　ｐＨは、添加剤として使用する化合物の種類によって変化し得るため、ｐＨを上記の範囲に調整するためにｐＨ調整剤を用いてもよい。ｐＨ調整剤としては、特に制限はないが、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸等の酸；水酸化ナトリウム、アンモニア（例えばアンモニア水）、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の塩基などが挙げられる。飽和モノカルボン酸等の上述の添加剤をｐＨ調整に用いてもよい。生産性を向上させる観点から、ｐＨ調整剤を使用することなく研磨液を調製し、この研磨液をそのままＣＭＰに適用してもよい。
＜研磨液の調製法及び使用法＞
　本実施形態に係る研磨液は、（ａ）通常タイプ、（ｂ）濃縮タイプ及び（ｃ）複数液タイプ（例えば２液タイプ。ＣＭＰ用研磨液セット）に分類でき、タイプによってそれぞれ調製法及び使用法が相違する。（ａ）通常タイプは、研磨時に希釈等の前処理をせずにそのまま使用できる研磨液である。（ｂ）濃縮タイプは、保管又は輸送の利便性を考慮し、（ａ）通常タイプと比較して含有成分を濃縮した研磨液である。（ｃ）複数液タイプは、保管時又は輸送時には、含有成分を複数の液に分けた状態（例えば、一定の成分を含む第１の液と、他の成分を含む第２の液とに分けた状態）としておき、使用に際してこれらの液を混合して使用する研磨液である。
　（ａ）通常タイプは、主な分散媒である水に砥粒及び添加剤を溶解又は分散させることによって得ることができる。例えば、研磨液１００質量部に対して砥粒の含有量０．５質量部及び添加剤の含有量０．１質量部である研磨液１０００ｇを調製するには、研磨液全量に対して砥粒５ｇ及び添加剤１ｇとなるように配合量を調整すればよい。
　研磨液の調製は、例えば、撹拌機、ホモジナイザ、超音波分散機、湿式ボールミル等を使用して行うことができる。なお、砥粒の平均粒径が所望の範囲となるように、研磨液の調製過程において砥粒を微粒子化する処理を行ってもよい。砥粒の微粒子化処理は、沈降分級法、又は、高圧ホモジナイザを用いた方法によって実施できる。沈降分級法は、砥粒を含むスラリを遠心分離機で強制的に沈降させる工程と、上澄み液のみ取り出す工程とを有する方法である。一方、高圧ホモジナイザを用いた方法は、分散媒中の砥粒同士を高圧で衝突させる方法である。
　（ｂ）濃縮タイプは、使用直前に含有成分が所望の含有量となるように水で希釈される。希釈後には、（ａ）通常タイプと同程度の液状特性（ｐＨ、砥粒の粒径等）及び研磨特性（酸化ケイ素の研磨速度、酸化ケイ素と窒化ケイ素との研磨選択比等）が得られるまで、任意の時間にわたって撹拌を行ってもよい。このような（ｂ）濃縮タイプでは、濃縮の度合いに応じて容積が小さくなるため、保管及び輸送にかかるコストを減らすことができる。
　濃縮倍率は、１．５倍以上、２倍以上、３倍以上、又は、５倍以上であってよい。濃縮倍率が１．５倍以上であると、１．５倍未満の場合と比較して保管及び輸送に関するメリットが得られやすい傾向にある。濃縮倍率は、４０倍以下、２０倍以下、又は、１５倍以下であってよい。濃縮倍率が４０倍以下であると、４０倍を超える場合と比較して砥粒の凝集を抑制しやすい傾向にある。
　（ｃ）複数液タイプは、各液（第１の液、第２の液等）を適切に分けることで、（ｂ）濃縮タイプと比較して砥粒の凝集等を回避できるという利点がある。ここで、各液にそれぞれ含有せしめる成分は任意である。（ｃ）複数液タイプ（ＣＭＰ用研磨液セット）は、第１の液（スラリ）と第２の液（添加液）とを混合して研磨液を得るための研磨液セットである。（ｃ）複数液タイプでは、ＣＭＰ用研磨液の構成成分が第１の液と第２の液とに分けて保存され、第１の液が、砥粒と、水と、を含み、第２の液が、添加剤の少なくとも一種と、水と、を含む。（ｃ）複数液タイプの第１の態様では、第１の液が、砥粒と、水と、を含み、第２の液が、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分からなる群より選ばれる少なくとも一種と、（Ｂ）成分と、水と、を含む。（ｃ）複数液タイプの第２の態様では、第１の液が、砥粒と、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分からなる群より選ばれる少なくとも一種と、水と、を含み、第２の液が、（Ｂ）成分と、水と、を含む。（ｃ）複数液タイプの第３の態様では、第１の液が、砥粒と、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分のうちの一方と、（Ｂ）成分と、水と、を含み、第２の液が、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分のうちの他方と、水と、を含む。（ｃ）複数液タイプの第４の態様では、第１の液が、砥粒と、（Ｂ）成分と、水と、を含み、第２の液が、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分からなる群より選ばれる少なくとも一種と、水と、を含む。第１の液及び第２の液は、必要に応じて配合される他の成分を含んでよい。この場合、第１の液における砥粒の分散性を高めるため、任意の酸又はアルカリを第１の液に配合し、ｐＨ調整を行ってもよい。
　（ｃ）複数液タイプの研磨液は、混合すると、砥粒の凝集等によって研磨特性が比較的短時間で低下する傾向にある成分の組み合わせの場合に有用である。なお、保管及び輸送にかかるコスト削減の観点から、各液（第１の液、第２の液等）の少なくとも一つを濃縮タイプとしてもよい。この場合、研磨液を使用する際に、各液と水とを混合すればよい。各液の濃縮倍率及びｐＨは任意であり、最終的な混合物が液状特性及び研磨特性の点で（ａ）通常タイプの研磨液と同程度とできればよい。
＜研磨方法＞
　本実施形態に係る研磨方法は、本実施形態に係る研磨液を用いて被研磨面を研磨する研磨工程を含む。研磨工程で用いられる研磨液は、上述の研磨液セットにおける第１の液と第２の液とを混合して得られる研磨液であってもよい。すなわち、本実施形態に係る研磨方法は、上述の研磨液セットにおける第１の液と第２の液とを混合して得られる研磨液を用いて被研磨面を研磨する研磨工程を含んでよい。
　本実施形態に係る研磨方法は、各成分の含有量、ｐＨ等が調整された研磨液を使用し、表面に酸化ケイ素膜を有する基体をＣＭＰ技術によって平坦化できる。本実施形態に係る研磨方法は、ＩＬＤ膜の研磨のように、高速、高平坦性且つ低研磨傷が求められる研磨に適しており、短時間で多くのＩＬＤ膜を研磨する用途に適している。
　研磨工程は、本実施形態に係る研磨液を基体と研磨部材（研磨用の部材。研磨パッド等）との間に供給して、研磨部材により基体を研磨する工程であってよい。本実施形態に係る研磨方法は、酸化ケイ素膜を表面に有する基体の研磨に適している。そのため、被研磨面は酸化ケイ素を含んでよく、研磨工程は、表面に酸化ケイ素膜を有する基体における酸化ケイ素膜と研磨部材との間に、本実施形態に係る研磨液を供給して、研磨部材により酸化ケイ素膜を研磨する工程であってよい。
　本実施形態に係る研磨方法は、デバイスの製造過程において、表面に酸化ケイ素膜を有する基体を研磨することに適している。デバイスとしては、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体；ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、マスクＲＯＭ（マスク・リード・オンリー・メモリー）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、フラッシュメモリ等の記憶素子；マイクロプロセッサー、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の理論回路素子；ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロウェーブ集積回路）に代表される化合物半導体等の集積回路素子；混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）；発光ダイオード；電荷結合素子等の光電変換素子などが挙げられる。
　本実施形態に係る研磨液の一態様によれば、被研磨面の凹凸形状に大きく依存することなく高い研磨速度を達成できる。そのため、当該研磨液を用いた研磨方法は、従来の研磨液を用いた方法では高い研磨速度を達成することが困難であった基体に対しても適用できる。
　本実施形態に係る研磨方法は、表面に段差（凹凸）を有する被研磨面の平坦化に適している。このような被研磨面を有する基体としては、例えば、ロジック用の半導体デバイスが挙げられる。また、本実施形態に係る研磨方法は、上から見たときに凹部又は凸部がＴ字形状又は格子形状になっている部分を含む表面を研磨するのに適している。例えば、本実施形態に係る研磨方法は、メモリセルを有する半導体デバイス（ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等）の表面に設けられた酸化ケイ素膜も高い速度で研磨できる。これらは、従来のＣＭＰ用研磨液を用いた方法では高い研磨速度を達成することが困難であったものであり、本実施形態に係る研磨液の一態様が、被研磨面の凹凸形状に大きく依存することなく、高い研磨速度を達成できることを示している。
　基体は、酸化ケイ素膜のみを表面に有する基体に限らず、酸化ケイ素膜の他に窒化ケイ素膜、多結晶シリコン膜等を表面に更に有する基体であってもよい。基体は、所定の配線を有する配線板上に、酸化ケイ素、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜；ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ等を主として含有する膜などを有する基体であってもよい。
　以下、本実施形態に係る研磨方法を含むプロセスの一例として、ＣＭＰによってＩＬＤ膜（層間絶縁膜）構造を形成するプロセスについて説明する。図１は、ＩＬＤ膜を研磨する過程を示す模式断面図であり、配線間にＩＬＤ膜を形成する過程を示している。図１（ａ）は、研磨前の基体を示す模式断面図である。図１（ｂ）は、研磨後の基体を示す模式断面図である。
　図１（ａ）に示すように、研磨前の基体１００では、所定の下部配線（図示せず）を有する下部基板（図示せず）上に、ＩＬＤ膜１０を介して配線２０が形成され、この配線２０を覆うように酸化ケイ素膜３０が形成されている。酸化ケイ素膜３０は、配線２０が形成されたＩＬＤ膜１０上に形成されているため、配線２０上の部分がそれ以外の部分よりも高くなっており、これによって酸化ケイ素膜３０の表面に段差Ｄが生じている。配線２０は、ＩＬＤ膜１０を貫くように形成されたコンタクトプラグ４０によって下部配線等と接続されている。
　ＩＬＤ膜構造を形成する過程では、段差Ｄを解消するため、酸化ケイ素膜３０の表面において部分的に突出した不要な箇所をＣＭＰによって優先的に除去する。酸化ケイ素膜３０を研磨するには、酸化ケイ素膜３０の表面と研磨部材とが当接するように研磨部材上に基体１００を配置し、この研磨部材によって酸化ケイ素膜３０の表面を研磨する。より具体的には、研磨定盤の研磨部材に酸化ケイ素膜３０の被研磨面（表面）側を押し当て、被研磨面と研磨部材との間に研磨液を供給しながら、両者を相対的に動かすことによって酸化ケイ素膜３０を研磨する。これにより、段差Ｄが解消され、最終的に、図１（ｂ）に示すように、酸化ケイ素膜３０の表面における配線２０の部分の高さとそれ以外の部分の高さとがほぼ同じとなり、平坦な表面を有する酸化ケイ素膜３０（ＩＬＤ膜）を有する基体１００ａが得られる。
　研磨に用いる研磨装置としては、例えば、基体を保持するホルダーと、研磨パッドが貼り付けられる研磨定盤と、研磨パッド上に研磨液を供給する手段とを備える装置を用いることができる。研磨装置としては、株式会社荏原製作所製の研磨装置（型番：ＥＰＯ－１１１、ＥＰＯ－２２２、Ｆ－ＲＥＸ２００及びＦ－ＲＥＸ３００）、アプライドマテリアル製の研磨装置（商品名：Ｍｉｒｒａ３４００及びＲｅｆｌｅｘｉｏｎ）等が挙げられる。研磨パッドの構成材料としては、特に制限はなく、例えば、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用することができる。また、研磨パッドは、研磨液が溜まるような溝加工が施されていてよい。
　研磨条件としては、特に制限はないが、基体が飛び出さないようにする観点から、研磨定盤の回転速度は２００ｍｉｎ－１以下であってよい。基体にかける圧力（加工荷重）は、被研磨面の研磨傷を抑制しやすい観点から、１００ｋＰａ以下であってよい。研磨している間は、ポンプ等によって研磨パッドに研磨液を連続的に供給してよい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていてよい。研磨終了後、流水中で基体を充分に洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて、基体に付着した水滴を払い落としてから乾燥させてよい。
　以上のとおりに研磨することによって、表面の凹凸を解消し、基体全面にわたって平滑な面を得ることができる。また、膜の形成、及び、この膜を研磨する工程を所定の回数繰り返すことによって、所望の層数を有する構造体を製造することができる。
　このようにして得られた基体（構造体）は、種々の電子部品として使用することができる。電子部品の具体例としては、半導体素子；フォトマスク、レンズ、プリズム等の光学ガラス；ＩＴＯ等の無機導電膜；ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素子・光導波路；光ファイバーの端面；シンチレータ等の光学用単結晶；固体レーザー単結晶；青色レーザーＬＥＤ用サファイヤ基板；ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の半導体単結晶；磁気ディスク用ガラス基板；磁気ヘッドなどが挙げられる。
＜製造方法等＞
　本実施形態に係る部品の製造方法は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体（被研磨部材）を用いて部品を得る部品作製工程を備える。本実施形態に係る部品は、本実施形態に係る部品の製造方法により得られる部品である。本実施形態に係る部品は、特に限定されないが、電子部品（例えば、半導体パッケージ等の半導体部品）であってよく、ウエハ（例えば半導体ウエハ）であってよく、チップ（例えば半導体チップ）であってよい。本実施形態に係る部品の製造方法の一態様として、本実施形態に係る電子部品の製造方法では、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体を用いて電子部品を得る。本実施形態に係る部品の製造方法の一態様として、本実施形態に係る半導体部品の製造方法では、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体を用いて半導体部品（例えば半導体パッケージ）を得る。本実施形態に係る部品の製造方法は、部品作製工程の前に、本実施形態に係る研磨方法により基体を研磨する研磨工程を備えてよい。
　本実施形態に係る部品の製造方法は、部品作製工程の一態様として、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体（被研磨部材）を個片化する個片化工程を備えてよい。個片化工程は、例えば、本実施形態に係る研磨方法により研磨されたウエハ（例えば半導体ウエハ）をダイシングしてチップ（例えば半導体チップ）を得る工程であってよい。本実施形態に係る部品の製造方法の一態様として、本実施形態に係る電子部品の製造方法は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体を個片化することにより電子部品（例えば半導体部品）を得る工程を備えてよい。本実施形態に係る部品の製造方法の一態様として、本実施形態に係る半導体部品の製造方法は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体を個片化することにより半導体部品（例えば半導体パッケージ）を得る工程を備えてよい。
　本実施形態に係る部品の製造方法は、部品作製工程の一態様として、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体（被研磨部材）と他の被接続体とを接続（例えば電気的に接続）する接続工程を備えてよい。本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体に接続される被接続体は、特に限定されず、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体であってよく、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体とは異なる被接続体であってよい。接続工程では、基体と被接続体とを直接接続（基体と被接続体とが接触した状態で接続）してよく、他の部材（導電部材等）を介して基体と被接続体とを接続してよい。接続工程は、個片化工程の前、個片化工程の後、又は、個片化工程の前後に行うことができる。
　接続工程は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体の被研磨面と、被接続体と、を接続する工程であってよく、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体の接続面と、被接続体の接続面と、を接続する工程であってよい。基体の接続面は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された被研磨面であってよい。接続工程により、基体及び被接続体を備える接続体を得ることができる。接続工程では、基体の接続面が金属部を有する場合、金属部に被接続体を接触させてよい。接続工程では、基体の接続面が金属部を有すると共に被接続体の接続面が金属部を有する場合、金属部同士を接触させてよい。金属部は、銅を含んでよい。
　本実施形態に係るデバイス（例えば、半導体デバイス等の電子デバイス）は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体、及び、本実施形態に係る部品からなる群より選ばれる少なくとも一種を備える。
　以下、本開示を実施例により更に詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜酸化セリウム粉末の作製＞
　炭酸セリウム水和物４０ｋｇをアルミナ製容器１０個に分けて入れ、それぞれ８３０℃で２時間、空気中で焼成して黄白色の粉末を計２０ｋｇ得た。この粉末についてＸ線回折法で相同定を行い、当該粉末が多結晶体の酸化セリウムを含むことを確認した。焼成によって得られた粉末の粒径をＳＥＭで観察したところ、２０～１００μｍの範囲であった。次いで、ジェットミルを用いて酸化セリウム粉末２０ｋｇの乾式粉砕を行うことにより酸化セリウム粉末Ａ（後述の砥粒Ａを与える粉末）を得た。粉砕後の酸化セリウム粉末Ａの比表面積は９．４ｍ２／ｇであった。比表面積の測定はＢＥＴ法によって実施した。
＜スラリの調製＞
　上記で得られた酸化セリウム粉末１５．０ｋｇ及び脱イオン水８４．５ｋｇを容器内に入れて混合した。次に、１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ、約６質量％）の酢酸を０．５ｋｇ添加した後、１０分間撹拌することにより酸化セリウム混合液を得た。この酸化セリウム混合液を別の容器に３０分かけて送液した。その間、送液する配管内で、酸化セリウム混合液に対して超音波周波数４００ｋＨｚにて超音波照射を行った。
　超音波照射を経て送液された酸化セリウム混合液を１０００ｍＬポリエチレン容器４個に各８００ｇ±８ｇずつ入れた。各容器内の酸化セリウム混合液に対し、外周にかかる遠心力が５００Ｇとなる条件で２０分間遠心分離を行った。遠心分離後、容器の上澄み画分を採取し、スラリを得た。スラリは、全質量基準で約１０．０質量％の酸化セリウム粒子（砥粒）を含有していた。
　全質量基準で砥粒含有量が０．２５質量％となるようにスラリを純水で希釈することにより粒径測定用のサンプルを得た。このサンプルについて、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（ＭｉｃｒｏｔｒａｃＢＥＬ　Ｃｏｒｐ．製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ　ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）を用いて砥粒の平均粒径を測定した結果、平均粒径は１４０ｎｍであった。
＜ＣＭＰ用研磨液の作製＞
　上述のスラリ、各添加剤及び脱イオン水を下記の手順で混合することにより、下記各表の組成（残部：脱イオン水）を有する研磨液を得た。表中、「ＴＨＥＥＤ」は２，２’，２’’，２’’’－エチレンジニトリロテトラエタノールを意味し、「ＥＤＴＰ」は１，１’，１’’，１’’’－エチレンジニトリロテトラ－２－プロパノールを意味する。各研磨液は、上述のスラリの調製時に混合した酢酸として、それぞれの砥粒含有量に応じた含有量の酢酸を含有している。
　具体的には、脱イオン水に各添加剤を溶解させることにより添加剤溶液を得た。次に、上述のスラリと添加剤溶液とを同量混合した後、１０分間撹拌することにより、全質量基準で５．０質量％の砥粒を含有する濃縮状態の研磨液用貯蔵液を得た。研磨液用貯蔵液は、最終的な研磨液の砥粒含有量０．２５質量％に対して２０倍量の砥粒及び添加剤を含有しており、最終的な研磨液の砥粒含有量１．００質量％に対して５倍量の砥粒及び添加剤を含有している。
　そして、研磨液用貯蔵液を脱イオン水で２０倍に希釈することにより、実施例Ａ１、Ａ４及び比較例Ａ１の研磨液を得た。また、研磨液用貯蔵液を脱イオン水で５倍に希釈することにより実施例Ａ２～Ａ３、Ｂ１～Ｂ６及び比較例Ａ２～Ａ３、Ｂ１の研磨液を得た。各実施例の研磨液について、全質量基準で砥粒含有量０．２５質量％の場合（砥粒含有量１．００質量％の研磨液については、砥粒含有量０．２５質量％に調整した場合）における砥粒の平均粒径は、上述のスラリにおける砥粒の平均粒径と同等であった。
＜ゼータ電位測定＞
　ベックマン・コールター株式会社製の商品名「ＤｅｌｓａＮａｎｏ　Ｃ」内に適量の研磨液を投入し、２５℃において測定を２回行った。表示されたゼータ電位の平均値をゼータ電位として得た。実施例及び比較例のそれぞれにおいて、砥粒のゼータ電位は正であった。
＜ｐＨ測定＞
（研磨液のｐＨ）
　下記の条件で研磨液のｐＨを測定した。結果を各表に示す。
　測定温度：２５℃
　測定装置：株式会社堀場製作所の商品名：Ｍｏｄｅｌ（Ｄ－７１）
　測定方法：フタル酸塩ｐＨ標準液（ｐＨ：４．０１）と、中性リン酸塩ｐＨ標準液（ｐＨ：６．８６）と、ホウ酸塩ｐＨ標準液（ｐＨ：９．１８）とをｐＨ標準液として用いてｐＨメーターを３点校正した後、ｐＨメーターの電極を研磨液に入れて、２ｍｉｎ以上経過して安定した後のｐＨを前記測定装置により測定した。
＜研磨特性の評価＞
（評価用ウエハの準備）
　ブランケットウエハ（ＢＫＷ）として、表面に酸化ケイ素膜（ＳｉＯ２、初期膜厚：１０００ｎｍ）を有するφ２００ｍｍのパターン無しのウエハを準備した。
　パターンウエハ（ＰＴＷ）として、表面に凹凸パターンを有する酸化ケイ素膜（初期膜厚：７２００ｎｍ）のテストパターン付きウエハ（自社製、φ２００ｍｍ）を準備した。凸部（Ｌｉｎｅ部）は凹部（Ｓｐａｃｅ部）に対して６０００ｎｍ高い初期段差を有しており、凸部はエッチバックによる高段差・低密度の突起部の研磨評価を想定している。パターンウエハは、複数の２６ｍｍ×２６ｍｍのダイ単位を有しており、各ダイ単位内において複数（４個）の１３ｍｍ×１３ｍｍ単位エリアを有し、その単位エリアの一つとして、Ｌｉｎｅ／Ｓｐａｃｅ（Ｌ／Ｓ）が３０μｍ／５７０μｍ（凸部の密度：５％）である平行なラインパターンの領域で評価を行った。
（研磨手順）
　研磨装置（アプライドマテリアル製、商品名：Ｍｉｒｒａ３４００）を用いて上述の評価用ウエハを研磨した。基体取り付け用の吸着パッドを有するホルダーに上述の評価用ウエハをセットした。直径５００ｍｍの研磨定盤に多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッド（Ｋ－ｇｒｏｏｖｅ溝、ＤｕＰｏｎｔ（Ｄｏｗ）社製、型番：ＩＣ－１０１０）を貼り付けた。
　上述の評価用ウエハの被研磨面を下に向けて上述のホルダーを研磨パッド上に載せた。インナーチューブ圧力、リテーナリング圧力及びメンブレン圧力は、１４ｋＰａ、２１ｋＰａ及び１４ｋＰａにそれぞれ設定した。
　そして、上述の研磨定盤に貼り付けられた研磨パッド上に上述の研磨液を２００ｍＬ／ｍｉｎの流量で滴下しながら、研磨定盤及び評価用ウエハをそれぞれ９３ｍｉｎ－１及び８７ｍｉｎ－１で回転させて被研磨面を研磨した。ブランケットウエハでは、３０秒間研磨した。パターンウエハでは、研磨後に凸部が残る研磨時間として６０秒間研磨を行った。続いて、ＰＶＡブラシ（ポリビニルアルコールブラシ）を使用して研磨後の評価用ウエハを純水でよく洗浄した後、乾燥させた。
（研磨速度の評価）
　光干渉式膜厚測定装置（ナノメトリクス・ジャパン株式会社製、商品名：ＡＦＴ－５１００）を用いて下記のとおり研磨前後の被研磨膜の膜厚変化量を測定し、研磨速度を得た。結果を各表に示す。
　ブランケットウエハでは、ウエハの中心点、及び、中心点から直径方向に５ｍｍ間隔の各点の合計４１点（中心点を境に両側に２０点）の測定点において膜厚変化量を測定した（中心から９５ｍｍの測定点の次の測定点は、中心から９７ｍｍの場所とした）。この４１点において３０秒間の研磨時間における膜厚変化量を測定し、その平均値をブランケットウエハの研磨速度として得た。
　パターンウエハでは、パターンウエハにおける中央のダイ単位（２６ｍｍ×２６ｍｍ）において、１つの単位エリア（１３ｍｍ×１３ｍｍ）のＬ／Ｓ＝３０μｍ／５７０μｍパターンの中央部の凸部（３０μｍ幅ライン）における１箇所の膜厚変化量を測定し、パターンウエハの研磨速度を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　１０…ＩＬＤ膜、２０…配線、３０…酸化ケイ素膜、４０…コンタクトプラグ、１００，１００ａ…基体、Ｄ…段差。

 

Claims (19)

  1. 　砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、
    　前記砥粒がセリウム系粒子を含み、
    　前記添加剤が、（Ａ１）下記一般式（１）で表される４－ピロン系化合物と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     ［式中、Ｘ１１、Ｘ１２及びＸ１３は、それぞれ独立に、水素原子又は１価の置換基である。］
  2. 　前記（Ａ１）成分が、３－ヒドロキシ－２－メチル－４－ピロン、５－ヒドロキシ－２－（ヒドロキシメチル）－４－ピロン、及び、２－エチル－３－ヒドロキシ－４－ピロンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  3. 　前記（Ａ１）成分の含有量が０．００１～５質量％である、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  4. 　前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラエタノールを含む、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  5. 　前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラプロパノールを含む、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  6. 　前記（Ｂ）成分の含有量が０．００１～５質量％である、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  7. 　前記添加剤が飽和モノカルボン酸を更に含む、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  8. 　ｐＨが８．０以下である、請求項１に記載のＣＭＰ用研磨液。
  9. 　砥粒と、添加剤と、水と、を含有し、
    　前記砥粒がセリウム系粒子を含み、
    　前記添加剤が、（Ａ２）ピコリン酸と、（Ｂ）ヒドロキシアルキル基が結合した２以上の窒素原子を有する化合物と、を含む、ＣＭＰ用研磨液。
  10. 　前記（Ａ２）成分の含有量が０．００１～５質量％である、請求項９に記載のＣＭＰ用研磨液。
  11. 　前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラエタノールを含む、請求項９に記載のＣＭＰ用研磨液。
  12. 　前記（Ｂ）成分がエチレンジニトリロテトラプロパノールを含む、請求項９に記載のＣＭＰ用研磨液。
  13. 　前記（Ｂ）成分の含有量が０．００１～５質量％である、請求項９に記載のＣＭＰ用研磨液。
  14. 　ｐＨが８．０以下である、請求項９に記載のＣＭＰ用研磨液。
  15. 　請求項１～１４のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液の構成成分が第１の液と第２の液とに分けて保存され、前記第１の液が、前記砥粒と、水と、を含み、前記第２の液が、前記添加剤の少なくとも一種と、水と、を含む、ＣＭＰ用研磨液セット。
  16. 　請求項１～１４のいずれか一項に記載のＣＭＰ用研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。
  17. 　前記被研磨面が酸化ケイ素を含む、請求項１６に記載の研磨方法。
  18. 　請求項１５に記載のＣＭＰ用研磨液セットにおける前記第１の液と前記第２の液とを混合して得られるＣＭＰ用研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。
  19. 　前記被研磨面が酸化ケイ素を含む、請求項１８に記載の研磨方法。

     
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