悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104321852 A (43)申请公布日 2015.01.28 C N 1 0 4 3 2 1 8 5 2 A (21)申请号 201380026398.X (22)申请日 2013.03.26 2012-116867 2012.05.22 JP H01L 21/304(2006.01) B24B 37/00(2012.01) C09K 3/14(2006.01) (71)申请人日立化成株式会社 地址日本国东京都千代田区丸之内一丁目 9番2号 (72)发明人岩野友洋 南久贵 阿久津利明 藤崎耕司 (74)专利代理机构上海市华诚律师事务所 31210 代理人杜娟 (5。

2、4) 发明名称 悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方 法及基体 (57) 摘要 一种含有磨粒和水的悬浮液，所述磨粒含有4 价金属元素的氢氧化物，并且，在将该磨粒的含量 调节至1.0质量的水分散液中，所述磨粒使该 水分散液对波长400nm的光的吸光度为1.00以 上、小于1.50，并且，在以离心加速度1.5910 5 G 对将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液 进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒 使该液相对波长400nm的光的吸光度为0.035以 上。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.20 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP。

3、2013/058831 2013.03.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/175859 JA 2013.11.28 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书26页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书26页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104321852 A CN 104321852 A 1/2页 2 1.一种悬浮液，其含有磨粒和水的悬浮液，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化物， 并且，在将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液中，所述磨粒使该水分散液对波长 400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.5。

4、0，并且，在以离心加速度1.5910 5 G对将该磨 粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒该 液相对波长400nm的光的吸光度为0.035以上。 2.根据权利要求1所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至1.0质 量的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在50/cm以上。 3.根据权利要求1或2所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至1.0 质量的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在95/cm以上。 4.根据权利要求13中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量 调节至0.0065。

5、质量的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1.000以 上。 5.根据权利要求14中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量 调节至0.0065质量的水分散液中，使该水分散液对波长450600nm的光的吸光度为 0.010以下。 6.根据权利要求15中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在以离心加速度 1.5910 5 G对将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得 的液相中对波长290nm的光的吸光度为10以上。 7.根据权利要求16中任意一项所述的悬浮液，其中，所述4价金属元素的氢氧化物 是由4价金属元素盐与碱源进行反应所得。 8.。

6、根据权利要求17中任意一项所述的悬浮液，其中，所述4价金属元素是4价铈。 9.一种研磨液套剂，其中，以第1液体和第2液体混合而形成研磨液的方式该研磨液的 构成成分被分为第1液体和第2液体分别保存，所述第1液体是权利要求18中任意一 项记载的悬浮液，所述第2液体含有添加剂和水。 10.根据权利要求9所述的研磨液套剂，其中，所述添加剂是从由乙烯醇聚合物以及该 乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选出的至少1种。 11.根据权利要求9或10所述的研磨液套剂，其中，所述添加剂的含量以研磨液总质量 为基准在0.01质量以上。 12.一种研磨液，含有磨粒、添加剂和水，其中，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化 物。

7、，并且，在将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液中，所述磨粒使该水分散液对波 长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50，并且，在以离心加速度1.5910 5 G对将该 磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒 使该液相对波长400nm的光的吸光度为0.035以上。 13.根据权利要求12所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至1.0质 量的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在50/cm以上。 14.根据权利要求12或13所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至 1.0质量的水分散液中，使该水分散液对。

8、波长500nm的光的透光率在95/cm以上。 15.根据权利要求1214中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含 量调节至0.0065质量的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1.000 权 利 要 求 书CN 104321852 A 2/2页 3 以上。 16.根据权利要求1215中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含 量调节至0.0065质量的水分散液中，使该水分散液对波长450600nm的光的吸光度为 0.010以下。 17.根据权利要求1216中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在以离心加速度 1.5910 5 G对将该磨粒的含量调节。

9、至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得 的液相中对波长290nm的光的吸光度为10以上。 18.根据权利要求1217中任意一项所述的研磨液，其中，所述4价金属元素的氢氧 化物是由4价金属元素盐与碱源进行反应所得。 19.根据权利要求1218中任意一项所述的研磨液，其中，所述4价金属元素是4价 铈。 20.根据权利要求1219中任意一项所述的研磨液，其中，所述添加剂是从由乙烯醇 聚合物以及该乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选出的至少1种。 21.根据权利要求1220中任意一项所述的研磨液，其中，所述添加剂的含量以研磨 液总质量为基准在0.01质量以上。 22.一种基体的研磨方法，其中，。

10、包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求18中任意一项所述的悬浮液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行 供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行研磨的工序。 23.一种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求911中任意一项所述的研磨液套剂中的所述第1液体和所述第2液体 混合得到所述研磨液的工序，以及， 将所述研磨液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行供给，对所述被研磨材料的至 少一部分进行研磨的工序。 24.一种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研。

11、磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 分别将权利要求911中任意一项所述的研磨液套剂中的所述第1液体和所述第2 液体向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行 研磨的工序。 25.一种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求1221中任意一项所述的研磨液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进 行供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行研磨的工序。 26.根据权利要求2225中任意一项所述的研磨方法，其中，所述被研磨材料含有氧 化硅。 27.根据权利要求2226中任意一项所述的研磨方法，其中，所述。

12、被研磨材料的表面 上形成有凹凸。 28.一种基体，其通过权利要求2227中任意一项所述的研磨方法研磨得到。 权 利 要 求 书CN 104321852 A 1/26页 4 悬浮液、 研磨液套剂、 研磨液、 基体的研磨方法及基体 技术领域 0001 本发明涉及悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体。特别地，本发 明涉及半导体元件的制造工序中使用的悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基 体。 背景技术 0002 近年来，半导体元件的制造工序中，为实现高密度化及微细化的加工技术的重要 性进一步增加。作为该加工技术之一的CMP(化学机械抛光：化学机械研磨)技术，在 半导体元件的制造工。

13、序中，对于浅槽隔离(Shallow Trench Isolation，以下依据情形称为 “STI”)的形成、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化、插塞或包埋式金属配线的形成 来说，成为必须的技术。 0003 传统上，在半导体元件的制造工序中，通过CMP，可使以CVD(化学气相沉积：化 学气相沉积)法或旋转涂布法等方法形成的氧化硅等绝缘材料平坦化。该CMP中，一般使 用含有胶体二氧化硅、气相二氧化硅等二氧化硅粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧 化硅系研磨液可通过热分解四氯化硅等方法使磨粒晶粒成长，进行pH调整而制造。然而， 这样的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低这一技术课题。 0004 于是，在。

14、设计规则0.25m之后的世代，集成电路内的元件隔离中使用STI。STI 形成中，为除去基体上堆积的绝缘材料的多余部分，使用CMP。而且，在CMP中为了使研磨停 止，在绝缘材料之下形成有研磨速度慢的阻挡层(研磨停止层)。阻挡层材料(阻挡层的 构成材料)中使用氮化硅、多晶硅等，优选绝缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比(研磨 速度比：绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度)大。传统的二氧化硅系研磨液，绝 缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比小至3左右，作为STI用时，趋于不具有耐实用的特 性。 0005 此外，近年，作为氧化铈系研磨液，使用高纯度的氧化铈粒子的半导体用研磨液被 使用(例如，参考下述专。

15、利文献1)。 0006 附带地，近年来，半导体元件的制造工序中，进一步要求达成配线的微细化，研磨 时发生的研磨损伤就成为问题。即，使用传统的氧化铈系研磨液进行研磨时，即使发生微小 的研磨损伤，若该研磨损伤的尺寸小于传统的配线宽度的话，不致成为问题，但在进一步达 成配线的微细化时，即成为问题。 0007 对该问题，人们尝试在所述的如氧化铈系研磨液中，使氧化铈粒子的平均粒径变 小。然而，平均粒径变小的话，因为机械性的作用降低，出现研磨速度降低的问题。即使希 望通过控制这样的氧化铈粒子的平均粒径来兼顾研磨速度及研磨损伤，在维持研磨速度的 同时，达成对研磨损伤的近年来的严苛要求也是困难至极。 0008。

16、 与之相对，人们开始研究使用4价金属元素的氢氧化物的粒子的研磨液(例如，参 考下述专利文献2)。进一步地，研究4价金属元素的氢氧化物的粒子的制造方法(例如，参 考下述专利文献3)。这些的技术可以在活用4价金属元素的氢氧化物的粒子所具有化学性 说 明 书CN 104321852 A 2/26页 5 的作用的同时，通过极力使机械性的作用减小，减小了粒子引起的研磨损伤。 0009 此外，在减小研磨损伤以外，也要求将具有凹凸的基体研磨至平坦。以所述STI作 为例子，相对于阻挡层材料(例如氮化硅、多晶硅)的研磨速度，要求提高作为被研磨材料 的绝缘材料(例如氧化硅)的研磨选择比。为解决这些，人们研究在研磨。

17、液中添加各种各 样的添加剂。例如已知的有，通过在研磨液中添加添加剂，提高在同一面内具有不同配线密 度的基体中的研磨选择比的技术(例如，参考下述专利文献4)。此外已知的有，控制研磨速 度，为提高整体的平坦性，在氧化铈系研磨液中加入添加剂的技术(例如，参考下述专利文 献5)。 背景技术文献 专利文献 0010 专利文献1日本专利特开平10-106994号公报 专利文献2国际公开第02/067309号 专利文献3日本专利特开2006-249129号公报 专利文献4日本专利特开2002-241739号公报 专利文献5日本特开平08-022970号公报 发明内容 发明要解决的课题 0011 然而，专利文。

18、献2及3所述的技术中，虽能减小研磨损伤，但不能说研磨速度足够 高。因为研磨速度影响制造工序的效率，要求具有更高研磨速度的研磨液。 0012 此外，传统的研磨液的话，研磨液中若含有添加剂，作为获得添加剂的添加效果的 代价，研磨速度降低，存在难以兼顾研磨速度和其他研磨特性的这一课题。 0013 进一步地，传统的研磨液的话，有时保管稳定性低。例如，存在研磨特性随时间发 生变化，大幅降低(研磨特性的稳定性低)这一课题。研磨速度作为所述研磨特性之中代 表性的特性存在，存在随时间研磨速度降低(研磨速度的稳定性低)这一课题。此外，也存 在保管中磨粒发生凝集、沉淀等，对研磨特性产生不良影响(分散稳定性低)的情。

19、形。 0014 本发明可解决所述课题，目的是提供一种可获得具有如下性能研磨液的悬浮液： 在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可提高保管 稳定性。 0015 此外，本发明目的是提供一种在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速 度研磨被研磨材料，并且，可提高保管稳定性的研磨液套剂及研磨液。 0016 进一步地，本发明的目的是提供使用所述悬浮液、所述研磨液套剂或所述研磨液 的基体的研磨方法，及由此得到的基体。 解决课题的手段 0017 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进行深入研究， 结果发现，通过使用在可使含有规定量的磨粒的水分散液对特定波。

20、长光的光吸收(吸光 度)在特定范围内的同时、可使在将含有规定量的磨粒的水分散液在规定条件下进行离心 分离时获得的液相中对特定波长光的光吸收(吸光度)高的磨粒，能以优异的研磨速度研 磨被研磨材料，并且，可达成高保管稳定性。此外发现，使用在这样的悬浮液中加入添加剂 说 明 书CN 104321852 A 3/26页 6 得到的研磨液时，可以在维持添加剂的添加效果的同时以优异的研磨速度研磨被研磨材 料，并且，可以达成高保管稳定性。 0018 即本发明涉及的悬浮液为含有磨粒和水的悬浮液，磨粒含有4价金属元素的氢 氧化物，并且，在将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液中，使该水分散液对波长 400nm。

21、的光的吸光度为1.00以上、小于1.50，并且，在以离心加速度1.5910 5 G对将该磨 粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒使 该液相对波长400nm的光的吸光度为0.035以上。 0019 依据本发明涉及的悬浮液，使用在该悬浮液中加入添加剂得到的研磨液时，可以 在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保 管稳定性。该情况下，作为保管稳定性优异的研磨液，特别地，可以获得分散稳定性优良且 研磨速度的稳定性也优异的研磨液。此外，将不加入添加剂的本发明涉及的悬浮液用于研 磨时，也能在以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时。

22、，提高保管稳定性。该情况下，作为 保管稳定性优异的悬浮液，特别地，可以使其成为分散稳定性优良且研磨速度的稳定性也 优异的悬浮液。进一步地，依据本发明涉及的悬浮液，通过使磨粒含有4价金属元素的氢氧 化物，可以抑制被研磨面中的研磨损伤的发生。 0020 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进一步地深入 研究，结果发现，在能提高所述磨粒对波长500nm的光的透光率的情况下，能以更优异的研 磨速度研磨被研磨材料，而且可达成更高的保管稳定性。即，本发明涉及的悬浮液中，优选 磨粒在将该磨粒的含量调节为1.0质量的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光 的透光率为50/cm以上，更。

23、优选为能使透光率为95/cm以上。 0021 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进一步地深入 研究，结果发现，在能提高所述磨粒对波长290nm的光的吸光度的情况下，能以更优异的研 磨速度研磨被研磨材料，而且可达成更高的保管稳定性。即，本发明涉及的悬浮液中，优选 磨粒在将该磨粒的含量调节至0.0065质量(65ppm)的水分散液中，使该水分散液对波 长290nm的光的吸光度为1.000以上。另外，“ppm”意指质量ppm，即“parts per million mass(质量的百万分之)”。 0022 本发明涉及的悬浮液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0.0065质量的水。

24、 分散液中，使该水分散液对波长450600nm的光的吸光度为0.010以下。该情况下，在能 以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。 0023 本发明涉及的悬浮液，其中，优选所述磨粒，在以离心加速度1.5910 5 G对将该磨 粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，使该液相对 波长290nm的光的吸光度为10以上。该情况下，能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。 0024 优选4价金属元素的氢氧化物是由4价金属元素的盐与碱源反应所得。该情况下， 因为可以获得粒径极细的粒子作为磨粒，进一步地提高研磨损伤的减小效果。 0025 4价金属元素优选为4。

25、价铈。该情况下，因为获得化学性活性高的微粒作为磨粒， 能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。 0026 此外，本发明人发现，在所述悬浮液的构成成分中进一步含有添加剂的研磨液中， 通过采用使水分散液的吸光度为特定范围、同时使离心分离后的液相的吸光度高的所述磨 粒，可以抑制伴随添加剂的添加的被研磨材料的研磨速度降低。 说 明 书CN 104321852 A 4/26页 7 0027 即，本发明涉及的研磨液套剂，以第1液体和第2液体混合而形成研磨液的方式该 研磨液的构成成分被分为第1液体和第2液体分别保存，所述第1液体是所述悬浮液，所述 第2液体含有添加剂和水。依据本发明涉及的研磨液套剂，可以在维持添。

26、加剂的添加效果 的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。依据本发明涉及 的研磨液套剂，还可以抑制研磨损伤的发生。 0028 添加剂优选为从由乙烯醇聚合物以及该乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选 出的至少1种。该情况下，通过添加剂包覆磨粒表面，可以抑制磨粒附着于被研磨面上，因 而可以改善磨粒的分散性，进一步提高研磨液的稳定性。此外，可以提高被研磨面的洗净 性。进一步地，通过抑制阻挡层材料的研磨速度，可以提高绝缘材料相对于阻挡层材料的研 磨速度比(绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度)。 0029 添加剂的含量优选为以研磨液总质量为基准在0.01质量以上。该情况下，在。

27、可 显著获得添加剂的添加效果的同时可提高保管稳定性。 0030 本发明涉及的研磨液为含有磨粒和水的悬浮液，磨粒含有4价金属元素的氢氧化 物，并且，在将该磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液中，使该水分散液对波长400nm 的光的吸光度为1.00以上、小于1.50，并且在以离心加速度1.5910 5 G对将所述磨粒的 含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，使该液相对波长 400nm的光的吸光度为0.035以上。依据本发明涉及的研磨液，可以在维持添加剂的添加效 果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。该情况下，作 为保管稳定性优异的研磨液，特。

28、别地，可以使其为分散稳定性优良且研磨速度的稳定性也 优异的研磨液。本发明涉及的研磨液，通过使磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，可以抑制 被研磨面中的研磨损伤的发生。 0031 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒为能使将该磨粒的含量调节为1.0质量的水 分散液对波长500nm的光的透光率为50/cm以上，更优选为能使透光率为95/cm以 上。这些情况下，在能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以进一步提高保管稳 定性。 0032 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0.0065质量 (65ppm)的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1.000以上。该情况 下，。

29、在能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以进一步提高保管稳定性。 0033 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0.0065质量的水 分散液中，使该水分散液对波长450600nm的光的吸光度为0.010以下。该情况下，在能 以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。 0034 本发明涉及的悬浮液，其中，优选所述磨粒，在以离心加速度1.5910 5 G对将该磨 粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，使该液相对 波长290nm的光的吸光度为10以上。在该情况下，能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。 0035 本发明涉及的研磨液。

30、中，优选4价金属元素的氢氧化物是由4价金属元素的盐与 碱源反应所得。该情况下，因为可以获得粒径极细的粒子作为磨粒，进一步地提高研磨损伤 的减小效果。 0036 本发明涉及的研磨液中，4价金属元素优选为4价铈。 该情况下，因为获得化学性活性高的微粒作为磨粒，能以更优异的研磨速度研磨被研 说 明 书CN 104321852 A 5/26页 8 磨材料。 0037 本发明涉及的研磨液中，添加剂优选为从由乙烯醇聚合物以及该乙烯醇聚合物的 衍生物组成的组中所选出的至少1种。该情况下，通过添加剂包覆磨粒表面，可以抑制磨粒 附着于被研磨面上，因而可以改善磨粒的分散性，进一步提高研磨液的稳定性。此外，可以 提。

31、高被研磨面的洗净性。进一步地，通过抑制阻挡层材料的研磨速度，可以提高绝缘材料相 对于阻挡层材料的研磨速度比(绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度)。 0038 本发明涉及的研磨液中，添加剂的含量优选为以研磨液总质量为基准在0.01质 量以上。该情况下，在可显著获得添加剂的添加效果的同时可提高保管稳定性。 0039 此外，本发明提供使用所述悬浮液、所述研磨液套剂或所述研磨液的基体的研磨 方法。依据这些研磨方法，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳 定性。依据这些研磨方法，在可以抑制研磨损伤的发生的同时，可获得平坦性优异的基体。 0040 本发明涉及的研磨方法的第一实施方式。

32、涉及使用所述悬浮液的研磨方法。即，第 一实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料与研磨垫 相向配置的工序，以及，将所述悬浮液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料 的至少一部分进行研磨的工序。 0041 本发明涉及的研磨方法的第二及第三实施方式涉及使用所述研磨液套剂的研磨 方法。依据这样的研磨方法，也可以回避在混合添加剂后长时间保存情况下可能的磨粒的 凝聚、研磨特性的变化等问题。 0042 即，第二实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研 磨材料与研磨垫相向配置的工序，以及，将所述研磨液套剂中的第1液体和第2液体混合得 到研磨液的工序，。

33、以及，将研磨液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料的至 少一部分进行研磨的工序。第三实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的 基体的该被研磨材料与研磨垫相向配置的工序，以及，分别将所述研磨液套剂中的第1液 体和第2液体向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料的至少一部分进行研磨 的工序。 0043 本发明涉及的研磨方法的第四实施方式涉及使用所述研磨液的研磨方法。即，第 四实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料与研磨垫 相向配置的工序，以及，将所述研磨液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料 的至少一部分进行研磨的工序。 0044 。

34、被研磨材料优选含有氧化硅。此外，被研磨材料的表面上优选形成有凹凸。依据 这些研磨方法，可以充分活用悬浮液、研磨液套剂及研磨液的特长。 0045 本发明涉及的基体为通过所述研磨方法进行研磨的基体。 发明的效果 0046 依据本发明涉及的悬浮液，可以获得在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的 研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性的研磨液。此外，依据本发明涉及的 悬浮液，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。依据本发明 涉及的研磨液套剂及研磨液，可以在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研 磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。此外，本发明涉及的研磨方法。

35、，能以优异的研 磨速度研磨被研磨材料因而生产能力优异，而且，在使用添加剂使用时可以满足所期望的 说 明 书CN 104321852 A 6/26页 9 特性(例如平坦性、选择性)。另外，涉及所述保管稳定性，依据本发明，例如即使在使用以 60保管3日的(72小时)的悬浮液、研磨液套剂或研磨液的情况下，以保管前的研磨速度 作为基准，可以使研磨速度的变化率小(例如控制为5.0以内)。 0047 此外，依据本发明，向半导体元件的制造工序中的基体表面的平坦化工序提供所 述悬浮液、研磨液套剂及研磨液的应用。特别地，依据本发明，向浅槽隔离绝缘材料、前金属 绝缘材料、层间绝缘材料等平坦化工序提供所述悬浮液、研。

36、磨液套剂及研磨液的应用。 附图说明 0048 图1显示角转子的一个例子的示意截面图。 图2显示添加添加剂时磨粒凝聚样子的示意图。 图3显示添加添加剂时磨粒凝聚样子的示意图。 符号说明 1角转子，A1转动轴，A2试管角，R min 最小半径，R max 最大半径，R av 平均半径。 具体实施方式 0049 以下，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并非仅限定于以下的实施 方式，可以在其主旨的范围内各种变形进行实施。本说明书中，“悬浮液”及“研磨液”是指 研磨时与被研磨材料接触的组合物，至少含有水及磨粒。此外，将磨粒的含量调节至规定量 的“水分散液”意指含有规定量的磨粒和水的液体。 00。

37、50 本实施方式中，磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，并且，在将该磨粒的含量调节 至1.0质量的水分散液中，使该水分散液对400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50， 并且在以离心加速度1.5910 5 G对将所述磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液进行 50分钟离心分离时，使获得的上清液(液相)对波长400nm的光的吸光度为0.035以上。 本发明人发现，通过使用满足涉及水分散液的吸光度以及离心分离后的上清液的吸光度的 所述条件的磨粒，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，提高保管稳定性。 0051 另外，在发现这些知识之前，本发明人获得了以下的知识。即，本发明人对使用含 有4价金。

38、属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进行深入研究，结果发现，通过使用使含有规 定量的磨粒的水分散液对特定波长的光的吸光度提高的磨粒，可以容易地调节被研磨材料 的研磨速度，进一步发现，通过使用在将磨粒的含量调节至1.0质量的水分散液中，使该 水分散液对波长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50的磨粒，能以特别优异的研磨 速度研磨被研磨材料。此外，本发明人发现，满足所述条件的研磨液及悬浮液目测时略带有 黄色，研磨液及悬浮液的黄色越浓，研磨速度越提高。 0052 对此，本发明人，从良好兼顾研磨速度和保管稳定性的角度出发，对含有4价金 属元素的氢氧化物的磨粒进一步进行研究，如上所述，以至想到使用。

39、在将磨粒的含量调节 至1.0质量的水分散液中，使该水分散液对波长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于 1.50的磨粒。 0053 本实施方式涉及的研磨液至少含有磨粒、添加剂和水。以下，对各构成成分进行说明。 0054 (磨粒) 说 明 书CN 104321852 A 7/26页 10 磨粒的特征在于含有4价金属元素的氢氧化物。“4价金属元素的氢氧化物”是含有4 价的金属(M 4+ )与至少一个氢氧根离子(OH - )的化合物。4价金属元素的氢氧化物也可以含 有氢氧根离子以外的阴离子(例如硝酸根离子NO 3 - 、硫酸根离子SO 4 2- )。例如，4价金属元 素的氢氧化物可以含有与4价金。

40、属元素键合的阴离子(例如硝酸根离子NO 3 - 、硫酸根离子 SO 4 2- )。 0055 4价金属元素优选为从由稀土元素及锆组成的组中所选出的至少一种。作为4价 金属元素，从进一步提高研磨速度的角度出发，优选稀土元素。作为可以取4价的稀土元 素，可举出铈、镨、铽等镧系元素等，其中，从容易获得且研磨速度更优异的角度出发，优选 铈(4价铈)。可以并用稀土元素的氢氧化物和锆的氢氧化物，也可以从稀土元素的氢氧化 物中选择二种以上进行使用。 0056 本实施方式涉及的研磨液，可以在不损害含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的 特性的范围内，与其他种类的磨粒并用。具体地可以使用二氧化硅、氧化铝、氧化锆等磨。

41、粒。 0057 磨粒中的4价金属元素的氢氧化物的含量，以磨粒总质量为基准，优选为50质 量以上，更优选为60质量以上，进一步优选为70质量以上，特别优选为80质量以 上，极优选为90质量以上，非常优选为95质量以上，更进一步优选为98质量以上， 更优选为99质量以上。磨粒特别优选实质由4价金属元素的氢氧化物形成(磨粒的100 质量实质为4价金属元素的氢氧化物的粒子)。 0058 磨粒中的4价铈的氢氧化物的含量，以磨粒总质量为基准，优选为50质量以上， 更优选为60质量以上，进一步优选为70质量以上，特别优选为80质量以上，极优选 为90质量以上，非常优选为95质量以上，更进一步优选为98质量以。

42、上，更优选为99 质量以上。从使化学性活性高、研磨速度进一步优异的角度出发，磨粒特别优选实质由4 价铈的氢氧化物形成(磨粒的100质量实质为4价铈的氢氧化物的粒子)。 0059 本实施方式涉及的研磨液的构成成分中，4价金属元素的氢氧化物被认为是对研 磨特性给予较大影响的物质。因此，通过调节4价金属元素的氢氧化物的含量，可以提高磨 粒与被研磨面的化学性的相互作用，进一步地提高研磨速度。即，4价金属元素的氢氧化物 的含量，从容易充分地显现4价金属元素的氢氧化物的功能的角度出发，以研磨液总质量 为基准，优选为0.01质量以上，更优选为0.03质量以上，进一步优选为0.05质量以 上。4价金属元素的氢。

43、氧化物的含量，从在易于避免磨粒的凝聚的同时，使其与被研磨面的 化学性的相互作用良好、可有效活用磨粒的特性的角度出发，以研磨液总质量为基准，优选 为8质量以下，更优选为5质量以下，进一步优选为3质量以下，特别优选为1质量 以下，极优选为0.5质量以下，非常优选为0.3质量以下。 0060 本实施方式涉及的研磨液中，磨粒含量的下限没有特别限制，从易于获得所期望 的研磨速度的角度出发，以研磨液总质量为基准，优选为0.01质量以上，更优选为0.03 质量以上，进一步优选为0.05质量以上。磨粒含量的上限没有特别限制，从在易于避 免磨粒的凝聚的同时，可使磨粒有效地作用于被研磨面、使研磨顺利进行的角度出发。

44、，以研 磨液总质量为基准，优选为10质量以下，更优选为5质量以下，进一步优选为3质量 以下，特别优选为1质量以下，极优选为0.5质量以下，非常优选为0.3质量以下。 0061 磨粒的平均二次粒径(以下，若无特别声明则称为“平均粒径”)小至一定程度时， 在通过增大与被研磨面接触的磨粒的比表面积、进一步提高研磨速度的同时，可以抑制机 说 明 书CN 104321852 A 10 8/26页 11 械性的作用进一步降低研磨损伤。因此，平均粒径的上限，从得到更优异的研磨速度而且 进一步降低研磨损伤的角度出发，优选为200nm以下，更优选为150nm以下，进一步优选为 100nm以下，特别优选为80nm。

45、以下，极优选为60nm以下，非常优选为40nm以下。平均粒径 的下限，从得到更优异的研磨速度而且能进一步降低研磨损伤的角度出发，优选为1nm以 上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上。 0062 磨粒的平均粒径可以用光子相关法进行测定，具体地，例如，可以用马尔文公司制 造的装置名：一一3000HS，贝克曼库尔特公司制造的装置名：N5等进行测定。 使用N5的测定方法，具体地，例如，制备将磨粒的含量调节为0.2质量的水分散液，将约 4mL(L表示“升”，下同)该水分散液装入边长1cm的比色皿中，将比色皿置于装置内。通过 调节分散介质的折射率为1.33，粘度为0.887mPas，在25下进行。

46、测定，采用得到的数值 作为磨粒的平均粒径。 0063 水分散液的吸光度 通过使用在将磨粒含量调节为1.0质量的水分散液中，使该水分散液对波长400nm 的光的吸光度为1.00以上、小于1.50的磨粒，可提高研磨速度而且可提高保管稳定性。其 理由并非完全明确，但本发明人考虑如下。即可认为，根据4价金属元素的氢氧化物的制造 条件等，作为磨粒的一部分，生成含有由4价的金属(M 4+ )、13个的氢氧根离子(OH - )及 13个的阴离子(X c- )形成的M(OH) a X b (式中，a+bc4)的粒子(另外，这样的粒子为 “含有4价金属元素的氢氧化物”)。可认为，M(OH) a X b 中，具有。

47、电子吸引性的阴离子(X c- )发 挥作用，改善了氢氧根离子的反应性，伴随M(OH) a X b 的存在量增加，研磨速度提高。并且可 认为，因为含有M(OH) a X b 的粒子吸收波长400nm的光，伴随M(OH) a X b 的存在量的增加而对波 长400nm的光的吸光度增高，研磨速度提高。 0064 可认为，含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒，不仅有M(OH) a X b ，还包括M(OH) 4 、MO 2 等。作为阴离子(X c- )，可举例NO 3 - 、SO 4 2- 等。 0065 另外，磨粒含有M(OH) a X b 可以通过以下方法确认：将磨粒以纯水充分洗净后， 用FT-IR 。

48、ATR法(Fourier transform Infra Red Spectrometer Attenuated Total Reflection法，傅里叶变换红外分光光度计全反射测定法)检测对应阴离子(X c- )的峰。也 可以通过XPS法(X-ray Photoelectron Spectroscopy，X射线光电子能谱法)确认阴离子 (X c- )的存在。 0066 另一方面，对含有M(OH) a X b (例如M(OH) 3 X)等4价金属元素的氢氧化物的粒子的 结构稳定性进行计算的话，得到的结果是伴随X的存在量的增加，粒子的结构稳定性降低。 基于这些，可以认为以对波长400nm的光的。

49、吸光度作为指标，通过调节含有X的所述粒子的 存在量，可以同时达成高研磨速度及高保管稳定性。 0067 此处可确认，M(OH) a X b (例如M(OH) 3 X)的波长400nm吸收峰远小于后述的波长 290nm的吸收峰。对此，本发明人对使用磨粒含量相对较多，吸光度大易于检出的磨粒含量 1.0质量的水分散液的吸光度的大小进行研究，结果发现，当使用使该水分散液对波长 400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50的磨粒时，研磨速度的提高效果和保管稳定性 优异。另外，因为可以认为如前所述地对波长400nm的光的吸光度是来自磨粒，无需赘言， 代替使对波长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50。