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CN113632205B - 研磨液及研磨方法 - Google Patents

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CN113632205B CN201980094671.XA CN201980094671A CN113632205B CN 113632205 B CN113632205 B CN 113632205B CN 201980094671 A CN201980094671 A CN 201980094671A CN 113632205 B CN113632205 B CN 113632205B
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Abstract

一种研磨液，其含有：磨粒，包含金属氧化物；羟基酸化合物,选自由具有以下述通式(A1)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种；及水。式中，R11表示氢原子或羟基，R12表示氢原子、烷基或芳基，n11表示0以上的整数，n12表示0以上的整数。其中，R11及R12两者为氢原子的情况除外。

Description

研磨液及研磨方法
技术领域
本发明涉及一种研磨液及使用该研磨液的研磨方法。
背景技术
在半导体制造领域中，随着超LSI器件的高性能化，在现有技术的延长线上的微细化技术中兼顾高集成化及高速化逐渐成为限制。因此，正在开发一种在推进半导体元件的微型化的同时，在垂直方向上也高集成化的技术(即，将配线多层化的技术)。该技术例如在下述专利文献1中公开。
在制造配线被多层化的器件的步骤中，作为最重要的技术之一，有CMP(化学机械抛光)技术。CMP技术是在通过化学气相沉积(CVD)等在基板上形成被研磨材料以得到基体之后，将该基体的表面平坦化的技术。若在平坦化后的基体的表面上存在凹凸，则会发生在曝光工序中无法对焦，或者无法充分地形成微细的配线结构等不良情况。CMP技术在器件的制造工序中，也适用于通过等离子氧化物(BPSG、HDP-SiO2、p-TEOS等)的研磨而形成元件分离区域的工序、形成层间绝缘材料的工序、将氧化硅嵌入金属配线之后将插头(例如Al/Cu插头)平坦化的工序等。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第4944836号说明书
发明内容
发明要解决的技术课题
在基板上形成元件分离区域的工序中，以填充预先设置于基板表面上的槽的方式通过CVD等形成氧化硅。然后，通过CMP将氧化硅的表面平坦化，由此形成元件分离区域。在表面上设置有用于得到元件分离区域的基板上形成氧化硅的情况下，在氧化硅的表面上也生成与基板的凹凸对应的凹凸。在具有凹凸的表面的研磨中，优先去除凸部，另一方面，通过缓慢地去除凹部而实现平坦化。
为了提高半导体生产的产量，优选尽快去除形成于基板上的氧化硅的不需要部分。例如，为了应对元件分离区域的窄幅化而采用了浅沟槽隔离(STI)的情况下，要求以高的研磨速度去除设置于基板上的氧化硅的不需要的部分。
作为形成于基体表面上的凹凸的形式，存在各种形式，由配线宽度引起的凹凸的宽度、凹凸的高度、配线的方向可根据各工序或器件的用途而不同。然而，以往在使用了相同的研磨液的情况下，即使能够良好地研磨一个基体，有时也未必能够同样良好地研磨其他基体。因此，对于研磨液，要求不取决于基体的被研磨面上的凹凸状态而得到高的研磨速度。
本发明的一方面用于解决上述课题，提供一种研磨液，其在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，可以不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。本发明的另一方面提供一种使用了所述研磨液的研磨方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的一方面提供一种研磨液，其含有：磨粒，包含金属氧化物；羟基酸化合物，选自由具有以下述通式(A1)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种；及水。
[式中，R11表示氢原子或羟基，R12表示氢原子、烷基或芳基，n11表示0以上的整数，n12表示0以上的整数。其中，R11及R12两者为氢原子的情况除外。]
本发明的另一方面提供一种研磨方法，其具备使用上述研磨液来研磨被研磨材料的工序。
根据上述研磨液及研磨方法，在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，能够不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。
发明效果
根据本发明的一方面，能够提供一种研磨液，该研磨液在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，可以不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。并且，根据本发明的另一方面，能够提供一种使用了所述研磨液的研磨方法。这些研磨液及研磨方法用于研磨设置于基体(例如半导体晶片)表面上的绝缘材料(例如氧化硅)。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。然而，本发明并不限定于以下实施方式，能够在其主旨的范围内实施各种变形。
＜定义＞
在本说明书中，使用“～”示出的数值范围表示将在“～”前后记载的数值分别作为最小值及最大值而包括的范围。在本说明书中阶段性地记载的数值范围中，某一阶段的数值范围的上限值或下限值能够与其他阶段的数值范围的上限值或下限值任意地组合。在本说明书中记载的数值范围中，该数值范围的上限值或下限值可以替换为实施例中示出的值。“A或B”是指可以包括A及B中的任一个，也可以包括两者。除非另有说明，否则本说明书中例示的材料能够单独使用一种，或者组合使用两种以上。在本说明书中，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，除非另有说明，否则组合物中的各成分的使用量是指存在于组合物中的该多种物质的总量。在本说明书中，关于“膜”一词，当作为俯视图观察时，除了形成于整面上的形状的结构以外，还包括局部形成的形状的结构。在本说明书中，关于“工序”一词，不仅是指独立的工序，即使在无法与其他工序明确区分的情况下，只要实现该工序所预期的作用，则也包括在该术语中。
＜研磨液＞
本实施方式所涉及的研磨液含有：磨粒，包含金属氧化物；羟基酸化合物，选自由具有以下述通式(A1)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种；及水。本实施方式所涉及的研磨液能够用作CMP研磨液(CMP用研磨液)。
[式中，R11表示氢原子或羟基，R12表示氢原子、烷基或芳基，n11表示0以上的整数，n12表示0以上的整数，其中，R11及R12两者为氢原子的情况除外。]
根据本实施方式所涉及的研磨液，在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，可以不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度，例如当研磨因配线宽度而表面凹凸的宽度不同的各种基体时，能够不取决于凹凸的宽度而得到高的研磨速度。这种研磨液的通用性高，能够用于研磨表面状态不同的各种基体。上述羟基酸化合物容易强烈地吸附于包含金属氧化物的磨粒的表面，并且提高该磨粒表面的活性，由此可推测为能够不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。然而，获得上述效果的主要因素并不限定于该内容。根据本实施方式所涉及的研磨液，在研磨具有凹凸的氧化硅的被研磨面的情况下，例如在L/S(Line/Space)＝50/50μm的条件下可以得到以上的研磨速度，在L/S＝20/80μm的条件下能够得到以上的研磨速度。
然而，以往，在研磨具有不具有凹凸的被研磨面的氧化硅晶片(氧化硅控片镀膜晶片)的情况下，能够实现氧化硅的高的研磨速度，相对于此，在研磨具有具有凹凸的被研磨面的氧化硅晶片(氧化硅图案晶片)的情况下，有时无法实现氧化硅的高的研磨速度。另一方面，根据本实施方式所涉及的研磨液，在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，能够实现绝缘材料(例如氧化硅)的高的研磨速度，并且在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，能够不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。例如，根据本实施方式所涉及的研磨液，在研磨不具有凹凸的氧化硅的被研磨面的情况下，能够得到以上(优选为 以上，更优选为以上)的研磨速度。根据本实施方式所涉及的研磨液，在研磨具有凹凸的被研磨面的情况及研磨不具有凹凸的被研磨面的情况这两种情况下可以得到高的研磨速度，能够不取决于被研磨面的表面状态(有无凹凸、密度等)而得到高的研磨速度。另外，关于氧化硅通过CMP被研磨的机理，有很多未阐明的部分，这种现象的原因尚不明确。
然而，若使用绝缘材料(例如氧化硅)的研磨速度高的研磨液，则研磨结束后的被研磨面变得粗糙，有时平坦性变差。因此，将绝缘材料的研磨处理分为两个阶段，有时通过将不同类型的研磨液使用于各个工序中而实现生产效率的提高。在第1工序(粗化工序)中，使用绝缘材料的研磨速度高的研磨液而去除大部分绝缘材料。在第2工序(精加工工序)中，缓慢地去除绝缘材料，以被研磨面充分变得平坦的方式进行精加工。在将针对绝缘材料的CMP分为两个阶段以上的情况下，由于在第1工序中高的研磨速度更优先于平坦性，因此研磨速度的降低可能导致生产率的降低。另一方面，根据本实施方式所涉及的研磨液，由于不取决于凹凸状态而可以得到高的研磨速度，因此即使在将针对绝缘材料(例如氧化硅)的CMP分为两个阶段以上的情况下，也能够抑制生产率的降低。
(磨粒)
磨粒包含金属氧化物。金属氧化物能够包含氧化铈(二氧化铈)、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、莫来石等。磨粒的构成成分可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，磨粒优选包含氧化铈。
使用了包含氧化铈的磨粒的研磨液具有在被研磨面上生成的研磨划痕较少的优点。以往，从容易实现被研磨材料(例如氧化硅等绝缘材料)的高的研磨速度的观点考虑，作为磨粒而广泛使用包含二氧化硅粒子的研磨液。然而，使用了二氧化硅粒子的研磨液通常存在在被研磨面上容易生成研磨划痕的课题。在具有配线宽度为45nm代以后的微细图案的器件中，即使是以往不构成问题的微细划痕，也可能影响到器件的可靠性。
在使用氧化铈的情况下，磨粒优选包含具有晶界的多晶氧化铈(例如具有被晶界包围的多个微晶的多晶氧化铈)。这种结构的多晶氧化铈粒子不同于单晶粒子凝聚而成的简单的凝聚体，由于根据研磨中的应力变细的同时，活性表面(在变细之前未暴露于外部的表面)依次出现，因此可以认为能够高度维持被研磨材料(例如氧化硅等绝缘材料)的高的研磨速度。关于这种多晶氧化铈粒子，例如在国际公开公报WO99/31195号中有详细说明。
作为包含氧化铈的磨粒的制造方法，虽然并不受特别的限制，但是可以列举液相合成、煅烧或通过过氧化氢等进行氧化的方法等。在得到包含具有所述晶界的多晶氧化铈的磨粒的情况下，优选将碳酸铈等铈源进行煅烧的方法。所述煅烧时的温度优选为350～900℃。所制造的氧化铈粒子凝聚的情况下，优选机械粉碎。作为粉碎方法，虽然不受特别的限制，但是优选例如基于喷磨机等的干式粉碎、基于行星球磨机等的湿式粉碎。喷磨机例如在“化学工业论文集”、第6卷、第5号、(1980)、527～532页有说明。
磨粒可以包含除了金属氧化物以外的构成成分。作为除了金属氧化物以外的构成成分，可以列举铈系化合物(氧化铈除外)、氮化硅、α-赛隆、氮化铝、氮化钛、碳化硅、碳化硼等。作为铈系化合物，可以列举氢氧化铈、硝酸铈铵、乙酸铈、硫酸铈水合物、溴酸铈、溴化铈、氯化铈、草酸铈、硝酸铈、碳酸铈等。
从容易得到氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以磨粒的总质量(研磨液中包含的磨粒的总质量)为基准，磨粒中的金属氧化物(例如氧化铈)的含量的下限优选为50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为90质量％以上，尤其优选为95质量％以上，极其优选为97质量％以上，非常优选为99质量％以上。包含金属氧化物的磨粒可以是实质上由金属氧化物组成的形式(实质上磨粒的100质量％为金属氧化物的形式)。磨粒可以是不包含氧化锆的形式。
从容易得到被研磨材料(例如氧化硅等绝缘材料)的高的研磨速度的观点考虑，磨粒的平均粒径的下限优选为50nm以上，更优选为70nm以上，进一步优选为80nm以上，尤其优选为90nm以上。从容易抑制研磨划痕的观点考虑，磨粒的平均粒径的上限优选为500nm以下，更优选为300nm以下，进一步优选为280nm以下，尤其优选为250nm以下，极其优选为200nm以下，非常优选为180nm以下，更进一步优选为150nm以下，进一步优选为120nm以下，尤其优选为100nm以下。从这些观点考虑，磨粒的平均粒径优选为50～500nm。
为了控制磨粒的平均粒径，能够使用以往公知的方法。以氧化铈粒子为例，作为磨粒的平均粒径的控制方法，可以列举上述煅烧温度、煅烧时间、粉碎条件等的控制，过滤、分级等的适用等。作为磨粒的平均粒径，能够使用由激光衍射/散射式粒度分布计测定了分散有磨粒的研磨液样品的算术平均直径。磨粒的平均粒径例如是使用HORIBA,Ltd.制造的LA-920(商品名称)等测定的值。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，研磨液中的磨粒的zeta电位(表面电位)优选为正(zeta电位大于0mV)。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，磨粒的zeta电位的下限优选为10mV以上，更优选为20mV以上，进一步优选为30mV以上，尤其优选为40mV以上，极其优选为50mV以上，非常优选为60mV以上。磨粒的zeta电位的上限优选为200mV以下，更优选为150mV以下，进一步优选为100mV以下，尤其优选为80mV以下，极其优选为70mV以下。从这些观点考虑，磨粒的zeta电位优选为大于0mV且200mV以下，更优选为10～200mV，进一步优选为30～70mV。磨粒的zeta电位例如能够使用动态光散射型电位测定装置(例如Beckman Coulter K.K.制造的DelsaNano C(装置名称))进行测定。
以研磨液的总量为基准，磨粒的含量优选为下述范围。从容易实现高的研磨速度的观点考虑，磨粒的含量的下限优选为0.01质量％以上，更优选为0.05质量％以上，进一步优选为0.10质量％以上，尤其优选为大于0.10质量％，极其优选为0.15质量％以上，非常优选为0.18质量％以上，更进一步优选为大于0.18质量％，进一步优选为0.20质量％以上，尤其优选为0.25质量％以上，极其优选为大于0.25质量％，非常优选为0.30质量％以上，更进一步优选为0.50质量％以上，进一步优选为0.70质量％以上，尤其优选为0.90质量％以上，极其优选为0.95质量％以上。从容易抑制磨粒凝聚的观点及容易实现高的研磨速度的观点考虑，磨粒的含量的上限优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为3.0质量％以下，尤其优选为2.0质量％以下，极其优选为1.5质量％以下，非常优选为1.0质量％以下。从这些观点考虑，磨粒的含量优选为0.01～10质量％，更优选为0.10～10质量％，进一步优选为0.10～3.0质量％。
(羟基酸化合物)
本实施方式所涉及的研磨液含有选自由具有以下述通式(A1)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种羟基酸化合物(以下，称为“特定羟基酸化合物”。)。羟基酸是具有羟基的羧酸。
[式中，R11表示氢原子或羟基，R12表示氢原子、烷基或芳基，n11表示0以上的整数，n12表示0以上的整数。其中，R11及R12两者为氢原子的情况除外。]
作为具有以通式(A1)表示的结构的羟基酸盐，可以列举羧基的氢原子被取代为碱金属(例如钠原子)的盐等。本实施方式所涉及的研磨液可以含有或不含有除了特定羟基酸化合物以外的羟基酸化合物。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，特定羟基酸化合物优选满足下述特征的至少一个。
R12的烷基的碳原子数优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为1或2。
R12的芳基优选为苯基。
n11优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为0或1。
n12优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为0或1，尤其优选为1。
特定羟基酸化合物优选具有分支的碳链。
特定羟基酸化合物优选不具有聚氧化烯基(例如聚氧化乙烯基)。
特定羟基酸化合物优选为选自由分子量为90～200的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种。分子量的下限优选为95以上，更优选为100以上，进一步优选为大于100，尤其优选为102以上，极其优选为104以上。分子量的上限优选为180以下，更优选为170以下，进一步优选为160以下，尤其优选为150以下。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，特定羟基酸化合物优选包含由具有以下述通式(A2)表示的结构的羟基酸及其盐、以及具有以下述通式(A3)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种。
[式中，R21及R22分别独立地表示氢原子、烷基或芳基，R21及R22的碳原子数的总和为2以上。]
[式中，R3表示氢原子、烷基或芳基，n31表示0～2的整数，n32表示0以上的整数。]
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以通式(A2)表示的结构优选满足下述特征的至少一个。
R21的烷基的碳原子数优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为1或2。
R21的芳基优选为苯基。
R21及R22的碳原子数的总和优选为2～9，更优选为2～6，进一步优选为2～4。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以通式(A3)表示的结构优选满足下述特征的至少一个。
R3优选为氢原子或烷基。
R3的烷基的碳原子数优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为1或2。
n31优选为0或1。
n32优选为0～3，更优选为0～2，进一步优选为0或1，尤其优选为1。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，特定羟基酸化合物优选包含选自由甘油酸、扁桃酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、2,2-双(羟甲基)丁酸及羟基异丁酸组成的组中的至少一种，更优选包含选自由甘油酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、2,2-双(羟甲基)丁酸及羟基异丁酸组成的组中的至少一种，进一步优选包含选自由2,2-双(羟甲基)丁酸及羟基异丁酸组成的组中的至少一种。作为羟基异丁酸，可以列举2-羟基异丁酸(别名：2-甲基乳酸)、3-羟基异丁酸等。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以羟基酸化合物(本实施方式所涉及的研磨液中含有的羟基酸化合物)的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量的下限优选为50质量％以上，更优选为70质量％以上，进一步优选为90质量％以上，尤其优选为95质量％以上，极其优选为97质量％以上，非常优选为99质量％以上。本实施方式所涉及的研磨液中含有的羟基酸化合物可以是实质上由特定羟基酸化合物组成的形式(实质上，本实施方式所涉及的研磨液中含有的羟基酸化合物的100质量％为特定羟基酸化合物的形式)。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以酸成分(本实施方式所涉及的研磨液中含有的酸成分)的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量优选为下述范围。特定羟基酸化合物的含量的下限优选为5质量％以上，更优选10质量％以上，进一步优选为大于10质量％，尤其优选为15质量％以上，极其优选大于15质量％以上，非常优选为20质量％以上。特定羟基酸化合物的含量的上限优选为90质量％以下，更优选为85质量％以下，进一步优选为80质量％以下，特别优选为75质量％以下，极其优选为70质量％以下。从这些观点出发，特定羟基酸化合物的含量优选为5～90质量％。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到特别高的研磨速度的观点考虑，以酸成分的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量的下限优选大于20质量％，更优选为30质量％以上，进一步优选为30质量％以上，尤其优选为40质量％以上，极其优选为50质量％以上。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量优选为下述范围。特定羟基酸化合物的含量的下限优选为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，尤其优选为0.06质量％以上，极其优选为0.07质量％以上，非常优选为0.075质量％以上。特定羟基酸化合物的含量的上限优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为3.0质量％以下，尤其优选为1.0质量％以下，极其优选为0.80质量％以下，非常优选为0.70质量％以下，更进一步优选为0.60质量％以下，进一步优选为0.50质量％以下，尤其优选为0.40质量％以下，极其优选为小于0.40质量％，非常优选为0.30质量％以下。从这些观点考虑，特定羟基酸化合物的含量优选为0.01～10质量％，更优选为0.01～1.0质量％。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到特别高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量的下限优选为0.08质量％以上，更优选为0.10质量％以上，进一步优选为大于0.10质量％，尤其优选为0.15质量％以上，极其优选为0.20质量％以上，非常优选为0.25质量％以上，更进一步优选为0.30质量％以上。在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的特别高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，特定羟基酸化合物的含量的上限优选为0.25质量％以下，更优选为0.20质量％以下，进一步优选为0.15质量％以下，尤其优选为0.10质量％以下，极其优选为小于0.10质量％，非常优选为0.08质量％以下，更进一步优选为0.075质量％以下。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，羟基酸化合物的含量相对于磨粒的含量(本实施方式所涉及的研磨液中含有的羟基酸化合物的总量)的比率A1(羟基酸化合物的含量/磨粒的含量)，和/或特定羟基酸化合物的含量相对于磨粒的含量的比率A2(特定羟基酸化合物的含量/磨粒的含量)优选为下述范围(以下，将比率A1及比率A2称为“比率A”)。比率A的下限优选为0.01以上，更优选为0.03以上，进一步优选为0.05以上，尤其优选为0.06以上，极其优选为0.07以上，非常优选为0.075以上。比率A的上限优选为10以下，更优选为5.0以下，进一步优选为3.0以下，尤其优选为1.0以下，极其优选为0.80以下，非常优选为0.70以下，更进一步优选为0.60以下，进一步优选为0.50以下，尤其优选为0.40以下，极其优选为小于0.40，非常优选为0.30以下。从这些观点考虑，比率A优选为0.01～10。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到特别高的研磨速度的观点考虑，比率A的下限优选为0.08以上，更优选为0.10以上，进一步优选为大于0.10，尤其优选为0.15以上，极其优选为0.20以上，非常优选为0.25以上，更进一步优选为0.30以上。在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的特别高的研磨速度的观点考虑，比率A的上限优选为0.25以下，更优选为0.20以下，进一步优选为0.15以下，尤其优选为0.10以下，极其优选为小于0.10，非常优选为0.08以下，更进一步优选为0.075以下。
(其他成分)
本实施方式所涉及的研磨液还可以含有其他添加剂(磨粒及羟基酸化合物除外)。作为添加剂，可以列举除了羟基酸化合物以外的酸成分；碱性成分；水溶性高分子；非离子性表面活性剂等。酸成分及碱性成分能够用作用于调整pH的pH调节剂。本实施方式所涉及的研磨液可以含有缓冲剂，以使pH稳定化。作为缓冲液(包含缓冲剂的溶液)，可以添加缓冲剂。作为缓冲液，可以列举乙酸盐缓冲液、邻苯二甲酸盐缓冲液等。
本实施方式所涉及的研磨液可以含有选自由氨基酸及氨基酸衍生物组成的组中的至少一种氨基酸成分作为除了羟基酸化合物以外的酸成分。作为氨基酸衍生物，可以列举氨基酸酯、氨基酸盐、肽等。氨基酸是具有氨基及羧基两种官能团的化合物。
作为氨基酸成分，可以列举甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸(别名：3-氨基丙酸)、2-氨基丁酸、正缬氨酸、缬氨酸、亮氨酸、正亮氨酸、异亮氨酸、别异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、肌氨酸、鸟氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、别苏氨酸、高丝氨酸、酪氨酸、3,5-二碘-酪氨酸、β-(3,4-二羟基苯基)-丙氨酸、甲状腺素、4-羟基-脯氨酸、半胱酰胺、甲硫氨酸、乙硫氨酸、羊毛硫氨酸、胱硫醚、胱胺酸、半胱氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、S-(羧甲基)-半胱氨酸、4-氨基丁酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、重氮丝氨酸、精氨酸、刀豆氨酸、瓜胺酸、δ-羟基-赖氨酸、肌酸、犬尿氨酸、组氨酸、1-甲基-组氨酸、3-甲基-组氨酸、麦角硫因、色氨酸、甘氨酰甘氨酸、二甘氨酰甘氨酸、加压素、催产素、肛褶蛙肽、章鱼毒素、胰高血糖素、分泌素、阿黑皮素原、胆啡肽、前强啡肽等。
从容易抑制磨粒(氧化铈粒子等)凝聚的观点考虑，氨基酸成分优选包含低分子量的氨基酸。氨基酸成分的分子量优选为300以下，更优选为250以下，进一步优选为200以下。作为这种氨基酸，可以列举甘氨酸(分子量75)、α-丙氨酸(分子量89)、β-丙氨酸(分子量89)、丝氨酸(分子量105)、组氨酸(分子量155)、甘氨酰甘氨酸(分子量132)、二甘氨酰甘氨酸(分子量189)等。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，氨基酸成分优选包含甘氨酸。
以研磨液的总质量为基准，除了羟基酸化合物以外的酸成分(例如氨基酸成分)的含量优选为下述范围。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，除了羟基酸化合物以外的酸成分的含量的下限优选为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.02质量％以上，尤其优选为0.03质量％以上，极其优选为0.05质量％以上，非常优选为0.10质量％以上，更进一步优选为0.20质量％以上。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，除了羟基酸化合物以外的酸成分的含量的上限优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为3.0质量％以下，尤其优选为1.0质量％以下，极其优选为0.50质量％以下，非常优选为0.40质量％以下。从这些观点考虑，除了羟基酸化合物以外的酸成分的含量优选为0.005～10质量％。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，氨基酸成分的含量相对于羟基酸化合物的含量(本实施方式所涉及的研磨液中含有的羟基酸化合物的总量)的比率B1(氨基酸成分的含量/羟基酸化合物的含量)，和/或氨基酸成分的含量相对于特定羟基酸化合物的含量的比率B2(氨基酸成分的含量/特定羟基酸化合物的含量)优选为下述范围(以下，将比率B1及比率B2称为“比率B”)。比率B的下限优选为0.01以上，更优选为0.05以上，进一步优选为0.10以上，尤其优选为0.30以上，极其优选为0.50以上。比率B的上限优选为10以下，更优选为8.0以下，进一步优选为5.0以下，尤其优选为4.0以下。从这些观点考虑，比率B优选为0.01～10。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到非常高的研磨速度的观点考虑，比率B的上限优选为3.0以下，更优选为2.0以下，进一步优选为1.5以下，尤其优选为1.0以下。
作为碱性成分，可以列举杂环式胺、烷醇胺、氨、氢氧化钠、四甲基氢氧化铵(TMAH)等。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有碱性成分。
杂环式胺是具有至少一个杂环的胺。作为杂环式胺，例如可以列举吡咯烷、吡咯、咪唑、吡唑、噁唑、噻唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、四嗪及它们的衍生物(将这些化合物结构作为骨架的化合物)。作为衍生物，能够使用氨基噻唑、二烷基吡唑(例如3,5-二烷基吡唑等二甲基吡唑)等。在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，杂环式胺优选包含选自由氨基噻唑及二烷基吡唑(例如3,5-二烷基吡唑等二甲基吡唑)组成的组中的至少一种。
以研磨液总量为基准，杂环式胺的含量优选为下述范围。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，杂环式胺含量的下限优选为0.001质量％以上，更优选为0.005质量％以上，进一步优选为0.01质量％以上。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，杂环式胺含量的上限优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为3.0质量％以下，尤其优选为1.0质量％以下，极其优选为0.50质量％以下，非常优选为0.30质量％以下。从这些观点出发，杂环式胺的含量优选为0.001～10质量％。
烷醇胺是具有与烷烃骨架键合的羟基及氨基的化合物。作为烷醇胺，可以列举甲醇胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、丙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-聚氧化丙烯乙二胺、氨乙基乙醇胺、庚胺、异他林、鞘氨醇等。
以研磨液总量为基准，烷醇胺的含量优选为下述范围。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，烷醇胺含量的下限优选为0.001质量％以上，更优选为0.005质量％以上，进一步优选为0.01质量％以上。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，烷醇胺含量的上限优选为10质量％以下，更优选为5.0质量％以下，进一步优选为3.0质量％以下，尤其优选为1.0质量％以下，极其优选为0.50质量％以下，非常优选为0.30质量％以下。从这些观点出发，烷醇胺的含量优选为0.001～10质量％。
作为水溶性高分子，可以列举聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸共聚物盐等聚丙烯酸系聚合物；聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐等聚甲基丙烯酸系聚合物；聚丙烯酰胺；聚二甲基丙烯酰胺；藻酸、果胶酸、羧甲基纤维素、琼脂、凝胶多糖、糊精、环糊精、普鲁兰多糖等多糖類；聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯醛等乙烯系聚合物；聚甘油、聚甘油衍生物等甘油系聚合物；聚乙二醇等。
本实施方式所涉及的研磨液可以不含有水溶性高分子。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有水溶性高分子。例如，本实施方式所涉及的研磨液可以含有选自由聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甘油及聚乙二醇组成的组中的至少一种。
作为非离子性表面活性剂，可以列举聚氧丙烯聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯醚衍生物、聚氧丙烯甘油醚、聚乙二醇的氧乙烯加成物、甲氧基聚乙二醇的氧乙烯加成物、乙炔系二醇的氧乙烯加成物等醚型表面活性剂；脱水山梨糖醇脂肪酸酯、甘油挥发性脂肪酸酯等酯型表面活性剂；聚氧乙烯烷基胺等氨基醚型表面活性剂；聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯甘油挥发性脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酯等醚酯型表面活性剂；脂肪酸烷醇酰胺、聚氧乙烯脂肪酸烷醇酰胺等烷醇酰胺型表面活性剂；乙炔系二醇的氧乙烯加成物；聚乙烯吡咯烷酮；聚丙烯酰胺；聚二甲基丙烯酰胺；聚乙烯醇等。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有非离子性表面活性剂。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，具有羟基的高分子化合物的含量的上限可以小于0.01质量％，可以为0.005质量％以下，可以为0.001质量％以下，可以为0.0001质量％以下，也可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有具有羟基的高分子化合物。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，具有酰胺基的高分子化合物的含量的上限可以小于0.01质量％，可以为0.005质量％以下，可以为0.001质量％以下，可以为0.0001质量％以下，也可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有具有酰胺基的高分子化合物。例如，本实施方式所涉及的研磨液可以不含有聚-N-乙烯基乙酰胺。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，具有环状结构的化合物(例如具有两个以上环状结构的化合物)的含量的上限可以小于0.01质量％，可以为0.005质量％以下，可以为0.001质量％以下，可以小于0.001质量％，可以为0.0001质量％以下，也可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有具有环状结构的化合物(例如具有两个以上环状结构的化合物)。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，具有聚亚烷基链的化合物的含量的上限可以小于0.01质量％，可以为0.005质量％以下，可以为0.001质量％以下，可以为0.0001质量％以下，也可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有具有聚亚烷基链的化合物。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，水溶性聚酰胺的含量的上限可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有水溶性聚酰胺。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总质量为基准，偶氮化合物(例如偶氮衍生物)的含量的上限可以小于0.025质量％，可以为0.02质量％以下，可以为0.01质量％以下，可以为0.005质量％以下，可以为0.001质量％以下，可以为0.0001质量％以下，也可以小于0.0001质量％。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有偶氮化合物(例如偶氮衍生物)。
在本实施方式所涉及的研磨液中，以研磨液的总量为基准，氧化剂含量的上限可以小于0.003mol/L，也可以为0.001mol/L以下。本实施方式所涉及的研磨液可以不含有氧化剂。
(水)
本实施方式所涉及的研磨液含有水。作为水，可以列举去离子水、超纯水等。水的含量不受特别的限定，可以是除了其他构成成分的含量以外的研磨液的剩余部分。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，磨粒及水的总量优选为下述范围。磨粒及水的总量的下限优选为95质量％以上，更优选为96质量％以上，进一步优选为97质量％以上，尤其优选为98质量％以上，极其优选为99质量％以上，非常优选为大于99质量％，更进一步优选为99.1质量％以上，进一步优选为99.2质量％以上，尤其优选为99.3质量％以上，极其优选为99.4质量％以上。磨粒及水的总量的上限优选小于100质量％，更优选为99.9质量％以下，进一步优选为99.8质量％以下。从这些观点考虑，磨粒及水的总量优选为95质量％以上且小于100质量％。在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的特别高的研磨速度的观点考虑，磨粒及水的总量优选大于99.4质量％，更优选为99.5质量％以上，进一步优选为99.6质量％以上。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，羟基酸化合物及水的总量优选为下述范围。羟基酸化合物及水的总量的下限优选为95质量％以上，更优选为96质量％以上，进一步优选为97质量％以上，尤其优选为98质量％以上，极其优选为98.2质量％以上，非常优选为98.4质量％以上，更进一步优选为98.6质量％以上，进一步优选为98.7质量％以上。羟基酸化合物及水的总量的上限优选小于100质量％，更优选为99.8质量％以下，进一步优选为99.5质量％以下，尤其优选为99.2质量％以下，极其优选为99质量％以下，非常优选小于99质量％。从这些观点考虑，羟基酸化合物及水的总量优选为95质量％以上且小于100质量％。
在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，从不取决于凹凸状态而容易得到高的研磨速度的观点考虑，以及在研磨不具有凹凸的被研磨面的情况下，从容易实现氧化硅的高的研磨速度的观点考虑，以研磨液的总质量为基准，磨粒、羟基酸化合物及水的总量的下限优选为95质量％以上，更优选为96质量％以上，进一步优选为97质量％以上，尤其优选为98质量％以上，极其优选为99质量％以上，非常优选为99.2质量％以上，更进一步优选为99.4质量％以上，进一步优选为99.6质量％以上，尤其优选为99.8质量％以上，极其优选为99.9质量％以上，非常优选为99.95质量％以上。磨粒、羟基酸化合物及水的总量可以为100质量％或小于100质量％。
(pH)
从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，本实施方式所涉及的研磨液的pH的下限优选为1.0以上，更优选为1.5以上，进一步优选为2.0以上，尤其优选为2.2以上，极其优选为2.4以上，非常优选为2.5以上，更进一步优选为3.0以上，进一步优选为3.2以上，尤其优选为3.4以上，极其优选大于3.4。从容易实现氧化硅的充分高的研磨速度的观点考虑，pH的上限优选为7.0以下，更优选为6.5以下，进一步优选为6.0以下，尤其优选为5.5以下，极其优选为5.0以下，非常优选为4.5以下，更进一步优选为4.0以下，进一步优选小于4.0，尤其优选为3.8以下，极其优选为3.5以下。从这些观点考虑，研磨液的pH优选为1.0～7.0，更优选为3.0～7.0，进一步优选为3.0～6.0，尤其优选为3.0～5.0，极其优选为3.5～5.0。研磨液的pH定义为液温25℃下的pH。
本实施方式所涉及的研磨液的pH能够用pH计(例如DKK-TOA CORPORATION制造的型号PHL-40)来测定。例如使用标准缓冲液(邻苯二甲酸盐pH缓冲液、pH：4.01；中性磷酸盐pH缓冲液，pH：6.86；硼酸盐pH缓冲液，pH：9.18)进行3点校正之后，将电极放入研磨液中，由所述测定装置测定经过3分钟以上而稳定后的pH。此时，标准缓冲液和研磨液的液温均设为25℃。
(保存方式及使用方式)
本实施方式所涉及的研磨液可以保存为至少包含磨粒和羟基酸化合物的一液式研磨液，也可以保存为以将浆料(第1液)与添加液(第2液)进行混合而成为所述研磨液的方式将所述研磨液的构成成分分为浆料和添加液的多液式(例如二液式)研磨液组。浆料例如至少包含磨粒和水。添加液例如至少包含羟基酸化合物和水。
在本实施方式所涉及的研磨液组中，当即将研磨或研磨时，浆料及添加液被混合而制作研磨液。并且，一液式研磨液可以保存为减少了液态介质的含量的研磨液用存储液，并且当研磨时用液态介质来稀释而使用。多液式研磨液组可以保存为减少了液态介质的含量的浆料用存储液及添加液用存储液，并且当研磨时用液态介质来稀释而使用。
＜研磨方法＞
本实施方式所涉及的研磨方法具备使用本实施方式所涉及的研磨液来研磨被研磨面的研磨工序。研磨工序例如是使用本实施方式所涉及的研磨液对表面上具有绝缘材料(例如氧化硅等绝缘材料)的基体的该绝缘材料进行研磨的工序。研磨工序例如是一边将本实施方式所涉及的研磨液供给到被研磨材料(例如绝缘材料)与研磨用部件(研磨垫等)之间，一边通过研磨部件来研磨被研磨材料的工序。被研磨材料可以包含绝缘材料，也可以包含无机绝缘材料，也可以包含氧化硅。研磨工序例如是使用各成分的含量、pH等被调整的研磨液，通过CMP技术使表面上具有绝缘材料(例如氧化硅等绝缘材料)的基体平坦化的工序。被研磨材料可以为膜状(被研磨膜)，也可以是氧化硅膜等绝缘膜。
研磨工序可以是研磨基体的工序，所述基体具备：基板，在表面上具有凹凸；止挡器，沿着该基板的表面形状设置于基板上；及绝缘材料(例如氧化硅)，沿着该止挡器的形状设置于止挡器上。研磨工序可以具有：第1工序(粗化工序)，直至止挡器中的位于基板表面的凸部上的部分的露出为止，将绝缘材料进行研磨而去除；及第2工序(精加工工序)，在第1工序之后，将止挡器及绝缘材料进行研磨而去除。本实施方式所涉及的研磨液及研磨方法能够使用于选自由第1工序及第2工序组成的组中的至少一种。止挡器可以包含氮化硅。止挡器可以为膜状(止挡膜)，也可以是氮化硅膜。
本实施方式所涉及的研磨方法在如下器件的制造过程中，适合研磨在表面上具有被研磨材料(例如氧化硅等绝缘材料)的基体。作为器件，可以列举二极管、晶体管、化合物半导体、热敏电阻、压敏电阻、晶闸管等个别半导体；DRAM(动态随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、掩模ROM(掩模只读存储器)、EEPROM(电可擦除只读存储器)、闪存等存储元件；微处理器、DSP、ASIC等逻辑电路元件；以MM IC(微波单片集成电路)为代表的化合物半导体等集成电路元件；混合集成电路(混合IC)、发光二极管、电荷耦合元件等光电转换元件等。
本实施方式所涉及的研磨方法尤其适合于在表面上具有台阶(凹凸)的基体中的该表面的平坦化。作为基体，例如可以列举逻辑用半导体器件。被研磨材料可以具有从上方观察时凹部或凸部设置成T字形或格子形的部分。例如，具有被研磨材料的研磨对象可以是具有存储单元的半导体基板。根据本实施方式，在具备具有存储单元的半导体基板的半导体器件(DRAM、闪存等)的表面上设置的绝缘材料(例如氧化硅等绝缘材料)也能够以高速度进行研磨。根据本实施方式，关于在容易出现密度依赖性的3D-NAND闪存的表面上设置的绝缘材料(例如氧化硅等绝缘材料)，也能够在确保高平坦性的同时，以高的研磨速度进行研磨。
本实施方式所涉及的研磨方法能够研磨具有线宽相对于线宽(L：Line)及间隔宽度(S：Space)的总和的比例在下述范围内的图案的被研磨材料。线宽的比例可以为10％以上、20％以上、30％以上、40％以上或50％以上。线宽的比例可以为60％以下、50％以下、40％以下、30％以下或20％以下。线宽及间隔宽度的总和可以为50μm以上、80μm以上或100μm以上。线宽及间隔宽度的总和可以为200μm以下、150μm以下、120μm以下或100μm以下。本实施方式所涉及的研磨液能够用于研磨具有线宽比例在这些范围内的图案的被研磨材料。本实施方式能够提供研磨液的制造方法，其具备选择工序，所述选择工序根据对具有L/S＝50/50μm的图案的被研磨材料(例如氧化硅)进行了研磨时的研磨速度、以及对具有L/S＝20/80μm的图案的被研磨材料(例如氧化硅)进行了研磨时的研磨速度来选择研磨液。在选择工序中，可以根据对具有L/S＝50/50μm的图案的被研磨材料(例如氧化硅)进行了研磨时的研磨速度为 以上，以及对具有L/S＝20/80μm的图案的被研磨材料(例如氧化硅)进行了研磨时的研磨速度为以上来选择研磨液。
研磨对象并不限定于具有覆盖整个表面的氧化硅的基体，也可以是在表面上除了氧化硅以外还具有氮化硅、多晶硅等的基体。研磨对象可以是在具有规定配线的配线板上形成有绝缘材料(例如氧化硅、玻璃、氮化硅等无机绝缘材料)、多晶硅、Al、Cu、Ti、TiN、W、Ta、TaN等的基体。
作为研磨装置，例如优选为具备保持基体的保持件、粘贴研磨垫的研磨平台、将研磨液供给到研磨垫上的构件的装置。作为研磨装置，可以列举EBARA CORPORATION.制造的研磨装置(型号：EPO-111、EPO-222、FREX200、FREX300等)、Applied Materials,Inc.制造的研磨装置(商品名称：Mirra3400、Reflexion研磨机等)等。
作为研磨垫，可以使用通常的无纺布、发泡体、非发泡体等。作为研磨垫的材质，能够使用聚氨酯、丙烯酸树脂、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纤维素、纤维素酯、聚酰胺(例如尼龙(商标名称)及芳纶纤维)、聚酰亚胺、聚酰亚胺酰胺、聚硅氧烷共聚物、环氧乙烷化合物、酚醛树脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、环氧树脂等树脂。从容易得到优异的研磨速度及平坦性的观点考虑，作为研磨垫的材质，尤其优选为选自由发泡聚氨酯及非发泡聚氨酯组成的至少一种。研磨垫优选实施有使研磨液蓄积的槽加工。
作为研磨条件，虽热不受特别的限制，但是从不使基体飞出的观点考虑，研磨平台的转速优选为200rpm(min-1)以下，从容易抑制被研磨面的划痕的观点考虑，施加于基体上的压力(加工荷载)优选为100kPa以下。在研磨期间，优选通过泵等将研磨液连续供给到研磨垫。该供给量虽然不受限制，但是优选研磨垫的表面始终被研磨液覆盖。
在研磨结束之后，在流水中充分地清洗基体，此外，优选由旋转干燥机等擦掉附着在基体上的水滴之后使其干燥。
通过如此进行研磨，能够消除表面的凹凸，并遍及整个基体得到平滑的表面。通过重复规定次数的被研磨材料的形成及研磨，能够制造具有所期望层数的基体。
如此得到的基体能够用作各种电子组件及机械组件。作为具体例，可以列举半导体元件；光掩模、透镜、棱镜等光学玻璃；ITO等无机导电膜；由玻璃及结晶质材料构成的光集成电路/光开关元件·光导波路；光纤的端面、闪烁器等光学用单晶；固体激光单晶；蓝色激光LED用蓝宝石基板；SiC、GaP、GaAs等半导体单晶；磁盘用玻璃基板；磁头等。
实施例
以下，根据实施例，对本发明进行更详细的说明。然而，只要不脱离本发明的技术思想，则本发明并不限定于这些实施例。例如，研磨液材料的种类及其配合比率也可以是除了本实施例中记载的种类及比率以外的种类及比率，研磨对象的组成及结构也可以是除了本实施例中记载的组成及结构以外的组成及结构。
＜磨粒的制作＞
在将碳酸铈水合物40kg放入氧化铝制容器中之后，在830℃下，经2小时在空气中进行煅烧，从而得到黄白色粉末20kg。通过X射线衍射法对该粉末进行相鉴定，确认到该粉末包含多晶体的氧化铈。通过SEM观察了通过煅烧得到的粉末的粒径时为20～100μm。接着，使用喷磨机将氧化铈粉末20kg进行了干式粉碎。通过SEM观察了粉碎后的氧化铈粉末时，确认到含有包含具有晶界的多晶氧化铈的粒子。并且，氧化铈粉末的比表面积为9.4m2/g。比表面积的测定通过BET法而实施。
＜CMP用研磨液的制备＞
将上述氧化铈粉末15kg及去离子水84.7kg放入容器中进行了混合。此外，添加1N的乙酸水溶液0.3kg搅拌10分钟，由此得到氧化铈混合液。将该氧化铈混合液经30分钟送入其他容器中。在此期间，在进行送液的配管内，对氧化铈混合液以400kHz的超声波频率进行了超声波照射。
得到含有上述磨粒1.0质量％、表1～3中记载酸成分(羟基酸化合物及其他酸成分)及去离子水(剩余部分)的CMP研磨液。
使用激光衍射/散射式粒度分布计(HORIBA,Ltd.制造、商品名称：LA-920)测定了研磨液中的磨粒的平均粒径时，平均粒径均为90nm。
根据以下条件，测定了CMP研磨液的pH。实施例及除了比较例1以外的比较例中的pH为3.5，比较例1的pH为5.0。
测量温度：25℃
测定装置：DKK-TOA CORPORATION制造、型号PHL-40
测定方法：使用标准缓冲液(邻苯二甲酸盐pH缓冲液、pH：4.01(25℃)；中性磷酸盐pH缓冲液，pH：6.86(25℃)；硼酸盐pH缓冲液，pH：9.18)进行3点校正后，将电极放入研磨液中，由所述测定装置测定了经过3分钟以上稳定后的pH。
在Beckman Coulter,K.K.制造的商品名称：DelsaNano C内放入适量的二氧化铈浆料，在25℃下进行了两次测定。得到所显示的zeta电位的平均值作为zeta电位。二氧化铈浆料中的二氧化铈粒子的zeta电位为+60mV。
＜研磨液特性的评价＞
(晶片的准备)
使用上述CMP研磨液，在下述研磨条件下研磨在表面上具有氧化硅膜的控片镀膜晶片，从而求出研磨速度(控片镀膜晶片研磨速度)。控片镀膜晶片是具有配置于直径200mm硅基板上的膜厚为1000nm的氧化硅膜的晶片。
使用上述CMP研磨液，在下述研磨条件下研磨具有凹凸氧化硅膜作为被研磨膜的图案晶片，从而求出研磨速度。在直径为200mm的硅基板上的一部分形成了氮化硅膜作为止挡膜之后，将不具有氮化硅膜的部分的硅基板蚀刻350nm而形成凹部，接着，通过等离子CVD法将600nm的氧化硅膜成膜于止挡膜上及凹部内，从而得到图案晶片。图案晶片具有L/S＝50/50μm及L/S＝20/80μm的图案。
[研磨条件]
研磨装置：CMP用研磨机Mirra3400(Applied Materials,Inc.制造)
研磨垫：多孔质氨基甲酸酯垫IC-1010(Rohm and Haas Company制造)
研磨压力：3.0psi(20.7kPa)
平台转速：126rpm
磁头转速：125rpm
CMP研磨液的供给量：200ml/min
研磨时间：30秒
(控片镀膜晶片研磨速度的计算)
使用Filmetrics Japan,Inc.制造的光干涉式膜厚测定装置(装置名称：F80)测定了氧化硅膜的研磨前后的膜厚。测定在通过晶片的中心的线(直径)上等间隔的79点的膜厚，得到其平均值作为膜厚。根据研磨前后的膜厚和研磨时间，以下述式算出研磨速度。将结果示于表1～表3中。
(图案晶片研磨速度的计算)
使用nanometrics Inc制造的光干涉式膜厚装置(Nanospec AFT-5100)测定了氧化硅膜的研磨前后的膜厚。根据研磨前后的膜厚和研磨时间，以下述式算出研磨速度。将结果示于表1～表3中。
[表1]
[表2]
[表3]
在实施例中，可知在研磨具有凹凸的被研磨面的情况下，能够不取决于凹凸状态而得到高的研磨速度。

Claims (54)

1.一种研磨液，其含有：磨粒，包含金属氧化物；羟基酸化合物，选自由具有以下述通式(A1)表示的结构的羟基酸及其盐组成的组中的至少一种；氨基酸成分；及水，所述羟基酸化合物的含量相对于所述磨粒的含量的比率为0.50以下，所述氨基酸成分的含量相对于所述羟基酸化合物的含量的比率为3.0以下；
式中，R11表示氢原子或羟基，R12表示氢原子、烷基或芳基，n11表示0以上的整数，n12表示0以上的整数，其中，R11及R12两者为氢原子的情况除外。
2.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述通式(A1)的所述R12的烷基的碳原子数为1或2。
3.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述通式(A1)的所述R12的芳基为苯基。
4.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述通式(A1)的所述n11为0或1。
5.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述通式(A1)的所述n12为1。
6.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物具有分支的碳链。
7.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物不具有聚氧化烯基。
8.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸的分子量为90～200。
9.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物包含具有以下述通式(A2)表示的结构的羟基酸及其盐，
式中，R21及R22分别独立地表示氢原子、烷基或芳基，R21及R22的碳原子数的总和为2以上。
10.根据权利要求9所述的研磨液，其中，
所述通式(A2)的所述R21的烷基的碳原子数为1或2。
11.根据权利要求9所述的研磨液，其中，
所述通式(A2)的所述R21的芳基为苯基。
12.根据权利要求9所述的研磨液，其中，
所述通式(A2)的所述R21及所述R22的碳原子数的总和为2～4。
13.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物包含具有以下述通式(A3)表示的结构的羟基酸及其盐，
式中，R3表示氢原子、烷基或芳基，n31表示0～2的整数，n32表示0以上的整数。
14.根据权利要求13所述的研磨液，其中，
所述通式(A3)的所述R3为氢原子或烷基。
15.根据权利要求13所述的研磨液，其中，
所述通式(A3)的所述R3的烷基的碳原子数为1或2。
16.根据权利要求13所述的研磨液，其中，
所述通式(A3)的所述n31为0或1。
17.根据权利要求13所述的研磨液，其中，
所述通式(A3)的所述n32为1。
18.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物包含选自由甘油酸、扁桃酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、2,2-双(羟甲基)丁酸及羟基异丁酸组成的组中的至少一种。
19.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物包含选自由甘油酸、2,2-双(羟甲基)丙酸、2,2-双(羟甲基)丁酸及羟基异丁酸组成的组中的至少一种。
20.根据权利要求18所述的研磨液，其中，
所述羟基异丁酸包含选自由2-羟基异丁酸、以及3-羟基异丁酸组成的组中的至少一种。
21.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量为0.01～10质量％。
22.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量为0.01～1.0质量％。
23.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量为0.10～1.0质量％。
24.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量为0.20～1.0质量％。
25.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量相对于所述磨粒的含量的比率为0.01～0.50。
26.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量相对于所述磨粒的含量的比率为0.05～0.50。
27.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量相对于所述磨粒的含量的比率为0.10～0.50。
28.根据权利要求1所述的研磨液，其中，
所述羟基酸化合物的含量相对于所述磨粒的含量的比率为0.20～0.50。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述金属氧化物包含选自由氧化铈、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、莫来石组成的组中的至少一种。
30.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述金属氧化物包含氧化铈。
31.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的平均粒径为50～500nm。
32.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的平均粒径为50～150nm。
33.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的zeta电位为正。
34.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的zeta电位为30～70mV。
35.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的含量为0.01～10质量％。
36.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述磨粒的含量为0.10～3.0质量％。
37.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的分子量为300以下。
38.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分包含甘氨酸。
39.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的含量为0.005～10质量％。
40.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的含量为0.10～1.0质量％。
41.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的含量相对于所述羟基酸化合物的含量的比率为0.01～3.0。
42.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的含量相对于所述羟基酸化合物的含量的比率为0.10～3.0。
43.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
所述氨基酸成分的含量相对于所述羟基酸化合物的含量的比率为0.01～1.0。
44.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其还含有碱性成分。
45.根据权利要求44所述的研磨液，其中，
所述碱性成分含有杂环式胺。
46.根据权利要求45所述的研磨液，其中，
所述杂环式胺包含选自由氨基噻唑及二烷基吡唑组成的组中的至少一种。
47.根据权利要求45所述的研磨液，其中，
所述杂环式胺的含量为0.001～10质量％。
48.根据权利要求45所述的研磨液，其中，
所述杂环式胺的含量为0.01～1.0质量％。
49.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
pH为1.0～7.0。
50.根据权利要求1至28中任一项所述的研磨液，其中，
pH为3.0～5.0。
51.一种研磨液组，是以将第1液与第2液进行混合而成为权利要求1至50中任一项所述的研磨液的方式，将所述研磨液的构成成分分为所述第1液和所述第2液的多液式研磨液组，
所述第1液至少包含所述磨粒和水，
所述第2液至少包含所述羟基酸化合物和水。
52.权利要求1至50中任一项所述的研磨液在用于研磨含氧化硅的被研磨材料中的应用。
53.一种研磨方法，其具备使用权利要求1至50中任一项所述的研磨液来研磨被研磨材料的工序。
54.根据权利要求53所述的研磨方法，其中，
所述被研磨材料包含氧化硅。
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