CN103333661B

CN103333661B - Cmp用研磨液以及使用该研磨液的研磨方法

Info

Publication number: CN103333661B
Application number: CN201310241712.8A
Authority: CN
Inventors: 佐藤英一; 太田宗宏; 茅根环司; 野部茂; 榎本和宏; 木村忠广; 深泽正人; 羽广昌信; 星阳介
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-10
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2029-12-10
Also published as: CN103333661A; JPWO2010067844A1; CN103342986B; CN103333662A; KR20130063550A; JP5761233B2; JP2013175731A; KR101377902B1; KR101268615B1; TW201030113A; JP2013157614A; JP5397386B2; US9022834B2; JP5761234B2; WO2010067844A1; KR20110083667A; CN102232242A; CN103342986A; US20110275285A1; KR101359197B1

Abstract

本发明涉及一种研磨液，其为含有研磨粒、第1添加剂、第2添加剂和水的CMP用研磨液，所述第1添加剂为4－吡喃酮系化合物，该4－吡喃酮系化合物为下述通式（1）所表示的化合物，式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自独立地为氢原子或1价的取代基，其中，所述第2添加剂为饱和单羧酸。

Description

CMP用研磨液以及使用该研磨液的研磨方法

本申请是申请日为2009年12月10日，申请号为200980148395.7，发明名称为《CMP用研磨液以及使用该研磨液的研磨方法》的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种在半导体晶片材料的化学机械研磨（CMP）中使用的研磨液。并特别涉及一种用于研磨设置在半导体晶片表面上的氧化硅膜的研磨液。

背景技术

在半导体制造领域中，随着超LSI设备的高性能化，在现有技术发展趋势的微细化技术中，兼具高集成化和高速化达到了极限。因此，正在开发一种在推进半导体元件微细化的同时，在垂直方向上也高集成化的技术，即，将配线多层化的技术。

在制造配线多层化器件（device）的过程中，最重要的技术之一包括CMP技术。CMP技术，是通过化学气相蒸镀（CVD）等在基板上形成薄膜后，使其表面平坦化的技术。例如，为了确保光刻（lithography）的焦点深度，通过CMP进行处理是必不可少的。当基板表面上存在有凹凸时，会产生在曝光工序中无法对焦，或无法充分形成微细配线结构等不良情况。CMP技术在器件制造过程中，还适用于如下工序：通过研磨等离子体氧化膜（BPSG、HDP－SiO2、p－TEOS）而形成元件隔离区域的工序、形成层间绝缘膜的工序、或者在将含有氧化硅的膜埋入金属配线中后，使插塞（例如，Al·Cu插塞）平坦化的工序等。

通常，使用能够向研磨垫上供给研磨液的装置进行CMP。通过一边向基板表面和研磨垫之间供给研磨液，一边将基板按在研磨垫上，来研磨基板表面。在CMP技术中，高性能的研磨液是要素技术之一，此前，各种研磨液的开发也在进行中（例如，参见专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－288537号公报

发明内容

发明要解决的问题

需要予以说明的是，在于基板上形成元件隔离区域的工序中，预先在基板表面上设置沟槽，并通过CVD等形成绝缘膜（例如，氧化硅膜）以填埋该沟槽。然后，通过CMP使绝缘膜表面平坦化，由此形成元件隔离区域。在于表面上设置了沟槽等元件隔离结构的基板上形成绝缘膜时，在绝缘膜的表面上也产生对应于元件隔离结构凹凸的凹凸。对于具有凹凸的表面，优先除去凸部，另一方面，慢慢地除去凹部，由此实现平坦化。

为了提高半导体生产的产量，优选尽可能快速地除去基板上所形成的绝缘膜的不必要部分。例如，在为了应对元件隔离区域的狭窄化而采用浅沟槽隔离（STI）时，要求以高研磨速度除去作为绝缘膜而设置在基板上的氧化硅膜的不必要部分。

然而，在使用对氧化硅膜的研磨速度快的CMP用研磨液时，研磨结束后的研磨面通常变得粗糙，存在有平坦性变差的倾向。因此，有时将绝缘膜的研磨处理分成两个阶段，并在各个工序中使用不同种类的研磨液，由此可以实现生产效率的提高。在第1工序（粗加工工序）中，使用对氧化硅膜的研磨速度高的研磨液除去氧化硅膜的大部分。在第2工序（抛光工序）中，慢慢除去氧化硅膜，并抛光至研磨面充分平坦。

在第1工序中，如上所述，要求对氧化硅膜高的研磨速度。然而，即使在使用相同的研磨液时，有时因基板表面的状态而不能达到足够高的研磨速度。例如，在研磨具有平坦的基板、以及设置在其表面上的平坦的氧化硅膜的晶片（氧化硅膜的无图形晶片）时，能够实现对氧化硅膜高的研磨速度，但在研磨表面上具有凹凸的晶片时，有时不能达到期待的研磨速度。另外，通过CMP研磨氧化硅膜的机理很多地方尚未明确，并且产生这种现象的原因也不清楚。

此外，在基板表面上所形成的凹凸有多种形式。例如，因配线宽度而导致的凹凸宽度、凹凸高度或者配线的方向，随着各工序或器件的用途而不同。目前的现状是，以往的CMP研磨液即使能够较好地研磨某些基板，但对于其它类型的基板，也未必能够同样地研磨。特别是如上所述，在将对于氧化硅膜的CMP分成两个阶段以上时，由于在第1工序中高研磨速度比平坦性优先，因而研磨速度的下降会导致生产性的下降。

本发明为解决上述问题的发明，其目的在于提供一种能够实现对氧化硅膜足够高的研磨速度，并且和以往的研磨液相比，不依存于基板表面状态的高通用性的CMP研磨液以及使用该研磨液的研磨方法。

解决问题的方法

本发明人等为了解决上述问题，对于CMP用研磨液中所配合的添加剂反复进行了深入研究。本发明人等使用各种有机化合物作为添加剂，调制了很多研磨液。使用这些研磨液研磨氧化硅膜，进行研磨速度的评价。结果发现，使用具有特定化学结构的化合物作为添加剂，对于实现高研磨速度是有效的，由此完成本发明。

本发明的CMP用研磨液含有研磨粒、添加剂和水，并且添加剂包含1种或2种以上满足全部下述条件i－v的化合物。

i）在分子内具有1个或2个以上包含至少一个碳碳双键（C=C）的环状结构。碳碳双键还包括形成共振结构的碳碳键。

ii）在分子内具有1个以上4个以下－OH结构。－OH结构还包括－COOH基团所具有的－OH结构。

iii）分子内的－COOH基团为1个以下。

iv）在分子内具有下述第1结构和第2结构中的至少一者。

第1结构：具有碳原子C¹以及与碳原子C¹邻接的碳原子C²，并且在碳原子C¹上连接有－OH基团，在碳原子C²上连接有选自－OX基团、=O基团、－NX基团、－NX（C³）基团和－CH=N－OH基团中的至少一个取代基。X为氢原子或碳原子，C³为与氮原子连接的碳原子。在碳原子C¹、C²和C³中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的，并且当X为碳原子时，X中不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。

第2结构：具有碳原子C¹以及与碳原子C¹邻接的碳原子C²，并且在碳原子C¹上连接有－CH=N－OH基团，在碳原子C²上连接有－CH=N－OH基团。在碳原子C¹和C²中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。

v）条件iv中的碳原子C¹和碳原子C²中的至少一者形成条件i中的环状结构的一部分，或者与条件i中的环状结构连接。

根据本发明的CMP用研磨液，可以实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度。此外，高研磨速度并不较大程度地依存于作为研磨对象的基板表面的状态即可实现。产生这些效果的原因尚未明确，但可以推测通过使用具有特定化学结构的化合物作为添加剂，研磨液和氧化硅膜的相互作用变大，结果研磨速度提高。

如上所述，本发明的研磨液具有并不较大程度地依存于基板表面的状态即可实现高研磨速度的特点，因此适合于在具有凹凸的基板上所设置的氧化硅膜的粗加工。此外，本发明的研磨液还具有如下优点：即使对于使用以往研磨液难以得到高研磨速度的半导体材料，也能够进行高速研磨。例如，即使在研磨具有存储单元的半导体基板这种具有从上方观察时凹部或凸部被设置为T字形状或格子形状的部分的基板的氧化硅膜时，也可以实现高研磨速度。

条件iv中的第1结构，优选选自由下述式a）～m）表示的结构。

式中，由一组实线和虚线表示的键表示形成共振结构的键。在碳原子C¹、C²和C³中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的，并且当X为碳原子时，X中不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。

通过使研磨液中含有具有由式a）～m）表示的结构的化合物，可以实现对氧化硅膜更高的研磨速度。可以推测这是因为通过配合该化合物使得研磨液和氧化硅膜的相互作用进一步变大。

条件iv中的第2结构，优选选自下述由式n）～p）表示的结构。

式中，由一组实线和虚线表示的键表示形成共振结构的键。在碳原子C¹和C²中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。

通过使研磨液中含有具有由式n）～p）表示的结构的化合物，可以实现对氧化硅膜更高的研磨速度。可以推测这是因为通过配合该化合物使得研磨液和氧化硅膜的相互作用进一步变大。

从实现对氧化硅膜的更高研磨速度的观点考虑，上述添加剂优选包含选自由尿嘧啶－6－羧酸、扁桃酸、水杨醛肟、抗坏血酸、儿茶酚、3－甲基儿茶酚、4－甲基儿茶酚、4－叔丁基儿茶酚、1,4－苯醌二肟、2－吡啶甲醇、4－异丙基环庚三烯酚酮、2－羟基－2,4,6－环庚三烯－1－酮、5－氨基－尿嘧啶－6－羧酸和二苯基乙醇酸组成的组中的1种或2种以上的化合物。

进一步，本发明人等为了检查调制的各种研磨液中所含的研磨粒有无凝集，而经时地进行了粒径的测定。结果发现，具有上述特定化学结构的化合物中，如果使研磨液中含有4－吡喃酮系化合物作为添加剂，则除了上述效果外，还产生了能够抑制研磨粒凝集的效果。也就是说，从研磨粒的分散稳定性的观点考虑，本发明的CMP用研磨液含有研磨粒、添加剂和水，添加剂为4－吡喃酮系化合物，并且该4－吡喃酮系化合物优选为由下述通式（1）表示的化合物。

式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自独立地为氢原子或1价的取代基。

根据含有由上述式（1）表示的化合物的研磨液，不仅可以实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度，还能够抑制研磨粒的凝集。产生这种效果的原因尚未明确，但可以推测通过使用具有上述特定结构的4－吡喃酮系化合物作为添加剂，使得研磨液和氧化硅膜的相互作用变大，结果研磨速度提高。此外，可以认为，尽管这种4－吡喃酮系化合物是可以增大研磨液和氧化硅膜相互作用的添加剂，但因其不存在减弱研磨粒彼此之间静电排斥力等排斥力的效果，因此能够抑制研磨粒的凝集。

上述的4－吡喃酮系化合物，优选为选自由5－羟基－2－（羟甲基）－4H－吡喃－4－酮（又名：5－羟基－2－（羟甲基）－4－吡喃酮）、3－羟基－2－甲基－4H－吡喃－4－酮（又名：3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮）、3－羟基－2－乙基－4H－吡喃－4－酮（又名：3－羟基－2－乙基－4－吡喃酮）组成的组中的至少一种化合物。

本发明的研磨液，优选其pH不到8。通过使pH不到8，从而产生研磨液和氧化硅膜的润湿性得以提高等效果。

添加剂的含量，相对于100质量份该研磨液，优选为0.01～5质量份。通过采用这种构成，可以更有效地获得研磨速度的提高效果。

本发明的研磨液中的研磨粒的含量，相对于100质量份该研磨液，优选为0.01～10质量份。研磨粒的平均粒径优选为50～500nm。研磨粒优选包含铈系化合物，更优选铈系化合物为氧化铈。此外，更优选研磨粒包含具有晶界的多晶氧化铈。在有关研磨粒的这些构成中，通过采用1种构成或2种以上的构成，可进一步提高对氧化硅膜的研磨速度。

本发明的研磨液，可以进一步含有非离子表面活性剂。通过采用这种构成，研磨液中研磨粒的分散稳定性得以提高。

此外，本发明的研磨液，优选进一步含有饱和单羧酸作为第2添加剂。通过进一步含有饱和单羧酸，可以获得如下优点：在不降低具有凹凸形状的半导体基板的研磨速度的情况下，提高平坦的半导体基板的研磨速度，提高作为研磨速度在晶片面内偏差指标的面内均匀性。

上述饱和单羧酸的碳原子数优选为2～6。由此，可以更好地获得对平坦的半导体基板的研磨速度的提高效果以及面内均匀性的提高效果。更具体来说，作为饱和单羧酸，优选为选自由乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、三甲基乙酸、氢化当归酸、正己酸、2－甲基戊酸、4－甲基戊酸、2,3－二甲基丁酸、2－乙基丁酸、2,2－二甲基丁酸和3,3－二甲基丁酸组成的组中的至少一种化合物。

在含有饱和单羧酸作为第2添加剂时，饱和单羧酸的含量相对于100质量份该研磨液，优选为0.01～5质量份。由此，可以更有效地获得对平坦的半导体基板的研磨速度的提高效果以及面内均匀性的提高效果。

本发明提供使用上述研磨液的研磨方法。也就是说，本发明的研磨方法，用于研磨在表面上具有氧化硅膜的基板，并且具有一边向氧化硅膜和研磨垫之间供给研磨液，一边通过研磨垫对氧化硅膜进行研磨的工序。通过该研磨方法，可以实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度。此外，由于高研磨速度并不较大程度地依存于研磨对象的基板表面的状态而实现，因此该研磨方法适用于氧化硅膜的粗加工、具有存储单元的半导体基板的研磨。

发明效果

根据本发明，提供一种能够实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度，并且和以往的研磨液相比不依存于基板表面状态的高通用性的CMP研磨液。此外，根据本发明，还提供一种使用上述研磨液的研磨方法。

附图说明

图1是表示研磨氧化硅膜并在半导体基板上形成浅沟槽隔离结构的过程的模式截面图。

具体实施方式

<CMP用研磨液>

本实施方式的CMP用研磨液，其特征在于含有研磨粒（研磨粒子）、添加剂和水，并且使用具有特定化学结构的化合物作为添加剂。以下，对于研磨液调制中所用的各成分进行说明。

（添加剂）

添加剂（第1添加剂），包含1种或2种以上满足全部下述条件i－v的化合物。根据本实施方式的CMP用研磨液，通过使用满足条件i－v的化合物作为添加剂，和以往的研磨液相比，可以不依存于基板表面的状态，而实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度。

条件i是在分子内具有1个或2个以上包含至少一个碳碳双键的环状结构。此处所述的“碳碳双键”不仅是通常的双键，还包括形成共振结构的碳碳键。也就是说，具有分子内的电子非局部存在的共振结构，并且在用化学式表示时表现为C=C结构的化合物也是满足条件i的化合物。作为其具体例，可以列举具有苯环或吡啶环的化合物。环的种类没有特别限制，可以是单环、稠环、交联化合物。此外，环状结构可以是碳环，也可以是杂环。以下，有时将上述的碳碳双键简记为C=C。

条件ii是在分子内具有1个以上4个以下－OH结构。此处所述的“－OH结构”不仅为－OH基团（羟基），还包括在－OH基团之外的取代基中所含的－OH结构。例如，还包括－COOH基团（羧基）中所含的－OH结构。只要满足－OH结构为1～4个的条件，则该结构可以存在于分子内的任意位置。

条件iii是分子内的－COOH基团（羧基）为1个以下。也就是说，在分子内不存在羧基，或者具有1个羧基的化合物满足该条件。

条件iv是邻接的2个碳原子具有特定的取代基。也就是说，在一个碳原子上连接－OH基团或－CH=N－OH基团作为取代基。当这一个碳原子上连接－OH基团时，另一个碳原子上连接－OX基团、=O基团、－NX基团、－NX（C³）基团或－CH=N－OH基团。另一方面，当这一个碳原子上连接－CH=N－OH基团时，另一个碳原子上连接－OH基团或－CH=N－OH基团。

上述条件iv，换句话说，即在分子内具有下述第1结构和第2结构中的至少一者的骨架。

第1结构：具有碳原子C¹以及与碳原子C¹邻接的碳原子C²，并且在碳原子C¹上连接有－OH基团，在碳原子C²上连接有选自－OX基团、=O基团、－NX基团、－NX（C³）基团和－CH=N－OH基团中的至少一个取代基的结构。

（X为氢原子或碳原子，C³为与氮原子连接的碳原子。在碳原子C¹、C²和C³中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的，并且当X为碳原子时，X中不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。此外，－NX基团中的N的连接方式和连接原子是任意的。）

第2结构：具有碳原子C¹以及与碳原子C¹邻接的碳原子C²，并且在碳原子C¹上连接有－CH=N－OH基团，在碳原子C²上连接有－CH=N－OH基团的结构。

（在碳原子C¹和C²中，不足的残余键的连接方式和连接原子是任意的。）

作为上述第1结构和第2结构中的任意连接方式，可以列举单键或双键。作为任意的连接原子，例如，可以列举氢原子、氧原子、氮原子等。在第1结构和第2结构中，碳原子C¹和碳原子C²的键，可以是单键、双键、三键中的任一种，并且也可以是形成共振结构的键。此外，在分子中可以包含多个上述第1结构和第2结构。

上述第1结构，具体来说，优选选自由下述式a）～m）表示的结构。

上述第2结构，具体来说，优选选自由下述式n）～p）表示的结构。

条件v是上述条件iv中的碳原子C¹和碳原子C²中的至少一者形成条件i中的环状结构的一部分，或者与条件i中的环状结构连接。该条件意味着连接有特定取代基的碳原子C¹以及碳原子C²，与具有至少一个C=C键的环状结构处于规定的位置关系。例如，当包含多个环的复杂化合物具有满足上述条件iv的碳原子C¹、C²，但是与条件i中的环状结构的位置关系不满足条件v时，即使使用该化合物作为添加剂，也不能实现足够高的研磨速度。

作为适合用作满足上述条件的CMP用研磨液添加剂的化合物的具体例，例如，可以列举尿嘧啶－6－羧酸、5－羟基－2－（羟甲基）－4H－吡喃－4－酮、3－羟基－2－甲基－4H－吡喃－4－酮、3－羟基－2－乙基－4H－吡喃－4－酮、扁桃酸、水杨醛肟、抗坏血酸、儿茶酚、4－甲基儿茶酚、4－叔丁基儿茶酚、1,4－苯醌二肟、2－吡啶甲醇、4－异丙基环庚三烯酚酮、2－羟基－2,4,6－环庚三烯－1－酮、5－氨基－尿嘧啶－6－羧酸和二苯基乙醇酸。这些化合物，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。

用作添加剂的化合物，优选为水溶性的。通过使用对水的溶解度高的化合物，可以使期待量的添加剂溶解在研磨液中，从而可以更高水平地达到本发明的效果。该化合物相对于100g常温（25℃）水的溶解度优选为0.001g以上，更优选为0.005g以上，进一步优选为0.01g以上，并特别优选为0.05g以上。另外，溶解度的上限没有特别限制。

上述化合物中，在水溶性优异这一点上，5－羟基－2－（羟甲基）－4H－吡喃－4－酮、抗坏血酸、水杨醛肟、儿茶酚、2－吡啶甲醇和2－羟基－2,4,6－环庚三烯－1－酮适合作为添加剂。另外，即使为对于100g水的溶解度不到0.001g的化合物，也可以通过将水和有机溶剂并用等方法使其可溶化。有机溶剂，根据用作添加剂的化合物种类适当选择即可。

用作添加剂的化合物，优选为在研磨液中可以良好地维持研磨粒的分散性的物质。当研磨粒的分散稳定性良好时，可长时间地稳定地维持高研磨速度。从这种观点考虑，在上述化合物中，尿嘧啶－6－羧酸、水杨醛肟、1,4－苯醌二肟、2－吡啶甲醇、4－异丙基环庚三烯酚酮、2－羟基－2,4,6－环庚三烯－1－酮、5－氨基－尿嘧啶－6－羧酸等适合作为添加剂。

另外，所谓“研磨粒的分散稳定性良好”，是指在进行研磨粒浓度的调整等，并达到可以直接使用研磨液的状态后，研磨粒分散在研磨液中的时间长。该时间优选为1小时以上，更优选为3小时以上，进一步优选为10小时以上，并特别优选为24小时以上。并且，即使随着时间的推移使得研磨粒产生沉降，也可以通过进行研磨粒的再分散处理，而使用该研磨液实施CMP。作为上述分散性的评价，使用超声波分散机对上述研磨液进行1分钟分散处理，并测定研磨粒的平均粒径。然后，将研磨液在室温下放置规定时间，再次测定研磨粒的平均粒径。当放置前后的粒径变化量为±5%以下时，可以判定分散稳定性良好。另外，研磨粒的平均粒径的测定方法如后所述。

从研磨粒的分散稳定性观点考虑，在上述特定的化合物中，更优选使用4－吡喃酮系化合物作为添加剂（第1添加剂）。4－吡喃酮系化合物，至少具有在与羰基碳原子连接的碳原子上连接有羟基的结构。此处，4－吡喃酮系化合物，是含有氧基和羰基，并同时具有相对于氧基，羰基位于4位上的6元环（γ－吡喃酮环）结构的杂环式化合物。本实施方式的4－吡喃酮系化合物，在与该γ－吡喃酮环中的羰基邻接的碳原子上连接有羟基，并且除此之外的碳原子上可以取代有氢原子以外的取代基。

这种4－吡喃酮系化合物是由下述通式（1）表示的化合物。

式中，X¹¹、X¹²和X¹³，各自独立地为氢原子或1价的取代基。作为1价的取代基，可以列举醛基、羟基、羧基、磺酸基、磷酸基、溴、氯、碘、氟、硝基、肼基、C_1～8的烷基（也可以被OH、COOH、Br、Cl、I或NO₂取代）、羟基烷基、C_6～12的芳基以及C_1～8的烯基。此外，作为X¹¹、X¹²和X¹³具有1价取代基时，取代基优选连接在与氧基邻接的碳原子上，也就是说，优选X¹¹和X¹²为取代基。进一步，在X¹¹、X¹²和X¹³中，优选至少2个为氢原子。

作为这种4－吡喃酮系化合物，优选为选自由5－羟基－2－（羟甲基）－4H－吡喃－4－酮（又名：5－羟基－2－（羟甲基）－4－吡喃酮）、3－羟基－2－甲基－4H－吡喃－4－酮（又名：3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮）、3－羟基－2－乙基－4H－吡喃－4－酮（又名：3－羟基－2－乙基－4－吡喃酮）组成的组中的至少一种化合物。并且，作为4－吡喃酮系化合物，可以单独使用上述化合物中的1种，也可以将2种以上组合使用。在组合包含2种以上的4－吡喃酮系化合物时，除了提高平坦基板的研磨速度外，还有能够得到提高面内均匀性的效果的倾向。

4－吡喃酮系化合物，优选为水溶性的。通过使用对水的溶解度高的化合物，可以使期待量的添加剂良好地溶解在研磨液中，能够更高水平地达到研磨速度提高以及抑制研磨粒凝集的效果。4－吡喃酮系化合物相对于100g常温（25℃）水的溶解度优选为0.001g以上，更优选为0.005g以上，进一步优选为0.01g以上，并特别优选为0.05g以上。另外，溶解度的上限没有特别限制。

此外，优选作为第2添加剂进一步含有饱和单羧酸，并更优选将该第2添加剂和上述的4－吡喃酮系化合物并用。由此，可以提高无凹凸的晶片（无图形晶片）的研磨速度。通常，在研磨具有凹凸的晶片时，优先研磨凸部，随着研磨的进行，被研磨面变得平坦，因此，研磨速度具有接近于无图形晶片的研磨速度的倾向。因此，不仅对具有凹凸的晶片的研磨速度优异，而且对于无凹凸的晶片的研磨速度也优异的研磨液，从整个研磨工序中都可以获得良好研磨速度的观点考虑，是适合的。

从上述观点考虑，作为上述饱和单羧酸，碳原子数为2～6的羧酸是合适的。例如，优选为乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、三甲基乙酸、氢化当归酸、正己酸、2－甲基戊酸、4－甲基戊酸、2,3－二甲基丁酸、2－乙基丁酸、2,2－二甲基丁酸和3,3－二甲基丁酸等。另外，作为饱和单羧酸，可以单独使用这些化合物中的1种，也可以将2种以上组合使用。其中，从研磨速度快的方面考虑，更优选碳原子数为3以上的饱和单羧酸。此外，水溶性良好则容易用于浆料，价格便宜则容易得到，从这一点考虑，优选碳原子数为2或3的饱和单羧酸，并具体优选为乙酸、丙酸。由上可知，从研磨速度、水溶性、容易得到等方面综合考虑，特别优选丙酸。

（研磨粒）

作为研磨粒，例如，可以列举包含铈系化合物、氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、莫来石、氮化硅、α－硅铝氧氮陶瓷（sialon）、氮化铝、氮化钛、碳化硅、碳化硼等的粒子。这些粒子，可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。其中，在可以良好地发挥上述添加剂的添加效果，并且得到对氧化硅膜的高研磨速度这一点上，优选使用包含铈系化合物的粒子。

使用包含铈系化合物的粒子作为研磨粒的研磨液，具有在研磨面上产生的研磨损伤较少的特点。一直以来，从容易实现对氧化硅膜高的研磨速度的观点考虑，广泛使用包含二氧化硅粒子作为研磨粒的研磨液。然而，使用二氧化硅粒子的研磨液，通常存在有在研磨面上容易产生研磨损伤的问题。在具有线宽为45nm这一代之后的微细图案的器件中，即使是以往不成问题的微细损伤，也可能对器件的可靠性产生影响。

另外，使用包含铈系化合物的粒子的研磨液，和以往使用二氧化硅粒子的研磨液相比，有氧化硅膜的研磨速度稍低的倾向。但是，在本实施方式中，通过将上述的添加剂和包含铈系化合物的粒子并用，可实现对氧化硅膜的高研磨速度。这表明铈系化合物和上述添加剂的组合对于研磨特别有效。

作为铈系化合物，例如，可以列举氧化铈、氢氧化铈、硝酸铵铈、乙酸铈、硫酸铈水合物、溴酸铈、溴化铈、氯化铈、草酸铈、硝酸铈和碳酸铈等。其中，优选使用氧化铈粒子作为研磨粒。通过使用氧化铈粒子，可以实现高研磨速度，同时可以得到损伤较少、平坦性优异的研磨面。

用作研磨粒的氧化铈，优选包含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，和仅仅是单晶粒子凝集而成的凝集体不同，其在因研磨中的应力而变细的同时，接连出现活性面（在变细之前未暴露于外部的面），因此认为其可以高度地维持对氧化硅膜的高研磨速度。对于这种多晶氧化铈粒子，已在国际公开公报WO99/31195号中详细说明。

作为氧化铈粒子的制造方法，没有特别限制，例如，可以列举液相合成、烧成或使用过氧化氢等进行氧化的方法等。在要得到上述具有晶界的多晶氧化铈时，优选采用对碳酸铈等铈源进行烧成的方法。上述烧成时的温度，优选为350～900℃。当制造的氧化铈粒子凝集时，优选进行机械粉碎。作为粉碎方法，没有特别限制，例如优选为使用喷射磨等的干式粉碎或使用行星式珠磨等的湿式粉碎方法。喷射磨，例如，可以使用“化学工学论文集（化学工学論文集）”，第6卷第5号，（1980），527～532页中所说明的装置。

研磨粒的平均粒径，优选为50nm以上，更优选为70nm以上，并进一步优选为80nm以上。当平均粒径为50nm以上时，和不到50nm时相比，可以提高对氧化硅膜的研磨速度。另一方面，研磨粒的平均粒径，优选为500nm以下，更优选为300nm以下，进一步优选为280nm以下，特别优选为250nm以下，并更进一步优选为200nm以下。当平均粒径为500nm以下时，和超过500nm时相比，可以抑制研磨损伤。为了控制上述研磨粒的平均粒径，可以使用以往公知的方法，以上述氧化铈粒子为例，可以列举采用对上述烧成温度、烧成时间、粉碎条件等的控制、过滤、分级等。

此处所述的研磨粒的平均粒径，是指通过动态光散射式粒度分布计对分散了研磨粒的浆料样品进行测定所得的体积分布的中央值。具体来说，是使用堀场制作所制造的LB－500（商品名）等所测定的值。调整浆料样品的浓度，使研磨粒的含量相对于100质量份浆料样品为0.5质量份，并将其安置在LB－500中，测定体积分布的中央值。另外，通过使用LB－500测定中值粒径（累积中央值），还可以评价研磨粒的凝集程度。另外，在测定研磨液中研磨粒的粒径时，可以通过浓缩上述研磨液或用水稀释上述研磨液，将浆料样品的浓度调整至研磨粒的含量相对于100质量份浆料样品为0.5质量份，然后用同样的方法进行测定。

（水）

研磨液调制中所用的水，没有特别限制，优选为去离子水、离子交换水或超纯水。另外，根据需要，还可以将乙醇、乙酸、丙酮等极性溶剂等与水并用。

（其它成分）

本实施方式中的研磨液，从提高研磨粒的分散稳定性和/或研磨面的平坦性的观点考虑，可以含有表面活性剂。作为表面活性剂，可以列举离子性表面活性剂和非离子表面活性剂，并优选含有非离子表面活性剂。

作为非离子表面活性剂，例如，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、甲氧基聚乙二醇、乙炔系二醇的氧化乙烯加成物等醚型表面活性剂；山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙三醇硼酸酯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；聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯丙三醇硼酸酯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基酯等醚酯型表面活性剂；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；乙炔系二醇的氧化乙烯加成物、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。它们可以单独使用1种，也可以将2种以上并用。

此外，本实施方式中的研磨液，除了表面活性剂以外，还可以根据所希望的特性进一步含有其它成分。作为这种成分，可以列举后述的pH调节剂、用于抑制pH变化的pH缓冲剂、氨基羧酸、环状单羧酸等。这些成分的添加量，希望为不会过度降低研磨剂所带来的上述效果的范围。

<研磨液的调制方法以及使用方法>

研磨液可以分为（A）通常型、（B）浓缩型和（C）2液型，并且调制方法和使用方法根据其类型而不同。（A）通常型，是在研磨时可以不进行稀释等前处理而直接使用的研磨液。（B）浓缩型，是考虑到保存和运输的便利性，而与（A）通常型相比，浓缩了所含成分的研磨液。（C）2液型，是在保存时或运输时，预先制成分开含有一定成分的液A和含有其它成分的液B的状态，并在使用时混合这些液体进行使用的研磨液。

（A）通常型，可以通过使包含上述特定化合物的添加剂、研磨粒和根据需要的其它成分溶解或分散在作为主要分散介质的水中而得到。例如，为了调制相对于100质量份研磨液，研磨粒的含量为0.5质量份、添加剂的含量为0.1质量份的研磨液1000g，只要调整配合量，使相对于研磨液的总量，研磨粒为5g、添加剂为1g即可。

研磨液的调制，例如，可以使用搅拌机、均化器、超声波分散机、湿式球磨等进行。另外，为了使研磨粒的平均粒径在所希望的范围内，还可以在研磨液的调制过程中进行研磨粒的微粒化处理。研磨粒的微粒化处理，可以通过沉降分级法或使用高压均化器的方法实施。沉降分级法，是包括以离心分离机使包含研磨粒的浆料强制性沉降的工序，以及取出上清液工序的方法。使用高压均化器的方法，是在高压下使分散介质中的研磨粒彼此冲撞的方法。

上述第1添加剂的含量，相对于100g研磨液优选为0.01质量份以上，更优选为0.02质量份以上，并进一步优选为0.03质量份以上。当添加剂的量为0.01质量份以上时，和不到0.01质量份时相比，容易获得稳定的研磨速度。另一方面，添加剂的含量，优选为5质量份以下，更优选为3质量份以下，进一步优选为1质量份以下，并特别优选为0.5质量份以下。当添加剂的量为5质量份以下时，和超过5质量份时相比，容易抑制研磨粒的凝集，并实现高研磨速度。

在使用4－吡喃酮系化合物作为第1添加剂时，其含量相对于100质量份研磨液优选为0.01质量份以上，更优选为0.02质量份以上，并进一步优选为0.03质量份以上。当添加剂的量为0.01质量份以上时，和不到0.01质量份时相比，具有容易获得稳定的研磨速度的倾向。另一方面，添加剂的含量，优选为5质量份以下，更优选为3质量份以下，进一步优选为1质量份以下，并特别优选为0.5质量份以下。当添加剂的量为5质量份以下时，和超过5质量份时相比，具有容易抑制研磨粒的凝集，并实现高研磨速度的倾向。

此外，在使用作为研磨液第2添加剂的饱和单羧酸时，其含量相对于100质量份研磨液优选为0.01质量份以上，更优选为0.05质量份以上，进一步优选为0.1质量份以上，并更进一步优选为0.2质量份以上。当第2添加剂的量为0.01质量份以上时，容易获得实现稳定的研磨速度和良好的面内均匀性这一由饱和单羧酸产生的效果。另一方面，第2添加剂的含量，优选为5质量份以下，更优选为3质量份以下，进一步优选为2质量份以下，并特别优选为1质量份以下。当第2添加剂的量为5质量份以下时，和超过5质量份时相比，具有容易抑制研磨粒的凝集，并实现高研磨速度和良好的面内均匀性的倾向。

研磨粒的含量（粒子浓度），相对于100质量份研磨液，优选为0.1质量份以上，更优选为0.15质量份以上，进一步优选为0.2质量份以上，并特别优选为0.25质量份以上。当研磨粒的量为0.1质量份以上时，和不到0.1质量份时相比，具有实现高研磨速度的倾向。另一方面，研磨粒的含量，优选为10质量份以下，更优选为5.0质量份以下，进一步优选为3.0质量份以下，特别优选为2.0质量份以下，并更进一步优选为1.0质量份以下。当添加剂的量为10质量份以下时，和超过10质量份时相比，具有容易抑制研磨粒的凝集，并实现高研磨速度的倾向。

研磨液的pH，优选为8.0以下，更优选为7.0以下，进一步优选为6.0以下，并特别优选为5.0以下。当pH不到8.0时，和超过8.0时相比，容易抑制研磨粒的凝集等，并且容易得到添加上述添加剂的效果。另一方面，研磨液的pH，优选为1.5以上，更优选为2.0以上，并进一步优选为2.5以上。当pH为1.5以上时，和不到1.5时相比，可以使氧化硅膜的Zeta电位绝对值达到较大值。

此外，通过将研磨液的pH调整至1.5～8.0的范围内，可以认为能够得到下述2个效果。

（1）质子或氢氧根，与作为添加剂配合的化合物产生作用，从而该化合物的化学形态产生变化，相对于基板表面的氧化硅膜或作为停止膜（stopperfilm）的氮化硅膜的润湿性、亲和性提高。

（2）当研磨粒为氧化铈时，研磨粒和氧化硅膜的接触效率提高，实现了高研磨速度。这是由于氧化铈的Zeta电位符号为正，氧化硅膜的Zeta电位符号为负，两者之间产生了静电引力。

由于研磨液的pH可以根据用作添加剂的化合物的种类而变化，因此，为了将pH调整至上述范围，还可以使添加剂中含有pH调节剂。作为pH调节剂，没有特别限制，例如，可以列举硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、乙酸等酸、氢氧化钠、氨水、氢氧化钾、氢氧化钙等碱等。另外，从提高生产率的观点考虑，也可以不使用pH调节剂而调制研磨液，将这种研磨液直接用于CMP。

（B）浓缩型，是在即将使用前，用水进行稀释，使所含成分达到希望的含量。稀释后，可以经过任意时间进行搅拌或研磨粒的分散处理，直至可以再现和（A）通常型相同程度的液状特性（例如，pH、研磨粒的粒径等）和研磨特性（例如，氧化硅膜的研磨速度、与氮化硅的选择比）。由于（B）浓缩型根据浓缩程度而减小了容积，因此可以减少保存和运输的成本。

浓缩倍率优选为1.5倍以上，更优选为2倍以上，进一步优选为3倍以上，并特别优选为5倍以上。当浓缩倍率为1.5倍以上时，和不到1.5倍时相比，可以得到保存和运输方面的优点。另一方面，浓缩倍率优选为40倍以下，更优选为20倍以下，并特别优选为15倍以下。当浓缩倍率为40倍以下时，和超过40倍相比，容易抑制研磨粒的凝集。

在使用（B）浓缩型时需要注意的地方是，在使用水进行稀释的前后，其pH会产生变化。在由（B）浓缩型调制和（A）通常型相同pH的研磨液时，考虑到和水混合而导致的pH上升，最好预先将浓缩型研磨液的pH设定为稍低。例如，在使用溶解了二氧化碳的水（pH：约为5.6）将pH为4.0的（B）浓缩型研磨液稀释至10倍时，稀释后的研磨液的pH上升至4.3左右。

（B）浓缩型的pH，从用水稀释后得到适当pH的研磨液的观点考虑，优选为1.5～7.0。pH的下限更优选为2.0，进一步优选为2.5。此外，从抑制研磨粒凝集的观点考虑，pH的上限优选为7.0，更优选为6.7，进一步优选为6.0，并特别优选为5.5。

（C）2液型，和（B）浓缩型相比，具有可以避免研磨粒凝集等优点。液A和液B中各自含有的成分是任意的。例如，可以将包含研磨粒和根据需要配合的表面活性剂等的浆料作为液A，另一方面，将包含添加剂和根据需要配合的其它成分的溶液作为液B。这时，为了提高研磨粒在液A中的分散性，可以在液A中配合任意的酸或碱，进行pH调整。

（C）2液型的研磨液，对于在各成分混合的状态下，由于研磨粒的凝集等而在较短时间内就会降低其研磨特性的情况下是有用的。另外，从减少保存和运输成本的观点考虑，液A和液B中的至少一者可以为浓缩型。这时，在使用研磨液时，将液A、液B和水混合即可。液A或液B的浓缩倍率、pH是任意的，并且只要最终混合物在液状特性和研磨特性方面能与（A）通常型的研磨液为相同程度即可。

<研磨方法>

本实施方式的研磨方法，使用调整了各成分含量以及pH等的研磨液，并通过CMP技术将表面上具有氧化硅膜的基板平坦化。具体来说，包含向表面上具有氧化硅膜的基板的氧化硅膜与规定的研磨用部件（研磨部件）之间供给上述实施方式的研磨液，并在该状态下通过研磨部件研磨氧化硅膜的工序。

本实施方式中的研磨方法，适合于在以下器件的制造过程中，研磨表面上具有氧化硅膜的基板。作为器件，例如，可以列举二极管、晶体管、化合物半导体、热敏电阻、可变电阻、闸流晶体管等单独半导体；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）、MASKROM（屏蔽·只读·存储器）、EEPROM（电·可擦除·可编程·只读·存储器）、闪存器等存储单元、微处理器、DSP、ASIC等理论电路元件、MMIC（单片·微波集成电路）所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。

本实施方式的研磨液，可以不较大程度地依存于被研磨面的状态，而实现高研磨速度。因此，使用该研磨液的研磨方法，还可以适用于通过使用以往的CMP用研磨液的方法难以达到高研磨速度的基板。

本实施方式的研磨方法，特别适合表面上具有高低差（凹凸）的被研磨面的平坦化。作为具有这种被研磨面的基板，例如，可以举出逻辑用的半导体器件。此外，该研磨方法，适合于研磨包含具有从上方观察时凹部或凸部设置为T字形状或格子形状的部分的表面。例如，能够以高速度研磨具有存储单元的半导体器件（例如，DRAM、闪存器）的表面上所设置的氧化硅膜。其通过使用以往的CMP用研磨液的方法难以达到高研磨速度，而本发明的CMP研磨液显示出可以不较大程度地依存于被研磨面的凹凸形状，而实现高研磨速度。

另外，可以适用该研磨方法的基板，并不限于基板表面整体都由氧化硅膜形成，在基板表面上，除了氧化硅膜外，还可以具有氮化硅膜、多晶硅膜等。此外，该研磨方法也可以适用于在具有规定配线的线路板上，形成了氧化硅膜、玻璃、氮化硅等无机绝缘膜、主要含有多晶硅、Al、Cu、Ti、TiN、W、Ta、TaN等的膜的基板。

作为在基板表面上形成氧化硅膜的方法，可以列举低压CVD法、等离子体CVD法等。通过低压CVD法形成氧化硅膜的方法，使用单硅烷（SiH₄）作为Si源，使用氧气（O₂）作为氧源。通过在400℃以下的低温下进行该SiH₄－O₂系氧化反应，形成氧化硅膜。根据情况，在CVD后在1000℃或以下的温度下进行热处理。

等离子体CVD法具有能够在低温下进行在通常的热平衡下需要高温的化学反应的优点。在等离子体发生法中，可以例举电容耦合型和电感耦合型两种。作为反应气体，可以列举使用SiH₄作为Si源、N₂O作为氧源的SiH₄－N₂O系气体，和使用四乙氧基硅烷（TEOS）作为Si源的TEOS－O₂系气体（TEOS－等离子体CVD法）。基板温度优选为250～400℃的范围，反应压力优选为67～400Pa的范围。

为了通过高温回流使表面平坦化而在氧化硅膜中掺杂磷（P）时，优选使用SiH₄－O₂－PH₃系反应气体。这样，作为研磨对象的氧化硅膜，也可以是掺杂有磷、硼等元素的膜。

和氧化硅膜同样，也可以通过低压CVD法、等离子体CVD法形成氮化硅膜。低压CVD法，使用二氯硅烷（SiH₂Cl₂）作为硅源，使用氨（NH₃）作为氮源。通过在900℃的高温下进行该SiH₂Cl₂－NH₃系氧化反应，形成氮化硅膜。等离子体CVD法，可以举出使用SiH₄作为Si源、NH₃作为氮源的SiH₄－NH₃系气体作为反应气体。这时，基板温度优选为300℃～400℃。

一边参照图1，一边对通过采用本实施方式的研磨方法的CMP形成浅沟槽隔离（STI）结构的过程进行说明。本实施方式的研磨方法，具有以高速度研磨氧化硅膜3的第1工序（粗加工工序），和以较低速度研磨残余的氧化硅膜3的第2工序（抛光工序）。

图1（a）是表示研磨前基板的截面图。图1（b）是表示第1工序后的基板的截面图。图1（c）是表示第2工序后的基板的截面图。如这些图所示，在形成STI结构的过程中，为了消除在硅基板1上成膜的氧化硅膜3的高低差D，优先通过CMP除去部分突出的不必要位置。另外，为了在表面平坦化时适当地停止研磨，优选在氧化硅膜3下方预先形成研磨速度慢的氮化硅膜2（停止膜）。经过第1和第2工序，消除了氧化硅膜3的高低差D，形成了具有埋入部分5的元件隔离结构。

在研磨氧化硅膜3时，将晶片配置在研磨垫上，并使氧化硅膜3的上表面和研磨垫抵接，并通过研磨垫研磨氧化硅膜3的表面。更具体来说，将氧化硅膜3的被研磨面一侧按在研磨平台的研磨垫上，并一边向被研磨面和研磨垫之间供给CMP用研磨液，一边使两者相对运动，由此研磨氧化硅膜3。

本实施方式的研磨液，可以适用于第1和第2工序中的任一者，从可以实现高研磨速度这一点考虑，特别优选在第1工序中使用。另外，此处例示了将研磨工序分为2个阶段实施的情况，但也可以以一个阶段从图1（a）所示的状态进行研磨处理到图1（c）所示的状态。

作为研磨装置，例如，优选为具有保持基板的支架、粘附了研磨垫的研磨平台、以及向研磨垫上供给研磨液的机构的装置。例如，可以列举荏原制作所株式会社制造的研磨装置（型号：EPO－111、EPO－222、FREX200、FREX300）、AMAT制造的研磨装置（商品名：Mirra3400、Reflection研磨机）等。作为研磨垫，没有特别限制，例如，可以使用一般的无纺布、发泡聚氨酯、多孔质氟树脂等。此外，研磨垫优选实施了可积存研磨液的沟槽加工。

作为研磨条件，没有特别限制，从不使基板飞出的观点考虑，研磨平台的旋转速度优选为200min^-1以下，并且施加在基板上的压力（加工载荷），从抑制研磨面损伤的观点考虑，优选为100kPa以下。研磨期间，优选通过泵等将研磨液连续地供给至研磨垫。该供给量没有限制，优选为使研磨垫的表面时常地被研磨液覆盖。

研磨结束后，优选在流动的水中充分洗涤基板，并进一步使用旋转干燥器等将附着在基板上的水滴甩落而使其干燥。通过如此研磨，可以消除表面的凹凸，并在基板整面上得到平滑表面。通过以规定次数重复膜的形成以及研磨该膜的工序，可以制造具有所希望层数的基板。

如此所得的基板，可以用作各种电子部件。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、由玻璃和结晶质材料所构成的光集成电路·光开关元件·光波导、光纤的端面、闪烁器等光学用单晶、固态激光器单晶、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，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。

[研磨粒的制作]

将40kg碳酸铈水合物加入到氧化铝制容器中，在830℃下、在空气中烧成2小时，得到20kg黄白色的粉末。使用X射线衍射法对该粉末进行物相鉴定，确认该粉末包含多晶的氧化铈。使用SEM观察通过烧成所得的粉末的粒径，结果为20～100μm。接着，使用喷射磨对20kg氧化铈粉末进行干式粉碎。使用SEM观察粉碎后的氧化铈粉末，结果包含具有晶界的多晶氧化铈粒子。此外，比表面积为9.4m²/g。比表面积的测定通过BET法进行。

[CMP用研磨液的制作1]

在容器内加入以及混合15.0kg上述所得的氧化铈粉末和84.98kg去离子水，并进一步添加硝酸将pH调整为不到4.5，搅拌10分钟。经30分钟将所得的浆料移液至其它容器中。在此期间，在移液的配管内，使用频率为400kHz的超声波对浆料进行超声波照射。

在4个500mL烧杯中，分别采取500g±20g的浆料，进行离心分离。离心分离是在向外周的离心力为500G的条件下进行2分钟。回收沉降在烧杯底部的氧化铈。调整浆料浓度，使研磨粒以浆料总质量为基准的含量达到0.5质量%，然后使用动态光散射式粒度分布计[株式会社堀场制作所社制造，商品名：LB－500]测定研磨粒的平均粒径，结果为150nm。

（实施例1a～13a，比较例14a～25a）

实施例1a～13a的研磨液是使用满足全部条件i～v的化合物1～13作为添加剂而调制的研磨液（参见表1）。另一方面，比较例14a～25a的研磨液是使用不满足条件i～v中部分条件的化合物14～25作为添加剂而调制的研磨液（参见表2）。

另外，表1和2中的表示“化合物特征”一栏，表示用作添加剂的化合物是否满足各条件。表中的“○”表示该化合物满足条件，“×”表示不满足条件。

当满足条件iv时，从化学式a）～p）中选择符合的结构并记下，并且当符合的结构有多个时，将它们全部记下。表1所示的化合物，在分子内都具有1个环状结构。

用去离子水稀释上述浆料（研磨粒浓度：10.0质量%），将研磨粒浓度调整为5.0质量%。此外，向该液中添加表1、2所示的各化合物，使其含量（以研磨液总质量为基准）达到1.0质量%，然后搅拌10分钟。接着，添加氨水（NH₄OH）pH调节剂，将各研磨液的pH调整至规定的值（参照表1、2）。

另外，用纯水稀释如此所得的实施例1a～13a的研磨液，使研磨粒以总质量为基准的含量达到0.5质量%，并将其作为粒径测定用的样品，使用动态光散射式粒度分布计（株式会社堀场制作所社制造，商品名：LB－500）测定研磨粒的平均粒径，结果都为150±5nm。

[特性评价]

使用通过上述方法所调制的23种研磨液，研磨在表面上具有氧化硅膜的DRAM器件晶片。该DRAM器件晶片具有存在微细凹凸的氧化硅膜，并且凸部具有相对于凹部约600nm高的初期高低差。配线以格子形状和平行线形状形成，并且氧化硅膜具有对应于该形状的凹凸形状。

（氧化硅膜的研磨1）

使用研磨装置（应用材料公司（アプライドマテリアル）制造，商品名：Mirra3400），进行上述DRAM器件晶片的研磨。在具有基板安装用的吸附垫的支架上，设置上述DRAM器件晶片。另一方面，将多孔质聚氨酯树脂制的研磨垫（k－groove沟，Rodale公司制造，型号：IC－1400）粘附在直径为500mm的研磨平台上。

使上述DRAM器件晶片的氧化硅膜形成面朝下，并将上述支架架设在研磨垫上。分别将内管压力、护圈压力（retainer ring pressure）和膜压力，设定为28kPa、38kPa和28kPa。

然后，一边以200mL/min的流量将上述调制的各研磨液滴加至贴附于研磨平台的研磨垫上，一边使研磨平台和DRAM器件晶片分别以93min^-1和87min^-1的条件旋转，研磨氧化硅膜。然后，使用PVA刷（聚乙烯醇刷）并通过纯水仔细洗涤研磨后的晶片，然后干燥。

（研磨速度的评价1）

使用光干涉式膜厚装置（大日本网屏制造株式会社制造，商品名：RE－3000），测定研磨前后的氧化硅膜的膜厚变化，并由膜厚变化量的平均值算出研磨速度。结果示于表1、2。另外，研磨速度的单位为

[表1]

[表2]

由表1结果显示，使用满足条件i～v的化合物作为添加剂的实施例1a～13a的研磨液，和比较例14a～25a的研磨液相比，能够以高速度研磨氧化硅膜。

（无图形基板的研磨）

对于实施例2a、3a、12a、13a，调查无图形晶片的研磨速度。除了将研磨对象从DRAM器件晶片改变为在直径为200mm的硅基板上形成二氧化硅膜的无图形晶片外，和上述“氧化硅膜的研磨1”和“研磨速度的评价1”同样地操作，进行研磨和评价。结果，当实施例2a的研磨速度为1时，实施例3a、12a、13a的研磨液可以得到相对值为3以上的研磨速度。由此可知，实施例3a、12a和13a的研磨液，在进行研磨并消除了被研磨面的凹凸时，也显示出了良好的研磨速度。

[CMP用研磨液的制作2]

（实施例26a～31a）

调制添加剂的含量彼此不同的6种研磨液，并和上述实施例同样地操作，进行研磨速度的评价。也就是说，除了使用抗坏血酸作为添加剂，并将添加剂含量调整为表3所示的值外，和实施例6a同样地操作，调制研磨液。另外，研磨液的pH，通过添加适量的氨水溶液（NH₄OH）进行调整。结果示于表3。另外，研磨速度的单位为

[表3]

由表3结果显示，即使改变添加剂的含量，也可以实现对氧化硅膜的高研磨速度。

[CMP用研磨液的制作3]

在容器内加入以及混合15.0kg上述所得的氧化铈粉末和84.7kg去离子水，并进一步添加0.3kg1N的乙酸，搅拌10分钟，得到氧化铈混合液。经30分钟将所得的氧化铈混合液移液至其它容器中。在此期间，在移液的配管内，使用频率为400kHz的超声波对氧化铈混合液进行超声波照射。

在4个1000mL的烧杯中，各加入800g±8g经过超声波照射并移液的氧化铈混合液。对于各烧杯中的氧化铈混合液，在向外周的离心力为500G的条件下进行20分钟离心分离。离心分离后，采取烧杯的上清部分，得到浆料（A）。所得的浆料（A），以总质量为基准，包含10.0质量%的氧化铈粒子。

用纯水稀释如此所得的浆料（A），使得以总质量为基准研磨粒含量达到0.5质量%，并将其作为粒径测定用的样品。对于该样品，使用动态光散射式粒度分布计（株式会社堀场制作所社制造，商品名：LB－500）测定研磨粒的平均粒径，结果，平均粒径为150nm。

（实施例1b～10b，参考例11b～19b）

实施例1b～10b的研磨液是使用表4所示的4－吡喃酮系化合物作为添加剂而调制的研磨液。另一方面，参考例11b～19b的研磨液是使用非4－吡喃酮系化合物的表5所示的化合物作为添加剂而调制的研磨液。各研磨液中的添加剂种类以及其它成分，如下述表4、5所示。

首先，将表4和5所示的各添加剂溶解在规定量的去离子水中，以最终得到表4和5的浓度，从而得到添加剂溶液（B）。接着，将上述的浆料（A）和添加剂溶液（B）以同量混合，并搅拌10分钟。由此，得到各种浓缩状态的研磨液（C）。该浓缩状态的研磨液（C），以总质量为基准，包含5.0质量%的研磨粒以及表4和5所述浓度的10倍的添加剂。

然后，分别将通过上述方法所调制的19种浓缩状态的研磨液（C）稀释至10倍，接着，添加2.5%氨水（NH₄OH）或1N稀硝酸（HNO₃）作为pH调节剂，调整至表4和表5所述的pH，得到实施例1b～10b和参考例11b～19b的研磨液。另外，由于上述pH调节剂的添加量是微量的，因此即使在添加pH调节剂后，所得研磨液中的研磨粒浓度以总质量为基准是0.5质量%，并且添加剂浓度还是表4和5所示的浓度。

[特性评价]

使用实施例1b～10b和参考例11b～19b的研磨液，进行下述的特性评价。也就是说，首先，使用各研磨液研磨在表面上具有氧化硅膜的φ为200mm的DRAM图案测试晶片（Praesagus制造，型号：PCW－STI－811）。该DRAM器件晶片具有存在微细凹凸的氧化硅膜，并且凸部具有相对于凹部约500nm高的初期高低差，氧化硅的初期膜厚约为600nm。配线以格子形状和平行线形状形成。此外，为了测定上述研磨液的凝集难易度，使用在25℃下保存的调制1小时后和调整10天后的研磨液，并使用动态光散射式粒度分布计（株式会社堀场制作所社制造，商品名：LB－500）测定研磨粒的平均粒径。

（氧化硅膜的研磨2）

使用研磨装置（应用材料公司制造，商品名：Mirra3400），进行上述DRAM器件晶片的研磨。在具有基板安装用的吸附垫的支架上，设置上述DRAM器件晶片。另一方面，将多孔质聚氨酯树脂制的研磨垫（k－groove沟，Rodale公司制造，型号：IC－1400）贴附在直径为500mm的研磨平台上。

使上述DRAM器件晶片的氧化硅膜形成面朝下，并将上述支架架设在研磨垫上。分别将内管压力、保留压力和膜压力，设定为28kPa、38kPa和28kPa。

（研磨速度的评价2）

使用光干涉式膜厚装置（大日本网屏制造株式会社制造，商品名：RE－3000），测定研磨前后的氧化硅膜的膜厚变化。测定点是在上述φ200mm晶片的坐标中位于（x[mm]，y[mm]）=（7.0，－3.6）、（31.0，－3.6）、（55.0，－3.6）、（79.0，－3.6）附近的70μm见方的附注为“A”的凸部，并由该4个点的膜厚变化量的平均值算出研磨速度。所得的结果，作为图案研磨速度示于表4和5。另外，研磨速度的单位为nm/min。

（凝集难易度的评价）

对于调制后经过1小时后的研磨液和在25℃下保存调整经过10天后的研磨液这2个种类，进行实施例1b～10b以及参考例11b～19b的研磨液中的研磨粒粒径测定。粒径测定使用动态光散射式粒度分布计（株式会社堀场制作所社制造，商品名：LB－500）进行。此外，测定是在开始测定5分钟之前，将浓缩状态的研磨液（C）稀释10倍，并测定所得研磨液的平均粒径。由于使用不含添加剂的溶液时的平均粒径为150nm，因此考虑到因装置所导致的测量误差，可以将超过200nm的情况视作粒子产生凝集。

[表4]

[表5]

由表4结果显示，使用4－吡喃酮系化合物作为添加剂的实施例1b～10b的研磨液，和参考例11b～19b的研磨液相比，能够以高速度研磨氧化硅膜，此外，即使是调制10天后的研磨液，研磨粒也未产生凝集（粒径的变化为±5%以下）。

[CMP用研磨液的制作4]

（实施例20b～29b）

实施例20b～29b的研磨液，是分别使用表6的No.20～29所示成分进行调制的研磨液。也就是说，实施例20b～22b和26b的研磨液仅包含4－吡喃酮系化合物作为添加剂（第1添加剂），实施例23b～25b、27b～29b的研磨液是除了作为第1添加剂的4－吡喃酮系化合物外，还含有作为第2添加剂的饱和单羧酸。各研磨液中的添加剂种类以及其它成分，如下述表6所示。这种实施例20b～29b的研磨液，和上述“CMP用研磨液的制作3”同样地制作。

[特性评价]

使用实施例20b～29b的研磨液，进行下述的特性评价。

也就是说，首先，使用和上述“氧化硅膜的研磨2”同样的方法，测定图案研磨速度。此外，使用具有初期膜厚约为1000nm的氧化硅膜的φ200mm无图形晶片（ADVANTEC公司制造）代替DRAM器件晶片，并且将晶片的中心点、在直径方向上离中心点为5mm间隔的各点作为测定点，在共计41点上进行测定（另外，距离中心95mm的测定点的下一个测定点是距离中心97mm的位置），除此以外，使用和上述“研磨速度的评价2”同样的方法，求出41点的膜压变化量，并将其平均值作为无图案的研磨速度。此外，用膜厚变化量的标准偏差除以膜厚变化量的平均值，再乘以100，求出该值并将其作为面内均匀性。所得结果示于表6。另外，表6中，第1添加剂的A为3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮，B为5－羟基－2－（羟甲基）－4－吡喃酮。

[表6]

如表6所示，仅包含一种4－吡喃酮系化合物的实施例20b和21b的研磨液，图案研磨速度都优异。此外，可知：包含两种4－吡喃酮系化合物的组合的实施例22b和26b的研磨液，除了图案研磨速度优异外，在无图案的研磨速度和面内均匀性方面也都可以得到高的效果。

进一步，由实施例23b～25b和实施例27b～29b可以判断，添加了作为第2添加剂的碳原子数为2～6的饱和单羧酸的乙酸、丙酸和正丁酸的体系，在提高无图案的研磨速度方面特别有效。由于通常在研磨具有凹凸的晶片时，优先研磨凸部，随着研磨的进行，被研磨面变得平坦，因此其研磨速度趋于接近无图形晶片的研磨速度。因此，不仅图案研磨速度优异，而且无图案的研磨速度也优异的研磨液，从整个研磨工序中都可以获得良好研磨速度的观点考虑，是适合的。并且，由上述结果显示出，添加碳原子数为2～6的饱和单羧酸作为第2添加剂，对于得到这种效果特别有效。

[特性评价2]

使用实施例28b、30b的研磨液，确认通过含有表面活性剂而提高平坦化特性的效果。该效果通过面内均匀性进行评价。结果示于表7。表7中，第1添加剂的A为3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮，B为5－羟基－2－（羟甲基）－4－吡喃酮。

[表7]

由表7所示可知，通过添加表面活性剂而提高了面内均匀性。通常，表面活性剂保护未施压研磨压力的凹部，抑制研磨。因此，带来了作为压力施加对象的凹凸部的研磨得以均匀进行的作用。表面活性剂的添加适合于提高平坦化特性。

本发明人等在说明书中描述了实施发明的最佳方式。在本领域技术人员阅读上述说明时，能够知晓与之类似的优选变形方式。本发明人等对于本发明的不同方式的实施以及适用本发明基础内容的类似方式的发明的实施，也有充分的认识。此外，在本发明中，作为其原理，可以利用权利要求范围中所列举内容的全部变形方式，以及上述各种要素的任意组合。所有可能的任意组合，只要在本说明书中没有特别限定，或者根据上下文没有明确否定，则包含在本发明中。

工业实用性

根据本发明，提供一种能够实现对氧化硅膜的足够高的研磨速度，并且和以往的研磨液相比，不依存于基板表面状态的高通用性的CMP研磨液。此外，根据本发明，还提供一种使用上述研磨液的研磨方法。

符号说明

1…硅基板、2…停止膜（氮化硅膜）、3…氧化硅膜、5…填埋部分、D…氧化硅覆膜的膜厚标高差（高低差）。

Claims

1.一种研磨液，其为含有研磨粒、第1添加剂、第2添加剂和水的CMP用研磨液，所述第1添加剂为4－吡喃酮系化合物，该4－吡喃酮系化合物为下述通式(1)所表示的化合物，

式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自独立地为氢原子或1价的取代基，

其中，所述第2添加剂为饱和单羧酸，所述饱和单羧酸的碳原子数为3以上。

2.如权利要求1所述的研磨液，其中，所述1价的取代基为选自由醛基、羟基、羧基、磺酸基、磷酸基、溴、氯、碘、氟、硝基、肼基、C_1～8的烷基、被COOH、Br、Cl、I或NO₂取代的C_1～8的烷基、羟基烷基、C_6～12的芳基以及C_1～8的烯基组成的组中的至少一种。

3.如权利要求1所述的研磨液，其中，所述1价的取代基为被OH取代的C_1～8的烷基。

4.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述1价的取代基连接在与氧基邻接的碳原子上。

5.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，在所述X¹¹、X¹²和X¹³中，至少2个为氢原子。

6.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述4－吡喃酮系化合物为选自由3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮、5－羟基－2－(羟甲基)－4－吡喃酮、2－乙基－3－羟基－4－吡喃酮组成的组中的至少一种化合物。

7.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置1小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

8.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置3小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

9.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置10小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

10.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置24小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

11.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为8.0以下。

12.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值小于8.0。

13.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为7.0以下。

14.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为6.0以下。

15.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为5.0以下。

16.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为1.5以上。

17.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为2.0以上。

18.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，pH值为2.5以上。

19.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，进一步含有pH调节剂。

20.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为0.01～5质量份。

21.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为0.02质量份以上。

22.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为0.03质量份以上。

23.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为5质量份以下。

24.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为3质量份以下。

25.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为1质量份以下。

26.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述第1添加剂的含量为0.5质量份以下。

27.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述研磨粒的含量为0.01～10质量份。

28.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述研磨粒的平均粒径为50～500nm。

29.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述研磨粒包含铈系化合物。

30.如权利要求29所述的研磨液，其中，所述铈系化合物为氧化铈或氢氧化铈。

31.如权利要求29所述的研磨液，其中，所述铈系化合物为氧化铈。

32.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述研磨粒包含具有晶界的多晶氧化铈。

33.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，进一步含有离子性表面活性剂或非离子性表面活性剂。

34.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，进一步含有非离子性表面活性剂。

35.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，进一步含有选自由醚型表面活性剂、酯型表面活性剂、氨基醚型表面活性剂、醚酯型表面活性剂、烷醇酰胺型表面活性剂、乙炔系二醇的氧化乙烯加成物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺和聚乙烯醇组成的组中的至少一种。

36.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述饱和单羧酸的碳原子数为3～6。

37.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述饱和单羧酸为选自由丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、三甲基乙酸、氢化当归酸、正己酸、2－甲基戊酸、4－甲基戊酸、2,3－二甲基丁酸、2－乙基丁酸、2,2－二甲基丁酸和3,3－二甲基丁酸组成的组中的至少一种化合物。

38.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.01～5质量份。

39.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.05质量份以上。

40.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.1质量份以上。

41.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.2质量份以上。

42.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为5质量份以下。

43.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为3质量份以下。

44.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为2质量份以下。

45.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，相对于100质量份该研磨液，所述饱和单羧酸的含量为1质量份以下。

46.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其为浓缩了所含成分的浓缩型的研磨液。

47.如权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其为预先制成分开含有一定成分的液A和含有其它成分的液B的状态，并在使用时混合这些液体进行使用的2液型的研磨液。

48.一种研磨方法，其用于研磨在表面上具有氧化硅膜的基板，

该方法具有如下工序：一边向所述氧化硅膜和研磨垫之间供给权利要求1～47中任一项所述的研磨液，一边通过所述研磨垫对所述氧化硅膜进行研磨。

49.如权利要求48所述的方法，其中，所述基板为具有从上方观察时凹部或凸部被设置为T字形状或格子形状的部分的基板。

50.如权利要求48所述的方法，其中，所述基板为具有存储单元的半导体基板。

51.一种研磨液的应用，用于对表面具有氧化硅膜的基板的所述氧化硅膜进行CMP研磨，

所述研磨液含有研磨粒、第1添加剂、第2添加剂和水，

所述第1添加剂为4－吡喃酮系化合物，该4－吡喃酮系化合物为下述通式(1)所表示的化合物，

式中，X¹¹、X¹²和X¹³各自独立地为氢原子或1价的取代基，

52.如权利要求51所述的应用，其中，所述1价的取代基为选自由醛基、羟基、羧基、磺酸基、磷酸基、溴、氯、碘、氟、硝基、肼基、C_1～8的烷基、被COOH、Br、Cl、I或NO₂取代的C_1～8的烷基、羟基烷基、C_6～12的芳基以及C_1～8的烯基组成的组中的至少一种。

53.如权利要求51所述的应用，其中，所述1价的取代基为被OH取代的C_1～8的烷基。

54.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述1价的取代基连接在与氧基邻接的碳原子上。

55.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，在所述X¹¹、X¹²和X¹³中，至少2个为氢原子。

56.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述4－吡喃酮系化合物为选自由3－羟基－2－甲基－4－吡喃酮、5－羟基－2－(羟甲基)－4－吡喃酮、2－乙基－3－羟基－4－吡喃酮组成的组中的至少一种化合物。

57.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置1小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

58.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置3小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

59.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置10小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

60.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，使用超声波分散机对所述研磨液进行1分钟分散处理，并进行所述研磨粒的平均粒径的测定，然后，将所述研磨液在室温下放置24小时，再次进行所述研磨粒的平均粒径的测定，此时的放置前后的粒径变化量为±5％以下。

61.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为8.0以下。

62.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值小于8.0。

63.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为7.0以下。

64.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为6.0以下。

65.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为5.0以下。

66.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为1.5以上。

67.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为2.0以上。

68.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液的pH值为2.5以上。

69.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液进一步含有pH调节剂。

70.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为0.01～5质量份。

71.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为0.02质量份以上。

72.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为0.03质量份以上。

73.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为5质量份以下。

74.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为3质量份以下。

75.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为1质量份以下。

76.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述第1添加剂的含量为0.5质量份以下。

77.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述研磨粒的含量为0.01～10质量份。

78.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨粒的平均粒径为50～500nm。

79.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨粒包含铈系化合物。

80.如权利要求79所述的应用，其中，所述铈系化合物为氧化铈或氢氧化铈。

81.如权利要求79所述的应用，其中，所述铈系化合物为氧化铈。

82.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨粒包含具有晶界的多晶氧化铈。

83.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液进一步含有离子性表面活性剂或非离子性表面活性剂。

84.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液进一步含有非离子性表面活性剂。

85.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述研磨液进一步含有选自由醚型表面活性剂、酯型表面活性剂、氨基醚型表面活性剂、醚酯型表面活性剂、烷醇酰胺型表面活性剂、乙炔系二醇的氧化乙烯加成物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺和聚乙烯醇组成的组中的至少一种。

86.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述饱和单羧酸的碳原子数为3～6。

87.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述饱和单羧酸为选自由丙酸、正丁酸、异丁酸、正戊酸、异戊酸、三甲基乙酸、氢化当归酸、正己酸、2－甲基戊酸、4－甲基戊酸、2,3－二甲基丁酸、2－乙基丁酸、2,2－二甲基丁酸和3,3－二甲基丁酸组成的组中的至少一种化合物。

88.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.01～5质量份。

89.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.05质量份以上。

90.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.1质量份以上。

91.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为0.2质量份以上。

92.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为5质量份以下。

93.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为3质量份以下。

94.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为2质量份以下。

95.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，相对于100质量份所述研磨液，所述饱和单羧酸的含量为1质量份以下。

96.如权利要求51～53中任一项所述的应用，所述研磨液为浓缩了所含成分的浓缩型的研磨液。

97.如权利要求51～53中任一项所述的应用，所述研磨液为预先制成分开含有一定成分的液A和含有其它成分的液B的状态，并在使用时混合这些液体进行使用的2液型的研磨液。

98.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述氧化硅膜具有凹凸，

采用所述研磨液来除去所述氧化硅膜的突出部位。

99.如权利要求98所述的应用，其中，所述基板为具有从上方观察时凹部或凸部被设置为T字形状或格子形状的部分的基板。

100.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述氧化硅膜被配置在硅基板上，

所述基板具有配置在所述硅基板和所述氧化硅膜之间的停止膜。

101.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，采用所述研磨液，研磨所述氧化硅膜来形成元件隔离结构。

102.如权利要求51～53中任一项所述的应用，其中，所述基板为具有存储单元的半导体基板。