(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウム粒子と、分散剤と、水とを含み、
前記分散剤が、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する第１の単量体と、スルホン酸基及びスルホン酸塩基を有さない第２の単量体とを重合させて得られる共重合体であり、
前記共重合体における前記第１の単量体の共重合比率が５〜７０モル％であり、
前記酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有し、
前記第１の単量体が、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸を含み、
前記第２の単量体が、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、
前記酸化セリウム粒子の平均粒径が５０ｎｍ以上である、スラリー。
【請求項２】
前記共重合体の含有量が、前記酸化セリウム粒子１００質量部に対して０．００１〜６質量部である、請求項１に記載のスラリー。
【請求項３】
前記共重合体の重量平均分子量が１０００〜１０００００である、請求項１又は２に記載のスラリー。
【請求項４】
カルボン酸基及びカルボン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する水溶性有機高分子（ただし、前記共重合体を除く）を更に含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項５】
前記水溶性有機高分子の含有量が、スラリー全質量基準で０．０１〜１．０質量％である、請求項４に記載のスラリー。
【請求項６】
有機酸、有機酸塩及び有機酸誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１種の有機酸化合物を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項７】
前記有機酸化合物の含有量が、スラリー全質量基準で、０．００１〜１質量％である，請求項６に記載のスラリー。
【請求項８】
前記第２の単量体がアクリル酸を含む、請求項５に記載のスラリー。
【請求項９】
ｐＨが３．０〜６．０である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のスラリーの製造方法であって、
前記酸化セリウム粒子と、前記分散剤と、水とを混合する工程を備える、スラリーの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のスラリーを用いて、絶縁材料の少なくとも一部をＣＭＰによって除去する工程を備える、研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー及びその製造方法、並びに、研磨方法に関する。より詳細には、本発明は、絶縁材料として用いられる物質を研磨するためのスラリー及びその製造方法、並びに、研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のＵＬＳＩ半導体素子製造工程では、半導体素子の高密度化及び微細化のための加工技術が研究開発されている。その加工技術の一つであるＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング：化学機械研磨）は、半導体素子製造工程において、層間絶縁材料の平坦化、シャロートレンチ分離（ＳＴＩ：シャロー・トレンチ・アイソレーション）の形成、プラグ及び埋め込み金属配線の形成等を行う際に必須の技術となってきている。
【０００３】
近年、集積回路内の素子分離にＳＴＩが用いられている。ＳＴＩでは、基板上に成膜した余分な絶縁材料を取り除くためにＣＭＰが使用される。絶縁材料としては、例えば、酸化珪素及びＢＰＳＧ（ボロン及びリンをドープした酸化珪素）が使用される。
【０００４】
このようなＣＭＰに用いる研磨液として、酸化セリウムを含む粒子（以下、「酸化セリウム粒子」ともいう）を砥粒として含む酸化セリウム研磨液が用いられている。酸化セリウム粒子は、シリカ粒子及びアルミナ粒子に比べ硬度が低く、研磨に際し被研磨面に傷が入りにくいことから、仕上げ鏡面研磨に有用である。また、酸化セリウム研磨液は、砥粒としてシリカ粒子を含むシリカ研磨液に比べて研磨速度が速いという利点がある。このような酸化セリウム研磨液として、例えば、高純度酸化セリウム砥粒を用いた半導体用ＣＭＰ研磨液が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、近年、集積回路の実装密度は更に高くなる傾向にあり、例えばＳＴＩ工程が適用される基板のトレンチ幅においては、より一層の微細化が進んでいる。このような微細化レベルの向上に伴い、半導体基板の表面に生じた研磨傷が半導体基板の信頼性及び歩留まりに与える影響が大きくなっている。したがって、酸化セリウム研磨液は上述のようにシリカ研磨液と比較して研磨傷が少ないという利点があるものの、従来の研磨傷の低減レベルでは充分でなく、研磨傷を低減する要求は更に厳しくなっている。
【０００６】
研磨傷の発生要因は種々考えられるが、最も有力な因子は、研磨液中で砥粒が凝集することによって粒子径が大きくなることである。砥粒の凝集を避けるためには、一般的に、研磨液に分散剤が添加されている。酸化セリウム研磨液に用いられる分散剤としては、ポリアクリル酸、アクリル酸とアクリル酸メチルとの共重合体等が知られている（例えば、下記特許文献２及び３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１０６９９４号公報
【特許文献２】特開平１０−１５４６７２号公報
【特許文献３】特開２０００−１７１９５号公報
【特許文献４】国際公開第００／３９８４３号
【特許文献５】国際公開第２０１２／０８６７８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２、３等に記載されるポリアクリル酸、アクリル酸とアクリル酸メチルとの共重合体等の分散剤を用いるスラリーにおいては、酸化セリウム粒子の凝集が発生し、研磨傷の原因となりうる大粒子（凝集した酸化セリウム粒子）が増大する場合があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能なスラリーを提供することを目的とする。また、本発明は、このようなスラリーの製造方法、及び、前記スラリーを用いた研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るスラリーは、酸化セリウム粒子と、分散剤と、水とを含み、分散剤が、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する第１の単量体と、スルホン酸基及びスルホン酸塩基を有さない第２の単量体とを重合させて得られる共重合体（以下、「共重合体Ａ」ともいう）であり、共重合体Ａにおける第１の単量体の共重合比率が５〜７０モル％であり、酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有している。
【００１１】
本発明に係るスラリーによれば、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。また、本発明に係るスラリーを用いて研磨を行う場合に、被研磨材料の研磨傷を低減することができる。
【００１２】
ところで、半導体素子製造工程に用いられる研磨液には、研磨で除去される物質に対する研磨速度が速いこと、研磨傷が少ないこと、研磨後に初期の凹凸が解消されること、ウエハの中心からの距離に応じた研磨速度の差が小さくウエハ全面が平坦であること等の種々の特性が要求される。このような要求に応えるため、研磨液に種々の化学成分が添加される場合がある。例えば、水溶性高分子を添加剤として添加することで平坦性を向上させる技術（例えば、上記特許文献４参照）、所定の置換基を有する有機酸を添加剤として添加する技術（例えば、上記特許文献５参照）等が知られている。しかしながら、従来の分散剤と共にこれらの水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーを用いた場合には、酸化セリウム粒子の凝集が発生することがある。一方、本発明に係るスラリーによれば、スラリーが水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含む場合であっても、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。すなわち、凝集を抑制する効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著に得ることができる。
【００１３】
酸化セリウム粒子の凝集を抑制することができる効果が得られる原因は明らかではないが、従来の分散剤（ポリアクリル酸、アクリル酸とアクリル酸メチルとの共重合体等）と比較して共重合体Ａの官能基の酸解離定数が大きいこと、及び、酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有している（例えば、共重合体Ａが酸化セリウム粒子の粒子表面に存在している）ことにより、上記効果が得られると本発明者らは推測している。
【００１４】
共重合体Ａの含有量は、酸化セリウム粒子１００質量部に対して０．００１〜６質量部であることが好ましい。この場合、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減することができる。
【００１５】
共重合体Ａの重量平均分子量は、１０００〜１０００００であることが好ましい。この場合、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減することができる。
【００１６】
第１の単量体は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むことが好ましい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【化１】
0006582567.tif 000002
［式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々独立に水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ４は、単結合又は２価の有機基を示し、Ｘは、水素原子又は一価の陽イオンを示す。］
【００１７】
第１の単量体は、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【００１８】
第２の単量体は、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物であってもよい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【化２】
0006582567.tif 000003
［式（ＩＩ）中、Ｒ５は、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ６は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基又は一価の陽イオンを示す。］
【００１９】
第２の単量体は、アクリル酸及びメタクリル酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含んでいてもよい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【００２０】
本発明に係るスラリーは、第１の単量体がビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、第２の単量体がアクリル酸を含む態様であってもよい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【００２１】
本発明に係るスラリーのｐＨは、３．０〜６．０であることが好ましい。この場合、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を更に安定に分散させることができる。これらの効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。
【００２２】
本発明に係るスラリーの製造方法は、上記スラリーの製造方法であって、上記酸化セリウム粒子と、上記分散剤と、水とを混合する工程を備える。
【００２３】
本発明に係る研磨方法は、上記スラリーを用いて、絶縁材料の少なくとも一部をＣＭＰによって除去する工程を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能なスラリーを提供することができる。また、本発明によれば、このようなスラリーの製造方法、及び、前記スラリーを用いた研磨方法を提供することができる。
【００２５】
本発明によれば、絶縁材料を好適に研磨することができる。すなわち、本発明によれば、絶縁材料の研磨へのスラリーの応用を提供することができる。また、本発明によれば、半導体素子製造技術が適用される基板表面の平坦化工程において絶縁材料（層間絶縁膜、ＢＰＳＧ膜、ＳＴＩ膜等）を好適に研磨することができる。すなわち、本発明によれば、基板表面の平坦化工程における絶縁材料（層間絶縁膜、ＢＰＳＧ膜、ＳＴＩ膜等）の研磨へのスラリーの応用を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明に係る研磨方法の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
＜定義＞
本明細書において、「物質Ａを研磨する」及び「物質Ａの研磨」とは、研磨により物質Ａの少なくとも一部を除去することと定義される。また、ｐＨは温度によって変化するため、「ｐＨ」は、測定対象の温度が２５℃のときのｐＨと定義する。「〜」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。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。
【００２８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものでない。
【００２９】
＜スラリー＞
本実施形態に係るスラリーは、酸化セリウム粒子（酸化セリウムを含む粒子）と、分散剤と、水とを含み、分散剤が、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する第１の単量体と、スルホン酸基及びスルホン酸塩基を有さない第２の単量体とを重合させて得られる共重合体（共重合体Ａ）であり、共重合体Ａにおける第１の単量体の共重合比率が５〜７０モル％であり、酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有している。本実施形態に係るスラリーは、被研磨材料（例えば絶縁材料）の少なくとも一部をＣＭＰによって除去するために用いることができる。
【００３０】
本実施形態に係るスラリーによれば、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。これにより、例えば、本実施形態に係るスラリーを用いて研磨を行う場合に、被研磨対象の研磨傷を低減することができる。これらの効果は、スラリーに水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に配合する場合に特に顕著である。
【００３１】
以下、本実施形態に係るスラリーに含まれる成分等について詳細に説明する。
【００３２】
（酸化セリウム粒子）
酸化セリウム粒子としては、特に制限はなく、公知のものを使用することができる。一般に、酸化セリウム粒子は、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩等のセリウム塩を酸化することによって得ることができる。酸化セリウム粒子を作製する方法としては、例えば、セリウム塩を焼成する焼成法、及び、過酸化水素等を用いる酸化法が挙げられる。
【００３３】
ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法等で形成される酸化珪素膜の研磨に酸化セリウム粒子を使用する場合、酸化セリウム粒子の結晶子径（結晶子の直径）が大きく、且つ、結晶歪みが少ない（すなわち、結晶性が良い）ほど、高速研磨が可能である一方で被研磨材料に研磨傷が入りやすい傾向がある。このような観点から、酸化セリウム粒子は、２個以上の結晶子から構成され、結晶粒界を有する粒子であることが好ましく、結晶子径が５〜３００ｎｍである粒子であることがより好ましい。
【００３４】
酸化セリウム粒子中の酸化セリウムの含有量は、粒子の全質量を基準として５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましい。酸化セリウム粒子は、酸化セリウムからなる粒子であってもよい。酸化セリウム粒子中のアルカリ金属及びハロゲン類の含有量は、半導体素子の製造に係る研磨に好適に用いられる観点から、１０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
酸化セリウム粒子の平均粒径は、良好な研磨速度が得られる傾向がある観点から、１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上が更に好ましい。酸化セリウム粒子の平均粒径は、被研磨材料に傷がつきにくい傾向がある観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、４００ｎｍ以下がより好ましく、３００ｎｍ以下が更に好ましい。これらの観点から、酸化セリウム粒子の平均粒径は、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、２０〜４００ｎｍであることがより好ましく、５０〜３００ｎｍであることが更に好ましい。
【００３６】
ここで、酸化セリウム粒子の平均粒径は、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置（例えば日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）で測定したＤ５０の値（体積分布のメジアン径、累積中央値）を意味する。平均粒径の測定においては、測定サンプルとして、適切な砥粒含有量に希釈したスラリーを用いることができる。また、酸化セリウム粒子を含むスラリーが、後述するように、酸化セリウム粒子を水に分散させた砥粒含有液と、酸化セリウム粒子及び分散剤以外の添加剤を水に溶解させた添加液とに分けて保存されている場合は、砥粒含有液を適切な含有量に希釈して測定することができる。
【００３７】
酸化セリウム粒子の含有量は、良好な研磨速度が得られる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０５質量％以上であることがより好ましく、０．１質量％以上であることが更に好ましい。酸化セリウム粒子の含有量は、粒子の凝集が更に抑制されて被研磨材料に傷がつきにくくなる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることが更に好ましい。これらの観点から、酸化セリウム粒子の含有量は、スラリー全質量基準で０．０１〜２０質量％であることが好ましく、０．０５〜１５質量％であることがより好ましく、０．１〜１０質量％であることが更に好ましい。
【００３８】
（分散剤）
分散剤は、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する第１の単量体と、スルホン酸基及びスルホン酸塩基を有さない第２の単量体とを重合させて得られる共重合体（共重合体Ａ）である。共重合体Ａは、第１の単量体及び第２の単量体を含む組成物を重合させて得られる共重合体である。また、共重合体Ａにおける第１の単量体の共重合比率（モル比率）は５〜７０モル％である。共重合体Ａは、例えば、第１の単量体に由来する構造単位と、第２の単量体に由来する構造単位とを有している。また、共重合体Ａは、例えば、スルホン酸基及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む構造単位を有する共重合体である。
【００３９】
本実施形態に係るスラリーが分散剤として共重合体Ａを含むことにより、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。このような効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に含むスラリーにおいて特に顕著である。より詳細には、共重合体Ａを含むことなく酸化セリウム粒子の従来の分散剤（ポリアクリル酸、アクリル酸とアクリル酸メチルとの共重合体等）を含むスラリーは、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に用いる場合に、酸化セリウム粒子の分散状態を安定に維持できない場合があるのに対し、本実施形態に係るスラリーでは、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に用いる場合であっても、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。
【００４０】
第１の単量体は、下記一般式（Ｉ）で表される化合物を含むことが好ましい。すなわち、共重合体Ａは、一般式（Ｉ）で表される化合物由来の構造単位を有することが好ましい。
【化３】
0006582567.tif 000004
［式（Ｉ）中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は、各々独立に水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ４は、単結合又は２価の有機基を示し、Ｘは、水素原子又は一価の陽イオンを示す。］
【００４１】
式（Ｉ）において、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３における炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。Ｒ４における２価の有機基としては、アルキレン基；アリーレン基；Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルホルムアミドにおいて、カルボニル炭素に結合した水素原子と、ｔｅｒｔ−ブチル基の水素原子とを除いてなる基等が挙げられる。アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。アリーレン基としては、フェニレン基等が挙げられる。Ｘにおける一価の陽イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。
【００４２】
第１の単量体は、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、一般式（Ｉ）で表される化合物として、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が水素原子である化合物を含むことが好ましく、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことがより好ましい。
【００４３】
第２の単量体としては、例えば、下記一般式（ＩＩ）で表される化合物が挙げられる。すなわち、共重合体Ａは、一般式（ＩＩ）で表される化合物由来の構造単位を有していてもよい。
【化４】
0006582567.tif 000005
［式（ＩＩ）中、Ｒ５は、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、Ｒ６は、水素原子、炭素数１〜３のアルキル基又は一価の陽イオンを示す。］
【００４４】
式（ＩＩ）において、Ｒ５及びＲ６における炭素数１〜３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。Ｒ６における一価の陽イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。
【００４５】
一般式（ＩＩ）で表される化合物は、カルボン酸、カルボン酸塩又はカルボン酸エステルであり、分散剤を更に効果的に酸化セリウム粒子に吸着させることができ、酸化セリウム粒子の凝集を更に抑制することができる観点から、カルボン酸又はカルボン酸塩が好ましい。
【００４６】
カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。カルボン酸塩としては、上記カルボン酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等が挙げられる。カルボン酸エステルは、カルボン酸アルキルエステルであることが好ましい。カルボン酸アルキルエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル等が挙げられる。
【００４７】
酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、第１の単量体がビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸からなる群より選ばれる少なくとも１種を含み且つ第２の単量体がアクリル酸を含むことが好ましい。共重合体Ａは、ビニルスルホン酸とアクリル酸とを重合させて得られる共重合体、スチレンスルホン酸とアクリル酸とを重合させて得られる共重合体、及び、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸とを重合させて得られる共重合体からなる群より選ばれる少なくとも１種が好ましい。
【００４８】
分散剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４９】
共重合体Ａにおける第１の単量体の共重合比率（モル比率）は、共重合体Ａを与える単量体の全量を基準として、５〜７０モル％である。この場合、第１の単量体の官能基（スルホン酸基及びスルホン酸塩基）の効果が充分に得られ、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。第１の単量体の共重合比率が５モル％より小さい場合、又は、第１の単量体の共重合比率が７０モル％より大きい場合には、第１の単量体の官能基（スルホン酸基及びスルホン酸塩基）の効果が充分に得られない、又は、分散剤を効果的に酸化セリウム粒子に吸着させられないため、酸化セリウム粒子の凝集が抑制されにくくなる傾向がある。第１の単量体の共重合比率は、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、１０モル％以上であることが好ましく、１５モル％以上であることがより好ましく、２０モル％以上であることが更に好ましく、２５モル％以上であることが特に好ましい。第１の単量体の共重合比率は、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、６０モル％以下であることが好ましく、５０モル％以下であることがより好ましい。これらの観点から、第１の単量体の共重合比率は、１０〜６０モル％であることが好ましく、１５〜５０モル％であることがより好ましく、２０〜５０モル％であることが更に好ましく、２５〜５０モル％であることが特に好ましい。酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制される上記効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に用いる場合に顕著である。共重合体Ａにおける第１の単量体由来の構造単位の比率（モル比率）は、共重合体Ａを構成する構造単位の全量を基準として、第１の単量体の上記共重合比率と同様の範囲であることが好ましい。
【００５０】
共重合体Ａの重量平均分子量は、特に制限はないが、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減する観点から、１０００以上であることが好ましく、３０００以上であることがより好ましく、５０００以上であることが更に好ましく、７０００以上であることが特に好ましい。共重合体Ａの重量平均分子量は、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減する観点から、１０００００以下であることが好ましく、８００００以下であることがより好ましく、５００００以下であることが更に好ましく、４００００以下であることが特に好ましい。これらの観点から、共重合体Ａの重量平均分子量は、１０００〜１０００００であることが好ましく、３０００〜８００００であることがより好ましく、５０００〜５００００であることが更に好ましく、７０００〜４００００であることが特に好ましい。
【００５１】
なお、共重合体Ａの重量平均分子量は、例えば、ＧＰＣ（Ｇｅｌ  Ｐｅｒｍｅａｔｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定し、ポリアクリル酸ナトリウム標準物質で作成した検量線を用いて算出した値である。例えば、下記の条件により測定することができる。
［ＧＰＣ条件］
試料：５μＬ
標準物質：ポリアクリル酸ナトリウム（ポリマーラボラトリー社製）
検出器：株式会社日立製作所製、「Ｌ−３３００型示差屈折計」
データ処理：株式会社日立製作所製、「Ｄ−２５２０型ＧＰＣインテグレーター」
ポンプ：株式会社日立製作所製、商品名「Ｌ−７１０００」
カラム：昭和電工株式会社製  「Ｓｈｏｄｅｘ  Ａｓａｈｉｐａｋ  ＧＳ−５２０ＨＱ＋６２０ＨＱ」
溶離液：５０ｍＭ−Ｎａ２ＨＰＯ４／ＣＨ３ＣＮ＝９０／１０（ｖ／ｖ）
流速：０．６ｍＬ／分
【００５２】
スラリーにおける共重合体Ａの含有量は、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減する観点から、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、０．００１質量部以上であることが好ましく、０．００５質量部以上であることがより好ましく、０．０１質量部以上であることが更に好ましい。スラリーにおける共重合体Ａの含有量は、酸化セリウム粒子の分散性を更に向上させて沈降を抑制し、被研磨材料の研磨傷を更に低減する観点から、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、６質量部以下であることが好ましく、４質量部以下であることがより好ましく、２質量部以下であることが更に好ましい。これらの観点から、スラリーにおける共重合体Ａの含有量は、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、０．００１〜６質量部であることが好ましく、０．００５〜４質量部であることがより好ましく、０．０１〜２質量部であることが更に好ましい。
【００５３】
共重合体Ａが酸化セリウム粒子の表面に吸着することにより、粒子表面に硫黄原子を有する酸化セリウム粒子を得ることができる。共重合体Ａは、酸化セリウム粒子の表面に吸着し分散能を発現することができる。例えば、粒子表面に硫黄原子を有する酸化セリウム粒子は、第１の単量体に由来する構造単位の硫黄原子が粒子表面に存在する酸化セリウム粒子である。
【００５４】
酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有することは、例えば、Ｘ線光電子分光法により確認することができる。具体的には、Ｘ線光電子分光装置（例えば、アルバック・ファイ株式会社製、商品名：ＰＨＩ  ５０００  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅＩＩ、Ｘ線：単色化ＡｌＫα線（１４８６．６ｅＶ）、検出角度：４５°、Ｘ線ビーム径：２００μｍΦ（５０ｗ  １５ｋＶ）、パスエネルギー：２９．３５ｅＶ（Ｃｅ）  ５８．７０ｅＶ（Ｓ）、帯電中和：低エネルギー電子とイオンビームを同時に照射し中和して測定）を用いて酸化セリウム粒子の粒子表面を分析することにより、酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有することを確認することができる。酸化セリウム粒子が粒子表面に硫黄原子を有することは、上記の分析により測定される硫黄（Ｓ２ｐ）の値が０より大きいことを意味する。なお、測定サンプルとしては、遠心分離器を用いて、分散剤が吸着した酸化セリウム粒子を他のスラリー成分から分離した後、酸化セリウム粒子を繰り返し水洗することにより作製したサンプルを用いることができる。
【００５５】
酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率は、粒子表面に存在する硫黄の原子比率ｒＳ（ａｔｏｍ％）、及び、粒子表面に存在するセリウムの原子比率ｒＣ（ａｔｏｍ％）の和に対する、粒子表面に存在する硫黄の原子比率ｒＳ（ａｔｏｍ％）の比と定義する（下記式参照）。ここで、硫黄の原子比率ｒＳ（ａｔｏｍ％）及びセリウムの原子比率ｒＣ（ａｔｏｍ％）は、Ｘ線光電子分光法で測定される硫黄（Ｓ２ｐ）の値、及び、セリウム（Ｃｅ３ｄ５）の値等に基づき算出される。なお、セリウム（Ｃｅ３ｄ５）の値とは、分析の結果得られたＣｅ３ｄ５スペクトルの積分強度を意味する。
酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率（％）＝ｒＳ（ａｔｏｍ％）／｛ｒＳ（ａｔｏｍ％）＋ｒＣ（ａｔｏｍ％）｝×１００
【００５６】
酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率は、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、０．１％以上であることが好ましく、０．３％以上であることがより好ましく、０．５％以上であることが更に好ましく、１．０％以上であることが特に好ましい。酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率は、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制され、酸化セリウム粒子が更に安定に分散する観点から、１０％以下であることが好ましく、８％以下であることがより好ましく、６％以下であることが更に好ましく、５％以下であることが特に好ましい。これらの観点から、酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率は、０．１〜１０％であることが好ましく、０．３〜８％であることがより好ましく、０．５〜６％であることが更に好ましい。酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制される上記効果は、水溶性高分子、有機酸化合物等の添加剤を多量に用いる場合に顕著である。酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率は、例えば、酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子及びセリウム原子の合計量に対する硫黄原子の存在量の割合である。
【００５７】
（水）
本実施形態に係るスラリーは、水を含んでいる。水としては、特に制限されないが、脱イオン水、イオン交換水、超純水等が好ましい。水の含有量は、特に限定されず、スラリーに含まれる水以外の成分の含有量に応じて調整することができる。なお、スラリーは、必要に応じて水以外の溶媒（例えば、エタノール、アセトン等の極性溶媒）を更に含んでもよい。
【００５８】
（ｐＨ調整剤）
本実施形態に係るスラリーは、ｐＨ調整剤を更に含んでいてもよい。必要に応じてｐＨ調整剤を用いることにより、スラリーのｐＨを所望のｐＨに調整することができる。ｐＨ調整剤としては、特に制限はないが、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸、酢酸等の酸成分；水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化カルシウム等の塩基成分などが挙げられる。スラリーが半導体研磨に使用される場合には、アンモニア又は酸成分が好適に使用される。ｐＨ調整剤としては、水溶性高分子をアンモニアで部分的に中和することにより得られる、水溶性高分子のアンモニウム塩を使用することもできる。
【００５９】
（水溶性有機高分子）
本実施形態に係るスラリーは、高分子化合物として、カルボン酸基及びカルボン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも１種を有する水溶性有機高分子（但し、共重合体Ａを除く）を更に含んでいてよい。これにより、研磨終了後の被研磨材料（例えば酸化珪素）の平坦性を向上させやすくなる。より詳細には、ディッシング（凹凸を有する被研磨面を研磨した場合に、被研磨面の一部が過剰に研磨されて皿のように凹む現象）が生じることを抑制しやすくなる。
【００６０】
水溶性有機高分子としては、例えば、カルボン酸基を有する単量体の単独重合体；カルボン酸塩基を有する単量体の単独重合体；カルボン酸基を有する単量体、カルボン酸塩基を有する単量体、及び／又は、カルボン酸エステル等の誘導体を重合させて得られる共重合体が挙げられる。カルボン酸基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等が挙げられる。カルボン酸塩基としては、アンモニウム塩等が挙げられる。カルボン酸エステルとしては、カルボン酸アルキルエステル等が挙げられる。水溶性有機高分子の具体例としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸のカルボン酸基の一部がカルボン酸アンモニウム塩基に置換されたポリマー（ポリアクリル酸アンモニウム）等が挙げられる。
【００６１】
水溶性有機高分子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
水溶性有機高分子の含有量は、研磨終了後の被研磨材料（例えば酸化珪素）の平坦性を向上させやすくなる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で、０．０１質量％以上であることが好ましく、０．０２質量％以上であることがより好ましく、０．０５質量％以上であることが更に好ましい。水溶性有機高分子の含有量は、被研磨材料の研磨速度を充分に向上させやすくなる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で、１．０質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましく、０．６質量％以下であることが更に好ましい。これらの観点から、水溶性有機高分子の含有量は、スラリー全質量基準で０．０１〜１．０質量％であることが好ましく、０．０２〜０．８質量％であることがより好ましく、０．０５〜０．６質量％であることが更に好ましい。本実施形態では、スラリーにおける水溶性有機高分子の含有量が上記の範囲であっても、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。
【００６３】
（有機酸化合物）
本実施形態に係るスラリーは、有機酸、有機酸塩及び有機酸誘導体からなる群より選ばれる少なくとも１種の有機酸化合物を含んでいてよい。これにより、研磨速度を向上させやすくなると共に、研磨終了後の被研磨材料（例えば酸化珪素）の平坦性を向上させやすくなる。より詳細には、ディッシングが生じることを抑制しやすくなる。
【００６４】
有機酸化合物としては、−ＣＯＯＭ基、フェノール性−ＯＭ基、−ＳＯ３Ｍ基、−Ｏ・ＳＯ３Ｈ基、−ＰＯ４Ｍ２基及び−ＰＯ３Ｍ２基からなる群より選ばれる少なくとも１種（Ｍは、Ｈ、ＮＨ４、Ｎａ又はＫを示す。）を有する水溶性の有機酸化合物が好ましい。有機酸の具体例としては、カルボン酸、フェノール類、スルホン酸、ホスホン酸等が挙げられる。
【００６５】
カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、ｏ−トルイル酸、ｍ−トルイル酸、ｐ−トルイル酸、ｏ−メトキシ安息香酸、ｍ−メトキシ安息香酸、ｐ−メトキシ安息香酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、ヘプテン酸、オクテン酸、ノネン酸、デセン酸、ウンデセン酸、ドデセン酸、トリデセン酸、テトラデセン酸、ペンタデセン酸、ヘキサデセン酸、ヘプタデセン酸、イソ酪酸、イソ吉草酸、ケイ皮酸、キナルジン酸、ニコチン酸、１−ナフトエ酸、２−ナフトエ酸、ピコリン酸、ビニル酢酸、フェニル酢酸、フェノキシ酢酸、２−フランカルボン酸、メルカプト酢酸、レブリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，９−ノナンジカルボン酸、１，１０−デカンジカルボン酸、１，１１−ウンデカンジカルボン酸、１，１２−ドデカンジカルボン酸、１，１３−トリデカンジカルボン酸、１，１４−テトラデカンジカルボン酸、１，１５−ペンタデカンジカルボン酸、１，１６−ヘキサデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、キノリン酸、キニン酸、ナフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、グリコール酸、乳酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、２−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、キナ酸、キヌレン酸、サリチル酸、酒石酸、アコニット酸、アスコルビン酸、アセチルサリチル酸、アセチルリンゴ酸、アセチレンジカルボン酸、アセトキシコハク酸、アセト酢酸、３−オキソグルタル酸、アトロパ酸、アトロラクチン酸、アントラキノンカルボン酸、アントラセンカルボン酸、イソカプロン酸、イソカンホロン酸、イソクロトン酸、２−エチル−２−ヒドロキシ酪酸、エチルマロン酸、エトキシ酢酸、オキサロ酢酸、オキシ二酢酸、２−オキソ酪酸、カンホロン酸、クエン酸、グリオキシル酸、グリシド酸、グリセリン酸、グルカル酸、グルコン酸、クロコン酸、シクロブタンカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ジフェニル酢酸、ジ−Ｏ−ベンゾイル酒石酸、ジメチルコハク酸、ジメトキシフタル酸、タルトロン酸、タンニン酸、チオフェンカルボン酸、チグリン酸、デソキサル酸、テトラヒドロキシコハク酸、テトラメチルコハク酸、テトロン酸、デヒドロアセト酸、テレビン酸、トロパ酸、バニリン酸、パラコン酸、ヒドロキシイソフタル酸、ヒドロキシケイ皮酸、ヒドロキシナフトエ酸、ｏ−ヒドロキシフェニル酢酸、ｍ−ヒドロキシフェニル酢酸、ｐ−ヒドロキシフェニル酢酸、３−ヒドロキシ−３−フェニルプロピオン酸、ピバル酸、ピリジンジカルボン酸、ピリジントリカルボン酸、ピルビン酸、α−フェニルケイ皮酸、フェニルグリシド酸、フェニルコハク酸、フェニル酢酸、フェニル乳酸、プロピオル酸、ソルビン酸、２，４−ヘキサジエン二酸、２−ベンジリデンプロピオン酸、３−ベンジリデンプロピオン酸、ベンジリデンマロン酸、ベンジル酸、ベンゼントリカルボン酸、１，２−ベンゼンジ酢酸、ベンゾイルオキシ酢酸、ベンゾイルオキシプロピオン酸、���ンゾイルギ酸、ベンゾイル酢酸、Ｏ−ベンゾイル乳酸、３−ベンゾイルプロピオン酸、没食子酸、メソシュウ酸、５−メチルイソフタル酸、２−メチルクロトン酸、α−メチルケイ皮酸、メチルコハク酸、メチルマロン酸、２−メチル酪酸、ｏ−メトキシケイ皮酸、ｐ−メトキシケイ皮酸、メルカプトコハク酸、メルカプト酢酸、Ｏ−ラクトイル乳酸、リンゴ酸、ロイコン酸、ロイシン酸、ロジゾン酸、ロゾール酸、α−ケトグルタル酸、Ｌ−アルコルビン酸、イズロン酸、ガラクツロン酸、グルクロン酸、ピログルタミン酸、エチレンジアミン四酢酸、シアン化三酢酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、Ｎ’−ヒドロキシエチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−トリ酢酸、ニトリロトリ酢酸等が挙げられる。
【００６６】
フェノール類としては、ｏ−アミノフェノール、ｍ−アミノフェノール、ｐ−アミノフェノール等が挙げられる。
【００６７】
スルホン酸としては、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ノナンスルホン酸、デカンスルホン酸、ウンデカンスルホン酸、ドデカンスルホン酸、トリデカンスルホン酸、テトラデカンスルホン酸、ペンタデカンスルホン酸、ヘキサデカンスルホン酸、ヘプタデカンスルホン酸、オクタデカンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、トルエンスルホン酸（ｐ−トルエンスルホン酸等）、ヒドロキシエタンスルホン酸、ヒドロキシフェノールスルホン酸、アントラセンスルホン酸等が挙げられる。
【００６８】
ホスホン酸としては、デシルホスホン酸、フェニルホスホン酸等が挙げられる。
【００６９】
有機酸誘導体としては、例えば、上記有機酸の無水物、及び、上記のカルボン酸、スルホン酸又はホスホン酸の主鎖に結合した水素原子の１つ又は２つ以上をＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＯＨ、ＣＮ、ＮＯ２等の原子又は原子団で置換した誘導体が挙げられる。
【００７０】
有機酸化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７１】
有機酸化合物のｐＫａは、９未満であることが好ましく、８未満であることがより好ましく、７未満であることが更に好ましく、６未満であることが特に好ましく、５未満であることが極めて好ましい。有機酸化合物のｐＫａが９未満であれば、スラリー中で有機酸化合物の少なくとも一部が有機酸イオンになることにより水素イオンを放出しやすくなり、スラリーのｐＨを所望のｐＨ領域に保ちやすくなる。
【００７２】
有機酸化合物の含有量は、研磨終了後の被研磨材料（例えば酸化珪素）の平坦性を向上させやすくなる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で、０．００１質量％以上であることが好ましく、０．００５質量％以上であることがより好ましく、０．０１質量％以上であることが更に好ましい。有機酸化合物の含有量は、被研磨材料の研磨速度を充分に向上させやすくなる傾向がある観点から、スラリー全質量基準で、１質量％以下であることが好ましく、０．８質量％以下であることがより好ましく、０．６質量％以下であることが更に好ましい。これらの観点から、有機酸化合物の含有量は、スラリー全質量基準で、０．００１〜１質量％であることが好ましく、０．００５〜０．８質量％であることがより好ましく、０．０１〜０．６質量％であることが更に好ましい。本実施形態では、スラリーにおける有機酸化合物の含有量がこれらの範囲であっても、酸化セリウム粒子の凝集を抑制することが可能であり、酸化セリウム粒子を安定に分散させることができる。
【００７３】
（その他の添加剤）
本実施形態に係るスラリーは、酸化セリウム粒子、共重合体Ａ（分散剤）、ｐＨ調整剤、水溶性有機高分子及び有機酸化合物とは異なる化合物をその他の添加剤として含むことができる。その他の添加剤としては、水溶性高分子化合物（但し、共重合体Ａ及び上記水溶性有機高分子を除く）、水溶性陽イオン性化合物、水溶性陰イオン性化合物、水溶性非イオン性化合物、水溶性両性化合物等が挙げられる。
【００７４】
水溶性高分子化合物としては、多糖類、ポリカルボン酸及びその塩、ビニル系ポリマー等が挙げられる。多糖類としては、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、プルラン等が挙げられる。ポリカルボン酸としては、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩、ポリグリオキシル酸等が挙げられる。ビニル系ポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクロレイン等が挙げられる。
【００７５】
水溶性陽イオン性化合物としては、ポリビニルピロリドン、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート等が挙げられる。
【００７６】
水溶性陰イオン性化合物としては、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、特殊ポリカルボン酸型高分子化合物等が挙げられる。
【００７７】
水溶性非イオン性化合物としては、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。
【００７８】
水溶性両性化合物としては、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。
【００７９】
これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８０】
上記その他の添加剤の含有量は、スラリー全質量基準で０．０１〜５質量％であることが好ましい。
【００８１】
スラリーのｐＨは、酸化セリウム粒子の凝集が更に抑制されて保存安定性が更に向上するため被研磨材料の研磨傷の発生数が更に減少する観点から、３．０以上であることが好ましく、３．５以上であることがより好ましく、４．０以上であることが更に好ましい。スラリーのｐＨは、平坦性の向上効果が発揮しやすくなる観点から、６．０以下であることが好ましく、５．７以下であることがより好ましく、５．４以下であることが更に好ましく、５．３以下であることが特に好ましい。これらの観点から、スラリーのｐＨは、３．０〜６．０であることが好ましく、３．５〜５．７であることがより好ましく、４．０〜５．４であることが更に好ましい。
【００８２】
スラリーのｐＨは、ｐＨメータ（例えば、横河電機株式会社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ  ＰＨ８１）を用いて測定することができる。例えば、まず、標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：４．２１）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６））を用いて２点校正する。そして、電極をスラリーに入れてから２５℃で２分以上放置し、安定したときの値をｐＨとして測定する。
【００８３】
本実施形態に係るスラリーの構成成分は、当該スラリーとなるように２液以上に分けて保存されていてもよい。例えば、酸化セリウム粒子及び水を含む砥粒含有液と、酸化セリウム粒子及び分散剤以外の添加剤並びに水を含む添加液と、に分けて保存されていてもよい。
【００８４】
＜スラリーの製造方法＞
本実施形態に係るスラリーの製造方法は、本実施形態に係るスラリーを製造するための方法である。本実施形態に係るスラリーの製造方法は、例えば、酸化セリウム作製工程と、分散工程とを備えている。
【００８５】
酸化セリウム作製工程では、例えば、焼成法、酸化法等により酸化セリウム粒子を作製する。焼成法では、例えば、セリウム塩を焼成する工程（焼成工程）により酸化セリウム粒子を得る。
【００８６】
分散工程では、例えば、酸化セリウム粒子と、分散剤（共重合体Ａ）と、水とを混合して酸化セリウム粒子を水中に分散させることによりスラリーを得る。共重合体Ａの配合量は、例えば、上述した共重合体Ａの含有量を有するスラリーが得られるように調整され、酸化セリウム粒子１００質量部に対して０．００１〜６質量部であることが好ましい。
【００８７】
＜研磨方法＞
本実施形態に係る研磨方法は、本実施形態に係るスラリーを用いて、被研磨材料（例えば絶縁材料）の少なくとも一部をＣＭＰによって除去する工程を備える。本実施形態に係る研磨方法は、例えば、基板の研磨方法であり、表面に絶縁材料を有する基板を研磨する工程を備えている。
【００８８】
本実施形態に係る研磨方法が基板の研磨方法である場合、本実施形態に係る研磨方法は、例えば、準備工程と基板配置工程と研磨工程とを備えている。準備工程は、表面に絶縁材料を有する基板を準備する工程である。基板配置工程は、絶縁材料が研磨布（パッド）に対向するように基板を配置する工程である。研磨工程は、例えば、本実施形態に係るスラリーを用いて、絶縁材料の少なくとも一部をＣＭＰによって除去する工程である。研磨工程は、絶縁材料が形成された基板の当該絶縁材料を研磨定盤の研磨布に押圧した状態で、研磨布と絶縁材料との間にスラリーを供給し、基板と研磨定盤とを相対的に動かして絶縁材料の少なくとも一部を研磨する工程であってよい。
【００８９】
基板としては、例えば、半導体素子製造に用いられる基板が挙げられ、具体的には、半導体基板（回路素子と配線パターンとが形成された段階の半導体基板、回路素子が形成された段階の半導体基板等）の上に絶縁材料が形成された基板が挙げられる。
【００９０】
絶縁材料の形状は、特に限定されず、例えば膜状（絶縁膜）である。絶縁材料としては、例えば無機絶縁材料が挙げられる。無機絶縁材料としては、酸化珪素、窒化珪素等が挙げられる。無機絶縁膜としては、酸化珪素膜；窒化珪素膜；酸化珪素膜を含む複合膜等が挙げられる。酸化珪素膜は、リン、ホウ素等の元素がドープされていてもよい。無機絶縁材料の作製方法としては、低圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が挙げられる。
【００９１】
低圧ＣＶＤ法により酸化珪素膜を形成する場合、反応ガスとしては、例えば、Ｓｉ源としてモノシラン（ＳｉＨ４）を用いると共に酸素源として酸素（Ｏ２）を用いるＳｉＨ４−Ｏ２系ガスが挙げられる。ＳｉＨ４−Ｏ２系酸化反応を４００℃以下の低温で行うことにより酸化珪素膜が得られる。低圧ＣＶＤ法により得られた酸化珪素膜は、場合により、１０００℃又はそれ以下の温度で熱処理されてもよい。また、高温リフローによる表面平坦化を図るために酸化珪素膜にリン（Ｐ）をドープするときには、ＳｉＨ４−Ｏ２−ＰＨ３系反応ガスを用いることが好ましい。
【００９２】
プラズマＣＶＤ法は、通常の熱平衡下では高温を必要とする化学反応が低温でできる利点を有する。プラズマＣＶＤ法におけるプラズマ発生方法としては、例えば、容量結合型及び誘導結合型の２つが挙げられる。プラズマＣＶＤ法により酸化珪素膜を形成する場合、反応ガスとしては、例えば、Ｓｉ源としてＳｉＨ４を用いると共に酸素源としてＮ２Ｏを用いるＳｉＨ４−Ｎ２Ｏ系ガス、及び、Ｓｉ源としてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を用いると共に酸素源としてＯ２を用いるＴＥＯＳ−Ｏ２系ガスが挙げられる。ＴＥＯＳ−Ｏ２系ガスを用いる方法をＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法という。基板温度は、２５０〜４００℃であることが好ましい。反応圧力は、６７〜４００Ｐａであることが好ましい。
【００９３】
低圧ＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成する場合、反応ガスとしては、例えば、Ｓｉ源としてジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）を用いると共に窒素源としてアンモニア（ＮＨ３）を用いるＳｉＨ２Ｃｌ２−ＮＨ３系ガスが挙げられる。ＳｉＨ２Ｃｌ２−ＮＨ３系酸化反応を９００℃の高温で行わせることにより窒化珪素膜が得られる。
【００９４】
プラズマＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成する場合、反応ガスとしては、例えば、Ｓｉ源としてＳｉＨ４を用いると共に窒素源としてＮＨ３を用いるＳｉＨ４−ＮＨ３系ガスが挙げられる。基板温度は、３００〜４００℃であることが好ましい。
【００９５】
基板（半導体基板等）上に形成された絶縁材料を、本実施形態に係るスラリーを用いて研磨することによって、絶縁材料の表面の凹凸を解消して基板全面にわたって平滑な面を得ることができる。また、本実施形態に係るスラリーは、ＳＴＩの形成にも使用できる。
【００９６】
以下、絶縁材料が形成された半導体基板を研磨する場合を例に挙げて、本実施形態に係る研磨方法を更に詳細に説明する。
【００９７】
図１は、本実施形態に係る研磨方法の一例を示す模式断面図である。まず、図１（Ａ）に示すように、凹部及び凸部により構成される凹凸が表面に形成されたウエハ１と、ウエハ１の凸部上に形成された窒化珪素膜２とを有する基板１００を準備する。次に、図１（Ｂ）に示すように、ウエハ１の表面の凹凸を埋めるように酸化珪素膜３をプラズマＴＥＯＳ法等によってウエハ１上に堆積して基板２００を得る。
【００９８】
そして、本実施形態に係るスラリーを用いて、ウエハ１の凸部上の窒化珪素膜２が露出するまで酸化珪素膜３を研磨して除去する。研磨終了後の基板においては、図１（Ｃ）に示すように、トレンチ部の深さ４からトレンチ部内の酸化珪素膜３の厚さ５を引いた値であるディッシング量６が小さいことが好ましい。
【００９９】
研磨装置としては、被研磨材料を有する半導体基板等を保持するホルダーと、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてあると共に研磨布を貼り付け可能な研磨定盤と、を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨装置としては、株式会社荏原製作所製の型番ＥＰＯ−１１１、Ｆ−ＲＥＸ３００；Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製の商品名Ｍｉｒｒａ、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ等を使用できる。
【０１００】
研磨布としては、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特に制限なく使用できる。また、研磨布には、スラリーが溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。
【０１０１】
研磨条件に制限はないが、定盤の回転速度は、半導体基板が飛び出さないように２００回転／分以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力（加工荷重）は、研磨後に傷が発生しづらい観点から、１００ｋＰａ以下が好ましい。研磨している間は、研磨布にスラリーをポンプ等で連続的に供給することができる。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常にスラリーで覆われていることが好ましい。
【０１０２】
研磨終了後の半導体基板は、流水中でよく洗浄後、スピンドライヤ等を用いて、半導体基板上に付着した水滴を払い落として、乾燥させることが好ましい。
【０１０３】
このように被研磨材料である絶縁材料を本実施形態に係る研磨方法により研磨することによって、表面の凹凸を解消して半導体基板全面にわたって平滑な面を得ることができる。平坦化されたシャロートレンチを形成した後において、絶縁材料の上にアルミニウム配線を形成すると共に配線間及び配線上に再度絶縁材料を形成した後、本実施形態に係るスラリーを用いて当該絶縁材料を研磨して平滑な面を得てもよい。この工程を所定数繰り返すことにより、所望の層数を有する半導体基板を製造することができる。
【０１０４】
本実施形態に係るスラリー及び研磨方法は、半導体基板に形成された絶縁材料の研磨だけでなく、各種半導体装置の製造プロセス等にも適用することができる。本実施形態に係るスラリー及び研磨方法は、例えば、所定の配線を有する配線板に形成された酸化珪素膜、ガラス、窒化珪素等の無機絶縁材料；ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ等を主として含有する膜；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及び光導波路；光ファイバーの端面；シンチレータ等の光学用単結晶；固体レーザ単結晶；青色レーザ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；磁気ヘッドなどを研磨する場合にも適用することができる。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【０１０６】
＜酸化セリウム粉末の作製＞
市販の炭酸セリウム水和物４０ｋｇをアルミナ製容器に入れ、８３０℃、空気中で２時間焼成することにより黄白色の粉末を２０ｋｇ得た。この粉末の相同定をＸ線回折法により行い、酸化セリウム粉末が得られたことを確認した。得られた酸化セリウム粉末２０ｋｇを、ジェットミルを用いて乾式粉砕し、酸化セリウム粒子を含む酸化セリウム粉末を得た。
【０１０７】
＜重合体の準備＞
重合体として、下記の重合体１〜１０を準備した。
【０１０８】
（重合体１）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：６モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１７４００）
（重合体２）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：１３モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１１５００）
（重合体３）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：２５モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１０８００）
（重合体４）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：５０モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：８４００）
（重合体５）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：２５モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：７７００）
（重合体６）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：２５モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：２４７００）
（重合体７）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とアクリル酸との共重合体（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合比率（ＲＳ）：２５モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：３２７００）
（重合体８）
ポリアクリル酸（重量平均分子量（Ｍｗ）：１３９００）
（重合体９）
アクリル酸アンモニウムとアクリル酸メチルとの共重合体（アクリル酸アンモニウムの共重合比率（ＲＡ）：７５モル％、重量平均分子量（Ｍｗ）：１００００）
（重合体１０）
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸のホモポリマー（重量平均分子量（Ｍｗ）：５８００）
【０１０９】
上記重合体１〜１０の重量平均分子量（Ｍｗ）は、ＧＰＣにより下記条件で測定し、ポリアクリル酸ナトリウム標準物質で作成した検量線を用いて算出した値である。
［ＧＰＣ条件］
試料：５μＬ
標準物質：ポリアクリル酸ナトリウム（ポリマーラボラトリー社製）
検出器：株式会社日立製作所製、「Ｌ−３３００型示差屈折計」
データ処理：株式会社日立製作所製、「Ｄ−２５２０型ＧＰＣインテグレーター」
ポンプ：株式会社日立製作所製、商品名「Ｌ−７１０００」
カラム：昭和電工株式会社製  「Ｓｈｏｄｅｘ  Ａｓａｈｉｐａｋ  ＧＳ−５２０ＨＱ＋６２０ＨＱ」
溶離液：５０ｍＭ−Ｎａ２ＨＰＯ４／ＣＨ３ＣＮ＝９０／１０（ｖ／ｖ）
流速：０．６ｍＬ／分
【０１１０】
＜スラリーの調製＞
（実施例１）
上記で作製した酸化セリウム粉末２００．０ｇと、脱イオン水７９５．０ｇとを混合した後、重合体１（分散剤）の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）５ｇを添加した。そして、攪拌しながら超音波分散を行い、酸化セリウム分散液を得た。超音波分散は、超音波周波数４００ｋＨｚ、分散時間３０分で行った。得られた酸化セリウム分散液を分級及び希釈することにより、平均粒径（Ｄ５０）が１８０ｎｍの酸化セリウム粒子を含む砥粒含有液（固形分含量：５質量％）を得た。平均粒径は、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置（日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）で測定した。
【０１１１】
ｐ−トルエンスルホン酸一水和物（有機酸化合物）９ｇと、脱イオン水４５０ｇとを混合した後、高分子化合物（水溶性高分子）としてポリアクリル酸の水溶液（重量平均分子量：３０００、ポリアクリル酸の含有量：４０質量％）２２．５ｇを加えた。次に、アンモニア水（２５質量％水溶液）を加えてｐＨを４．５（２５℃）に調整した。続いて、脱イオン水を加えて、全体量５５０ｇの添加液を得た。
【０１１２】
なお、ｐＨは下記測定条件により測定した。以下のｐＨ測定においても同様の条件を採用した。
［ｐＨ測定条件］
測定器：横河電機株式会社製、商品名：Ｍｏｄｅｌ  ＰＨ８１
校正液：フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：４．２１）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ６．８６）
測定温度：２５℃
測定手順：校正液を用いて２点校正した後、電極を測定対象に入れてから２５℃で２分以上放置し、安定したときのｐＨを測定値とした。
【０１１３】
次に、上記砥粒含有液４００ｇを上記添加液５５０ｇに添加した後、アンモニア水（２５質量％水溶液）と脱イオン水を加えてｐＨを５．０（２５℃）に調整すると同時に全量を１０００ｇに調整することにより、酸化セリウムスラリー（酸化セリウム粒子含有量：２．０質量％）を調製した。実施例１の酸化セリウムスラリーの組成を表１に示す。
【０１１４】
（実施例２）
重合体１の水溶液に代えて重合体２の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１１５】
（実施例３）
重合体１の水溶液に代えて重合体３の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１１６】
（実施例４）
重合体１の水溶液に代えて重合体４の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１１７】
（実施例５）
重合体１の水溶液に代えて重合体５の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例５の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１１８】
（実施例６）
重合体１の水溶液に代えて重合体６の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例６の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１１９】
（実施例７）
重合体１の水溶液に代えて重合体７の水溶液（分散剤の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１２０】
（実施例８）
重合体３の水溶液を１０ｇ用いたこと以外は、実施例３と同様にして、実施例８の酸化セリウムスラリー（ｐＨ：５．０、平均粒径（Ｄ５０）：１８０ｎｍ）を得た。
【０１２１】
（実施例９）
重合体３の水溶液を１５ｇ用いたこと以外は、実施例３と同様にして、実施例９の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１２２】
（比較例１）
重合体１の水溶液に代えて重合体８の水溶液（重合体の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１２３】
（比較例２）
重合体１の水溶液に代えて重合体９の水溶液（重合体の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１２４】
（比較例３）
重合体１の水溶液に代えて重合体１０の水溶液（重合体の含有量：４０質量％）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例３の酸化セリウムスラリー（ｐＨ＝５．０、平均粒径（Ｄ５０）＝１８０ｎｍ）を得た。
【０１２５】
実施例２〜９及び比較例１〜３の酸化セリウムスラリーの組成を表１及び表２に示す。なお、実施例２〜９及び比較例１〜３において、ｐＨ及び平均粒径（Ｄ５０）は実施例１と同様の方法により測定した。
【０１２６】
＜酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率の算出＞
下記の方法により、酸化セリウム粒子の表面に存在する硫黄原子の存在比率を算出した。
【０１２７】
まず、遠心分離機を用いて酸化セリウムスラリーから酸化セリウム粒子を取り出した後、酸化セリウム粒子を繰り返し水洗した。次いで、Ｘ線光電子分光法により、酸化セリウム粒子の表面における硫黄（Ｓ２ｐ）及びセリウム（Ｃｅ３ｄ５）の原子比率（ｒＳ（ａｔｏｍ％）及びｒＣ（ａｔｏｍ％））を算出した後、下記式により硫黄原子の存在比率を算出した。算出結果を表１及び表２に示す。なお、Ｘ線光電子分光法による分析に用いた装置及び分析条件は下記の通りであった。
酸化セリウム粒子の粒子表面に存在する硫黄原子の存在比率（％）＝硫黄の原子比率ｒＳ（ａｔｏｍ％）／｛硫黄の原子比率ｒＳ（ａｔｏｍ％）＋セリウムの原子比率ｒＣ（ａｔｏｍ％）｝×１００
【０１２８】
［Ｘ線光電子分光分析条件］
装置：アルバック・ファイ株式会社製、商品名ＰＨＩ  ５０００  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅＩＩ
Ｘ線：単色化ＡｌＫα線（１４８６．６ｅＶ）
検出角度：４５°
Ｘ線ビーム径：２００μｍΦ（５０ｗ  １５ｋＶ）
パスエネルギー（Ｃｅ測定時）：２９．３５ｅＶ
パスエネルギー（Ｓ測定時）：５８．７０ｅＶ
帯電中和：低エネルギー電子とイオンビームを同時に照射し中和して測定した。
積算回数：硫黄＝６０回、セリウム＝２４回
【０１２９】
＜保管安定性評価＞
酸化セリウムスラリー中の酸化セリウム粒子の粒径（Ｄ９９）の保管前後における変化率に基づき、実施例及び比較例の酸化セリウムスラリーの保管安定性を評価した。粒径（Ｄ９９）の変化率は下記式に基づき算出した。評価時間を短縮するため、酸化セリウムスラリーを保管温度６０℃、保管期間５日間で保管して加速評価を行った。なお、粒径（Ｄ９９）は、累積体積比率が９９％になる粒径を意味し、レーザ回折・散乱式粒度分布測定装置である、日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ  ＭＴ３３００ＥＸＩＩを用いて測定した。
粒径変化率（％）＝｛保管後粒径（ｎｍ）−保管前粒径（ｎｍ）｝／保管前粒径（ｎｍ）×１００
【０１３０】
保管安定性は、下記の基準に従って評価した。Ａ及びＢを良好な結果であると判断した。評価結果を表１及び表２に示す。
Ａ：粒径変化率が０％以上５％未満
Ｂ：粒径変化率が５％以上１０％未満
Ｃ：粒径変化率が１０％以上２０％未満
Ｄ：粒径変化率が２０％以上
【０１３１】
＜研磨特性評価＞
実施例及び比較例の酸化セリウムスラリーを用いて、研磨速度及び平坦性の評価を行った。なお、実施例及び比較例の酸化セリウムスラリー（酸化セリウム粒子の含有量：２．０質量％）は、濃縮倍率が６倍の研磨液であるため、研磨特性の評価では、上記酸化セリウムスラリーの質量の５倍に相当する脱イオン水で上記酸化セリウムスラリーを６倍に希釈して得られたスラリーを用いて評価を行った。
【０１３２】
（研磨速度評価）
ブランケットウエハとして下記基板（ａ）及び基板（ｂ）を用いて研磨速度の評価を行った。基板（ａ）及び基板（ｂ）を下記研磨条件で研磨した。続いて、各基板を純水でよく洗浄した後、乾燥した。そして、膜厚測定装置（大日本スクリーン製造社製、商品名：ラムダエース  ＶＬ−Ｍ８０００ＬＳ）を用いて基板（ａ）及び基板（ｂ）における研磨前後での膜厚差を測定した後、膜厚差の結果に基づき研磨速度を求めた。
【０１３３】
［ブランケットウエハ］
基板（ａ）：ＣＶＤ法でシリコンウエハ上に形成された酸化珪素膜（厚さ：１０００ｎｍ）を有する直径２００ｍｍの基板。
基板（ｂ）：ＣＶＤ法でシリコンウエハ上に形成された窒化珪素膜（厚さ：２００ｎｍ）を有する直径２００ｍｍの基板。
【０１３４】
［研磨条件］
研磨装置：Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、商品名：Ｍｉｒｒａ
研磨パッド：Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製、型番ＩＣ１０１０
加工荷重：２１４ｇｆ／ｃｍ２（２１．０ｋＰａ）
スラリー供給速度：１５０ｍＬ／分
定盤回転数：９０回転／分
基板回転数：９０回転／分
研磨時間：６０秒
【０１３５】
（平坦性の評価）
研磨試験ウエハとして、ＳＥＭＡＴＥＣＨ社製のパタンウエハ（商品名：８６４ウエハ、直径：２００ｍｍ）を用いた。この研磨試験ウエハ、及び、これを用いた研磨特性の評価方法を、図１を用いて説明する。
【０１３６】
研磨試験ウエハとして、図１（Ｂ）と同様の構成を有するウエハを用いた。研磨試験ウエハは、ウエハ１、窒化珪素膜２及び酸化珪素膜３を備えている。ウエハ１の表面には複数の溝が形成されており、ウエハ１の凸部表面には、厚さ１５０ｎｍ（１５００Å）の窒化珪素膜２が形成されている。溝の深さ（凸部の表面から凹部の底面までの段差）は５００ｎｍ（５０００Å）である。以下、凸部をアクティブ部、凹部をトレンチ部という。なお、図１には明示されていないが、ウエハ１には、トレンチ部／アクティブ部の断面幅が１００μｍ／１００μｍである領域が形成されている。また、アクティブ部及びトレンチ部の表面には、アクティブ部の表面からの酸化珪素膜３の厚さが６００ｎｍ（６０００Å）となるように、プラズマＴＥＯＳ法によって酸化珪素膜３が形成されている。研磨試験では、研磨試験ウエハの酸化珪素膜３を研磨して平坦化を行う。
【０１３７】
酸化珪素膜３を研磨し、１００μｍ／１００μｍ領域のアクティブ部の窒化珪素膜２が表面に露出した時点で研磨を終了した。このときの研磨に要した時間を研磨時間として得た。また、トレンチ部の深さ４からトレンチ部内の酸化珪素膜３の厚さ（酸化珪素膜の残膜厚）５を引いた値をディッシング（Ｄｉｓｈｉｎｇ）量６として得た（図１（Ｃ）参照）。
【０１３８】
このような研磨試験ウエハの研磨には、研磨装置（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製、商品名：Ｍｉｒｒａ）を用いた。基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに研磨試験ウエハをセットした。研磨装置の直径６００ｍｍの研磨定盤に多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッド（溝形状＝パーフォレートタイプ：Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製、型番ＩＣ１０１０）を貼り付けた。さらに、被研磨膜である酸化珪素膜が露出した面を下にして上記ホルダーを研磨定盤上に載せ、加工荷重を２１４ｇｆ／ｃｍ２（２１．０ｋＰａ）に設定した。上記研磨パッド上に上記酸化セリウムスラリーを１５０ｍＬ／分の速度で滴下しながら、研磨定盤と研磨試験ウエハとをそれぞれ９０回転／分で作動させて、研磨試験ウエハを研磨した。研磨後の研磨試験ウエハは、純水でよく洗浄後、乾燥した。
【０１３９】
上記研磨試験における１００μｍ／１００μｍ領域のトレンチ部のディッシング量に基づき、平坦性を評価した。１００μｍ／１００μｍ領域のトレンチ部のディッシング量は、触針式段差計（型番Ｐ１６  ＫＬＡ−ｔｅｎｃｏｒ製）を用いて測定した。評価結果（研磨時間及びディッシング量）を表１及び表２に示す。なお、研磨時間は短いほうが良く、ディッシング量６は小さい方が良い。
【０１４０】
【表１】
0006582567.tif 000006
【０１４１】
【表２】
0006582567.tif 000007
【０１４２】
表１及び表２より、実施例のスラリーを用いることにより高い保管安定性及び良好な研磨特性が得られることが明らかになった。また、実施例のスラリーを用いることにより、スラリーが水溶性高分子（ポリアクリル酸）及び有機酸化合物（ｐ−トルエンスルホン酸一水和物）を多量に含む場合であっても高い保管安定性及び良好な研磨特性が達成されることが明らかになった。
【符号の説明】
【０１４３】
１…ウエハ、２…窒化珪素膜、３…酸化珪素膜、４…トレンチ部の深さ、５…トレンチ部内の酸化珪素膜の厚さ、６…ディッシング量。
【図１】
0006582567.tif 000008