(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料を研磨するために使用される研磨液であって、
砥粒と、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、液状媒体と、を含有し、
前記水溶性化合物の含有量が０質量％を超え０．０５質量％未満である、研磨液。
【請求項２】
前記砥粒の含有量が０質量％を超え１．５質量％以下である、請求項１に記載の研磨液。
【請求項３】
前記砥粒がセリウム化合物を含む、請求項１又は２に記載の研磨液。
【請求項４】
前記セリウム化合物がセリウム水酸化物を含む、請求項３に記載の研磨液。
【請求項５】
前記セリウム化合物がセリウム酸化物を含む、請求項３又は４に記載の研磨液。
【請求項６】
前記砥粒が４価金属元素の水酸化物を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項７】
前記砥粒のゼータ電位が正である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項８】
前記砥粒のゼータ電位が負である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項９】
前記砥粒のゼータ電位の絶対値が１０ｍＶ以上である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１０】
前記水溶性化合物の前記３価希土類元素がセリウムを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１１】
前記水溶性化合物が、硝酸セリウム、硝酸セリウムアンモニウム、塩化セリウム、リン酸セリウム、硫酸セリウム及び酢酸セリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１２】
有効成分として４価希土類元素（前記砥粒に含まれる成分を除く）を含有しない、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１３】
酸化剤の含有量が０．０５質量％未満である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１４】
ｐＨが２．０〜１０．０である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１５】
酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の研磨液。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の研磨液の構成成分が第１の液と第２の液とに分けて保存され、
前記第１の液が、前記砥粒と、液状媒体と、を含み、
前記第２の液が、前記水溶性化合物と、液状媒体と、を含む、研磨液セット。
【請求項１７】
前記砥粒を含む液と混合することにより、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の研磨液を得るために用いられる添加液であって、
前記水溶性化合物と、液状媒体と、を含有する、添加液。
【請求項１８】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の研磨液、又は、請求項１６に記載の研磨液セットにおける前記第１の液と前記第２の液とを混合して得られる研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備える、研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法に関する。特に、本発明は、半導体素子の製造技術である基体表面の平坦化工程において用いることが可能な研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法に関する。更に詳しくは、本発明は、シャロートレンチ分離（シャロー・トレンチ・アイソレーション。以下「ＳＴＩ」という。）絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等の平坦化工程において用いることが可能な研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体素子の製造工程では、高密度化及び微細化のための加工技術の重要性がますます高まっている。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）技術は、半導体素子の製造工程において、ＳＴＩの形成、プリメタル絶縁材料又は層間絶縁材料の平坦化、プラグ又は埋め込み金属配線の形成等に必須の技術となっている。【０００３】
最も多用されている研磨液としては、例えば、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等のシリカ（酸化珪素）粒子を砥粒として含むシリカ系研磨液が挙げられる。シリカ系研磨液は、汎用性が高いことが特徴であり、砥粒含有量、ｐＨ、添加剤等を適切に選択することで、絶縁材料及び導電材料を問わず幅広い種類の材料を研磨できる。【０００４】
一方で、主に酸化珪素等の絶縁材料を対象とした研磨液として、セリウム化合物粒子を砥粒として含む研磨液の需要も拡大している。例えば、酸化セリウム（セリア）粒子を砥粒として含む酸化セリウム系研磨液は、シリカ系研磨液よりも低い砥粒含有量でも高速に酸化珪素を研磨できる（例えば、下記特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１０６９９４号公報
【特許文献２】特開平０８−０２２９７０号公報
【特許文献３】特表２００１−５０７７３９号公報
【特許文献４】国際公開第２００２／０６７３０９号
【特許文献５】国際公開第２０１２／０７０５４１号
【特許文献６】国際公開第２０１２／０７０５４２号
【特許文献７】特開２００６−２４９１２９号公報
【特許文献８】国際公開第２０１２／０７０５４４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年、デバイスのセル部を縦方向に積層させる３Ｄ−ＮＡＮＤデバイスが台頭してきている。本技術では、セル形成時の絶縁材料の段差が従来のプレーナ型と比べて数倍高くなっている。それに伴い、デバイス製造のスループットを維持するためには、前記のとおりの高い段差をＣＭＰ工程等において素早く解消する必要があり、絶縁材料の研磨速度を向上させる必要がある。そして、研磨液において添加剤を用いることにより絶縁材料の研磨速度を向上させることが求められている。【０００７】
本発明は、前記課題を解決しようとするものであり、３価希土類元素を含む水溶性化合物を含有する研磨液であって、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合と比較して絶縁材料の研磨速度を向上させることが可能な研磨液を提供することを目的とする。また、本発明は、前記研磨液を得ることが可能な研磨液セット及び添加液を提供することを目的とする。さらに、本発明は、前記研磨液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】
【０００８】
本発明者は、砥粒と、３価希土類元素を含む所定量の水溶性化合物と、液状媒体と、を用いた場合に、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合に対して絶縁材料の研磨速度の向上効果が発現することを見出した。【０００９】
本発明に係る研磨液は、砥粒と、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、液状媒体と、を含有し、前記水溶性化合物の含有量が０質量％を超え０．０５質量％未満である。【００１０】
本発明に係る研磨液によれば、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合と比較して、絶縁材料の研磨速度を向上させることが可能であり、絶縁材料を高い研磨速度で研磨できる。【００１１】
ところで、前記特許文献３では、可溶性セリウム化合物を含有する研磨組成物が用いられており、可溶性セリウム化合物の含有量が０．０５〜１０重量％であることが記載されている。一方、本発明に係る研磨液によれば、３価希土類元素を含む水溶性化合物の含有量が０．０５質量％未満である場合において研磨速度の向上効果を得ることが可能であり、前記水溶性化合物の含有量が０．０５質量％以上である場合と比較して添加剤の使用量を抑制しつつ、研磨速度の向上効果を得ることができる。【００１２】
また、本発明に係る研磨液によれば、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、これらの絶縁材料を高度に平坦化することができる。【００１３】
ところで、一般的に、砥粒含有量が増加するに伴い研磨傷が発生しやすい傾向がある。一方、本発明に係る研磨液によれば、砥粒が少量であっても充分な研磨速度を得ることができるため、少量の砥粒を用いることにより、充分な研磨速度を達成しつつ絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。【００１４】
前記砥粒の含有量は、０質量％を超え１．５質量％以下であることが好ましい。ここで、前記特許文献３では、砥粒（金属酸化物研磨剤）の含有量として２〜２５重量％が記載されている。一方、本発明に係る研磨液では、前記特許文献３と比較して少ない砥粒の含有量であっても研磨速度の向上効果を得ることが可能であり、研磨傷の発生を更に抑制しつつ研磨速度の向上効果を得ることができる。【００１５】
前記砥粒は、セリウム化合物を含むことが好ましい。前記セリウム化合物は、セリウム水酸化物を含むことが好ましい。また、前記セリウム化合物は、セリウム酸化物を含むことが好ましい。【００１６】
ところで、近年、半導体素子の製造工程では、更なる配線の微細化を達成することが求められており、研磨時に発生する研磨傷が問題となっている。すなわち、従来の酸化セリウム系研磨液を用いて研磨を行った際に微小な研磨傷が発生しても、この研磨傷の大きさが従来の配線幅より小さいものであれば問題にならなかったが、更なる配線の微細化を達成しようとする場合には、研磨傷が微小であっても問題となってしまう。この問題に対し、４価金属元素の水酸化物の粒子を用いた研磨液が検討されている（例えば、前記特許文献４〜６参照）。また、４価金属元素の水酸化物の粒子の製造方法についても検討されている（例えば、前記特許文献７及び８参照）。これらの技術は、４価金属元素の水酸化物の粒子が有する化学的作用を活かしつつ機械的作用を極力小さくすることによって、粒子による研磨傷を低減しようとするものである。本発明に係る研磨液においても、研磨傷の発生を更に抑制する観点から、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒を用いることが好ましい。【００１７】
前記砥粒のゼータ電位は、正であってもよく、負であってもよい。前記砥粒のゼータ電位の絶対値は、１０ｍＶ以上であることが好ましい。【００１８】
前記水溶性化合物の前記３価希土類元素は、セリウムを含むことが好ましい。前記水溶性化合物は、硝酸セリウム、硝酸セリウムアンモニウム、塩化セリウム、リン酸セリウム、硫酸セリウム及び酢酸セリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。【００１９】
本発明に係る研磨液は、有効成分として４価希土類元素（前記砥粒に含まれる成分を除く）を含有しないことが好ましい。【００２０】
酸化剤の含有量は、０．０５質量％未満であることが好ましい。【００２１】
本発明に係る研磨液のｐＨは、２．０〜１０．０であることが好ましい。【００２２】
本発明の一側面は、酸化珪素を含む被研磨面の研磨への前記研磨液の使用に関する。すなわち、本発明に係る研磨液は、酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。【００２３】
本発明に係る研磨液セットは、前記研磨液の構成成分が第１の液と第２の液とに分けて保存され、前記第１の液が、前記砥粒と、液状媒体と、を含み、前記第２の液が、前記水溶性化合物と、液状媒体と、を含む。本発明に係る研磨液セットによれば、本発明に係る研磨液と同様の前記効果を得ることができる。【００２４】
本発明に係る添加液は、前記砥粒を含む液と混合することにより、前記研磨液を得るために用いられる添加液であって、前記水溶性化合物と、液状媒体と、を含有する。本発明に係る添加液によれば、本発明に係る研磨液と同様の前記効果を得ることができる。【００２５】
本発明に係る研磨方法は、前記研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備えていてもよく、前記研磨液セットにおける前記第１の液と前記第２の液とを混合して得られる研磨液を用いて被研磨面を研磨する工程を備えていてもよい。これらの研磨方法によれば、前記研磨液又は前記研磨液セットを用いることにより、本発明に係る研磨液と同様の前記効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合と比較して絶縁材料（例えば酸化珪素）の研磨速度を向上させることが可能な研磨液を提供することができる。３価希土類元素を含む水溶性化合物の添加効果は、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いる場合の研磨速度と、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合の研磨速度とを対比することにより確認することができる。また、本発明によれば、前記研磨液を得ることが可能な研磨液セット及び添加液を提供することができる。さらに、本発明によれば、前記研磨液を用いた研磨方法を提供することができる。【００２７】
本発明によれば、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料、層間絶縁材料等を平坦化するＣＭＰ技術において、これらの絶縁材料を高度に平坦化することもできる。また、本発明によれば、充分な研磨速度を達成しつつ絶縁材料を低研磨傷で研磨することもできる。【００２８】
本発明によれば、基体表面の平坦化工程への研磨液、研磨液セット又は添加液の使用を提供することができる。本発明によれば、ＳＴＩ絶縁材料、プリメタル絶縁材料又は層間絶縁材料の平坦化工程への研磨液、研磨液セット又は添加液の使用を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】添加剤を添加した際に砥粒が凝集する様子を示す模式図である。
【図２】添加剤を添加した際に砥粒が凝集する様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３１】
＜定義＞
本明細書において、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。「Ａ又はＢ」とは、Ａ及びＢのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。本明細書に例示する材料は、特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。本明細書において、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。
【００３２】
本明細書において、「研磨液」（polishing  liquid、abrasive）とは、研磨時に被研磨面に触れる組成物として定義される。「研磨液」という語句自体は、研磨液に含有される成分を何ら限定しない。後述するように、本実施形態に係る研磨液は砥粒（abrasive  grain）を含有する。砥粒は、「研磨粒子」（abrasive  particle）ともいわれるが、本明細書では「砥粒」という。砥粒は、一般的には固体粒子であって、研磨時に、砥粒が有する機械的作用、及び、砥粒（主に砥粒の表面）の化学的作用によって、除去対象物が除去（remove）されると考えられるが、これに限定されない。
【００３３】
＜研磨液＞
本実施形態に係る研磨液は、例えばＣＭＰ用研磨液である。本実施形態に係る研磨液は、砥粒と、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、液状媒体と、を含有し、前記水溶性化合物の含有量が０質量％を超え０．０５質量％未満である。以下、必須成分及び任意成分について説明する。
【００３４】
（砥粒）
砥粒を構成する金属元素としては、希土類元素、珪素、アルミニウム、ジルコニウム等が挙げられる。希土類元素としては、セリウム等のランタノイド；イットリウムなどが挙げられる。砥粒は、前記金属元素の酸化物、前記金属元素の水酸化物等を含むことができる。
【００３５】
砥粒は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、セリウム化合物を含むことが好ましい。セリウム化合物は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、セリウム酸化物及びセリウム水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。セリウム酸化物としては、セリア等が挙げられる。
【００３６】
砥粒は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、セリア、シリカ、アルミナ、ジルコニア、イットリア及び金属元素の水酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましく、金属元素（４価金属元素等）の水酸化物を含むことがより好ましい。
【００３７】
本明細書において、「４価金属元素の水酸化物」とは、４価の金属（Ｍ４＋）と、少なくとも１つの水酸化物イオン（ＯＨ−）とを含む化合物である。４価金属元素の水酸化物は、水酸化物イオン以外の陰イオン（例えば、硝酸イオンＮＯ３−及び硫酸イオンＳＯ４２−）を含んでいてもよい。例えば、４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素に結合した陰イオン（例えば、硝酸イオンＮＯ３−及び硫酸イオンＳＯ４２−）を含んでいてもよい。
【００３８】
４価金属元素の水酸化物を含む砥粒は、シリカ、セリア等からなる砥粒と比較して、絶縁材料（例えば酸化珪素）との反応性が高く、絶縁材料を更に高い研磨速度で研磨することができる。４価金属元素の水酸化物を含む砥粒として、４価金属元素の水酸化物を含む粒子と、セリウム酸化物を含む粒子との複合粒子；４価金属元素の水酸化物とシリカとを含む複合粒子等を用いることもできる。
【００３９】
金属元素（４価金属元素等）の水酸化物は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、希土類元素の水酸化物及びジルコニウムの水酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましく、希土類元素の水酸化物を含むことがより好ましい。４価をとり得る希土類元素としては、セリウム、プラセオジム、テルビウム等のランタノイドなどが挙げられ、中でも、絶縁材料の研磨速度に更に優れる観点から、ランタノイドが好ましく、セリウムがより好ましい。希土類元素の水酸化物とジルコニウムの水酸化物とを併用してもよく、希土類元素の水酸化物から二種以上を選択して使用することもできる。
【００４０】
砥粒における金属元素（４価金属元素等）の水酸化物の含有量が０質量％を超え５０質量％以下である場合、金属元素（４価金属元素等）の水酸化物の含有量は、砥粒全体（研磨液に含まれる砥粒全体）を基準として下記の範囲が好ましい。金属元素の水酸化物の含有量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、５質量％以上が好ましく、６質量％以上がより好ましく、７質量％以上が更に好ましく、８質量％以上が特に好ましく、９質量％以上が極めて好ましい。金属元素の水酸化物の含有量の上限は、研磨液の調製が容易であると共に研磨特性（絶縁材料の研磨速度等）に更に優れる観点から、５０質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましく、３０質量％以下が更に好ましく、２０質量％以下が特に好ましく、１５質量％以下が極めて好ましく、１０質量％以下が非常に好ましい。前記観点から、金属元素の水酸化物の含有量は、５〜５０質量％であることがより好ましい。
【００４１】
砥粒における金属元素（４価金属元素等）の水酸化物の含有量が５０質量％を超える場合、金属元素（４価金属元素等）の水酸化物の含有量は、砥粒全体（研磨液に含まれる砥粒全体）を基準として下記の範囲が好ましい。金属元素の水酸化物の含有量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、５０質量％を超えることが好ましく、７０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、９５質量％以上が特に好ましく、９８質量％以上が極めて好ましく、９９質量％以上が非常に好ましい。砥粒は、研磨液の調製が容易であると共に研磨特性（絶縁材料の研磨速度等）に更に優れる観点から、砥粒が実質的に金属元素（４価金属元素等）の水酸化物からなる（実質的に砥粒の１００質量％が金属元素（４価金属元素等）の水酸化物である）ことが好ましい。
【００４２】
砥粒は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４３】
研磨液、又は、後述する研磨液セットにおけるスラリ中の砥粒の平均粒径は、下記の範囲が好ましい。砥粒の平均粒径の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、１０ｎｍ以上が好ましく、１５ｎｍ以上がより好ましく、２０ｎｍ以上が更に好ましく、２５ｎｍ以上が特に好ましい。砥粒の平均粒径の上限は、砥粒の分散性、及び、被研磨面に傷がつくことを更に抑制する観点から、１０００ｎｍ以下が好ましく、８００ｎｍ以下がより好ましく、７００ｎｍ以下が更に好ましく、６００ｎｍ以下が特に好ましく、５００ｎｍ以下が極めて好ましく、４００ｎｍ以下が非常に好ましい。前記観点から、砥粒の平均粒径は、１０〜１０００ｎｍであることがより好ましい。
【００４４】
砥粒が金属元素（４価金属元素等）の水酸化物を含む場合、砥粒の平均粒径の上限は、砥粒の分散性、及び、被研磨面に傷がつくことを更に抑制する観点から、２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下が更に好ましく、３０ｎｍ以下が特に好ましい。
【００４５】
砥粒が金属元素の酸化物を含む場合、砥粒の平均粒径の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましく、２００ｎｍ以上が更に好ましく、３００ｎｍ以上が特に好ましく、３３０ｎｍ以上が極めて好ましい。
【００４６】
砥粒の「平均粒径」とは、砥粒の平均二次粒径を意味する。砥粒の平均粒径は、例えば、研磨液、又は、後述する研磨液セットにおけるスラリについて、光回折散乱式粒度分布計（例えば、ベックマンコールター株式会社製、商品名：Ｎ５、又は、マイクロトラック・ベル社製、商品名：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ）を用いて測定することができる。
【００４７】
３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いることにより、研磨液中における砥粒のゼータ電位（表面電位）の正負によらず、絶縁材料の研磨速度を向上させることができる。研磨液中における砥粒のゼータ電位は、正であってもよく、負であってもよい。研磨液中における砥粒のゼータ電位の絶対値の下限は、砥粒の分散性に優れる観点から、１０ｍＶ以上が好ましく、２０ｍＶ以上がより好ましく、２５ｍＶ以上が更に好ましく、３０ｍＶ以上が特に好ましく、４０ｍＶ以上が極めて好ましく、５０ｍＶ以上が非常に好ましい。砥粒のゼータ電位の絶対値の上限は、特に限定されないが、例えば２００ｍＶ以下であってもよい。前記観点から、砥粒のゼータ電位の絶対値は、１０〜２００ｍＶであることがより好ましい。
【００４８】
砥粒のゼータ電位とは、分散している砥粒の表面電位を表す。例えば、研磨液、又は、後述する研磨液セットのスラリにおける砥粒のゼータ電位は、動的光散乱式ゼータ電位測定装置（例えば、ベックマンコールター株式会社製、商品名：ＤｅｌｓａＮａｎｏ  Ｃ）を用いて測定することができる。砥粒のゼータ電位は、添加剤を用いて調整できる。例えば、セリアを含有する砥粒に水溶性高分子（ポリアクリル酸等）を接触させることにより、負のゼータ電位を有する砥粒を得ることができる。
【００４９】
砥粒が４価金属元素の水酸化物を含む場合、４価金属元素の水酸化物の含有量を調整することにより、砥粒と被研磨面との化学的な相互作用が向上し、絶縁材料の研磨速度を更に向上させることができる。このことから、４価金属元素の水酸化物の含有量の下限は、研磨液の全質量を基準として、０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０３質量％以上が更に好ましく、０．０５質量％以上が特に好ましい。４価金属元素の水酸化物の含有量の上限は、砥粒の凝集を避けることが容易になると共に、砥粒と被研磨面との化学的な相互作用が良好となり、砥粒の特性を有効に活用できる観点から、研磨液の全質量を基準として、５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３質量％以下が更に好ましく、２質量％以下が特に好ましく、１質量％以下が極めて好ましく、０．５質量％以下が非常に好ましく、０．３質量％以下がより一層好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。前記観点から、４価金属元素の水酸化物の含有量は、研磨液の全質量を基準として０．００５〜５質量％であることがより好ましい。
【００５０】
砥粒の含有量の下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、研磨液の全質量を基準として、０質量％を超えており、０．０１質量％以上が好ましく、０．０３質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましい。砥粒の含有量の上限は、研磨液の保存安定性を高くする観点から、研磨液の全質量を基準として、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下が更に好ましい。前記観点から、砥粒の含有量は、研磨液の全質量を基準として０．０１〜１０質量％であることがより好ましい。
【００５１】
また、砥粒の含有量を更に少なくすることにより、コスト及び研磨傷を更に低減できる点で好ましい。このような観点から、砥粒の含有量の上限は、５質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３質量％以下が更に好ましく、２質量％以下が特に好ましく、２質量％未満が極めて好ましく、１．５質量％以下が非常に好ましく、１質量％以下がより一層好ましく、０．７質量％以下が更に好ましく、０．５質量％以下が特に好ましい。前記観点から、砥粒の含有量は、研磨液の全質量を基準として、０質量％を超え４質量％以下であることがより好ましく、０質量％を超え１．５質量％以下であることが更に好ましい。
【００５２】
［吸光度］
砥粒は、４価金属元素の水酸化物を含み、且つ、下記条件（ａ）及び（ｂ）の少なくとも一方の条件を満たすことが好ましい。なお、砥粒の含有量を所定量に調整した「水分散液」とは、所定量の砥粒と水とを含む液を意味する。
（ａ）砥粒が、当該砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長４００ｎｍの光に対して吸光度１．００以上を与える。
（ｂ）砥粒が、当該砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対して吸光度１．０００以上を与える。
【００５３】
前記条件（ａ）に関して、砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒を用いることにより、研磨速度を更に向上させることができる。この理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように考えている。すなわち、４価金属元素の水酸化物の製造条件等に応じて、４価の金属（Ｍ４＋）、１〜３個の水酸化物イオン（ＯＨ−）及び１〜３個の陰イオン（Ｘｃ−）からなるＭ（ＯＨ）ａＸｂ（式中、ａ＋ｂ×ｃ＝４である）を含む粒子が砥粒の一部として生成するものと考えられる（なお、このような粒子も「４価金属元素の水酸化物を含む砥粒」である）。Ｍ（ＯＨ）ａＸｂでは、電子吸引性の陰イオン（Ｘｃ−）が作用して水酸化物イオンの反応性が向上しており、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加するに伴い研磨速度が向上するものと考えられる。そして、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂを含む粒子が波長４００ｎｍの光を吸光するため、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加して波長４００ｎｍの光に対する吸光度が高くなるに伴い、研磨速度が向上するものと考えられる。
【００５４】
４価金属元素の水酸化物を含む砥粒は、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂだけでなく、Ｍ（ＯＨ）４、ＭＯ２等も含み得ると考えられる。陰イオン（Ｘｃ−）としては、例えば、ＮＯ３−及びＳＯ４２−が挙げられる。
【００５５】
なお、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒がＭ（ＯＨ）ａＸｂを含むことは、砥粒を純水でよく洗浄した後に、ＦＴ−ＩＲ  ＡＴＲ法（Fourier  transform  Infra  Red  Spectrometer  Attenuated  Total  Reflection法、フーリエ変換赤外分光光度計全反射測定法）で、陰イオン（Ｘｃ−）に該当するピークを検出する方法により確認できる。ＸＰＳ法（X-ray  Photoelectron  Spectroscopy、Ｘ線光電子分光法）により、陰イオン（Ｘｃ−）の存在を確認することもできる。
【００５６】
ここで、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂ（例えばＭ（ＯＨ）３Ｘ）の波長４００ｎｍの吸収ピークは、後述する波長２９０ｎｍの吸収ピークよりもはるかに小さいことが確認されている。これに対し、本発明者は、砥粒含有量が比較的多く、吸光度が大きく検出されやすい砥粒含有量１．０質量％の水分散液を用いて吸光度の大きさを検討した結果、当該水分散液において波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒を用いる場合に、研磨速度の向上効果に優れることを見出した。
【００５７】
波長４００ｎｍの光に対する吸光度の下限は、更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨しやすくなる観点から、１．５０以上が好ましく、１．５５以上がより好ましく、１．６０以上が更に好ましい。
【００５８】
前記条件（ｂ）に関して、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対する吸光度１．０００以上を与える砥粒を用いることにより、研磨速度を更に向上させることができる。この理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように考えている。すなわち、４価金属元素の水酸化物の製造条件等に応じて生成するＭ（ＯＨ）ａＸｂ（例えばＭ（ＯＨ）３Ｘ）を含む粒子は、計算上、波長２９０ｎｍ付近に吸収のピークを有し、例えばＣｅ４＋（ＯＨ−）３ＮＯ３−からなる粒子は波長２９０ｎｍに吸収のピークを有する。そのため、Ｍ（ＯＨ）ａＸｂの存在量が増加して波長２９０ｎｍの光に対する吸光度が高くなるに伴い、研磨速度が向上するものと考えられる。
【００５９】
ここで、波長２９０ｎｍ付近の光に対する吸光度は、測定限界を超えるほど大きく検出される傾向がある。これに対し、本発明者は、砥粒の含有量が比較的少なく、吸光度が小さく検出されやすい砥粒含有量０．００６５質量％の水分散液を用いて吸光度の大きさを検討した結果、当該水分散液において波長２９０ｎｍの光に対する吸光度１．０００以上を与える砥粒を用いる場合に、研磨速度の向上効果に優れることを見出した。
【００６０】
波長２９０ｎｍの光に対する吸光度の下限は、更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨する観点から、１．０５０以上がより好ましく、１．１００以上が更に好ましく、１．１３０以上が特に好ましく、１．１５０以上が極めて好ましい。波長２９０ｎｍの光に対する吸光度の上限は、特に制限はないが、例えば１０．００以下が好ましい。
【００６１】
波長４００ｎｍの光に対する吸光度１．００以上を与える砥粒が、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長２９０ｎｍの光に対して吸光度１．０００以上を与える場合には、更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨することができる。
【００６２】
また、４価金属元素の水酸化物（例えばＭ（ＯＨ）ａＸｂ）は、波長４５０ｎｍ以上（特に波長４５０〜６００ｎｍ）の光を吸光しない傾向がある。したがって、不純物を含むことにより研磨に対して悪影響が生じることを抑制して更に優れた研磨速度で絶縁材料を研磨する観点から、砥粒は、当該砥粒の含有量を０．００６５質量％（６５ｐｐｍ）に調整した水分散液において波長４５０〜６００ｎｍの光に対して吸光度０．０１０以下を与えるものであることが好ましい。すなわち、砥粒の含有量を０．００６５質量％に調整した水分散液において波長４５０〜６００ｎｍの範囲における全ての光に対する吸光度が０．０１０を超えないことが好ましい。波長４５０〜６００ｎｍの光に対する吸光度の上限は、０．０１０未満がより好ましい。波長４５０〜６００ｎｍの光に対する吸光度の下限は、０が好ましい。
【００６３】
水分散液における吸光度は、例えば、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）を用いて測定できる。具体的には例えば、砥粒の含有量を１．０質量％又は０．００６５質量％に調整した水分散液を測定サンプルとして調製する。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、装置内にセルを設置する。次に、波長２００〜６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、得られたチャートから吸光度を判断する。
【００６４】
［光透過率］
本実施形態に係る研磨液は、可視光に対する透明度が高い（目視で透明又は透明に近い）ことが好ましい。具体的には、本実施形態に係る研磨液に含まれる砥粒は、当該砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液において波長５００ｎｍの光に対して光透過率５０％／ｃｍ以上を与えるものであることが好ましい。これにより、添加剤の添加に起因する研磨速度の低下を更に抑制することができるため、研磨速度を維持しつつ他の特性を得ることが容易になる。この観点から、前記光透過率の下限は、６０％／ｃｍ以上がより好ましく、７０％／ｃｍ以上が更に好ましく、８０％／ｃｍ以上が特に好ましく、９０％／ｃｍ以上が極めて好ましく、９２％／ｃｍ以上が非常に好ましい。光透過率の上限は１００％／ｃｍである。
【００６５】
このように砥粒の光透過率を調整することで研磨速度の低下を抑制することが可能な理由は詳しくはわかっていないが、本発明者は以下のように考えている。４価金属元素（セリウム等）の水酸化物を含む砥粒では、機械的作用よりも化学的作用の方が支配的になると考えられる。そのため、砥粒の大きさよりも砥粒の数の方が、より研磨速度に寄与すると考えられる。
【００６６】
砥粒の含有量が１．０質量％である水分散液において光透過率が低い場合、その水分散液に存在する砥粒は、粒径の大きい粒子（以下「粗大粒子」という。）が相対的に多く存在すると考えられる。このような砥粒を含む研磨液に添加剤（例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ））を添加すると、図１に示すように、粗大粒子を核として他の粒子が凝集する。その結果として、単位面積当たりの被研磨面に作用する砥粒数（有効砥粒数）が減少し、被研磨面に接する砥粒の比表面積が減少するため、研磨速度の低下が引き起こされると考えられる。
【００６７】
一方、砥粒の含有量が１．０質量％である水分散液において光透過率が高い場合、その水分散液に存在する砥粒は、「粗大粒子」が少ない状態であると考えられる。このように粗大粒子の存在量が少ない場合は、図２に示すように、研磨液に添加剤（例えばポリビニルアルコール）を添加しても、凝集の核になるような粗大粒子が少ないため、砥粒同士の凝集が抑えられるか、又は、凝集粒子の大きさが図１に示す凝集粒子と比べて小さくなる。その結果として、単位面積当たりの被研磨面に作用する砥粒数（有効砥粒数）が維持され、被研磨面に接する砥粒の比表面積が維持されるため、研磨速度の低下が生じ難くなると考えられる。
【００６８】
本発明者の検討では、一般的な粒径測定装置において測定される粒径が同じ研磨液であっても、目視で透明である（光透過率の高い）もの、及び、目視で濁っている（光透過率の低い）ものがありえることがわかっている。このことから、前記のような作用を起こしうる粗大粒子は、一般的な粒径測定装置で検知できないほどのごくわずかの量でも、研磨速度の低下に寄与すると考えられる。
【００６９】
また、粗大粒子を減らすためにろ過を複数回繰り返しても、添加剤により研磨速度が低下する現象はさほど改善せず、吸光度に起因する研磨速度の前記向上効果が充分に発揮されない場合があることがわかっている。そこで、本発明者は、砥粒の製造方法を工夫する等して、水分散液において光透過率の高い砥粒を使用することによって前記問題を解決できることを見出した。
【００７０】
前記光透過率は、波長５００ｎｍの光に対する透過率である。前記光透過率は、分光光度計で測定することができる。具体的には例えば、株式会社日立製作所製の分光光度計Ｕ３３１０（装置名）で測定することができる。
【００７１】
より具体的な測定方法としては、砥粒の含有量を１．０質量％に調整した水分散液を測定サンプルとして調製する。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、装置内にセルをセットした後に測定を行う。
【００７２】
研磨液に含まれる砥粒が水分散液において与える吸光度及び光透過率は、砥粒以外の固体成分、及び、水以外の液体成分を除去した後、所定の砥粒含有量の水分散液を調製し、当該水分散液を用いて測定することができる。研磨液に含まれる成分によっても異なるが、固体成分又は液体成分の除去には、例えば、数千Ｇ以下の重力加速度をかけられる遠心機を用いた遠心分離、数万Ｇ以上の重力加速度をかけられる超遠心機を用いた超遠心分離等の遠心分離法；分配クロマトグラフィー、吸着クロマトグラフィー、ゲル浸透クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法；自然ろ過、減圧ろ過、加圧ろ過、限外ろ過等のろ過法；減圧蒸留、常圧蒸留等の蒸留法を用いることができ、これらを適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
例えば、重量平均分子量が数万以上（例えば５万以上）の化合物を含む場合、砥粒の分離方法としては、クロマトグラフィー法、ろ過法等が挙げられ、中でも、ゲル浸透クロマトグラフィー及び限外ろ過からなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。ろ過法を用いる場合、研磨液に含まれる砥粒は、適切な条件の設定により、フィルタを通過させることができる。重量平均分子量が数万以下（例えば５万未満）の化合物を含む場合、砥粒の分離方法としては、クロマトグラフィー法、ろ過法、蒸留法等が挙げられ、ゲル浸透クロマトグラフィー、限外ろ過及び減圧蒸留からなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。複数種類の砥粒が含まれる場合、砥粒の分離方法としては、ろ過法、遠心分離法等が挙げられ、ろ過の場合はろ液に、遠心分離の場合は液相に、４価金属元素の水酸化物を含む砥粒がより多く含まれる。
【００７４】
クロマトグラフィー法で砥粒を分離する方法として、例えば、下記条件によって、砥粒成分を分取する、及び／又は、他成分を分取することができる。
試料溶液：研磨液１００μＬ
検出器：株式会社日立製作所製、ＵＶ−ＶＩＳディテクター、商品名「Ｌ−４２００」
波長：４００ｎｍ
インテグレータ：株式会社日立製作所製、ＧＰＣインテグレータ、商品名「Ｄ−２５００」
ポンプ：株式会社日立製作所製、商品名「Ｌ−７１００」
カラム：日立化成株式会社製、水系ＨＰＬＣ用充填カラム、商品名「ＧＬ−Ｗ５５０Ｓ」
溶離液：脱イオン水
測定温度：２３℃
流速：１ｍＬ／分（圧力は４０〜５０ｋｇ／ｃｍ２程度）
測定時間：６０分
【００７５】
研磨液に含まれる成分によっては、前記条件でも砥粒成分を分取できない可能性があるが、その場合、試料溶液量、カラム種類、溶離液種類、測定温度、流速等を最適化することで分離することができる。また、研磨液のｐＨを調整することで、研磨液に含まれる成分の留出時間を調整し、砥粒と分離できる可能性がある。研磨液に不溶成分がある場合、必要に応じ、ろ過、遠心分離等で不溶成分を除去することが好ましい。
【００７６】
［４価金属元素の水酸化物の作製方法］
４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩（金属塩）と、アルカリ源（塩基）とを反応させることにより作製できる。４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩とアルカリ液（例えばアルカリ水溶液）とを混合することにより作製されることが好ましい。これにより、粒径が極めて細かい粒子を得ることができ、研磨傷の低減効果に更に優れた研磨液を得ることができる。このような手法は、例えば、特許文献７及び８に開示されている。４価金属元素の水酸化物は、４価金属元素の塩の金属塩溶液（例えば金属塩水溶液）とアルカリ液とを混合することにより得ることができる。４価金属元素の塩としては、従来公知のものを特に制限なく使用でき、Ｍ（ＮＯ３）４、Ｍ（ＳＯ４）２、Ｍ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６、Ｍ（ＮＨ４）４（ＳＯ４）４（Ｍは希土類元素を示す。）、Ｚｒ（ＳＯ４）２・４Ｈ２Ｏ等が挙げられる。Ｍとしては、化学的に活性なセリウム（Ｃｅ）が好ましい。
【００７７】
（添加剤）
本実施形態に係る研磨液は、添加剤を含有する。ここで、「添加剤」とは、研磨速度、研磨選択性等の研磨特性；砥粒の分散性、保存安定性等の研磨液特性などを調整するために、砥粒及び液状媒体以外に研磨液が含有する物質を指す。
【００７８】
［３価希土類元素を含む水溶性化合物］
本実施形態に係る研磨液は、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いない場合と比較して絶縁材料の研磨速度を向上させる観点から、３価希土類元素を含む水溶性化合物を０質量％を超え０．０５質量％未満（研磨液の全質量基準）含有する。当該水溶性化合物を用いることで研磨速度が向上する理由は必ずしも明らかではないが、本発明者は次のように推測している。すなわち、３価希土類元素を含む前記所定量の水溶性化合物が砥粒の表面の価数を変化させることにより、砥粒の表面と絶縁材料の表面との間で容易に結合が形成される（例えば、研磨により除去されやすい反応層が形成される）ため、絶縁材料の研磨が促進されると推測される。例えば、セリウム化合物を含む砥粒を用いて酸化珪素膜が研磨される際、３価希土類元素を含む前記所定量の水溶性化合物が砥粒の表面のセリウムの価数を変化させることにより、砥粒の表面と酸化珪素膜の表面の珪素（Ｓｉ）との間で容易に結合が形成される（例えば、研磨により除去されやすい反応層が形成される）ため、酸化珪素膜の研磨が促進されると推測される。
【００７９】
前記水溶性化合物における「水溶性」とは、水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解する化合物を指すものとする。
【００８０】
前記水溶性化合物における３価希土類元素としては、ランタノイド、イットリウム等が挙げられる。３価希土類元素であるランタノイドとしては、セリウム、ランタン等が挙げられる。３価希土類元素は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、セリウムを含むことが好ましい。
【００８１】
前記水溶性化合物としては、硝酸塩、アンモニウム塩、塩化物、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩等が挙げられ、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、酢酸塩が好ましい。
【００８２】
３価希土類元素を含む水溶性化合物は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、硝酸セリウム、硝酸セリウムアンモニウム、塩化セリウム、リン酸セリウム、硫酸セリウム及び酢酸セリウムからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００８３】
３価希土類元素を含む水溶性化合物の含有量は、研磨液の全質量を基準として０質量％を超え０．０５質量％未満である。３価希土類元素を含む水溶性化合物の含有量の下限は、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、砥粒（例えば、４価セリウムを含む砥粒）との相互作用を効率よく発揮させることにより絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、研磨液の全質量を基準として、０．００１質量％以上が好ましく、０．００２質量％以上がより好ましく、０．００３質量％以上が更に好ましく、０．００４質量％以上が特に好ましく、０．００５質量％以上が極めて好ましい。３価希土類元素を含む水溶性化合物の含有量の上限は、研磨液のコスト削減の観点、及び、凹凸を有するパターンウエハの研磨において凹部の過研磨を防ぐ観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０４質量％以下が好ましく、０．０３質量％以下がより好ましく、０．０２質量％以下が更に好ましく、０．０１質量％以下が特に好ましい。
【００８４】
［任意の添加剤］
本実施形態に係る研磨液は、研磨特性を調整する等の目的で、３価希土類元素を含む水溶性化合物の他に、任意の添加剤（３価希土類元素を含む水溶性化合物に該当する化合物を除く）を更に含有していてもよい。任意の添加剤としては、ポリオキシアルキレン化合物、水溶性高分子、酸成分（酢酸等）、酸化剤（例えば過酸化水素）、３価希土類元素を含む不溶性化合物（例えば炭酸セリウム）、４価希土類元素を含む化合物（砥粒に含まれる成分を除く）等が挙げられる。これらの添加剤のそれぞれは、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８５】
ポリオキシアルキレン化合物、水溶性高分子、酸成分等の添加剤は、研磨液の分散安定性を高めることが可能であり、絶縁材料（例えば酸化珪素）の研磨速度を更に高速に研磨できる効果がある。また、絶縁材料（例えば酸化珪素）を更に高速に研磨できることによって段差解消性が向上し、更に高い平坦性を得ることができる。これは、凸部の研磨速度が凹部の研磨速度と比較して大幅に向上するためであると推測される。
【００８６】
水溶性高分子は、砥粒の分散安定性、平坦性、面内均一性、窒化珪素に対する酸化珪素の研磨選択性（酸化珪素の研磨速度／窒化珪素の研磨速度）、ポリシリコンに対する酸化珪素の研磨選択性（酸化珪素の研磨速度／ポリシリコンの研磨速度）等の研磨特性を調整する効果がある。ここで、「水溶性高分子」とは、水１００ｇに対して０．１ｇ以上溶解する高分子として定義する。なお、ポリオキシアルキレン化合物に該当する高分子は「水溶性高分子」に含まれないものとする。
【００８７】
水溶性高分子としては、特に制限はなく、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸共重合体塩等のポリアクリル酸系ポリマ；ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸塩等のポリメタクリル酸系ポリマ；ポリアクリルアミド；ポリジメチルアクリルアミド；カルボキシメチルセルロース、寒天、カードラン、デキストリン、シクロデキストリン、プルラン等の多糖類；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のビニル系ポリマ；ポリグリセリン、ポリグリセリン誘導体等のグリセリン系ポリマ；ポリエチレングリコールなどが挙げられる。水溶性高分子は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用することができる。
【００８８】
水溶性高分子を使用する場合、水溶性高分子の含有量の下限は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０００１質量％以上が好ましく、０．００１質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましく、０．１質量％以上が特に好ましい。水溶性高分子の含有量の上限は、砥粒の沈降を抑制しつつ水溶性高分子の添加効果が得られる観点から、研磨液の全質量を基準として、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下が更に好ましく、５質量％以下が特に好ましい。水溶性高分子として複数の化合物を用いる場合、各化合物の含有量の合計が前記範囲を満たしていることが好ましい。
【００８９】
酸化剤の含有量の上限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、研磨液の全質量を基準として、０．０５質量％未満が好ましく、０．０４質量％以下がより好ましく、０．０１質量％以下が更に好ましく、０．００５質量％以下が特に好ましく、０．００１質量％以下が極めて好ましい。本実施形態に係る研磨液は、実質的に酸化剤を含有していない態様（酸化剤の含有量が、研磨液の全質量を基準として実質的に０質量％である態様）であってもよい。
【００９０】
本実施形態に係る研磨液は、有効成分として４価希土類元素（砥粒に含まれる成分を除く）を含有しないことが好ましい。例えば、本実施形態に係る研磨液は、有効成分として４価希土類元素（砥粒に含まれる成分を除く）を実質的に含有していない態様（４価希土類元素（砥粒に含まれる成分を除く）の含有量が、研磨液の全質量を基準として実質的に０質量％である態様）であってもよい。
【００９１】
（液状媒体）
本実施形態に係る研磨液における液状媒体としては、特に制限はないが、脱イオン水、超純水等の水が好ましい。液状媒体の含有量は、他の構成成分の含有量を除いた研磨液の残部でよく、特に限定されない。
【００９２】
（研磨液の特性）
本実施形態に係る研磨液のｐＨは、主に研磨速度に影響する。ｐＨの下限は、絶縁材料の研磨速度を更に向上させる観点から、２．０以上が好ましく、２．５以上がより好ましく、２．８以上が更に好ましく、３．０以上が特に好ましく、３．２以上が極めて好ましい。ｐＨの上限は、絶縁材料（例えば酸化珪素）の研磨速度に更に優れる観点から、１０．０以下が好ましく、８．０以下がより好ましく、７．５以下が更に好ましく、７．０以下が特に好ましく、６．５以下が極めて好ましく、６．０以下が非常に好ましく、５．０以下がより一層好ましい。研磨液のｐＨは、研磨液の保存安定性に優れる観点から、２．０〜１０．０がより好ましく、２．０〜７．０が更に好ましい。研磨液のｐＨは、液温２５℃におけるｐＨと定義する。
【００９３】
研磨液のｐＨは、無機酸、有機酸等の酸成分；アンモニア、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、イミダゾール、アルカノールアミン等のアルカリ成分などによって調整できる。ｐＨを安定化させるため、緩衝剤を添加してもよい。緩衝液（緩衝剤を含む液）として緩衝剤を添加してもよい。このような緩衝液としては、酢酸塩緩衝液、フタル酸塩緩衝液等が挙げられる。
【００９４】
本実施形態に係る研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、電気化学計器株式会社製の型番ＰＨＬ−４０）で測定することができる。具体的には例えば、フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：４．０１）及び中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：６．８６）を標準緩衝液として用いてｐＨメータを２点校正した後、ｐＨメータの電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値を測定する。標準緩衝液及び研磨液の液温は、共に２５℃とする。
【００９５】
＜研磨液セット及び添加液＞
本実施形態に係る研磨液は、砥粒と、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、液状媒体とを少なくとも含む一液式研磨液として保存してもよく、スラリ（第１の液）と添加液（第２の液）とを混合して前記研磨液となるように前記研磨液の構成成分をスラリと添加液とに分けた複数液式（例えば二液式）の研磨液セットとして保存してもよい。スラリは、例えば、砥粒と、液状媒体とを少なくとも含む。添加液は、例えば、３価希土類元素を含む水溶性化合物と、液状媒体とを少なくとも含む。３価希土類元素を含む水溶性化合物、任意の添加剤、及び、緩衝剤は、スラリ及び添加液のうち添加液に含まれることが好ましい。なお、前記研磨液の構成成分は、三液以上に分けた研磨液セットとして保存してもよい。
【００９６】
前記研磨液セットにおいては、研磨直前又は研磨時に、スラリ及び添加液が混合されて研磨液が作製される。また、一液式研磨液は、液状媒体の含有量を減じた研磨液用貯蔵液として保存されると共に、研磨時に液状媒体で希釈して用いられてもよい。複数液式の研磨液セットは、液状媒体の含有量を減じたスラリ用貯蔵液及び添加液用貯蔵液として保存されると共に、研磨時に液状媒体で希釈して用いられてもよい。
【００９７】
一液式研磨液の場合、研磨定盤上への研磨液の供給方法としては、研磨液を直接送液して供給する方法；研磨液用貯蔵液及び液状媒体を別々の配管で送液し、これらを合流及び混合させて供給する方法；あらかじめ研磨液用貯蔵液及び液状媒体を混合しておき供給する方法等を用いることができる。
【００９８】
スラリと添加液とに分けた複数液式の研磨液セットとして保存する場合、これらの液の配合を任意に変えることにより研磨速度を調整することができる。研磨液セットを用いて研磨する場合、研磨定盤上への研磨液の供給方法としては、下記に示す方法がある。例えば、スラリと添加液とを別々の配管で送液し、これらの配管を合流及び混合させて供給する方法；スラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び液状媒体を別々の配管で送液し、これらを合流及び混合させて供給する方法；あらかじめスラリ及び添加液を混合しておき供給する方法；あらかじめスラリ用貯蔵液、添加液用貯蔵液及び液状媒体を混合しておき供給する方法等を用いることができる。また、前記研磨液セットにおけるスラリと添加液とをそれぞれ研磨定盤上へ供給する方法を用いることもできる。この場合、研磨定盤上においてスラリ及び添加液が混合されて得られる研磨液を用いて被研磨面が研磨される。
【００９９】
なお、本実施形態に係る研磨液セットは、前記必須成分を少なくとも含有する研磨液と、酸化剤（例えば過酸化水素）等の任意成分を少なくとも含む添加液とに分けた態様であってもよい。この場合、研磨液及び添加液が混合されて得られた混合液（当該混合液も「研磨液」に相当する）を用いて研磨が行われる。また、本実施形態に係る研磨液セットは、三液以上に分けた研磨液セットとして、前記必須成分の一部を少なくとも含有する液と、前記必須成分の残部を少なくとも含有する液と、任意成分を少なくとも含む添加液とに分けた態様であってもよい。研磨液セットを構成する各液は、液状媒体の含有量を減じた貯蔵液として保存されてもよい。
【０１００】
＜研磨方法＞
本実施形態に係る研磨方法（基体の研磨方法等）は、前記一液式研磨液を用いて被研磨面（基体の被研磨面等）を研磨する研磨工程を備えていてもよく、前記研磨液セットにおけるスラリと添加液とを混合して得られる研磨液を用いて被研磨面（基体の被研磨面等）を研磨する研磨工程を備えていてもよい。
【０１０１】
研磨工程では、例えば、被研磨材料を有する基体の当該被研磨材料を研磨定盤の研磨パッド（研磨布）に押圧した状態で、前記研磨液を被研磨材料と研磨パッドとの間に供給し、基体と研磨定盤とを相対的に動かして被研磨材料の被研磨面を研磨する。研磨工程では、例えば、被研磨材料の少なくとも一部を研磨により除去する。
【０１０２】
研磨対象である基体としては、被研磨基板等が挙げられる。被研磨基板としては、例えば、半導体素子製造に係る基板（例えば、ＳＴＩパターン、ゲートパターン、配線パターン等が形成された半導体基板）上に被研磨材料が形成された基体が挙げられる。被研磨材料としては、酸化珪素等の絶縁材料などが挙げられる。被研磨材料は、単一の材料であってもよく、複数の材料であってもよい。複数の材料が被研磨面に露出している場合、それらを被研磨材料と見なすことができる。被研磨材料は、膜状（被研磨膜）であってもよく、酸化珪素膜等の絶縁膜などであってもよい。
【０１０３】
このような基板上に形成された被研磨材料（例えば、酸化珪素等の絶縁材料）を前記研磨液で研磨し、余分な部分を除去することによって、被研磨材料の表面の凹凸を解消し、被研磨材料の表面全体にわたって平滑な面を得ることができる。本実施形態に係る研磨液は、酸化珪素を含む被研磨面を研磨するために使用されることが好ましい。
【０１０４】
本実施形態に係る研磨液により研磨される被研磨材料の作製方法としては、低圧ＣＶＤ法、準常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等のＣＶＤ法；回転する基板に液体原料を塗布する回転塗布法などが挙げられる。
【０１０５】
以下、基体（例えば、半導体基板上に形成された絶縁材料を有する基体）の研磨方法を一例に挙げて、本実施形態に係る研磨方法を説明する。本実施形態に係る研磨方法において、研磨装置としては、被研磨面を有する基体を保持可能なホルダーと、研磨パッド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を使用できる。ホルダー及び研磨定盤のそれぞれには、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてある。研磨装置としては、例えば、株式会社荏原製作所製の研磨装置：Ｆ−ＲＥＸ３００、又は、ＡＰＰＬＩＥＤ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製の研磨装置：Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎを使用できる。
【０１０６】
研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡体、非発泡体等が使用できる。研磨パッドの材質としては、ポリウレタン、アクリル樹脂、ポリエステル、アクリル−エステル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ４−メチルペンテン、セルロース、セルロースエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン（商標名）及びアラミド）、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリシロキサン共重合体、オキシラン化合物、フェノール樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等の樹脂が使用できる。研磨パッドの材質としては、特に、研磨速度及び平坦性に更に優れる観点から、発泡ポリウレタン及び非発泡ポリウレタンからなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。研磨パッドには、研磨液がたまるような溝加工が施されていることが好ましい。
【０１０７】
研磨条件に制限はないが、研磨定盤の回転速度の上限は、基体が飛び出さないように２００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）以下が好ましく、基体にかける研磨圧力（加工荷重）の上限は、研磨傷が発生することを充分に抑制する観点から、１００ｋＰａ以下が好ましい。研磨している間、ポンプ等で連続的に研磨液を研磨パッドに供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。
【０１０８】
研磨終了後の基体は、流水中でよく洗浄して、基体に付着した粒子を除去することが好ましい。洗浄には、純水以外に希フッ酸又はアンモニア水を併用してもよく、洗浄効率を高めるためにブラシを併用してもよい。また、洗浄後は、スピンドライヤ等を用いて、基体に付着した水滴を払い落としてから基体を乾燥させることが好ましい。
【０１０９】
本実施形態に係る研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法は、ＳＴＩの形成及び層間絶縁膜の高速研磨に好適に使用できる。絶縁材料（例えば酸化珪素）の研磨速度の下限は、１００ｎｍ／分以上が好ましく、１５０ｎｍ／分以上がより好ましく、２００ｎｍ／分以上が更に好ましい。
【０１１０】
本実施形態に係る研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法は、プリメタル絶縁材料の研磨にも使用できる。プリメタル絶縁材料としては、酸化珪素の他、例えば、リン−シリケートガラス又はボロン−リン−シリケートガラスが使用され、さらに、シリコンオキシフロリド、フッ化アモルファスカーボン等も使用できる。
【０１１１】
本実施形態に係る研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法は、酸化珪素等の絶縁材料以外の材料にも適用できる。このような材料としては、Ｈｆ系、Ｔｉ系、Ｔａ系酸化物等の高誘電率材料；シリコン、アモルファスシリコン、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、有機半導体等の半導体材料；ＧｅＳｂＴｅ等の相変化材料；ＩＴＯ等の無機導電材料；ポリイミド系、ポリベンゾオキサゾール系、アクリル系、エポキシ系、フェノール系等のポリマ樹脂材料などが挙げられる。
【０１１２】
本実施形態に係る研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法は、膜状の研磨対象だけでなく、ガラス、シリコン、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、サファイヤ、プラスチック等から構成される各種基板にも適用できる。
【０１１３】
本実施形態に係る研磨液、研磨液セット、添加液及び研磨方法は、半導体素子の製造だけでなく、ＴＦＴ、有機ＥＬ等の画像表示装置；フォトマスク、レンズ、プリズム、光ファイバー、単結晶シンチレータ等の光学部品；光スイッチング素子、光導波路等の光学素子；固体レーザ、青色レーザＬＥＤ等の発光素子；磁気ディスク、磁気ヘッド等の磁気記憶装置などの製造に用いることができる。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。【０１１５】
＜スラリの調製＞
（セリウム水酸化物スラリの調製）
［４価金属元素の水酸化物の合成］
３５０ｇのＣｅ（ＮＨ４）２（ＮＯ３）６５０質量％水溶液（日本化学産業株式会社製、商品名：ＣＡＮ５０液）を７８２５ｇの純水と混合して溶液を得た。次いで、この溶液を撹拌しながら、７５０ｇのイミダゾール水溶液（１０質量％水溶液、１．４７ｍｏｌ／Ｌ）を５ｍＬ／分の混合速度で滴下して、セリウム水酸化物を含む沈殿物を得た。セリウム水酸化物の合成は、温度２５℃、撹拌速度４００ｍｉｎ−１で行った。撹拌は、羽根部全長５ｃｍの３枚羽根ピッチパドルを用いて行った。【０１１６】
得られた沈殿物（セリウム水酸化物を含む沈殿物）を遠心分離（４０００ｍｉｎ−１、５分間）した後に、デカンテーションで液相を除去することによって固液分離を施した。固液分離により得られた粒子１０ｇと、水９９０ｇと、を混合した後、超音波洗浄機を用いて粒子を水に分散させて、セリウム水酸化物を含む粒子（砥粒。以下、「セリウム水酸化物粒子」という）を含有するセリウム水酸化物スラリ（粒子の含有量：１．０質量％）を調製した。【０１１７】
［平均粒径の測定］
ベックマンコールター株式会社製、商品名：Ｎ５を用いてセリウム水酸化物スラリにおけるセリウム水酸化物粒子の平均粒径（平均二次粒径）を測定したところ、２５ｎｍであった。測定法は下記のとおりである。まず、１．０質量％のセリウム水酸化物粒子を含む測定サンプル（セリウム水酸化物スラリ、水分散液）を１ｃｍ角のセルに約１ｍＬ入れ、Ｎ５内にセルを設置した。Ｎ５ソフトの測定サンプル情報の屈折率を１．３３３、粘度を０．８８７ｍＰａ・ｓに設定し、２５℃において測定を行い、Ｕｎｉｍｏｄａｌ  Ｓｉｚｅ  Ｍｅａｎとして表示される値を読み取った。【０１１８】
［ゼータ電位の測定］
ベックマンコールター株式会社製の商品名：ＤｅｌｓａＮａｎｏ  Ｃ内に適量のセリウム水酸化物スラリを投入し、２５℃において測定を２回行った。表示されたゼータ電位の平均値をゼータ電位として得た。セリウム水酸化物スラリ中におけるセリウム水酸化物粒子のゼータ電位は＋５０ｍＶであった。【０１１９】
［砥粒の構造分析］
セリウム水酸化物スラリを適量採取し、真空乾燥して砥粒を単離した後に、純水で充分に洗浄して試料を得た。得られた試料について、ＦＴ−ＩＲ  ＡＴＲ法による測定を行ったところ、水酸化物イオン（ＯＨ−）に基づくピークの他に、硝酸イオン（ＮＯ３−）に基づくピークが観測された。また、同試料について、窒素に対するＸＰＳ（Ｎ−ＸＰＳ）測定を行ったところ、ＮＨ４＋に基づくピークは観測されず、硝酸イオンに基づくピークが観測された。これらの結果より、セリウム水酸化物スラリに含まれる砥粒は、セリウム元素に結合した硝酸イオンを有する粒子を少なくとも一部含有することが確認された。また、セリウム元素に結合した水酸化物イオンを有する粒子が砥粒の少なくとも一部に含有されることから、砥粒がセリウム水酸化物を含むことが確認された。これらの結果より、セリウムの水酸化物が、セリウム元素に結合した水酸化物イオンを含むことが確認された。【０１２０】
［吸光度及び光透過率の測定］
セリウム水酸化物スラリを適量採取し、砥粒含有量が０．００６５質量％（６５ｐｐｍ）となるように水で希釈して測定サンプル（水分散液）を得た。この測定サンプルを１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）内にセルを設置した。波長２００〜６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、波長２９０ｎｍの光に対する吸光度と、波長４５０〜６００ｎｍの光に対する吸光度とを測定した。波長２９０ｎｍの光に対する吸光度は１．１９２であり、波長４５０〜６００ｎｍの光に対する吸光度は０．０１０未満であった。【０１２１】
セリウム水酸化物スラリ（粒子の含有量：１．０質量％）を１ｃｍ角のセルに約４ｍＬ入れ、株式会社日立製作所製の分光光度計（装置名：Ｕ３３１０）内にセルを設置した。波長２００〜６００ｎｍの範囲で吸光度測定を行い、波長４００ｎｍの光に対する吸光度と、波長５００ｎｍの光に対する光透過率とを測定した。波長４００ｎｍの光に対する吸光度は２．２５であり、波長５００ｎｍの光に対する光透過率は９２％／ｃｍであった。【０１２２】
（セリウム酸化物スラリの調製）
［セリウム酸化物スラリ１］
セリア粒子１００ｇと、和光純薬工業株式会社製の商品名：ポリアクリル酸５０００（分散剤、重量平均分子量：５０００）１ｇと、脱イオン水３９９ｇとを混合してｐＨ８．０の混合液を得た。次に、前記混合液を撹拌しながら、前記混合液に対して超音波処理を３０分間施して分散処理を行った。その後、１５時間静置した後、上澄み液を分取した。得られた上澄み液の固形分含量を５．０質量％に調整して、セリウム酸化物を含む粒子（砥粒。以下、「セリウム酸化物粒子１」という）を含有するセリウム酸化物スラリ１を得た。【０１２３】
［セリウム酸化物スラリ２］
セリア粒子１００ｇと、和光純薬工業株式会社製の酢酸（分散剤）０．２ｇと、脱イオン水３９９．８ｇとを混合して前記混合液を得た。次に、前記混合液を撹拌しながら、混合液に対して超音波処理を３０分間施して分散処理を行った。その後、１５時間静置した後、上澄み液を分取した。得られた上澄み液の固形分含量を５．０質量％に調整して、セリウム酸化物を含む粒子（砥粒。以下、「セリウム酸化物粒子２」という）を含有するセリウム酸化物スラリ２を得た。【０１２４】
［平均粒径の測定］
マイクロトラック・ベル社製の商品名：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ内に適量のセリウム酸化物スラリを投入し、セリウム酸化物粒子の平均粒径を測定し、表示された平均粒径値を平均粒径（平均二次粒径）として得た。セリウム酸化物スラリ１におけるセリウム酸化物粒子１の平均粒径は３４０ｎｍであった。セリウム酸化物スラリ２におけるセリウム酸化物粒子２の平均粒径は３５０ｎｍであった。【０１２５】
［ゼータ電位の測定］
ベックマンコールター株式会社製の商品名：ＤｅｌｓａＮａｎｏ  Ｃ内に適量のセリウム酸化物スラリを投入し、２５℃において測定を２回行った。表示されたゼータ電位の平均値をゼータ電位として得た。セリウム酸化物スラリ１中におけるセリウム酸化物粒子１のゼータ電位は−５５ｍＶであった。セリウム酸化物スラリ２中におけるセリウム酸化物粒子２のゼータ電位は＋５０ｍＶであった。【０１２６】
＜研磨液の作製＞
（実施例１Ａ）
５０．００ｇのセリウム水酸化物スラリと、０．０５ｇの酢酸セリウム（ＩＩＩ）と、９４９．９５ｇのイオン交換水とを混合して、０．０５質量％のセリウム水酸化物粒子と、０．００５質量％の酢酸セリウム（ＩＩＩ）とを含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１２７】
（比較例１Ａ）
５０．００ｇのセリウム水酸化物スラリと、９５０．００ｇのイオン交換水とを混合して、０．０５質量％のセリウム水酸化物粒子を含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１２８】
（実施例２Ａ）
１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ１と、０．０５ｇの酢酸セリウム（ＩＩＩ）と、８９９．９５ｇのイオン交換水とを混合して、０．５質量％のセリウム酸化物粒子１と、０．００５質量％の酢酸セリウム（ＩＩＩ）とを含有する研磨液（ｐＨ：７．５）を作製した。【０１２９】
（比較例２Ａ）
１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ１と、９００．００ｇのイオン交換水とを混合して、０．５質量％のセリウム酸化物粒子１を含有する研磨液（ｐＨ：７．５）を作製した。【０１３０】
（比較例２Ｂ）
１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ１と、０．０５ｇの炭酸セリウム（ＩＩＩ）と、８９９．９５ｇのイオン交換水とを混合して、０．５質量％のセリウム酸化物粒子１と、０．００５質量％の炭酸セリウム（ＩＩＩ）とを含有する研磨液（ｐＨ：７．５）を作製した。【０１３１】
（実施例３Ａ）
１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ２と、０．０５ｇの酢酸セリウム（ＩＩＩ）と、８９９．９５ｇのイオン交換水とを混合して、０．５質量％のセリウム酸化物粒子２と、０．００５質量％の酢酸セリウム（ＩＩＩ）とを含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１３２】
（比較例３Ａ）
１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ２と、９００．００ｇのイオン交換水とを混合して、０．５質量％のセリウム酸化物粒子２を含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１３３】
（実施例４Ａ）
５０．００ｇのセリウム水酸化物スラリと、１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ２と、０．０５ｇの酢酸セリウム（ＩＩＩ）と、８４９．９５ｇのイオン交換水とを混合し、０．０５質量％のセリウム水酸化物粒子と、０．５質量％のセリウム酸化物粒子２と、０．００５質量％の酢酸セリウム（ＩＩＩ）とを含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１３４】
（比較例４Ａ）
５０．００ｇのセリウム水酸化物スラリと、１００．００ｇのセリウム酸化物スラリ２と、８５０．００ｇのイオン交換水とを混合し、０．０５質量％のセリウム水酸化物粒子と、０．５質量％のセリウム酸化物粒子２とを含有する研磨液（ｐＨ：５．０）を作製した。【０１３５】
＜研磨液物性の評価＞
（ｐＨ）
研磨液のｐＨは下記の条件で測定した。
測定温度：２５±５℃
測定装置：電気化学計器株式会社製、型番ＰＨＬ−４０
測定方法：標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ：４．０１（２５℃）；中性リン酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ：６．８６（２５℃））を用いて２点校正した後、電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後のｐＨを前記測定装置により測定した。【０１３６】
（砥粒の平均粒径）
ベックマンコールター株式会社製の商品名：Ｎ５を用いて実施例１Ａ及び比較例１Ａの研磨液における砥粒（セリウム水酸化物粒子）の平均粒径（平均二次粒径）を測定した。実施例１Ａ及び比較例１Ａにおける平均粒径は１０ｎｍであった。【０１３７】
マイクロトラック・ベル社製の商品名：マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ内に実施例２Ａ，３Ａ，４Ａ及び比較例２Ａ，２Ｂ，３Ａ，４Ａの研磨液を適量投入し、砥粒の平均粒径を測定し、表示された平均粒径値を平均粒径（平均二次粒径）として得た。実施例２Ａ及び比較例２Ａ，２Ｂの平均粒径は３４０ｎｍであった、実施例３Ａ及び比較例３Ａの平均粒径は３５０ｎｍであった。実施例４Ａ及び比較例４Ａの平均粒径は３５５ｎｍであった。【０１３８】
（砥粒のゼータ電位）
ベックマンコールター株式会社製の商品名：ＤｅｌｓａＮａｎｏ  Ｃ内に適量の研磨液を投入し、２５℃において測定を２回行った。表示されたゼータ電位の平均値をゼータ電位として得た。【０１３９】
＜ＣＭＰ評価＞
前記研磨液のそれぞれを用いて下記研磨条件で被研磨基板を研磨した。【０１４０】
（研磨条件）
研磨装置：Ｆ−ＲＥＸ３００（株式会社荏原製作所製）
研磨液の流量：２５０ｍＬ／分
被研磨基板：パターンが形成されていないブランケットウエハとして、プラズマＣＶＤ法で形成された厚さ２μｍの酸化珪素膜をシリコン基板上に有する被研磨基板を用いた。
研磨パッド：独立気泡を有する発泡ポリウレタン樹脂（ローム・アンド・ハース・ジャパン株式会社製、型番ＩＣ１０１０）
研磨圧力：２０ｋＰａ（２．９ｐｓｉ）
被研磨基板及び研磨定盤の回転数：被研磨基板／研磨定盤＝９３／８７ｒｐｍ
研磨時間：０．５分（３０秒）
ウエハの洗浄：ＣＭＰ処理後、超音波を印加しながら水で洗浄した後、スピンドライヤで乾燥させた。【０１４１】
（研磨速度の評価）
前記条件で研磨及び洗浄した被研磨基板における酸化珪素膜の研磨速度（酸化珪素膜の研磨速度：ＳｉＯ２ＲＲ）を下記式より求めた。研磨前後での酸化珪素膜の膜厚差は、光干渉式膜厚測定装置（フィルメトリクス社製、商品名：Ｆ８０）を用いて求めた。
研磨速度（ＲＲ）＝（研磨前後での酸化珪素膜の膜厚差［ｎｍ］）／（研磨時間：０．５［分］）【０１４２】
３価希土類元素を含む水溶性化合物に起因する研磨速度の向上効果を確認するため、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いた実施例の研磨速度Ａと、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いていない比較例の研磨速度Ｂとに基づき、下記式の研磨速度の上昇率を算出した。表２では、研磨速度Ｂとして比較例２Ａの研磨速度を用いた。
研磨速度の上昇率（％）＝（研磨速度Ａ−研磨速度Ｂ）／研磨速度Ｂ×１００【０１４３】
実施例及び比較例で得られた結果を表１〜４に示す。【０１４４】
【表１】
0006753518.tif 000002
【０１４５】
【表２】
0006753518.tif 000003
【０１４６】
【表３】
0006753518.tif 000004
【０１４７】
【表４】
0006753518.tif 000005
【０１４８】
各表に示されるように、実施例では、３価希土類元素を含む水溶性化合物を用いていない比較例と比較して絶縁材料の研磨速度が向上することが確認される。
【図１】
0006753518.tif 000006
【図２】
0006753518.tif 000007