悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体的制作方法

悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体的制作方法
【专利摘要】一种含有磨粒和水的悬浮液，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，并且，在将该磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液中，所述磨粒使该水分散液对波长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50，并且，在以离心加速度1.59×105G对将该磨粒的含量调节至1.0质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒使该液相对波长400nm的光的吸光度为0.035以上。
【专利说明】悬淳液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体

【技术领域】
[0001] 本发明涉及悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体。特别地，本发 明涉及半导体元件的制造工序中使用的悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基 体。

【背景技术】
[0002] 近年来，半导体元件的制造工序中，为实现高密度化及微细化的加工技术的重要 性进一步增加。作为该加工技术之一的CMP(化学?机械?抛光：化学机械研磨）技术，在 半导体元件的制造工序中，对于浅槽隔离（ShallowTrenchIsolation,以下依据情形称为 "STI"）的形成、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化、插塞或包埋式金属配线的形成 来说，成为必须的技术。
[0003] 传统上，在半导体元件的制造工序中，通过CMP，可使以CVD(化学?气相?沉积：化 学气相沉积）法或旋转涂布法等方法形成的氧化硅等绝缘材料平坦化。该CMP中，一般使 用含有胶体二氧化硅、气相二氧化硅等二氧化硅粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧 化硅系研磨液可通过热分解四氯化硅等方法使磨粒晶粒成长，进行pH调整而制造。然而， 这样的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低这一技术课题。
[0004] 于是，在设计规则0. 25iim之后的世代，集成电路内的元件隔离中使用STI。STI 形成中，为除去基体上堆积的绝缘材料的多余部分，使用CMP。而且，在CMP中为了使研磨停 止，在绝缘材料之下形成有研磨速度慢的阻挡层（研磨停止层）。阻挡层材料（阻挡层的 构成材料）中使用氮化硅、多晶硅等，优选绝缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比（研磨 速度比：绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度）大。传统的二氧化硅系研磨液，绝 缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比小至3左右，作为STI用时，趋于不具有耐实用的特 性。
[0005] 此外，近年，作为氧化铈系研磨液，使用高纯度的氧化铈粒子的半导体用研磨液被 使用（例如，参考下述专利文献1)。
[0006] 附带地，近年来，半导体元件的制造工序中，进一步要求达成配线的微细化，研磨 时发生的研磨损伤就成为问题。即，使用传统的氧化铈系研磨液进行研磨时，即使发生微小 的研磨损伤，若该研磨损伤的尺寸小于传统的配线宽度的话，不致成为问题，但在进一步达 成配线的微细化时，即成为问题。
[0007] 对该问题，人们尝试在所述的如氧化铈系研磨液中，使氧化铈粒子的平均粒径变 小。然而，平均粒径变小的话，因为机械性的作用降低，出现研磨速度降低的问题。即使希 望通过控制这样的氧化铈粒子的平均粒径来兼顾研磨速度及研磨损伤，在维持研磨速度的 同时，达成对研磨损伤的近年来的严苛要求也是困难至极。
[0008] 与之相对，人们开始研究使用4价金属元素的氢氧化物的粒子的研磨液（例如，参 考下述专利文献2)。进一步地，研究4价金属元素的氢氧化物的粒子的制造方法（例如，参 考下述专利文献3)。这些的技术可以在活用4价金属元素的氢氧化物的粒子所具有化学性 的作用的同时，通过极力使机械性的作用减小，减小了粒子引起的研磨损伤。
[0009]此外，在减小研磨损伤以外，也要求将具有凹凸的基体研磨至平坦。以所述STI作 为例子，相对于阻挡层材料（例如氮化硅、多晶硅）的研磨速度，要求提高作为被研磨材料 的绝缘材料（例如氧化硅）的研磨选择比。为解决这些，人们研究在研磨液中添加各种各 样的添加剂。例如已知的有，通过在研磨液中添加添加剂，提高在同一面内具有不同配线密 度的基体中的研磨选择比的技术（例如，参考下述专利文献4)。此外已知的有，控制研磨速 度，为提高整体的平坦性，在氧化铈系研磨液中加入添加剂的技术（例如，参考下述专利文 献5)。

【背景技术】文献 专利文献
[0010] [专利文献1]日本专利特开平10-106994号公报 [专利文献2]国际公开第02/067309号
[专利文献3]日本专利特开2006-249129号公报 [专利文献4]日本专利特开2002-241739号公报 [专利文献5]日本特开平08-022970号公报


【发明内容】
发明要解决的课题
[0011] 然而，专利文献2及3所述的技术中，虽能减小研磨损伤，但不能说研磨速度足够 高。因为研磨速度影响制造工序的效率，要求具有更高研磨速度的研磨液。
[0012] 此外，传统的研磨液的话，研磨液中若含有添加剂，作为获得添加剂的添加效果的 代价，研磨速度降低，存在难以兼顾研磨速度和其他研磨特性的这一课题。
[0013] 进一步地，传统的研磨液的话，有时保管稳定性低。例如，存在研磨特性随时间发 生变化，大幅降低（研磨特性的稳定性低）这一课题。研磨速度作为所述研磨特性之中代 表性的特性存在，存在随时间研磨速度降低（研磨速度的稳定性低）这一课题。此外，也存 在保管中磨粒发生凝集、沉淀等，对研磨特性产生不良影响（分散稳定性低）的情形。
[0014] 本发明可解决所述课题，目的是提供一种可获得具有如下性能研磨液的悬浮液： 在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可提高保管 稳定性。
[0015] 此外，本发明目的是提供一种在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速 度研磨被研磨材料，并且，可提高保管稳定性的研磨液套剂及研磨液。
[0016] 进一步地，本发明的目的是提供使用所述悬浮液、所述研磨液套剂或所述研磨液 的基体的研磨方法，及由此得到的基体。
[解决课题的手段]
[0017] 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进行深入研究， 结果发现，通过使用在可使含有规定量的磨粒的水分散液对特定波长光的光吸收（吸光 度）在特定范围内的同时、可使在将含有规定量的磨粒的水分散液在规定条件下进行离心 分离时获得的液相中对特定波长光的光吸收（吸光度）高的磨粒，能以优异的研磨速度研 磨被研磨材料，并且，可达成高保管稳定性。此外发现，使用在这样的悬浮液中加入添加剂 得到的研磨液时，可以在维持添加剂的添加效果的同时以优异的研磨速度研磨被研磨材 料，并且，可以达成高保管稳定性。
[0018] 即本发明涉及的悬浮液为含有磨粒和水的悬浮液，磨粒含有4价金属元素的氢 氧化物，并且，在将该磨粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液中，使该水分散液对波长 400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50,并且，在以离心加速度1.59X105G对将该磨 粒的含量调节至1. 〇质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒使 该液相对波长400nm的光的吸光度为0. 035以上。
[0019] 依据本发明涉及的悬浮液，使用在该悬浮液中加入添加剂得到的研磨液时，可以 在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保 管稳定性。该情况下，作为保管稳定性优异的研磨液，特别地，可以获得分散稳定性优良且 研磨速度的稳定性也优异的研磨液。此外，将不加入添加剂的本发明涉及的悬浮液用于研 磨时，也能在以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，提高保管稳定性。该情况下，作为 保管稳定性优异的悬浮液，特别地，可以使其成为分散稳定性优良且研磨速度的稳定性也 优异的悬浮液。进一步地，依据本发明涉及的悬浮液，通过使磨粒含有4价金属元素的氢氧 化物，可以抑制被研磨面中的研磨损伤的发生。
[0020] 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进一步地深入 研究，结果发现，在能提高所述磨粒对波长500nm的光的透光率的情况下，能以更优异的研 磨速度研磨被研磨材料，而且可达成更高的保管稳定性。即，本发明涉及的悬浮液中，优选 磨粒在将该磨粒的含量调节为1. 〇质量％的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光 的透光率为50% /cm以上，更优选为能使透光率为95% /cm以上。
[0021] 本发明人对于使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进一步地深入 研究，结果发现，在能提高所述磨粒对波长290nm的光的吸光度的情况下，能以更优异的研 磨速度研磨被研磨材料，而且可达成更高的保管稳定性。即，本发明涉及的悬浮液中，优选 磨粒在将该磨粒的含量调节至0.0065质量％ (65ppm)的水分散液中，使该水分散液对波 长290nm的光的吸光度为1.000以上。另外，"ppm"意指质量ppm,即"partspermillion mass(质量的百万分之）"。
[0022] 本发明涉及的悬浮液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0. 0065质量％的水 分散液中，使该水分散液对波长450?600nm的光的吸光度为0. 010以下。该情况下，在能 以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。
[0023] 本发明涉及的悬浮液，其中，优选所述磨粒，在以离心加速度1. 59X105G对将该磨 粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液进行50分钟尚心分尚时获得的液相中，使该液相对 波长290nm的光的吸光度为10以上。该情况下，能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。
[0024] 优选4价金属元素的氢氧化物是由4价金属元素的盐与碱源反应所得。该情况下， 因为可以获得粒径极细的粒子作为磨粒，进一步地提高研磨损伤的减小效果。
[0025] 4价金属元素优选为4价铈。该情况下，因为获得化学性活性高的微粒作为磨粒， 能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。
[0026] 此外，本发明人发现，在所述悬浮液的构成成分中进一步含有添加剂的研磨液中， 通过采用使水分散液的吸光度为特定范围、同时使离心分离后的液相的吸光度高的所述磨 粒，可以抑制伴随添加剂的添加的被研磨材料的研磨速度降低。
[0027] S卩，本发明涉及的研磨液套剂，以第1液体和第2液体混合而形成研磨液的方式该 研磨液的构成成分被分为第1液体和第2液体分别保存，所述第1液体是所述悬浮液，所述 第2液体含有添加剂和水。依据本发明涉及的研磨液套剂，可以在维持添加剂的添加效果 的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。依据本发明涉及 的研磨液套剂，还可以抑制研磨损伤的发生。
[0028] 添加剂优选为从由乙烯醇聚合物以及该乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选 出的至少1种。该情况下，通过添加剂包覆磨粒表面，可以抑制磨粒附着于被研磨面上，因 而可以改善磨粒的分散性，进一步提高研磨液的稳定性。此外，可以提高被研磨面的洗净 性。进一步地，通过抑制阻挡层材料的研磨速度，可以提高绝缘材料相对于阻挡层材料的研 磨速度比（绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度）。
[0029] 添加剂的含量优选为以研磨液总质量为基准在0. 01质量％以上。该情况下，在可 显著获得添加剂的添加效果的同时可提高保管稳定性。
[0030] 本发明涉及的研磨液为含有磨粒和水的悬浮液，磨粒含有4价金属元素的氢氧化 物，并且，在将该磨粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液中，使该水分散液对波长400nm 的光的吸光度为1. 〇〇以上、小于1. 50,并且在以离心加速度1. 59X105G对将所述磨粒的 含量调节至1. 0质量％的水分散液进行50分钟尚心分尚时获得的液相中，使该液相对波长 400nm的光的吸光度为0. 035以上。依据本发明涉及的研磨液，可以在维持添加剂的添加效 果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。该情况下，作 为保管稳定性优异的研磨液，特别地，可以使其为分散稳定性优良且研磨速度的稳定性也 优异的研磨液。本发明涉及的研磨液，通过使磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，可以抑制 被研磨面中的研磨损伤的发生。
[0031] 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒为能使将该磨粒的含量调节为1. 0质量％的水 分散液对波长500nm的光的透光率为50% /cm以上，更优选为能使透光率为95% /cm以 上。这些情况下，在能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以进一步提高保管稳 定性。
[0032] 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0. 0065质量％ (65ppm)的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1.000以上。该情况 下，在能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以进一步提高保管稳定性。
[0033] 本发明涉及的研磨液中，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至0. 0065质量％的水 分散液中，使该水分散液对波长450?600nm的光的吸光度为0. 010以下。该情况下，在能 以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。
[0034] 本发明涉及的悬浮液，其中，优选所述磨粒，在以离心加速度1. 59X105G对将该磨 粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液进行50分钟尚心分尚时获得的液相中，使该液相对 波长290nm的光的吸光度为10以上。在该情况下，能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。
[0035] 本发明涉及的研磨液中，优选4价金属元素的氢氧化物是由4价金属元素的盐与 碱源反应所得。该情况下，因为可以获得粒径极细的粒子作为磨粒，进一步地提高研磨损伤 的减小效果。
[0036] 本发明涉及的研磨液中，4价金属元素优选为4价铈。 该情况下，因为获得化学性活性高的微粒作为磨粒，能以更优异的研磨速度研磨被研 磨材料。
[0037] 本发明涉及的研磨液中，添加剂优选为从由乙烯醇聚合物以及该乙烯醇聚合物的 衍生物组成的组中所选出的至少1种。该情况下，通过添加剂包覆磨粒表面，可以抑制磨粒 附着于被研磨面上，因而可以改善磨粒的分散性，进一步提高研磨液的稳定性。此外，可以 提高被研磨面的洗净性。进一步地，通过抑制阻挡层材料的研磨速度，可以提高绝缘材料相 对于阻挡层材料的研磨速度比（绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度）。
[0038] 本发明涉及的研磨液中，添加剂的含量优选为以研磨液总质量为基准在0.01质 量％以上。该情况下，在可显著获得添加剂的添加效果的同时可提高保管稳定性。
[0039] 此外，本发明提供使用所述悬浮液、所述研磨液套剂或所述研磨液的基体的研磨 方法。依据这些研磨方法，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳 定性。依据这些研磨方法，在可以抑制研磨损伤的发生的同时，可获得平坦性优异的基体。
[0040] 本发明涉及的研磨方法的第一实施方式涉及使用所述悬浮液的研磨方法。即，第 一实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料与研磨垫 相向配置的工序，以及，将所述悬浮液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料 的至少一部分进行研磨的工序。
[0041] 本发明涉及的研磨方法的第二及第三实施方式涉及使用所述研磨液套剂的研磨 方法。依据这样的研磨方法，也可以回避在混合添加剂后长时间保存情况下可能的磨粒的 凝聚、研磨特性的变化等问题。
[0042]即，第二实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研 磨材料与研磨垫相向配置的工序，以及，将所述研磨液套剂中的第1液体和第2液体混合得 到研磨液的工序，以及，将研磨液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料的至 少一部分进行研磨的工序。第三实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的 基体的该被研磨材料与研磨垫相向配置的工序，以及，分别将所述研磨液套剂中的第1液 体和第2液体向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料的至少一部分进行研磨 的工序。
[0043]本发明涉及的研磨方法的第四实施方式涉及使用所述研磨液的研磨方法。即，第 四实施方式涉及的研磨方法包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料与研磨垫 相向配置的工序，以及，将所述研磨液向研磨垫与被研磨材料之间进行供给，对被研磨材料 的至少一部分进行研磨的工序。
[0044]被研磨材料优选含有氧化硅。此外，被研磨材料的表面上优选形成有凹凸。依据 这些研磨方法，可以充分活用悬浮液、研磨液套剂及研磨液的特长。
[0045]本发明涉及的基体为通过所述研磨方法进行研磨的基体。 发明的效果
[0046]依据本发明涉及的悬浮液，可以获得在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的 研磨速度研磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性的研磨液。此外，依据本发明涉及的 悬浮液，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，可以提高保管稳定性。依据本发明 涉及的研磨液套剂及研磨液，可以在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研 磨被研磨材料，并且，可以提高保管稳定性。此外，本发明涉及的研磨方法，能以优异的研 磨速度研磨被研磨材料因而生产能力优异，而且，在使用添加剂使用时可以满足所期望的 特性（例如平坦性、选择性）。另外，涉及所述保管稳定性，依据本发明，例如即使在使用以 60°C保管3日的（72小时）的悬浮液、研磨液套剂或研磨液的情况下，以保管前的研磨速度 作为基准，可以使研磨速度的变化率小（例如控制为5. 0%以内）。
[0047] 此外，依据本发明，向半导体元件的制造工序中的基体表面的平坦化工序提供所 述悬浮液、研磨液套剂及研磨液的应用。特别地，依据本发明，向浅槽隔离绝缘材料、前金属 绝缘材料、层间绝缘材料等平坦化工序提供所述悬浮液、研磨液套剂及研磨液的应用。

【专利附图】

【附图说明】
[0048][图1]显示角转子的一个例子的示意截面图。
[图2]显示添加添加剂时磨粒凝聚样子的示意图。
[图3]显示添加添加剂时磨粒凝聚样子的示意图。 符号说明 1…角转子，A1…转动轴，A2…试管角，Rmin…最小半径，Rmax…最大半径，Rav…平均半径。【具体实施方式】
[0049] 以下，对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并非仅限定于以下的实施 方式，可以在其主旨的范围内各种变形进行实施。本说明书中，"悬浮液"及"研磨液"是指 研磨时与被研磨材料接触的组合物，至少含有水及磨粒。此外，将磨粒的含量调节至规定量 的"水分散液"意指含有规定量的磨粒和水的液体。
[0050] 本实施方式中，磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，并且，在将该磨粒的含量调节 至1. 0质量％的水分散液中，使该水分散液对400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于1. 50， 并且在以离心加速度1. 59X105G对将所述磨粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液进行 50分钟离心分离时，使获得的上清液（液相）对波长400nm的光的吸光度为0. 035以上。 本发明人发现，通过使用满足涉及水分散液的吸光度以及离心分离后的上清液的吸光度的 所述条件的磨粒，在能以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时，提高保管稳定性。
[0051] 另外，在发现这些知识之前，本发明人获得了以下的知识。即，本发明人对使用含 有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的悬浮液进行深入研究，结果发现，通过使用使含有规 定量的磨粒的水分散液对特定波长的光的吸光度提高的磨粒，可以容易地调节被研磨材料 的研磨速度，进一步发现，通过使用在将磨粒的含量调节至1. 〇质量％的水分散液中，使该 水分散液对波长400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于1. 50的磨粒，能以特别优异的研磨 速度研磨被研磨材料。此外，本发明人发现，满足所述条件的研磨液及悬浮液目测时略带有 黄色，研磨液及悬浮液的黄色越浓，研磨速度越提高。
[0052] 对此，本发明人，从良好兼顾研磨速度和保管稳定性的角度出发，对含有4价金 属元素的氢氧化物的磨粒进一步进行研究，如上所述，以至想到使用在将磨粒的含量调节 至1. 0质量％的水分散液中，使该水分散液对波长400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于 1. 50的磨粒。
[0053]〈研磨液〉 本实施方式涉及的研磨液至少含有磨粒、添加剂和水。以下，对各构成成分进行说明。
[0054](磨粒） 磨粒的特征在于含有4价金属元素的氢氧化物。"4价金属元素的氢氧化物"是含有4 价的金属（M4+)与至少一个氢氧根离子（OH〇的化合物。4价金属元素的氢氧化物也可以含 有氢氧根离子以外的阴离子（例如硝酸根离子NCV、硫酸根离子SO，)。例如，4价金属元 素的氢氧化物可以含有与4价金属元素键合的阴离子（例如硝酸根离子NCV、硫酸根离子 SO,)。
[0055] 4价金属元素优选为从由稀土元素及锆组成的组中所选出的至少一种。作为4价 金属元素，从进一步提高研磨速度的角度出发，优选稀土元素。作为可以取4价的稀土元 素，可举出铈、镨、铽等镧系元素等，其中，从容易获得且研磨速度更优异的角度出发，优选 铈（4价铈）。可以并用稀土元素的氢氧化物和锆的氢氧化物，也可以从稀土元素的氢氧化 物中选择二种以上进行使用。
[0056] 本实施方式涉及的研磨液，可以在不损害含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的 特性的范围内，与其他种类的磨粒并用。具体地可以使用二氧化硅、氧化铝、氧化锆等磨粒。
[0057] 磨粒中的4价金属元素的氢氧化物的含量，以磨粒总质量为基准，优选为50质 量％以上，更优选为60质量％以上，进一步优选为70质量％以上，特别优选为80质量％以 上，极优选为90质量％以上，非常优选为95质量％以上，更进一步优选为98质量％以上， 更优选为99质量％以上。磨粒特别优选实质由4价金属元素的氢氧化物形成（磨粒的100 质量％实质为4价金属元素的氢氧化物的粒子）。
[0058] 磨粒中的4价铺的氢氧化物的含量，以磨粒总质量为基准，优选为50质量％以上， 更优选为60质量％以上，进一步优选为70质量％以上，特别优选为80质量％以上，极优选 为90质量％以上，非常优选为95质量％以上，更进一步优选为98质量％以上，更优选为99 质量％以上。从使化学性活性高、研磨速度进一步优异的角度出发，磨粒特别优选实质由4 价铈的氢氧化物形成（磨粒的100质量％实质为4价铈的氢氧化物的粒子）。
[0059] 本实施方式涉及的研磨液的构成成分中，4价金属元素的氢氧化物被认为是对研 磨特性给予较大影响的物质。因此，通过调节4价金属元素的氢氧化物的含量，可以提高磨 粒与被研磨面的化学性的相互作用，进一步地提高研磨速度。即，4价金属元素的氢氧化物 的含量，从容易充分地显现4价金属元素的氢氧化物的功能的角度出发，以研磨液总质量 为基准，优选为0. 01质量％以上，更优选为0. 03质量％以上，进一步优选为0. 05质量％以 上。4价金属元素的氢氧化物的含量，从在易于避免磨粒的凝聚的同时，使其与被研磨面的 化学性的相互作用良好、可有效活用磨粒的特性的角度出发，以研磨液总质量为基准，优选 为8质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为3质量％以下，特别优选为1质量％ 以下，极优选为〇. 5质量％以下，非常优选为0. 3质量％以下。
[0060] 本实施方式涉及的研磨液中，磨粒含量的下限没有特别限制，从易于获得所期望 的研磨速度的角度出发，以研磨液总质量为基准，优选为0. 01质量％以上，更优选为0. 03 质量％以上，进一步优选为0. 05质量％以上。磨粒含量的上限没有特别限制，从在易于避 免磨粒的凝聚的同时，可使磨粒有效地作用于被研磨面、使研磨顺利进行的角度出发，以研 磨液总质量为基准，优选为10质量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为3质量％ 以下，特别优选为1质量％以下，极优选为〇. 5质量％以下，非常优选为0. 3质量％以下。
[0061] 磨粒的平均二次粒径（以下，若无特别声明则称为"平均粒径"）小至一定程度时， 在通过增大与被研磨面接触的磨粒的比表面积、进一步提高研磨速度的同时，可以抑制机 械性的作用进一步降低研磨损伤。因此，平均粒径的上限，从得到更优异的研磨速度而且 进一步降低研磨损伤的角度出发，优选为200nm以下，更优选为150nm以下，进一步优选为 lOOnm以下，特别优选为80nm以下，极优选为60nm以下，非常优选为40nm以下。平均粒径 的下限，从得到更优异的研磨速度而且能进一步降低研磨损伤的角度出发，优选为lnm以 上，更优选为2nm以上，进一步优选为3nm以上。
[0062] 磨粒的平均粒径可以用光子相关法进行测定，具体地，例如，可以用马尔文公司制 造的装置名：七一夕寸4〒一 3000HS，贝克曼库尔特公司制造的装置名：N5等进行测定。 使用N5的测定方法，具体地，例如，制备将磨粒的含量调节为0. 2质量％的水分散液，将约 4mL(L表示"升"，下同）该水分散液装入边长lcm的比色皿中，将比色皿置于装置内。通过 调节分散介质的折射率为1. 33,粘度为0. 887mPa?s，在25°C下进行测定，采用得到的数值 作为磨粒的平均粒径。
[0063][水分散液的吸光度] 通过使用在将磨粒含量调节为1. 〇质量％的水分散液中，使该水分散液对波长400nm的光的吸光度为1. 〇〇以上、小于1. 50的磨粒，可提高研磨速度而且可提高保管稳定性。其 理由并非完全明确，但本发明人考虑如下。即可认为，根据4价金属元素的氢氧化物的制造 条件等，作为磨粒的一部分，生成含有由4价的金属（M4+)、1?3个的氢氧根离子（0H0及 1?3个的阴离子（XI形成的M(0H)aXb(式中，a+bXc= 4)的粒子（另外，这样的粒子为 "含有4价金属元素的氢氧化物")。可认为，M(0H)aXb中，具有电子吸引性的阴离子（XI发 挥作用，改善了氢氧根离子的反应性，伴随M(0H)aXb的存在量增加，研磨速度提高。并且可 认为，因为含有M(OH)aXb的粒子吸收波长400nm的光，伴随M(OH)aXb的存在量的增加而对波 长400nm的光的吸光度增高，研磨速度提高。
[0064] 可认为，含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒,不仅有M(OH)aXb,还包括M(OH) 4、M02 等。作为阴离子（x。-)，可举例no3_、S042-等。
[0065] 另外，磨粒含有M(0H)aXb可以通过以下方法确认：将磨粒以纯水充分洗净后， 用FT-IRATR法(FouriertransformInfraRedSpectrometerAttenuatedTotal Reflection法，傅里叶变换红外分光光度计全反射测定法）检测对应阴离子（Xe〇的峰。也 可以通过XPS法（X-rayPhotoelectronSpectroscopy,X射线光电子能谱法）确认阴离子 (XI的存在。
[0066] 另一方面，对含有M(0H)aXb (例如M(0H)3X)等4价金属元素的氢氧化物的粒子的 结构稳定性进行计算的话，得到的结果是伴随X的存在量的增加，粒子的结构稳定性降低。 基于这些，可以认为以对波长400nm的光的吸光度作为指标，通过调节含有X的所述粒子的 存在量，可以同时达成高研磨速度及高保管稳定性。
[0067] 此处可确认，M(0H)aXb(例如M(0H)3X)的波长400nm吸收峰远小于后述的波长 290nm的吸收峰。对此，本发明人对使用磨粒含量相对较多，吸光度大易于检出的磨粒含量 1. 〇质量％的水分散液的吸光度的大小进行研究，结果发现，当使用使该水分散液对波长 400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于1. 50的磨粒时，研磨速度的提高效果和保管稳定性 优异。另外，因为可以认为如前所述地对波长400nm的光的吸光度是来自磨粒，无需赘言， 代替使对波长400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于1. 50的磨粒，含有使对波长400nm的 光具有1. 00以上、小于1. 50的吸光度的物质（例如呈黄色的色素成分）的研磨液中，不能 在维持保管稳定性的同时以优异的研磨速度研磨被研磨材料。
[0068] 对波长400nm的光的吸光度的下限为1. 00以上，但从谋求进一步地兼顾优异的 研磨速度和保管稳定性的角度出发，优选为1.05以上，更优选为1. 10以上，进一步优选为 1. 15以上，特别优选为1. 20以上，极优选为1. 25以上。对波长400nm的光的吸光度的上 限，从抑制保管稳定性（例如，60°C下保管72小时时的研磨速度的稳定性）的降低的角度 出发，小于1. 50。
[0069] 本
【发明者】发现，所述磨粒，在将磨粒的含量调节至0.0065质量％的水分散液中， 使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1. 000以上时，能以更优异的研磨速度研磨被 研磨材料。
[0070] 通过使用在将磨粒含量调节为0.0065质量％的水分散液中，使该水分散液对 波长290nm的光的吸光度为1.00以上的磨粒，可获得提高研磨速度的效果的理由并非 完全明确，但本发明人考虑如下。即，含有根据4价金属元素的氢氧化物的制造条件 等生成的M(OH)aXb (例如M(OH) 3X)的粒子，计算上在波长290nm附近具有吸收峰、例如 Ce4+(0IT)3N(V形成的粒子在波長290nm上具有吸收峰。因此可认为，伴随M(0H)aXb的存在 量增加、对波长290nm的光的吸光度提高，研磨速度提高。另一方面，对粒子的结构稳定性 进行计算的话，得到的结果是，伴随X的存在量的增加，粒子结构稳定性降低。基于这些，可 以认为，以对波长400nm的光的吸光度及对波长290nm的光的吸光度为指标，通过调节含有 X的所述粒子的存在量，可以进一步地提高研磨速度。
[0071] 此处，对波长290nm附近的光的吸光度，其检出时存在超过测定限界的倾向。对 此，本发明人对使用磨粒含量相对较少、吸光度小易于检出的磨粒含量〇. 0065质量％的水 分散液的吸光度的大小进行研究，结果发现，当使用使该水分散液对波长290nm的光的吸 光度为1.000以上的磨粒时，研磨速度的提高效果优异。此外，本发明人发现，与被吸光物 质吸收的话则该吸光物质具有呈黄色的趋势的波长400nm附近的光不同，对波长290nm附 近的光的磨粒的吸光度越高，使用这样的磨粒的研磨液及悬浮液的黄色越浓，研磨液及悬 浮液的黄色越浓，发现研磨速度越高。并且，本
【发明者】发现，磨粒含量〇. 0065质量％的水分 散液对波长290nm的光的吸光度、与磨粒含量1. 0质量％的水分散液的对波长400nm的光 的吸光度相互关联。
[0072] 对波长290nm的光的吸光度的下限，从以更优异的研磨速度研磨被研磨材料的角 度出发，优选为1.000以上，更优选为1.050以上，进一步优选为1. 100以上，特别优选为 1. 130以上，极优选为1. 150以上，非常优选为1. 180以上。对波长290nm的光的吸光度的 上限，没有特别限制，优选为10. 〇〇〇以下，更优选为5. 000以下，进一步优选为3. 000以下。 [0073] 4价金属元素的氢氧化物（例如M(0H)aXb)存在对波长450nm以上、特别是波长 450?600nm的光的不吸收的倾向。因此，从抑制由含有杂质产生的对研磨的不良影响、以 更优异的研磨速度研磨被研磨材料的角度出发，优选磨粒在将该磨粒的含量调节至〇. 0065 质量％ (65ppm)的水分散液中，使该水分散液对波长450?600nm的光的吸光度为0. 010以 下。S卩，将该磨粒的含量调节至〇. 0065质量％的水分散液对波长450?600nm的范围中的 全部光的吸光度不超过0. 010。对波长450?600nm的光的吸光度的上限更优选为0. 005 以下，进一步优选为〇. 001以下。对波长450?600nm的光的吸光度的下限优选为0。 [0074] 水分散液中的吸光度，例如，可以使用株式会社日立制作所制造的分光光度计 (装置名：U3310)测定。具体地，例如，制备将磨粒的含量调节为1.0质量％或0.0065质 量％的水分散液作为测定样品。将约4mL该测定样品放入边长lcm的比色皿中，将比色皿 置于装置内。接着，在波长200?600nm的范围内进行吸光度测定，基于得到的图表判断吸 光度。
[0075] 若将磨粒的含量过度稀释至比0. 0065质量％更小而测定对波长290nm的光的吸 光度时，吸光度显示为1.000以上的话，可以甄别为磨粒的含量为0.0065质量％时，吸光度 也为1. 000以上。若将磨粒的含量稀释至比0. 0065质量％更大而测定对波长450?600nm 的光的吸光度时，吸光度显示为〇. 010以下的话，可以甄别为磨粒的含量为〇. 0065质量％ 时，吸光度也为0.010以下。
[0076][上清液的吸光度] 本实施方式的磨粒，在以离心加速度1. 59X105G对将该磨粒的含量调节至1. 0质量％ 的水分散液进行，使获得的上清液对波长400nm的光的吸光度为0. 035以上。
[0077] 通常在以离心加速度1. 59X105G对含有磨粒的悬浮液及研磨液进行50分钟离心 分离时，几乎全部磨粒发生沉降。然而，因为本发明的悬浮液及研磨液含有的磨粒的粒径足 够小，即使在所述条件下进行离心分离，也含有较多不发生沉降的微粒。即，可以认为所述 磨粒含有具有能以粒度分布计测定的粒径的大粒子、具有不能以粒度分布计测定的粒径的 微粒。对将这样的磨粒分散在水中的水分散液施加充分的离心力，进行离心分离时，可以认 为水分散液主要固液分离为沉降物和上清液（液相），大粒子作为沉降物发生沉降，微粒在 上清液中悬浮。
[0078] 本发明人发现，通过使用在能施加可以适当分离大粒子与微粒的离心力的条件 下，对含有足够多的磨粒的水分散液进行离心分离时，能使上清液对波长400nm的光的吸 光度高的磨粒，能以优异的研磨速度研磨被研磨材料。即可以认为，本发明的悬浮液及研磨 液中所含有的磨粒，可以有效地提高研磨速度，并且，含有不在离心分离中发生沉降程度的 微细磨粒。
[0079] 关于若上清液对波长400nm的光的吸光度高则可获得研磨速度的提高效果的理 由，本发明人考虑如下。即，作为第一项理由可以认为，伴随上清液对波长400nm的光的吸 光度的增加，如上所述，含有对波长400nm的光进行吸光的M(0H)aXb的粒子增加，通过该粒 子化学性作用，促进研磨的进行。此外，作为第二项理由可以认为，伴随上清液对波长400nm 的光的吸光度的增加，含有对波长400nm的光进行吸光的M(0H)aXb的微粒增加，与被研磨面 相接触的磨粒的表面积增大。由此可认为，促进了化学性作用所引起的研磨的进行，提高了 研磨速度。
[0080] 从获得更优异的研磨速度的角度出发，上清液中磨粒使其对波长400nm的光的吸 光度的下限优选为0.050以上，更优选0.070以上，进一步优选为0. 100以上，特别优选为 0. 120以上，极优选为0. 150以上，非常优选为0. 200以上。上清液中磨粒使其对波长400nm 的光的吸光度的上限没有特别限制，例如可为10. 〇〇〇。
[0081] 本实施方式中的磨粒，优选在以离心加速度1. 59X105G对将该磨粒的含量调节至 1. 〇质量％的水分散液进行50分钟尚心分尚时，使获得的上清液对波长290nm的光的吸光 度为10以上。在该情况下，能以更优异的研磨速度研磨被研磨材料。
[0082] 关于若上清液对波长290nm的光的吸光度高则可获得研磨速度的提高效果的理 由，本发明人考虑如下。即，作为第一项理由可以认为，伴随上清液对波长290nm的光的吸 光度的增加，如上所述，含有对波长290nm的光进行吸光的M(OH)aXb的粒子增加，通过该粒 子化学性作用促进研磨的进行。此外，作为第二项理由可以认为，伴随上清液对波长290nm 的光的吸光度的增加，含有对波长290nm的光进行吸光的M(OH)aXb的微粒增加，与被研磨面 相接触的磨粒的表面积增大。由此可认为，促进了化学性作用所引起的研磨的进行，提高了 研磨速度。
[0083] 作为进行所述离心分离的装置，可以使用以下角转子中的任意一种：将试管以规 定的角度配置的角转子，以及试管的角度为可变的、离心分离中试管为水平或接近水平的 摆动转子。
[0084] 图1为显示角转子的一个例子的示意截面图。角转子1以转动轴A1为中心左右 对称，图1中，仅图示了其一侧（图中左侧），省略另一侧（图中右侧）。图1中，A2为试管 角，Rmin为从转动轴A1至试管的最小半径，Rmax为从转动轴A1至试管的最大半径。Rav为从 转动轴A1至试管的平均半径，以"OU+IU) /2"而求出。
[0085] 这样的离心装置中，离心加速度[单位：G]可以从下述式（1)求出。 离心加速度[G] = 1118XRXN2X10_8*" (1) (式中，R表示转动半径（cm)，N表示每1分钟的转速（rpm=转/分）。）
[0086] 本实施方式中，作为式（1)中的转动半径R使用图1中的平均半径Rav的值，设定 转速N使离心加速度为1. 59X105G而进行离心分离。另外，代替图1这样的角转子而使用 摆动转子时，从离心分离中的试管的状态中分别求取最小半径1?_、最大半径1?_、平均半径 Rav，设定条件。
[0087]例如，作为角转子使用日立工机株式会社制的超离心分离机70P-72,将所述磨粒 分离为大粒子和微粒。使用70P-72的水分散液的离心分离，具体地，例如可以用以下的方 式进行。首先，制备将磨粒的含量调节为1. 〇%质量的水分散液，将其填充于离心管（试管） 后，将离心管设置于转子中。接着，以转速50000转/分进行50分钟转动后，从转子中取出 离心管，采取离心管内的上清液。
[0088] [透光率] 优选本实施方式涉及的研磨液对可见光的透明度高（目测透明或接近透明）。具体地， 本发明涉及的研磨液中含有的磨粒，优选在将该磨粒的含量调节至1. 〇质量％的水分散液 中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率为50% /cm以上。由此，因为可以进一步抑 制添加剂的添加引起的研磨速度的降低，可以容易地在维持研磨速度的同时获得其他的特 性。从该角度出发，所述透光率的下限更优选为60% /cm以上，进一步优选为70% /cm以 上，特别优选为80% /cm以上，极优选为90% /cm以上，非常优选为95% /cm以上，更进一 步优选为98% /cm以上，进一步优选为99% /cm以上。透光率的上限为100% /cm。
[0089]通过这样地调节磨粒的透光率可以抑制研磨速度的降低的详细理由尚不清楚，但 本发明人考虑如下。可认为含有4价金属元素（铈等）的氢氧化物磨粒具有的作为磨粒的 作用，相比机械性的作用，化学性的作用一方是决定性的。因此，可以认为相比磨粒的尺寸， 也是磨粒的数目对研磨速度的影响更大。
[0090] 可以认为将磨粒的含量调节为1. 0质量％的水分散液透光率低时，该水分散液中 存在的磨粒，存在相对较多粒径大的粒子（以下称为"粗大粒子"。）。在含有这样的磨粒的 研磨液中添加添加剂（例如聚乙烯醇（PVA))的话，如图2所示，其他的粒子将以粗大粒子 为核凝聚。可认为，作为其结果，作用于每单元面积的被研磨面的磨粒数（有效磨粒数量） 减少，因此与被研磨面相接触的磨粒的比表面积减少，引起研磨速度的降低。
[0091] 另一方面，可以认为将磨粒的含量调节为1.0质量％的水分散液透光率高时，该 水分散液中存在的磨粒的状态为所述"粗大粒子"较少。像这样粗大粒子的存在量较少时， 如图3所示，即使在研磨液中添加添加剂（例如聚乙烯醇），因为称为凝聚核的粗大粒子较 少，可以抑制磨粒彼此间的凝聚、或凝聚粒子的尺寸变得比如图2所示的凝聚粒子小。可认 为，作为其结果，维持了作用于每单元面积的被研磨面的磨粒数（有效磨粒数量），因此维 持了与被研磨面相接触的磨粒的比表面积，不易发生研磨速度的降低。
[0092]本发明人研究发现，即使在通常的粒径测定装置中测定的粒径相同的研磨液，也 存在目测透明（透光率高）的，以及目测浑浊的（透光率低）。基于此，可以认为，可产生如 上述作用的粗大粒子，即使仅以在通常的粒径测定装置中不能检测到的极少量，也会引起 研磨速度的降低。
[0093] 此外，可知，即使为了减少粗大粒子而数次重复过滤，也很少能改善添加剂引起研 磨速度降低的现象，有时不能充分发挥所述吸光度引起的研磨速度的提高效果。因此，本发 明者发现，对磨粒的制造方法等进行考虑，通过使用水分散液透光率高的磨粒，可以解决所 述问题。
[0094] 所述透光率是指对波长500nm的光的透过率。所述透光率通过分光光度计进行测 定，具体地例如，可以用株式会社日立制作所制造的分光光度计U3310 (装置名）进行测定。[0095] 作为更具体的测定方法，制备将磨粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液作为测 定样品。将约4mL该测定样品放入边长lcm的比色皿中，将比色皿安装于装置内进行测定。 另外，当磨粒的含量为比1.0质量％更大的水分散液具有50%/cm以上的透光率时，可知其 稀释为1. 〇质量％时透光率也为50% /cm以上。因此，可以通过使用磨粒的含量为比1. 0 质量％更大的水分散液，能以简便的方法甄别透光率。
[0096] 从稳定性优异的角度出发，优选磨粒使水分散液具有所述吸光度及透光率并且磨 粒使上清液具有所述吸光度。例如，关于水分散液的吸光度及透光率，将水分散液在60°C保 存3日（72小时）后，优选对波长400nm的光的吸光度为1. 00以上、小于1. 50,优选对波长 290nm的光的吸光度为1. 000以上，优选对波长450?600nm的光的吸光度为0. 010以下， 优选对波长500nm的光的透光率为50% /cm以上。此外，例如，关于上清液的吸光度，优选 从在60°C保存3日（72小时）后的水分散液中得到的上清液对波长400nm的光的吸光度为 0.035以上。这些的吸光度及透光率的更优选范围，与以上对磨粒的描述的范围相同。
[0097] 研磨液中含有的磨粒使水分散液具有的吸光度及透光率，可以在将磨粒以外的固 体成分及水以外的液体成分除去后，制备规定的磨粒含量的水分散液，使用该水分散液进 行测定。为除去固体成分或液体成分，虽根据研磨液中含有的成分而不同，但可以使用施加 数千G以下的重力加速度的离心机进行离心分离、施加数万G以上的重力加速度的超级离 心机进行超级离心分离等离心分离法；分配色谱法、吸附色谱法、凝胶渗透色谱、离子交换 色谱法等色谱法；自然过滤、减压过滤、加压过滤、超滤等过滤法；减压蒸馏、常压蒸馏等蒸 馏法等，也可以将这些进行适当组合。
[0098] 例如，含有重均分子量为数万以上（例如5万以上）的化合物时，可举例色谱法、 过滤法等，其中，优选为凝胶渗透色谱及超滤。使用过滤法时，可以使研磨液中含有的磨粒， 经由适当的条件的设定通过过滤器。例如，含有重均分子量为数万以下（例如小于5万）的 化合物时，可举例色谱法、过滤法、蒸馏法等，优选为凝胶渗透色谱、超滤及减压蒸馏。含有 其他种类的磨粒时，可举例过滤法、离心分离法等，过滤时为滤液中、离心分离时为液相中， 包含更多的含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒。
[0099] 作为以色谱法法分离磨粒的方法，例如，可以通过下述条件，分离磨粒成分和/或 分离其他成分。
[0100] 试样溶液：研磨液100yL 检测器：株式会社日立制作所制造UV-VIS检测器，商品名"L-4200"，波长：400nm积分器：株式会社日立制作所制造GPC积分器，商品名"D-2500" 泵：株式会社日立制作所制造，商品名"L-7100" 色谱柱：日立化成株式会社制造水系HPLC用充填色谱柱，商品名"GL-W550S" 洗脱液：去离子水 测定温度：23°C 流速：lmL/分（压力为40?50kg/cm2左右） 测定时间：60分
[0101] 另外，进行色谱法之前，优选使用脱气装置进行洗脱液的脱气处理。不能使用脱气 装置时，优选在事前对洗脱液以超声波等进行脱气处理。
[0102] 通过研磨液中含有的成分，也存在以上述条件不能分离磨粒成分的可能性，该情 况下，可以对试样溶液量、色谱柱种类、洗脱液种类、测定温度、流速等进行最优化进行分 离。此外，通过调整研磨液的pH，可以调整研磨液中含有的成分的馏出时间，存在可与磨粒 分离的可能性。研磨液中存在不溶成分时，优选根据需要，以过滤、离心分离等除去不溶成 分。
[0103][磨粒的制作方法] 4价金属元素的氢氧化物可以通过使4价金属元素的盐（金属盐）与碱源（碱）反应 制作。由此，可获得粒径极细的粒子，可获得研磨损伤的降低效果更优异的研磨液。这样的 手法例如专利文献3所公开。4价金属元素的氢氧化物可以通过混合4价金属元素的盐和 碱性液（碱源的溶液。例如碱水溶液）而获得。此外，4价金属元素的氢氧化物可以通过混 合含有4价金属元素盐的金属盐溶液（例如金属盐水溶液）与碱性液而获得。另外，在4 价金属元素的盐及碱源中的至少一项是以液体状态向反应体系中供给时，不对搅拌混合液 的方法进行限定，可举例使用绕旋转轴转动的棒状、板状、螺旋桨状的搅拌子或搅拌翼搅拌 混合液的方法；使用从容器的外部传递动力的磁力搅拌器、以转动的磁场来转动搅拌子的 搅拌混合液的方法；以设置在槽外的泵搅拌混合液的方法；对外界气体加压迅速吹入槽内 的搅拌混合液的方法等。作为4价金属元素的盐，如果以M表示金属的话，可举例M(N03)4、 M(S04)2、M(NH4) 2 (N03)6、M(NH4) 4 (S04) 4 等。
[0104] 作为调节上清液及水分散液的吸光度、及水分散液的透光率的手段，可举例对4 价金属元素的氢氧化物的制造方法进行最优化等。作为改变对波长400nm的光的吸光度及 对波长290nm的光的吸光度的方法，举例有碱性液中碱源的选择、金属盐溶液和碱性液中 原料浓度的调整、金属盐溶液和碱性液的混合速度的调整、4价金属元素的盐和碱源混合得 到的混合液的液温的调整等。作为改变对波长500nm的光的透光率的方法，可举例金属盐 溶液和碱性液中原料浓度的调整、金属盐溶液和碱性液的混合速度的调整、混合时搅拌速 度的调整、混合液的液温的调整等。
[0105] 为提高对波长400nm的光的吸光度、对波长290nm的光的吸光度、及对波长500nm 的光的透光率，优选使4价金属元素的氢氧化物的制造方法更加"缓和"。此处，"缓和"意 指，随反应进行，反应体系的pH为上升时，使pH的上升缓和（缓慢）地进行。反之，为降低 对波长400nm的光的吸光度、对波长290nm的光的吸光度、及对波长500nm的光的透光率， 优选使4价金属元素的氢氧化物的制造方法更"剧烈"。此处，"剧烈"意指，随反应进行，反 应体系的pH为上升时的pH的上升剧烈（快速）。为使吸光度及透光率的数值在规定范围 内，参考所述倾向，优选将4价金属元素的氢氧化物的制造方法进行最优化。以下，对吸光 度及透光率的控制方法进行进一步详细说明。
[0106] {碱源} 作为碱性液的碱源，没有特别限制，可举例有机碱、无机碱等。作为有机碱，可举例胍、 三乙胺、壳聚糖等含氮有机碱；吡啶、哌啶、吡咯烷、咪唑等含氮杂环有机碱；碳酸铵、碳酸 氢铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵等铵盐等。作为无 机碱，可举例氨、氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢 锂、碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属的无机盐等。碱源可以单独使用1种，也可以组合使用2 种以上。
[0107] 为了提高对波长400nm的光的吸光度及对波长290nm的光的吸光度，作为碱源，优 选使用显示弱碱性的碱源。碱源中优选含氮杂环有机碱，更优选吡啶、哌啶、吡咯烷、咪唑， 进一步优选批陡及咪唑，特别优选咪唑。
[0108] {浓度} 通过控制金属盐溶液和碱性液中的原料浓度，可以改变对波长400nm的光的吸光度、 对波长290nm的光的吸光度、及对波长500nm的光的透光率。具体地，通过使金属盐溶液的 金属盐浓度变浓，吸光度趋于高，通过使碱性液的碱浓度（碱的浓度、碱源的浓度）变淡，可 以使吸光度趋于高。通过使金属盐浓度变高透光率趋于高，使碱浓度变淡透光率趋于高。 [0109] 金属盐溶液中的金属盐浓度的上限，从兼顾优异的研磨速度和优异的磨粒的稳定 性的角度出发，以金属盐溶液的总体为基准，优选为1. 000m〇l/L以下，更优选为0. 500mol/L以下，进一步优选为0. 300mol/L以下，特别优选为0. 200mol/L以下。金属盐浓度的下限， 从在可抑制反应剧烈发生（使pH缓和上升）的同时，对波长400nm的光的吸光度、对波长 290nm的光的吸光度、及对波长500nm的光的透光率高的角度出发，以金属盐溶液的总体为 基准，优选为〇? 〇l〇mol/L以上，更优选为0? 020mol/L以上，进一步优选为0? 030mol/L以 上。
[0110] 碱性液中的碱浓度的上限，从可抑制反应剧烈发生的角度出发，以碱性液的总体 为基准，优选为15. 0m〇l/L以下，更优选为12. 0m〇l/L以下，进一步优选为10. 0m〇l/L以下， 特别优选为5. 0m〇l/L以下。碱浓度的下限没有特别限制，从生产率的角度出发，以碱性液 的总体为基准，优选为〇. 〇〇lmoL/L以上。
[0111] 碱性液中的碱浓度优选通过选择的碱源进行适当调节。例如，碱源的共轭酸的pKa 为20以上的碱源时，从抑制反应剧烈发生的角度出发，碱浓度的上限，以碱性液的总体作 为基准，优选为0. 10m〇l/L以下，更优选为0. 05mol/L以下，进一步优选为0.Olmol/L以下。 碱浓度的下限没有特别限定，从为获得规定量的4价金属元素的氢氧化物、抑制所用溶液 的使用量的角度出发，以碱性液的总体作为基准，优选为〇. 001m〇l/L以上。
[0112] 例如，碱源的共轭酸的pKa为12以上、小于20的碱源时，从抑制反应剧烈发生 的角度出发，碱浓度的上限，以碱性液的总体作为基准，优选为1.0m〇l/L以下，更优选为 0? 50mol/L以下，进一步优选为0? 10m〇l/L以下。碱浓度的下限没有特别限定，从为获得规 定量的4价金属元素的氢氧化物、抑制所用溶液的使用量的角度出发，以碱性液的总体作 为基准，优选为〇? 〇lmol/L以上。
[0113] 例如，碱源的共轭酸的pKa为小于12的碱源时，从抑制反应剧烈发生的角度出发， 碱浓度的上限，以碱性液的总体作为基准，优选为15. 0m〇l/L以下，更优选为10. 0m〇l/L以 下，进一步优选为5. 0m〇l/L以下。碱浓度的下限没有特别限定，从为获得规定量的4价金 属元素的氢氧化物、抑制所用溶液的使用量的角度出发，以碱性液的总体作为基准，优选为 0. 10mol/L以上。
[0114] 具体的碱源，作为碱源的共轭酸的pKa为20以上的碱源，可举例1，8-二氮杂双环 [5. 4. 0]i^一碳-7-烯（pKa:25)等。作为碱源的共轭酸的pKa为12以上、小于20的碱源， 可举例氢氧化钾（pKa:16)、氢氧化钠（pKa:13)等。作为碱源的共轭酸的pKa小于12的碱 源，可举例氨（pKa:9)、咪唑（pKa:7)等。使用的碱源的共轭酸的pKa数值,若可以适当调 整碱浓度，则没有特别限定，但优选碱源的共轭酸的pKa小于20,更优选为小于12,进一步 优选为小于10,特别优选为小于8。
[0115] {混合速度} 通过控制金属盐溶液和碱性液的混合速度，可以改变对波长400nm的光的吸光度、对 波长290nm的光的吸光度、及对波长500nm的光的透光率。作为趋势，通过使pH的上升缓 和（缓慢），可分别提高吸光度及透光率。更具体地，通过使混合速度缓慢，吸光度趋于提 高，通过使混合速度迅速，吸光度趋于降低。通过使混合速度缓慢，对波长500nm的光的透 光率趋于提高，通过使混合速度迅速，透光率趋于降低。
[0116] 混合速度的上限，从可在进一步抑制反应剧烈进行的同时，进一步抑制局部的 反应不均的角度出发，优选为5. 00X10_3m3/min(5L/min)以下，更优选为1.00X10_3m3/ min(lL/min)以下，进一步优选为5. 00Xl(T4m3/min(500mL/min)以下，特别优选为 1. 00Xl(T4m3/min(100mL/min)以下。混合速度的下限没有特别限制，但从生产率的角度出 发，优选为 1. 〇〇X10_7m3/min(0. 1ml,/min)以上。
[0117] {搅拌速度} 通过控制混合金属盐溶液和碱性液时的搅拌速度，可以改变对波长500nm的光的透光 率。具体地，通过使搅拌速度迅速，透光率趋于提高，通过使混合速度缓慢，透光率趋于降 低。
[0118] 搅拌速度的下限，从可进一步抑制局部中反应不均且混合效率优异的角度出发， 优选为SOmin-1以上，更优选为SOmin-1以上，进一步优选为SOmin-1以上。搅拌速度的上限 没有特别制限，此外，需要根据搅拌翼的尺寸、形状进行适当调整，从抑制液体溅出的角度 出发，优选为lOOOmirT1以下。
[0119] {液温（合成温度）} 通过控制混合4价金属元素的盐和碱源得到的混合液的液温，可改变对波长400nm的 光的吸光度、对波长290nm的光的吸光度、及对波长500nm的光的透光率，可获得达成所期 望的研磨速度和保管稳定性的磨粒。具体地，通过使液温降低，吸光度趋于提高，通过使液 温升高，吸光度趋于降低。通过使液温降低透光率趋于高，使液温升高透光率趋于低。
[0120] 液温是例如将温度计设置于混合液中读取的混合液内的温度，优选为30? l〇〇°C。液温的上限，从可抑制剧烈的反应的角度出发，优选为100°C以下，更优选为60°C以 下，进一步优选为55°C以下，特别优选为50°C以下，极优选为45°C以下。液温的下限，通过 使反应易于进行、可获得保管稳定性优异的（特别地，研磨速度的稳定性优异）研磨液的角 度出发，优选为30°C以上，更优选为35°C以上。
[0121] 根据所述制作的4价金属元素的氢氧化物含有杂质，可以除去该杂质。除去杂质 的方法没有特别限定，可举例离心分离、压滤、超滤等。由此，可以调节对波长450?600nm 的光的吸光度。
[0122] (添加剂） 本实施方式涉及的研磨液，因相对于绝缘材料（例如氧化硅）可以获得特别优异的研 磨速度，特别适合研磨具有绝缘材料的基体的用途。依据本实施方式涉及的研磨液，通过适 当选择添加剂，可以良好兼顾研磨速度和研磨速度以外的研磨特性。
[0123] 作为添加剂，例如可以没有特别限制地使用提高磨粒分散性的分散剂、提高研磨 速度的研磨速度提高剂、平坦化剂（减少研磨后的被研磨面凹凸的平坦化剂、提高研磨后 基板的全面平坦性的全面（global)平坦化剂）、提高绝缘材料相对于氮化硅或多晶硅等阻 挡层材料的研磨选择比的选择比提高剂等公知的添加剂。
[0124] 作为分散剂，可举例乙烯醇聚合物及其衍生物、甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基二 甲基氧化胺等。作为研磨速度提高剂，可举例丙氨酸甜菜碱、十八烷基甜菜碱等。作为 减少研磨面凹凸的平坦化剂，可举例月桂基硫酸铵、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺等。作为 全面平坦化剂，可举例聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯醛等。作为选择比提高剂，可举例聚乙烯 亚胺、聚烯丙基胺、壳聚糖等。这些可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。
[0125] 本实施方式涉及的研磨液中，作为添加剂，优选为从由乙烯醇聚合物以及其衍生 物组成的组中所选出的至少1种。该情况下，通过添加剂包覆磨粒表面，可以抑制磨粒附着 于被研磨面上，因而可以改善磨粒的分散性，进一步提高磨粒的稳定性。此外，可以提高被 研磨面的洗净性。然而，一般地，作为聚乙烯醇的单体的乙烯基醇的单体趋于难以作为稳定 的化合物存在。因此，聚乙烯醇一般是聚合乙酸乙烯酯单体等羧酸乙烯酯单体获得聚羧酸 乙烯酯后，将其皂化（水解）后得到。因此，例如，作为原料使用乙酸乙烯酯单体而得到的 乙烯基醇聚合物，分子中作为官能团具有_0C0CH3、和水解的-0H，将变为-0H的比例定义为 皂化度。即，皂化度不为100%的乙烯基醇聚合物，实质上具有如乙酸乙烯酯和乙烯基醇的 共聚物的结构。此外，乙烯基醇聚合物可为将乙酸乙烯酯单体等羧酸乙烯酯单体与其他含 有乙烯基的单体（例如乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯等）共聚，将全部或一部分的来源于羧酸 乙烯酯单体的部分皂化而成的物质。本说明书中，将这些进行总称，定义为"乙烯基醇聚合 物"，"乙烯基醇聚合物"优选指具有下述结构式的聚合物。
[化1]

【权利要求】
1. 一种悬浮液，其含有磨粒和水的悬浮液，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化物， 并且，在将该磨粒的含量调节至I. O质量％的水分散液中，所述磨粒使该水分散液对波长 400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50,并且，在以离心加速度1.59X IO5G对将该磨 粒的含量调节至I. 〇质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒该 液相对波长400nm的光的吸光度为0. 035以上。
2. 根据权利要求1所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至1.0质 量％的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在50% /cm以上。
3. 根据权利要求1或2所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至I. 0 质量％的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在95% /cm以上。
4. 根据权利要求1?3中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量 调节至0.0065质量％的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1.000以 上。
5. 根据权利要求1?4中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量 调节至0. 0065质量％的水分散液中，使该水分散液对波长450?600nm的光的吸光度为 0. 010以下。
6. 根据权利要求1?5中任意一项所述的悬浮液，其中，所述磨粒，在以离心加速度 1. 59 X IO5G对将该磨粒的含量调节至I. 0质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得 的液相中对波长290nm的光的吸光度为10以上。
7. 根据权利要求1?6中任意一项所述的悬浮液，其中，所述4价金属元素的氢氧化物 是由4价金属元素盐与碱源进行反应所得。
8. 根据权利要求1?7中任意一项所述的悬浮液，其中，所述4价金属元素是4价铈。
9. 一种研磨液套剂，其中，以第1液体和第2液体混合而形成研磨液的方式该研磨液的 构成成分被分为第1液体和第2液体分别保存，所述第1液体是权利要求1?8中任意一 项记载的悬浮液，所述第2液体含有添加剂和水。
10. 根据权利要求9所述的研磨液套剂，其中，所述添加剂是从由乙烯醇聚合物以及该 乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选出的至少1种。
11. 根据权利要求9或10所述的研磨液套剂，其中，所述添加剂的含量以研磨液总质量 为基准在0.01质量％以上。
12. -种研磨液，含有磨粒、添加剂和水，其中，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化 物，并且，在将该磨粒的含量调节至1. 0质量％的水分散液中，所述磨粒使该水分散液对波 长400nm的光的吸光度为1.00以上、小于1.50,并且，在以离心加速度1.59 X IO5G对将该 磨粒的含量调节至I. 〇质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得的液相中，所述磨粒 使该液相对波长400nm的光的吸光度为0. 035以上。
13. 根据权利要求12所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至I. 0质 量％的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在50% /cm以上。
14. 根据权利要求12或13所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含量调节至 I. 〇质量％的水分散液中，使该水分散液对波长500nm的光的透光率在95% /cm以上。
15. 根据权利要求12?14中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含 量调节至0. 0065质量％的水分散液中，使该水分散液对波长290nm的光的吸光度为1. 000 以上。
16. 根据权利要求12?15中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在将该磨粒的含 量调节至0. 0065质量％的水分散液中，使该水分散液对波长450?600nm的光的吸光度为 0. 010以下。
17. 根据权利要求12?16中任意一项所述的研磨液，其中，所述磨粒，在以离心加速度 1. 59 X IO5G对将该磨粒的含量调节至I. 0质量％的水分散液进行50分钟离心分离时获得 的液相中对波长290nm的光的吸光度为10以上。
18. 根据权利要求12?17中任意一项所述的研磨液，其中，所述4价金属元素的氢氧 化物是由4价金属元素盐与碱源进行反应所得。
19. 根据权利要求12?18中任意一项所述的研磨液，其中，所述4价金属元素是4价 铺。
20. 根据权利要求12?19中任意一项所述的研磨液，其中，所述添加剂是从由乙烯醇 聚合物以及该乙烯醇聚合物的衍生物组成的组中所选出的至少1种。
21. 根据权利要求12?20中任意一项所述的研磨液，其中，所述添加剂的含量以研磨 液总质量为基准在〇. 01质量％以上。
22. -种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求1?8中任意一项所述的悬浮液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行 供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行研磨的工序。
23. -种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求9?11中任意一项所述的研磨液套剂中的所述第1液体和所述第2液体 混合得到所述研磨液的工序，以及， 将所述研磨液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行供给，对所述被研磨材料的至 少一部分进行研磨的工序。
24. -种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 分别将权利要求9?11中任意一项所述的研磨液套剂中的所述第1液体和所述第2 液体向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进行供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行 研磨的工序。
25. -种基体的研磨方法，其中，包括：使表面具有被研磨材料的基体的该被研磨材料 与研磨垫相向配置的工序，以及， 将权利要求12?21中任意一项所述的研磨液向所述研磨垫与所述被研磨材料之间进 行供给，对所述被研磨材料的至少一部分进行研磨的工序。
26. 根据权利要求22?25中任意一项所述的研磨方法，其中，所述被研磨材料含有氧 化硅。
27. 根据权利要求22?26中任意一项所述的研磨方法，其中，所述被研磨材料的表面 上形成有凹凸。
28. -种基体，其通过权利要求22?27中任意一项所述的研磨方法研磨得到。
【文档编号】C09K3/14GK104321852SQ201380026398
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年5月22日
【发明者】岩野友洋, 南久贵, 阿久津利明, 藤崎耕司 申请人:日立化成株式会社