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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-08
(45)【発行日】2024-07-17
(54)【発明の名称】ＣＭＰ研磨液及び研磨方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240709BHJP
B24B 37/00 20120101ALI20240709BHJP
C09K 3/14 20060101ALI20240709BHJP
C09G 1/02 20060101ALI20240709BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 622D
H01L21/304 622X
B24B37/00 H
C09K3/14 550Z
C09K3/14 550D
C09G1/02
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2022563058
(86)(22)【出願日】2021-04-20
(86)【国際出願番号】 JP2021016073
(87)【国際公開番号】W WO2022224357
(87)【国際公開日】2022-10-27
【審査請求日】2022-10-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100169454
【弁理士】
【氏名又は名称】平野 裕之
(74)【代理人】
【識別番号】100160897
【弁理士】
【氏名又は名称】古下 智也
(72)【発明者】
【氏名】小峰 真弓
(72)【発明者】
【氏名】山下 貴司
(72)【発明者】
【氏名】南 久貴
【審査官】湯川 洋介
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１６－５３１４２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３９３４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４３１１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１７１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１７１４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１０１７７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｂ２４Ｂ ３７／００
Ｃ０９Ｋ ３／１４
Ｃ０９Ｇ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリシリコンを研磨するためのＣＭＰ研磨液であって、砥粒と、カチオン性ポリマーと、を含有し、
前記カチオン性ポリマーが、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖と、前記炭素原子に直接結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、アリルアミン重合体Ｂからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、ＣＭＰ研磨液。
【請求項2】
前記カチオン性ポリマーが前記重合体Ａを含む、請求項１に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項3】
前記重合体Ａが、前記主鎖を有する複数種の構造単位を備える、請求項２に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項4】
前記重合体Ａが、少なくともジメチルアミン及びエピクロロヒドリンを含む原料の反応物を含む、請求項２又は３に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項5】
前記重合体Ａが、少なくともジメチルアミン、アンモニア及びエピクロロヒドリンを含む原料の反応物を含む、請求項２～４のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項6】
前記重合体Ａの重量平均分子量が５０００～１５０００００である、請求項２～５のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項7】
前記重合体Ａの含有量が、当該ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して０．００１～０．１質量部である、請求項２～６のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項8】
前記カチオン性ポリマーが前記アリルアミン重合体Ｂを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項9】
前記アリルアミン重合体Ｂが、ジアリルジアルキルアンモニウム塩を単量体単位として有する重合体を含む、請求項８に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項10】
前記重合体Ｂの含有量が、当該ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して０．００１～０．０１質量部である、請求項８又は９に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項11】
前記砥粒がセリウム系化合物を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項12】
前記セリウム系化合物が酸化セリウムを含む、請求項１１に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項13】
前記砥粒が水酸化物を含まない、請求項１～１２のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項14】
前記砥粒の含有量が、当該ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して０．１～２質量部である、請求項１～１３のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項15】
ｐＨが７．０以下である、請求項１～１４のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項16】
ｐＨが２．０～５．０である、請求項１～１５のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項17】
請求項１～１６のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液を用いて被研磨材料を研磨する工程を備える、研磨方法。
【請求項18】
前記被研磨材料がポリシリコンを含む、請求項１７に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ＣＭＰ研磨液、研磨方法等に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造の分野では、メモリデバイス（超ＬＳＩデバイス等）の高性能化に伴い、従来技術の延長線上の微細化技術では高集積化及び高速化を両立することは限界になってきている。そこで、半導体素子の微細化を進めつつ、垂直方向にも高集積化する技術（すなわち、配線、素子等を多層化する技術）が開発されている。
【0003】
配線、素子等が多層化されたデバイスを製造するプロセスにおいて、最も重要な技術の一つにＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術がある。ＣＭＰ技術は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）等によって基板上に薄膜を形成して基体を得た後、その基体の表面を平坦化する技術である。平坦化後の基体の表面に凹凸があると、露光工程における焦点合わせが不可能となったり、微細な配線構造を充分に形成できなかったり等の不都合が生じる。ＣＭＰ技術は、デバイスの製造工程において、プラズマ酸化膜（ＢＰＳＧ、ＨＤＰ－ＳｉＯ２、ｐ－ＴＥＯＳ等）の研磨によって素子分離領域を形成する工程、層間絶縁膜を形成する工程、酸化ケイ素膜（酸化ケイ素を含む膜）を金属配線に埋め込んだ後にプラグ（例えばＡｌ・Ｃｕプラグ）を平坦化する工程などにも適用される。
【0004】
ＣＭＰは、通常、研磨パッド上にＣＭＰ研磨液を供給することができる装置を用いて行われる。基体の表面と研磨パッドとの間にＣＭＰ研磨液を供給しながら、基体を研磨パッドに押し付けることによって基体の表面が研磨される。ＣＭＰ技術においては、高性能のＣＭＰ研磨液が要素技術の一つであり、これまでにも種々のＣＭＰ研磨液が開発されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１３－１７５７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、基板上に素子分離領域を形成する工程においては、基板の表面に予め設けられた凹凸を埋めるように被研磨材料が形成される。その後、被研磨材料の表面をＣＭＰによって平坦化することによって素子分離領域が形成される。素子分離領域を得るための凹凸が表面に設けられた基板上に被研磨材料を形成する場合、被研磨材料の表面にも、基板の凹凸に応じた凹凸が生じる。凹凸を有する表面の研磨においては、凸部が優先的に除去される一方、凹部がゆっくりと除去されることによって平坦化がなされる。
【0007】
半導体生産のスループットを向上させるためには、基板上に形成した被研磨材料の不要な部分を可能な限り高速に除去することが好ましい。例えば、メモリーの高積層化に伴い３Ｄ－ＮＡＮＤを作製する場合、ゲート等として基板上に設けられたポリシリコンを高い研磨速度で取り除くことが要求される。そのため、ＣＭＰ研磨液に対しては、ポリシリコンを高い研磨速度で研磨することが求められる。
【0008】
本開示の一側面は、ポリシリコンの高い研磨速度を得ることが可能なＣＭＰ研磨液を提供することを目的とする。また、本開示の他の一側面は、このようなＣＭＰ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】
【0009】
本開示の一側面は、ポリシリコンを研磨するためのＣＭＰ研磨液であって、砥粒と、カチオン性ポリマーと、を含有し、前記カチオン性ポリマーが、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖と、前記炭素原子に結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、アリルアミン重合体Ｂからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、ＣＭＰ研磨液を提供する。
【0010】
本開示の他の一側面は、上述のＣＭＰ研磨液を用いて被研磨材料を研磨する工程を備える、研磨方法を提供する。
【0011】
このようなＣＭＰ研磨液及び研磨方法によれば、ポリシリコンの高い研磨速度を得ることができる。
【発明の効果】
【0012】
本開示の一側面によれば、ポリシリコンの高い研磨速度を得ることが可能なＣＭＰ研磨液を提供することができる。本開示の他の一側面によれば、このようなＣＭＰ研磨液を用いた研磨方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。但し、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【0014】
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と任意に組み合わせることができる。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使用量は、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。本明細書において「膜」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。
【0015】
＜ＣＭＰ研磨液＞
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液（ＣＭＰ用研磨液）は、ポリシリコンを研磨するためのＣＭＰ研磨液である。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、砥粒（研磨粒子）と、カチオン性ポリマーと、を含有し、カチオン性ポリマーが、窒素原子（Ｎ原子）及び炭素原子（Ｃ原子）を含む主鎖と、前記炭素原子に結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、アリルアミン重合体Ｂ（以下、「重合体Ｂ」という）からなる群より選ばれる少なくとも一種（以下、「特定カチオン性ポリマー」と総称する）を含む。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液の特定カチオン性ポリマーは、重合体Ａ及び重合体Ｂを含む態様、重合体Ａを含み、かつ、重合体Ｂを含まない態様、又は、重合体Ｂを含み、かつ、重合体Ａを含まない態様であってよい。
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液（ＣＭＰ用研磨液）は、ポリシリコンを研磨するためのＣＭＰ研磨液である。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、砥粒（研磨粒子）と、カチオン性ポリマーと、を含有し、カチオン性ポリマーが、窒素原子（Ｎ原子）及び炭素原子（Ｃ原子）を含む主鎖と、前記炭素原子に結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、アリルアミン重合体Ｂ（以下、「重合体Ｂ」という）からなる群より選ばれる少なくとも一種（以下、「特定カチオン性ポリマー」と総称する）を含む。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液の特定カチオン性ポリマーは、重合体Ａ及び重合体Ｂを含む態様、重合体Ａを含み、かつ、重合体Ｂを含まない態様、又は、重合体Ｂを含み、かつ、重合体Ａを含まない態様であってよい。
【0016】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、ポリシリコンの高い研磨速度を得ることができる。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、実施例に記載の評価方法においてポリシリコンの研磨速度として１２００Å／ｍｉｎ以上を得ることができる。ポリシリコンの高い研磨速度が得られる要因は必ずしも明らかではないが、下記のとおりであると推定される。但し、要因は下記内容に限定されない。すなわち、ポリシリコンの表面に特定カチオンポリマーが吸着し、ポリシリコンのシリコン－シリコン結合に極性が生じる。これにより、脆弱化することで結合が切られやすいため、ポリシリコンの高い研磨速度が得られると推定される。
【0017】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、ポリシリコンの高い研磨速度を得つつ酸化ケイ素の研磨速度を抑制することもできる。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、実施例に記載の評価方法において、酸化ケイ素に対するポリシリコンの研磨速度比（ポリシリコンの研磨速度／酸化ケイ素の研磨速度）として１以上（例えば３以上）を得ることができる。
【0018】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の研磨速度比（窒化ケイ素の研磨速度／酸化ケイ素の研磨速度）を高めることもできる。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液によれば、実施例に記載の評価方法において、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の研磨速度比として０．２以上（例えば０．５以上）を得ることができる。
【0019】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、ポリシリコンを研磨した際にポリシリコンの高い研磨速度が得られればよく、ポリシリコンとは異なる被研磨材料の研磨に用いられてよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、窒化ケイ素の研磨に用いられてよく、ポリシリコン及び窒化ケイ素の研磨に用いられてよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸化ケイ素の研磨に用いられてよく、ポリシリコン及び酸化ケイ素の研磨、窒化ケイ素及び酸化ケイ素の研磨、又は、ポリシリコン、窒化ケイ素及び酸化ケイ素の研磨に用いられてよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、ポリシリコン、窒化ケイ素及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種の被研磨材料を表面に有する基体の当該被研磨材料を研磨するために用いられてよい。
【0020】
（砥粒）
砥粒は、例えば、セリウム系化合物、アルミナ、酸化ケイ素（シリカ）、チタニア、ジルコニア、マグネシア、ムライト、窒化ケイ素、α－サイアロン、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素等を含むことができる。砥粒の構成成分は、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。砥粒は、ポリシリコンの高い研磨速度を得やすい観点、及び、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、セリウム系化合物及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
砥粒は、例えば、セリウム系化合物、アルミナ、酸化ケイ素（シリカ）、チタニア、ジルコニア、マグネシア、ムライト、窒化ケイ素、α－サイアロン、窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素等を含むことができる。砥粒の構成成分は、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。砥粒は、ポリシリコンの高い研磨速度を得やすい観点、及び、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、セリウム系化合物及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
【0021】
ところで、３Ｄ－ＮＡＮＤを作製するに際して、ポリシリコン及び窒化ケイ素を高い研磨速度で取り除くことが要求される場合がある。これに対し、従来、一つのＣＭＰ研磨液を用いてポリシリコン及び窒化ケイ素を同時に高い研磨速度で研磨することが難しいことから、種類の異なるＣＭＰ研磨液を用いて、ポリシリコンを研磨する工程、及び、窒化ケイ素を研磨する工程の二段階に分けて研磨が行われている。しかしながら、生産性の向上及び設備の簡素化の観点から、一段階の研磨で仕上げることが要求される。これに対し、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、砥粒がセリウム系化合物を含むことにより、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得ることができると共に、窒化ケイ素の高い研磨速度を得つつ酸化ケイ素の研磨速度を抑制することができる。
【0022】
セリウム系化合物としては、酸化セリウム（セリア）、セリウム水酸化物、硝酸アンモニウムセリウム、酢酸セリウム、硫酸セリウム水和物、臭素酸セリウム、臭化セリウム、塩化セリウム、シュウ酸セリウム、硝酸セリウム、炭酸セリウム等が挙げられる。セリウム系化合物は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点、並びに、研磨傷が少ない被研磨面が得られやすい観点から、酸化セリウムを含んでよい。
【0023】
酸化セリウムを使用する場合、砥粒は、結晶粒界を有する多結晶酸化セリウム（例えば、結晶粒界に囲まれた複数の結晶子を有する多結晶酸化セリウム）を含んでよい。このような多結晶酸化セリウム粒子は、単結晶粒子が凝集した単なる凝集体とは異なっており、研磨中の応力により細かくなると同時に、活性面（細かくなる前は外部にさらされていない面）が次々と現れるため、被研磨材料の高い研磨速度を高度に維持できると考えられる。
【0024】
酸化セリウムを含む砥粒の製造方法としては、液相合成；焼成、又は、過酸化水素等により酸化する方法などが挙げられる。結晶粒界を有する多結晶酸化セリウムを含む砥粒を得る場合には、炭酸セリウム等のセリウム源を焼成する方法を用いることができる。焼成時の温度は、例えば３５０～９００℃であってよい。製造された酸化セリウム粒子が凝集している場合は、機械的に粉砕してよい。
【0025】
砥粒がセリウム系化合物（例えば酸化セリウム）を含む場合、砥粒におけるセリウム系化合物の含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、砥粒の全体（ＣＭＰ研磨液に含まれる砥粒の全体）を基準として、５０質量％以上、７０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９７質量％以上、９９質量％以上、又は、実質的に１００質量％（砥粒が実質的にセリウム系化合物からなる態様）であってよい。
【0026】
砥粒が酸化ケイ素を含む場合、砥粒における酸化ケイ素の含有量は、ポリシリコンの高い研磨速度を得やすい観点、及び、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、砥粒の全体（ＣＭＰ研磨液に含まれる砥粒の全体）を基準として、５０質量％以上、７０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９７質量％以上、又は、９９質量％以上、又は、実質的に１００質量％（砥粒が実質的に酸化ケイ素からなる態様）であってよい。
【0027】
砥粒における水酸化物の含有量（例えばセリウム水酸化物の含有量）は、砥粒の全体（ＣＭＰ研磨液に含まれる砥粒の全体）を基準として、０．０１質量％以下、０．００１質量％以下、又は、０．０００１質量％以下であってよい。砥粒は、水酸化物（例えばセリウム水酸化物）を含まなくてよい（水酸化物の含有量（例えばセリウム水酸化物の含有量）が実質的に０質量％であってよい）。
【0028】
ＣＭＰ研磨液における砥粒の平均粒径は、下記の範囲であってよい。砥粒の平均粒径は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、５０ｎｍ以上、７０ｎｍ以上、７０ｎｍ超え、７５ｎｍ以上、８０ｎｍ以上、８５ｎｍ以上、又は、９０ｎｍ以上であってよい。砥粒の平均粒径は、研磨傷を抑制しやすい観点から、５００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２８０ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１８０ｎｍ以下、１６０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１２０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は、９０ｎｍ以下であってよい。これらの観点から、砥粒の平均粒径は、５０～５００ｎｍであってよい。
【0029】
砥粒の平均粒径を制御するためには、従来公知の方法を使用することができる。酸化セリウム粒子を例にすると、砥粒の平均粒径の制御方法としては、上述の焼成温度、焼成時間、粉砕条件等の制御；濾過、分級等の適用などが挙げられる。
【0030】
砥粒の平均粒径としては、レーザ回折／散乱式粒度分布計で測定される算術平均径を用いることができる。砥粒の平均粒径は、例えば、株式会社堀場製作所製のＬＡ－９２０（商品名）等を用いて、実施例に記載の方法で測定できる。
【0031】
砥粒の含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して下記の範囲であってよい。砥粒の含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、０．０１質量部以上、０．０５質量部以上、０．０８質量部以上、０．１質量部以上、０．１５質量部以上、０．２質量部以上、０．３質量部以上、０．５質量部以上、０．８質量部以上、１．０質量部以上、１．５質量部以上、又は、２．０質量部以上であってよい。砥粒の含有量は、砥粒の凝集を抑制しやすい観点、及び、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０質量部以下、５．０質量部以下、３．０質量部以下、２．０質量部以下、２．０質量部未満、１．５質量部以下、１．０質量部以下、０．８質量部以下、又は、０．５質量部以下であってよい。これらの観点から、砥粒の含有量は、０．０１～１０質量部、０．１～１０質量部、又は、０．１～２質量部であってよい。
【0032】
（カチオン性ポリマー）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖と、前記炭素原子に結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、重合体Ｂ（アリルアミン重合体。重合体Ａに該当する化合物を除く）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む特定カチオン性ポリマーを含有する。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、特定カチオン性ポリマー以外のカチオン性ポリマーを含有してよく、含有していなくてもよい。「カチオン性ポリマー」は、カチオン基、又は、カチオン基にイオン化され得る基を有するポリマーとして定義される。カチオン基としては、アミノ基、イミノ基等が挙げられる。カチオン性ポリマー（例えば特定カチオン性ポリマー）は、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。
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖と、前記炭素原子に結合した水酸基と、を有する重合体Ａ、及び、重合体Ｂ（アリルアミン重合体。重合体Ａに該当する化合物を除く）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む特定カチオン性ポリマーを含有する。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、特定カチオン性ポリマー以外のカチオン性ポリマーを含有してよく、含有していなくてもよい。「カチオン性ポリマー」は、カチオン基、又は、カチオン基にイオン化され得る基を有するポリマーとして定義される。カチオン基としては、アミノ基、イミノ基等が挙げられる。カチオン性ポリマー（例えば特定カチオン性ポリマー）は、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。
【0033】
特定カチオン性ポリマーは、水溶性であってよい。水への溶解度が高い化合物を使用することにより、所望の量の特定カチオン性ポリマーを良好にＣＭＰ研磨液中に溶解させることができる。室温（２５℃）の水１００ｇに対する特定カチオン性ポリマーの溶解度は、０．００５ｇ以上又は０．０２ｇ以上であってよい。溶解度の上限は特に制限はない。
【0034】
特定カチオン性ポリマーは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、重合体Ａ又は重合体Ｂとして、炭素原子を含む主鎖と、当該主鎖に結合する側鎖とを、有すると共に、主鎖及び側鎖からなる群より選ばれる少なくとも一種が窒素原子を含む重合体Ｐを含んでよい。「主鎖」とは、最も長い分子鎖をいう。「側鎖」とは、主鎖から枝分かれしている分子鎖（例えば、炭素原子を含む分子鎖）を指す。側鎖は、主鎖を構成する複数の原子（例えば２つの原子）に結合していてもよい。
【0035】
重合体Ｐにおける側鎖の分子量の最大値は、重合体Ｐが酸化ケイ素に吸着することにより酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１００以下、８０以下、６０以下、５０以下、４０以下、３０以下、又は、２０以下であってよい。重合体Ｐにおける側鎖の分子量の最大値は、１５以上であってよい。
【0036】
特定カチオン性ポリマーは、重合体Ａを含むことができる。重合体Ａにおいて水酸基は、主鎖の炭素原子に直接結合している。重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖を有する構造単位を備えてよく、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖を有する複数種（例えば２種）の構造単位を備えてよい。
【0037】
重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記特徴の少なくとも一つを満たしてよく、下記特徴の少なくとも一つを満たす構造単位（窒素原子及び炭素原子を含む主鎖を有する構造単位）を備えてよい。
窒素原子及び炭素原子を含む主鎖は、窒素原子と、当該窒素原子に結合したアルキレン鎖と、を含んでよい。アルキレン鎖の炭素原子に水酸基が結合してよい。アルキレン鎖の炭素数は、１以上であり、２以上又は３以上であってよい。アルキレン鎖の炭素数は、６以下、５以下、又は、４以下であってよい。アルキレン鎖の炭素数は、１～６であってよい。
重合体Ａは、第四級アンモニウム塩を構成する窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、アルキル基及びアリール基からなる群より選ばれる少なくとも一種が結合した窒素原子を含んでよく、メチル基が結合した窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、２つのアルキル基が結合した窒素原子を含んでよく、２つのメチル基が結合した窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、アンモニウムカチオンと塩化物イオンとを含んでよい。
重合体Ａは、酸付加塩を構成する窒素原子を含んでよく、塩酸塩を構成する窒素原子を含んでよい。
窒素原子及び炭素原子を含む主鎖は、窒素原子と、当該窒素原子に結合したアルキレン鎖と、を含んでよい。アルキレン鎖の炭素原子に水酸基が結合してよい。アルキレン鎖の炭素数は、１以上であり、２以上又は３以上であってよい。アルキレン鎖の炭素数は、６以下、５以下、又は、４以下であってよい。アルキレン鎖の炭素数は、１～６であってよい。
重合体Ａは、第四級アンモニウム塩を構成する窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、アルキル基及びアリール基からなる群より選ばれる少なくとも一種が結合した窒素原子を含んでよく、メチル基が結合した窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、２つのアルキル基が結合した窒素原子を含んでよく、２つのメチル基が結合した窒素原子を含んでよい。第四級アンモニウム塩は、アンモニウムカチオンと塩化物イオンとを含んでよい。
重合体Ａは、酸付加塩を構成する窒素原子を含んでよく、塩酸塩を構成する窒素原子を含んでよい。
【0038】
重合体Ａにおいて、窒素原子と、水酸基が結合した炭素原子とは、隣接していてよく、隣接していなくてよい。重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、窒素原子と、水酸基が結合した炭素原子との間に介在する炭化水素基を有してよく、窒素原子と、水酸基が結合した炭素原子との間に介在する炭素数１の炭化水素基（例えばメチレン基）を有してよい。重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、窒素原子及び炭素原子を含む主鎖を有する構造単位として、窒素原子と、水酸基が結合した炭素原子との間に介在する炭化水素基を有する構造単位を備えてよく、窒素原子と、水酸基が結合した炭素原子との間に介在する炭素数１の炭化水素基（例えばメチレン基）を有する構造単位を備えてよい。
【0039】
重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、少なくともジメチルアミン及びエピクロロヒドリンを含む原料の反応物（例えば縮合物）を含んでよく、少なくともジメチルアミン、アンモニア及びエピクロロヒドリンを含む原料の反応物（例えば縮合物）を含んでよい。反応物を与える原料は、ジメチルアミン、アンモニア及びエピクロロヒドリン以外の化合物を含んでよい。重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記式で表される構造を有する化合物を含んでよい。重合体Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、ジメチルアミン／エピクロロヒドリン縮合物（重縮合物）及びジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン縮合物（重縮合物）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、重合体Ａとして、ジメチルアミン、エピクロロヒドリン及びエチレンジアミンを含む原料の反応物（例えば縮合物）を含有しなくてもよい。
【0040】
【化1】
【0041】
重合体Ａの分子量（例えば重量平均分子量）は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記の範囲であってよい。重合体Ａの分子量は、５０００以上、７０００以上、８０００以上、１００００以上、１５０００以上、１５０００超え、３００００以上、５００００以上、６００００以上、８００００以上、１０００００以上、２０００００以上、３０００００以上、４０００００以上、４５００００以上、５０００００以上、６０００００以上、８０００００以上、１００００００以上、又は、１２０００００以上であってよい。重合体Ａの分子量は、２００００００以下、１５０００００以下、１３０００００以下、１２０００００以下、１００００００以下、８０００００以下、６０００００以下、５０００００以下、４５００００以下、４０００００以下、３０００００以下、２０００００以下、１０００００以下、６００００以下、５００００以下、３００００以下、１５０００以下、１５０００未満、１００００以下、又は、８０００以下であってよい。これらの観点から、重合体Ａの分子量は、５０００～２００００００、５０００～１５０００００、１００００～２００００００、１００００～１００００００、５００００～５０００００、又は、１０００００～５０００００であってよい。重合体Ａの分子量（例えば重量平均分子量）は、実施例に記載の方法で測定することができる。
【0042】
特定カチオン性ポリマーが重合体Ａを含む場合、カチオン性ポリマーにおける重合体Ａの含有量、又は、特定カチオン性ポリマーにおける重合体Ａの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、カチオン性ポリマーの全体（ＣＭＰ研磨液に含まれるカチオン性ポリマーの全体）、又は、特定カチオン性ポリマーの全体（ＣＭＰ研磨液に含まれる特定カチオン性ポリマーの全体）を基準として、５０質量％以上、７０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９７質量％以上、９９質量％以上、又は、実質的に１００質量％（カチオン性ポリマー又は特定カチオン性ポリマーが実質的に重合体Ａからなる態様）であってよい。
【0043】
重合体Ａの含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して下記の範囲であってよい。重合体Ａの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．００００１質量部以上、０．００００５質量部以上、０．０００１質量部以上、０．０００２質量部以上、０．０００３質量部以上、０．０００５質量部以上、０．０００８質量部以上、０．００１質量部以上、０．００２質量部以上、０．００２５質量部以上、０．００３質量部以上、０．００４質量部以上、０．００５質量部以上、０．００８質量部以上、０．０１質量部以上、０．０１２質量部以上、又は、０．０１５質量部以上であってよい。重合体Ａの含有量は、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．０２質量部以上、０．０２５質量部以上、０．０３質量部以上、０．０４質量部以上、０．０５質量部以上、０．０８質量部以上、又は、０．１質量部以上であってよい。重合体Ａの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０質量部以下、５質量部以下、２．５質量部以下、２．５質量部未満、２質量部以下、１質量部以下、０．５質量部以下、０．１質量部以下、０．０８質量部以下、又は、０．０５質量部以下であってよい。重合体Ａの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、０．０４質量部以下、０．０３質量部以下、０．０２５質量部以下、０．０２質量部以下、又は、０．０１５質量部以下であってよい。重合体Ａの含有量は、窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、０．０１２質量部以下、０．０１質量部以下、０．００８質量部以下、又は、０．００５質量部以下であってよい。重合体Ａの含有量は、０．００４質量部以下、０．００３質量部以下、又は、０．００２５質量部以下であってよい。これらの観点から、重合体Ａの含有量は、０．００００１～１０質量部、０．０００１～１質量部、０．００２５～０．１質量部、又は、０．００１～０．１質量部であってよい。
【0044】
重合体Ａの含有量に対する砥粒の含有量の比率Ａは、下記の範囲であってよい。比率Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．１以上、０．５以上、１以上、１超え、２以上、３以上、５以上、８以上、又は、１０以上であってよい。比率Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、１５以上、２０以上、２５以上、３０以上、又は、３３以上であってよい。比率Ａは、窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、４０以上、５０以上、６０以上、６２．５以上、６７以上、８０以上、又は、１００以上であってよい。比率Ａは、１２０以上、１５０以上、１６７以上、２００以上、３００以上、４００以上、又は、５００以上であってよい。比率Ａは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０００以下、８００以下、５００以下、４００以下、３００以下、２００以下、１６７以下、１５０以下、１２０以下、１００以下、８０以下、６７以下、６２．５以下、６０以下、５０以下、４０以下、又は、３３以下であってよい。比率Ａは、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、３０以下、２５以下、２０以下、１５以下、１０以下、８以下、又は、５以下であってよい。これらの観点から、比率Ａは、０．１～１０００、１～５００、又は、５～１００であってよい。
【0045】
特定カチオン性ポリマーは、重合体Ｂを含むことができる。重合体Ｂは、アリルアミン重合体であり、アリルアミン化合物（アリル基及びアミノ基を有する化合物）を単量体単位として有する重合体（アリルアミン化合物由来の構造単位を有する重合体）である。重合体Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、ジアリルジアルキルアンモニウム塩を単量体単位として有する重合体を含んでよい。
【0046】
重合体Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記一般式（Ｉ）で表される構造単位、下記一般式（ＩＩ）で表される構造単位、下記一般式（ＩＩＩ）で表される構造単位、下記一般式（ＩＶ）で表される構造単位、及び、下記一般式（Ｖ）で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも一種を有してよい。重合体Ｂに含まれる構造単位として、一般式（Ｉ）～（Ｖ）で表される構造単位は、一種単独であってもよく、二種以上であってもよい。
【0047】
【化2】
【0048】
【化3】
【0049】
【化4】
【0050】
【化5】
【0051】
【化6】
【0052】
一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）におけるＲ１１、Ｒ１２、Ｒ２及びＲ３のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２及びＲ３のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、シクロヘキシル基、これらの水酸基付加物（３－ヒドロキシプロピル基等）などが挙げられる。
【0053】
「アラルキル基」とは、アルキル基の水素原子の１つがアリール基で置換されている基をいう。一般式（Ｉ）、（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）において、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２及びＲ３のアラルキル基を構成するアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、フェニルヘキシル基、これらの水酸基付加物等が挙げられる。
【0054】
一般式（Ｉ）中のアミノ基、並びに、一般式（ＩＩ）及び（ＩＩＩ）中の含窒素環は、酸付加塩を形成していてもよい。酸付加塩としては、塩酸塩、臭化水素酸塩、酢酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、アミド硫酸塩、メタンスルホン酸塩等が挙げられる。
【0055】
重合体Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、一般式（Ｉ）で表される構造単位を有してよく、一般式（Ｉ）においてＲ１１及びＲ１２が水素原子である構造単位を有してよい。
【0056】
一般式（ＩＶ）及び（Ｖ）におけるＲ４１、Ｒ４２、Ｒ５１及びＲ５２のアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１及びＲ５２のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、ｉｓｏ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、シクロヘキシル基、これらの水酸基付加物（３－ヒドロキシプロピル基等）などが挙げられる。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１及びＲ５２からなる群より選ばれる少なくとも一種のアルキル基の炭素数は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１～１０、１～７、１～４、１～３、又は、１～２以下であってよい。
【0057】
一般式（ＩＶ）及び（Ｖ）におけるＲ４１、Ｒ４２、Ｒ５１及びＲ５２のアラルキル基を構成するアルキル基は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ５１及びＲ５２のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、これらの水酸基付加物等が挙げられる。
【0058】
重合体Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、一般式（ＩＶ）で表される構造単位を有してよく、一般式（ＩＶ）においてＲ４１及びＲ４２がメチル基である構造単位を有してよい。
【0059】
一般式（ＩＶ）及び（Ｖ）におけるＤ－としては、Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－等のハロゲンイオン；メチルサルフェートイオン、エチルサルフェートイオン、ジメチルサルフェートイオン等のアルキルサルフェートイオンなどが挙げられる。
【0060】
一般式（ＩＶ）において下記一般式（ＩＶａ）で表される部分構造、及び、一般式（Ｖ）において下記一般式（Ｖａ）で表される部分構造としては、Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウム塩、Ｎ－アルキル－Ｎ－ベンジルアンモニウム塩等が挙げられる。Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウム塩としては、Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウムハライド、Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウムアルキルサルフェート等が挙げられる。Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウムハライドとしては、Ｎ，Ｎ－ジメチルアンモニウムハライド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアンモニウムハライド、Ｎ，Ｎ－ジプロピルアンモニウムハライド、Ｎ，Ｎ－ジブチルアンモニウムハライド等が挙げられる。Ｎ，Ｎ－ジアルキルアンモニウムアルキルサルフェートとしては、Ｎ，Ｎ－ジメチルアンモニウムメチルサルフェート、Ｎ，Ｎ－メチルエチルアンモニウムエチルサルフェート等が挙げられる。Ｎ－アルキル－Ｎ－ベンジルアンモニウム塩としては、Ｎ－メチル－Ｎ－ベンジルアンモニウムハライド、Ｎ－エチル－Ｎ－ベンジルアンモニウムハライド等のＮ－アルキル－Ｎ－ベンジルアンモニウムハライドなどが挙げられる。上述の部分構造のハライドとしては、クロリド、ブロミド、ヨージド等が挙げられる。重合体Ｂは、上述の部分構造として、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、Ｎ，Ｎ－ジメチルアンモニウムクロリド及びＮ，Ｎ－メチルエチルアンモニウムエチルサルフェートからなる群より選ばれる少なくとも一種を有してよい。
【0061】
【化7】
【0062】
重合体Ｂは、アリルアミン化合物と、アリルアミン化合物以外の化合物との共重合体であってもよい。重合体Ｂは、例えば、一般式（ＩＶ）で表される構造単位を与える単量体と、アリルアミン化合物以外の単量体とを共重合して得られる構造を有してよい。
【0063】
重合体Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記一般式（ＶＩ）で表される構造単位を有してよく、一般式（ＩＶ）で表される構造単位と、一般式（ＶＩ）で表される構造単位とを有してよい。
【0064】
【化8】
【0065】
一般式（ＶＩ）におけるＲ６としては、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、水素原子及びメチル基からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよく、水素原子であってよい。一般式（ＶＩ）で表される構造単位を与える単量体としては、アクリルアミド等が挙げられる。
【0066】
重合体Ｂは、一般式（ＶＩ）で表される構造単位を有するアリルアミン重合体として、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、ジアリルメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体、及び、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよい。
【0067】
重合体Ｂの分子量（例えば重量平均分子量）は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記の範囲であってよい。重合体Ｂの分子量は、１０００以上、３０００以上、５０００以上、８０００以上、１００００以上、３００００以上、５００００以上、８００００以上、１０００００以上、３０００００以上、又は、５０００００以上であってよい。重合体Ｂの重量平均分子量は、２００００００以下、１５０００００以下、１００００００以下、８０００００以下、６０００００以下、５０００００以下、３０００００以下、１０００００以下、８００００以下、５００００以下、３００００以下、１５０００以下、１５０００未満、１００００以下、又は、８０００以下であってよい。これらの観点から、重合体Ｂの分子量は、１０００～２００００００、５０００～１００００００、又は、８０００～１００００００であってよい。重合体Ｂの分子量は、重合体Ａの分子量と同様に測定することができる。
【0068】
特定カチオン性ポリマーが重合体Ｂを含む場合、カチオン性ポリマーにおける重合体Ｂの含有量、又は、特定カチオン性ポリマーにおける重合体Ｂの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、カチオン性ポリマーの全体（ＣＭＰ研磨液に含まれるカチオン性ポリマーの全体）、又は、特定カチオン性ポリマーの全体（ＣＭＰ研磨液に含まれる特定カチオン性ポリマーの全体）を基準として、５０質量％以上、７０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、９７質量％以上、９９質量％以上、又は、実質的に１００質量％（カチオン性ポリマー又は特定カチオン性ポリマーが実質的に重合体Ｂからなる態様）であってよい。
【0069】
重合体Ｂの含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して下記の範囲であってよい。重合体Ｂの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．００００１質量部以上、０．００００５質量部以上、０．０００１質量部以上、０．０００２質量部以上、０．０００３質量部以上、０．０００５質量部以上、０．０００８質量部以上、０．００１質量部以上、０．００２質量部以上、０．００２５質量部以上、０．００３質量部以上、０．００４質量部以上、又は、０．００５質量部以上であってよい。重合体Ｂの含有量は、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．００８質量部以上、又は、０．０１質量部以上であってよい。重合体Ｂの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０質量部以下、５質量部以下、２．５質量部以下、２．５質量部未満、２質量部以下、１質量部以下、０．５質量部以下、０．１質量部以下、０．０８質量部以下、０．０５質量部以下、０．０４質量部以下、０．０３質量部以下、０．０２５質量部以下、０．０２質量部以下、０．０１５質量部以下、０．０１２質量部以下、又は、０．０１質量部以下であってよい。重合体Ｂの含有量は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、０．００８質量部以下、又は、０．００５質量部以下であってよい。これらの観点から、重合体Ｂの含有量は、０．００００１～１０質量部、０．０００１～１質量部、０．００１～０．０１質量部、又は、０．００５～０．０１質量部であってよい。
【0070】
重合体Ｂの含有量に対する砥粒の含有量の比率Ｂは、下記の範囲であってよい。比率Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、０．１以上、０．５以上、１以上、１超え、２以上、３以上、５以上、８以上、１０以上、１５以上、２０以上、２５以上、３０以上、３３以上、４０以上、又は、５０以上であってよい。比率Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、６０以上、６２．５以上、６７以上、８０以上、又は、１００以上であってよい。比率Ｂは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０００以下、８００以下、５００以下、４００以下、３００以下、２００以下、１６７以下、１５０以下、１２０以下、又は、１００以下であってよい。比率Ｂは、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、８０以下、６７以下、６２．５以下、６０以下、又は、５０以下であってよい。これらの観点から、比率Ｂは、０．１～１０００、１０～５００、又は、５０～１００であってよい。
【0071】
特定カチオン性ポリマーの含有量（重合体Ａの含有量及び重合体Ｂの含有量の合計）は、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して下記の範囲であってよい。特定カチオン性ポリマーの含有量は、０．００００１質量部以上、０．００００５質量部以上、０．０００１質量部以上、０．０００２質量部以上、０．０００３質量部以上、０．０００５質量部以上、０．０００８質量部以上、０．００１質量部以上、０．００２質量部以上、０．００２５質量部以上、０．００３質量部以上、０．００４質量部以上、０．００５質量部以上、０．００８質量部以上、０．０１質量部以上、０．０１２質量部以上、０．０１５質量部以上、０．０２質量部以上、０．０２５質量部以上、０．０３質量部以上、０．０５質量部以上、０．０８質量部以上、又は、０．１質量部以上であってよい。特定カチオン性ポリマーの含有量は、１０質量部以下、５質量部以下、２．５質量部以下、２．５質量部未満、２質量部以下、１質量部以下、０．５質量部以下、０．１質量部以下、０．０８質量部以下、０．０５質量部以下、０．０３質量部以下、０．０２５質量部以下、０．０２質量部以下、０．０１５質量部以下、０．０１２質量部以下、０．０１質量部以下、０．００８質量部以下、０．００５質量部以下、０．００４質量部以下、０．００３質量部以下、又は、０．００２５質量部以下であってよい。これらの観点から、特定カチオン性ポリマーの含有量は、０．００００１～１０質量部、０．０００１～１質量部、０．００１～０．０１質量部、０．００５～０．０１質量部、０．００２５～０．１質量部、又は、０．００１～０．０１質量部であってよい。
【0072】
特定カチオン性ポリマーの含有量（重合体Ａの含有量及び重合体Ｂの含有量の合計）に対する砥粒の含有量の比率Ｃは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、下記の範囲であってよい。比率Ｃは、０．１以上、０．５以上、１以上、１超え、２以上、３以上、５以上、８以上、１０以上、１５以上、２０以上、２５以上、３０以上、３３以上、４０以上、５０以上、６０以上、６２．５以上、６７以上、８０以上、１００以上、１２０以上、１５０以上、１６７以上、２００以上、３００以上、４００以上、又は、５００以上であってよい。比率Ｃは、１０００以下、８００以下、５００以下、４００以下、３００以下、２００以下、１６７以下、１５０以下、１２０以下、１００以下、８０以下、６７以下、６２．５以下、６０以下、５０以下、４０以下、３３以下、３０以下、２５以下、２０以下、１５以下、１０以下、８以下、又は、５以下であってよい。これらの観点から、比率Ｃは、０．１～１０００、１～５００、５０～１００、又は、５～１００であってよい。
【0073】
（水）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、水を含有することができる。水としては、特に制限されるものではないが、脱イオン水、イオン交換水及び超純水からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、水を含有することができる。水としては、特に制限されるものではないが、脱イオン水、イオン交換水及び超純水からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。
【0074】
（他の成分）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、その他の添加剤（カチオン性ポリマーに該当する化合物を除く）を含有してよい。添加剤としては、後述するｐＨ調整剤及びｐＨ緩衝剤；水溶性高分子；非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、その他の添加剤（カチオン性ポリマーに該当する化合物を除く）を含有してよい。添加剤としては、後述するｐＨ調整剤及びｐＨ緩衝剤；水溶性高分子；非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
【0075】
水溶性高分子としては、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ー；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ー；ポリアクリルアミド；ポリジメチルアクリルアミド；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、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ー；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ー；ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
【0076】
非イオン性界面活性剤として、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル誘導体、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、ポリエチレングリコールのオキシエチレン付加体、メトキシポリエチレングリコールのオキシエチレン付加体、アセチレン系ジオールのオキシエチレン付加体等のエーテル型界面活性剤；ソルビタン脂肪酸エステル、グリセロールボレイト脂肪酸エステル等のエステル型界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルアミン等のアミノエーテル型界面活性剤；ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエステル等のエーテルエステル型界面活性剤；脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド等のアルカノールアミド型界面活性剤；アセチレン系ジオールのオキシエチレン付加体；ポリビニルピロリドン；ポリアクリルアミド；ポリジメチルアクリルアミド；ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
【0077】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液において、炭酸グアニジンの含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して、０．００１質量部以下、０．００１質量部未満、又は、０．０００１質量部以下であってよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、炭酸グアニジンを含有しなくてよい（炭酸グアニジンの含有量が実質的に０質量部であってよい）。ヒドロキシアルキルセルロースの含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して、０．００５質量部以下、０．００５質量部未満、又は、０．００１質量部以下であってよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、ヒドロキシアルキルセルロースを含有しなくてよい（ヒドロキシアルキルセルロースの含有量が実質的に０質量部であってよい）。酸化剤の含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して、０．０１質量部以下、０．００１質量部以下、又は、０．０００１質量部以下であってよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸化剤を含有しなくてよい（酸化剤の含有量が実質的に０質量部であってよい）。４－ピロン系化合物の含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して、０．０１質量部以下、０．０１質量部未満、０．００１質量部以下、０．００１質量部未満、又は、０．０００１質量部以下であってよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、４－ピロン系化合物を含有しなくてよい（４－ピロン系化合物の含有量が実質的に０質量部であってよい）。芳香族ポリオキシアルキレン化合物の含有量は、ＣＭＰ研磨液１００質量部に対して、０．１質量部以下、０．０５質量部以下、０．００５質量部未満、０．００１質量部以下、又は、０．０００１質量部以下であってよい。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、芳香族ポリオキシアルキレン化合物を含有しなくてよい（芳香族ポリオキシアルキレン化合物の含有量が実質的に０質量部であってよい）。
【0078】
（ｐＨ）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液のｐＨは、下記の範囲であってよい。ｐＨは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０．０以下、９．５以下、９．０以下、８．０以下、８．０未満、７．０以下、７．０未満、６．５以下、６．０以下、６．０未満、５．０以下、５．０未満、又は、４．８以下であってよい。ｐＨは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、１．０以上、１．５以上、２．０以上、２．２以上、２．４以上、２．５以上、３．０以上、３．０超え、３．２以上、３．５以上、３．８以上、４．０以上、４．０超え、４．２以上、４．５以上、又は、４．８以上であってよい。これらの観点から、ｐＨは、１．０～１０．０、１．０～８．０、３．０～７．０、３．５～６．０、又は、２．０～５．０であってよい。ｐＨは、液温２５℃におけるｐＨと定義する。
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液のｐＨは、下記の範囲であってよい。ｐＨは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点、並びに、酸化ケイ素の研磨速度を抑制しやすい観点から、１０．０以下、９．５以下、９．０以下、８．０以下、８．０未満、７．０以下、７．０未満、６．５以下、６．０以下、６．０未満、５．０以下、５．０未満、又は、４．８以下であってよい。ｐＨは、ポリシリコン及び窒化ケイ素の高い研磨速度を得やすい観点から、１．０以上、１．５以上、２．０以上、２．２以上、２．４以上、２．５以上、３．０以上、３．０超え、３．２以上、３．５以上、３．８以上、４．０以上、４．０超え、４．２以上、４．５以上、又は、４．８以上であってよい。これらの観点から、ｐＨは、１．０～１０．０、１．０～８．０、３．０～７．０、３．５～６．０、又は、２．０～５．０であってよい。ｐＨは、液温２５℃におけるｐＨと定義する。
【0079】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、株式会社堀場製作所製の型番Ｆ－５１）で測定することができる。例えば、フタル酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：４．０１）と中性リン酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：６．８６）とホウ酸塩ｐＨ緩衝液（ｐＨ：９．１８）とを標準緩衝液として用いてｐＨメータを３点校正した後、ｐＨメータの電極をＣＭＰ研磨液に入れて、３分以上経過して安定した後の値を測定する。このとき、標準緩衝液とＣＭＰ研磨液の液温は共に２５℃とする。
【0080】
ＣＭＰ研磨液のｐＨは、添加剤として使用する化合物の種類によって変化し得る。そのため、ＣＭＰ研磨液は、ｐＨを上述の範囲に調整するためにｐＨ調整剤（特定カチオン性ポリマーに該当する化合物を除く）を含有してもよい。ｐＨ調整剤としては、酸成分、塩基成分等が挙げられる。酸成分としては、プロピオン酸、酢酸等の有機酸（アミノ酸に該当する化合物を除く）；硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸；グリシン等のアミノ酸；複素環式アミン；アルカノールアミンなどが挙げられる。塩基成分としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）等が挙げられる。本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸成分を含有してよく、有機酸を含有してよい。ＣＭＰ研磨液は、ｐＨを安定化させるため、ｐＨ緩衝剤を含有してもよい。緩衝液（緩衝剤を含む液）として緩衝剤を添加してよい。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。ｐＨ調整剤又はｐＨ緩衝剤を使用することなく調製されたＣＭＰ研磨液をＣＭＰにそのまま適用してもよい。
【0081】
本実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、少なくとも砥粒及びカチオン性ポリマーを含有する一液式研磨液として保存してよく、スラリ（第１の液）と添加液（第２の液）とを混合して前記ＣＭＰ研磨液となるように前記ＣＭＰ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（ＣＭＰ研磨液セット）として保存してもよい。スラリは、例えば、少なくとも砥粒と水とを含む。添加液は、例えば、少なくともカチオン性ポリマーと水とを含む。
【0082】
上述の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ＣＭＰ研磨液が作製される。また、一液式研磨液は、水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、研磨時に水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、水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、研磨時に水で希釈して用いられてもよい。
【0083】
＜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ＣＭＰ研磨液を用いて被研磨材料を研磨する研磨工程を備える。研磨工程は、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液を用いて、表面に被研磨材料を有する基体の当該被研磨材料を研磨する工程であってよい。研磨工程は、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液を被研磨材料と研磨用部材（研磨パッド等）との間に供給しながら、研磨部材によって被研磨材料を研磨する工程であってよい。被研磨材料は、ポリシリコン、窒化ケイ素及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよく、ポリシリコンを含んでよい。研磨工程は、例えば、各成分の含有量、ｐＨ等が調整されたＣＭＰ研磨液を使用し、表面に被研磨材料を有する基体をＣＭＰ技術によって平坦化する工程であってよい。被研磨材料は、膜状（被研磨膜）であってよく、ポリシリコン膜、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜等であってよい。
本実施形態に係る研磨方法は、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液を用いて被研磨材料を研磨する研磨工程を備える。研磨工程は、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液を用いて、表面に被研磨材料を有する基体の当該被研磨材料を研磨する工程であってよい。研磨工程は、本実施形態に係るＣＭＰ研磨液を被研磨材料と研磨用部材（研磨パッド等）との間に供給しながら、研磨部材によって被研磨材料を研磨する工程であってよい。被研磨材料は、ポリシリコン、窒化ケイ素及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を含んでよく、ポリシリコンを含んでよい。研磨工程は、例えば、各成分の含有量、ｐＨ等が調整されたＣＭＰ研磨液を使用し、表面に被研磨材料を有する基体をＣＭＰ技術によって平坦化する工程であってよい。被研磨材料は、膜状（被研磨膜）であってよく、ポリシリコン膜、窒化ケイ素膜、酸化ケイ素膜等であってよい。
【0084】
本実施形態に係る研磨方法は、以下のようなデバイスの製造過程において、表面に被研磨材料を有する基体を研磨することに適している。デバイスとしては、ダイオード、トランジスタ、化合物半導体、サーミスタ、バリスタ、サイリスタ等の個別半導体；ＤＲＡＭ（ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリー）、ＥＰＲＯＭ（イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、マスクＲＯＭ（マスク・リード・オンリー・メモリー）、ＥＥＰＲＯＭ（エレクトリカル・イレイザブル・プログラマブル・リード・オンリー・メモリー）、フラッシュメモリ等の記憶素子；マイクロプロセッサー、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ等の理論回路素子；ＭＭＩＣ（モノリシック・マイクロウェーブ集積回路）に代表される化合物半導体等の集積回路素子；混成集積回路（ハイブリッドＩＣ）、発光ダイオード、電荷結合素子等の光電変換素子などが挙げられる。
【0085】
本実施形態に係る研磨方法は、表面に段差（凹凸）を有する基体における当該表面の研磨に適している。基体としては、ロジック用の半導体デバイス、メモリ用の半導体デバイス等が挙げられる。被研磨材料は、高さ１μｍ以上の段差を有する被研磨材料、又は、上から見たときに凹部又は凸部がＴ字形状又は格子形状に設けられた部分を有する被研磨材料であってよい。例えば、被研磨材料を有する研磨対象は、メモリセルを有する半導体基板であってよい。本実施形態によれば、メモリセルを有する半導体基板を備える半導体デバイス（ＤＲＡＭ、フラッシュメモリ等）の表面に設けられた被研磨材料も高い研磨速度で研磨できる。本実施形態によれば、３Ｄ－ＮＡＮＤフラッシュメモリの表面に設けられた被研磨材料についても、高い平坦性を確保しつつ高い研磨速度で研磨することができる。基体の被研磨材料は、ポリシリコン、窒化ケイ素又は酸化ケイ素に加えて、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ等を含んでよい。
【0086】
研磨装置としては、例えば、基体を保持するホルダーと、研磨パッドが貼り付けられる研磨定盤と、研磨パッド上にＣＭＰ研磨液を供給する手段と、を備える装置が好適である。研磨装置としては、株式会社荏原製作所製の研磨装置（型番：ＥＰＯ－１１１、ＥＰＯ－２２２、ＦＲＥＸ２００、ＦＲＥＸ３００等）、ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製の研磨装置（商品名：Ｍｉｒｒａ３４００、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ等）などが挙げられる。
【0087】
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ばれる少なくとも一種であってよい。研磨パッドには、ＣＭＰ研磨液がたまるような溝加工が施されていてよい。
【0088】
研磨条件に特に制限はなく、研磨定盤の回転速度は、基体が飛び出さないようにする観点から、２００ｒｐｍ（ｍｉｎ－１）以下であってよく、基体にかける圧力（加工荷重）は、被研磨面の傷を抑制しやすい観点から、１００ｋＰａ以下であってよい。研磨している間、ポンプ等によって研磨パッドにＣＭＰ研磨液を連続的に供給してよい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常にＣＭＰ研磨液で覆われていてよい。
【0089】
研磨終了後、流水中で基体を充分に洗浄し、さらに、基体上に付着した水滴をスピンドライヤ等により払い落としてから乾燥させてよい。
【0090】
このように研磨することによって、表面の凹凸を解消し、基体全面にわたって平滑な面を得ることができる。被研磨材料の形成及び研磨を所定の回数繰り返すことによって、所望の層数を有する基体を製造することができる。
【0091】
このようにして得られた基体は、種々の電子部品及び機械部品として使用することができる。具体例としては、半導体素子；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・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；磁気ヘッドなどが挙げられる。
【0092】
本実施形態に係る部品の製造方法は、本実施形態に係る研磨方法により研磨された基体を個片化する個片化工程を備える。基体は、ポリシリコン、窒化ケイ素及び酸化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも一種を備えてよい。基体としては、ウエハ（例えば半導体ウエハ）等が挙げられる。個片化工程は、例えば、本実施形態に係る研磨方法により研磨されたウエハ（例えば半導体ウエハ）をダイシングしてチップ（例えば半導体チップ）を得る工程であってよい。本実施形態に係る部品の製造方法は、個片化工程の前に、本実施形態に係る研磨方法により基体を研磨する工程を備えてよい。本実施形態に係る部品は、例えばチップ（例えば半導体チップ）である。本実施形態に係る部品は、本実施形態に係る部品の製造方法により得られる部品である。本実施形態に係る電子デバイスは、本実施形態に係る部品を備える。
【実施例】
【0093】
以下、本開示を実施例により更に詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、ＣＭＰ研磨液の材料の種類及びその配合比率は、本実施例に記載の種類及び比率以外の種類及び比率でも差し支えなく、研磨対象の組成及び構造も、本実施例に記載の組成及び構造以外の組成及び構造でも差し支えない。
【0094】
＜砥粒の準備＞
（酸化セリウム粒子）
炭酸セリウム水和物４０ｋｇをアルミナ製容器に入れた後、８３０℃で２時間、空気中で焼成して黄白色の粉末を２０ｋｇ得た。この粉末についてＸ線回折法で相同定を行い、当該粉末が多結晶体の酸化セリウムを含むことを確認した。焼成によって得られた粉末の粒径をＳＥＭで観察したところ、２０～１００μｍであった。次いで、ジェットミルを用いて酸化セリウム粉末２０ｋｇを乾式粉砕した。粉砕後の酸化セリウム粉末をＳＥＭで観察したところ、結晶粒界を有する多結晶酸化セリウムを含む粒子が含まれていることが確認された。また、酸化セリウム粉末の比表面積は９．４ｍ２／ｇであった。比表面積の測定はＢＥＴ法によって実施した。
（酸化セリウム粒子）
炭酸セリウム水和物４０ｋｇをアルミナ製容器に入れた後、８３０℃で２時間、空気中で焼成して黄白色の粉末を２０ｋｇ得た。この粉末についてＸ線回折法で相同定を行い、当該粉末が多結晶体の酸化セリウムを含むことを確認した。焼成によって得られた粉末の粒径をＳＥＭで観察したところ、２０～１００μｍであった。次いで、ジェットミルを用いて酸化セリウム粉末２０ｋｇを乾式粉砕した。粉砕後の酸化セリウム粉末をＳＥＭで観察したところ、結晶粒界を有する多結晶酸化セリウムを含む粒子が含まれていることが確認された。また、酸化セリウム粉末の比表面積は９．４ｍ２／ｇであった。比表面積の測定はＢＥＴ法によって実施した。
【0095】
上述の酸化セリウム粉末１５ｋｇ、及び、脱イオン水８４．７ｋｇを容器内に入れて混合した。さらに、１Ｎの酢酸水溶液０．３ｋｇを添加して１０分間撹拌することにより酸化セリウム混合液を得た。この酸化セリウム混合液を別の容器に３０分かけて送液した。その間、送液する配管内で、酸化セリウム混合液に対して超音波周波数４００ｋＨｚにて超音波照射を行った。
【0096】
５００ｍＬビーカー４個にそれぞれ５００ｇの酸化セリウム混合液を採取し、遠心分離を行った。遠心分離は、外周にかかる遠心力が５００Ｇになるような条件で２分間実施した。ビーカーの底に沈降した酸化セリウム粒子（セリア粒子、砥粒）を回収し、上澄みを分取した。レーザ回折／散乱式粒度分布計（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ－９２０）を用いて、酸化セリウム粒子の含有量が５質量％の分散液における酸化セリウム粒子の平均粒径を測定した結果、平均粒径は９０ｎｍであった。
【0097】
（酸化ケイ素粒子）
酸化ケイ素粒子（シリカ粒子、砥粒）として扶桑化学工業株式会社製の商品名「ＰＬ－３」を準備した。レーザ回折／散乱式粒度分布計（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ－９２０）を用いて、酸化ケイ素粒子の含有量が５質量％の分散液における酸化ケイ素粒子の平均粒径を測定した結果、平均粒径は７０ｎｍであった。
酸化ケイ素粒子（シリカ粒子、砥粒）として扶桑化学工業株式会社製の商品名「ＰＬ－３」を準備した。レーザ回折／散乱式粒度分布計（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ－９２０）を用いて、酸化ケイ素粒子の含有量が５質量％の分散液における酸化ケイ素粒子の平均粒径を測定した結果、平均粒径は７０ｎｍであった。
【0098】
＜ＣＭＰ研磨液の作製＞
表１～４に記載の砥粒（上述の酸化セリウム粒子又は酸化ケイ素粒子）及びカチオン性ポリマーと、脱イオン水とを混合することにより各実施例及び比較例２～４のＣＭＰ研磨液を得た。上述の酸化セリウム粒子と、脱イオン水とを混合することにより比較例１のＣＭＰ研磨液を得た。砥粒及びカチオン性ポリマーの含有量（基準；：ＣＭＰ研磨液の全量）を表１～４に示す。ポリマー水溶液を用いてカチオン性ポリマーを供給する場合、カチオン性ポリマーの含有量は、ポリマー水溶液中のポリマーの質量に基づき算出した。カチオン性ポリマーとしては、下記の化合物を用いた。
表１～４に記載の砥粒（上述の酸化セリウム粒子又は酸化ケイ素粒子）及びカチオン性ポリマーと、脱イオン水とを混合することにより各実施例及び比較例２～４のＣＭＰ研磨液を得た。上述の酸化セリウム粒子と、脱イオン水とを混合することにより比較例１のＣＭＰ研磨液を得た。砥粒及びカチオン性ポリマーの含有量（基準；：ＣＭＰ研磨液の全量）を表１～４に示す。ポリマー水溶液を用いてカチオン性ポリマーを供給する場合、カチオン性ポリマーの含有量は、ポリマー水溶液中のポリマーの質量に基づき算出した。カチオン性ポリマーとしては、下記の化合物を用いた。
【0099】
（カチオン性ポリマー）
［特定カチオン性ポリマー］
Ａ１：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１００Ｌ、重量平均分子量：７０５６（測定値））
Ａ２：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０２Ｌ、重量平均分子量：５３３３６（測定値））
Ａ３：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０５Ｌ、重量平均分子量：４７９７９６（測定値））
Ａ４：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０００Ｌ、重量平均分子量：１２９６１４５（測定値））
Ａ５：ジメチルアミン／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０４Ｌ）
Ｂ１：ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＦＰＡ１００２Ｌ、上述の一般式（ＩＶ）で表される構造単位を有する重合体）
Ｂ２：ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体（ニットーボーメディカル株式会社製、商品名：ＰＡＳ－Ｊ－８１、上述の一般式（ＩＶ）で表される構造単位、及び、上述の一般式（ＶＩ）で表される構造単位を有する重合体）
Ｂ３：アリルアミン重合体（ニットーボーメディカル株式会社製、商品名：ＰＡＡ－０８、上述の一般式（Ｉ）で表される構造単位を有する重合体）
［特定カチオン性ポリマー］
Ａ１：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１００Ｌ、重量平均分子量：７０５６（測定値））
Ａ２：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０２Ｌ、重量平均分子量：５３３３６（測定値））
Ａ３：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０５Ｌ、重量平均分子量：４７９７９６（測定値））
Ａ４：ジメチルアミン／アンモニア／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０００Ｌ、重量平均分子量：１２９６１４５（測定値））
Ａ５：ジメチルアミン／エピクロロヒドリン重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＫＨＥ１０４Ｌ）
Ｂ１：ジアリルジメチルアンモニウムクロライド重縮合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＦＰＡ１００２Ｌ、上述の一般式（ＩＶ）で表される構造単位を有する重合体）
Ｂ２：ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体（ニットーボーメディカル株式会社製、商品名：ＰＡＳ－Ｊ－８１、上述の一般式（ＩＶ）で表される構造単位、及び、上述の一般式（ＶＩ）で表される構造単位を有する重合体）
Ｂ３：アリルアミン重合体（ニットーボーメディカル株式会社製、商品名：ＰＡＡ－０８、上述の一般式（Ｉ）で表される構造単位を有する重合体）
【0100】
［特定カチオン性ポリマーに該当しないカチオン性ポリマー］
Ｘ１：メタクリル酸トリメチルアミノエチルメチル硫酸塩重合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＦＰＶ１０００Ｌ）
Ｘ２：ポリアルキレングリコール変性スチレン－マレイン酸共重合体（共栄社化学株式会社製、商品名：フローレンＧＷ－１５００）
Ｘ３：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセリルエーテル（青木油脂工業株式会社製、商品名：ＧＥＰ－２５００、ＥＯ／ＰＯ＝３０／７０）
Ｘ１：メタクリル酸トリメチルアミノエチルメチル硫酸塩重合物（センカ株式会社製、商品名：ユニセンスＦＰＶ１０００Ｌ）
Ｘ２：ポリアルキレングリコール変性スチレン－マレイン酸共重合体（共栄社化学株式会社製、商品名：フローレンＧＷ－１５００）
Ｘ３：ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリセリルエーテル（青木油脂工業株式会社製、商品名：ＧＥＰ－２５００、ＥＯ／ＰＯ＝３０／７０）
【0101】
上述の特定カチオン性ポリマーＡ１～Ａ４の重量平均分子量の測定値は、下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、標準ポリスチレンを用いた検量線から換算した。検量線は、標準ポリエチレンオキシド（東ソー株式会社製、ＳＥ－２、ＳＥ－５、ＳＥ－３０及びＳＥ－１５０）、プルラン（ＰＳＳ製、ｐｓｓ－ｄｐｕｌ ２．５ｍ）、並びに、ポリエチレングリコール（富士フィルム和光純薬株式会社製、ＰＥＧ４００、ＰＥＧ１０００、ＰＥＧ３０００及びＰＥＧ６０００）を用いて３次式で近似した。
ポンプ：株式会社島津製作所製、商品名「ＬＣ－２０ＡＤ」
検出器：株式会社島津製作所製、商品名「ＲＩＤ－１０Ａ」
カラムオーブン：株式会社島津製作所製、商品名「ＣＴＯ－２０ＡＣ」
カラム：東ソー株式会社製の商品名「ＴＳＫＧｅｌＧ６０００ＰＷＸＬ－ＣＰ」を２本直列に接続
カラムサイズ：７．８ｍｍＩ．Ｄ×３００ｍｍ
溶離液：０．１Ｍ硝酸ナトリウム水溶液
試料濃度：４ｍｇ／２ｍＬ（Ｎ．Ｖ．換算）
注入量：１００μＬ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
測定温度：２５℃
ポンプ：株式会社島津製作所製、商品名「ＬＣ－２０ＡＤ」
検出器：株式会社島津製作所製、商品名「ＲＩＤ－１０Ａ」
カラムオーブン：株式会社島津製作所製、商品名「ＣＴＯ－２０ＡＣ」
カラム：東ソー株式会社製の商品名「ＴＳＫＧｅｌＧ６０００ＰＷＸＬ－ＣＰ」を２本直列に接続
カラムサイズ：７．８ｍｍＩ．Ｄ×３００ｍｍ
溶離液：０．１Ｍ硝酸ナトリウム水溶液
試料濃度：４ｍｇ／２ｍＬ（Ｎ．Ｖ．換算）
注入量：１００μＬ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
測定温度：２５℃
【0102】
レーザ回折／散乱式粒度分布計（株式会社堀場製作所製、商品名：ＬＡ－９２０）を用いて、ＣＭＰ研磨液における砥粒の平均粒径を測定した結果、酸化セリウム粒子の平均粒径はいずれも９０ｎｍであり、酸化ケイ素粒子の平均粒径は７０ｎｍであった。
【0103】
ＣＭＰ研磨液のｐＨを以下の条件により測定した。測定結果を表１～４に示す。
測定温度：２５℃
測定装置：株式会社堀場製作所製、型番Ｆ－５１
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℃）；ホウ酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ：９．１８）を用いて３点校正した後、電極をＣＭＰ研磨液に入れて、３分以上経過して安定した後のｐＨを上述の測定装置により測定した。
測定温度：２５℃
測定装置：株式会社堀場製作所製、型番Ｆ－５１
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℃）；ホウ酸塩ｐＨ緩衝液、ｐＨ：９．１８）を用いて３点校正した後、電極をＣＭＰ研磨液に入れて、３分以上経過して安定した後のｐＨを上述の測定装置により測定した。
【0104】
＜研磨特性評価＞
上述の各ＣＭＰ用研磨液を使用し、表面に被研磨膜（ポリシリコン膜、窒化ケイ素膜又は酸化ケイ素膜）を有するブランケットウェハを下記研磨条件で研磨した。ブランケットウェハとして、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚２００ｎｍのポリシリコン膜を有するウェハ、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚３００ｎｍの窒化ケイ素膜を有するウェハ、及び、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚１０００ｎｍの酸化ケイ素膜（二酸化ケイ素膜）を有するウェハを用いた。上述の各ＣＭＰ用研磨液を使用したポリシリコン膜の研磨は、砥粒の水分散液を用いてポリシリコン膜を研磨した後に行った。
上述の各ＣＭＰ用研磨液を使用し、表面に被研磨膜（ポリシリコン膜、窒化ケイ素膜又は酸化ケイ素膜）を有するブランケットウェハを下記研磨条件で研磨した。ブランケットウェハとして、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚２００ｎｍのポリシリコン膜を有するウェハ、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚３００ｎｍの窒化ケイ素膜を有するウェハ、及び、直径３００ｍｍのシリコン基板上に配置された膜厚１０００ｎｍの酸化ケイ素膜（二酸化ケイ素膜）を有するウェハを用いた。上述の各ＣＭＰ用研磨液を使用したポリシリコン膜の研磨は、砥粒の水分散液を用いてポリシリコン膜を研磨した後に行った。
【0105】
［研磨条件］
研磨装置：ＣＭＰ用研磨機、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ－ＬＫ（ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製）
研磨パッド：多孔質ポリウレタンパッドＩＣ－１０１０（デュポン株式会社製）
研磨圧力（荷重）：３．０ｐｓｉ
定盤回転数：９３ｒｐｍ
ヘッド回転数：８７ｒｐｍ
ＣＭＰ研磨液の供給量：１２５ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：１５秒（ポリシリコン）、１５秒（窒化ケイ素）、３０秒（酸化ケイ素）
研磨装置：ＣＭＰ用研磨機、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ－ＬＫ（ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製）
研磨パッド：多孔質ポリウレタンパッドＩＣ－１０１０（デュポン株式会社製）
研磨圧力（荷重）：３．０ｐｓｉ
定盤回転数：９３ｒｐｍ
ヘッド回転数：８７ｒｐｍ
ＣＭＰ研磨液の供給量：１２５ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：１５秒（ポリシリコン）、１５秒（窒化ケイ素）、３０秒（酸化ケイ素）
【0106】
Ｎｏｖａ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の光干渉式膜厚測定装置（装置名：ＮＯＶＡ ｉ５００）を用いて、研磨前後の被研磨膜（ポリシリコン膜、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜）の膜厚を測定して膜厚の変化量を算出した。７９点の膜厚を測定し、膜厚の平均値を用いて膜厚の変化量を算出した。膜厚の変化量と研磨時間とに基づき、下記式により被研磨膜の研磨速度（ブランケットウェハ研磨速度）を算出した。また、酸化ケイ素に対するポリシリコンの研磨速度比、及び、酸化ケイ素に対する窒化ケイ素の研磨速度比を算出した。結果を表１～４に示す。特定カチオン性ポリマーを用いることによりポリシリコンの高い研磨速度が得られることが分かる。
研磨速度［Å／ｍｉｎ］＝（研磨前の膜厚［Å］－研磨後の膜厚［Å］）／研磨時間［ｍｉｎ］
研磨速度［Å／ｍｉｎ］＝（研磨前の膜厚［Å］－研磨後の膜厚［Å］）／研磨時間［ｍｉｎ］
【0107】
【表1】
【0108】
【表2】
【0109】
【表3】
【0110】
【表4】