JP2000351956A - 増粘剤を添加した半導体用研磨剤 - Google Patents
増粘剤を添加した半導体用研磨剤Info
- Publication number
- JP2000351956A JP2000351956A JP16341199A JP16341199A JP2000351956A JP 2000351956 A JP2000351956 A JP 2000351956A JP 16341199 A JP16341199 A JP 16341199A JP 16341199 A JP16341199 A JP 16341199A JP 2000351956 A JP2000351956 A JP 2000351956A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abrasive
- polishing
- cerium oxide
- slurry
- thickener
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 砥粒である酸化セリウム粒子の沈降
速度が遅く、長期間の保存においても分散状態の安定を
保つことのでき、研磨時に一定濃度で供給できる半導体
用研磨剤スラリーを提供する。 【解決手段】 重量平均粒径が０．１〜０．３５μｍ
である酸化セリウムを増粘剤によりスラリ中に分散させ
て粘度を１．２〜２００ｃＰとした半導体用研磨剤とす
る。
速度が遅く、長期間の保存においても分散状態の安定を
保つことのでき、研磨時に一定濃度で供給できる半導体
用研磨剤スラリーを提供する。 【解決手段】 重量平均粒径が０．１〜０．３５μｍ
である酸化セリウムを増粘剤によりスラリ中に分散させ
て粘度を１．２〜２００ｃＰとした半導体用研磨剤とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程で半導体基板上の絶縁膜等の研磨に使用される
酸化セリウム研磨剤に関し、特に増粘剤が添加されてい
るため分散性が良く、保存又は輸送時に沈降が少ない研
磨剤に関する。
製造工程で半導体基板上の絶縁膜等の研磨に使用される
酸化セリウム研磨剤に関し、特に増粘剤が添加されてい
るため分散性が良く、保存又は輸送時に沈降が少ない研
磨剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、多層配線構造の半導体デバイ
ス製造工程において、酸化シリコン(ＳｉＯ2 ) からな
る層間絶縁膜などを研磨して平坦化するために、化学的
機械研磨( Chemical Mechanical Polishing ; 以下、Ｃ
ＭＰと称することがある。）の技術が用いられ、砥粒と
して一般的には、コロイダルシリカが使用されている。
ス製造工程において、酸化シリコン(ＳｉＯ2 ) からな
る層間絶縁膜などを研磨して平坦化するために、化学的
機械研磨( Chemical Mechanical Polishing ; 以下、Ｃ
ＭＰと称することがある。）の技術が用いられ、砥粒と
して一般的には、コロイダルシリカが使用されている。
【０００３】通常、コロイダルシリカは、粒径が数十ｎ
ｍのシリカ粒子を水に懸濁させたスラリー状態で使用さ
れるが、安定的に分散させるための水素イオン濃度の調
整や研磨速度の増大と云う目的のために、ＫＯＨやＮａ
ＯＨが添加されている。しかしながら、このようなアル
カリ金属を含む研磨剤を用いてシリコン酸化絶縁膜等を
研磨すると、アルカリ金属が当該酸化シリコン膜中に拡
散し、デバイスの信頼性を低下させるという問題があっ
た。
ｍのシリカ粒子を水に懸濁させたスラリー状態で使用さ
れるが、安定的に分散させるための水素イオン濃度の調
整や研磨速度の増大と云う目的のために、ＫＯＨやＮａ
ＯＨが添加されている。しかしながら、このようなアル
カリ金属を含む研磨剤を用いてシリコン酸化絶縁膜等を
研磨すると、アルカリ金属が当該酸化シリコン膜中に拡
散し、デバイスの信頼性を低下させるという問題があっ
た。
【０００４】また、アンモニアやアミンで水素イオン濃
度を調整し、コロイダルシリカ粒子懸濁液中のアルカリ
金属を低減したスラリーも提案されているが、シリカ粒
子の分散が安定せず、かつ、酸化シリコン絶縁膜の研磨
速度は著しく遅く実用的ではないと云う問題があった。
度を調整し、コロイダルシリカ粒子懸濁液中のアルカリ
金属を低減したスラリーも提案されているが、シリカ粒
子の分散が安定せず、かつ、酸化シリコン絶縁膜の研磨
速度は著しく遅く実用的ではないと云う問題があった。
【０００５】これらの問題を解決し、研磨速度も充分大
きい研磨剤として、酸化セリウムを砥粒として使用する
ものが提案されている。この酸化セリウムは、一般的に
水又は水性媒体等の分散媒に懸濁させた状態で研磨剤と
して使用されるが、その際には、酸化セリウムの分散性
を向上させるために分散剤等の添加剤が用いられている
( 特開平０９−２７０４０２号、特開平１１−１２５６
１号等 )。
きい研磨剤として、酸化セリウムを砥粒として使用する
ものが提案されている。この酸化セリウムは、一般的に
水又は水性媒体等の分散媒に懸濁させた状態で研磨剤と
して使用されるが、その際には、酸化セリウムの分散性
を向上させるために分散剤等の添加剤が用いられている
( 特開平０９−２７０４０２号、特開平１１−１２５６
１号等 )。
【０００６】しかしながら、酸化セリウムは、比重が大
きいため沈降速度が速く一般的な分散剤の効果だけでは
分散が安定しない。特に長期間の貯蔵や輸送時には、酸
化セリウム粒子が分散媒と容易に分離し、沈降が起こる
ため、使用時のスラリー濃度が安定せず、所定のスラリ
ー濃度を維持するため再撹拌等の操作が必要になるなど
実用性に問題があった。また、実際の研磨時の研磨機や
配管中に酸化セリウムが沈殿・堆積する問題があった。
きいため沈降速度が速く一般的な分散剤の効果だけでは
分散が安定しない。特に長期間の貯蔵や輸送時には、酸
化セリウム粒子が分散媒と容易に分離し、沈降が起こる
ため、使用時のスラリー濃度が安定せず、所定のスラリ
ー濃度を維持するため再撹拌等の操作が必要になるなど
実用性に問題があった。また、実際の研磨時の研磨機や
配管中に酸化セリウムが沈殿・堆積する問題があった。
【０００７】また、本発明者らが見出したところによれ
ば、分散剤を添加してスラリー中の砥粒の分散性を向上
させた場合、一旦容器の底に沈殿した酸化セリウム粒子
は、極めて硬い沈殿若しくは塊状となってしまい、再撹
拌も困難になる等研磨剤としての商品価値が大きく損な
われると云う問題もある。
ば、分散剤を添加してスラリー中の砥粒の分散性を向上
させた場合、一旦容器の底に沈殿した酸化セリウム粒子
は、極めて硬い沈殿若しくは塊状となってしまい、再撹
拌も困難になる等研磨剤としての商品価値が大きく損な
われると云う問題もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸化
セリウムを砥粒として水性媒体に分散させた研磨剤にお
いて、粒子の沈降速度が遅く、長期間の保存においても
分散状態の安定を保つことのできる半導体用研磨剤を提
供することである。
セリウムを砥粒として水性媒体に分散させた研磨剤にお
いて、粒子の沈降速度が遅く、長期間の保存においても
分散状態の安定を保つことのできる半導体用研磨剤を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】(１) 本発明に従えば、
増粘剤を添加した水又は水性媒体に重量平均粒径が０．
１〜０．３５μｍである酸化セリウムを分散させてな
り、かつ粘度が１．２〜２００ｃＰであることを特徴と
する半導体用研磨剤、が提供される。
増粘剤を添加した水又は水性媒体に重量平均粒径が０．
１〜０．３５μｍである酸化セリウムを分散させてな
り、かつ粘度が１．２〜２００ｃＰであることを特徴と
する半導体用研磨剤、が提供される。
【００１０】(２) また本発明に従えば、上記の研磨剤
を化学的機械研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基
板上に形成された絶縁膜の少なくとも一部を研磨するこ
とを特徴とする半導体基板の研磨方法、が提供される。
本発明のさらに他の実施の形態は以下の説明から明らか
になるであろう。
を化学的機械研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基
板上に形成された絶縁膜の少なくとも一部を研磨するこ
とを特徴とする半導体基板の研磨方法、が提供される。
本発明のさらに他の実施の形態は以下の説明から明らか
になるであろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳述する。
【００１２】本発明の半導体用研磨剤は、増粘剤を添加
した水又は水性媒体に重量平均粒径が０．１〜０．３５
μｍである酸化セリウムを分散させてなり、かつ粘度が
１．２〜２００ｃＰのものである。
した水又は水性媒体に重量平均粒径が０．１〜０．３５
μｍである酸化セリウムを分散させてなり、かつ粘度が
１．２〜２００ｃＰのものである。
【００１３】まず酸化セリウム粒子について説明する。
本発明における酸化セリウム粒子は、重量平均粒径が
０．１〜０．３５μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．
３μｍのものである。粒子径がこの範囲より大きい場合
は、研磨する半導体基板上の絶縁膜表面に傷がつきやす
く、またこの範囲より小さい場合は、研磨速度が小さく
なる。なお研磨時の傷の発生をより少なくするために
は、酸化セリウム粒子の最大粒径は、０．７μｍ以下で
あることが好ましい。
本発明における酸化セリウム粒子は、重量平均粒径が
０．１〜０．３５μｍ、さらに好ましくは０．２〜０．
３μｍのものである。粒子径がこの範囲より大きい場合
は、研磨する半導体基板上の絶縁膜表面に傷がつきやす
く、またこの範囲より小さい場合は、研磨速度が小さく
なる。なお研磨時の傷の発生をより少なくするために
は、酸化セリウム粒子の最大粒径は、０．７μｍ以下で
あることが好ましい。
【００１４】本発明において重量平均粒径は、質量基準
で粒度分布を求め、全質量を１００％とした累積カーブ
において、その累積カーブが５０％となる点の粒径であ
る。これを質量基準累積５０％径ともいう( 例えば、化
学工学便覧「改定５版」( 化学工学会編 )ｐ２２０〜２
２１の記載参照 )。また最大粒径とは、累積頻度が１０
０％に達したときの粒径をいう。
で粒度分布を求め、全質量を１００％とした累積カーブ
において、その累積カーブが５０％となる点の粒径であ
る。これを質量基準累積５０％径ともいう( 例えば、化
学工学便覧「改定５版」( 化学工学会編 )ｐ２２０〜２
２１の記載参照 )。また最大粒径とは、累積頻度が１０
０％に達したときの粒径をいう。
【００１５】これら粒径の測定は、日機装株式会社製マ
イクロトラックＨＲＡＸ−１００等の機器を使用し、酸
化セリウム粒子を水等の媒体に超音波処理して粒子の分
散状態が安定化した時点で粒度分布測定することにより
行われる。
イクロトラックＨＲＡＸ−１００等の機器を使用し、酸
化セリウム粒子を水等の媒体に超音波処理して粒子の分
散状態が安定化した時点で粒度分布測定することにより
行われる。
【００１６】なお、研磨時の傷の発生をより少なくする
ためには、上記した重量平均粒径の酸化セリウム粒子に
おいて、その結晶粒子径が１５０〜６００Å、より好ま
しくは３００〜５００Åであるものがより望ましい。
ためには、上記した重量平均粒径の酸化セリウム粒子に
おいて、その結晶粒子径が１５０〜６００Å、より好ま
しくは３００〜５００Åであるものがより望ましい。
【００１７】本発明で使用する酸化セリウム粒子は、例
えばバストネサイトやモザナイト等を分離精製して得ら
れる純度の高い炭酸セリウムを湿式粉砕し、乾燥、焼成
することによって得られる。湿式粉砕は、水等水性媒体
又はアルコール等の非水媒体中で湿式媒体用撹拌ミル等
で行われ、乾燥は通常１００〜１５０℃で３〜１５時間
程度行われる。焼成は６００〜８００℃、好ましくは６
５０〜７５０℃で行うことが望ましい。焼成後の粉末中
に大粒径のものが含まれる場合は、さらに粉砕工程を行
ってもよい。最後に機械的分級操作等により本発明で使
用する所望の重量平均粒径の酸化セリウム粒子が得られ
る。
えばバストネサイトやモザナイト等を分離精製して得ら
れる純度の高い炭酸セリウムを湿式粉砕し、乾燥、焼成
することによって得られる。湿式粉砕は、水等水性媒体
又はアルコール等の非水媒体中で湿式媒体用撹拌ミル等
で行われ、乾燥は通常１００〜１５０℃で３〜１５時間
程度行われる。焼成は６００〜８００℃、好ましくは６
５０〜７５０℃で行うことが望ましい。焼成後の粉末中
に大粒径のものが含まれる場合は、さらに粉砕工程を行
ってもよい。最後に機械的分級操作等により本発明で使
用する所望の重量平均粒径の酸化セリウム粒子が得られ
る。
【００１８】本発明の研磨剤は、上記のごとくして得ら
れた粒径の酸化セリウム粒子を水又は水性媒体に撹拌混
合機、ホモジナイザー、ボールミル等で十分分散させ、
酸化セリウムが０．１〜３０重量％、好ましくは０．１
〜２０重量％、さらに好ましくは１〜１５重量％分散し
ているスラリー( 以下、研磨剤スラリーとも云う。 )と
して用いる。ここで水性媒体とは、水を主体とし、これ
にメタノール、エタノール、イソプロパノール等の水溶
性又は水と混和しうる有機溶媒を３０重量％以下、好ま
しくは２０重量％以下程度含む混合溶媒である。
れた粒径の酸化セリウム粒子を水又は水性媒体に撹拌混
合機、ホモジナイザー、ボールミル等で十分分散させ、
酸化セリウムが０．１〜３０重量％、好ましくは０．１
〜２０重量％、さらに好ましくは１〜１５重量％分散し
ているスラリー( 以下、研磨剤スラリーとも云う。 )と
して用いる。ここで水性媒体とは、水を主体とし、これ
にメタノール、エタノール、イソプロパノール等の水溶
性又は水と混和しうる有機溶媒を３０重量％以下、好ま
しくは２０重量％以下程度含む混合溶媒である。
【００１９】本発明においては、この酸化セリウム粒子
含有研磨剤スラリーに増粘剤を添加しその粘度を１．２
〜２００ｃＰ、より好ましくは５〜２００ｃｐ、さらに
好ましくは１０〜２００ｃＰとすることを特徴とする。
これより粘度が低いと長期間粒子の分散安定性を保持す
ると云う本発明の目的を達成することが困難であり、こ
れより粘度があまり高いとスラリーの取扱いが困難にな
る。
含有研磨剤スラリーに増粘剤を添加しその粘度を１．２
〜２００ｃＰ、より好ましくは５〜２００ｃｐ、さらに
好ましくは１０〜２００ｃＰとすることを特徴とする。
これより粘度が低いと長期間粒子の分散安定性を保持す
ると云う本発明の目的を達成することが困難であり、こ
れより粘度があまり高いとスラリーの取扱いが困難にな
る。
【００２０】なかでも１ヵ月以上の長期分散安定性を必
要とする用途では２０ｃＰ以上が好ましく、また研磨時
の研磨剤スラリーの流動性を保つためには１００ｃＰ以
下とすることが好ましい。
要とする用途では２０ｃＰ以上が好ましく、また研磨時
の研磨剤スラリーの流動性を保つためには１００ｃＰ以
下とすることが好ましい。
【００２１】本発明における粘度は測定温度２５℃で、
Ｅ型粘度計( 東京計器製：ＶＩＳＣＯＮＩＣ型 )を使用
して測定した値である。
Ｅ型粘度計( 東京計器製：ＶＩＳＣＯＮＩＣ型 )を使用
して測定した値である。
【００２２】使用する増粘剤としては、研磨後の洗浄の
容易さの点から水溶性高分子化合物が好ましい。特に保
存時及び研磨時の化学的安定性から、 (１) 水溶性セル
ロースエーテル、例えばメチルセルロース、エチルセル
ロース、プロピルセルロース等のアルキルセルロース；
ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシア
ルキルセルロース；カルボキシメチルセルロース、カル
ボキシエチルセルロース、カルボキシプロピルセルロー
ス等のカルボキシアルキルセルロース、 (２) その他の
多糖類であるキトサン、アルギン酸、グアガム、キサン
タンガム、ランサンガム等、 (３) 多価アルコール及び
その誘導体、例えばエチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、トリメチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、グリセリン、ポリエチ
レングリコールエーテル、ポリエチレングリコールジス
テアレート、 (４) 及びその他の水溶性高分子化合物で
あるポリビニルアルコール等が挙げられる。
容易さの点から水溶性高分子化合物が好ましい。特に保
存時及び研磨時の化学的安定性から、 (１) 水溶性セル
ロースエーテル、例えばメチルセルロース、エチルセル
ロース、プロピルセルロース等のアルキルセルロース；
ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルセルロース等のヒドロキシア
ルキルセルロース；カルボキシメチルセルロース、カル
ボキシエチルセルロース、カルボキシプロピルセルロー
ス等のカルボキシアルキルセルロース、 (２) その他の
多糖類であるキトサン、アルギン酸、グアガム、キサン
タンガム、ランサンガム等、 (３) 多価アルコール及び
その誘導体、例えばエチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、トリメチレングリ
コール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、グリセリン、ポリエチ
レングリコールエーテル、ポリエチレングリコールジス
テアレート、 (４) 及びその他の水溶性高分子化合物で
あるポリビニルアルコール等が挙げられる。
【００２３】なかでも水溶性セルロースエーテル、ポリ
エチレングリコールエーテル、ポリエチレングリコール
ジステアレート及びポリビニルアルコールが最も好まし
いものとして挙げられる。
エチレングリコールエーテル、ポリエチレングリコール
ジステアレート及びポリビニルアルコールが最も好まし
いものとして挙げられる。
【００２４】増粘剤の添加量は、増粘剤の種類、酸化セ
リウム粒子のスラリー濃度、粒子重量平均粒径、スラリ
ーの設定粘度範囲、保存温度、保存期間等によって異な
りうるが、通常スラリー中に０．０１〜２０重量％、特
に０．１〜１０重量％程度が好ましい。
リウム粒子のスラリー濃度、粒子重量平均粒径、スラリ
ーの設定粘度範囲、保存温度、保存期間等によって異な
りうるが、通常スラリー中に０．０１〜２０重量％、特
に０．１〜１０重量％程度が好ましい。
【００２５】本発明の研磨剤は、砥粒として酸化セリウ
ム粒子を主体として使用するものであるが、従来公知の
他の一種又は二種以上の研磨砥粒を少量併用して用いて
もよい。他の研磨砥粒としては、例えば、酸化アルミニ
ウム（アルミナ，Ａｌ2 Ｏ3) 、二酸化ケイ素( シリ
カ，ＳｉＯ2 ) 、酸化ジルコニウム( ジルコニア, Ｚｒ
Ｏ2 ) 、酸化チタン( チタニア, ＴｉＯ2 ) 、酸化ゲル
マニウム( ゲルマニア，ＧｅＯ，ＧｅＯ2 ) 、窒化ケイ
素( Ｓｉ3 Ｎ4 ）を酸化セリウムに対してその３０重量
％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは
１０重量％以下を用いることができる。
ム粒子を主体として使用するものであるが、従来公知の
他の一種又は二種以上の研磨砥粒を少量併用して用いて
もよい。他の研磨砥粒としては、例えば、酸化アルミニ
ウム（アルミナ，Ａｌ2 Ｏ3) 、二酸化ケイ素( シリ
カ，ＳｉＯ2 ) 、酸化ジルコニウム( ジルコニア, Ｚｒ
Ｏ2 ) 、酸化チタン( チタニア, ＴｉＯ2 ) 、酸化ゲル
マニウム( ゲルマニア，ＧｅＯ，ＧｅＯ2 ) 、窒化ケイ
素( Ｓｉ3 Ｎ4 ）を酸化セリウムに対してその３０重量
％以下、好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは
１０重量％以下を用いることができる。
【００２６】これら砥粒の重量平均粒子径も、酸化セリ
ウムの場合と同様な理由により０．１〜０．３５μｍが
好ましく、研磨速度や、傷の発生量などを考慮すると
０．２〜０．３μｍがさらに好ましい。
ウムの場合と同様な理由により０．１〜０．３５μｍが
好ましく、研磨速度や、傷の発生量などを考慮すると
０．２〜０．３μｍがさらに好ましい。
【００２７】本発明の研磨剤スラリーには、用途に応じ
てさらに分散剤、防カビ剤、ｐＨ調整剤、酸化剤等を適
宜添加して使用してもよい。なお分散剤としては、通常
界面活性剤が使用され、オレイン酸アンモニウム、ラウ
リル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールア
ミン等の陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等の
非イオン性界面活性剤が好適に使用される。かくして得
られた本発明の半導体用研磨剤は、好ましくは半導体基
板上に形成された絶縁膜の少なくとも一部を研磨するた
めに使用される。
てさらに分散剤、防カビ剤、ｐＨ調整剤、酸化剤等を適
宜添加して使用してもよい。なお分散剤としては、通常
界面活性剤が使用され、オレイン酸アンモニウム、ラウ
リル硫酸アンモニウム、ラウリル硫酸トリエタノールア
ミン等の陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等の
非イオン性界面活性剤が好適に使用される。かくして得
られた本発明の半導体用研磨剤は、好ましくは半導体基
板上に形成された絶縁膜の少なくとも一部を研磨するた
めに使用される。
【００２８】具体的には、本発明の研磨剤を化学的機械
研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基板上に形成さ
れた絶縁膜を研磨するが、この研磨剤スラリーを使用す
る研磨工程は、常法に従って行うことができる。例えば
上部に半導体基板等の被研磨材を保持しながら回転を与
える駆動装置を備えたポリシングヘッドと、これに対向
する下部のポリシングパッド( 研磨布 )が貼付されてい
る回動しうる定盤( プラテン )からなるＣＭＰ装置を使
用し、当該研磨布に本発明の研磨剤を担持させ、すなわ
ち具体的には本発明の研磨剤スラリーをこの研磨布の上
に供給しながら、５０〜３００ｒｐｍ程度で回転してい
る半導体基板と接触させ、基板上に形成された絶縁膜の
少なくとも一部を研磨してその平坦化を行うものであ
る。
研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基板上に形成さ
れた絶縁膜を研磨するが、この研磨剤スラリーを使用す
る研磨工程は、常法に従って行うことができる。例えば
上部に半導体基板等の被研磨材を保持しながら回転を与
える駆動装置を備えたポリシングヘッドと、これに対向
する下部のポリシングパッド( 研磨布 )が貼付されてい
る回動しうる定盤( プラテン )からなるＣＭＰ装置を使
用し、当該研磨布に本発明の研磨剤を担持させ、すなわ
ち具体的には本発明の研磨剤スラリーをこの研磨布の上
に供給しながら、５０〜３００ｒｐｍ程度で回転してい
る半導体基板と接触させ、基板上に形成された絶縁膜の
少なくとも一部を研磨してその平坦化を行うものであ
る。
【００２９】
【作用】半導体デバイスなどの製造工程でＣＭＰ研磨を
行う際に、研磨後の絶縁膜表面を平坦化し、一定の研磨
速度を得るためには、一定濃度の酸化セリウムを含む研
磨剤が連続的に供給されることが必要とされるが、本発
明の研磨剤スラリーにおいては、長期間の貯蔵中や輸送
中にも粒子が沈降することなく常に媒体中で安定に分散
しているので、保存後も常に一定の研磨速度を得ること
ができる。
行う際に、研磨後の絶縁膜表面を平坦化し、一定の研磨
速度を得るためには、一定濃度の酸化セリウムを含む研
磨剤が連続的に供給されることが必要とされるが、本発
明の研磨剤スラリーにおいては、長期間の貯蔵中や輸送
中にも粒子が沈降することなく常に媒体中で安定に分散
しているので、保存後も常に一定の研磨速度を得ること
ができる。
【００３０】また、研磨剤中に酸化セリウム粒子の凝集
体が存在すると、研磨後の絶縁膜表面に傷が発生する
が、本発明の研磨剤スラリーにおいては、酸化セリウム
が媒体中で常に安定的に分散していて長期間凝集体が生
じることはない。
体が存在すると、研磨後の絶縁膜表面に傷が発生する
が、本発明の研磨剤スラリーにおいては、酸化セリウム
が媒体中で常に安定的に分散していて長期間凝集体が生
じることはない。
【００３１】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
の技術的範囲がこれに限定されるものではない。なお、
例１〜８は実施例、例９は比較例である。
の技術的範囲がこれに限定されるものではない。なお、
例１〜８は実施例、例９は比較例である。
【００３２】( Ｉ )〔研磨剤スラリーの調製〕 〔例１〕酸化セリウム( 重量平均粒径：０. ２μm 、最
大粒径：０. ６μｍ、結晶子径４１０Å )１０重量部
を、分散剤( 特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤 )
０．１８重量部を添加したイオン交換水に分散させ、こ
の懸濁液に高分子増粘剤(ポリエチレングリコールエー
テル型増粘剤 )０．２重量部を添加し、半導体用研磨剤
スラリーを調製した。
大粒径：０. ６μｍ、結晶子径４１０Å )１０重量部
を、分散剤( 特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤 )
０．１８重量部を添加したイオン交換水に分散させ、こ
の懸濁液に高分子増粘剤(ポリエチレングリコールエー
テル型増粘剤 )０．２重量部を添加し、半導体用研磨剤
スラリーを調製した。
【００３３】なお、重量平均粒径、最大粒径は日機装株
式会社製マイクロトラックＨＲＡＸ−１００を用いて、
超音波処理した後に同機器で測定した。
式会社製マイクロトラックＨＲＡＸ−１００を用いて、
超音波処理した後に同機器で測定した。
【００３４】また、結晶子径はＸ線回折から求められる
結晶粒の大きさを表し、Sherrer の式( たとえば、B.D.
Cullity ( 松村訳 )「 Ｘ線回折要論」 ( アグネ発行
)参照 )により算出された値である。ここでＸ線回折装
置は、島津製作所社製Ｘ線回折装置ＸＤ―Ｄ１を用い
た。
結晶粒の大きさを表し、Sherrer の式( たとえば、B.D.
Cullity ( 松村訳 )「 Ｘ線回折要論」 ( アグネ発行
)参照 )により算出された値である。ここでＸ線回折装
置は、島津製作所社製Ｘ線回折装置ＸＤ―Ｄ１を用い
た。
【００３５】〔例２〜９〕例１の増粘剤の量を２．０重
量部( 例２ )、３．３重量部( 例３ )、４．２重量部(
例４ )、５．０重量部( 例５ )、６．３重量部( 例６
)、７．５重量部(例７ )、８．５重量部( 例８ )、
９．５重量部( 例９ )に変えた以外は同様にして半導体
用研磨剤スラリーを調整した。
量部( 例２ )、３．３重量部( 例３ )、４．２重量部(
例４ )、５．０重量部( 例５ )、６．３重量部( 例６
)、７．５重量部(例７ )、８．５重量部( 例８ )、
９．５重量部( 例９ )に変えた以外は同様にして半導体
用研磨剤スラリーを調整した。
【００３６】〔例９〕例１の増粘剤を添加しない以外
は、同様にして半導体用研磨剤スラリーを調整した。
は、同様にして半導体用研磨剤スラリーを調整した。
【００３７】( II )〔粘度及び沈降速度の測定〕 例１〜例１０で調製した半導体用研磨剤スラリーについ
て以下のようにして粘度及び沈降速度の指標として、透
明部分の高さと沈降部分の高さを測定した。
て以下のようにして粘度及び沈降速度の指標として、透
明部分の高さと沈降部分の高さを測定した。
【００３８】粘度の測定：測定温度２５℃で、Ｅ型粘
度計（東京計器製：ＶＩＳＣＯＮＩＣ型）を用いて測定
した。
度計（東京計器製：ＶＩＳＣＯＮＩＣ型）を用いて測定
した。
【００３９】沈降速度の測定( 透明部分および沈降部
分の高さの測定 )：図１に示したように、φ２４ｍｍの
ガラス管１に半導体用研磨剤を液高さ２が１８０ｍｍに
なるように入れ、静置する。日数が経過すると液部分が
酸化セリウム粒子の沈降により、透明部分３、白濁部分
４、沈降部分５の３層に分離する。透明部分および沈降
部分の高さを、経過日数( 連続して静置させた日数 )１
０日、２０日および３０日の３回、測定して沈降速度の
指標とした。
分の高さの測定 )：図１に示したように、φ２４ｍｍの
ガラス管１に半導体用研磨剤を液高さ２が１８０ｍｍに
なるように入れ、静置する。日数が経過すると液部分が
酸化セリウム粒子の沈降により、透明部分３、白濁部分
４、沈降部分５の３層に分離する。透明部分および沈降
部分の高さを、経過日数( 連続して静置させた日数 )１
０日、２０日および３０日の３回、測定して沈降速度の
指標とした。
【００４０】透明部分の高さの結果を表１に、沈降部分
の高さの結果を表２に、それぞれ粘度の値とともに示
す。なお、表中に「１０日」、「２０日」及び「３０
日」とあるのは、それぞれ経過日数を示す。
の高さの結果を表２に、それぞれ粘度の値とともに示
す。なお、表中に「１０日」、「２０日」及び「３０
日」とあるのは、それぞれ経過日数を示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】以上の結果より、増粘剤無添加の場合は、
経過日数１０日でも沈降部分が生じているのに対して、
増粘剤を添加した場合は、０．２重量部の添加( 粘度
１．２ｃＰ )でも沈降部分が生じなくなる。さらに増粘
剤の添加量を増加し粘度を増加させることにより沈降部
分を生じない日数が増加する。なお、３．３重量部( 粘
度５ｃＰ )以上添加した場合は、透明部分を生じる高さ
も大幅に減少し、均一分散性が向上していることが確認
された。
経過日数１０日でも沈降部分が生じているのに対して、
増粘剤を添加した場合は、０．２重量部の添加( 粘度
１．２ｃＰ )でも沈降部分が生じなくなる。さらに増粘
剤の添加量を増加し粘度を増加させることにより沈降部
分を生じない日数が増加する。なお、３．３重量部( 粘
度５ｃＰ )以上添加した場合は、透明部分を生じる高さ
も大幅に減少し、均一分散性が向上していることが確認
された。
【００４４】（III)〔研磨試験〕 上記の例１〜例１０と同じ条件で別に調製した研磨剤ス
ラリーをポリ容器中に３０日放置後のスラリーを使用し
て研磨試験を行った。すなわち、表面に厚さ１μｍの酸
化シリコン絶縁膜を形成した６インチシリコン基板を、
発泡ポリウレタン製研磨パッド、定盤回転数９０ｒｐ
ｍ、圧力３５ｋＰａで、スラリー供給速度２．５リット
ル／ｍｉｎの条件で１０分間研磨し、放置前のスラリー
と放置後のスラリーとの研磨速度を比較した。
ラリーをポリ容器中に３０日放置後のスラリーを使用し
て研磨試験を行った。すなわち、表面に厚さ１μｍの酸
化シリコン絶縁膜を形成した６インチシリコン基板を、
発泡ポリウレタン製研磨パッド、定盤回転数９０ｒｐ
ｍ、圧力３５ｋＰａで、スラリー供給速度２．５リット
ル／ｍｉｎの条件で１０分間研磨し、放置前のスラリー
と放置後のスラリーとの研磨速度を比較した。
【００４５】ここで研磨スラリーは、念のため緩やかな
撹拌を行いながら研磨機( ６Ｂラッピングマシン )に供
給した。例１〜例４のスラリーは、底部に僅かの沈殿層
が認められたが緩い撹拌を行うことによりこの沈殿層は
再度浮遊分散し均一のスラリーが得られた。これに対し
て例１０のスラリーの沈殿層は、完全に容器底部に硬い
塊として固着してしまい撹拌しても容易には均一のスラ
リーにすることはできなかった。
撹拌を行いながら研磨機( ６Ｂラッピングマシン )に供
給した。例１〜例４のスラリーは、底部に僅かの沈殿層
が認められたが緩い撹拌を行うことによりこの沈殿層は
再度浮遊分散し均一のスラリーが得られた。これに対し
て例１０のスラリーの沈殿層は、完全に容器底部に硬い
塊として固着してしまい撹拌しても容易には均一のスラ
リーにすることはできなかった。
【００４６】例１〜例９については放置前と放置後のス
ラリーについて実質的な研磨速度の減少は認められなか
ったが、例１０では研磨速度は約１５％低下した。
ラリーについて実質的な研磨速度の減少は認められなか
ったが、例１０では研磨速度は約１５％低下した。
【００４７】研磨後のウエハ表面を微分干渉型顕微鏡に
より観察しウエハ１０ｃｍ2 当たりの傷の数を算出し
た。例１〜例９では放置前後のスラリーはいずれも１〜
３個程度であり有意差は認められなかった。例１０は放
置後のスラリーについては傷の数は、放置前の１個が１
５〜３０個程度へとかなり増加することがわかった。研
磨スラリー中で酸化セリウムの凝集体が大量に発生した
ため絶縁膜表面に傷の発生を加速したものと推定され
る。
より観察しウエハ１０ｃｍ2 当たりの傷の数を算出し
た。例１〜例９では放置前後のスラリーはいずれも１〜
３個程度であり有意差は認められなかった。例１０は放
置後のスラリーについては傷の数は、放置前の１個が１
５〜３０個程度へとかなり増加することがわかった。研
磨スラリー中で酸化セリウムの凝集体が大量に発生した
ため絶縁膜表面に傷の発生を加速したものと推定され
る。
【００４８】
【発明の効果】本発明の酸化セリウムを砥粒とする研磨
剤スラリーにおいては、増粘剤の添加により充分粘度が
高められているため、長期間の貯蔵中や輸送中にも粒子
が沈降することなく常に媒体中で安定に分散している。
このため研磨時に常に一定濃度で供給できるので、一定
の研磨速度を得ることができる。
剤スラリーにおいては、増粘剤の添加により充分粘度が
高められているため、長期間の貯蔵中や輸送中にも粒子
が沈降することなく常に媒体中で安定に分散している。
このため研磨時に常に一定濃度で供給できるので、一定
の研磨速度を得ることができる。
【００４９】また、本発明の研磨剤スラリーにおいて
は、酸化セリウムが媒体中で常に安定的に分散してい
て、絶縁膜表面に傷を発生させる原因となる凝集体が生
じることはない。
は、酸化セリウムが媒体中で常に安定的に分散してい
て、絶縁膜表面に傷を発生させる原因となる凝集体が生
じることはない。
【図１】半導体用研磨剤の沈降試験を示す説明図
１ ガラス管 ２ 液高さ ３ 透明部分 ４ 白濁部分 ５ 沈降部分
Claims (5)
- 【請求項１】 増粘剤を添加した水又は水性媒体に重量
平均粒径が０．１〜０．３５μｍである酸化セリウムを
分散させてなり、かつ粘度が１．２〜２００ｃＰである
ことを特徴とする半導体用研磨剤。 - 【請求項２】 増粘剤が水溶性高分子化合物である請求
項１記載の半導体用研磨剤。 - 【請求項３】 増粘剤が水溶性セルロースエーテル、ポ
リビニルアルコール、ポリエチレングリコールエーテル
及びポリエチレングリコールジステアレートからなる群
より選択される少なくても一種である請求項１又は２記
載の半導体用研磨剤。 - 【請求項４】 半導体基板上に形成された絶縁膜の少な
くとも一部を研磨するために使用される請求項１〜３の
いずれかに記載の半導体用研磨剤。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の研磨剤
を化学的機械研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基
板上に形成された絶縁膜の少なくとも一部を研磨するこ
とを特徴とする半導体基板の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341199A JP2000351956A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 増粘剤を添加した半導体用研磨剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16341199A JP2000351956A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 増粘剤を添加した半導体用研磨剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000351956A true JP2000351956A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15773394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16341199A Pending JP2000351956A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 増粘剤を添加した半導体用研磨剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000351956A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031079A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd. | Matière abrasive |
| JP2003017446A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
| JP2004066384A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Kaoru Umeya | ペースト状研磨工具及び研磨方法 |
| KR100497412B1 (ko) * | 2002-12-12 | 2005-06-28 | 제일모직주식회사 | 실리콘 웨이퍼의 최종 연마용 슬러리 조성물 |
| JP2007214205A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| JP2007305961A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Hynix Semiconductor Inc | 化学的機械的研磨スラリー及びこれを用いる研磨方法 |
| JP2008246668A (ja) * | 2008-07-07 | 2008-10-16 | Yushiro Chem Ind Co Ltd | 水性砥粒分散媒組成物及び加工用水性スラリー並びにそれらを用いた加工方法 |
| JPWO2012165376A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-02-23 | 旭硝子株式会社 | 研磨剤および研磨方法 |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP16341199A patent/JP2000351956A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031079A1 (fr) * | 2000-10-06 | 2002-04-18 | Mitsui Mining & Smelting Co.,Ltd. | Matière abrasive |
| US6824578B2 (en) | 2000-10-06 | 2004-11-30 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Abrasive material |
| JP2003017446A (ja) * | 2001-06-28 | 2003-01-17 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
| JP2004066384A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Kaoru Umeya | ペースト状研磨工具及び研磨方法 |
| KR100497412B1 (ko) * | 2002-12-12 | 2005-06-28 | 제일모직주식회사 | 실리콘 웨이퍼의 최종 연마용 슬러리 조성물 |
| JP2007214205A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| JP2007305961A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Hynix Semiconductor Inc | 化学的機械的研磨スラリー及びこれを用いる研磨方法 |
| JP2008246668A (ja) * | 2008-07-07 | 2008-10-16 | Yushiro Chem Ind Co Ltd | 水性砥粒分散媒組成物及び加工用水性スラリー並びにそれらを用いた加工方法 |
| JPWO2012165376A1 (ja) * | 2011-06-03 | 2015-02-23 | 旭硝子株式会社 | 研磨剤および研磨方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5101626B2 (ja) | 有機溶媒を用いた酸化セリウム粉末の製造方法及びこの粉末を含むｃｍｐスラリー | |
| CN100337925C (zh) | 结晶性二氧化铈溶胶及其制造方法 | |
| JP2002038131A (ja) | 研磨組成物、研磨組成物の製造方法及びポリシング方法 | |
| CN111073520B (zh) | 碳化硅晶圆片抛光用抛光粉及其制备方法、抛光液 | |
| JP2009231486A (ja) | シリコンウエハ用研磨液組成物 | |
| JPH1112561A (ja) | 半導体用研磨剤および半導体用研磨剤の製造方法 | |
| JP2008273780A (ja) | 改質シリカ系ゾルおよびその製造方法 | |
| JP6223786B2 (ja) | 硬脆材料用研磨液組成物 | |
| TWI761629B (zh) | 二氧化矽粒子之分散液及其製造方法 | |
| JP5860776B2 (ja) | 研磨材の製造方法およびその研磨材の比表面積の調整方法 | |
| JP6771484B2 (ja) | 磁気ディスク基板用研磨液組成物 | |
| CN114231182A (zh) | 一种易解理氧化镓晶片化学机械抛光工艺、抛光液及其制备方法 | |
| JP2004203638A (ja) | 落花生様双子型コロイダルシリカ粒子およびその製造方法 | |
| JP2000351956A (ja) | 増粘剤を添加した半導体用研磨剤 | |
| JP6820723B2 (ja) | 磁気ディスク基板用研磨液組成物 | |
| JP2005048125A (ja) | Ｃｍｐ研磨剤、研磨方法及び半導体装置の製造方法 | |
| JP6436018B2 (ja) | 酸化物単結晶基板の研磨スラリー及びその製造方法 | |
| JP6927732B2 (ja) | 異形シリカ粒子の製造方法 | |
| JP4117448B2 (ja) | 結晶性酸化第二セリウムゾル及びその製造方法 | |
| Zhang et al. | A novel strategy for the synthesis of CeO 2/CeF 3 composite powders with improved suspension stability and chemical mechanical polishing (CMP) performance | |
| CN107400501B (zh) | 一种化学机械研磨剂、单分散纳米氧化硅微球的制备方法 | |
| JP6997083B2 (ja) | 磁気ディスク基板の製造方法 | |
| JP2004200268A (ja) | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 | |
| JP6959857B2 (ja) | 研磨液組成物 | |
| JPH09286974A (ja) | 研磨剤の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060606 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080807 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081218 |