JP2001131534A

JP2001131534A - 化学機械研磨用粒子及びその製造方法並びに化学機械研磨用水系分散体

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Publication number: JP2001131534A
Application number: JP31153999A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Okumura; 勝弥奥村; Hiroyuki Yano; 博之矢野; Masayuki Hattori; 雅幸服部; Masayuki Motonari; 正之元成; Nobuo Kawahashi; 信夫川橋
Original assignee: Toshiba Corp; JSR Corp
Current assignee: Toshiba Corp; JSR Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-15
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP4041252B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体装置の被加工膜等の金属層の化学機械
研磨に有用な粒子、その製造方法、及び化学機械研磨用
水系分散体を提供する。【解決手段】気相法により合成され、特定の比表面積
を有する微細な無機粒子が凝集してなり、平均粒子径が
０．４〜１０μｍである化学機械研磨用粒子を得る。こ
の粒子は、凝集した無機粒子を微粒子に分散させた後、
微粒子が有する電荷とは逆符号の電荷を有する粒子等を
共存させ、再び凝集させることにより調製することがで
きる。例えば、凝集したシリカ粒子を平均粒子径０．３
μｍ以下の微粒子に分散させ、これにカチオンＰＭＭＡ
粒子を配合し、シリカが負の電荷となり、カチオンＰＭ
ＭＡ粒子が正の電荷となるようにｐＨを調整することに
より、微粒子を再び凝集させ、平均粒子径が０．４〜１
０μｍの凝集体を得る。この凝集体をイオン交換水等に
分散させて化学機械研磨用水系分散体を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学機械研磨用粒
子及びその製造方法、並びに化学機械研磨用水系分散体
に関する。更に詳しくは、本発明は、半導体装置の被加
工膜等の金属層の化学機械研磨において有用な研磨粒
子、その製造方法、及びそのような粒子を含有する水系
分散体に関する。本発明の化学機械研磨用水系分散体を
使用すれば、金属層を十分な速度で研磨することがで
き、特に、平坦性に優れた仕上がり面とすることができ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の集積度の向上、多層配線化
などにともない、被加工膜等の研磨に化学機械研磨の技
術が導入されている。これはプロセスウェハ上の絶縁膜
に形成された孔、溝などに、タングステン、アルミニウ
ム、銅等の配線材料を埋め込んだ後、研磨することによ
り、余剰の配線材料を除去し、配線を形成するものであ
る。この研磨においては、通常、アルミナ、シリカ或い
はジルコニア等の無機粒子が砥粒として使用され、これ
らの砥粒を含有する水系分散体などにより、被加工膜等
を十分な速度で研磨することができる。しかし、特に、
仕上がり面の平坦性が必ずしも十分ではないこともあ
り、更なる改良が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題を解決するものであり、半導体装置の被加工膜等
を十分な速度で研磨することができ、且つ平坦性に優れ
た良好な仕上がり面を得ることができる化学機械研磨用
粒子、及びその製造方法、並びにそのような粒子を含有
する水系分散体を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】半導体装置の被加工膜等
の研磨には、シリカ、アルミナ、セリア等の無機粒子が
用いられることが多い。この粒子は、研磨速度、更には
被研磨面におけるスクラッチの防止等の見地から、通
常、微細であることが好ましいとされているが、あまり
に微細な粒子であると、粒子がパッドの細孔に入り込
み、目詰まりした状態で研磨されるため、必ずしも平坦
性に優れた仕上がり面が得られないことがある。しか
し、非常に微細な粒子を、特定の平均粒子径を有する凝
集体とすることにより、研磨速度、スクラッチの発生
等、他の特性を損なうことなく、仕上がり面の平坦性を
向上させ得ることが見出された。本発明は、このような
知見に基づきなされたものである。

【０００５】上記課題は、第１に微細な無機粒子が凝集
してなり、特定の平均粒子径を有する化学機械研磨用粒
子（以下、第１発明という。）により達成される。上記
課題は、第２に第１発明の粒子と水とを含有する化学機
械研磨用水系分散体（以下、第２発明という。）により
達成される。また、上記課題は、第３に微粒子状に分散
された無機粒子と、逆符号の電荷を有する他の粒子等と
を共存させ、特定の平均粒子径を有する凝集体からなる
化学機械研磨用粒子（以下、第３発明という。）とする
ことにより達成される。上記課題は、第４に第３発明の
方法により製造された粒子と水とを含有する化学機械研
磨用水系分散体（以下、第４発明という。）により達成
される。

【０００６】第１発明の化学機械研磨用粒子は、比表面
積が３０〜４００ｍ²／ｇである無機粒子が凝集してな
り、平均粒子径が０．４〜１０μｍであることを特徴と
する。

【０００７】特定の比表面積を有する上記「無機粒子」
は、どのような方法で合成されたものでもよいが、不純
物が少ない点で金属アルコキシド法及び気相法により合
成されたものが特に好ましい。金属アルコキシド法によ
る無機粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウムが
挙げられる。気相法による無機粒子としては、ヒューム
ド法（高温火炎加水分解法）及びナノフェーズテクノロ
ジー社法（金属蒸着酸化法）等により合成されたものが
高純度であり好ましい。この気相法無機粒子としては、
酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジル
コニウム、酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ゲルマニ
ウム、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化鉄及び
酸化セリウム等の金属酸化物粒子が挙げられる。これら
のうち特に好ましいものは、酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、酸化チタン及び酸化セリウムである。これらの気
相法無機粒子は一般に粉体であり、微細な一次粒子が凝
集してなる二次粒子として存在している。この一次粒子
の平均粒子径は、通常、０．００５〜０．０５μｍであ
る。

【０００８】無機粒子の比表面積は、特に５０〜３５０
ｍ²／ｇ、更には７０〜３００ｍ²／ｇであることが好ま
しい。無機粒子の比表面積が３０ｍ²／ｇ未満である
と、凝集体の平均粒子径が０．４μｍ以上であっても、
この凝集体を含有する水系分散体を用いて被加工膜等を
研磨した場合に、十分に平坦性に優れた仕上がり面とす
ることができない。一方、無機粒子の比表面積が４００
ｍ²／ｇを越える場合は、被加工膜等を十分な速度で研
磨することができない。

【０００９】また、無機粒子が凝集してなる凝集体の平
均粒子径は、特に０．６〜６μｍであることが好まし
い。凝集体の平均粒子径が０．４μｍ未満であると、被
加工膜等を十分な速度で研磨することができず、平坦性
に優れた良好な仕上がり面とすることもできない。一
方、この平均粒子径が１０μｍを越える場合は、安定な
水系分散体とすることができず、凝集体が短時間で沈降
する等の問題を生じる。

【００１０】第２発明の化学機械研磨用水系分散体は、
第１発明の化学機械研磨用粒子と、水とを含有すること
を特徴とする。この第２発明の水系分散体は、第１発明
の特定の化学機械研磨用粒子を水（イオン交換水等）に
配合することにより調製することができる。この水系分
散体では、その媒体としては、水、及び水とメタノール
等、水を主成分とする混合媒体を使用することができる
が、水のみを用いることが特に好ましい。

【００１１】第２発明の水系分散体には、所要特性に応
じて以下の各種の成分を含有させることができる。砥粒
として、本発明の特定の化学機械研磨用粒子の他、各種
の方法で調製された、ポリスチレン及びスチレン系共重
合体、ポリメチルメタクリレート等の（メタ）アクリレ
ート樹脂及びアクリル系共重合体などの熱可塑性樹脂か
らなる重合体粒子を使用することができる。また、フェ
ノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、
アルキッド樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化
性樹脂からなる重合体粒子を併用することもできる。

【００１２】砥粒の含有量は、特定の化学機械研磨用粒
子、並びに他の重合体粒子を含め、水系分散体を１００
重量部（以下、「部」と略記する。）とした場合に、
０．１〜２０部とすることができ、特に０．２〜１５
部、更には０．５〜１０部とすることが好ましい。砥粒
の含有量が０．１部未満では、十分な研磨性能を有する
水系分散体とすることができない。一方、２０部を越え
て含有させた場合はコスト高になるとともに、水系分散
体の安定性が低下するため好ましくない。

【００１３】水系分散体には、酸化剤を含有させること
もできる。この酸化剤は水溶性であればよく、その種類
は特に制限されない。具体的には、過酸化水素、過酢
酸、過安息香酸、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサ
イド等の有機過酸化物、過マンガン酸カリウム等の過マ
ンガン酸化合物、重クロム酸カリウム等の重クロム酸化
合物、ヨウ素酸カリウム等のハロゲン酸化合物、硝酸及
び硝酸鉄等の硝酸化合物、過塩素酸等の過ハロゲン酸化
合物、フェリシアン化カリウム等の遷移金属塩、過硫酸
アンモニウム等の過硫酸塩、並びにへテロポリ酸等が拳
げられる。これらの酸化剤を含有させることにより、被
加工膜等の金属層を研磨する場合に、研磨速度を向上さ
せることができる。

【００１４】酸化剤の含有量は、水系分散体を１００部
とした場合に、０．１〜１５部とすることができ、特に
１〜１０部、更には２〜８部とすることが好ましい。こ
の含有量が０．1部未満では、水系分散体の研磨速度が
十分に大きくならない。一方、１５部含有させれば研磨
速度を十分に向上させることができ、１５部を越えて多
量に含有させた場合は、被研磨面に腐食が発生したり、
取り扱い上、危険であって好ましくない。

【００１５】また、酸を含有させ、微粒子の凝集が損な
われない範囲においてｐＨを調整することによって、水
系分散体の分散性、安定性及び研磨速度をより向上させ
ることもできる。この酸は特に限定されず、有機酸、無
機酸のいずれも使用することができる。有機酸として
は、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホ
ン酸、イソプレンスルホン酸、グルコン酸、乳酸、クエ
ン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ
酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸及びフ
タル酸等が挙げられる。これらの有機酸は１種のみを用
いてもよいし、２種以上を併用することもできる。更
に、無機酸としては、硝酸、塩酸及び硫酸等が挙げら
れ、これら無機酸も１種のみを用いてもよいし、２種以
上を併用することもできる。また、有機酸と無機酸とを
併用することもできる。

【００１６】第３発明の化学機械研磨用粒子の製造方法
は、平均粒子径０．３μｍ以下の無機粒子と、該無機粒
子が有する電荷とは逆符号の電荷を有する、（１）粒
子、（２）水溶性重合体、及び（３）多価イオン、のう
ちの少なくとも１種とを共存させることにより、平均粒
子径が０．４〜１０μｍの凝集体を生成させることを特
徴とする。

【００１７】平均粒子径０．３μｍ以下の微粒子は、よ
り大きな径を有する粒子を分散させることにより調製す
ることができる。分散方法としては、（１）超音波を照
射する方法、（２）ホモジナイザ、高圧ホモジナイザ等
により機械的に剪断応力を加える方法、（３）（１）と
（２）とを組み合わせた方法、及び（４）遊星式混練機
等により混練し分散させる方法等が挙げられる。微粒子
の平均粒子径が０．３μｍを越えると、凝集体の平均粒
子径が０．４μｍ以上であっても、この凝集体を含有す
る水系分散体を用いて被加工膜等を研磨した場合に、十
分に平坦性に優れた仕上がり面とすることができない。
微粒子の平均粒子径は、特に０．２μｍ以下、更には
０．１μｍ以下であることが好ましく、比表面積が３０
ｍ²／ｇ以上の超微粒子であることがより好ましい。

【００１８】第３発明において、微粒子を凝集させるた
めに共存させる上記「粒子」としては、各種の重合体粒
子及び無機粒子が挙げられる。これらの粒子は、水系分
散体において、そのｐＨによって正又は負の所定のゼー
タ電位を有している。

【００１９】重合体粒子のゼータ電位は、全ｐＨ域、或
いは低ｐＨ域を除く広範な領域に渡って負であることが
多い。また、分子鎖に、カルボキシル基、スルホン酸基
等の特定の官能基を導入することによって、より確実に
負のゼータ電位を有する重合体粒子とすることができ
る。更に、分子鎖に、アミノ基等の特定の官能基を導入
することにより、特定のｐＨ域において正のゼータ電位
を有する重合体粒子とすることもできる。微粒子を凝集
させるために共存させる無機粒子としては、アルミナ、
シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、酸化鉄及び酸
化マンガン等のケイ素或いは金属元素の酸化物を使用す
ることができる。

【００２０】第３発明では、水系分散体のｐＨを適量の
酸又はアルカリを配合することにより調整し、微粒子
と、この微粒子を凝集させるために共存させる粒子のゼ
ータ電位が逆符号となるように組み合わせることによ
り、静電力によって容易に上記「凝集体」を生成させる
ことができる。また、微粒子を十分に凝集させ、且つ優
れた平坦性を有する仕上がり面が得られる水系分散体と
するためには、微粒子を１００部とした場合に、凝集を
促進させるために共存させる粒子は０．１〜５００部、
特に０．２〜２００部とすることが好ましい。

【００２１】微粒子を凝集させるために共存させる上記
「水溶性重合体」としては、ポリアクリル酸、ポリエチ
レンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミ
ド、ポリビニルピロリドン、及びメチルセルロース等が
挙げられる。更に、これらの水溶性重合体が疎水性の重
合体にグラフト結合されたものを使用することもでき
る。また、親水性の官能基を有する単量体を使用して得
られる共重合体を用いることもできる。これらの水溶性
重合体は、十分な平坦性を有する仕上がり面が得られる
水系分散体とするためには、微粒子を１００部とした場
合に、０．０５〜２０部、特に０．１〜１０部とするこ
とが好ましい。

【００２２】微粒子を凝集させるために共存させる上記
「多価イオン」は、多価金属元素を含む硫酸塩、酢酸塩
等の塩或いは錯体等を、微粒子を含む水系媒体に配合し
て生成させることができる。この多価イオンとしては、
アルミニウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガ
ン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ゲルマニウ
ム、ジルコニウム、モリブデン、錫、アンチモン、タン
タル、タングステン、鉛、及びセリウム等の正電荷を有
する多価金属イオンが挙げられる。更に、硫酸イオン、
炭酸イオン、リン酸イオン等の負電荷を有する多価イオ
ンを挙げることもできる。これらの多価イオンは１種の
みであってもよいし、２種以上の多価イオンが併存して
いてもよい。これらの多価イオンは、十分な平坦性を有
する仕上がり面が得られる水系分散体とするためには、
微粒子の電荷、多価イオンの電荷等を勘案し、適量の
塩、錯体等を配合することが好ましい。

【００２３】第４発明の化学機械研磨用水系分散体は、
第３発明の方法により製造される化学機械研磨用粒子
と、水とを含有することを特徴とする。この第４発明の
水系分散体は、第３発明の特定の方法により製造される
化学機械研磨用粒子を水（イオン交換水等）に配合する
ことにより調製することができる。この水系分散体で
は、その媒体としては、水、及び水とメタノール等、水
を主成分とする混合媒体を使用することができるが、水
のみを用いることが特に好ましい。

【００２４】第４発明の水系分散体には、所要特性に応
じて第２発明におけると同様に、各種の方法で調製され
た無機粒子、及び重合体粒子を含有させることができ
る。これら砥粒の含有量は、第２発明と同程度とするこ
とができる。また、第４発明の水系分散体には、第２発
明におけると同様の各種の酸化剤を含有させ、被加工膜
等の金属層を研磨する場合の研磨速度を向上させること
ができる。酸化剤の含有量は、第２発明と同程度とする
ことができる。更に、第４発明の水系分散体には、第２
発明と同様の酸を含有させ、微粒子の凝集が損なわれな
い範囲においてｐＨを調整することによって、水系分散
体の分散性、安定性及び研磨速度をより向上させること
もできる。

【００２５】第２及び第４発明の水系分散体は、半導体
装置の金属層を有する被加工膜の化学機械研磨において
特に有用である。この金属層を有する被加工膜として
は、超ＬＳＩ等の半導体装置の製造過程において半導体
基板上に設けられる純タングステン膜、純アルミニウム
膜、或いは純銅膜等の他、タングステン、アルミニウ
ム、銅等と他の金属との合金からなる膜などが挙げられ
る。

【００２６】水系分散体による半導体装置の被加工膜等
の化学機械研磨は、市販の化学機械研磨装置（ラップマ
スターＳＦＴ社製、型式「ＬＧＰ−５１０、ＬＧＰ−５
５２」等）を用いて行なうことができる。この研磨操作
において、研磨後、被研磨面に残留する砥粒は除去する
ことが好ましい。この砥粒の除去は通常の洗浄方法によ
って行うことができるが、砥粒が重合体粒子の場合は、
被研磨面を、酸素の存在下、高温にすることにより、燃
焼させて除去することもできる。燃焼の具体的な方法と
しては、酸素プラズマに晒したり、酸素ラジカルをダウ
ンフローで供給すること等のプラズマによる灰化処理等
が挙げられ、これによって残留する重合体粒子を被研磨
面から容易に除去することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明をよ
り詳しく説明する。（１）化学機械研磨用粒子の製造実施例ｌ比表面積が９０ｍ²／ｇのシリカ粒子を高圧ホモジナイ
ザにより分散処理し、平均粒子径０．２μｍのシリカ粒
子の凝集体を含有する水分散体を調製した。その後、シ
リカ粒子１００部に対し、凝集促進剤として１５部のカ
チオン有機粒子（下記の合成例１のカチオンＰＭＭＡ粒
子、平均粒子径；０．４μｍ）を配合し、硝酸によって
ｐＨを３．５に調整した。このまま２時間静置させた
後、カチオンＰＭＭＡ粒子によって凝集が促進されたシ
リカ粒子を主成分とする平均粒子径２．１μｍの凝集体
を得た。

【００２８】合成例１（カチオンＰＭＭＡ粒子の合成）メチルメタクリレート１００部、アゾ系重合開始剤（和
光純薬株式会社製、商品名「Ｖ５０」）２部、及びイオ
ン交換水４００部を、容量５リットルのフラスコに投入
し、窒素ガス雰囲気下、攪拌しながら７０℃に昇温し、
６時間重合させた。これにより、粒子表面にアミノ基の
陽イオンを有する平均粒子径０．４μｍのカチオンＰＭ
ＭＡ粒子を得た。

【００２９】（２）化学機械研磨用水系分散体の調製（１）で得られた凝集体を固形分基準で５部、過酸化水
素を２部、及びマロン酸を１部、イオン交換水に配合
し、１００部の化学機械研磨用水系分散体を調製した。

【００３０】（３）タングステン膜の研磨試験この水系分散体を使用し、８インチ配線付きウェハ（Ｓ
ＫＷＡｓｓｏｃｉａｔｅｓ社製、商品名「ＳＫＷ−
５」、膜厚；１５０００Å）を、化学機械研磨装置（ラ
ップマスターＳＦＴ社製、型式「ＬＧＰ−５１０」）に
セットし、多孔質ポリウレタン製の研磨パッド（ロデー
ルニッタ社製、商品名「ＩＣｌ０００」）を用い、加重
３００ｇ／ｃｍ²になるようにして研磨を行った。ウレ
タンパッド表面には水系分散体を２００ｃｃ/分の速度
で供給しながら、５０ｒｐｍで１分間回転研磨した。そ
の結果、研磨速度は４１００Å／分であった。

【００３１】尚、研磨速度は、４探針法による抵抗率測
定器（ＮＳＰ社製、シグマ５型）により測定したシート
抵抗に基づき、予め作成した検量線から残留膜厚を求
め、下記の式に従って算出した。研磨速度（Å／分）＝（研磨前膜厚−残留膜厚）／研磨
時間

【００３２】また、更にジャストポイントまで研磨した
後の被研磨面の平坦性を触針式表面粗さ計（ケーエルエ
ー・テンコール社製、型式「Ｐ−１０」）によって評価
した。その結果、１００μｍの配線のディッシングが１
５００Åであり、非常に平坦性に優れた良好な仕上がり
面が得られていることが分かった。

【００３３】実施例２〜４及び比較例１カチオンＰＭＭＡ粒子に代え、凝集促進剤として、表１
に記載の水溶性重合体（ポリエチレンイミン、和光純薬
株式会社製、分子量；７００００）、多価金属イオン
（硝酸鉄から生成する鉄イオン）又はアルミナ粒子を、
表１の配合量で用いた他は、実施例１と同様にして実施
例２〜４の化学機械研磨用水系分散体を調製した。ま
た、実施例１におけるシリカ粒子の凝集体を含有する水
分散体を比較例１の水系分散体とした。これらの水系分
散体を使用し、実施例１と同様にして研磨試験を行い、
研磨速度を測定し、被研磨面の平坦性を評価した。結果
を表１に併記する。

【００３４】実施例５〜８及び比較例２比表面積が１００ｍ²／ｇのアルミナ粒子を使用し、実
施例１と同様にして平均粒子径０．１２μｍのアルミナ
粒子の凝集体を含有する水分散体を調製した。この水分
散体に、凝集促進剤として、表１に記載のアニオン有機
粒子（下記の合成例２のアニオンＰＭＭＡ粒子、平均粒
子径；０．２μｍ）、水溶性重合体（ポリアクリル酸、
和光純薬株式会社製、分子量；２５０００）、多価イオ
ン（硫酸カリウムから生成する硫酸イオン）又はシリカ
粒子を、表１の配合量で用いた他は、実施例１と同様に
して実施例５〜８の化学機械研磨用水系分散体を調製し
た。また、アルミナ粒子の凝集体を含有する上記の水分
散体を比較例２の水系分散体とした。

【００３５】これらの水系分散体を使用し、タングステ
ン膜を銅膜（８インチ配線付きウェハ、ＳＫＷＡｓｓ
ｏｃｉａｔｅｓ社製、商品名「ＳＫＷ６−２」）に代え
た他は、実施例１と同様にして研磨試験を行い、研磨速
度を測定し、被研磨面の平坦性を評価した。結果を表１
に併記する。

【００３６】合成例２（アニオンＰＭＭＡ粒子の合成）メチルメタクリレート１００部、メタクリル酸６部、過
硫酸アンモニウム０．６部、及びイオン交換水４００部
を、容量５リットルのフラスコに投入し、窒素ガス雰囲
気下、攪拌しながら７０℃に昇温し、６時間重合させ
た。これにより、粒子表面にカルボキシル基と硫酸エス
テル基の陰イオンを有する平均粒子径０．２μｍのアニ
オンＰＭＭＡ粒子を得た。

【００３７】実施例９〜１２及び比較例３実施例５〜８及び比較例２の水系分散体を、含有される
研磨粒子の濃度が５重量％となるように調整し、実施例
９〜１２及び比較例３の化学機械研磨用水系分散体を調
製した。この水系分散体を用いて、１００μｍのライン
アンドスペースパターン付きで膜厚１５０００Åのアル
ミニウム膜ウェハを研磨し、実施例１と同様にして研磨
試験を行い、研磨速度を測定し、被研磨面の平坦性を評
価した。結果を表１に併記する。

【００３８】尚、実施例１〜４、５〜８及び９〜１２に
おいて、凝集体の平均粒子径は株式会社堀場製作所製の
レーザー回折式測定装置（型式；ＬＡ９２０）により測
定した。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１の結果によれば、実施例１〜４では、
凝集が促進され、凝集体の平均粒子径は０．９μｍ以上
となっており、３４００Å／分以上の十分な速度でタン
グステン膜を研磨することができるとともに、ディッシ
ングは１５００Å以下と小さく、被研磨面の平坦性に優
れることが分かる。一方、比較例１では、微粒子の凝集
が促進されず、研磨速度が低下し、ディッシングは３４
００Åと大きくなり、被研磨面の平坦性に劣ることが分
かる。

【００４１】また、実施例５〜８でも、凝集が促進さ
れ、凝集体の平均粒子径は０．６２μｍ以上となってお
り、４９００Å／分以上の十分な速度で銅膜を研磨する
ことができるとともに、ディッシングは１９０５Å以下
と小さく、被研磨面の平坦性に優れることが分かる。一
方、比較例２では、微粒子の凝集が促進されず、研磨速
度が３８０Å／分と著しく低下し、ディッシングは３６
１０Åと大きくなり、被研磨面の平坦性に劣ることが分
かる。

【００４２】更に、実施例６〜１２でも、同様に凝集が
促進され、十分な速度でアルミニウム膜を研磨すること
ができるとともに、ディッシングも小さく、被研磨面の
平坦性に優れることが分かる。一方、比較例３では、微
粒子の凝集が促進されず、研磨速度が４８０Å／分と大
きく低下し、ディッシングも３２００Åと大きくなり、
被研磨面の平坦性に劣ることが分かる。

【００４３】

【発明の効果】第１発明の化学機械研磨用粒子は、微細
な無機粒子が十分に凝集し、適度な平均粒子径を有する
凝集体となっており、化学機械研磨において有用であ
る。また、第２発明の化学機械研磨用水系分散体によっ
て、特に、半導体装置の被加工膜等を研磨すれば、平坦
性に優れた良好な仕上がり面が得られる。更に、第３発
明によれば、第１発明の特定の粒子を容易に製造するこ
とができる。また、第４発明の化学機械研磨用水系分散
体によれば、第２発明と同様に、半導体装置の被加工膜
等を研磨した場合に、平坦性に優れた良好な仕上がり面
とすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢野博之神奈川県横浜市磯子区新杉田８番地株式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者服部雅幸東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内 (72)発明者元成正之東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内 (72)発明者川橋信夫東京都中央区築地二丁目11番24号ジェイエスアール株式会社内Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CB01 CB03 CB10 DA02 DA12 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】比表面積が３０〜４００ｍ²／ｇである
無機粒子が凝集してなり、平均粒子径が０．４〜１０μ
ｍであることを特徴とする化学機械研磨用粒子。
【請求項２】請求項１記載の化学機械研磨用粒子と、
水とを含有することを特徴とする化学機械研磨用水系分
散体。
【請求項３】平均粒子径０．３μｍ以下の無機粒子
と、該無機粒子が有する電荷とは逆符号の電荷を有す
る、（１）粒子、（２）水溶性重合体、及び（３）多価
イオン、のうちの少なくとも１種とを共存させることに
より、平均粒子径が０．４〜１０μｍの凝集体を生成さ
せることを特徴とする化学機械研磨用粒子の製造方法。
【請求項４】請求項３記載の方法により製造される化
学機械研磨用粒子と、水とを含有することを特徴とする
化学機械研磨用水系分散体。