JP2001308043A - Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 - Google Patents
Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法Info
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- JP2001308043A JP2001308043A JP2000131550A JP2000131550A JP2001308043A JP 2001308043 A JP2001308043 A JP 2001308043A JP 2000131550 A JP2000131550 A JP 2000131550A JP 2000131550 A JP2000131550 A JP 2000131550A JP 2001308043 A JP2001308043 A JP 2001308043A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高平坦化可能であり、酸化珪素絶縁膜等の被
研磨面を傷なく、高速に研磨することが可能なＣＭＰ研
磨剤、さらには保存安定性を改良したＣＭＰ研磨剤及び
基板の被研磨面を、傷なく、また被研磨面の膜厚均一性
を向上させることが可能な基板の研磨方法を提供する。 【解決手段】 酸化セリウム粒子、分散剤、陰イオン性
の水溶性有機高分子から選ばれた添加剤及び水を含むＣ
ＭＰ研磨剤並びに研磨する膜を形成した基板を研磨定盤
の研磨布に押しあて加圧し、前記ＣＭＰ研磨剤を研磨布
から滲み出し、研磨膜と研磨布の間に供給しながら、基
板と研磨定盤を動かして研磨する膜を研磨する基板の研
磨方法。
研磨面を傷なく、高速に研磨することが可能なＣＭＰ研
磨剤、さらには保存安定性を改良したＣＭＰ研磨剤及び
基板の被研磨面を、傷なく、また被研磨面の膜厚均一性
を向上させることが可能な基板の研磨方法を提供する。 【解決手段】 酸化セリウム粒子、分散剤、陰イオン性
の水溶性有機高分子から選ばれた添加剤及び水を含むＣ
ＭＰ研磨剤並びに研磨する膜を形成した基板を研磨定盤
の研磨布に押しあて加圧し、前記ＣＭＰ研磨剤を研磨布
から滲み出し、研磨膜と研磨布の間に供給しながら、基
板と研磨定盤を動かして研磨する膜を研磨する基板の研
磨方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子製造技
術である基板表面の平坦化工程、特に、層間絶縁膜の平
坦化工程、シャロー・トレンチ分離の形成工程等におい
て使用されるＣＭＰ研磨剤及びこれらＣＭＰ研磨剤を使
用した基板の研磨方法に関する。
術である基板表面の平坦化工程、特に、層間絶縁膜の平
坦化工程、シャロー・トレンチ分離の形成工程等におい
て使用されるＣＭＰ研磨剤及びこれらＣＭＰ研磨剤を使
用した基板の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在の超々大規模集積回路では、実装密
度を高める傾向にあり、種々の微細加工技術が研究、開
発されている。既に、デザインルールは、サブハーフミ
クロンのオーダーになっている。このような厳しい微細
化の要求を満足するために開発されている技術の一つに
ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術があ
る。この技術は、半導体装置の製造工程において、露光
を施す層を完全に平坦化し、露光技術の負担を軽減し、
歩留まりを安定させることができるため、例えば、層間
絶縁膜の平坦化、シャロー・トレンチ分離等を行う際に
必須となる技術である。
度を高める傾向にあり、種々の微細加工技術が研究、開
発されている。既に、デザインルールは、サブハーフミ
クロンのオーダーになっている。このような厳しい微細
化の要求を満足するために開発されている技術の一つに
ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術があ
る。この技術は、半導体装置の製造工程において、露光
を施す層を完全に平坦化し、露光技術の負担を軽減し、
歩留まりを安定させることができるため、例えば、層間
絶縁膜の平坦化、シャロー・トレンチ分離等を行う際に
必須となる技術である。
【０００３】従来、半導体装置の製造工程において、プ
ラズマ−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学的
蒸着法）、低圧−ＣＶＤ等の方法で形成される酸化珪素
絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するためのＣＭＰ研磨剤
として、フュームドシリカ系の研磨剤が一般的に検討さ
れていた。しかしながら、この様な研磨剤は無機絶縁膜
の研磨速度が十分な速度をもたず、実用化には高研磨速
度化という技術課題があった。
ラズマ−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学的
蒸着法）、低圧−ＣＶＤ等の方法で形成される酸化珪素
絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するためのＣＭＰ研磨剤
として、フュームドシリカ系の研磨剤が一般的に検討さ
れていた。しかしながら、この様な研磨剤は無機絶縁膜
の研磨速度が十分な速度をもたず、実用化には高研磨速
度化という技術課題があった。
【０００４】従来の層間絶縁膜を平坦化するＣＭＰ技術
では、研磨速度の基板上被研磨膜のパターン依存性が大
きく、パターン密度差或いはサイズ差の大小により凸部
の研磨速度が大きく異なり、また凹部の研磨も進行して
しまうため、ウエハ面内全体での高いレベルの平坦化を
実現することができないという技術課題があった。
では、研磨速度の基板上被研磨膜のパターン依存性が大
きく、パターン密度差或いはサイズ差の大小により凸部
の研磨速度が大きく異なり、また凹部の研磨も進行して
しまうため、ウエハ面内全体での高いレベルの平坦化を
実現することができないという技術課題があった。
【０００５】また、層間膜を平坦化するＣＭＰ技術で
は、層間膜の途中で研磨を終了する必要があり、研磨量
の制御を研磨時間で行うプロセス管理方法が一般的に行
われている。しかし、パターン段差形状の変化だけでな
く、研磨布の状態等でも、研磨速度が顕著に変化してし
まうため、プロセス管理が難しいという問題があった。
は、層間膜の途中で研磨を終了する必要があり、研磨量
の制御を研磨時間で行うプロセス管理方法が一般的に行
われている。しかし、パターン段差形状の変化だけでな
く、研磨布の状態等でも、研磨速度が顕著に変化してし
まうため、プロセス管理が難しいという問題があった。
【０００６】デザインルール０．５μｍ以上の世代で
は、集積回路内の素子分離にＬＯＣＯＳ（シリコン局所
酸化）が用いられていた。その後さらに加工寸法が微細
化すると素子分離幅の狭い技術が要求され、シャロー・
トレンチ分離が用いられつつある。シャロー・トレンチ
分離では、基板上に成膜した余分の酸化珪素膜を除くた
めにＣＭＰが使用され、研磨を停止させるために、酸化
珪素膜の下に研磨速度の遅いストッパ膜が形成される。
ストッパ膜には窒化珪素などが使用され、酸化珪素膜と
ストッパ膜との研磨速度比が大きいことが望ましい。従
来のフュームドシリカ系の研磨剤は、上記の酸化珪素膜
とストッパ膜の研磨速度比が３程度と小さく、シャロー
・トレンチ分離用としては実用に耐える特性を有してい
なかった。
は、集積回路内の素子分離にＬＯＣＯＳ（シリコン局所
酸化）が用いられていた。その後さらに加工寸法が微細
化すると素子分離幅の狭い技術が要求され、シャロー・
トレンチ分離が用いられつつある。シャロー・トレンチ
分離では、基板上に成膜した余分の酸化珪素膜を除くた
めにＣＭＰが使用され、研磨を停止させるために、酸化
珪素膜の下に研磨速度の遅いストッパ膜が形成される。
ストッパ膜には窒化珪素などが使用され、酸化珪素膜と
ストッパ膜との研磨速度比が大きいことが望ましい。従
来のフュームドシリカ系の研磨剤は、上記の酸化珪素膜
とストッパ膜の研磨速度比が３程度と小さく、シャロー
・トレンチ分離用としては実用に耐える特性を有してい
なかった。
【０００７】一方、フォトマスクやレンズ等のガラス表
面研磨剤として、酸化セリウム研磨剤が用いられてい
る。酸化セリウム粒子はシリカ粒子やアルミナ粒子に比
べ硬度が低く、したがって、研磨表面に傷が入りにくい
ことから、仕上げ鏡面研磨に有用である。しかしなが
ら、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤にはナトリウ
ム塩を含む分散剤を使用しているため、そのまま半導体
用研磨剤として適用することはできない。
面研磨剤として、酸化セリウム研磨剤が用いられてい
る。酸化セリウム粒子はシリカ粒子やアルミナ粒子に比
べ硬度が低く、したがって、研磨表面に傷が入りにくい
ことから、仕上げ鏡面研磨に有用である。しかしなが
ら、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤にはナトリウ
ム塩を含む分散剤を使用しているため、そのまま半導体
用研磨剤として適用することはできない。
【０００８】また、研磨剤を研磨布に吐出する方法とし
て、研磨布上に研磨剤を一定量供給し研磨膜を研磨する
方法が主流であるが、研磨剤の供給方向が一定方向であ
るため研磨面に均一に供給されず、研磨膜の面内の膜厚
均一性が不充分である。
て、研磨布上に研磨剤を一定量供給し研磨膜を研磨する
方法が主流であるが、研磨剤の供給方向が一定方向であ
るため研磨面に均一に供給されず、研磨膜の面内の膜厚
均一性が不充分である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】請求項１〜３記載の発
明は、高平坦化可能であり、酸化珪素絶縁膜等の被研磨
面を傷なく、高速に研磨することが可能なＣＭＰ研磨
剤、さらには保存安定性を改良したＣＭＰ研磨剤を提供
するものである。請求項４記載の発明は、基板の被研磨
面を、傷なく、また被研磨面の膜厚均一性を向上させる
ことが可能な基板の研磨方法を提供するものである。
明は、高平坦化可能であり、酸化珪素絶縁膜等の被研磨
面を傷なく、高速に研磨することが可能なＣＭＰ研磨
剤、さらには保存安定性を改良したＣＭＰ研磨剤を提供
するものである。請求項４記載の発明は、基板の被研磨
面を、傷なく、また被研磨面の膜厚均一性を向上させる
ことが可能な基板の研磨方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、酸化セリウム
粒子、分散剤、陰イオン性の水溶性有機高分子から選ば
れた添加剤及び水を含むＣＭＰ研磨剤に関する。また、
本発明は、酸化セリウム粒子、分散剤及び水を含む酸化
セリウムスラリー並びに陰イオン性の水溶性有機高分子
から選ばれた添加剤及び水を含む添加液からなる前記の
ＣＭＰ研磨剤に関する。また、本発明は、酸化セリウム
スラリー及び添加液を研磨定盤の研磨布に吐出する直前
で混合した前記のＣＭＰ研磨剤に関する。
粒子、分散剤、陰イオン性の水溶性有機高分子から選ば
れた添加剤及び水を含むＣＭＰ研磨剤に関する。また、
本発明は、酸化セリウム粒子、分散剤及び水を含む酸化
セリウムスラリー並びに陰イオン性の水溶性有機高分子
から選ばれた添加剤及び水を含む添加液からなる前記の
ＣＭＰ研磨剤に関する。また、本発明は、酸化セリウム
スラリー及び添加液を研磨定盤の研磨布に吐出する直前
で混合した前記のＣＭＰ研磨剤に関する。
【００１１】また、本発明は、研磨する膜を形成した基
板を研磨定盤の研磨布に押しあて加圧し、前記のＣＭＰ
研磨剤を研磨布から滲み出し、研磨膜と研磨布の間に供
給しながら、基板と研磨定盤を動かして研磨する膜を研
磨する基板の研磨方法に関する。
板を研磨定盤の研磨布に押しあて加圧し、前記のＣＭＰ
研磨剤を研磨布から滲み出し、研磨膜と研磨布の間に供
給しながら、基板と研磨定盤を動かして研磨する膜を研
磨する基板の研磨方法に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】一般に酸化セリウムは、炭酸塩、
硝酸塩、硫酸塩、しゅう酸塩のセリウム化合物を酸化す
ることによって得られる。ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法等で形成
される酸化珪素膜の研磨に使用する酸化セリウム粒子
は、一次粒子径が大きく、かつ結晶ひずみが少ないほ
ど、すなわち結晶性が良いほど高速研磨が可能である
が、研磨傷が入りやすい傾向がある。そこで、本発明で
用いる酸化セリウム粒子は、その製造方法を限定するも
のではないが、酸化セリウム結晶子径が５〜３００nmで
あることが好ましい。また、半導体チップ研磨に使用す
ることから、アルカリ金属及びハロゲン類の含有率は酸
化セリウム粒子中１０ppm以下に抑えることが好まし
い。
硝酸塩、硫酸塩、しゅう酸塩のセリウム化合物を酸化す
ることによって得られる。ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法等で形成
される酸化珪素膜の研磨に使用する酸化セリウム粒子
は、一次粒子径が大きく、かつ結晶ひずみが少ないほ
ど、すなわち結晶性が良いほど高速研磨が可能である
が、研磨傷が入りやすい傾向がある。そこで、本発明で
用いる酸化セリウム粒子は、その製造方法を限定するも
のではないが、酸化セリウム結晶子径が５〜３００nmで
あることが好ましい。また、半導体チップ研磨に使用す
ることから、アルカリ金属及びハロゲン類の含有率は酸
化セリウム粒子中１０ppm以下に抑えることが好まし
い。
【００１３】本発明において、酸化セリウム粒子を作製
する方法として焼成または過酸化水素等による酸化法が
使用できる。焼成温度は３５０〜９００℃が好ましい。
上記の方法により製造された酸化セリウム粒子は凝集し
ているため、機械的に粉砕することが好ましい。粉砕方
法として、ジェットミル等による乾式粉砕や遊星ビーズ
ミル等による湿式粉砕方法が好ましい。ジェットミルは
例えば化学工業論文集第６巻第５号(1980)527〜532頁に
説明されている。
する方法として焼成または過酸化水素等による酸化法が
使用できる。焼成温度は３５０〜９００℃が好ましい。
上記の方法により製造された酸化セリウム粒子は凝集し
ているため、機械的に粉砕することが好ましい。粉砕方
法として、ジェットミル等による乾式粉砕や遊星ビーズ
ミル等による湿式粉砕方法が好ましい。ジェットミルは
例えば化学工業論文集第６巻第５号(1980)527〜532頁に
説明されている。
【００１４】本発明のＣＭＰ研磨剤は、例えば、上記の
特徴を有する酸化セリウム粒子と分散剤と水からなる組
成物を分散させ、さらに添加剤を添加することによって
得られる。ここで、酸化セリウム粒子の濃度に制限はな
いが、分散液の取り扱いやすさから０．５〜２０重量％
の範囲が好ましい。
特徴を有する酸化セリウム粒子と分散剤と水からなる組
成物を分散させ、さらに添加剤を添加することによって
得られる。ここで、酸化セリウム粒子の濃度に制限はな
いが、分散液の取り扱いやすさから０．５〜２０重量％
の範囲が好ましい。
【００１５】また、分散剤として、半導体チップ研磨に
使用することから、ナトリウムイオン、カリウムイオン
等のアルカリ金属及びハロゲン、イオウの含有率は１０
ｐｐｍ以下に抑えることが好ましく、例えば、共重合成
分としてアクリル酸アンモニウム塩を含む高分子界面活
性剤が好ましい。
使用することから、ナトリウムイオン、カリウムイオン
等のアルカリ金属及びハロゲン、イオウの含有率は１０
ｐｐｍ以下に抑えることが好ましく、例えば、共重合成
分としてアクリル酸アンモニウム塩を含む高分子界面活
性剤が好ましい。
【００１６】また、共重合成分としてアクリル酸アンモ
ニウム塩を含む高分子界面活性剤と水溶性陰イオン性分
散剤から選ばれた少なくとも１種類を含む２種類以上の
界面活性剤を使用してもよい。水溶性陰イオン性界面活
性剤としては、例えば、ラウリル硫酸トリエタノールア
ミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、特殊ポリ
カルボン酸型高分子分散剤等が挙げられる。
ニウム塩を含む高分子界面活性剤と水溶性陰イオン性分
散剤から選ばれた少なくとも１種類を含む２種類以上の
界面活性剤を使用してもよい。水溶性陰イオン性界面活
性剤としては、例えば、ラウリル硫酸トリエタノールア
ミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレン
アルキルエーテル硫酸トリエタノールアミン、特殊ポリ
カルボン酸型高分子分散剤等が挙げられる。
【００１７】これらの界面活性剤添加量は、酸化セリウ
ム粒子の分散剤としては、分散性及び沈降防止、さらに
研磨傷と分散剤添加量との関係から酸化セリウム粒子１
００重量部に対して、０．０１重量部以上２．０重量部
以下の範囲が好ましい。
ム粒子の分散剤としては、分散性及び沈降防止、さらに
研磨傷と分散剤添加量との関係から酸化セリウム粒子１
００重量部に対して、０．０１重量部以上２．０重量部
以下の範囲が好ましい。
【００１８】分散剤の分子量は、１００〜５０，０００
が好ましく、１，０００〜１０，０００がより好まし
い。分散剤の分子量が１００未満の場合は、酸化珪素膜
あるいは窒化珪素膜を研磨するときに、十分な研磨速度
が得られず、分散剤の分子量が５０，０００を超えた場
合は、粘度が高くなり、ＣＭＰ研磨剤の保存安定性が低
下するからである。
が好ましく、１，０００〜１０，０００がより好まし
い。分散剤の分子量が１００未満の場合は、酸化珪素膜
あるいは窒化珪素膜を研磨するときに、十分な研磨速度
が得られず、分散剤の分子量が５０，０００を超えた場
合は、粘度が高くなり、ＣＭＰ研磨剤の保存安定性が低
下するからである。
【００１９】これらの酸化セリウム粒子を水中に分散さ
せる方法としては、通常の攪拌機による分散処理の他に
ホモジナイザー、超音波分散機、湿式ボールミルなどを
用いることができる。
せる方法としては、通常の攪拌機による分散処理の他に
ホモジナイザー、超音波分散機、湿式ボールミルなどを
用いることができる。
【００２０】こうして作製されたＣＭＰ研磨剤中の酸化
セリウム粒子の平均粒径は、０．０１μｍ〜１．０μｍ
であることが好ましい。酸化セリウム粒子の平均粒径が
０．０１μｍ未満であると研磨速度が低くなりすぎ、
１．０μｍを超えると研磨する膜に傷がつきやすくなる
からである。
セリウム粒子の平均粒径は、０．０１μｍ〜１．０μｍ
であることが好ましい。酸化セリウム粒子の平均粒径が
０．０１μｍ未満であると研磨速度が低くなりすぎ、
１．０μｍを超えると研磨する膜に傷がつきやすくなる
からである。
【００２１】また、添加剤は、分散剤として用いた界面
活性剤を用い、同じものを用いても良く、または別種の
界面活性剤１種類を含む２種類以上を使用してもよい。
これらの添加剤添加量は、ＣＭＰ研磨剤中の粒子の分散
性及び沈降防止、さらに研磨傷と添加剤添加量との関係
から酸化セリウム粒子１００重量部に対して、０．０１
〜１０重量部の範囲が好ましい。
活性剤を用い、同じものを用いても良く、または別種の
界面活性剤１種類を含む２種類以上を使用してもよい。
これらの添加剤添加量は、ＣＭＰ研磨剤中の粒子の分散
性及び沈降防止、さらに研磨傷と添加剤添加量との関係
から酸化セリウム粒子１００重量部に対して、０．０１
〜１０重量部の範囲が好ましい。
【００２２】酸化セリウム粒子、分散剤及び水からなる
酸化セリウムスラリーと、添加剤及び水からなる添加液
とを分け保存し、使用前に混合してＣＭＰ研磨剤とする
と、酸化セリウム粒子が凝集しないため、保存安定性が
増し、研磨傷の発生防止、研磨速度の安定化が得られて
好ましい。上記のＣＭＰ研磨剤で基板を研磨する際に、
添加液は、研磨直前に酸化セリウムスラリーと混合し研
磨定盤上に供給する方法がとられる。
酸化セリウムスラリーと、添加剤及び水からなる添加液
とを分け保存し、使用前に混合してＣＭＰ研磨剤とする
と、酸化セリウム粒子が凝集しないため、保存安定性が
増し、研磨傷の発生防止、研磨速度の安定化が得られて
好ましい。上記のＣＭＰ研磨剤で基板を研磨する際に、
添加液は、研磨直前に酸化セリウムスラリーと混合し研
磨定盤上に供給する方法がとられる。
【００２３】本発明のＣＭＰ研磨剤を用い、研磨膜を研
磨する際、研磨布から研磨液を滲ませて研磨する。具体
的には研磨布に穴（供給穴）をあけ、そこから研磨剤を
滲ませる。供給穴は直径１．５〜２．０ｍｍ、研磨布に
占める供給穴の割合は５〜１０％が好ましい。供給穴が
大きすぎたり供給穴の面積比が大きいと研磨布の面積が
減少し研磨膜の膜厚均一性が低下する。供給穴が小さす
ぎたり、供給穴の面積比が小さいとと短時間に多量の研
磨剤を供給できない。
磨する際、研磨布から研磨液を滲ませて研磨する。具体
的には研磨布に穴（供給穴）をあけ、そこから研磨剤を
滲ませる。供給穴は直径１．５〜２．０ｍｍ、研磨布に
占める供給穴の割合は５〜１０％が好ましい。供給穴が
大きすぎたり供給穴の面積比が大きいと研磨布の面積が
減少し研磨膜の膜厚均一性が低下する。供給穴が小さす
ぎたり、供給穴の面積比が小さいとと短時間に多量の研
磨剤を供給できない。
【００２４】本発明のＣＭＰ研磨剤が使用される無機絶
縁膜の作製方法として、低圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等が挙げられる。低圧ＣＶＤ法による酸化珪素膜形成
は、Ｓｉ源としてモノシラン：ＳｉＨ4、酸素源として
酸素：Ｏ2を用いる。このＳｉＨ4−Ｏ2系酸化反応を４
００℃以下の低温で行わせることにより得られる。場合
によっては、ＣＶＤ後１０００℃またはそれ以下の温度
で熱処理される。高温リフローによる表面平坦化を図る
ためにリン：Ｐをドープするときには、ＳｉＨ4−Ｏ2−
ＰＨ3系反応ガスを用いることが好ましい。
縁膜の作製方法として、低圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等が挙げられる。低圧ＣＶＤ法による酸化珪素膜形成
は、Ｓｉ源としてモノシラン：ＳｉＨ4、酸素源として
酸素：Ｏ2を用いる。このＳｉＨ4−Ｏ2系酸化反応を４
００℃以下の低温で行わせることにより得られる。場合
によっては、ＣＶＤ後１０００℃またはそれ以下の温度
で熱処理される。高温リフローによる表面平坦化を図る
ためにリン：Ｐをドープするときには、ＳｉＨ4−Ｏ2−
ＰＨ3系反応ガスを用いることが好ましい。
【００２５】プラズマＣＶＤ法は、通常の熱平衡下では
高温を必要とする化学反応が低温でできる利点を有す
る。プラズマ発生法には、容量結合型と誘導結合型の２
つが挙げられる。反応ガスとしては、Ｓｉ源としてＳｉ
Ｈ4、酸素源としてＮ2Ｏを用いたＳｉＨ4−Ｎ2Ｏ系ガス
とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）をＳｉ源に用いた
ＴＥＯＳ−Ｏ2系ガス（ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法）
が挙げられる。基板温度は２５０℃〜４００℃、反応圧
力は６７〜４００Paの範囲が好ましい。
高温を必要とする化学反応が低温でできる利点を有す
る。プラズマ発生法には、容量結合型と誘導結合型の２
つが挙げられる。反応ガスとしては、Ｓｉ源としてＳｉ
Ｈ4、酸素源としてＮ2Ｏを用いたＳｉＨ4−Ｎ2Ｏ系ガス
とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）をＳｉ源に用いた
ＴＥＯＳ−Ｏ2系ガス（ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法）
が挙げられる。基板温度は２５０℃〜４００℃、反応圧
力は６７〜４００Paの範囲が好ましい。
【００２６】このように、本発明の酸化珪素膜にはリ
ン、ホウ素等の元素がドープされていても良い。同様
に、低圧ＣＶＤ法による窒化珪素膜形成は、Ｓｉ源とし
てジクロルシラン：ＳｉＨ2Ｃｌ2、窒素源としてアンモ
ニア：ＮＨ3を用いる。このＳｉＨ2Ｃｌ2−ＮＨ3系酸化
反応を９００℃の高温で行わせることにより得られる。
プラズマＣＶＤ法は、反応ガスとしては、Ｓｉ源として
ＳｉＨ4、窒素源としてＮＨ3を用いたＳｉＨ4−ＮＨ3系
ガスが挙げられる。基板温度は３００℃〜４００℃が好
ましい。
ン、ホウ素等の元素がドープされていても良い。同様
に、低圧ＣＶＤ法による窒化珪素膜形成は、Ｓｉ源とし
てジクロルシラン：ＳｉＨ2Ｃｌ2、窒素源としてアンモ
ニア：ＮＨ3を用いる。このＳｉＨ2Ｃｌ2−ＮＨ3系酸化
反応を９００℃の高温で行わせることにより得られる。
プラズマＣＶＤ法は、反応ガスとしては、Ｓｉ源として
ＳｉＨ4、窒素源としてＮＨ3を用いたＳｉＨ4−ＮＨ3系
ガスが挙げられる。基板温度は３００℃〜４００℃が好
ましい。
【００２７】基板として、半導体基板すなわち回路素子
と配線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素
子が形成された段階の半導体基板等の半導体基板上に酸
化珪素膜層あるいは窒化珪素膜層が形成された基板が使
用できる。このような半導体基板上に形成された酸化珪
素膜層あるいは窒化珪素膜層を上記ＣＭＰ研磨剤で研磨
することによって、酸化珪素膜層表面の凹凸を解消し、
半導体基板全面にわたって平滑な面とすることができ
る。
と配線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素
子が形成された段階の半導体基板等の半導体基板上に酸
化珪素膜層あるいは窒化珪素膜層が形成された基板が使
用できる。このような半導体基板上に形成された酸化珪
素膜層あるいは窒化珪素膜層を上記ＣＭＰ研磨剤で研磨
することによって、酸化珪素膜層表面の凹凸を解消し、
半導体基板全面にわたって平滑な面とすることができ
る。
【００２８】また、シャロー・トレンチ分離にも使用で
きる。シャロー・トレンチ分離に使用するためには、酸
化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比、酸化珪素
膜研磨速度／窒化珪素膜研磨速度が１０以上であること
が必要である。この比が１０未満では、酸化珪素膜研磨
速度と窒化珪素膜研磨速度の差が小さく、シャロー・ト
レンチ分離をする際、所定の位置で研磨を停止すること
ができなくなるためである。この比が１０以上の場合は
窒化珪素膜の研磨速度がさらに小さくなって研磨の停止
が容易になり、シャロー・トレンチ分離により好適であ
る。また、シャロー・トレンチ分離に使用するために
は、研磨時に傷の発生が少ないことが必要である。
きる。シャロー・トレンチ分離に使用するためには、酸
化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比、酸化珪素
膜研磨速度／窒化珪素膜研磨速度が１０以上であること
が必要である。この比が１０未満では、酸化珪素膜研磨
速度と窒化珪素膜研磨速度の差が小さく、シャロー・ト
レンチ分離をする際、所定の位置で研磨を停止すること
ができなくなるためである。この比が１０以上の場合は
窒化珪素膜の研磨速度がさらに小さくなって研磨の停止
が容易になり、シャロー・トレンチ分離により好適であ
る。また、シャロー・トレンチ分離に使用するために
は、研磨時に傷の発生が少ないことが必要である。
【００２９】研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く
洗浄後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着
した水滴を払い落としてから乾燥させることが好まし
い。このようにして平坦化されたシャーロー・トレンチ
を形成したあと、酸化珪素絶縁膜層の上に、アルミニウ
ム配線を形成し、その配線間及び配線上に再度上記方法
により酸化珪素絶縁膜を形成後、上記ＣＭＰ研磨剤を用
いて研磨することによって、絶縁膜表面の凹凸を解消
し、半導体基板全面にわたって平滑な面とする。この工
程を所定数繰り返すことにより、所望の層数の半導体を
製造する。
洗浄後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着
した水滴を払い落としてから乾燥させることが好まし
い。このようにして平坦化されたシャーロー・トレンチ
を形成したあと、酸化珪素絶縁膜層の上に、アルミニウ
ム配線を形成し、その配線間及び配線上に再度上記方法
により酸化珪素絶縁膜を形成後、上記ＣＭＰ研磨剤を用
いて研磨することによって、絶縁膜表面の凹凸を解消
し、半導体基板全面にわたって平滑な面とする。この工
程を所定数繰り返すことにより、所望の層数の半導体を
製造する。
【００３０】本発明のＣＭＰ研磨剤は、半導体基板に形
成された酸化珪素膜だけでなく、所定の配線を有する配
線板に形成された酸化珪素膜、ガラス、窒化珪素等の無
機絶縁膜、ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、
Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ等を主として含有する膜、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、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡＳ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス
基板、磁気ヘッド等を研磨することができる。
成された酸化珪素膜だけでなく、所定の配線を有する配
線板に形成された酸化珪素膜、ガラス、窒化珪素等の無
機絶縁膜、ポリシリコン、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、ＴｉＮ、
Ｗ、Ｔａ、ＴａＮ等を主として含有する膜、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、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡＳ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス
基板、磁気ヘッド等を研磨することができる。
【００３１】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。
【００３２】実施例１ 炭酸セリウム水和物２kgを白金製容器に入れ、８５０℃
で２時間空気中で焼成することにより酸化セリウムを得
た。酸化セリウム粉末が水に対して６重量％になるよう
に脱イオン水を加え、アクリル酸とアクリル酸メチルを
１：１で共重合した重量平均分子量１０，０００のポリ
アクリル酸アンモニウム塩が酸化セリウム粉末に対して
０．８重量％となるように混合し、横型湿式超微粒分散
粉砕機を用いて１４００min-1で１２０分間粉砕処理を
した（Ａ液）。
で２時間空気中で焼成することにより酸化セリウムを得
た。酸化セリウム粉末が水に対して６重量％になるよう
に脱イオン水を加え、アクリル酸とアクリル酸メチルを
１：１で共重合した重量平均分子量１０，０００のポリ
アクリル酸アンモニウム塩が酸化セリウム粉末に対して
０．８重量％となるように混合し、横型湿式超微粒分散
粉砕機を用いて１４００min-1で１２０分間粉砕処理を
した（Ａ液）。
【００３３】次に、重量平均分子量４、０００のポリア
クリル酸アンモニウム塩が４重量％となるように水と混
合した（Ｂ液）。
クリル酸アンモニウム塩が４重量％となるように水と混
合した（Ｂ液）。
【００３４】ポリウレタン製の研磨布に直径１．６mmの
穴を１平方インチ当たり２３個の割合で均等に形成し
た。Ａ液及びＢ液を体積比１：３の割合で研磨布に滲ま
せた。このときの総量は２００ml/minとした。以上のよ
うにして８インチウエハ上の酸化珪素膜をＣＭＰ研磨装
置で研磨したところ（研磨荷重３０kPa、定盤回転数５
０min-1）、研磨後の膜厚均一性は３％と良好であっ
た。
穴を１平方インチ当たり２３個の割合で均等に形成し
た。Ａ液及びＢ液を体積比１：３の割合で研磨布に滲ま
せた。このときの総量は２００ml/minとした。以上のよ
うにして８インチウエハ上の酸化珪素膜をＣＭＰ研磨装
置で研磨したところ（研磨荷重３０kPa、定盤回転数５
０min-1）、研磨後の膜厚均一性は３％と良好であっ
た。
【００３５】
【発明の効果】請求項１〜３記載のＣＭＰ研磨剤は、高
平坦化可能であり、酸化珪素絶縁膜等の被研磨面を傷な
く、高速に研磨することができ、さらには保存安定性に
優れる。請求項４記載の研磨方法により、基板の被研磨
面を、傷なく研磨し、また膜厚の面内均一性を向上させ
ることが可能となる。
平坦化可能であり、酸化珪素絶縁膜等の被研磨面を傷な
く、高速に研磨することができ、さらには保存安定性に
優れる。請求項４記載の研磨方法により、基板の被研磨
面を、傷なく研磨し、また膜厚の面内均一性を向上させ
ることが可能となる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０ Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化セリウム粒子、分散剤、陰イオン性
の水溶性有機高分子から選ばれた添加剤及び水を含むＣ
ＭＰ研磨剤。 - 【請求項２】 酸化セリウム粒子、分散剤及び水を含む
酸化セリウムスラリー並びに陰イオン性の水溶性有機高
分子から選ばれた添加剤及び水を含む添加液からなる請
求項１記載のＣＭＰ研磨剤。 - 【請求項３】 酸化セリウムスラリー及び添加液を研磨
定盤の研磨布に吐出する直前で混合した請求項２記載の
ＣＭＰ研磨剤。 - 【請求項４】 研磨する膜を形成した基板を研磨定盤の
研磨布に押しあて加圧し、請求項１〜３各項記載のＣＭ
Ｐ研磨剤を研磨布から滲み出し、研磨膜と研磨布の間に
供給しながら、基板と研磨定盤を動かして研磨する膜を
研磨する基板の研磨方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000131550A JP2001308043A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000131550A JP2001308043A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001308043A true JP2001308043A (ja) | 2001-11-02 |
| JP2001308043A5 JP2001308043A5 (ja) | 2006-08-31 |
Family
ID=18640427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000131550A Pending JP2001308043A (ja) | 2000-04-26 | 2000-04-26 | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001308043A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009187984A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Fujimi Inc | 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 |
| WO2013094399A1 (ja) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | コニカミノルタ株式会社 | 研磨材再生方法及び再生研磨材 |
| CN104203497A (zh) * | 2012-02-16 | 2014-12-10 | 柯尼卡美能达株式会社 | 研磨材料再生方法 |
| CN110065006A (zh) * | 2012-07-25 | 2019-07-30 | 柯尼卡美能达株式会社 | 研磨材料再生方法 |
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000131550A patent/JP2001308043A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009187984A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Fujimi Inc | 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 |
| US8518297B2 (en) | 2008-02-01 | 2013-08-27 | Fujimi Incorporated | Polishing composition and polishing method using the same |
| WO2013094399A1 (ja) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | コニカミノルタ株式会社 | 研磨材再生方法及び再生研磨材 |
| CN104010770A (zh) * | 2011-12-22 | 2014-08-27 | 柯尼卡美能达株式会社 | 研磨材料再生方法及再生研磨材料 |
| JPWO2013094399A1 (ja) * | 2011-12-22 | 2015-04-27 | コニカミノルタ株式会社 | 研磨材再生方法及び再生研磨材 |
| US9796894B2 (en) | 2011-12-22 | 2017-10-24 | Konica Minolta, Inc. | Abrasive material regeneration method and regenerated abrasive material |
| CN104203497A (zh) * | 2012-02-16 | 2014-12-10 | 柯尼卡美能达株式会社 | 研磨材料再生方法 |
| US9701878B2 (en) | 2012-02-16 | 2017-07-11 | Konica Minolta, Inc. | Abrasive regeneration method |
| CN110065006A (zh) * | 2012-07-25 | 2019-07-30 | 柯尼卡美能达株式会社 | 研磨材料再生方法 |
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