JP2006140536A - 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳｉＯ_２絶縁膜等の被研磨面を傷なく高速に研磨する酸化セリウム研磨剤を提供する。
【解決手段】５００ｎｍ以上の粒子径の含有量が３〜４０体積％の酸化セリウム粒子、水、及び分散剤を含む半導体基板研磨用またはＳｉＯ_２絶縁膜研磨用酸化セリウム研磨剤、およびこれらの酸化セリウム研磨剤を用いて半導体基板研磨用やＳｉＯ_２絶縁膜を研磨する研磨法。
【選択図】なし

Description

本発明は、酸化セリウム研磨剤及び基板の研磨法に関する。

従来、半導体装置の製造工程において、プラズマ−ＣＶＤ、低圧−ＣＶＤ等の方法で形成されるＳｉＯ_２絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するための化学機械研磨剤として、コロイダルシリカ系の研磨剤が一般的に検討されている。コロイダルシリカ系の研磨剤は、シリカ粒子を四塩化珪酸を熱分解する等の方法で粒成長させ、アルカリ溶液でｐＨ調整を行って製造している。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充分な速度を持たず、実用化には低研磨速度という技術課題がある。

一方、フォトマスクやレンズ等のガラス表面研磨として、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。また、酸化セリウムは強い酸化剤として知られるように、化学的活性な性質を有している。この利点を活かし、絶縁膜用化学機械研磨剤への適用が有用である。しかしながら、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤は、不純物を多く含有す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。さらに、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤をそのまま無機絶縁膜研磨に適用すると、酸化セリウム粒子径（一次粒子や凝集粒子）が大きく、そのため絶縁膜表面に目視で観察できる研磨傷が入ってしまう。

本発明は、ＳｉＯ_２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酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法を提供するものである。

本発明の酸化セリウム研磨剤は、酸化セリウム粒子、分散剤、及び水を含むものである。酸化セリウムは炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、しゅう酸塩等のセリウム化合物を焼成または溶解−酸化することによって得られる。本発明の酸化セリウム研磨剤を構成する酸化セリウム粒子は、５００ｎｍ以上の粒子径の含有量が全酸化セリウム粒子の３〜４０体積％のもので、高速研磨が可能で研磨傷を防止できる。粒子径の中央値が１５０〜４５０ｎｍであることが好ましい。酸化セリウム粒子の粒子径は、レーザー回折法（例えば測定装置、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製 Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｌｕｓ、光源Ｈｅ−Ｎｅレーザー、粒子の屈折率１．９２８５、吸収０で測定）で測定する。中央値は、体積粒子径分布の中央値であり、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していき５０％になったときの粒子径を意味する。すなわち、ある区間Δの粒子径の範囲に体積割合Ｖｉ％の量の粒子が存在するとき、区間Δの平均粒子径をｄｉとすると粒子径ｄｉの粒子がＶｉ体積％存在するとする。粒子径ｄｉの小さい方から粒子の存在割合Ｖｉ（体積％）を積算していき、Ｖｉ＝５０％になったときのｄｉを中央値とする。酸化セリウム研磨剤中の酸化セリウム粒子は、９９体積％以上が３０００ｎｍ以下であることが好ましい。本発明の基板の研磨法は、上記の酸化セリウム研磨剤で所定の基板、例えばＳｉＯ_２絶縁膜が形成された基板で研磨することを特徴とするものである。本発明は、粒子径を制御した酸化セリウム粒子を含む酸化セリウム研磨剤が、ＳｉＯ_２絶縁膜等の被研磨面を傷なく高速に研磨することを見い出したことによりなされたものである。

本発明の研磨剤により、ＳｉＯ_２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となる。

本発明の酸化セリウム研磨剤を構成する酸化セリウム粒子は、粒子径５００ｎｍ以上の含有量が５〜４０体積％であり、粒子径の中央値が１５０〜４５０ｎｍであることが好ましい。本発明の酸化セリウム研磨剤は、粒子径５００ｎｍ以上の含有量が５〜４０体積％とサブミクロンの粒子が多いために、自然沈降で測定すると測定時間が１か月以上となるため、沈降測定の場合は、遠心沈降法が好ましい。酸化セリウム研磨剤中の酸化セリウム粒子は、９９体積％以上が３０００ｎｍ以下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、アルカリ金属およびハロゲン類の含有率は、１０ｐｐｍ以下に抑えることが好ましい。

本発明において、酸化セリウム粉末を作製する方法として、焼成法またはセリウム化合物水溶液の酸化法が使用できる。焼成温度は、６００℃以上９００℃以下が好ましい。セリウム化合物水溶液中で酸化する方法としては、セリウム水溶液に硝酸等の酸及び過酸化水素水等の酸化剤を加える方法がある。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、例えば化学工学業論文集第６巻第５号（１９８０）５２７〜５３２頁に説明されている。

本発明における酸化セリウムスラリーは、例えば上記の特徴を有する酸化セリウム粒子とポリアクリル酸アンモニウム塩を含む分散剤と水からなる組成物を分散させ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、懸濁液の取り扱いやすさから０．５以上２０重量％以下の範囲が好ましい。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Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属および、ハロゲン、イオウを含まないものとしてポリアクリル酸アンモニウム塩が好ましい。また、ポリアクリル酸アンモニウム塩と水溶性有機高分子類（ポリグリセリン脂肪酸エステル等）、水溶性陰イオン性界面活性剤（アルキルエーテルカルボン酸塩）、水溶性非イオン性界面活性剤（ポリエチレングリコールモノステアレート等）、水溶性アミン類（モノエタノールアミン等）から選ばれた少なくとも１種類を含む２種類以上の分散剤を使用してもよい。これらの分散剤添加量は、スラリー中の粒子の分散性および沈降防止、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１００重量部に対して０．０１以上２．０重量部以下の範囲が好ましい。ポリアクリル酸アンモニウム塩の分子量（重量平均分子量）は、１０００〜１００００が好ましく、３０００〜８０００がより好ましい。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、通常の撹拌機による分散処理の他にホモジナイザ−、超音波分散機、ビーズミル、遊星ボールミル、振動ミル等を用いることができる。分散後のスラリー中の大きな凝集粒子を分級により除去する方法としては、沈降分離法、液体サイクロン、フィルターろ過等を用いることができる。

本発明の酸化セリウム研磨剤は、上記スラリ−をそのまま使用してもよいが、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノ−ルアミン、アミノエチルエタノ−ルアミン等の添加剤を添加して研磨剤とすることができる。

本発明の酸化セリウム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ＳｉＯ_２絶縁膜形成は、Ｓｉ源としてモノシラン：ＳｉＨ_４、酸素源として酸素：Ｏ_２を用いる。このＳｉＨ_４−Ｏ_２系酸化反応を４００℃程度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、ＳｉＨ_４−Ｏ_２−ＰＨ_３系反応ガスを用いることが好ましい。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ＳｉＨ_４、酸素源としてＮ_２Ｏを用いたＳｉＨ_４−Ｎ_２Ｏ系ガスとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）をＳｉ源に用いたＴＥＯＳ−Ｏ_２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。このように、本発明のＳｉＯ_２絶縁膜にはリン、ホウ素等の元素がド−プされていても良い。

所定の基板として、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、ＳｉＯ_２絶縁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ＳｉＯ_２絶縁膜層を、上記酸化セリウム研磨剤で研磨することによって、ＳｉＯ_２絶縁膜層表面の凹凸を解消し、半導体基板全面に渡って平滑な面とする。ここで、研磨する装置としては、半導体基板を保持するホルダーと研磨布（パッド）を貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある）定盤を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等が使用でき、特に制限がない。また、研磨布には、スラリーが溜まる様な溝加工を施すことが好ましい。研磨条件には制限はないが、定盤の回転速度は、半導体が飛び出さない様に１００ｒｐｍ以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力は、研磨後に傷が発生しない様に１ｋｇ／ｃｍ^２以下が好ましい。研磨している間、研磨布にはスラリーをポンプ等で連続的に供給する。この供給量には制限はないが、研磨布の表面が常にスラリーで覆われていることが好ましい。

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ＳｉＯ_２絶縁膜層の上に、第２層目のアルミニウム配線を形成し、その配線間および配線上に再度上記方法により、ＳｉＯ_２絶縁膜を形成後、上記酸化セリウム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、半導体基板全面に渡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。

本発明の酸化セリウム研磨剤は、半導体基板に形成されたＳｉＯ_２絶縁膜だけでなく、所定の配線を有する配線板に形成されたＳｉＯ_２絶縁膜、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜、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−の端面、シンチレ−タ等の光学用単結晶、固体レ−ザ単結晶、青色レ−ザＬＥＤ用サファイア基板、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等を研磨するために使用される。このように本発明において所定の基板とは、ＳｉＯ_２絶縁膜が形成された半導体基板、ＳｉＯ_２絶縁膜が形成された配線板、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜が形成された基板、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−の端面、シンチレ−タ等の光学用単結晶、固体レ−ザ単結晶、青色レ−ザＬＥＤ用サファイア基板、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等を含む。

実施例１
（酸化セリウム粒子の作製１）
炭酸セリウム水和物２ｋｇを白金製容器に入れ、８００℃で２時間空気中で焼成することにより、黄白色の粉末を約１ｋｇ得た。この粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ、酸化セリウムであることを確認した。焼成粉末粒子径は３０〜１００μｍであった。焼成粉末粒子表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、酸化セリウムの粒界が観察された。粒界に囲まれた酸化セリウム一次粒子径を測定したところ、その分布の中央値が１９０ｎｍ、最大値が５００ｎｍであった。焼成粉末についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．０８０、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．２２３であった。酸化セリウム粉末１ｋｇをジェットミルを用いて乾式粉砕を行った。粉砕粒子について走査型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径と同等サイズの小さな粒子の他に、１μｍから３μｍの大きな粉砕粒子と０．５から１μｍの粉砕粒子が混在していた。これらの粉砕粒子は、一次粒子の凝集体ではない。粉砕粒子についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．０８５、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．２６４であった。この結果、粉砕による一次粒子径変量は殆どなく、また粉砕により粒子に歪みが導入されていた。さらに、ＢＥＴ法による比表面積測定の結果、１０ｍ^２／ｇであることがわかった。

（酸化セリウム粒子の作製２）
酸化セリウム粒子の作製１で用いたのと同じ炭酸セリウム水和物２ｋｇを白金製容器に入れ、７５０℃で２時間空気中で焼成することにより、黄白色の粉末を約１ｋｇ得た。この粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ、酸化セリウムであることを確認した。焼成粉末粒子径は３０〜１００μｍであった。焼成粉末粒子表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、酸化セリウムの粒界が観察された。粒界に囲まれた酸化セリウム一次粒子径を測定したところ、その分布の中央値が１４１ｎｍ、最大値が４００ｎｍであった。焼成粉末についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＲＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．１０１、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．２２３であった。酸化セリウム粉末１ｋｇをジェットミルを用いて乾式粉砕を行った。粉砕粒子について走査型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径と同等サイズの小さな粒子の他に、１μｍから３μｍの大きな粉砕粒子と０．５から１μｍの粉砕粒子が混在していた。これらの粉砕粒子は、一次粒子の凝集体ではない。粉砕粒子についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．１０４、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．３１５であった。この結果、粉砕による一次粒子径変量は殆どなく、また粉砕により粒子に歪みが導入されていた。さらに、ＢＥＴ法による比表面積測定の結果、１６ｍ^２／ｇであることがわかった。

（酸化セリウムスラリーの作製）
上記作製１、２の酸化セリウム粒子１ｋｇとポリアクリル酸アンモニウム塩水溶液（４０重量％）２３ｇと脱イオン水８９７７ｇを混合し、撹拌しながら超音波分散を１０分間施した。得られたスラリーを５μｍフィルターでろ過をし、さらに脱イオン水を加えることにより３ｗｔ％研磨剤を得た。スラリーｐＨは８．３であった。スラリー粒子の粒度分布をレーザー回折法（測定装置：Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製 Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｍｉｃｒｏｐｌｕｓ、光源Ｈｅ−Ｎｅレーザー、粒子の屈折率１．９２８５、吸収０で測定）を用いて調べたところ、中央値が酸化セリウム粒子の作製１によるスラリーは２００ｎｍ、酸化セリウム粒子の作製２によるスラリーは２８０ｎｍであった。５００ｎｍ以上の粒子の含有量は、酸化セリウム粒子の作製１によるスラリーが１３．４体積％、酸化セリウム粒子の作製２によるスラリーが３７．８体積％、最大粒子径は共に１９５０ｎｍであった。スラリーの分散性およびスラリー粒子の電荷を調べるため、スラリーのゼータ電位を調べた。両側に白金製電極を取り付けてある測定セルに酸化セリウムスラリーを入れ、両電極に１０Ｖの電圧を印加した。電圧を印加することにより電荷を持ったスラリー粒子は、その電荷と反対の極を持つ電極側に移動する。この移動速度を求めることにより、粒子のゼータ電位を求めることができる。ゼータ電位測定の結果、それぞれマイナスに荷電し、−３８ｍＶ、−５５ｍＶと絶対値が大きく分散性が良好であることを確認した。

（絶縁膜層の研磨）
保持する基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ_２絶縁膜を形成させたＳｉウエハをセットし、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッドを貼り付けた定盤上に、絶縁膜面を下にしてホルダーを載せ、さらに加工荷重が３００ｇ／ｃｍ^２になるように重しを載せた。定盤上に、上記の酸化セリウムスラリー（固形分：３重量％）を５０ｃｃ／ｍｉｎの速度で滴下しながら、定盤を３０ｒｐｍで２分間回転させ、絶縁膜を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外して、流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０分間洗浄した。洗浄後、ウエハをスピンドライヤーで水滴を除去し、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚変化を測定した結果、この研磨によりそれぞれ６２０ｎｍ、６４０ｎｍ（研磨速度：３１０ｎｍ／ｍｉｎ、３２０ｎｍ／ｍｉｎ）の絶縁膜が削られ、ウエハ全面に渡って均一の厚みになっていることがわかった。また、光学顕微鏡を用いて絶縁膜表面を観察したところ、明確な傷は見られなかった。

実施例２
（酸化セリウム粒子の作製）
炭酸セリウム水和物２ｋｇを白金製容器に入れ、８００℃で２時間空気中で焼成することにより、黄白色の粉末を約１ｋｇ得た。この粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ、酸化セリウムであることを確認した。焼成粉末粒子径は３０〜１００μｍであった。焼成粉末粒子表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、酸化セリウムの粒界が観察された。粒界に囲まれた酸化セリウム一次粒子径を測定したところ、その分布の中央値が１９０ｎｍ、最大値が５００ｎｍであった。焼成粉末についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．０８０、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．２２３であった。酸化セリウム粉末１ｋｇをジェットミルを用いて乾式粉砕を行った。粉砕粒子について走査型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径と同等サイズの小さな粒子の他に、１μｍから３μｍの大きな粉砕粒子と０．５から１μｍの粉砕粒子が混在していた。これらの粉砕粒子は、一次粒子の凝集体ではない。粉砕粒子についてＸ線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．０８５、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．２６４であった。この結果、粉砕による一次粒子径変量は殆どなく、また粉砕により粒子に歪みが導入されていた。さらに、ＢＥＴ法による比表面積測定の結果、１０ｍ^２／ｇであることがわかった。

（酸化セリウムスラリーの作製）
上記の酸化セリウム粒子１ｋｇとポリアクリル酸アンモニウム塩水溶液（４０重量％）２３ｇと脱イオン水８９７７ｇを混合し、撹拌しながら超音波分散を１０分間施した。得られたスラリーを１μｍフィルターでろ過をし、さらに脱イオン水を加えることにより３ｗｔ％研磨剤を得た。スラリーｐＨは８．３であった。スラリー粒子の粒度分布をレーザー回折法を用いて調べたところ、中央値が２００ｎｍ、５００ｎｍ以上の含有量は５．１体積％、最大粒子径は７８０ｎｍであった。スラリーの分散性およびスラリー粒子の電荷を調べるため、スラリーのゼータ電位を調べた。両側に白金製電極を取り付けてある測定セルに酸化セリウムスラリーを入れ、両電極に１０Ｖの電圧を印加した。電圧を印加することにより電荷を持ったスラリー粒子は、その電荷と反対の極を持つ電極側に移動する。この移動速度を求めることにより、粒子のゼータ電位を求めることができる。ゼータ電位測定の結果、マイナスに荷電し、−５０ｍＶと絶対値が大きく分散性が良好であることを確認した。

（絶縁膜層の研磨）
保持する基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ_２絶縁膜を形成させたＳｉウエハをセットし、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッドを貼り付けた定盤上に、絶縁膜面を下にしてホルダーを載せ、さらに加工荷重が３００ｇ／ｃｍ^２になるように重しを載せた。定盤上に、上記の酸化セリウムスラリー（固形分：３重量％）を５０ｃｃ／ｍｉｎの速度で滴下しながら、定盤を３０ｒｐｍで２分間回転させ、絶縁膜を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外して、流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０分間洗浄した。洗浄後、ウエハをスピンドライヤーで水滴を除去し、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚変化を測定した結果、この研磨により６００ｎｍ（研磨速度：３００ｎｍ／ｍｉｎ）の絶縁膜が削られ、ウエハ全面に渡って均一の厚みになっていることがわかった。また、光学顕微鏡を用いて絶縁膜表面を観察したところ、明確な傷は見られなかった。

比較例１
実施例２で用いたのと同じ酸化セリウム粒子１ｋｇとポリアクリル酸アンモニウム塩水溶液（４０重量％）２３ｇと脱イオン水８９７７ｇを混合し、撹拌しながら超音波分散を１０分間施し、さらに脱イオン水を加えることにより３ｗｔ％研磨剤を得た。スラリーｐＨは８．２であった。スラリー粒子の粒度分布をレーザー回折法を用いて調べたところ、中央値は６００ｎｍ、５００ｎｍ以上の含有量は５６体積％、最大粒子径は３３００ｎｍであった。スラリーの分散性およびスラリー粒子の電荷を調べるため、スラリーのゼータ電位を調べた。両側に白金製電極を取り付けてある測定セルに酸化セリウムスラリーを入れ、両電極に１０Ｖの電圧を印加した。電圧を印加することにより電荷を持ったスラリー粒子は、その電荷と反対の極を持つ電極側に移動する。この移動速度を求めることにより、粒子のゼータ電位を求めることができる。ゼータ電位測定の結果、マイナスに荷電し、−３５ｍＶと絶対値が大きく分散性が良好であることを確認した。

（絶縁膜層の研磨）
保持する基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ_２絶縁膜を形成させたＳｉウエハをセットし、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッドを貼り付けた定盤上に、絶縁膜面を下にしてホルダーを載せ、さらに加工荷重が３００ｇ／ｃｍ^２になるように重しを載せた。定盤上に、上記の酸化セリウムスラリー（固形分：３重量％）を５０ｃｃ／ｍｉｎの速度で滴下しながら、定盤を３０ｒｐｍで２分間回転させ、絶縁膜を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外して、流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０分間洗浄した。洗浄後、ウエハをスピンドライヤーで水滴を除去し、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚変化を測定した結果、この研磨により７８０ｎｍ（研磨速度：３４０ｎｍ／ｍｉｎ）の絶縁膜が削られ、ウエハ全面に渡って均一の厚みになっていることがわかった。光学顕微鏡を用いて絶縁膜表面を観察したところ、幅の狭い傷がウエハ前面にわたって無数に見られた。

比較例２
実施例と同様にＴＥＯＳ−ＣＶＤ法で作製したＳｉＯ_２絶縁膜を形成させたＳｉウエハについて、市販シリカスラリー（キャボット社製、商品名ＳＳ２２５）を用いて研磨を行った。この市販スラリーのｐＨは１０．３で、ＳｉＯ_２粒子を１２．５ｗｔ％含んでいるものである。研磨条件は実施例と同一である。その結果、研磨による傷は見られず、また均一に研磨がなされたが、２分間の研磨により１５０ｎｍ（研磨速度：７５ｎｍ／ｍｉｎ）の絶縁膜層しか削れなかった。

Claims (6)

1. ５００ｎｍ以上の粒子径の含有量が３〜４０体積％の酸化セリウム粒子、水、及び分散剤を含む半導体基板研磨用酸化セリウム研磨剤。
2. ５００ｎｍ以上の粒子径の含有量が３〜４０体積％の酸化セリウム粒子、水、及び分散剤を含むＳｉＯ_２絶縁膜研磨用酸化セリウム研磨剤。
3. 酸化セリウム粒子の９９体積％以上が３０００ｎｍ以下である請求項１記載または請求項２記載の酸化セリウム研磨剤。
4. 粒子径の中央値が１５０〜４５０ｎｍである酸化セリウム粒子を含む請求項１〜３のいずれかに記載の酸化セリウム研磨剤。
5. 請求項１、請求項３または請求項４のいずれかに記載の酸化セリウム研磨剤で半導体基板を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨法。
6. 請求項２〜４のいずれかに記載の酸化セリウム研磨剤で、ＳｉＯ_２絶縁膜を研磨することを特徴とするＳｉＯ_２絶縁膜の研磨法。