JP2021042377A - 研磨剤、研磨スラリーおよび半導体素子の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、研磨剤、研磨スラリーおよび半導体素子の製造方法に関する。【解決手段】炭素ナノ粒子および前記炭素ナノ粒子の表面に位置する正電荷性高分子を含む炭素研磨剤、前記炭素研磨剤を含む研磨スラリーおよびこれを用いた半導体素子の製造方法を提供する。【選択図】図４

Description

本発明は、研磨剤、研磨スラリーおよび半導体素子の製造方法に関する。
近来、電子機器の小型化およびそれに伴う集積回路の微細化によって数ナノメートル幅の金属配線または浅いトレンチ隔離（ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）のような微細構造物を形成する多様な方法が研究されている。
このような微細構造物を形成する段階で微細構造物の平坦な表面を作るために研磨工程が行われる。研磨工程のうちの１つとして、化学機械的研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）が挙げられる。化学機械的研磨は、研磨工程を行う半導体基板と研磨パッドとの間に研磨剤を含む研磨スラリー（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｓｌｕｒｒｙ）を提供した後、半導体基板を研磨パッドに接触させて基板の表面を平坦化する工程である。
本発明の一実施形態は、構造物の損傷および形態変形を減らしながら研磨性能を改善できる研磨スラリーを提供する。
本発明の他の実施形態は、前記研磨剤を含む研磨スラリーを提供する。
本発明のさらに他の実施形態は、前記研磨スラリーを用いた半導体素子の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態によれば、炭素ナノ粒子および前記炭素ナノ粒子の表面に位置する正電荷性高分子を含む炭素研磨剤を提供する。
前記炭素ナノ粒子は、フラーレンまたはその誘導体、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンドットまたはこれらの組み合わせを含むことができる。
前記炭素ナノ粒子の平均粒径は約３ｎｍ未満であり得る。
前記炭素研磨剤の平均粒径は、前記炭素ナノ粒子の平均粒径より約２倍〜１０倍大きいことがある。
前記炭素研磨剤の平均粒径は約２ｎｍ〜１０ｎｍであり得る。
前記正電荷性高分子は、水に溶かすかまたは分散できる高分子またはオリゴマーであり得る。
前記正電荷性高分子は窒素含有官能基を含むことができる。
前記窒素含有官能基はアミノ基、アミン基、アンモニウムおよび窒素含有ヘテロ環基のうちの少なくとも一つを含むことができる。
前記正電荷性高分子は、ポリビニルピロリドンまたはその誘導体を含むことができる。
前記ポリビニルピロリドンまたはその誘導体の重量平均分子量は約３，０００〜１５０，０００（ｇ／ｍｏｌ）であり得る。
前記正電荷性高分子は、前記炭素ナノ粒子の表面に付着しているかまたは前記炭素ナノ粒子の表面に結合している。
前記炭素ナノ粒子は、前記正電荷性高分子によってパッシベーションされている。
前記炭素ナノ粒子と前記正電荷性高分子の重量比は約１：５〜１：１，０００であり得る。
前記炭素研磨剤は水中で正電荷性を有することができる。
本発明の他の実施形態によれば、前記炭素研磨剤を含む研磨スラリーを提供する。
前記研磨スラリーは酸化剤、キレート剤、界面活性剤、分散剤、ｐＨ調節剤、溶媒またはこれらの組み合わせをさらに含むことができる。
本発明のさらに他の実施形態によれば、基板上に第１材料を含む第１層を形成する段階と、前記第１層に複数のトレンチを形成する段階と、前記第１層の上部および前記トレンチの内部に前記第１材料と異なる第２材料を含む第２層を形成する段階と、前記研磨スラリーを使用して前記第２層の表面を化学機械的研磨する段階と、を含む半導体素子の製造方法を提供する。
前記第２材料は金属または絶縁体であり得る。
前記第１材料はシリコン窒化物であり得、前記第２材料はシリコン酸化物であり得る。
前記研磨スラリーの前記第１層に対する前記第２層の研磨選択比は約５００以上であり得る。
既存の酸化物研磨剤を代替して、構造物の損傷および形態変形を減らしながら研磨選択比を改善することができる。
本発明の一実施形態による半導体素子の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の製造方法を示す断面図である。
以下、本発明の実施例について当該技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、実際に適用される構造は様々な異なる形態で具現され、ここで説明する実施例に限定されない。
図面では様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。明細書全体にわたって類似の構成要素については同一の参照符号を付与した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上に」あるというとき、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上」にあるというときは、その中間に他の部分がないことを意味する。
以下、「高分子」は、高分子とオリゴマーを含む。
以下、本発明の一実施形態による研磨剤（ａｂｒａｓｉｖｅ）について説明する。
本発明の一実施形態による研磨剤は、炭素研磨剤であり得、炭素研磨剤は、炭素ナノ粒子および炭素ナノ粒子の表面に位置する高分子を含むことができる。
炭素ナノ粒子は、炭素からなるかまたは炭素を含むナノ粒子であり得、例えば、炭素からなるかまたは炭素を主成分として含む２次元または３次元形状のナノ粒子であり得る。
炭素ナノ粒子は、約１０ｎｍ未満の平均粒径を有する微細粒子であり得、上記の範囲内で約８ｎｍ未満、約７ｎｍ未満、約５ｎｍ未満、例えば約３ｎｍ未満、例えば約２ｎｍ未満、例えば約１ｎｍ未満の平均粒径を有することができ、例えば約０．０１ｎｍ以上１０ｎｍ未満、約０．０１ｎｍ以上８ｎｍ未満、約０．０１ｎｍ以上７ｎｍ未満、約０．０１ｎｍ以上５ｎｍ未満、約０．０１ｎｍ以上３ｎｍ未満、約０．０１ｎｍ以上２ｎｍ未満または約０．０１ｎｍ以上１ｎｍ未満の平均粒径を有することができる。
炭素ナノ粒子は、例えば、フラーレンまたはその誘導体、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンドットまたはこれらの組み合わせを含むことができる。
一例として、炭素ナノ粒子はフラーレンまたはフラーレン誘導体であり得る。フラーレンは、例えばＣ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６またはＣ７８であり得るが、これらに限定されるものではない。
一例として、フラーレン誘導体は親水性フラーレンであり得、親水性フラーレンは、フラーレンコアに少なくとも一つの親水性官能基が結合した構造であり得る。フラーレンコアは、例えばＣ６０、Ｃ７０、Ｃ７４、Ｃ７６またはＣ７８であり得るが、これらに限定されるものではない。親水性官能基は、例えばヒドロキシル基（ｈｙｄｒｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐ）、アミノ基（ａｍｉｎｏ ｇｒｏｕｐ）、カルボニル基（ｃａｒｂｏｎｙｌ ｇｒｏｕｐ）、カルボキシ基（ｃａｒｂｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐ）、スルフヒドリル基（ｓｕｌｆｈｙｄｒｙｌ ｇｒｏｕｐ）およびリン酸基（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｇｒｏｕｐ）から選択される少なくとも一つであり得るが、これらに限定されるものではない。親水性官能基は、例えばヒドロキシル基であり得る。
親水性フラーレンは、フラーレンコア当たり、平均２個以上の親水性官能基が結合し得、例えば平均２個〜４４個の親水性官能基が結合し得、例えば平均８個〜４４個の親水性官能基が結合し得、例えば平均１２個〜４４個の親水性官能基が結合し得、例えば平均２４個〜４４個の親水性官能基が結合し得、例えば平均２４個〜４０個の親水性官能基が結合し得、例えば平均２４個〜３８個の親水性官能基が結合し得、例えば平均３２個〜４４個の親水性官能基が結合し得、例えば平均３２個〜４０個の親水性官能基が結合し得、例えば平均３２個〜３８個の親水性官能基が結合し得る。
一例として、親水性フラーレンは水酸化フラーレンであり得、例えばＣｘ（ＯＨ）ｙ（ここで、ｘは６０、７０、７４、７６または７８であり、ｙは２〜４４である）で表される。ここで、水酸化フラーレンの水酸基の平均個数は元素分析、熱重量分析、分光分析または質量分析などの方法で確認することができ、例えば、液体クロマトグラフィー質量スペクトル（ＬＣＭＳ）で最も高い２つのピークの平均値であり得る。
一例として、親水性フラーレンは、Ｃｘ（ＯＨ）ｙ（ここで、ｘは６０、７０、７４、７６または７８であり、ｙは１２〜４４である）で表される水酸化フラーレンであり得る。
一例として、親水性フラーレンは、Ｃｘ（ＯＨ）ｙ（ここで、ｘは６０、７０、７４、７６または７８であり、ｙは２４〜４４である）で表される水酸化フラーレンであり得る。
一例として、親水性フラーレンは、Ｃｘ（ＯＨ）ｙ（ここで、ｘは６０、７０、７４、７６または７８であり、ｙは３２〜４４である）で表される水酸化フラーレンであり得る。
高分子は、炭素ナノ粒子の表面に位置し、炭素ナノ粒子の表面に付着しているかまたは炭素ナノ粒子の表面に結合し得る。一例として、高分子は炭素ナノ粒子の少なくとも一部を取り囲んでおり、例えば、炭素ナノ粒子は高分子によってパッシベーションされている。
高分子は、炭素ナノ粒子の表面に安定的に付着または結合できる高分子から選択される。高分子は、水に溶かすかまたは分散できる高分子から選択される。これにより、研磨剤は、研磨スラリーで水に効果的に溶かすかまたは分散できる。
一例として、高分子は電荷性高分子であり得る。電荷性高分子は、構造単位の少なくとも一部に電荷を帯びる高分子であり得る。
一例として、高分子は正電荷性高分子であり得る。正電荷性高分子は、構造単位の少なくとも一部に正の電荷を帯びる高分子であり得る。正電荷性高分子は、炭素ナノ粒子の少なくとも一部を取り囲んでおり、例えば、炭素ナノ粒子は正電荷性高分子によってパッシベーションされている。
正電荷性高分子は、例えば窒素含有官能基を含むことができ、例えばアミノ基、アミン基、アンモニウムおよび窒素含有ヘテロ環基のうちの少なくとも一つを含むことができる。
一例として、正電荷性高分子は、ポリオレフィンなどの炭化水素主鎖に窒素含有官能基を有する側鎖を含む構造単位を含むことができ、例えば、ポリオレフィンなどの炭化水素主鎖にアミノ基、アミン基、アンモニウムおよび窒素含有ヘテロ環基のうちの少なくとも一つを有する側鎖を含む構造単位を含むことができる。
正電荷性高分子は、例えばビニルピロリドン（ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）に由来する少なくとも一つの構造単位を有することができ、例えば、ポリビニルピロリドン（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＰＶＰ）またはその誘導体であり得る。ポリビニルピロリドンまたはその誘導体の重量平均分子量は、例えば約３，０００〜１５０，０００（ｇ／ｍｏｌ）であり得、上記の範囲内で約６，０００〜１５０，０００（ｇ／ｍｏｌ）または約１０，０００〜１５０，０００（ｇ／ｍｏｌ）であり得る。
高分子は、多様な方法で炭素ナノ粒子の表面に付着または結合する。
一例として、高分子は、炭素ナノ粒子の表面に直接コーティングまたはパッシベーションされ得る。例えば、炭素ナノ粒子が分散した炭素ナノ粒子分散液と、高分子が溶解または分散している高分子溶液とをそれぞれ準備し、これらを混合した後、水に分散させて高分子でコーティングまたはパッシベーションされた炭素ナノ粒子を得ることができる。
炭素ナノ粒子分散液は、炭素ナノ粒子を芳香族炭化水素溶剤で分散させて得ることができ、芳香族炭化水素溶剤としては、例えばトルエン、キシレン、ベンゼン、クロロベンゼン、ナフタレンまたはこれらの混合物が挙げられ、例えば、１−クロロナフタレン（１−ｃｈｌｏｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、１−メチルナフタレン（１−ｍｅｔｈｙｌｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、１，２−ジクロロベンゼン（１，２−ｄｉｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、１，２，４−トリメチルベンゼン（１，２，４−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ）、テトラヒドロナフタレン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ）、二硫化炭素（ｃａｒｂｏｎ ｄｉｓｕｌｆｉｄｅ）、１，２，３−トリブロモプロパン（１，２，３−ｔｒｉｂｒｏｍｏｐｒｏｐａｎｅ）、クロロベンゼン（ｃｈｌｏｒｏｂｅｎｚｅｎｅ）、ｐ−キシレン（ｐ−ｘｙｌｅｎｅ）、ブロモホルム（ｂｒｏｍｏｆｏｒｍ）、クメン（ｃｕｍｅｎｅ）、ベンゼン（ｂｅｎｚｅｎｅ）またはこれらの混合物であり得る。炭素ナノ粒子分散液の濃度は約０．１〜１０重量％であり、上記の範囲内で約０．３〜７重量％または約０．５〜３重量％である。
高分子溶液は高分子を例えば、親水性溶媒に溶解または分散させて得ることができ、親水性溶媒は、例えばエタノールなどのアルコールであり得る。炭素ナノ粒子分散液と高分子溶液の混合比率は約１：１〜１：１０（ｗ／ｗ）であり、上記の範囲内で約１：１〜１：５または約１：１〜１：３である。水に分散した高分子でコーティングまたはパッシベーションされた炭素ナノ粒子の濃度は約１〜３０重量％であり、上記の範囲内で約３〜２５重量％または約５〜２０重量％である。
他の例として、高分子は、炭素ナノ粒子の表面で重合して得ることができる。重合は、例えばグラフト重合であり得る。例えば、炭素ナノ粒子が分散した炭素ナノ粒子分散液を準備し、炭素ナノ粒子分散液にモノマーと重合開始剤を入れて反応させて、高分子でコーティングまたはパッシベーションされた炭素ナノ粒子を得ることができる。
炭素ナノ粒子分散液は、上述のとおり準備される。
モノマーは１種以上であり得、例えば陽イオン性高分子を得ることができるモノマーを１種以上含むことができ、例えば正の電荷を帯びるモノマーを１種以上含むことができ、例えば窒素含有官能基を含むモノマーを１種以上含むことができ、例えばアミノ基、アミン基、アンモニウムおよび窒素含有ヘテロ環基のうちの少なくとも一つを含むモノマーを１種以上含むことができる。例えばモノマーはビニルピロリドン（ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）を含むことができ、例えばＮ−ビニルピロリドンを含むことができる。モノマーは、炭素ナノ粒子に対して約３０〜１，０００当量添加され、上記の範囲内で約５０〜８００当量または約１００〜５００当量添加される。
重合開始剤は、例えば熱重合開始剤または光重合開始剤であり得、例えば熱重合開始剤であり得る。重合開始剤としては、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ａｚｏｂｉｓｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）などのアゾ化合物；ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオキシピバレート（ｔ−ｂｕｔｙｌｐｅｒｏｘｙｐｉｖａｌａｔｅ）、ｔ−ブチルパーオキシエチルヘキサノエート、１，１’−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートなどの有機過酸化物；および過酸化水素などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。重合開始剤は、重合開始剤としての機能を十分に発揮することができ、かつ結晶が析出しない範囲の含有量を添加することができ、例えば炭素ナノ粒子１００重量部に対して約０．０１〜２０重量部添加される。
反応は、例えば約３０℃〜９０℃で約１時間〜４０時間行うことができ、上記の範囲内で約５０℃〜７０℃で約５時間〜２０時間行うことができる。前記反応により、高分子でコーティングまたはパッシベーションされた炭素ナノ粒子が得られる。
炭素研磨剤に含まれている炭素ナノ粒子と高分子の重量比は約１：２〜約１：１，０００であり、上記の範囲内で約１：５〜約１：１，０００、約１：５〜１：５００、約１：１０〜１：３００または約１：１０〜１：１００である。
炭素研磨剤は、上述のように炭素ナノ粒子の表面にコーティングまたはパッシベーションされた高分子を含むことによって炭素ナノ粒子よりも大きいことがある。これにより、炭素研磨剤の平均粒径は炭素ナノ粒子の平均粒径よりも大きいことがあり、例えば炭素研磨剤の平均粒径は炭素ナノ粒子の平均粒径より約２倍以上大きいことがあり、約３倍以上または約５倍以上大きいことがあり、約２倍〜２０倍、約２倍〜１５倍、約２倍〜１０倍、約３倍〜２０倍、約３倍〜１５倍、約３倍〜１０倍、約５倍〜２０倍、約５倍〜１５倍または約５倍〜１０倍大きいことがある。
炭素研磨剤の平均粒径は約２ｎｍ〜２０ｎｍであり、上記の範囲内で約３ｎｍ〜２０ｎｍ、約４ｎｍ〜２０ｎｍ、約２ｎｍ〜１０ｎｍ、約３ｎｍ〜１０ｎｍ、約４ｎｍ〜１０ｎｍまたは約４ｎｍ〜８ｎｍであり得る。ここで炭素研磨剤の平均粒径は、レーザ回折式粒度分析計で測定して得られた体積分布の中間値であり、例えばレーザ回折式粒度分析計としてＺｅｔａｓｉｚｅｒ（Ｍａｌｖｅｒｎ社製）を使用することができる。
炭素研磨剤は、上述のように正電荷性高分子を含むので、表面に正電荷を帯びた正電荷性炭素研磨剤であり得る。例えば、炭素研磨剤は、水中で正電荷性を帯びた正電荷性炭素研磨剤であり得る。
上述した炭素研磨剤は研磨スラリーに含まれ得る。研磨スラリーは、例えば化学機械的研磨で導電体、絶縁体および／または半導体を研磨するのに使用されるスラリーであり得る。
以下、本発明の一実施形態による研磨スラリーを説明する。
本発明の一実施形態による研磨スラリーは研磨剤および溶媒を含む。
研磨剤は上述した炭素研磨剤を含む。炭素研磨剤に対する説明は上述したとおりである。炭素研磨剤は、研磨スラリーに対して約０．０１重量％〜２０重量％で含まれる。上記の範囲内で炭素研磨粒子は約０．０１重量％〜１５重量％、約０．０１重量％〜１０重量％、約０．０１重量％〜８重量％、約０．０１重量％〜７重量％、約０．０１重量％〜５重量％、約０．０１重量％〜３重量％、約０．０１重量％〜２重量％、約０．０１重量％〜１重量％、約０．０１重量％〜０．８重量％または約０．０１重量％〜０．５重量％で含まれる。
研磨剤は、上述した炭素研磨剤以外に、他の研磨粒子をさらに含むことができる。
溶媒は例えば極性溶媒であり、例えば水、アルコール、酢酸、アセトンまたはこれらの混合物であり得る。一例として、溶媒は水であり、例えば蒸留水、脱イオン水、イオン交換水および／または超純水であり得る。
研磨スラリーは、添加剤をさらに含むことができ、添加剤としては、例えば酸化剤、キレート剤、界面活性剤、分散剤、ｐＨ調節剤、またはこれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
酸化剤としては、例えば過酸化水素、過酸化水素水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、またはこれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
キレート剤としては、例えばリン酸、硝酸、クエン酸、マロン酸、これらの塩またはこれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
界面活性剤は、イオン性または非イオン性界面活性剤であり得、例えば、エチレン酸化物の共重合体、プロピレン酸化物の共重合体、アミン化合物またはこれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
分散剤は、研磨剤の分散を促進させることができ、例えば、水溶性モノマー、水溶性オリゴマー、水溶性高分子、金属塩またはこれらの組み合わせを含むことができる。水溶性高分子の重量平均分子量は、例えば約１０，０００以下であり得、例えば約５，０００以下、例えば約３，０００以下であり得る。金属塩としては、例えば銅塩、ニッケル塩、コバルト塩、マンガン塩、タンタル塩、ルテニウム塩またはこれらの組み合わせであり得る。分散剤としては、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリルマレイン酸、ポリアクリロニトリル−ｃｏ−ブタジエン−アクリル酸、ポリオキシエチレンジグリセリルエーテル、カルボキシ酸、スルホン酸エステル、スルホン酸、リン酸エステル、セルローズ、ジオール、これらの塩またはこれらの組み合わせから選択され得るが、これらに限定されるものではない。
ｐＨ調節剤は、研磨スラリーのｐＨを調節することができ、例えば、無機酸、無機塩基、有機酸、有機塩基、これらの塩またはこれらの組み合わせであり得る。無機酸としては、例えば、硝酸、塩酸、リン酸、硫酸、フッ酸、臭素酸、ヨウ素酸またはこれらの塩を含むことができ、無機塩基としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアまたはこれらの塩を含むことができ、有機酸としては、例えば、ギ酸、マロン酸、マレイン酸、シュウ酸、アジピン酸、クエン酸、酢酸、プロピオン酸、ブチル酸、フマル酸、乳酸、サリチル酸、安息香酸、琥珀酸、フタル酸、グルタール酸、グルタミン酸、グリコール酸、アスパラギン酸、酒石酸、カルボン酸、アクリル酸またはこれらの塩を含むことができ、有機塩基としてはエタノールアミンを含むことができるが、これらに限定されるものではない。
各添加剤は独立して、例えば約１ｐｐｍ〜１００，０００ｐｐｍの微量で含まれ得るが、これに限定されるものではない。
上述した研磨スラリーは、多様な構造物の形成時に適用され得、例えば、金属配線などの導電体の研磨工程または浅いトレンチ素子分離（ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ、ＳＴＩ）または絶縁膜のような絶縁体の研磨工程に適用され得る。
一例として、研磨スラリーは、半導体基板内の電荷を帯びた表面を有する導電層、絶縁層および／または半導体層を研磨するために使用することができ、例えば、負の電荷を帯びた表面を有する導電層、絶縁層および／または半導体層を研磨するために効果的に使用することができる。
一例として、研磨スラリーは、半導体基板内の金属配線などの導電体を研磨するために使用することができ、例えば銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）またはこれらの合金などの導電体を研磨するために使用することができる。
一例として、研磨スラリーは、半導体基板内の浅いトレンチ素子分離（ＳＴＩ）または絶縁膜を研磨するために使用することができ、例えば、シリコン酸化物またはシリコン窒化物を研磨するために使用することができる。
一例として、研磨スラリーは、互いに異なる材料に対して高い研磨選択性を示すことができ、例えば、被研磨対象物に対する研磨対象物の研磨選択比は約１００以上であり得、上記の範囲内で約３００以上、約５００以上、約６００以上、約７００以上、約８００以上、約９００以上または約１，０００以上であり得、上記の範囲内で約１００〜５，０００、約３００〜５，０００、約５００〜５，０００、約６００〜５，０００、約７００〜５，０００、約８００〜５，０００、約９００〜５，０００または約１，０００〜５，０００であり得る。ここで研磨選択比は研磨速度（ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ、ＭＲＲ）の比率であり得る。
一例として、研磨対象物の研磨速度は約５００Å／ｍｉｎ以上であり得、上記の範囲内で約７００Å／ｍｉｎ以上、約８００Å／ｍｉｎ以上、約９００Å／ｍｉｎ以上、約１，０００Å／ｍｉｎ以上、約５００〜５，０００Å／ｍｉｎ、約７００〜５，０００Å／ｍｉｎ、約８００〜５，０００Å／ｍｉｎ、約９００〜５，０００Å／ｍｉｎまたは約１，０００〜５，０００Å／ｍｉｎであり得る。
一例として、研磨スラリーは、約５００Å／ｍｉｎ以上の研磨対象物の研磨速度および約１００以上の研磨選択比を同時に満足することができ、上記の範囲内で約７００Å／ｍｉｎ以上の研磨対象物の研磨速度および約３００以上の研磨選択比を同時に満足することができ、約９００Å／ｍｉｎ以上の研磨対象物の研磨速度および約５００以上の研磨選択比を同時に満足することができ、約１，０００Å／ｍｉｎ以上の研磨対象物の研磨速度および約８００以上の研磨選択比を同時に満足することができる。
以下、上述した研磨スラリーを使用した半導体素子の製造方法の一例について説明する。ここでは一例として、浅いトレンチ素子分離（ｓｈａｌｌｏｗ ｔｒｅｎｃｈ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ、ＳＴＩ）工程を説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態による半導体素子の製造方法を示す断面図である。
図１を参照すると、半導体基板１０上に第１層２０を形成する。第１層２０は第１材料を含むことができ、第１材料は、例えば酸化物、窒化物および／または酸窒化物を含むことができる。例えば、第１材料は窒化物を含むことができ、例えばシリコン窒化物を含むことができる。第１層２０は、例えばパッド窒化膜であり得る。
図２を参照すると、第１層２０および所定厚さの半導体基板１０をエッチングして素子分離領域に対応する位置にトレンチ２０ａを形成する。トレンチ２０ａは、素子分離マスク（図示せず）を用いたフォトエッチング工程で形成されるが、これに限定されるものではない。
図３を参照すると、トレンチ２０ａの内部および第１層２０の上部に第２層３０を形成する。第２層３０は、第１材料と異なる第２材料を含むことができ、第２材料は、例えば酸化物、窒化物および／または酸窒化物を含むことができる。例えば、第１材料は窒化物を含むことができ、第２材料は酸化物を含むことができる。例えば、第１材料はシリコン窒化物を含むことができ、第２材料はシリコン酸化物を含むことができる。例えば、第２材料はシリケートを含むことができ、例えばテトラエチルオルトケイ酸塩（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏ ｓｉｌｉｃａｔｅ）、リンケイ酸ガラス（ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ、ＰＳＧ）、ホウ素リンケイ酸ガラス（ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ、ＢＰＳＧ）またはこれらの組み合わせであり得るが、これらに限定されるものではない。
図４を参照すると、第２層３０の表面を第１層２０の表面と一致するように平坦化して埋め込まれた第２層３０ａを形成する。平坦化は、化学機械的研磨（ＣＭＰ）装置を用いた化学機械的研磨により行うことができ、上述した研磨スラリーを使用することができる。
化学機械的研磨装置は、例えば、下部ベースと；下部ベースの上面に回転可能に提供されるプラテン（ｐｌａｔｅｎ）と；プラテン上に配置される研磨パッドと；パッドコンディショナーと；研磨パッドに隣接して配置され研磨パッドに研磨スラリーを供給するための少なくとも１つの研磨スラリー供給装置と、を含むことができる。
プラテンは、下部ベースの表面に回転可能に提供され得る。例えばプラテンは、下部ベース内に配置されたモータから回転動力が伝達され得る。これにより、プラテンは、プラテンの表面と垂直な仮想回転軸を基準にして回転することができる。仮想回転軸は、下部ベースの表面と垂直であり得る。
プラテンは、液体を注入、排出できる１つ以上の供給ラインを備え得る。水は、供給ラインを通してプラテン内部に注入および排出され、注入された水によってプラテンの温度を調節することができる。例えば冷却水は、供給ラインを通してプラテン内部に注入および排出され、これにより、過熱されたプラテンの温度を下げることができる。例えば高温水（ｈｏｔ ｗａｔｅｒ）は、供給ラインを通してプラテン内部に注入および排出され、これにより、プラテンの温度上昇を誘導することができる。
研磨パッドは、プラテンによって支持されるようにプラテンの表面に配置される。研磨パッドは、プラテンと一緒に回転することができる。研磨パッドは、粗く形成された研磨面を有することができる。このような研磨面は、研磨対象物と直接接触して研磨対象物の表面を機械的に研磨することができる。研磨パッドは、多数の細孔（ｍｉｃｒｏ ｓｐａｃｅ）を有する多孔性材質からなり、多数の細孔は研磨スラリーを収容できる。
パッドコンディショナーは、研磨パッドと隣接して配置され、研磨工程が行われる間に研磨対象物の表面が効果的に研磨されるように研磨面の状態を維持できる。
研磨スラリー供給装置は、研磨パッドと隣接して配置され、研磨パッドに研磨スラリーを供給することができる。研磨スラリー供給装置は、研磨工程中に研磨パッドの上に研磨スラリーを供給できるノズル（ｎｏｚｚｌｅ）と、ノズルに所定の電圧を印加できる電圧供給ユニットとを含むことができる。電圧供給ユニットから印加された電圧によってノズル内の研磨スラリーを荷電させて研磨パッドに向かって吐き出すことができる。研磨スラリー供給装置は、上述した研磨スラリーを供給することができる。
化学機械的研磨は、例えば半導体基板１０の第２層３０と研磨パッドを対向して配置する段階と、半導体基板１０の第２層３０と研磨パッドとの間に研磨スラリー供給装置から上述した研磨スラリーを供給する段階と、半導体基板１０の第２層３０の表面と研磨パッドとを接触させて研磨を行う段階とによって行われる。
一例として、第１層２０がシリコン窒化物を含み、第２層３０がシリコン酸化物を含む場合、研磨スラリーの第１層２０に対する第２層３０の研磨選択性は高いほど好ましく、例えば約１００以上、約３００以上、約５００以上、約６００以上、約７００以上、約８００以上、約９００以上または約１，０００以上であり得、上記の範囲内で約１００〜５，０００、約３００〜５，０００、約５００〜５，０００、約６００〜５，０００、約７００〜５，０００、約８００〜５，０００、約９００〜５，０００または約１，０００〜５，０００であり得る。上記のような研磨選択性を有することによって、第１層２０の損傷なしに第２層３０の研磨を効果的に行うことができる。
一例として、研磨スラリーを供給する段階は、例えば約１０ｍｌ／ｍｉｎ〜１００ｍｌ／ｍｉｎの速度で供給することができ、例えば、約２μｌ〜１０μｌの流量（ｆｌｏｗ ｒａｔｅ）で供給することができる。
研磨を行う段階は、半導体基板１０の第２層３０の表面と研磨パッドとを接触させ回転させて機械的摩擦によって行うことができる。例えば、研磨を行う段階で約１ｐｓｉ〜５ｐｓｉの圧力が印加される。
上記では半導体素子の製造方法の一例として浅いトレンチ素子分離工程について説明したが、これに限定されず、多様な工程に適用され得る。
以下、実施例を通じて上述した実施形態をより詳細に説明する。但し、下記の実施例は単に説明のためのものであって、本発明の権利範囲を制限するものではない。
合成例
合成例１
トルエン２００ｍｌにフラーレン（Ｃ６０、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ Ｃａｒｂｏｎ社製）２００ｍｇを分散させてフラーレン分散液を準備する。エタノール１００ｍｌにポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、Ｍｗ１０，０００ｇ／ｍｏｌ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｂａｉ社製）２０ｇを分散させて高分子分散液を準備する。次に、フラーレン分散液と高分子分散液とを混合し、室温で２４時間攪拌して混合液を得た。
次いで、混合液から溶媒を蒸発させて得られた固形分に水３００ｍｌを追加して懸濁液を製造した。そして、懸濁液から溶媒を蒸発させ乾燥して重量を測定した。粒子濃度が１０重量％となるように水を添加し超音波処理して、ＰＶＰ−フラーレン粒子を含むＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
合成例２
ポリビニルピロリドン（Ｍｗ１０，０００（ｇ／ｍｏｌ））の代わりにポリビニルピロリドン（Ｍｗ４０，０００（ｇ／ｍｏｌ）、Ｎｉｐｐｏｎ Ｓｈｏｋｕｂａｉ社製）を使用したことを除いて、合成例１と同様の方法で合成して、ＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
合成例３
フラーレン２００ｍｇの代わりにフラーレン６００ｍｇを使用したことを除いて、合成例１と同様の方法で合成して、ＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
合成例４
フラーレン２００ｍｇの代わりにフラーレン６００ｍｇを使用し、ポリビニルピロリドン（Ｍｗ１０，０００（ｇ／ｍｏｌ））の代わりにポリビニルピロリドン（Ｍｗ４０，０００（ｇ／ｍｏｌ））を使用したことを除いて、合成例１と同様の方法で合成して、ＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
合成例５
１，２−ジクロロベンゼン２００ｇにフラーレン（Ｃ６０、Ｆｒｏｎｔｉｅｒ Ｃａｒｂｏｎ社製）１ｇおよびアゾビスイソブチロニトリル（ａｚｏｂｉｓｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ、ＡＩＢＮ）０．０２ｇを入れ、さらにＮ−ビニルピロリドン（Ｎ−ｖｉｎｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ、ＮＶＰ）をフラーレンに対して１００当量となるように入れた。次いで、６０℃で１７時間グラフト重合を行い、遠心分離と洗浄を繰り返した。その後、粒子濃度が１０重量％となるように水を添加し超音波処理して、ＰＶＰ−フラーレン粒子を含むＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
合成例６
Ｎ−ビニルピロリドンをフラーレンに対して５００当量となるように入れたことを除いて、合成例５と同様の方法で合成して、ＰＶＰ−フラーレン分散液を得た。
比較合成例１
５００ｍｌフラスコに、ヒドロキシ基を平均１０個有する水酸化フラーレン（Ｃ６０（ＯＨ）１０）を主成分とするＮａｎｏｍ ｓｐｅｃｔｒａ Ｄ１００（Ｆｒｏｎｔｉｅｒ Ｃａｒｂｏｎ社製）３ｇ、３０ｗｔ％の過酸化水素水（Ｆｕｊｉ Ｆｉｌｍ Ｗａｋｏ Ｐｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製）３００ｍｌおよび２８ｗｔ％アンモニア水１２０ｍｌを入れて、６０℃で１０時間反応させた。次いで、そこにイソプロピルアルコール１Ｌ、ジエチルエーテル１Ｌおよびヘキサン１Ｌを順次添加して、茶色の沈殿物を析出した。その後、沈殿物を取り出して洗浄した後、減圧乾燥してアミノ基が結合したフラーレン粒子を含む分散液を得た。
比較合成例２
１０ｗｔ％のコロイダルシリカ（平均粒径４０ｎｍ）分散液を準備した。
評価Ｉ
合成例で得られたＰＶＰ−フラーレン粒子の平均粒径を評価した。
平均粒径は、レーザ回折式粒度分析計（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ、Ｍａｌｖｅｒｎ社製）を用いて得られた体積分布の中間値で評価した。
その結果は表１のとおりである。
Figure 2021042377
製造例
製造例１
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度０．４重量％となるように水を添加する。そこにテトラヒドロフラン−２−カルボン酸０．１重量％およびポリオキシエチレンジグリセリルエーテル（Ｍｗ７５０ｇ／ｍｏｌ）０．０１重量％を入れて混合した後、モノエタノールアミンを入れてｐＨ３．５に調節した研磨スラリーを製造した。
製造例２
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例３
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例２で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例４
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例２で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例５
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例３で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例６
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例３で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例７
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例４で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例８
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例４で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例９
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例５で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例１０
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例５で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例１１
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例６で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
製造例１２
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに合成例６で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
比較製造例１
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに比較合成例１で得られたアミノ基が結合したフラーレン粒子を含む分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
比較製造例２
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに比較合成例１で得られたアミノ基が結合したフラーレン粒子を含む分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
比較製造例３
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに比較合成例２によるコロイダルシリカ分散液を使用したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
比較製造例４
合成例１で得られたＰＶＰ−フラーレン分散液の代わりに比較合成例２によるコロイダルシリカ分散液を粒子濃度４重量％となるように水を添加したことを除いて、製造例１と同様の方法で、研磨スラリーを製造した。
実施例
実施例１
次の条件で化学機械的研磨を行った。
（１）ＣＭＰ装置：Ｍｉｒｒａ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製）
（２）研磨パッド：２層パッド（ＶＰ−３１００、Ｄｏｗ社製）
（３）被研磨物１：テトラエトキシシランを原料としてＣＶＤによってシリコン酸化膜が成膜された８インチブランケットウェハー（ｂｌａｎｋｅｔ ｗａｆｅｒ）
（４）被研磨物２：ＣＶＤによってシリコン窒化膜が成膜された８インチブランケットウェハー
（５）研磨プラテンの回転数：９６ｒｐｍ
（６）研磨パッドの回転数：９３ｒｐｍ
（７）印加圧力：２２ｋＰａ（３．２ｐｓｉ）
（８）研磨スラリー：製造例１による研磨スラリー
（９）研磨スラリーの供給速度：２００ｍｌ／分
実施例２
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例２による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例３
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例３による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例４
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例４による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例５
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例５による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例６
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例６による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例７
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例７による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例８
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例８による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例９
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例９による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例１０
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例１０による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例１１
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例１１による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
実施例１２
製造例１による研磨スラリーの代わりに製造例１２による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
比較例１
製造例１による研磨スラリーの代わりに比較製造例１による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
比較例２
製造例１による研磨スラリーの代わりに比較製造例２による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
比較例３
製造例１による研磨スラリーの代わりに比較製造例３による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
比較例４
製造例１による研磨スラリーの代わりに比較製造例４による研磨スラリーを使用したことを除いて、実施例１と同じ条件で、化学機械的研磨を行った。
評価ＩＩ
実施例と比較例により化学機械的研磨を行った後、研磨速度およびスクラッチの有無を評価した。
研磨速度（ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ、ＭＲＲ）は、６０秒間研磨を行い、研磨前後のシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜の厚さを厚さ測定装置（Ｆ８０、ＦＩＬＭＥＴＲＩＣＳ社製）を用いて評価した。
研磨選択比（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）は、被研磨物２（シリコン窒化膜）の研磨速度に対する被研磨物１（シリコン酸化膜）の研磨速度の比率で評価した。
研磨スクラッチは、走査型電子顕微鏡を使用して被研磨物２（シリコン窒化膜）に発生した研磨スクラッチの個数から評価した。
その結果は表２のとおりである。
Figure 2021042377
表２を参照すると、製造例による研磨スラリーを使用して化学機械的研磨を行う場合、比較製造例による研磨スラリーを使用して化学機械的研磨を行う場合と比べて研磨速度および／または研磨選択性が大きく改善されることを確認することができた。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
１０：半導体基板
２０：第１層
３０：第２層

Claims (20)

  1. 炭素ナノ粒子、および
    前記炭素ナノ粒子の表面に位置する正電荷性高分子を含む、炭素研磨剤。
  2. 前記炭素ナノ粒子は、フラーレンまたはその誘導体、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンドットまたはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の炭素研磨剤。
  3. 前記炭素ナノ粒子の平均粒径は３ｎｍ未満である、請求項１または２に記載の炭素研磨剤。
  4. 前記炭素研磨剤の平均粒径は前記炭素ナノ粒子の平均粒径より２倍〜１０倍大きい、請求項３に記載の炭素研磨剤。
  5. 前記炭素研磨剤の平均粒径は２ｎｍ〜１０ｎｍである、請求項１から４のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  6. 前記正電荷性高分子は水に溶かすかまたは分散できる高分子である、請求項１から５のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  7. 前記正電荷性高分子は窒素含有官能基を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  8. 前記窒素含有官能基はアミノ基、アミン基、アンモニウムおよび窒素含有ヘテロ環基のうちの少なくとも一つを含む、請求項７に記載の炭素研磨剤。
  9. 前記正電荷性高分子はポリビニルピロリドンまたはその誘導体を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  10. 前記ポリビニルピロリドンまたはその誘導体の重量平均分子量は３，０００〜１５０，０００である、請求項９に記載の炭素研磨剤。
  11. 前記正電荷性高分子は、前記炭素ナノ粒子の表面に付着しているかまたは前記炭素ナノ粒子の表面に結合している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  12. 前記炭素ナノ粒子は、前記正電荷性高分子によってパッシベーションされている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  13. 前記炭素ナノ粒子と前記正電荷性高分子の重量比は１：５〜１：１，０００である、請求項１から１２のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  14. 前記炭素研磨剤は水中で正電荷性を有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の炭素研磨剤。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の炭素研磨剤を含む、研磨スラリー。
  16. 酸化剤、キレート剤、界面活性剤、分散剤、ｐＨ調節剤、溶媒またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項１５に記載の研磨スラリー。
  17. 基板上に第１材料を含む第１層を形成する段階と、
    前記第１層に複数のトレンチを形成する段階と、
    前記第１層の上部および前記トレンチの内部に前記第１材料と異なる第２材料を含む第２層を形成する段階と、
    請求項１５に記載の研磨スラリーを使用して前記第２層の表面を化学機械的研磨する段階と、を含む、半導体素子の製造方法。
  18. 前記第２材料は金属または絶縁体である、請求項１７に記載の半導体素子の製造方法。
  19. 前記第１材料はシリコン窒化物であり、
    前記第２材料はシリコン酸化物である、請求項１７に記載の半導体素子の製造方法。
  20. 前記研磨スラリーの前記第１層に対する前記第２層の研磨選択比は５００以上である、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の半導体素子の製造方法。
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