JP3172194B2 - 基板の研磨法及び半導体チップの製造法 - Google Patents
基板の研磨法及び半導体チップの製造法Info
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Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、酸化セリウム研磨剤、酸化セリウム研磨剤
の製造法、基板の研磨法、半導体チップの製造法、半導
体チップ、半導体装置の製造法及び半導体装置に関す
る。
の製造法、基板の研磨法、半導体チップの製造法、半導
体チップ、半導体装置の製造法及び半導体装置に関す
る。
背景技術 近年、超LSIの急激な高密度・高集積化が進み、アル
ミニウム配線の多層化及びその配線パターンの微細化に
伴う最小加工線幅の低減が要求されている。そこで、こ
れらのLSIに用いられる層間絶縁膜にはこの微細な配線
間隔を空洞無く埋め、かつ、その表面を平坦にする平坦
化技術が求められている。
ミニウム配線の多層化及びその配線パターンの微細化に
伴う最小加工線幅の低減が要求されている。そこで、こ
れらのLSIに用いられる層間絶縁膜にはこの微細な配線
間隔を空洞無く埋め、かつ、その表面を平坦にする平坦
化技術が求められている。
一般に、この平坦化を必要とする層間絶縁膜は、プラ
ズマCVD法及びECR−CVD法等の蒸着法、SOG法などの塗布
法により形成されている。これらの内、SOG法は、アル
コキシシランおよびアルキルアルコキシシランをアルコ
ールなどの有機溶媒中で水及び触媒により加水分解して
得られる塗布液を、スピンコート法により塗布後、加熱
処理により硬化させることによって平坦化させる方法
で、中でも、クラックの発生を抑制し厚膜形成を可能と
するために有機成分（例えばアルキル基）を膜中に残し
た有機SOG膜が主に用いられている。この有機SOG膜は、
硬化時の体積収縮が少ない、疎水性を示す、誘電率が低
いなどの利点を有する。また、この有機SOG膜は局部的
な平坦化には適応可能であるが、配線の疎密に由来する
様なグローバルな平坦化には力不足である。
ズマCVD法及びECR−CVD法等の蒸着法、SOG法などの塗布
法により形成されている。これらの内、SOG法は、アル
コキシシランおよびアルキルアルコキシシランをアルコ
ールなどの有機溶媒中で水及び触媒により加水分解して
得られる塗布液を、スピンコート法により塗布後、加熱
処理により硬化させることによって平坦化させる方法
で、中でも、クラックの発生を抑制し厚膜形成を可能と
するために有機成分（例えばアルキル基）を膜中に残し
た有機SOG膜が主に用いられている。この有機SOG膜は、
硬化時の体積収縮が少ない、疎水性を示す、誘電率が低
いなどの利点を有する。また、この有機SOG膜は局部的
な平坦化には適応可能であるが、配線の疎密に由来する
様なグローバルな平坦化には力不足である。
また、この層間絶縁膜形成材料として、絶縁性、接着
性などに優れたものとしてケイ素を含まない有機高分子
樹脂の適用も進められている。この有機高分子樹脂をア
ルコールなどの有機溶媒中に溶解させた塗布液をスピン
コート法により塗布後、加熱処理等により絶縁膜を形成
させるので、比較的容易に厚い膜を形成することができ
る。
性などに優れたものとしてケイ素を含まない有機高分子
樹脂の適用も進められている。この有機高分子樹脂をア
ルコールなどの有機溶媒中に溶解させた塗布液をスピン
コート法により塗布後、加熱処理等により絶縁膜を形成
させるので、比較的容易に厚い膜を形成することができ
る。
超LSIは高密度・高集積化のために多層配線化が進
み、特にロジック系デバイスではすでに４層以上になり
表面の段差が大きくなる傾向にある。一方、配線のパタ
ーンニングのために用いるレジストの焦点深度は、配線
の微細化に伴って浅くなる傾向にあり、上記の表面の高
段差化が問題視されてきている。この高段差化を解消さ
せるためにグローバルな平坦化が求められてきている。
その一方法として、従来からSiウエハーの研磨に使用さ
れている、化学研磨作用と機械的研磨作用の複合効果を
利用した化学機械的研磨（CMP:Chemical Mechanical
Polishing）の適用が期待されている。
み、特にロジック系デバイスではすでに４層以上になり
表面の段差が大きくなる傾向にある。一方、配線のパタ
ーンニングのために用いるレジストの焦点深度は、配線
の微細化に伴って浅くなる傾向にあり、上記の表面の高
段差化が問題視されてきている。この高段差化を解消さ
せるためにグローバルな平坦化が求められてきている。
その一方法として、従来からSiウエハーの研磨に使用さ
れている、化学研磨作用と機械的研磨作用の複合効果を
利用した化学機械的研磨（CMP:Chemical Mechanical
Polishing）の適用が期待されている。
絶縁膜のうち、CVD法により形成された膜は、従来か
らSiウエハーの研磨に用いられているコロイダルシリカ
を分散させたスラリーを研磨剤として用いることにより
比較的容易に研磨が可能である。しかし、このCVD法
は、配線パターンの微細化に伴う高アスペクト比の溝に
対する埋込み性は悪く、アスペクト比３程度が限界とさ
れている。また、膜の低誘電率化を図るためにフッ素の
導入等が試みられているが、導入したフッ素の脱離や膜
の吸湿性の増加などの問題点がまだ解決されていない状
況にある。
らSiウエハーの研磨に用いられているコロイダルシリカ
を分散させたスラリーを研磨剤として用いることにより
比較的容易に研磨が可能である。しかし、このCVD法
は、配線パターンの微細化に伴う高アスペクト比の溝に
対する埋込み性は悪く、アスペクト比３程度が限界とさ
れている。また、膜の低誘電率化を図るためにフッ素の
導入等が試みられているが、導入したフッ素の脱離や膜
の吸湿性の増加などの問題点がまだ解決されていない状
況にある。
一方、SOG法により形成された有機SOG膜は、高アスペ
クト比の溝に対する埋込み性は良好で、アスペクト比10
以上でも可能とされている。また、膜の誘電率は３程度
とそのままでも低く、膜形成のコストもCVD法よりも低
く抑えることが可能である。しかし、上記コロイダルシ
リカを用いた研磨剤で研磨すると研磨傷が発生しやす
く、これを防ぐために研磨条件を緩やかにすると研磨速
度が極端に低下してしまう。さらに、同じ条件で研磨し
ても、有機SOG膜の研磨速度はCVD膜の場合と比較すると
極めて低い値しか得られず、このままではコストが高く
なってしまうので適用は困難である。そこで、この有機
SOG膜を高速で研磨することが可能な研磨剤の開発が求
められている。
クト比の溝に対する埋込み性は良好で、アスペクト比10
以上でも可能とされている。また、膜の誘電率は３程度
とそのままでも低く、膜形成のコストもCVD法よりも低
く抑えることが可能である。しかし、上記コロイダルシ
リカを用いた研磨剤で研磨すると研磨傷が発生しやす
く、これを防ぐために研磨条件を緩やかにすると研磨速
度が極端に低下してしまう。さらに、同じ条件で研磨し
ても、有機SOG膜の研磨速度はCVD膜の場合と比較すると
極めて低い値しか得られず、このままではコストが高く
なってしまうので適用は困難である。そこで、この有機
SOG膜を高速で研磨することが可能な研磨剤の開発が求
められている。
また、有機高分子樹脂を用いた膜は、１回の塗布で10
μｍ以上の厚い膜を形成することができるので、グロー
バルな平坦化に有望と考えられている。また、膜の誘電
率は３程度とそのままでも低いが、フッ素を含んだ樹脂
を用いれば更に低い誘電率が得られ、アクリレート系ポ
リマーを用いれば紫外線硬化等の熱を使用しない形成方
法が可能である。しかし、この有機高分子樹脂の硬度が
CVD膜及び有機SOG膜と比較すると極めて低いために、上
記コロイダルシリカを用いた研磨剤で研磨すると研磨傷
が発生してしまう。これを防ぐために研磨傷が発生しな
くなるまで研磨条件を緩やかにすると、ほとんど研磨さ
れなくなってしまう。そこで、この有機高分子樹脂を用
いた膜を研磨傷の発生無く研磨することが可能な研磨剤
の開発が求められている。
μｍ以上の厚い膜を形成することができるので、グロー
バルな平坦化に有望と考えられている。また、膜の誘電
率は３程度とそのままでも低いが、フッ素を含んだ樹脂
を用いれば更に低い誘電率が得られ、アクリレート系ポ
リマーを用いれば紫外線硬化等の熱を使用しない形成方
法が可能である。しかし、この有機高分子樹脂の硬度が
CVD膜及び有機SOG膜と比較すると極めて低いために、上
記コロイダルシリカを用いた研磨剤で研磨すると研磨傷
が発生してしまう。これを防ぐために研磨傷が発生しな
くなるまで研磨条件を緩やかにすると、ほとんど研磨さ
れなくなってしまう。そこで、この有機高分子樹脂を用
いた膜を研磨傷の発生無く研磨することが可能な研磨剤
の開発が求められている。
発明の開示 本発明は、グローバルな平坦化が可能で、かつ、微細
な配線間の埋め込み性が良好で誘電率の低い有機SOG
膜、有機高分子樹脂膜の絶縁膜を研磨するために好適な
酸化セリウム研磨剤、酸化セリウム研磨剤の製造法、そ
の酸化セリウム研磨剤を使用する基板の研磨法、その基
板の研磨法を利用する半導体チップの製造法、半導体チ
ップ、半導体装置の製造法及び半導体装置を提供するも
のである。
な配線間の埋め込み性が良好で誘電率の低い有機SOG
膜、有機高分子樹脂膜の絶縁膜を研磨するために好適な
酸化セリウム研磨剤、酸化セリウム研磨剤の製造法、そ
の酸化セリウム研磨剤を使用する基板の研磨法、その基
板の研磨法を利用する半導体チップの製造法、半導体チ
ップ、半導体装置の製造法及び半導体装置を提供するも
のである。
本発明では、水中に酸化セリウム粒子を分散させたス
ラリーを含む、所定の基板上に設けられた絶縁膜を研磨
するための酸化セリウム研磨剤が提供される。このスラ
リは、水溶媒100重量部に対して、酸化セリウム粒子を1
0重量部以下分散させたものであることが望ましい。ま
た、本発明では、水中に酸化セリウム粒子を分散させて
スラリーを調製する工程を含む、酸化セリウム研磨剤の
製造法が提供される。
ラリーを含む、所定の基板上に設けられた絶縁膜を研磨
するための酸化セリウム研磨剤が提供される。このスラ
リは、水溶媒100重量部に対して、酸化セリウム粒子を1
0重量部以下分散させたものであることが望ましい。ま
た、本発明では、水中に酸化セリウム粒子を分散させて
スラリーを調製する工程を含む、酸化セリウム研磨剤の
製造法が提供される。
ここで、酸化セリウム粒子は、つぎの（１）〜（11）
の少なくともいずれかであることが望ましい。
の少なくともいずれかであることが望ましい。
（１）水中に分散された３価の非水溶性セリウム化合物
を酸化剤で酸化することによって得られる酸化セリウム
粒子 （２）３価の水溶性セリウム化合物の水溶液から得られ
る非水溶性セリウム化合物を酸化剤で酸化することによ
って得られる酸化セリウム粒子 この（１）または（２）において、酸化剤は過酸化水
素であることが望ましい。
を酸化剤で酸化することによって得られる酸化セリウム
粒子 （２）３価の水溶性セリウム化合物の水溶液から得られ
る非水溶性セリウム化合物を酸化剤で酸化することによ
って得られる酸化セリウム粒子 この（１）または（２）において、酸化剤は過酸化水
素であることが望ましい。
（３）４価のセリウム化合物の水溶液を中性又はアルカ
リ性にして得られる酸化セリウム粒子 （４）比表面積が25m2/g以上である酸化セリウム粒子 （５）静置法により測定した見掛け密度が1.30g/ml以下
である酸化セリウム粒子 （６）タップ法により測定した見掛け密度が1.60g/ml以
下である酸化セリウム粒子 （７）粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が0.4
゜以上である酸化セリウム粒子 （８）透過型電子顕微鏡による観察で一次粒子径が10nm
以下である一次粒子が全数の90％以上の酸化セリウム粒
子 （９）一次粒子径が10nm以下である一次粒子が全数の90
％以上であり一次粒子が凝集した二次粒子径が１μｍ以
下である二次粒子が全数の90％以上の酸化セリウム粒子 （10）直径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以
上であり、二次粒子が120゜より小さい角部を含まない
輪郭を示す酸化セリウム粒子 （11）一次粒子のアスペクト比が2.0以下である粒子の
数が全数の90％以上である酸化セリウム粒子 また、スラリーは分散剤を含むことが望ましい。この
分散剤としては、例えば、水溶性有機高分子、水溶性陰
イオン性界面活性剤、水溶性非イオン性界面活性剤、水
溶性アミンから選ばれる少なくとも一種を用いることが
できる。なお、スラリーはアルカリ性であることが望ま
しく、そのpHは８〜12であることが特に望ましい。
リ性にして得られる酸化セリウム粒子 （４）比表面積が25m2/g以上である酸化セリウム粒子 （５）静置法により測定した見掛け密度が1.30g/ml以下
である酸化セリウム粒子 （６）タップ法により測定した見掛け密度が1.60g/ml以
下である酸化セリウム粒子 （７）粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が0.4
゜以上である酸化セリウム粒子 （８）透過型電子顕微鏡による観察で一次粒子径が10nm
以下である一次粒子が全数の90％以上の酸化セリウム粒
子 （９）一次粒子径が10nm以下である一次粒子が全数の90
％以上であり一次粒子が凝集した二次粒子径が１μｍ以
下である二次粒子が全数の90％以上の酸化セリウム粒子 （10）直径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以
上であり、二次粒子が120゜より小さい角部を含まない
輪郭を示す酸化セリウム粒子 （11）一次粒子のアスペクト比が2.0以下である粒子の
数が全数の90％以上である酸化セリウム粒子 また、スラリーは分散剤を含むことが望ましい。この
分散剤としては、例えば、水溶性有機高分子、水溶性陰
イオン性界面活性剤、水溶性非イオン性界面活性剤、水
溶性アミンから選ばれる少なくとも一種を用いることが
できる。なお、スラリーはアルカリ性であることが望ま
しく、そのpHは８〜12であることが特に望ましい。
さらに、本発明では、所定の基板に絶縁膜を形成し、
絶縁膜を上述の酸化セリウム研磨剤で研磨する工程を備
える基板の研磨法が提供される。この研磨法は、半導体
基板の絶縁層の研磨に特に適している。また、本発明で
は、所定の半導体基板に有機基を有する化合物を含む絶
縁層を備える絶縁膜を形成し、前記有機基を有する化合
物を含む絶縁層を、この酸化セリウム研磨剤で研磨する
工程を備える半導体チップの製造法と、該方法により製
造された半導体チップとが提供される。さらに、本発明
では、この半導体チップを支持基板に搭載し、該半導体
チップを封止材で封止する工程を有する半導体装置の製
造法と、該方法により製造された半導体装置とが提供さ
れる。
絶縁膜を上述の酸化セリウム研磨剤で研磨する工程を備
える基板の研磨法が提供される。この研磨法は、半導体
基板の絶縁層の研磨に特に適している。また、本発明で
は、所定の半導体基板に有機基を有する化合物を含む絶
縁層を備える絶縁膜を形成し、前記有機基を有する化合
物を含む絶縁層を、この酸化セリウム研磨剤で研磨する
工程を備える半導体チップの製造法と、該方法により製
造された半導体チップとが提供される。さらに、本発明
では、この半導体チップを支持基板に搭載し、該半導体
チップを封止材で封止する工程を有する半導体装置の製
造法と、該方法により製造された半導体装置とが提供さ
れる。
なお、絶縁膜は単一の層でなくてもよく、２層以上の
絶縁層によって構成されてもよい。この場合は、複数の
絶縁層のうち、少なくとも一層を上述の酸化セリウム研
磨剤で選択的に研磨する。
絶縁層によって構成されてもよい。この場合は、複数の
絶縁層のうち、少なくとも一層を上述の酸化セリウム研
磨剤で選択的に研磨する。
この複数の絶縁層によって構成される絶縁膜は、有機
基を有する化合物を含む絶縁層を含むことが望ましい。
この有機基を有する化合物を含む絶縁層としては、例え
ば、アルコキシシランおよびアルキルアルコキシシラン
を有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分解して得ら
れる塗布液を基板に塗布後加熱硬化させて得らたものが
ある。絶縁膜は、この加水分解生成物を加熱硬化させて
得られた絶縁層と、SiO2からなる絶縁膜層とを備えるこ
とが望ましい。上述の酸化セリウム研磨剤は、この有機
基を有する化合物を含む絶縁層を選択的に研磨すること
ができる。
基を有する化合物を含む絶縁層を含むことが望ましい。
この有機基を有する化合物を含む絶縁層としては、例え
ば、アルコキシシランおよびアルキルアルコキシシラン
を有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分解して得ら
れる塗布液を基板に塗布後加熱硬化させて得らたものが
ある。絶縁膜は、この加水分解生成物を加熱硬化させて
得られた絶縁層と、SiO2からなる絶縁膜層とを備えるこ
とが望ましい。上述の酸化セリウム研磨剤は、この有機
基を有する化合物を含む絶縁層を選択的に研磨すること
ができる。
なお、この有機基を有する化合物を含む絶縁層中のシ
ロキサン結合に由来するSi原子数とアルキル基に由来す
るＣ原子数は Ｃ原子数／（Si原子数＋Ｃ原子数）≧0.1 の関係にあることが望ましい。
ロキサン結合に由来するSi原子数とアルキル基に由来す
るＣ原子数は Ｃ原子数／（Si原子数＋Ｃ原子数）≧0.1 の関係にあることが望ましい。
また、絶縁膜層として、ケイ素を含まない有機高分子
樹脂膜層を用いることもできる。
樹脂膜層を用いることもできる。
本発明では、絶縁膜が二以上の絶縁層を備える場合、
第一の絶縁膜層に対する研磨速度の、第二の絶縁膜層の
研磨速度に対する比が10以上である酸化セリウム研磨剤
により絶縁膜を研磨する基板の研磨法が提供される。こ
こで、第一の絶縁膜層および第二の絶縁膜層は、例え
ば、それぞれ、有機基を有する化合物を含む絶縁層およ
びSiO2絶縁膜層である。
第一の絶縁膜層に対する研磨速度の、第二の絶縁膜層の
研磨速度に対する比が10以上である酸化セリウム研磨剤
により絶縁膜を研磨する基板の研磨法が提供される。こ
こで、第一の絶縁膜層および第二の絶縁膜層は、例え
ば、それぞれ、有機基を有する化合物を含む絶縁層およ
びSiO2絶縁膜層である。
なお、本発明の基板研磨法では、絶縁膜層を研磨した
後、基板を、過酸化水素と硝酸との混合物、硫酸、炭酸
アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム及び炭酸水素
アンモニウムから選ばれる少なくとも一種を含む液で洗
浄する工程を設けることが望ましい。
後、基板を、過酸化水素と硝酸との混合物、硫酸、炭酸
アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム及び炭酸水素
アンモニウムから選ばれる少なくとも一種を含む液で洗
浄する工程を設けることが望ましい。
一般に、酸化セリウムは、代表的な希土類鉱物である
バストネサイト、モザントライト等を分離精製して得ら
れるセリウム化合物（水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、シュ
ウ酸塩等）を焼成することによって得られる。有機SOG
膜を研磨する場合には、酸化セリウムの結晶性が高いと
研磨速度が低下する傾向を示すことから、本発明で用い
る酸化セリウム粒子は、あまり結晶性を上げないで作製
される。また、半導体チップの研磨に用いるので不純物
の混入を防ぐために特にアルカリ金属類及びハロゲン類
の含有量は1ppm以下に抑えることが好ましい。
バストネサイト、モザントライト等を分離精製して得ら
れるセリウム化合物（水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、シュ
ウ酸塩等）を焼成することによって得られる。有機SOG
膜を研磨する場合には、酸化セリウムの結晶性が高いと
研磨速度が低下する傾向を示すことから、本発明で用い
る酸化セリウム粒子は、あまり結晶性を上げないで作製
される。また、半導体チップの研磨に用いるので不純物
の混入を防ぐために特にアルカリ金属類及びハロゲン類
の含有量は1ppm以下に抑えることが好ましい。
本発明に於いて、酸化セリウム粒子を作成する方法と
しては、 （１）３価のセリウム化合物の中で水に溶解しないセリ
ウム化合物を出発材料とし、これを水中に分散後、酸化
剤を滴下することによって固体状態のままで酸化処理を
施すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方
法、 （２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のものを出発
材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニ
ウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈
殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
作製する方法、 （３）４価のセリウム塩を出発材料とし、これを溶解さ
せた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を
中性、アルカル性にすることにより４価の酸化セリウム
粒子を作製する方法 が好ましく使用される。
しては、 （１）３価のセリウム化合物の中で水に溶解しないセリ
ウム化合物を出発材料とし、これを水中に分散後、酸化
剤を滴下することによって固体状態のままで酸化処理を
施すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方
法、 （２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のものを出発
材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニ
ウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈
殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
作製する方法、 （３）４価のセリウム塩を出発材料とし、これを溶解さ
せた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を
中性、アルカル性にすることにより４価の酸化セリウム
粒子を作製する方法 が好ましく使用される。
３価の非水溶性セリウム化合物としては、炭酸セリウ
ム、水酸化セリウム、シュウ酸セリウム、酢酸セリウム
などの非水溶性セリウム塩が挙げれ、特に制限はない。
これらの３価の非水溶性セリウム化合物を水中に分散さ
せる方法としては、通常の撹拌機による分散処理の他
に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミルなどを
用いることができる。特に、分散粒子を細かくした方が
後で施す酸化処理が容易に行えるので、ボールミルによ
る分散処理を施すのが好ましい。３価の非水溶性セリウ
ム化合物の濃度には特に制限は無いが、分散液の取り扱
い易さから１〜30重量％の範囲が好ましい。この３価の
非水溶性セリウム化合物の分散液に酸化剤を添加するこ
とによって、固体状態のままで酸化処理を施すことによ
り４価の酸化セリウム粒子を得る。ここで用いる酸化剤
としては、硝酸カリウム等の硝酸塩、過マンガン酸カリ
ウム等の過マンガン酸塩、クロム酸カリウム等のクロム
酸塩、過酸化水素、ハロゲン、オゾンなどが挙げられ
る。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の混入を防
ぐために、過酸化水素を用いることが好ましい。酸化剤
の添加量は、３価の非水溶性セリウム化合物１モルに対
して１モル以上が必要であり、酸化処理を完結させるこ
とから１モル〜10モルの範囲が好ましい。処理温度には
特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分解性の酸化剤
を用いる場合には40℃以下で処理を開始することが好ま
しく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解させるために80
℃以上に加熱することが好ましい。酸化処理を施して得
られた粒子の回収は、デカンテーション、ろ過、遠心分
離などの通常の方法が用いられるが、効率良く短時間で
分離することが可能な遠心分離が好ましい。この際に、
溶液のpHが酸側にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般
的な遠心分離機では固液分離が困難になってしまうの
で、アンモニアなどの金属イオンを含まないアルカリ性
物質を添加して溶液のpHを８以上にしてから遠心分離を
行うことが好ましい。また、不純物濃度を低下させるた
めに、沈殿物の洗浄を繰り返すことも有効である。回収
した沈殿物をそのまま酸化セリウム粒子として使用して
もよいが、回収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去す
るようにしても良い。乾燥温度には特に制限は無いが、
420℃以上では酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加
してしまうので、420℃以下のできるだけ低い温度で乾
燥させることが好ましい。
ム、水酸化セリウム、シュウ酸セリウム、酢酸セリウム
などの非水溶性セリウム塩が挙げれ、特に制限はない。
これらの３価の非水溶性セリウム化合物を水中に分散さ
せる方法としては、通常の撹拌機による分散処理の他
に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミルなどを
用いることができる。特に、分散粒子を細かくした方が
後で施す酸化処理が容易に行えるので、ボールミルによ
る分散処理を施すのが好ましい。３価の非水溶性セリウ
ム化合物の濃度には特に制限は無いが、分散液の取り扱
い易さから１〜30重量％の範囲が好ましい。この３価の
非水溶性セリウム化合物の分散液に酸化剤を添加するこ
とによって、固体状態のままで酸化処理を施すことによ
り４価の酸化セリウム粒子を得る。ここで用いる酸化剤
としては、硝酸カリウム等の硝酸塩、過マンガン酸カリ
ウム等の過マンガン酸塩、クロム酸カリウム等のクロム
酸塩、過酸化水素、ハロゲン、オゾンなどが挙げられ
る。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の混入を防
ぐために、過酸化水素を用いることが好ましい。酸化剤
の添加量は、３価の非水溶性セリウム化合物１モルに対
して１モル以上が必要であり、酸化処理を完結させるこ
とから１モル〜10モルの範囲が好ましい。処理温度には
特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分解性の酸化剤
を用いる場合には40℃以下で処理を開始することが好ま
しく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解させるために80
℃以上に加熱することが好ましい。酸化処理を施して得
られた粒子の回収は、デカンテーション、ろ過、遠心分
離などの通常の方法が用いられるが、効率良く短時間で
分離することが可能な遠心分離が好ましい。この際に、
溶液のpHが酸側にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般
的な遠心分離機では固液分離が困難になってしまうの
で、アンモニアなどの金属イオンを含まないアルカリ性
物質を添加して溶液のpHを８以上にしてから遠心分離を
行うことが好ましい。また、不純物濃度を低下させるた
めに、沈殿物の洗浄を繰り返すことも有効である。回収
した沈殿物をそのまま酸化セリウム粒子として使用して
もよいが、回収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去す
るようにしても良い。乾燥温度には特に制限は無いが、
420℃以上では酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加
してしまうので、420℃以下のできるだけ低い温度で乾
燥させることが好ましい。
３価の水溶性セリウム化合物としては、硝酸セリウ
ム、硫酸セリウム、塩化セリウムなどの水溶性セリウム
塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶解させた水
溶液中の３価の水溶性セリウム化合物の濃度には特に制
限は無いが、沈殿物である非水溶性セリウム化合物生成
後の懸濁液の取り扱い易さから１〜30重量％の範囲が好
ましい。これらの水溶液に炭酸水素アンモニウムの水溶
液等を添加すると白色沈殿（非水溶性セリウム化合物）
を生じる。ここで、炭酸水素アンモニウムの濃度は、３
価の水溶性セリウム化合物１モルに対して1.5モル以上
が必要であり、反応を完結させることから1.5モル〜30
モルの範囲が好ましい。この３価の水溶性セリウム化合
物から得られた沈殿物（非水溶性セリウム化合物）の分
散液に酸化剤を添加することによって、固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
得る。ここで用いる酸化剤としては、３価の非水溶性セ
リウム化合物の場合と同じものが使用できる。これらの
中では、酸化処理に伴う不純物の混入を防ぐために、過
酸化水素を用いることが好ましい。酸化剤の添加量は、
３価の水溶性セリウム化合物１モルに対して１モル以上
が必要であり、酸化処理を完結させることから１モル〜
10モルの範囲が好ましい。処理温度には特に制限は無い
が、過酸化水素等の自己分解性の酸化剤を用いる場合に
は40℃以下で処理を開始することが好ましく、全量添加
後、過剰な酸化剤を分解させるために80℃以上に加熱す
ることが好ましい。酸化処理を施して得られた粒子の回
収は、デカンテーション、ろ過、遠心分離などの通常の
方法が用いられるが、効率良く短時間で分離することが
可能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のpHが酸側
にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分離機
では固液分離が困難になってしまうので、アンモニアな
どの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加して溶
液のpHを８以上にしてから遠心分離を行うことが好まし
い。また、不純物含有量を低下させるために、沈殿物を
繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿物を
そのまま酸化セリウム粒子として使用してもよいが、回
収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去するようにして
も良い。乾燥温度には特に制限は無いが、420℃以上で
は酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加してしまうの
で、420℃以下のできるだけ低い温度で乾燥させること
が好ましい。
ム、硫酸セリウム、塩化セリウムなどの水溶性セリウム
塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶解させた水
溶液中の３価の水溶性セリウム化合物の濃度には特に制
限は無いが、沈殿物である非水溶性セリウム化合物生成
後の懸濁液の取り扱い易さから１〜30重量％の範囲が好
ましい。これらの水溶液に炭酸水素アンモニウムの水溶
液等を添加すると白色沈殿（非水溶性セリウム化合物）
を生じる。ここで、炭酸水素アンモニウムの濃度は、３
価の水溶性セリウム化合物１モルに対して1.5モル以上
が必要であり、反応を完結させることから1.5モル〜30
モルの範囲が好ましい。この３価の水溶性セリウム化合
物から得られた沈殿物（非水溶性セリウム化合物）の分
散液に酸化剤を添加することによって、固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
得る。ここで用いる酸化剤としては、３価の非水溶性セ
リウム化合物の場合と同じものが使用できる。これらの
中では、酸化処理に伴う不純物の混入を防ぐために、過
酸化水素を用いることが好ましい。酸化剤の添加量は、
３価の水溶性セリウム化合物１モルに対して１モル以上
が必要であり、酸化処理を完結させることから１モル〜
10モルの範囲が好ましい。処理温度には特に制限は無い
が、過酸化水素等の自己分解性の酸化剤を用いる場合に
は40℃以下で処理を開始することが好ましく、全量添加
後、過剰な酸化剤を分解させるために80℃以上に加熱す
ることが好ましい。酸化処理を施して得られた粒子の回
収は、デカンテーション、ろ過、遠心分離などの通常の
方法が用いられるが、効率良く短時間で分離することが
可能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のpHが酸側
にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分離機
では固液分離が困難になってしまうので、アンモニアな
どの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加して溶
液のpHを８以上にしてから遠心分離を行うことが好まし
い。また、不純物含有量を低下させるために、沈殿物を
繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿物を
そのまま酸化セリウム粒子として使用してもよいが、回
収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去するようにして
も良い。乾燥温度には特に制限は無いが、420℃以上で
は酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加してしまうの
で、420℃以下のできるだけ低い温度で乾燥させること
が好ましい。
４価のセリウム化合物としては、硫酸セリウム、硫酸
アンモニウムセリウム、硝酸アンモニウムセリウムなど
のセリウム塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶
解させた水溶液中の４価のセリウム化合物の濃度には特
に制限は無いが、沈殿物（酸化セリウム粒子）生成後の
懸濁液の取り扱い易さから１〜30重量％の範囲が好まし
い。これらの水溶液は酸性であるが、水溶液にアンモニ
ア水を添加する等により水溶液を中性、アルカル性にす
ると白色沈殿（酸化セリウム粒子）を生じる。ここで、
アンモニア水の添加量は、懸濁液のpHが初めの酸性から
中性を示すまで加える必要があり、中性を経てアルカリ
性を示すまで若干過剰に添加することが好ましい。沈殿
処理を施して得られた粒子の回収は、デカンテーショ
ン、ろ過、遠心分離などの通常の方法が用いられるが、
効率良く短時間で分離することが可能な遠心分離が好ま
しい。また、不純物の含有量を低下させるために、沈殿
物を繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿
物をそのまま酸化セリウム粒子として使用してもよい
が、回収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去するよう
にしても良い。乾燥温度には特に制限は無いが、420℃
以上では酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加してし
まうので、420℃以下のできるだけ低い温度で乾燥させ
ることが好ましい。
アンモニウムセリウム、硝酸アンモニウムセリウムなど
のセリウム塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶
解させた水溶液中の４価のセリウム化合物の濃度には特
に制限は無いが、沈殿物（酸化セリウム粒子）生成後の
懸濁液の取り扱い易さから１〜30重量％の範囲が好まし
い。これらの水溶液は酸性であるが、水溶液にアンモニ
ア水を添加する等により水溶液を中性、アルカル性にす
ると白色沈殿（酸化セリウム粒子）を生じる。ここで、
アンモニア水の添加量は、懸濁液のpHが初めの酸性から
中性を示すまで加える必要があり、中性を経てアルカリ
性を示すまで若干過剰に添加することが好ましい。沈殿
処理を施して得られた粒子の回収は、デカンテーショ
ン、ろ過、遠心分離などの通常の方法が用いられるが、
効率良く短時間で分離することが可能な遠心分離が好ま
しい。また、不純物の含有量を低下させるために、沈殿
物を繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿
物をそのまま酸化セリウム粒子として使用してもよい
が、回収した沈殿物を乾燥機などで水分を除去するよう
にしても良い。乾燥温度には特に制限は無いが、420℃
以上では酸化セリウム粒子の結晶性が著しく増加してし
まうので、420℃以下のできるだけ低い温度で乾燥させ
ることが好ましい。
本発明に於いては、以下の示す物性の酸化セリウム粒
子が用いられる。
子が用いられる。
本発明に於いては、比表面積が25m2/g以上で好ましく
は1,000m2/g以下、更に好ましくは50m2/g以上で500m2/g
以下を有する酸化セリウム粒子が用いられる。比表面積
が25m2/g未満の酸化セリウム粒子を水中に分散させたス
ラリーを用いると、その一次粒子径が大きくなるために
研磨後の被研磨表面に傷が発生する場合がある。また、
比表面積が1,000m2/gを越える酸化セリウム粒子を用い
ると、その研磨速度が極端に小さくなるために十分な研
磨効果が得られにくい。ここで、比表面積の測定方法と
しては、窒素吸着法、窒素脱着法、水銀圧入法などが挙
げられ、特に制限はないが、測定が簡便なことから窒素
吸着法を用いることが好ましい。
は1,000m2/g以下、更に好ましくは50m2/g以上で500m2/g
以下を有する酸化セリウム粒子が用いられる。比表面積
が25m2/g未満の酸化セリウム粒子を水中に分散させたス
ラリーを用いると、その一次粒子径が大きくなるために
研磨後の被研磨表面に傷が発生する場合がある。また、
比表面積が1,000m2/gを越える酸化セリウム粒子を用い
ると、その研磨速度が極端に小さくなるために十分な研
磨効果が得られにくい。ここで、比表面積の測定方法と
しては、窒素吸着法、窒素脱着法、水銀圧入法などが挙
げられ、特に制限はないが、測定が簡便なことから窒素
吸着法を用いることが好ましい。
本発明に於いては、静置法により測定した見掛け密度
が好ましくは0.80g/ml以上で1.30g/ml以下、更に好まし
くは0.90g/ml以上1.20g/ml以下を有する酸化セリウム粒
子が用いられる。見掛け密度が1.30g/mlを越える酸化セ
リウム粒子を水中に分散させたスラリーを用いると、そ
の一次粒子径が大きくなるために研磨後の被研磨表面に
傷が発生する場合がある。また、見掛け密度が0.80g/ml
未満の酸化セリウム粒子を用いると、その研磨速度が極
端に小さくなるために十分な研磨効果が得られない場合
がある。
が好ましくは0.80g/ml以上で1.30g/ml以下、更に好まし
くは0.90g/ml以上1.20g/ml以下を有する酸化セリウム粒
子が用いられる。見掛け密度が1.30g/mlを越える酸化セ
リウム粒子を水中に分散させたスラリーを用いると、そ
の一次粒子径が大きくなるために研磨後の被研磨表面に
傷が発生する場合がある。また、見掛け密度が0.80g/ml
未満の酸化セリウム粒子を用いると、その研磨速度が極
端に小さくなるために十分な研磨効果が得られない場合
がある。
ここで、見掛け密度の測定方法は、静的測定法と動的
測定法があり特に制限は無いが、JIS Ｋ−5101に規定
されている静置法が測定が簡便なことから好ましい。
測定法があり特に制限は無いが、JIS Ｋ−5101に規定
されている静置法が測定が簡便なことから好ましい。
本発明に於いては、タップ法により測定した見掛け密
度が好ましくは1.00g/ml以上で1.60g/ml以下、更に好ま
しくは1.05g/ml以上1.55g/ml以下を有する酸化セリウム
粒子が用いられるを用いる。見掛け密度が1.6g/mlを越
える酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリーを用
いると、その一次粒子径が大きくなるために研磨後の被
研磨表面に傷が発生する場合がある。また、見掛け密度
が1.00g/ml未満の酸化セリウム粒子を用いると、その研
磨速度が極端に小さくなるために十分な研磨効果が得ら
れない場合がある。
度が好ましくは1.00g/ml以上で1.60g/ml以下、更に好ま
しくは1.05g/ml以上1.55g/ml以下を有する酸化セリウム
粒子が用いられるを用いる。見掛け密度が1.6g/mlを越
える酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリーを用
いると、その一次粒子径が大きくなるために研磨後の被
研磨表面に傷が発生する場合がある。また、見掛け密度
が1.00g/ml未満の酸化セリウム粒子を用いると、その研
磨速度が極端に小さくなるために十分な研磨効果が得ら
れない場合がある。
ここで、見掛け密度の測定方法は、静的測定法と動的
測定法があり特に制限は無いが、JIS Ｋ−5101に規定
されているタップ法が測定が簡便なことから好ましい。
測定法があり特に制限は無いが、JIS Ｋ−5101に規定
されているタップ法が測定が簡便なことから好ましい。
本発明に於いては、粉末Ｘ線回折パターンの主ピーク
の半値幅が好ましくは0.4゜以上で5.0゜以下、更に好ま
しくは0.5゜以上で2.0゜以下の値を有する酸化セリウム
粒子が用いられる。この範囲では、有機SOG膜あるいは
有機高分子樹脂膜の研磨速度がCVD膜（SiO2）よりも10
倍以上大きい値を示すので、選択的な研磨に優れる。粉
末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が0.4゜未満の
酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリーを用いる
と、その結晶性が向上するために研磨後の被研磨表面に
傷が発生する場合がある。また、CVD膜の研磨速度が有
機SOG膜あるいは有機高分子樹脂膜の場合と同程度まで
上昇してしまうので、選択的な研磨ができにくくなる。
一方、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が5.0
゜より大きい酸化セリウム粒子を用いると、その研磨速
度が極端に小さくなるために十分な研磨効果が得られに
くい。
の半値幅が好ましくは0.4゜以上で5.0゜以下、更に好ま
しくは0.5゜以上で2.0゜以下の値を有する酸化セリウム
粒子が用いられる。この範囲では、有機SOG膜あるいは
有機高分子樹脂膜の研磨速度がCVD膜（SiO2）よりも10
倍以上大きい値を示すので、選択的な研磨に優れる。粉
末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が0.4゜未満の
酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリーを用いる
と、その結晶性が向上するために研磨後の被研磨表面に
傷が発生する場合がある。また、CVD膜の研磨速度が有
機SOG膜あるいは有機高分子樹脂膜の場合と同程度まで
上昇してしまうので、選択的な研磨ができにくくなる。
一方、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が5.0
゜より大きい酸化セリウム粒子を用いると、その研磨速
度が極端に小さくなるために十分な研磨効果が得られに
くい。
本発明に於いては、一次粒子径が10nm以下である一次
粒子が全数の90％以上であり、一次粒子が凝集した二次
粒子径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以上で
ある酸化セリウム粒子が用いられる。粒子径の測定方法
には特に制限は無いが、一次粒子径は透過型電子顕微鏡
観察で、また、二次粒子径は走査型電子顕微鏡観察又は
粒度分布測定装置による測定を用いる方法が簡便で好ま
しい。この範囲では、粒子濃度が低くても良好な研磨速
度が得られるので、スラリーの低コスト化が可能であ
る。また、粒子濃度を低下できると、スラリーの粘度が
低下するので、研磨装置へのスラリーの輸送が容易とな
り、輸送パイプ内での粒子の詰りなども低減できる。さ
らに、研磨パッド上に滴下したスラリーの拡散が容易に
なるので、ウエハー内の均一研磨が可能となる。その一
次粒子径が10nmを越える大きい粒子が凝集した二次粒子
が１μｍを越える酸化セリウム粒子を水中に分散させた
スラリーを用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す
る場合がある。
粒子が全数の90％以上であり、一次粒子が凝集した二次
粒子径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以上で
ある酸化セリウム粒子が用いられる。粒子径の測定方法
には特に制限は無いが、一次粒子径は透過型電子顕微鏡
観察で、また、二次粒子径は走査型電子顕微鏡観察又は
粒度分布測定装置による測定を用いる方法が簡便で好ま
しい。この範囲では、粒子濃度が低くても良好な研磨速
度が得られるので、スラリーの低コスト化が可能であ
る。また、粒子濃度を低下できると、スラリーの粘度が
低下するので、研磨装置へのスラリーの輸送が容易とな
り、輸送パイプ内での粒子の詰りなども低減できる。さ
らに、研磨パッド上に滴下したスラリーの拡散が容易に
なるので、ウエハー内の均一研磨が可能となる。その一
次粒子径が10nmを越える大きい粒子が凝集した二次粒子
が１μｍを越える酸化セリウム粒子を水中に分散させた
スラリーを用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す
る場合がある。
本発明に於いては、一次粒子径が10nm以下である一次
粒子が全数の90％以上であり、一次粒子が凝集した二次
粒子径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以上で
ある酸化セリウム粒子が用いられる。粒子径の測定方法
には特に制限は無いが、一次粒子径は透過型電子顕微鏡
観察で、また、二次粒子径は走査型電子顕微鏡観察又は
粒度分布測定装置による測定を用いる方法が簡便で好ま
しい。この範囲では、粒子濃度が低くても良好な研磨速
度が得られるので、スラリーの低コスト化が可能であ
る。また、粒子濃度を低下できると、スラリーの粘度が
低下するので、研磨装置へのスラリーの輸送が容易とな
り、輸送パイプ内での粒子の詰りなども低減できる。さ
らに、研磨パッド上に滴下したスラリーの拡散が容易に
なるので、ウエハー内の均一研磨が可能となる。その一
次粒子径が10nmを越える大きい粒子が凝集した二次粒子
が１μｍを越える酸化セリウム粒子を水中に分散させた
スラリーを用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す
る場合がある。さらに、上記と同様な研磨速度を得るた
めには、粒子濃度を増加させなければならないので、コ
スト高、粘度の上昇などの問題点が生じがちである。
粒子が全数の90％以上であり、一次粒子が凝集した二次
粒子径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以上で
ある酸化セリウム粒子が用いられる。粒子径の測定方法
には特に制限は無いが、一次粒子径は透過型電子顕微鏡
観察で、また、二次粒子径は走査型電子顕微鏡観察又は
粒度分布測定装置による測定を用いる方法が簡便で好ま
しい。この範囲では、粒子濃度が低くても良好な研磨速
度が得られるので、スラリーの低コスト化が可能であ
る。また、粒子濃度を低下できると、スラリーの粘度が
低下するので、研磨装置へのスラリーの輸送が容易とな
り、輸送パイプ内での粒子の詰りなども低減できる。さ
らに、研磨パッド上に滴下したスラリーの拡散が容易に
なるので、ウエハー内の均一研磨が可能となる。その一
次粒子径が10nmを越える大きい粒子が凝集した二次粒子
が１μｍを越える酸化セリウム粒子を水中に分散させた
スラリーを用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す
る場合がある。さらに、上記と同様な研磨速度を得るた
めには、粒子濃度を増加させなければならないので、コ
スト高、粘度の上昇などの問題点が生じがちである。
本発明に於いては、直径が１μｍ以下である二次粒子
が全数の90％以上であり、二次粒子が120゜より小さい
角部を含まない輪郭を示す酸化セリウム粒子が用いられ
る。粒子径の測定方法には特に制限は無いが、走査型電
子顕微鏡観察又は粒度分布測定装置による測定を用いる
方法が簡便で好ましい。この範囲では、粒子濃度が低く
ても良好な研磨速度が得られるので、スラリーの低コス
ト化が可能である。また、粒子濃度を低下できると、ス
ラリーの粘度が低下するので、研磨装置へのスラリーの
輸送が容易となり、輸送パイプ内での粒子の詰りなども
低減できる。さらに、研磨パッド上に滴下したスラリー
の拡散が容易になるので、ウエハー内の均一研磨が可能
となる。二次粒子径が１μｍを越える酸化セリウム粒子
を水中に分散させたスラリーを用いると、研磨後の被研
磨表面に傷が発生する。さらに、上記と同様な研磨速度
を得るためには、粒子濃度を増加させなければならない
ので、コスト高、粘度の上昇などの問題点が生じやすく
なる。また、二次粒子径が１μｍ以下でも、その粒子の
輪郭に120゜より小さい角部があると、研磨後の被研磨
面に傷が発生しやすくなる。
が全数の90％以上であり、二次粒子が120゜より小さい
角部を含まない輪郭を示す酸化セリウム粒子が用いられ
る。粒子径の測定方法には特に制限は無いが、走査型電
子顕微鏡観察又は粒度分布測定装置による測定を用いる
方法が簡便で好ましい。この範囲では、粒子濃度が低く
ても良好な研磨速度が得られるので、スラリーの低コス
ト化が可能である。また、粒子濃度を低下できると、ス
ラリーの粘度が低下するので、研磨装置へのスラリーの
輸送が容易となり、輸送パイプ内での粒子の詰りなども
低減できる。さらに、研磨パッド上に滴下したスラリー
の拡散が容易になるので、ウエハー内の均一研磨が可能
となる。二次粒子径が１μｍを越える酸化セリウム粒子
を水中に分散させたスラリーを用いると、研磨後の被研
磨表面に傷が発生する。さらに、上記と同様な研磨速度
を得るためには、粒子濃度を増加させなければならない
ので、コスト高、粘度の上昇などの問題点が生じやすく
なる。また、二次粒子径が１μｍ以下でも、その粒子の
輪郭に120゜より小さい角部があると、研磨後の被研磨
面に傷が発生しやすくなる。
本発明に於いては、一次粒子のアスペクト比が2.0以
下である粒子の数が全数の90％以上である酸化セリウム
粒子が用いられる。その一次粒子のアスペクト比が2.0
を越える酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリー
を用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す場合があ
る。ここで、アスペクト比は、透過型電子顕微鏡による
観察で一次粒子の短径と長径を測定し、これらの比を算
出することによって求める方法が簡便で好ましい。
下である粒子の数が全数の90％以上である酸化セリウム
粒子が用いられる。その一次粒子のアスペクト比が2.0
を越える酸化セリウム粒子を水中に分散させたスラリー
を用いると、研磨後の被研磨表面に傷が発生す場合があ
る。ここで、アスペクト比は、透過型電子顕微鏡による
観察で一次粒子の短径と長径を測定し、これらの比を算
出することによって求める方法が簡便で好ましい。
以上のような物性の酸化セリウム粒子を作製する方法
としては、例えば前述したような、 （１）３価のセリウム化合物の中で水に溶解しないセリ
ウム化合物を出発材料とし、これを水中に分散後、酸化
剤を滴下することによって固体状態のままで酸化処理を
施すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方
法、 （２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のものを出発
材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニ
ウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈
殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
作製する方法、 （３）４価のセリウム化合物を出発材料とし、これを溶
解させた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶
液を中性、アルカル性にすることにより４価の酸化セリ
ウム粒子を作製する方法など好ましく使用されるが、特
に制限は無い。
としては、例えば前述したような、 （１）３価のセリウム化合物の中で水に溶解しないセリ
ウム化合物を出発材料とし、これを水中に分散後、酸化
剤を滴下することによって固体状態のままで酸化処理を
施すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方
法、 （２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のものを出発
材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニ
ウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈
殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態のまま
で酸化処理を施すことにより４価の酸化セリウム粒子を
作製する方法、 （３）４価のセリウム化合物を出発材料とし、これを溶
解させた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶
液を中性、アルカル性にすることにより４価の酸化セリ
ウム粒子を作製する方法など好ましく使用されるが、特
に制限は無い。
本発明の酸化セリウム粒子は、以上説明した次に示す
特性の二以上を兼ね備えるものがより好ましい。
特性の二以上を兼ね備えるものがより好ましい。
（１）比表面積が25m2/g以上。
（２）静置法により測定した見掛け密度が1.3g/ml以
下。
下。
（３）タップ法により測定した見掛け密度が1.6g/ml以
下。
下。
（４）粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が0.4
゜以上。
゜以上。
（５）透過型電子顕微鏡による観察で一次粒子径が20nm
以下である一次粒子が全数の90％以上。
以下である一次粒子が全数の90％以上。
（６）一次粒子径が20nm以下である一次粒子が全数の90
％以上であり、一次粒子が凝集した二次粒子径が１μｍ
以下である二次粒子が全数の90％以上。
％以上であり、一次粒子が凝集した二次粒子径が１μｍ
以下である二次粒子が全数の90％以上。
（７）直径が１μｍ以下である二次粒子が全数の90％以
上であり、二次粒子が120゜より小さい角部を含まない
輪郭を示す。
上であり、二次粒子が120゜より小さい角部を含まない
輪郭を示す。
（８）一次粒子のアスペクト比が2.0以下である粒子の
数が全数の90％以上。
数が全数の90％以上。
本発明における酸化セリウムスラリーは、水、上記の
酸化セリウム粒子及び好ましくは分散剤からなる組成物
を分散させることによって得られる。ここで、酸化セリ
ウム粒子の濃度には制限は無いが、懸濁液の取り扱い易
さから１〜30重量％の範囲が好ましい。水溶媒100重量
部に対して、酸化セリウム粒子を10重量部以下分散させ
てスラリーとすることが好ましい。
酸化セリウム粒子及び好ましくは分散剤からなる組成物
を分散させることによって得られる。ここで、酸化セリ
ウム粒子の濃度には制限は無いが、懸濁液の取り扱い易
さから１〜30重量％の範囲が好ましい。水溶媒100重量
部に対して、酸化セリウム粒子を10重量部以下分散させ
てスラリーとすることが好ましい。
また分散剤としては、金属イオン類を含まないものと
して、アクリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、メタ
クリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、ポリビニルア
ルコール等の水溶性有機高分子類、ラウリル硫酸アンモ
ニウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アン
モニウム等の水溶性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、ポリエチレングリコールモ
ノステアレート等の水溶性非イオン性界面活性剤、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン等の水溶性アミ
ン類などが挙げられる。これらの分散剤の添加量は、ス
ラリー中の粒子の分散性及び沈降防止性などから酸化セ
リウム粒子100重量部に対して0.1重量部〜100重量部の
範囲が好ましく、その分散効果を高めるためには分散処
理時に分散機の中に粒子と同時に入れることが好まし
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
ナイザー、超音波分散機、ボールミルなどを用いること
ができる。特に酸化セリウム粒子を１μｍ以下の微粒子
として分散させるためには、ボールミル、振動ボールミ
ル、遊星ボールミル、媒体撹拌式ミルなどの湿式分散機
を用いることが好ましい。またスラリーはアルカリ性で
あることが好ましく、スラリーのアルカリ性を高めたい
場合には、分散処理時又は処理後にアンモニア水などの
金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加することが
できる。スラリーのpHが８〜12が好ましい。
して、アクリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、メタ
クリル酸重合体及びそのアンモニウム塩、ポリビニルア
ルコール等の水溶性有機高分子類、ラウリル硫酸アンモ
ニウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アン
モニウム等の水溶性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、ポリエチレングリコールモ
ノステアレート等の水溶性非イオン性界面活性剤、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン等の水溶性アミ
ン類などが挙げられる。これらの分散剤の添加量は、ス
ラリー中の粒子の分散性及び沈降防止性などから酸化セ
リウム粒子100重量部に対して0.1重量部〜100重量部の
範囲が好ましく、その分散効果を高めるためには分散処
理時に分散機の中に粒子と同時に入れることが好まし
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
ナイザー、超音波分散機、ボールミルなどを用いること
ができる。特に酸化セリウム粒子を１μｍ以下の微粒子
として分散させるためには、ボールミル、振動ボールミ
ル、遊星ボールミル、媒体撹拌式ミルなどの湿式分散機
を用いることが好ましい。またスラリーはアルカリ性で
あることが好ましく、スラリーのアルカリ性を高めたい
場合には、分散処理時又は処理後にアンモニア水などの
金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加することが
できる。スラリーのpHが８〜12が好ましい。
本発明のスラリーには、本発明の酸化セリウム粒子以
外に例えば希土類金属の酸化物、塩等が添加されていて
良い。他の添加物の混入により分散性向上、化学反応促
進、すべり特性向上、選択性向上等の特性向上が期待で
きる。他の添加物の混入量は固形分の50重量％以下が好
ましい。
外に例えば希土類金属の酸化物、塩等が添加されていて
良い。他の添加物の混入により分散性向上、化学反応促
進、すべり特性向上、選択性向上等の特性向上が期待で
きる。他の添加物の混入量は固形分の50重量％以下が好
ましい。
本発明の酸化セリウム研磨材で研磨される有機基を有
する化合物を含む絶縁層は、アルコキシシラン及びアル
キルアルコキシシランをアルコールなどの有機溶媒中で
水及び触媒により加水分解して得られる塗布液をスピン
コート法などにより基板に塗布後、加熱処理により硬化
させることにより製造される。
する化合物を含む絶縁層は、アルコキシシラン及びアル
キルアルコキシシランをアルコールなどの有機溶媒中で
水及び触媒により加水分解して得られる塗布液をスピン
コート法などにより基板に塗布後、加熱処理により硬化
させることにより製造される。
ここで、アルコキシシランとしては、テトラメトキシ
シラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ンなどのモノマ又はオリゴマなどが挙げられ、それぞれ
単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができ
る。また、アルキルアルコキシシランとしては、メチル
トリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラ
ン、アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種類
以上組み合わせて用いることができる。ここで、フルオ
ロトリメトキシシラン、フルオロメチルジメトキシシラ
ン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフル
オロメチルメチルジメトキシシランなどのアルキルアル
コキシシランのアルキル基の少なくとも一部がフッ素化
されたもの、アルコキシシラン、アルキルアルコキシシ
ランのSiにフッ素が結合したものも用いることができ
る。これらはそれぞれ単独で又は２種類以上組み合わせ
て用いることができる。ここで、アルコシシランとアル
キルアルコキシシランとの添加量の割合は、これらによ
り構成される絶縁膜中のシロキサン結合に由来するSi原
子数とアルキル基に由来するＣ原子数が Ｃ原子数／（Si原子数＋Ｃ原子数）≧0.1 の関係にあることが好ましい。この割合が0.1より小さ
いと絶縁膜の形成時に膜中にクラックが発生し、膜の欠
落、絶縁性の低下などの欠陥が生じてしまう。
シラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ンなどのモノマ又はオリゴマなどが挙げられ、それぞれ
単独で又は２種類以上組み合わせて用いることができ
る。また、アルキルアルコキシシランとしては、メチル
トリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジ
メチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラ
ン、アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシド
キシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラ
ンなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で又は２種類
以上組み合わせて用いることができる。ここで、フルオ
ロトリメトキシシラン、フルオロメチルジメトキシシラ
ン、トリフルオロメチルトリメトキシシラン、トリフル
オロメチルメチルジメトキシシランなどのアルキルアル
コキシシランのアルキル基の少なくとも一部がフッ素化
されたもの、アルコキシシラン、アルキルアルコキシシ
ランのSiにフッ素が結合したものも用いることができ
る。これらはそれぞれ単独で又は２種類以上組み合わせ
て用いることができる。ここで、アルコシシランとアル
キルアルコキシシランとの添加量の割合は、これらによ
り構成される絶縁膜中のシロキサン結合に由来するSi原
子数とアルキル基に由来するＣ原子数が Ｃ原子数／（Si原子数＋Ｃ原子数）≧0.1 の関係にあることが好ましい。この割合が0.1より小さ
いと絶縁膜の形成時に膜中にクラックが発生し、膜の欠
落、絶縁性の低下などの欠陥が生じてしまう。
有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコ
ールなどの１価アルコール類及びそのエーテル又はエス
テル類、グリセリン、エチレングリコールなどの多価ア
ルコール類及びそのエーテル又はエステル類、アセト
ン、メチエチルケトン、などのケトン類などが挙げら
れ、これらはそれぞれ単独で、又は２種類以上組み合わ
せて用いることができる。触媒としては、加水分解用と
して、塩酸、硝酸、リン酸などの無機酸、酢酸、マレイ
ン酸などの有機酸、これらの酸無水物又は誘導体などの
酸及び水酸化ナトリウム、アンモニア、メチルアミンな
どのアルカリが挙げられる。
ールなどの１価アルコール類及びそのエーテル又はエス
テル類、グリセリン、エチレングリコールなどの多価ア
ルコール類及びそのエーテル又はエステル類、アセト
ン、メチエチルケトン、などのケトン類などが挙げら
れ、これらはそれぞれ単独で、又は２種類以上組み合わ
せて用いることができる。触媒としては、加水分解用と
して、塩酸、硝酸、リン酸などの無機酸、酢酸、マレイ
ン酸などの有機酸、これらの酸無水物又は誘導体などの
酸及び水酸化ナトリウム、アンモニア、メチルアミンな
どのアルカリが挙げられる。
ここで、水の添加量はアルコキシシラン及びアルキル
アルコキシシランそれぞれのアルコキシ基100％に対し
て75％より少ない範囲が好ましく、75％以上ではアルコ
キシシラン及びアルキルアルコキシシランの加水分解が
急激に生じるために塗布液がゲル化又は白濁してしま
う。触媒の添加量は、アルコキシシラン及びアルキルア
ルコキシシラン100重量部に対して0.1重量部から５重量
部が好ましく、0.1重量部未満ではアルコキシシラン及
びアルキルアルコキシシランの加水分解が不十分なため
に塗布時に膜が形成されず、５重量部を越えると加水分
解が急激に生じるために塗布液がゲル化してしまう。ア
ルコキシシラン及びアルキルアルコキシシランは有機溶
媒100重量部に対して１重量部から40重量部の範囲が好
ましい。アルコキシシラン及びアルキルアルコキシシラ
ンが１重量部未満では塗布時に膜が形成されにくくな
り、また、40重量部を超えると均一な膜が得にくくな
る。高分子量化時の反応温度には、特に制限はないが、
使用している有機溶媒の沸点以下が好ましく、得られる
加水分解物の分子量を制御するために特に５℃から70℃
が好ましい。加水分解時の反応時間には、特に制限はな
く、所定の分子量に到達した時点で反応を終了する。こ
の時の分子量の測定方法としては、特に制限はないが、
液体クロマトグラフを用いた方法が簡便で好ましい。
アルコキシシランそれぞれのアルコキシ基100％に対し
て75％より少ない範囲が好ましく、75％以上ではアルコ
キシシラン及びアルキルアルコキシシランの加水分解が
急激に生じるために塗布液がゲル化又は白濁してしま
う。触媒の添加量は、アルコキシシラン及びアルキルア
ルコキシシラン100重量部に対して0.1重量部から５重量
部が好ましく、0.1重量部未満ではアルコキシシラン及
びアルキルアルコキシシランの加水分解が不十分なため
に塗布時に膜が形成されず、５重量部を越えると加水分
解が急激に生じるために塗布液がゲル化してしまう。ア
ルコキシシラン及びアルキルアルコキシシランは有機溶
媒100重量部に対して１重量部から40重量部の範囲が好
ましい。アルコキシシラン及びアルキルアルコキシシラ
ンが１重量部未満では塗布時に膜が形成されにくくな
り、また、40重量部を超えると均一な膜が得にくくな
る。高分子量化時の反応温度には、特に制限はないが、
使用している有機溶媒の沸点以下が好ましく、得られる
加水分解物の分子量を制御するために特に５℃から70℃
が好ましい。加水分解時の反応時間には、特に制限はな
く、所定の分子量に到達した時点で反応を終了する。こ
の時の分子量の測定方法としては、特に制限はないが、
液体クロマトグラフを用いた方法が簡便で好ましい。
これらの４成分から得られる絶縁層形成用材料は、次
の様にして製造される。まず、有機溶媒中に所定量のア
ルコキシシラン及びアルキルアルコキシシランを分散さ
せ、これに水及び触媒を混合してしばらく撹拌後、室温
下又は加温下で高分子量化させることによって製造され
る。
の様にして製造される。まず、有機溶媒中に所定量のア
ルコキシシラン及びアルキルアルコキシシランを分散さ
せ、これに水及び触媒を混合してしばらく撹拌後、室温
下又は加温下で高分子量化させることによって製造され
る。
以上の方法により製造した絶縁層形成用材料を、所定
の半導体基板、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（予めIC回路等の所定の回路素
子を形成させてその上にアルミニウム配線をパターニン
グ済みの半導体基板）、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塗布して、乾燥により有機
溶媒を除去後、100℃以上で加熱硬化させることにより
絶縁層が形成される。図１において、11はIC回路等の所
定の回路素子を形成させたSiウエハー、12はアルミニウ
ム配線、13はCVD−SiO2膜（TEOS膜）、14は有機基を有
する化合物を含む絶縁層である。絶縁層は配線の厚みよ
り厚く、例えば配線の厚みの1.2倍以上の厚みで形成す
るのが好ましい。
の半導体基板、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（予めIC回路等の所定の回路素
子を形成させてその上にアルミニウム配線をパターニン
グ済みの半導体基板）、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塗布して、乾燥により有機
溶媒を除去後、100℃以上で加熱硬化させることにより
絶縁層が形成される。図１において、11はIC回路等の所
定の回路素子を形成させたSiウエハー、12はアルミニウ
ム配線、13はCVD−SiO2膜（TEOS膜）、14は有機基を有
する化合物を含む絶縁層である。絶縁層は配線の厚みよ
り厚く、例えば配線の厚みの1.2倍以上の厚みで形成す
るのが好ましい。
ここで、半導体基板としては、Siウエハー、GaAsウエ
ハーなどが挙げられるが、特に制限は無い。また、塗布
法としては、スピンコート法、スプレー法、ディップコ
ート法などが挙げられ、特に制限はない。乾燥温度に
は、特に制限がないが、有機溶媒の揮散を促進するため
に100℃から300℃の範囲が好ましい。加熱硬化温度は、
300℃以上で特に制限はないが、使用する基板によりそ
の上限が有り、アルミニウム配線を施してあるものでは
500℃以下が好ましい。加熱硬化時間には、特に制限は
なく、硬化した膜の物性がほぼ平衡に到達した時点で加
熱を終了する。この時の判定方法としては、特に制限は
ないが、膜の表面硬度、膜の厚さなどの測定が簡便で好
ましい。加熱硬化時の雰囲気には、特に制限がないが、
加熱中のアルキルアルコキシシラン中のアルキル基の脱
離を低減させるために窒素、アルゴンなどの不活性ガス
を導入することが好ましい。
ハーなどが挙げられるが、特に制限は無い。また、塗布
法としては、スピンコート法、スプレー法、ディップコ
ート法などが挙げられ、特に制限はない。乾燥温度に
は、特に制限がないが、有機溶媒の揮散を促進するため
に100℃から300℃の範囲が好ましい。加熱硬化温度は、
300℃以上で特に制限はないが、使用する基板によりそ
の上限が有り、アルミニウム配線を施してあるものでは
500℃以下が好ましい。加熱硬化時間には、特に制限は
なく、硬化した膜の物性がほぼ平衡に到達した時点で加
熱を終了する。この時の判定方法としては、特に制限は
ないが、膜の表面硬度、膜の厚さなどの測定が簡便で好
ましい。加熱硬化時の雰囲気には、特に制限がないが、
加熱中のアルキルアルコキシシラン中のアルキル基の脱
離を低減させるために窒素、アルゴンなどの不活性ガス
を導入することが好ましい。
所定の半導体基板、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形成された絶縁層
を上記酸化セリウムスラリーで研磨することによって、
図２に示すように絶縁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。
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形成された絶縁層
を上記酸化セリウムスラリーで研磨することによって、
図２に示すように絶縁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、多孔質フッ素樹脂などが
使用でき、特に制限は無い。また、研磨布にはスラリー
が留まる様な溝加工を施すことが好ましい。研磨条件に
は制限は無いが、定盤の回転速度は半導体基板が飛び出
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/cm2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。この時の供給量には制限
は無いが、研磨布の表面が常にスラリーで覆われている
ことが好ましく、単位面積当りの供給量が例えば18イン
チ定盤に対して25ml/min以上の割合が特に好ましい。こ
の供給量が25ml/minより少ないと、十分な研磨速度が得
られず、また、スラリーの拡散が不十分なために均一な
研磨が得られない場合がある。さらに、機械的研磨の影
響が大きくなるために、CVD膜の研磨速度が大きくなる
傾向を示し、有機SOG膜との速度比で表される選択性が
低下するために、選択的な研磨が不可能になってしまう
場合がある。
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、多孔質フッ素樹脂などが
使用でき、特に制限は無い。また、研磨布にはスラリー
が留まる様な溝加工を施すことが好ましい。研磨条件に
は制限は無いが、定盤の回転速度は半導体基板が飛び出
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/cm2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。この時の供給量には制限
は無いが、研磨布の表面が常にスラリーで覆われている
ことが好ましく、単位面積当りの供給量が例えば18イン
チ定盤に対して25ml/min以上の割合が特に好ましい。こ
の供給量が25ml/minより少ないと、十分な研磨速度が得
られず、また、スラリーの拡散が不十分なために均一な
研磨が得られない場合がある。さらに、機械的研磨の影
響が大きくなるために、CVD膜の研磨速度が大きくなる
傾向を示し、有機SOG膜との速度比で表される選択性が
低下するために、選択的な研磨が不可能になってしまう
場合がある。
研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く洗浄後、表
面に付着した酸化セリウム粒子を除去するために、 （ａ）過酸化水素及び （ｂ）硝酸、硫酸、炭酸アンモニウム、カルバミン酸ア
ンモニウム及び炭酸水素アンモニウムから選ばれる少な
くとも一種を含む液中に浸漬してから再度水洗し乾燥す
る。
面に付着した酸化セリウム粒子を除去するために、 （ａ）過酸化水素及び （ｂ）硝酸、硫酸、炭酸アンモニウム、カルバミン酸ア
ンモニウム及び炭酸水素アンモニウムから選ばれる少な
くとも一種を含む液中に浸漬してから再度水洗し乾燥す
る。
（ａ）及び（ｂ）を含む液は二種以上を混合して使用し
ても良い。
ても良い。
ここで、浸漬時間には特に制限は無いが、酸化セリウ
ム粒子の溶解によって生じる気泡が発生しなくなる時点
で処理の終了を判断することができる。また、浸漬温度
には特に制限は無いが、過酸化水素水などの自己分解性
を示すものを用いる場合には、40℃以下で処理すること
が好ましい。水洗後は、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。
ム粒子の溶解によって生じる気泡が発生しなくなる時点
で処理の終了を判断することができる。また、浸漬温度
には特に制限は無いが、過酸化水素水などの自己分解性
を示すものを用いる場合には、40℃以下で処理すること
が好ましい。水洗後は、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。
この様にして平坦化された絶縁層の上に、第２層目の
アルミニウム配線を形成し、その配線間及び配線上に再
度上記方法により絶縁層を形成後、上記酸化セリウムス
ラリーを用いて研磨することによって、絶縁層表面の凹
凸を解消し、半導体基板全面に渡って平滑な面とする。
この工程を所定数繰り返すことにより半導体チップを製
造する。
アルミニウム配線を形成し、その配線間及び配線上に再
度上記方法により絶縁層を形成後、上記酸化セリウムス
ラリーを用いて研磨することによって、絶縁層表面の凹
凸を解消し、半導体基板全面に渡って平滑な面とする。
この工程を所定数繰り返すことにより半導体チップを製
造する。
本発明の酸化セリウム研磨剤により、半導体基板等の
基板に形成されたケイ素を含まない有機高分子樹脂層を
研磨することができる。
基板に形成されたケイ素を含まない有機高分子樹脂層を
研磨することができる。
このようなケイ素を含有しない有機高分子樹脂として
は、フェノール、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリ
エステル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの熱硬化
性樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ABS樹脂、AS樹脂、ポリメチルメタクリレート、
ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、ポリ四フッ化
エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレンなどの熱可塑性樹
脂などが挙げられる。これらの中で、ポリ四フッ化エチ
レン、ポリ三フッ化塩化エチレンなどのフッ素樹脂を用
いると膜の低誘電率化に有効であり、ポリアミドイミド
樹脂、ポリイミド樹脂などを用いると膜の耐熱性に有効
であるが、特に制限は無い。
は、フェノール、エポキシ、不飽和ポリエステル、ポリ
エステル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの熱硬化
性樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレン、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチ
レン、ABS樹脂、AS樹脂、ポリメチルメタクリレート、
ポリ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、ポリ四フッ化
エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレンなどの熱可塑性樹
脂などが挙げられる。これらの中で、ポリ四フッ化エチ
レン、ポリ三フッ化塩化エチレンなどのフッ素樹脂を用
いると膜の低誘電率化に有効であり、ポリアミドイミド
樹脂、ポリイミド樹脂などを用いると膜の耐熱性に有効
であるが、特に制限は無い。
これらのケイ素を含有しない有機高分子樹脂の絶縁膜
形成用材料は次の様にして作製する。熱硬化性樹脂を用
いる場合、それぞれのモノマー及び／又は低分子量のも
のをアルコールなどの上記に記載した有機溶媒中に溶解
させることによって、絶縁層形成用の塗布液を作製す
る。ここで、硬化をより進めるために、一般に使用され
る硬化剤、促進剤、触媒などを併用することができる。
また、熱可塑性樹脂を用いる場合、それぞれの樹脂をア
ルコールなどの上記に記載した有機溶媒中に溶解させる
ことによって、絶縁層形成用の塗布液を作製する。有機
高分子樹脂10重量部に対して有機溶媒は０重量部から90
0重量部の範囲が好ましい。有機溶媒が900重量部を超え
ると、塗布時に膜が形成されにくくなる。
形成用材料は次の様にして作製する。熱硬化性樹脂を用
いる場合、それぞれのモノマー及び／又は低分子量のも
のをアルコールなどの上記に記載した有機溶媒中に溶解
させることによって、絶縁層形成用の塗布液を作製す
る。ここで、硬化をより進めるために、一般に使用され
る硬化剤、促進剤、触媒などを併用することができる。
また、熱可塑性樹脂を用いる場合、それぞれの樹脂をア
ルコールなどの上記に記載した有機溶媒中に溶解させる
ことによって、絶縁層形成用の塗布液を作製する。有機
高分子樹脂10重量部に対して有機溶媒は０重量部から90
0重量部の範囲が好ましい。有機溶媒が900重量部を超え
ると、塗布時に膜が形成されにくくなる。
本発明の酸化セリウム研磨剤により、半導体基板等の
基板に形成された互いに異なる材料からなる２種類以上
の絶縁層の少なくとも１種を選択的に研磨することがで
きる。
基板に形成された互いに異なる材料からなる２種類以上
の絶縁層の少なくとも１種を選択的に研磨することがで
きる。
２種類以上の異なる絶縁層としては、アルコキシシラ
ン及びアルキルアルコキシシランを有機溶媒中で水及び
触媒の存在下で加水分解して得られる塗布液を基板に塗
布後加熱硬化させて得らた絶縁層と、SiO2絶縁層と含む
ものが好ましく、本発明の酸化セリウム研磨剤により、
前者の絶縁層を選択的に研磨することができる。
ン及びアルキルアルコキシシランを有機溶媒中で水及び
触媒の存在下で加水分解して得られる塗布液を基板に塗
布後加熱硬化させて得らた絶縁層と、SiO2絶縁層と含む
ものが好ましく、本発明の酸化セリウム研磨剤により、
前者の絶縁層を選択的に研磨することができる。
互いに異なる材料からなる２種類以上の絶縁層が形成
される基板としては、SiO2絶縁膜等が形成された配線
板、フォトマスク・レンズ・プリズム等の光学ガラス、
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
ザ用LED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、磁気ヘッド等があ
る。
される基板としては、SiO2絶縁膜等が形成された配線
板、フォトマスク・レンズ・プリズム等の光学ガラス、
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
ザ用LED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、磁気ヘッド等があ
る。
半導体基板等の基板に形成された互いに異なる材料か
らなる２種類以上の絶縁層の少なくとも１種を選択的に
研磨する場合、第一の絶縁層（例えば有機基を有する化
合物を有する絶縁層）に対する研磨速度と、第二の絶縁
層（例えばSiO2絶縁層）に対する研磨速度との比が10以
上である酸化セリウム研磨剤を使用すれば、選択研磨が
良好に行える。
らなる２種類以上の絶縁層の少なくとも１種を選択的に
研磨する場合、第一の絶縁層（例えば有機基を有する化
合物を有する絶縁層）に対する研磨速度と、第二の絶縁
層（例えばSiO2絶縁層）に対する研磨速度との比が10以
上である酸化セリウム研磨剤を使用すれば、選択研磨が
良好に行える。
図３は、本発明の研磨剤で絶縁膜を研磨して製造され
た半導体チップを支持基板に搭載し、半導体チップを封
止材で封止した半導体装置の一例を示すものである。半
導体装置としては図３に示すようなLOC（lead on chi
p）タイプに限らず、COL（chip on lead）タイプでも、
チップをダイパッドに搭載するタイプでも通常のものが
製造される。封止材はエポキシ樹脂系の通常のものが使
用できる。図３で、１はボンド材、２は本発明の研磨材
で絶縁膜を研磨して製造された半導体チップ、３はリー
ドフレーム、４はワイヤ、５は封止材である。
た半導体チップを支持基板に搭載し、半導体チップを封
止材で封止した半導体装置の一例を示すものである。半
導体装置としては図３に示すようなLOC（lead on chi
p）タイプに限らず、COL（chip on lead）タイプでも、
チップをダイパッドに搭載するタイプでも通常のものが
製造される。封止材はエポキシ樹脂系の通常のものが使
用できる。図３で、１はボンド材、２は本発明の研磨材
で絶縁膜を研磨して製造された半導体チップ、３はリー
ドフレーム、４はワイヤ、５は封止材である。
本発明の研磨剤により、有機SOG膜あるいは有機高分
子樹脂膜等の絶縁膜を研磨傷を発生させること無く高速
で研磨することが可能となる。
子樹脂膜等の絶縁膜を研磨傷を発生させること無く高速
で研磨することが可能となる。
本発明の基板の研磨法により、各層において基板全面
に渡りその表面の段差がほとんど生じなくなるので、配
線の微細化にも十分に対応でき、高密度・高集積化によ
る多層配線化が実現できる。また、絶縁膜として有機SO
G膜あるいは有機高分子樹脂膜を使用できるので、微細
な配線間の埋め込み性の向上及び低誘電率化も同時に図
ることができる。
に渡りその表面の段差がほとんど生じなくなるので、配
線の微細化にも十分に対応でき、高密度・高集積化によ
る多層配線化が実現できる。また、絶縁膜として有機SO
G膜あるいは有機高分子樹脂膜を使用できるので、微細
な配線間の埋め込み性の向上及び低誘電率化も同時に図
ることができる。
図面の簡単な説明 図１は、回路素子、アルミニウム配線、CVD−SiO2膜
を形成したSiウエハーに有機基を有する化合物を含む絶
縁層を形成した半導体基板の断面図である。
を形成したSiウエハーに有機基を有する化合物を含む絶
縁層を形成した半導体基板の断面図である。
図２は、絶縁層を研磨した半導体基板の断面図であ
る。
る。
図３は、本発明の研磨剤で絶縁膜を研磨して製造され
た半導体チップを支持基板に搭載した半導体装置の断面
図である。
た半導体チップを支持基板に搭載した半導体装置の断面
図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の各種実施例について説明する。
実施例１ （酸化セリウム粒子の作製、１の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。
（酸化セリウム粒子の作製、１の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。
（酸化セリウム粒子の作製、１の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して（pH10）、
そのまま室温下で１時間反応させることにより白色沈殿
を得た。遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理する
ことによりこの白色沈殿物を固液分離した後、120℃の
乾燥機で24時間乾燥させることにより白色粉末15gを得
た。この白色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、
酸化セリウムであることが同定された。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して（pH10）、
そのまま室温下で１時間反応させることにより白色沈殿
を得た。遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理する
ことによりこの白色沈殿物を固液分離した後、120℃の
乾燥機で24時間乾燥させることにより白色粉末15gを得
た。この白色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、
酸化セリウムであることが同定された。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記３種類の各酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100
g中に分散して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1
gを添加後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ
製）を用いて2800rpmで30分間分散処理を施すことによ
って、乳白色の３種類の酸化セリウムスラリーを得た。
コールターカウンタ（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこ
のスラリーの粒度分布を測定した結果、平均粒子径が17
6nmと小さく、その分布は単分散で比較的分布も狭いこ
とが分かった。
g中に分散して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1
gを添加後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ
製）を用いて2800rpmで30分間分散処理を施すことによ
って、乳白色の３種類の酸化セリウムスラリーを得た。
コールターカウンタ（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこ
のスラリーの粒度分布を測定した結果、平均粒子径が17
6nmと小さく、その分布は単分散で比較的分布も狭いこ
とが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーをスピンコータ
にセットし、テトラメトキシシラン（４モル）及びメチ
ルトリメトキシシラン（１モル）をイソプロピルアルコ
ール中で水及び硝酸を添加することにより加水分解して
得られた塗布液5mlをウエハー上に塗布して、2,500rpm
で30秒間回転後、250℃のホットプレートで１分間乾燥
した。このウエハーを加熱炉中にセットし、450℃で30
分間焼成することにより、絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーをスピンコータ
にセットし、テトラメトキシシラン（４モル）及びメチ
ルトリメトキシシラン（１モル）をイソプロピルアルコ
ール中で水及び硝酸を添加することにより加水分解して
得られた塗布液5mlをウエハー上に塗布して、2,500rpm
で30秒間回転後、250℃のホットプレートで１分間乾燥
した。このウエハーを加熱炉中にセットし、450℃で30
分間焼成することにより、絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 保持する基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホ
ルダーに上記絶縁層を形成させたSiウエハーをセット
し、多孔質フッ素樹脂製の研磨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）定盤上に
Siウエハー面を下にしてホルダーを載せ、さらにその上
に5Kgの重しを載せた。定盤上に上記３種類の酸化セリ
ウムスラリーをそれぞれ滴下しながら、上盤を50rpmで
４分間回転させ、絶縁膜を研磨した。研磨後、Siウエハ
ーをホルダーから外して、流水中で良く洗浄後、硝酸を
入れたビーカの中に浸し、このビーカを超音波洗浄機中
にセットして10分間洗浄した。酸化セリウムの溶解に伴
う発泡が収まったことを確認後、ビーカ中からSiウエハ
ーを取りだし、スピンドライヤで水滴を除去後、120℃
の乾燥機で10分間乾燥させた。自動エリプソメータを用
いて研磨前後の膜厚変化を測定した結果、この研磨によ
り約4000Åの絶縁層が削られ、Siウエハー全面に渡って
ほぼ均一の厚みになっていることが分った。また、Siウ
エハーをカットし、その断面をSEMで観察した結果、幅
0.1μｍで深さ1.0μｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠
陥が見られず、十分な埋め込み性を示すことが分った。
この工程を６回繰り返して６層配線を形成させたが、そ
の断面のSEM観察から、各層においてSi基板全面に渡り
その表面の段差がほとんど認められず、配線パターンも
精度良く切れていることが分った。
ルダーに上記絶縁層を形成させたSiウエハーをセット
し、多孔質フッ素樹脂製の研磨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）定盤上に
Siウエハー面を下にしてホルダーを載せ、さらにその上
に5Kgの重しを載せた。定盤上に上記３種類の酸化セリ
ウムスラリーをそれぞれ滴下しながら、上盤を50rpmで
４分間回転させ、絶縁膜を研磨した。研磨後、Siウエハ
ーをホルダーから外して、流水中で良く洗浄後、硝酸を
入れたビーカの中に浸し、このビーカを超音波洗浄機中
にセットして10分間洗浄した。酸化セリウムの溶解に伴
う発泡が収まったことを確認後、ビーカ中からSiウエハ
ーを取りだし、スピンドライヤで水滴を除去後、120℃
の乾燥機で10分間乾燥させた。自動エリプソメータを用
いて研磨前後の膜厚変化を測定した結果、この研磨によ
り約4000Åの絶縁層が削られ、Siウエハー全面に渡って
ほぼ均一の厚みになっていることが分った。また、Siウ
エハーをカットし、その断面をSEMで観察した結果、幅
0.1μｍで深さ1.0μｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠
陥が見られず、十分な埋め込み性を示すことが分った。
この工程を６回繰り返して６層配線を形成させたが、そ
の断面のSEM観察から、各層においてSi基板全面に渡り
その表面の段差がほとんど認められず、配線パターンも
精度良く切れていることが分った。
比較例１ 実施例１と同様にして半導体基板に絶縁膜層を形成
し、酸化セリウムスラリーを用いた研磨をせずに多層配
線の形成を試みたが、３層以上になると表面の段差が極
めて大きくなるために上下層間の絶縁性が破壊され、こ
れ以上の多層化はできないことが分った。
し、酸化セリウムスラリーを用いた研磨をせずに多層配
線の形成を試みたが、３層以上になると表面の段差が極
めて大きくなるために上下層間の絶縁性が破壊され、こ
れ以上の多層化はできないことが分った。
また、上記絶縁膜層の研磨をアンモニア水溶媒系のコ
ロイダルシリカスラリー（SS−225、Cabot社製商品名）
を用いて試みたが、50rpmで10分間研磨しても約400Åし
か削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極め
て効率が悪いことが分った。
ロイダルシリカスラリー（SS−225、Cabot社製商品名）
を用いて試みたが、50rpmで10分間研磨しても約400Åし
か削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極め
て効率が悪いことが分った。
実施例２ （酸化セリウム粒子の作製、２の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、窒素吸着法によりその比表面積を測定し
た結果、111m2/gを示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、窒素吸着法によりその比表面積を測定し
た結果、111m2/gを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、２の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、窒素吸着法によりその比表面
積を測定した結果、112m2/gを示した。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、窒素吸着法によりその比表面
積を測定した結果、112m2/gを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、２の３） 硫酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、窒素吸着法によりそ
の比表面積を測定した結果、130m2/gを示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、窒素吸着法によりそ
の比表面積を測定した結果、130m2/gを示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例２ 実施例２と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、上記絶縁層を試薬として市販されている酸化セ
リウム粒子（比表面積:4m2/g）を用いて上記と同様にし
て作製したスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、
研磨により約4100Åと同程度の絶縁膜が削られたが、そ
の表面には多数の研磨傷が発生していることが認められ
た。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少
させると、研磨傷の発生は見られなくなったが、50rpm
で10分間研磨しても約1000Åしか削れず、Siウエハー全
面に渡って平坦にするには極めて効率が悪いことが分っ
た。
リウム粒子（比表面積:4m2/g）を用いて上記と同様にし
て作製したスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、
研磨により約4100Åと同程度の絶縁膜が削られたが、そ
の表面には多数の研磨傷が発生していることが認められ
た。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少
させると、研磨傷の発生は見られなくなったが、50rpm
で10分間研磨しても約1000Åしか削れず、Siウエハー全
面に渡って平坦にするには極めて効率が悪いことが分っ
た。
実施例３ （酸化セリウム粒子の作製、３の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、静置法により測定した見かけ密度は1.07
g/mlを示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、静置法により測定した見かけ密度は1.07
g/mlを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、３の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、静置法により測定した見かけ
密度は1.11g/mlを示した。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、静置法により測定した見かけ
密度は1.11g/mlを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、３の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、静置法により測定し
た見かけ密度は1.08g/mlを示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、静置法により測定し
た見かけ密度は1.08g/mlを示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例３ 実施例と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウムス
ラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
ラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、上記絶縁層を試薬として市販されている酸化セ
リウム粒子（静置法により測定した見かけ密度:1.33g/m
l）を用いて上記と同様にして作製したスラリーで上記
絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約4100Åと同程
度の絶縁膜が削られたが、その表面には多数の研磨傷が
発生していることが認められた。そこで、ホルダーに乗
せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷の発生は
見られなくなったが、50rpmで10分間研磨しても約1000
Åしか削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには
極めて効率が悪いことが分った。
リウム粒子（静置法により測定した見かけ密度:1.33g/m
l）を用いて上記と同様にして作製したスラリーで上記
絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約4100Åと同程
度の絶縁膜が削られたが、その表面には多数の研磨傷が
発生していることが認められた。そこで、ホルダーに乗
せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷の発生は
見られなくなったが、50rpmで10分間研磨しても約1000
Åしか削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには
極めて効率が悪いことが分った。
実施例４ （酸化セリウム粒子の作製、４の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、タップ法によりその見掛け密度を測定し
た結果、1.43g/mlを示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、タップ法によりその見掛け密度を測定し
た結果、1.43g/mlを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、４の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、タップ法によりその見掛け密
度を測定した結果、1.52g/mlを示した。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、タップ法によりその見掛け密
度を測定した結果、1.52g/mlを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、４の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、タップ法によりその
見掛け密度を測定した結果、1.49g/mlを示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、タップ法によりその
見掛け密度を測定した結果、1.49g/mlを示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例４ 実施例４と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、上記絶縁層を、タップ法によりその見掛け密度
を測定した結果、1.67g/mlを示した試薬として市販され
ている酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製
したスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨に
より約4100Åと同程度の絶縁膜が削られたが、その表面
には多数の研磨傷が発生していることが認められた。そ
こで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少させる
と、研磨傷の発生は見られなくなったが、50rpmで10分
間研磨しても約1000Åしか削れず、Siウエハー全面に渡
って平坦にするには極めて効率が悪いことが分った。
を測定した結果、1.67g/mlを示した試薬として市販され
ている酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製
したスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨に
より約4100Åと同程度の絶縁膜が削られたが、その表面
には多数の研磨傷が発生していることが認められた。そ
こで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少させる
と、研磨傷の発生は見られなくなったが、50rpmで10分
間研磨しても約1000Åしか削れず、Siウエハー全面に渡
って平坦にするには極めて効率が悪いことが分った。
実施例５ （酸化セリウム粒子の作製、５の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、その主ピークの半値幅を測定した結果、
1.38゜を示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、その主ピークの半値幅を測定した結果、
1.38゜を示した。
（酸化セリウム粒子の作製、５の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、その主ピークの半値幅を測定
した結果、1.30゜を示した。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、その主ピークの半値幅を測定
した結果、1.30゜を示した。
（酸化セリウム粒子の作製、５の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、その主ピークの半値
幅を測定した結果、1.44゜を示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、その主ピークの半値
幅を測定した結果、1.44゜を示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
また、同じ条件でCVD膜（SiO2）の研磨を試みた結
果、約200Åしか研磨されておらず、有機SOG膜の研磨速
度との比は約20となり、有機SOG膜を選択的に研磨する
ことが可能であることが認められた。
果、約200Åしか研磨されておらず、有機SOG膜の研磨速
度との比は約20となり、有機SOG膜を選択的に研磨する
ことが可能であることが認められた。
比較例５ 実施例５と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、上粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅を
測定した結果0.25゜を示した試薬として市販されている
酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製したス
ラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、有機SOG膜は
約4100Åと同程度研磨されたが、CVD膜も約4000Å研磨
されてしまったので、有機SOG膜を選択的に研磨するこ
とは不可能であることが認められた。また、両者の場合
とも、研磨後の表面に研磨傷が発生していることが認め
られた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに
減少させると、研磨傷の発生は見られなくなったが、50
rpmで10分間研磨しても約1000Åしか削れなくなり、Si
ウエハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪い
ことが分った。
測定した結果0.25゜を示した試薬として市販されている
酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製したス
ラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、有機SOG膜は
約4100Åと同程度研磨されたが、CVD膜も約4000Å研磨
されてしまったので、有機SOG膜を選択的に研磨するこ
とは不可能であることが認められた。また、両者の場合
とも、研磨後の表面に研磨傷が発生していることが認め
られた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1kgに
減少させると、研磨傷の発生は見られなくなったが、50
rpmで10分間研磨しても約1000Åしか削れなくなり、Si
ウエハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪い
ことが分った。
実施例６ （酸化セリウム粒子の作製、６の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子径を測定した結果、約５〜10nmを示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子径を測定した結果、約５〜10nmを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、６の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子径を測定した結果、約２〜5nmを示し
た。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子径を測定した結果、約２〜5nmを示し
た。
（酸化セリウム粒子の作製、６の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子径を測定した結果、約５〜10nm
を示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子径を測定した結果、約５〜10nm
を示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例６ 実施例６と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次粒子径
を測定した結果、約50nmを示した試薬として市販されて
いる酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製し
たスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨によ
り約2000Åしか削られず、その表面には多数の研磨傷が
発生していることが認められた。そこで、ホルダーに乗
せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷の発生は
見られなくなったが、50rpmで10分間研磨しても約500Å
しか削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極
めて効率が悪いことが分った。
を測定した結果、約50nmを示した試薬として市販されて
いる酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製し
たスラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨によ
り約2000Åしか削られず、その表面には多数の研磨傷が
発生していることが認められた。そこで、ホルダーに乗
せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷の発生は
見られなくなったが、50rpmで10分間研磨しても約500Å
しか削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極
めて効率が悪いことが分った。
実施例７ （酸化セリウム粒子の作製、７の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子径を測定した結果、約５〜10nmを示した。さらに、
走査型電子顕微鏡での観察によりその二次粒子径を測定
した結果、約0.2μｍを示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子径を測定した結果、約５〜10nmを示した。さらに、
走査型電子顕微鏡での観察によりその二次粒子径を測定
した結果、約0.2μｍを示した。
（酸化セリウム粒子の作製、７の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子径を測定した結果、約２〜5nmを示し
た。さらに、走査型電子顕微鏡での観察によりその二次
粒子径を測定した結果、約0.2〜0.3μｍを示した （酸化セリウム粒子の作製、７の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子径を測定した結果、約５〜10nm
を示した。さらに、走査型電子顕微鏡での観察によりそ
の二次粒子径を測定した結果、約0.2μｍを示した （酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分った。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子径を測定した結果、約２〜5nmを示し
た。さらに、走査型電子顕微鏡での観察によりその二次
粒子径を測定した結果、約0.2〜0.3μｍを示した （酸化セリウム粒子の作製、７の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子径を測定した結果、約５〜10nm
を示した。さらに、走査型電子顕微鏡での観察によりそ
の二次粒子径を測定した結果、約0.2μｍを示した （酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分った。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分かった。また、Siウエハーをカットし、
その断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μ
ｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分
な埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り
返して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分かった。また、Siウエハーをカットし、
その断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μ
ｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分
な埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り
返して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例７ 実施例７と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次粒子径
を測定した結果、約50nmを示し、また、走査型電子顕微
鏡での観察によりその二次粒子径を測定した結果約5.0
μｍを示した試薬として市販されている酸化セリウム粒
子を用いて上記と同様にして作製したスラリーで上記絶
縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約2000Åしか削ら
れず、その表面には多数の研磨傷が発生していることが
認められた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1
kgに減少させると、研磨傷の発生は見られなくなった
が、50rpmで10分間研磨しても約500Åしか削れず、Siウ
エハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪いこ
とが分った。
を測定した結果、約50nmを示し、また、走査型電子顕微
鏡での観察によりその二次粒子径を測定した結果約5.0
μｍを示した試薬として市販されている酸化セリウム粒
子を用いて上記と同様にして作製したスラリーで上記絶
縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約2000Åしか削ら
れず、その表面には多数の研磨傷が発生していることが
認められた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5kgから1
kgに減少させると、研磨傷の発生は見られなくなった
が、50rpmで10分間研磨しても約500Åしか削れず、Siウ
エハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪いこ
とが分った。
実施例８ （酸化セリウム粒子の作製、８の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、走査型電子顕微鏡での観察よりその二次
粒子径を測定した結果、約0.2μｍを示した。さらに、
その二次粒子の輪郭にはほとんど角部が無く、滑らかな
曲線を示していることが認められた。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、走査型電子顕微鏡での観察よりその二次
粒子径を測定した結果、約0.2μｍを示した。さらに、
その二次粒子の輪郭にはほとんど角部が無く、滑らかな
曲線を示していることが認められた。
（酸化セリウム粒子の作製、８の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、走査型電子顕微鏡での観察に
よりその二次粒子径を測定した結果、約0.2〜0.3μｍを
示した。さらに、その二次粒子の輪郭にはほとんど角部
が無く、滑らかな曲線を示していることが認められた。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、走査型電子顕微鏡での観察に
よりその二次粒子径を測定した結果、約0.2〜0.3μｍを
示した。さらに、その二次粒子の輪郭にはほとんど角部
が無く、滑らかな曲線を示していることが認められた。
（酸化セリウム粒子の作製、８の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、走査型電子顕微鏡で
の観察によりその二次粒子径を測定した結果、約0.2μ
ｍを示した。さらに、その二次粒子の輪郭にはほとんど
角部が無く、滑らかな曲線を示していることが認められ
た。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、走査型電子顕微鏡で
の観察によりその二次粒子径を測定した結果、約0.2μ
ｍを示した。さらに、その二次粒子の輪郭にはほとんど
角部が無く、滑らかな曲線を示していることが認められ
た。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例８ 実施例８と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、走査型電子顕微鏡での観察によりその二次粒子
径を測定した結果約1.0μｍを示し、60〜110゜の角部を
含んだ輪郭を示す、試薬として市販されている酸化セリ
ウム粒子を用いて上記と同様にして作製したスラリーで
上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約2100Åし
か削られず、その表面には多数の研磨傷が発生している
ことが認められた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5k
gから1kgに減少させると、研磨傷の発生は見られなくな
ったが、50rpmで10分間研磨しても約500Åしか削れず、
Siウエハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪
いことが分った。
径を測定した結果約1.0μｍを示し、60〜110゜の角部を
含んだ輪郭を示す、試薬として市販されている酸化セリ
ウム粒子を用いて上記と同様にして作製したスラリーで
上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約2100Åし
か削られず、その表面には多数の研磨傷が発生している
ことが認められた。そこで、ホルダーに乗せる重しを5k
gから1kgに減少させると、研磨傷の発生は見られなくな
ったが、50rpmで10分間研磨しても約500Åしか削れず、
Siウエハー全面に渡って平坦にするには極めて効率が悪
いことが分った。
実施例９ （酸化セリウム粒子の作製、９の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子のアスペクト比を算出した結果、1.1を示した。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次
粒子のアスペクト比を算出した結果、1.1を示した。
（酸化セリウム粒子の作製、９の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子のアスペクト比を算出した結果、1.4を
示した。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、透過型電子顕微鏡での観察よ
りその一次粒子のアスペクト比を算出した結果、1.4を
示した。
（酸化セリウム粒子の作製、９の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子のアスペクト比を算出した結
果、1.2を示した。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、透過型電子顕微鏡で
の観察よりその一次粒子のアスペクト比を算出した結
果、1.2を示した。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末10gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
比較例９ 実施例９と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、透過型電子顕微鏡での観察よりその一次粒子の
アスペクト比が3.0を示した試薬として市販されている
酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製したス
ラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約
4000Åとほぼ同じ量が削られたが、その表面には多数の
研磨傷が発生していることが認められた。そこで、ホル
ダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷
の発生は見られなくなったが、50rpmで10分間研磨して
も約500Åしか削れなくなり、Siウエハー全面に渡って
平坦にするには極めて効率が悪いことが分った。
アスペクト比が3.0を示した試薬として市販されている
酸化セリウム粒子を用いて上記と同様にして作製したス
ラリーで上記絶縁膜の研磨を試みた結果、研磨により約
4000Åとほぼ同じ量が削られたが、その表面には多数の
研磨傷が発生していることが認められた。そこで、ホル
ダーに乗せる重しを5kgから1kgに減少させると、研磨傷
の発生は見られなくなったが、50rpmで10分間研磨して
も約500Åしか削れなくなり、Siウエハー全面に渡って
平坦にするには極めて効率が悪いことが分った。
実施例10 （酸化セリウム粒子の作製、10の１） 炭酸セリウム50gを脱イオン水450g中に添加後、遊星
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、窒素吸着法により測定した比表面積は11
1m2/gを示し、静置法により測定した見掛け密度は1.07g
/mlを示し、タップ法により測定した見掛け密度は1.43g
/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅
は1.38゜を示し、透過型電子顕微鏡での観察より測定し
た一次粒子径は約５〜10nmを示し、走査型電子顕微鏡で
の観察より測定した二次粒子径は約0.2μｍを示し、そ
の二次粒子の輪郭にはほとんど角部が無く、滑らかな曲
線を示していることが認められた。
ボールミルを用いて2800rpmで15分間分散処理を施すこ
とによって、白色の炭酸セリウムスラリーを得た。この
スラリーに撹拌をしながら過酸化水素水（約35％）29.2
gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進め
てから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇温させた。
90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥させること
により白色粉末30gを得た。この白色粉末のＸ線回折パ
ターンを測定した結果、酸化セリウムであることが同定
された。また、窒素吸着法により測定した比表面積は11
1m2/gを示し、静置法により測定した見掛け密度は1.07g
/mlを示し、タップ法により測定した見掛け密度は1.43g
/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅
は1.38゜を示し、透過型電子顕微鏡での観察より測定し
た一次粒子径は約５〜10nmを示し、走査型電子顕微鏡で
の観察より測定した二次粒子径は約0.2μｍを示し、そ
の二次粒子の輪郭にはほとんど角部が無く、滑らかな曲
線を示していることが認められた。
（酸化セリウム粒子の作製、10の２） 硝酸セリウム50gを脱イオン水500g中に入れて良く混
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、窒素吸着法により測定した比
表面積は112m2/gを示し、静置法により測定した見掛け
密度は1.11g/mlを示し、タップ法により測定した見掛け
密度は1.52g/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターンの主ピー
クの半値幅は1.30゜を示し、透過型電子顕微鏡での観察
より測定した一次粒子径は約２〜5nmを示し、走査型電
子顕微鏡での観察により測定した二次粒子径は約0.2〜
0.3μｍを示し、その二次粒子の輪郭にはほとんど角部
が無く、滑らかな曲線を示していることが認められた。
合後、撹拌を続けながら炭酸水素アンモニウム75gを蒸
留水400gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま室温
下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。遠心
分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによりこ
の白色沈殿物を固液分離した。この白色沈殿物を再度脱
イオン水500g中に入れて良く分散後、過酸化水素水（約
35％）60.9gを滴下し、さらに撹拌を続けながら１時間
反応を進めてから、ウォーターバスを用いて90℃まで昇
温させた。90℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心
分離機による固液分離後、120℃の乾燥機で24時間乾燥
させることにより白色粉末20gを得た。この白色粉末の
Ｘ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウムである
ことが同定された。また、窒素吸着法により測定した比
表面積は112m2/gを示し、静置法により測定した見掛け
密度は1.11g/mlを示し、タップ法により測定した見掛け
密度は1.52g/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターンの主ピー
クの半値幅は1.30゜を示し、透過型電子顕微鏡での観察
より測定した一次粒子径は約２〜5nmを示し、走査型電
子顕微鏡での観察により測定した二次粒子径は約0.2〜
0.3μｍを示し、その二次粒子の輪郭にはほとんど角部
が無く、滑らかな曲線を示していることが認められた。
（酸化セリウム粒子の作製、10の３） 硝酸アンモニウムセリウム50gを脱イオン水500g中に
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、窒素吸着法により測
定した比表面積は130m2/gを示し、静置法により測定し
た見掛け密度は1.08g/mlを示し、タップ法により測定し
た見掛け密度は1.49g/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターン
の主ピークの半値幅は1.44゜を示し、透過型電子顕微鏡
での観察により測定した一次粒子径は約５〜10nmを示
し、走査型電子顕微鏡での観察より測定した二次粒子径
は約0.2μｍを示し、その二次粒子の輪郭にはほとんど
角部が無く、滑らかな曲線を示していることが認められ
た。
入れて良く混合後、撹拌を続けながらアンモニア水27g
を蒸留水500gに溶解させた水溶液を滴下して、そのまま
室温下で１時間反応させることにより白色沈殿を得た。
遠心分離機を用いて3000rpm、10分間処理することによ
りこの白色沈殿物を固液分離し後、120℃の乾燥機で24
時間乾燥させることにより白色粉末15gを得た。この白
色粉末のＸ線回折パターンを測定した結果、酸化セリウ
ムであることが同定された。また、窒素吸着法により測
定した比表面積は130m2/gを示し、静置法により測定し
た見掛け密度は1.08g/mlを示し、タップ法により測定し
た見掛け密度は1.49g/mlを示し、粉末Ｘ線回折パターン
の主ピークの半値幅は1.44゜を示し、透過型電子顕微鏡
での観察により測定した一次粒子径は約５〜10nmを示
し、走査型電子顕微鏡での観察より測定した二次粒子径
は約0.2μｍを示し、その二次粒子の輪郭にはほとんど
角部が無く、滑らかな曲線を示していることが認められ
た。
（酸化セリウムスラリーの作製） 上記酸化セリウム粉末2.5gを脱イオン水100g中に分散
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
して、これにポリアクリル酸アンモニウム塩1gを添加
後、遊星ボールミル（Ｐ−５型、フリッチェ製）を用い
て2800rpmで30分間分散処理を施すことによって、乳白
色の酸化セリウムスラリーを得た。コールターカウンタ
（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリーの粒度分
布を測定した結果、平均粒子径が176nmと小さく、その
分布は単分散で比較的分布も狭いことが分かった。
（絶縁層の形成） 予めIC回路を形成させてその上にアルミニウム配線を
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
パターニング済みの４インチSiウエハーに実施例１と同
様にして絶縁層を形成させた。
（絶縁層の研磨） 上記酸化セリウムスラリーを使用し、実施例１と同様
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
にして上記絶縁層を形成させたSiウエハーの絶縁膜を研
磨した。自動エリプソメータを用いて研磨前後の膜厚変
化を測定した結果、この研磨により約4000Åの絶縁層が
削られ、Siウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっ
ていることが分った。また、Siウエハーをカットし、そ
の断面をSEMで観察した結果、幅0.1μｍで深さ1.0μｍ
の配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分な
埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り返
して６層配線を形成させたが、その断面のSEM観察か
ら、各層においてSi基板全面に渡りその表面の段差がほ
とんど認められず、配線パターンも精度良く切れている
ことが分った。
また、同じ条件でCVD膜（SiO2）の研磨を試みた結
果、約200Åしか研磨されておらず、有機SOG膜の研磨速
度との比は約1/20となり、有機SOG膜を選択的に研磨す
ることが可能であることが認められた。
果、約200Åしか研磨されておらず、有機SOG膜の研磨速
度との比は約1/20となり、有機SOG膜を選択的に研磨す
ることが可能であることが認められた。
比較例10 実施例10と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウム
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
スラリーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みた
が、３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるた
めに上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化は
できないことが分った。
また、上記絶縁層の研磨をアンモニア水溶媒系のコロ
イダルシリカスラリー（SS−225、Cabot社製商品名）を
用いて試みたが、50rpmで10分間研磨しても約400Åしか
削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極めて
効率が悪いことが分った。同じ条件でCVD膜の研磨を試
みた結果、約400Åが研磨され、有機SOG膜の研磨速度と
の比が１しか得られないので、有機SOG膜を選択的に研
磨することは不可能であることが分かった。
イダルシリカスラリー（SS−225、Cabot社製商品名）を
用いて試みたが、50rpmで10分間研磨しても約400Åしか
削れず、Siウエハー全面に渡って平坦にするには極めて
効率が悪いことが分った。同じ条件でCVD膜の研磨を試
みた結果、約400Åが研磨され、有機SOG膜の研磨速度と
の比が１しか得られないので、有機SOG膜を選択的に研
磨することは不可能であることが分かった。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−55315（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−266183（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−81431（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−166780（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−302570（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330015（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330016（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330017（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330018（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−320418（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330019（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330020（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−330021（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−326469（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−72711（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29272（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−321080（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−288253（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−221179（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−502778（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 622 C09K 3/14 550 C01F 17/00 C09C 1/68
Claims (22)
- 【請求項１】所定の基板に有機基を有する化合物を含む
絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を酸化セリウム研磨剤で研
磨する工程を備え、 上記絶縁膜は、アルコキシシランおよびアルキルアルコ
キシシランを有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分
解して得られる塗布液を、基板に塗布後、加熱硬化させ
て得られた、有機基を有する化合物を含む絶縁膜層を含
み、 上記酸化セリウム研磨剤は、水中に酸化セリウム粒子を
分散させたスラリーを含み、 上記酸化セリウム粒子が、水中に分散された３価の非水
溶性セリウム化合物を酸化剤で酸化することによって得
られる酸化セリウム粒子であることを特徴とする基板の
研磨法。 - 【請求項２】所定の基板に有機基を有する化合物を含む
絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を酸化セリウム研磨剤で研
磨する工程を備え、 上記絶縁膜は、アルコキシシランおよびアルキルアルコ
キシシランを有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分
解して得られる塗布液を、基板に塗布後、加熱硬化させ
て得られた、有機基を有する化合物を含む絶縁膜層を含
み、 上記酸化セリウム研磨剤は、水中に酸化セリウム粒子を
分散させたスラリーを含み、 上記酸化セリウム粒子が、３価の水溶性セリウム化合物
の水溶液から得られる非水溶性セリウム化合物を酸化剤
で酸化することによって得られる酸化セリウム粒子であ
ることを特徴とする基板の研磨法。 - 【請求項３】酸化剤が過酸化水素である請求項１又は２
記載の基板の研磨法。 - 【請求項４】所定の基板に有機基を有する化合物を含む
絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を酸化セリウム研磨剤で研
磨する工程を備え、 上記絶縁膜は、アルコキシシランおよびアルキルアルコ
キシシランを有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分
解して得られる塗布液を、基板に塗布後、加熱硬化させ
て得られた、有機基を有する化合物を含む絶縁膜層を含
み、 上記酸化セリウム研磨剤は、水中に酸化セリウム粒子を
分散させたスラリーを含み、 上記酸化セリウム粒子が、４価のセリウム化合物の水溶
液を中性又はアルカリ性にして得られる酸化セリウム粒
子であることを特徴とする基板の研磨法。 - 【請求項５】所定の基板に有機基を有する化合物を含む
絶縁膜を形成し、前記絶縁膜を酸化セリウム研磨剤で研
磨する工程を備え、 上記絶縁膜は、アルコキシシランおよびアルキルアルコ
キシシランを有機溶媒中で水及び触媒の存在下で加水分
解して得られる塗布液を、基板に塗布後、加熱硬化させ
て得られた、有機基を有する化合物を含む絶縁膜層を含
み、 上記酸化セリウム研磨剤は、水中に酸化セリウム粒子を
分散させたスラリーを含み、 上記酸化セリウム粒子の比表面積が50〜500m2/gである
ことを特徴とする基板の研磨法。 - 【請求項６】上記酸化セリウム粒子の、静置法により測
定した見掛け密度が1.30g/ml以下である請求項1,2及び
４のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項７】上記酸化セリウム粒子の、タップ法により
測定した見掛け密度が1.60g/ml以下である請求項1,2及
び４のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項８】上記酸化セリウム粒子の、粉末Ｘ線回折パ
ターンの主ピークの半値幅が0.4゜以上である請求項1,2
及び４のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項９】上記酸化セリウム粒子が、透過型電子顕微
鏡による観察で１次粒子径が10nm以下である１次粒子が
全数の90％以上の酸化セリウム粒子である請求項1,2及
び４のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項１０】上記酸化セリウム粒子が、１次粒子径が
10nm以下である１次粒子が全数の90％以上であり１次粒
子が凝集した２次粒子径が１μｍ以下である２次粒子が
全数の90％以上の酸化セリウム粒子である請求項1,2及
び４のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項１１】上記酸化セリウム粒子が、直径が１μｍ
以下である２次粒子が全数の90％以上であり、２次粒子
が120゜より小さい角部を含まない輪郭を示す酸化セリ
ウム粒子である請求項1,2及び４のいずれかに記載の基
板の研磨法。 - 【請求項１２】酸化セリウム粒子が、１次粒子のアスペ
クト比が2.0以下である粒子の数が全数の90％以上であ
る酸化セリウム粒子である請求項1,2及び４のいずれか
に記載の基板の研磨法。 - 【請求項１３】スラリーが分散剤を含む請求項１〜12の
いずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項１４】分散剤が、水溶性有機高分子、水溶性陰
イオン性界面活性剤、水溶性非イオン性界面活性剤、水
溶性アミンから選ばれる少なくとも一種である請求項13
記載の基板の研磨法。 - 【請求項１５】スラリーがアルカリ性のスラリーである
請求項１〜12のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項１６】スラリーのpHが８〜12である請求項15記
載の基板の研磨法。 - 【請求項１７】水溶媒100重量部に対して、酸化セリウ
ム粒子を10重量部以下分散させたスラリーを含む請求項
１〜16のいずれかに記載の基板の研磨法。 - 【請求項１８】上記有機基を有する化合物を含む絶縁膜
層中のシロキサン結合に由来するSi原子数とアルキル基
に由来するＣ原子数とが、 Ｃ原子数／（Si原子数＋Ｃ原子数）≧0.1 の関係にある請求項1,2,4及び５のいずれかに記載の基
板の研磨法。 - 【請求項１９】絶縁膜がケイ素を含まない有機高分子樹
脂層を含む請求項1,2,4及び５のいずれかに記載の基板
の研磨法。 - 【請求項２０】所定の基板に、アルコキシシラン及びア
ルキルアルコキシシランを有機溶媒中で水及び触媒の存
在下で加水分解して得られる塗布液を基板に塗布後加熱
硬化させて得られた有機基を有する化合物を含む絶縁膜
層と、SiO2絶縁膜層とを含む二以上の絶縁膜層を形成
し、 前記有機基を有する化合物を含む絶縁層を選択的に研磨
する請求項1,2,4及び５のいずれかに記載の基板の研磨
法。 - 【請求項２１】有機基を含有した絶縁膜層の研磨速度
の、SiO2絶縁膜層の研磨速度に対する比が10以上である
酸化セリウム研磨剤により研磨する請求項20記載の基板
の研磨法。 - 【請求項２２】所定の半導体基板に有機基を有する化合
物を含む絶縁層を備える絶縁膜を形成し、前記有機基を
有する化合物を含む絶縁膜層を請求項１〜20のいずれか
に記載の基板の研磨法により研磨する工程を備える半導
体チップの製造法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2156396 | 1996-02-07 | ||
| JP8-21563 | 1996-02-07 | ||
| PCT/JP1997/000326 WO1997029510A1 (fr) | 1996-02-07 | 1997-02-07 | Abrasif d'oxyde de cerium, microplaquette semi-conductrice, dispositif semi-conducteur, procede pour les produire et procede pour polir les substrats |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327883A Division JP3560151B2 (ja) | 1996-02-07 | 2000-10-27 | 酸化セリウム研磨剤、半導体チップ、それらの製造法及び基板の研磨法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3172194B2 true JP3172194B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=12058494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52839297A Expired - Fee Related JP3172194B2 (ja) | 1996-02-07 | 1997-02-07 | 基板の研磨法及び半導体チップの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3172194B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116891596A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-17 | 铨盛聚碳科技股份有限公司 | 一种含有稀土磺酸盐插层无机物的阻燃剂以及制备方法 |
-
1997
- 1997-02-07 JP JP52839297A patent/JP3172194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116891596A (zh) * | 2023-07-25 | 2023-10-17 | 铨盛聚碳科技股份有限公司 | 一种含有稀土磺酸盐插层无机物的阻燃剂以及制备方法 |
| CN116891596B (zh) * | 2023-07-25 | 2024-04-05 | 铨盛聚碳科技股份有限公司 | 一种含有稀土磺酸盐插层无机物的阻燃剂以及制备方法 |
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