JPH07502778A - 表面を研磨及び平坦化する組成物と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ｎ研麿１αη乎月１１１１．成’ＭＪｉ’ｒ」Ｉｌ一 本発明は、種々の加工品の表面、例えば半導体の表面の研磨および平坦化に有用 な組成物、ならびにその使用法とこれらの組成物により生産される製品に関する ものである。

一発囲Ω背景一 種々の加工品の表面の研磨に有用な組成物は、当業界では良く知られている。

半導体、ガラス、クリスタル、金属およびセラミック加工品の表面に使用される 従来の研磨剤組成物は、−目的に適切な研磨剤またはこれら研磨剤の調合物の水 性スラリーから成る。周知の研磨剤には、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸 化ジルコニウム、酸化錫、二酸化ソリコン、酸化チタン等が含まれる。これらの 研磨剤を含有する組成物は、一般にまず当該組成物を研磨バンド又は研磨される べき表面に塗布（ａｐｐｌｙ凋）することにより使用される。研磨パッドが次い で表面に用いられ、これが組成物内部に含まれる研磨粒子に表面を機械的に研磨 させ、この結果としてｔ［作用をもたらす。しかしながら、このような従来の研 磨組成物では、半導体および超小型電子構成部品技術に要求される、鏡面のよう な高度に平坦な表面を生ずることはできない。さらに、従来の研磨紹代物は、他 の加工品を研磨する場合には、劣悪な研磨率および劣悪な表面品質のような欠点 を暴露している。例えば、このような組成物で研磨されたガラス、金属、半導体 等の表面は曇り、染み、引っかき傷、オレンジビール（ｏｒａｒｑｅ　ｐｅｅｌ ）、起伏、切り込み、メサ（ｍｅｓａＳ）のような様々な欠陥を呈する。

従って、研磨組成物の効率および品質を改善する試みが現在までなされてきた。

これらの分野における改善のための２つの方法は、種々の研磨剤を組み合せるこ と、又は、種々の補助剤を組成物に添加すること、あるいはその両方を行うこと に向けられてきた。

研磨粒子の特定の＆Ｉ］み合ゼから成る研＠絹成吻が、例えば、少なくとも１つ の酸化セリウムの結晶相および希−１ニビロケイ酸塩から成る研磨組成物を開示 する米国特許第４．６０１．７５５号に開示されている。米国特許第４．７８６ ．３２５号は、酸化セリウムおよび少なくとも希土ランタナイトやイツトリウム の一酸化物から成るガラス研磨組成物を開示している。同様に、米国特許第４， ７６９．０７３号は酸化セリウム、３価セリウム塩および任意にピロケイ酸塩や シリカを含む、有機ガラスの表面を研磨するセリウム基剤研磨組成物を開示して いる。

研磨組成物に補助剤を使用の実例は、例えば水、研磨剤および研磨剤による金属 表面の研磨有効性を促進するための塩又は塩の組み合せを含む、金属表面研磨に 有効な組成物を開示する米国特許第４．９５９．１１３号に開示されている。

同様に、米国特許第４．４６２．１８８号は、コロイド状シリカゾルまたはゲル 、水溶性アミンおよび水溶性第四アンモニア塩または塩基から成る研磨組成物を 開示している。米国特許第４．５８８．４２１号は、水性コロイド状ノリカ溶液 ゲルおよびピペラジンを含む、シリコンウェーハを研磨するのに有効な組成物を 開示している。ピペラジンの添加が、数ある利点のうちの研磨有効性の増大をも たらすことが開示されている。米国特許第４．９５４．１４２号は、構成部品表 面に研磨粒子、遷移金属キレート化塩および溶媒から成るスラリーを接触させる 段階を備える、電子構成部品を研磨する方法を開示している。この特許はさらに 、この研磨粒子が、シリカ、酸化セリウム、アルミナ、炭化シリコン、窒化シリ コン、酸化第二鉄等の一般に使用されているもののいずれでもよいことを開示し ている。

しかしながら、このような研磨剤の組み合せおよび補助剤の添加によっても、従 来の研磨組成物では、現代の半導体およびマイクロエレクトロニクス技術に要求 される平坦化された表面（ｐｌａｎａｒｉｚａｆｌ　５ｕｒｆａｃａｓ）を作る ことができない。

半導体および他の超小型電子構成部品の製作には、一般に超大規模集積回路（Ｖ ＬＳＩＣ）および極超大規模集積回路（ＵＬＳＩＣ）を含む、数多くの相互連結 された構成部品層を組み立てることを必要とする。従って、半導体を研磨および 平坦化するのに有効な組成物は、表面およびその下方の双方で相互連結された高 密度集積回路の多重層から成る複合、非等方、混成表面を研摩することが可能で なければならない。半導体の製作に際しては、集積回路が相互接続された層を備 える建造物が、多様なサイズ、形状および硬度の構成部品ならびに様々の深さや 形状の溝、穴および窪みを含むであろう、事前設定された平坦レベル（ｐｉａｎ ｅｒ］ｅｖｅｎ、）まで研磨される。このような研摩後、半導体の製作は、化学 萎着法、蒸着を介するメタライズ処理、ツメ・１−リソグラフィツクパターン形 成、拡散、エツチング等のような、当業者が即知する様々の他の手順により継続 される。

よりずくれた効果をもたらすためには、用意された半導体加工品表面を研磨およ び平坦化するのに用いられる組成物は、高研磨品質を伴う極めて平坦で水平な表 面、ずなわら、平坦面（プレナー面）をもたらさなければならない。しかしなが ら、従来の研磨作業とは異なり、平ｔｏ面を作るには、研磨作業は加工品の水平 表面に限定されなければならず、かつその表面の丁の形状、形態、または構造、 あるいはその全てに影響してはならない。このような選択的研磨作業のみが、所 望の平坦面をもたらすことになる。従来の研［９ｋｌ！成物は、力旺品表面の上 下、内部の特定領域を研磨することで単に不均質で起伏のある表面を作るため、 このような手１１１ｎには不適当である。不可能でないにせよ、研磨組成物が加 工品の下部構造に悪影響を及ぼさない、円滑で欠陥のない表面を得るためには従 来の研磨剤を使用するのは困難であることが証明されている。

構成部品の層がノリコン、セラミックその他の絶縁体加工品の微小なチップ内で 連結された、半導体およびマイクロエレクトロニック構成部品製作の特殊分野に おいては、極めて平坦な表面が多くのレベルで要求される。さもなければ、半導 体その他の素子の機能はそれが無価値になる点まで悪影響を受けることになる。

この結果、このような素子を製造するために用いられる多くの超微小加工手順お よび（１随する労力と機器が、平坦化技術が十分に平坦な表面を作れなかったた めに不良になるたった一つの表面によって無駄になる。

従って、平ｌｕで欠陥のない表面を作る、改善された研磨率で改善された研磨作 業をもたらす組成物、ならびにこのような組成物の使用法に対して待望久しい需 要があることが理解できる。本発明は、このような待望久しい需要を満足さセる ものである。

一光所■要約一 本発明の態様の一つは、約３０％から約５０％の酸化セリウム、約８％から約２ ０％のヒユームド（ｆｌｆ７）シリカおよび約１５％から約４５％の沈＃（ｐｒ ｅｃｉｐｔａｔｅｄ　）シリカから成る、加工品表面の研摩又は平坦化に用いら れる研磨組成物である。本発明の他の態様は、加工品を研磨又は平坦化する水性 スラリーである。本水性スラリーは水および重量比で約５％から約２０％の本研 磨組成物から成る。

本発明のさらに他の態様は、以下の段階を備える加工品の研磨又は平坦化の方法 である。

（ａ）本研磨組成物の水性スラリーを、研磨又は平坦化されるべき加工品の表面 に塗布（ａｐｐｌｙｉｒｘｙ）する段階、及び、（ｂ）水性スラリーによって、 加工品表面を機械的および化学的に事前設定された程度まで研磨することにより 、加工品表面を研磨又は平坦化する段階。

本発明はまた、ここに開示および請求された研磨又は平坦化の方法を用いて製作 される製品に関する。特に望ましいのは、ここに示す方法を用いて製作される平 坦化半導体製品である。

一定義一 ここに使用される「粒子サイズ」は、粒子の平均直径を、あるいは粒子が実質的 に球状でない場合は、粒子の平均最大寸法を示す。

ここで用いられる「パーセント」あるいは「％」は、他の指定がない限り、ある いはそれが用いられている文脈から明らかでない限り、本組成物中の研磨剤成分 の全重量に対する表示成分の重量による百分比を示す。

しい　のｉ　な發゛Ｈ 本発明の研磨組成物は約３０％から約５０％の、好ましくは約４２．５％から約 ４８．０％の酸化セリウム成分を含有する。最も好ましくは、本組成物は約４５ ％の酸化セリウムを含有する。本組成物で用いられる酸化セリウムは、約１００ ナノメートルから約２，０００ナノメートル、好ましくは約１００ナノメートル から約５００ナノメートルの粒子サイズを有する。最も好ましくは、酸化セリウ ムは、約１００ナノメートルから約３００ナノメートルの粒子サイズを有するも のとする０本組成物中に用いられる酸化セリウムは、トリウムのような放射性＠ 量元素を含まずに、好ましくは少なくとも約９９．９％の純度で、化学的に精製 されることが好ましい。

本発明の研磨組成物はさらに、約８％から約２０％の、好ましくは約１７％から 約１９％のヒユームドシリカ成分を含有する。ヒユームドシリカは、幾つかの企 業から市販されている。一般にはヒユームドシリカ（ヒエームド二酸化シリコン ）は、四塩化シリコンのような揮発性ソラン化合物の加水分解により、酸素・水 素混合ガスの炎中で製造される。その製造技術は周知であり、文献化されてもい る。最も好ましくは、本研磨剤組成物は約１８％のヒユームドシリカを含有する ものとする。本組成物で用いられるヒユームトノリカは、約１０ナノメートルか ら約１．２００ナノメートルの、好ましくは約７ナノメードルから約４０ナノメ ートルの、最も好ましくは約１０ナノメートルから約３０ナノメートルの粒子サ イズを有するものとする。

本組成物はまた、約１５％から約４５％の、好ましくは約３５％から約３９％ま での沈澱シリカを含有するものとする。沈澱ソリ力もまた、幾つかの企業から市 販で入手できる。一般的に、沈澱ソリ力（沈澱二酸化シリコン）は、ナトリウム ケイ酸塩（水ガラス）のようなアルカリケイ酸塩溶液を、硫酸のような鉱酸と、 一般的にアルカリ反応の状態下で反応させることにより製造される。シリカは、 沈澱により形成される主要な反応生成物である。そのシリカが濾過、洗浄、乾燥 され、次いで他の反応生成物から分離される。これら手順のすべてが当業者に周 知の標準的技法である６好ましくは、本組成物は約３５％から約３９％の、最も 好ましくは約３７％の沈澱ソリ力成分を含有するものとする。本研磨組成物で有 効な沈澱シリカは約２５ナノメートルから約４．０００ナノメートルの、好まし くは約５０ナノメートルから約２．０００ナノメートルの粒子サイズを有する。

最も好ましくは、沈澱シリカは約１００ナノメートルから約３００ナノメートル の粒子サイズを有するものとする。沈澱シリカはそれに約１％以下のナトリウム を含イｆする程度の純度を有することがさらに好ましい。

本発明に従う現在より好ましい組成物は、粒子サイズが約１００ナノメートルか ら約２．０００ナノメートルの酸化セリウムを約４５％、粒子サイズが約１０ナ ノメートルから約１．２００ナノメートルのヒユームドシリカを約１８％、さら に粒子サイズが約２５ナノメートルから約４．０００ナノメートルの沈澱シリカ を約３７％含有するものとする。

本発明は、望ましい成果を挙げるためには、ヒユームドシリカと沈澱シリカの双 方が、酸化セリウム（セリア）と組み合わせて用いられなければならないという 重大な発見に基づく。これら２種の異なるタイプのシリカの異なる性質は、酸化 セリウムも加えて、その理由が現在解明されていないにも関わらず、本発明の研 磨組成物および水性スラリーの研磨能力を高める要因である。これは３種の研磨 剤、即ち、酸化セリウム、沈澱シリカおよびヒユームドシリカの組み合わせであ り、その組み合わせが本研磨用組成物に優れた平坦化能力を与えている。本発明 の水性スラリーは、酸化セリウムのみ、ヒユームドシリカのみ、又は沈澱シリカ のみ、あるいはこれら３種の研磨成分の内２種のみの組み合わせの水性スラリー に比較して、より優れた研磨および平坦化能力をみせる。本発明におけるこれら の特殊な研磨剤の組み合わせが、より優れた平坦化作用に帰着する相乗効果をも たらす。

加工品表面の研磨および平坦化のため使用されるとき、本組成物は、本組成物と 水から成る水性スラリーの形で用いられる。本発明の組成物から成る水性スラリ ーは、当業界の技術者にとって明白な適切な方法で調製され得る。しかしながら 、本組成物は、適量の水が入った適切な容器に研磨組成物の固形成分を添加して 、高出力、高速剪断ブレンダー又はホモジナイザー等により調合することで調製 されることが好ましい。調合又は混合は、均質な組成物が得られるまで続けるも のとする。

本研磨組成物と水から成るスラリーは、種々の界面活性剤化合物又は界面活性剤 化合物の混合物をさらに含むことができる。界面活性剤化合物は懸濁剤として作 用し、その結果本組成物の調製を促進する。界面活性剤の添加は、本研磨組成物 を含有する水性スラリーがチキソトロピー組成物の形をとることを許容するよう に作用する。さらに、界面活性剤化合物は「引っかき傷防止」効果を研磨又は平 坦化されている加工品表面に与え、これにより研磨剤により生しる表面欠陥の程 度をさらに軽減すると考えられる。

界面活性剤化合物は、スラリー組成物の重量を基に、スラリー組成物巾約０゜０ １％から約２．０％、好ましくは約０．０１５％から約０．１５％の量が含まれ てよい。適切な界面活性剤化合物は、当業者に周知の数多くの非イオン、陰イオ ン、陽イオン又は両性イオン界面活性剤のいずれかを含んでいる。特定用途への 適切な界面活性剤の使用は、本開示によって当業者に明らかになるであろう。

しかしながら、オクチルフェニルエチレンオキシド、ノニルフェニルエチレンオ キシド、オクチルフェノキシポリエトキンエタノール、ポリオキシエチレン（１ ０）オクチルフェノール・エーテル、ノニル・フェノール・ポリエーテル、ポリ オキシエチレン（２０）ソルビタン・モノオレイン酸塩、ポリ（オキシ〜１．　 ２−エタンディイール）−アルファ〔ノニルフェニール〕オメガーヒドロキシ、 脂肪族エトキシル酸塩、カルボキシル酸ポリアミン・アミドの塩、陰イオン又は イオン性の特性を持つポリマーのアルキルアンモニウム塩、ポリカルボキシル酸 、アクリル酸共重合体およびこれらの物質の混合物が界面活性剤として用いられ るのが好ましい。最も好ましくは、非イオン性界面活性剤、オクチルフェノキシ ポリエトキノエタノールが本組成物における界面活性剤として用いられるものと する。この界面活性剤は、ロームアンドハース社（Ｒｏｈｎ　ａｎｃｌ　Ｈａａ ｓ　Ｃｏ、　）の「冗ｎ對＠　Ｘ−１０２Ｊとして市販されている。

一般に、本組成物の水性スラリーは、約４から約１２のｐＨに、好ましくは約６ から約１１．４のｐＨに維持されるべきである。望ましい範囲内にｐＨを維持す るために、本組成物はさらに、適切な酸性または塩基性物質を、ｐＨを維持する のに適切な量含むことができる０本組成物中で用いられ得る適切な酸性または塩 基性物質の実例は、塩酸、硝酸、燐酸、硫酸、水酸化カリウム、水酸化アンモニ ウム又はエタノールアミン等である。適切な酸性および塩基性物質ならびに特定 用途のためのそれらの適切量は、本開示によって当業者に明らかとなるであろう 。

本発明はさらに、（ａ）本研磨組成物の水性スラリーを、研磨又は平坦化される べき加工品の表面に塗布（ａｐｐｌｙｉｒｑ）する段階と、（ｂ）水性スラリー によって、加工品表面を機械的および化学的に事前設定された程度まで研磨する ことにより、加工品表面を研磨又は平坦化する段階とを備えた、加工品表面を研 磨又は平坦化する方法に関するものである。

このような方法に用いられると、本組成物は、事前に設定された所望の程度まで 加工品表面を機械的および化学的に研磨および溶解するように作用する。本組成 物は、加工品の水平表面にのみ作用して加工品の下方結晶形態および構造に悪影 響を及ぼすことなく平坦で平滑な無欠陥の表面をつくる。

加工品表面を研磨又は平坦化するために用いられるとき、本組成物は最終固体濃 度として重量比で本研磨組成物の約５％から約２０％の固体濃度を有する水性組 成物として一般的に用いられる。好ましくは、組成物は重量比で約１０％から約 １６％の最終固体濃度を有するものとする。

限定されることなく様々な加工品を研磨するのに使用されるものの、本方法は半 導体の製作に際して相互接続された集積回路の表面を研磨又は平坦化するのに使 用すると都合が良い。本組成物は、多様なサイズ、形状および硬度の構成部品な らびに溝、穴および窪みを含むであろう絶縁層を事前設定された平坦レベル（プ レナーレベル）まで研磨するため用いられる。一旦非晶質（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ 　）シリカのような絶縁層の研磨が完了すれば、タングステンのような導体層が 化学蒸着法等により集積表面上部に薄着される。この表面が次いで所望の程度ま でさらに平坦化あるいは研磨されるに のようにして、本組成物は複合的で非均質的な半導体ウェーへの表面を研磨又は 平坦化し、半導体技術に必要な極めて平坦で水平な表面をつくるのに用いること ができる。本組成物は、その上面にいかなる加工品の部分も必要とせず、その下 面に欠陥のない電子構成部品が存在する、事前に設定された平坦レベルを有する 半導体ウェーハの表面を研磨するのに用いることができる。その表面をこの平坦 レベルより下にあるウェーハに有害な欠陥を実ｎ的に生しることなく平坦レベル まで平坦化できる。このようにして、本方法は、加工品の表面が複数のステップ と、そのステップの間に複数の切れ目を備える、電子素子集積密度が比較的少な い領域と比較的多い領域とを有する半導体ウェーハを研磨又は平坦化するため使 用できる。

一般的に、本発明の方法を実施する際に、本組成物は適切な研磨バンドに塗布（ ａｐｐＨｅｄ　）される。そのバンドが次いで、十分な時間、十分な圧力で加工 品表面に上背近接して置かれて、事前設定された程度まで加工品の表面を機械的 に研磨することでその表面を研磨又は平坦化する。適切な研磨パッドには、本発 明の譲受人であるロゾール社（Ｒｃｄｅｌ、、　Ｉｎｃ、）からともに入手可能 な、Ｒｏｄｅｌ−Ｉ　Ｃ研磨バ、ドおよび５ＵＢＡ　−Ｉ　Ｖｔ１ｔ磨パツド等 がある。本組成物は、カリフォルニア州すンルイオビスポのＲ，ハワードストラ スバーハ社（Ｒ，Ｈａ％ＩＩａｒｄ　５ｔｒａＳｂａｕｃｈＩｎｃ、）で製造さ れているＲｊ（、Ｓｔｒａｇｌ：ｅｕｃｈ　５　［）　３−３　ｐ　Ｐｌａｎａ ｒｉｚｅｒ　、又はアリシナ州フェニソクスのウェステンクシステム社（Ｗａｓ ｔｅｃｈ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｃ、　）のＷｅｓケｄ踵ｍ１ｅｌ　３７２自動 ウエーハ研磨装置のような、従来のどんな研磨又は平坦化装置でも使用可能であ る。

本発明につき、以下に実施例をあげて説明するが、それに限定されるものではな い。

実施到 実施例」− 下記表１に列挙された種々の研磨成分量を有する７つのサンプル組成物を調製し た。すべてのサンプルに使用した酸化セリウムは、ローヌープーランヘーシック ケミカル社（Ｒｂｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｒ′ＩＣＦ３ａｓｉｃ　（ｈｅｍｉ、ｃａ ｌｓ　Ｃ，ｎ、）から入手可能な、粒子サイズが３００ナノメートルから５００ ナノメートルのｒ（ＰＡＬＩＮ）Ｅ　Ｊ酸化セリウムである。すべてのサンプル に使用したヒユームドシリカは、デグザ社（Ｄｅｇｕｓｓａ■ｒｐｏｒａｔｊ、 ｏｎ）から入手可能な、粒子サイズが１５ナノメートルから２５ナノメートルの 「入玉Ｔ−Ｉ、　」シリカであった。すべてのサンプルに使用した沈澱シリカは 、デグザ社から入手可能な、粒子サイズが３００ナノメートルから５００ナノメ ートルの１’２２Ｔ＝ｓＪであった。

サンプル研磨組成物の水性スラリーは、表Ｉに列挙した比率の総量１００ｇの適 切な研磨成分を、高速剪断調合機中で脱イオン化された９００ｇの水に添加する ことにより調製した。次いですべてのサンプルに、０．１４ｇの非イオン性界面 活性剤オクチルフェノキシポリエトキノエタノールのｒ鉗■對＠Ｘ−１０２Ｊ　 ヲ添＋ＪＩＩ　Ｌ、た。これらのサンプルは、ウェアリング　ラボラトリ−ブレ ンダーあるいはホモジナイザ＝（Ｗａｒｊ−ｒｘｌ　Ｌａｂｏｒａｔ、ｏｒｙ　 Ｂｌｅｎｄｅｒ　ｏｒ　）ｋｒｎｃｘ；Ｉｅｎｉｚｅｒ）中で、室温で約３分間 、完全に混合した。

次いで各サンプルを個別に、加工品の研磨に用いた。研磨された加工品は、平坦 回路構成要素（ｐｌａｎａｒ　ｃｉｒｃｕｉｔいがある、直径６インチのシンコ ンウェーハであった。研磨パッドに供給した本スラリー組成物は、チキソトロピ ー的（ｔｈｉｘｏｔ−ｒｏｐｉ、ｃ　）かつ流動的であった。研磨成分は沈澱せ ずに懸濁状態を保ち、従って攪拌する必要がなかった。スラリー組成物は室温で 用いられた。

各サンプル組成物を、個別にウェーハに塗布した。ウェーハとサンプル組成物を 次いで研磨パッドが装備された５ｔｒａｓｂａユ６Ｃス研磨機にセットした。研 磨パッドは、Ｒｃｘｌｅｌ　５ＵＢＡ　ＩＶ研磨パッドにマイラーシート（Ｍｙ ｌａｒ　５ｈｅｅｔ、）を積層し、さらにその上にＲｏｄｅｌ　ＩＣ−ω研磨パ ッドを積層して成る。Ｒｏｄｅｌ　ＩＣ−６０およびＲｏｄｅｌ　５ＵＢＡ　Ｉ Ｖバンドは、ロゾール社から入手できる。次いでウェーハを、７ｐｓｉの一定圧 力で２分間研階した。研磨組成物を毎分１５０ｍ１の一定流量で研磨装置に供給 した。

各サンプル組成物を、下記の表１に列挙されたような、４種の異なる最終固体濃 度で試験した。特に、各サンプル組成物を５％、８％、１０％および１２％の最 終固体濃度で試験した。これらの濃度範囲は、ウニ／＼に塗布された最終組成物 における固体の総量を示す。上記条件下での研磨後、ウェーハから除去された材 料の量をそのオングストローム単位で計測し、作表した。その結果を表１に示す 。

表土 本表示研磨組成物サンプルの重量に基づく表示濃度を存するスラリーを用いる。

表口こみられるように、酸化セリウム、ヒユームドシリカおよび沈澱シリカの組 み合ねセから成る本組成物水性スラリーは、これらの研磨剤が同一の固体濃度で 単独に、もしくは他の組み合わせで水性スラリー中に用いられる場合よりも、著 しく多すの材料を除去する。さらに、ヒユームドおよび沈澱シリカを単独で、又 は両者の組み合わせで含有する組成物は、比較的少量の材料しか除去しないこと がみて取れる。

上述した測定を完了した後、明るい照明下でウェーハ表面を肉眼で目視すること により、および表面を倍率Ｉ００の暗視野顕微鏡で調べることにより、染み、引 っかき傷、表面欠陥等の存在について検査した。検査されたウェーハ表面には染 み、引っかき傷その他の表面欠陥はみられなかった。

次いで被研磨ウェーハ表面の平坦度（ｄ司ｒｅｅ　ｏｆ　ｐｌａｎａｒｉｔｙ） を、カリフォルニア州マウンテンビューのテンコール社（Ｔｅｎｃｏｒ　Ｃｏｒ ｐ、　）から入手できる、ウェーハ表面を走査する趙精密探ｉｔの高さの変位変 化を測定するｒ　ＭＰＩ（ＡＳＩ’臣２００ＩＭＦＩ　ｒ　ＤＪＦＴＦＲ１によ り検査した。この計測器は、約２．０００ミクロンの長さを走査する。各被研磨 ウェーハ表面につき、元のフィーチャー（ｆｅａｔｕｒｅ　）の高さと比較して 、平坦度からの偏差をオングストローム単位で分析した。各被研磨ウェーハ表面 の、元のフィーチャー（ｆｅａｔｕｒｅ　）の高さと比較した平坦度からのオン グストローム単位による偏差を下記の表■に示す。

上の表■に示されたデータかられかるように、本組成物は、同し固体濃度におい て、研磨剤のうちの任意の単独の１種、または２Ｉｌの研磨剤のみの組み合わせ から成る組成物に比べて、元のフィーチャー（〔田しｕｒｅ　）の高さからの平 坦度力（著しく低い偏差を実証している。

本発明は、その精神又は木質的属性から逸脱することなしに、他の特定な形で実 施することができる。従って、本発明は、前述の記載よりもむしろ、発明の範囲 を示している添付の特許請求の範囲によるものである。

甲成６年Ｉｎ月ユ／口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加工品の表面を研磨又は平坦化する際に用いられる、約３０％から約５０％ の酸化セリウム、約８％から約２０％のヒュームドシリカ、および約１５％から 約４５％の沈澱シリカから成る研磨組成物。 ２．約４２．５％から約４８．０％の酸化セリウム、約１７％から約１９％のヒ ュームドシリカ、および約３５％から約３９％の沈澱シリカから成る請求項１記 載の組成物。 ３．約４５％の酸化セリウム、約１８％のヒュームドシリカ、および約３７％の 沈澱シリカから成る請求項１記載の組成物。 ４．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約２．０００ナノメートルの粒子 サイズを有し、ヒュームドシリカが約１０ナノメートルから約１，２００ナノメ ートルの粒子サイズを有し、さらに沈澱シリカが約２５ナノメートルから約４． ０００ナノメートルの粒子サイズを有する請求項１、２又は３記載の組成物。 ５．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約５００ナノメートルの粒子サイ ズを有し、ヒュームドシリカが約７ナノメートルから約４０ナノメートルの粒子 サイズを有し、さらに沈澱シリカが約５０ナノメートルから約２，０００ナノメ ートルの粒子サイズを有する請求項１、２又は３記載の組成物。 ６．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約３００ナノメートルの粒子サイ ズを有し、ヒュームドシリカが約１０ナノメートルから約３０ナノメートルの粒 子サイズを有し、さらに沈澱シリカが約１００ナノメートルから約３００ナノメ ートルの粒子サイズを有する請求項１、２又は３記載の組成物。 ７．水、および、約５重量％から約２０重量％の請求項１記載の研磨組成物から なる加工品を研磨又は平坦化するための水性スラリー。 ８．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約２，０００ナノメートルの粒子 サイズを有し、ヒュームドシリカが約１０ナノメートルから約１，２００ナノメ ートルの粒子サイズを有し、さらに沈澱シリカが約２５ナノメートルから約４， ０００ナノメートルの粒子サイズを有する請求項７記載の水性スラリー。 ９．さらに約０．０１％から約２．０％の界面活性剤を含む請求項８記載の水性 スラリー。 １０．界面活性剤が非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性 界面活性剤、両性イオン性界面活性剤およびこれら調合剤から選択される請求項 ９記載の水性スラリー。 １１．界面活性剤が、オクチルフェニルエチレンオキシド、ノニルフェニルエチ レンオキシド、オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、ポリオキシエチレ ン（１０）オクチルフェノール・エーテル、ノニル・フェノール・ポリエーテル 、ポリオキシエチレン（２０）ソルビタン・モノオレイン酸塩、ポリ（オキシー １．２−エタンディイール）−アルファ（ノニルフェニール）オメガーヒドロキ シ、脂肪族エトキシル酸塩、カルボキシル酸ポリアミン・アミドの塩、陰イオン 又はイオン性の特性を持つポリマーのアルキルアンモニウム塩、ポリカルボキシ ル塩、アクリル酸共重合体およびこれらの物質の調合剤から選択される請求項１ ０記載の水性スラリー。 １２．界面活性剤が、オクチルフェノキシポリエトキシエタノールである請求項 １１記載の水性スラリー。 １３．組成物のＰＨを約４から約１２に維持するために、さらに酸性または塩基 性物質を含む請求項８記載の水性スラリー。 １４．酸または塩基性物質が、組成物のｐＨを約６から約１１．４に維持する請 求項１３記載の水性スラリー。 １５．酸性物質が塩酸、硝酸、燐酸および硫酸から選択され、塩基性物質が水酸 化カリウム、水酸化アンモニウムおよびエタノールアミンから選択される請求項 １３記載の水性スラリー。 １６．水、および、約１０重量％から約１６重量％の請求項２記載の研磨組成物 からなる加工品を研磨又は平坦化するための水性スラリー。 １７．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約５００ナノメートルの粒子サ イズを有し、ヒュームドシリカが約７ナノメートルから約４０ナノメートルの粒 子サイズを有し、さらに沈澱シリカが約５０ナノメートルから約２，０００ナノ メートルの粒子サイズを有する請求項１６記載の水性スラリー。 １８．水、および、約１０重量％から約１６重量％の請求項３記載の研磨組成物 からなる加工品を研磨又は平坦化するための水性スラリー。 １９．酸化セリウムが約１００ナノメートルから約３００ナノメートルの粒子サ イズを有し、ヒュームドシリカが約１０ナノメートルから約３０ナノメートルの 粒子サイズを有し、さらに沈澱シリカが約１００ナノメートルから約３００ナノ メートルの粒子サイズを有する請求項１８記載の水性スラリー。 ２０．オクチルフェニルエチレンオキシド、ノニルフェニルエチレンオキシド、 オクチルフェノキシポリエトキシエタノール、およびこれらの物質の調合剤から 選択される界面活性剤が、約０．０１％から約２．０％含まれている請求項１９ 記載の水性スラリー。 ２１．加工品の表面を研磨又は平坦化する方法であって、（ａ）請求項７ないし ２０のいずれかの水性スラリーを、研磨又は平坦化する加工品の表面に塗布する 段階、 （ｂ）水性スラリーによって、事前設定された程度まで加工品の表面を機械的お よび化学的に研磨することによって、加工品表面を研磨又は平坦化する段階、 からなる方法。 ２２．さらに、水性組成物をパッドに塗布する段階と、次いで加工品を研磨また は平坦化するに十分な時間、十分な圧力でバッドを加工品表面に十分接近させる 段階からなる請求項２１記載の方法。 ２３．加工品が電子素子集積密度が比較的少ない領域と比較的多い領域とを有す る半導体ウェーハであり、ウェーハの表面が複数のステップと、そのステップの 少なくとも幾つかの間に複数の切れ目を有する請求項２２記載の方法。 ２４．半導体ウェーハの表面が、その上面にいかなる加工品の材料も必要とせず その下面に望ましくは欠陥のない電子構造部品が存在する、事前に設定された平 坦レベルを有するもので、さらに、ウェーハの表面を平坦レベルより下にあるウ ェーハに有害な欠陥を実質的に生じることなく平坦レベルまで平坦化する段階か らなる請求項２３記載の方法。 ２５．請求項２１の方法によって製造される平坦化された加工品。 ２６．請求項２１の方法によって製造される研磨された加工品。