JPH11181405A

JPH11181405A - 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法

Info

Publication number: JPH11181405A
Application number: JP34924297A
Authority: JP
Inventors: Toranosuke Ashizawa; 寅之助芦沢; Hiroto Otsuki; 裕人大槻; Masato Yoshida; 誠人吉田; Hiroki Terasaki; 裕樹寺崎; Yasushi Kurata; 靖倉田; Jun Matsuzawa; 純松沢; Kiyohito Tanno; 清仁丹野; Takashi Sakurada; 剛史桜田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ＳｉＯ₂絶縁膜等の被研磨面を傷なく高速に研
磨する酸化セリウム研磨剤を提供する。【解決手段】ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法等で作製したＳｉＯ₂
絶縁膜を形成させたＳｉウエハを、原料に９０体積％以
上が一次粒子径３〜６０μｍで凝集粒子径の中央値が２
０〜１００μｍの炭酸セリウムを使用して製造した酸化
セリウムを含み、酸化セリウム粒子径の中央値が１５０
〜６００ｎｍである酸化セリウム粒子を媒体に分散させ
たスラリーを含む酸化セリウム研磨剤で研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸化セリウム研磨
剤及び基板の研磨法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において、
プラズマ−ＣＶＤ、低圧−ＣＶＤ等の方法で形成される
ＳｉＯ₂絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するための化学
機械研磨剤として、コロイダルシリカ系の研磨剤が一般
的に検討されている。コロイダルシリカ系の研磨剤は、
シリカ粒子を四塩化珪素を熱分解する等の方法で粒成長
させ、アルカリ溶液でｐＨ調整を行って製造している。
しかしながら、この様な研磨剤は、無機絶縁膜の研磨速
度が充分な速度を持たず、実用化には低研磨速度という
技術課題がある。

【０００３】一方、フォトマスクやレンズ等のガラス表
面研磨剤として、酸化セリウム研磨剤が用いられてい
る。酸化セリウム粒子は、シリカ粒子やアルミナ粒子に
比べ硬度が低く、したがって研磨表面に傷が入りにくい
ことから仕上げ鏡面研磨に有用である。また、酸化セリ
ウムは、強い酸化剤として知られるように化学的活性な
性質を有している。この利点を活かし、絶縁膜用化学機
械研磨剤への適用が有用である。しかしながら、ガラス
表面研磨用酸化セリウム研磨剤は、不純物を多く含有す
るためそのまま半導体用研磨剤として適用することはで
きない。さらに、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤
をそのまま無機絶縁膜研磨に適用すると、酸化セリウム
粒子径（一次粒子や凝集粒子）が大きく、そのため絶縁
膜表面に目視で観察できる研磨傷が入ってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＳｉＯ₂絶
縁膜等の被研磨面を傷なく高速に研磨することが可能な
酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法を提供するもの
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の酸化セリウム研
磨剤は、酸化セリウム粒子、分散剤、及び水を含むもの
である。酸化セリウム粒子は、炭酸セリウムを原料とし
て製造したもので、炭酸セリウムは全体の９０体積％以
上が一次粒子径３〜６０μｍであるものが使用される。
炭酸セリウムは、板状結晶の凝集体が好ましく、凝集体
の平均粒子径が２０〜１００μｍであることが好まし
い。本発明の酸化セリウム研磨剤を構成する酸化セリウ
ム粒子は、粒子径の中央値が１５０〜６００ｎｍである
ことが好ましい。出発原料である炭酸セリウムの一次粒
子径は走査型電子顕微鏡（例えば（株）日立製作所製
Ｓ−９００型）による観察で測定する。粒子の長径と短
径を求め長径と短径の積の平方根をその粒子の粒子径と
する。出発原料である炭酸セリウム凝集体の粒子径又は
酸化セリウム研磨剤に含まれる酸化セリウム粒子の粒子
径は、レーザー回折法（例えば測定装置、Ｍａｌｖｅｒ
ｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅ
ｒＭｉｃｒｏｐｌｕｓ、光源Ｈｅ−Ｎｅレーザー、粒
子の屈折率１．９２８５、吸収０で測定）で測定する。
中央値は、体積粒子径分布の中央値であり、粒子径の細
かいものからその粒子の体積割合を積算していき５０％
になったときの粒子径を意味する。すなわち、ある区間
Δの粒子径の範囲に体積割合Ｖｉ％の量の粒子が存在す
るとき、区間Δの平均粒子径をｄｉとすると粒子径ｄｉ
の粒子がＶｉ体積％存在するとする。粒子径ｄｉの小さ
い方から粒子の存在割合Ｖｉ（体積％）を積算してい
き、Ｖｉ＝５０％になったときのｄｉを中央値とする。
酸化セリウム研磨剤中の酸化セリウム粒子は、９９体積
％以上が３０００ｎｍ以下であることが好ましい。本発
明の基板の研磨法は、上記の酸化セリウム研磨剤で所定
の基板、例えばＳｉＯ₂絶縁膜が形成された基板で研磨
することを特徴とするものである。本発明は、炭酸セリ
ウムを原料に用いて製造した酸化セリウム粒子を含む酸
化セリウム研磨剤が、ＳｉＯ₂絶縁膜等の被研磨面を傷
なく高速に研磨することを見い出したことによりなされ
たものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】炭酸セリウムは、八水和物として
結晶化するが、これを空気中等の酸素含有雰囲気中で加
熱すると、分解して酸化セリウムが生成する。このとき
の重量減少は５０％に及ぶが分解後の酸化セリウムは、
原料の炭酸セリウムの形態を保持している。したがっ
て、熱分解直後の酸化セリウムは、相対密度が約５０％
に低下しており、強度の低い酸化セリウムが得られる。
そこで本発明によれば、炭酸セリウムを用いて酸化セリ
ウムを製造し、これを酸化セリウム研磨剤に使用するこ
とで、ＳｉＯ₂絶縁膜等の被研磨面を傷なく高速に研磨
できる酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法が得られ
る。本発明で用いる酸化セリウム粒子は、炭酸セリウム
を原料とし、炭酸セリウムは全体の９０体積％以上が一
次粒子径３〜６０μｍである。炭酸セリウムは板状結晶
の凝集体が好ましく、凝集体の平均粒子経が２０〜１０
０μｍであることが好ましい。炭酸セリウムは水和物と
して結晶化するため、本発明で用いる炭酸セリウムは水
和物をさす。本発明の酸化セリウム研磨剤を構成する酸
化セリウム粒子は、粒子径の中央値が１５０〜６００ｎ
ｍであることが好ましい。酸化セリウム研磨剤中の酸化
セリウム粒子は、９９体積％以上が３０００ｎｍ以下で
あることが好ましい。また、半導体チップ研磨に使用す
ることから、アルカリ金属およびハロゲン類の含有率
は、１０ｐｐｍ以下に抑えることが好ましい。

【０００７】本発明において、酸化セリウム粉末を作製
する方法として、焼成法が使用できる。焼成温度は、６
００℃以上９００℃以下が好ましい。上記の方法により
製造された酸化セリウム粒子は凝集しているため、機械
的に粉砕することが好ましい。粉砕方法として、ジェッ
トミル等による乾式粉砕や遊星ビーズミル等による湿式
粉砕方法が好ましい。ジェットミルは、例えば化学工学
論文集第６巻第５号（１９８０）５２７〜５３２頁に説
明されている。

【０００８】本発明における酸化セリウムスラリーは、
例えば上記の特徴を有する酸化セリウム粒子とポリアク
リル酸アンモニウム塩を含む分散剤と水からなる組成物
を分散させることによって得られる。ここで、酸化セリ
ウム粒子の濃度に制限はないが、懸濁液の取り扱いやす
さから０．５以上２０重量％以下の範囲が好ましい。ま
た、分散剤として、半導体チップ研磨に使用することか
ら、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属および、ハロゲン、イオ
ウを含まないものとして、ポリアクリル酸アンモニウム
塩が好ましい。また、ポリアクリル酸アンモニウム塩と
水溶性有機高分子類（ポリグリセリン脂肪酸エステル
等）、水溶性陰イオン性界面活性剤（アルキルエーテル
カルボン酸塩）、水溶性非イオン性界面活性剤（ポリエ
チレングリコールモノステアレート等）、水溶性アミン
類（モノエタノールアミン等）から選ばれた少なくとも
１種類を含む２種類以上の分散剤を使用してもよい。こ
れらの分散剤添加量は、スラリー中の粒子の分散性およ
び沈降防止、さらに研磨傷と分散剤添加量との関係か
ら、酸化セリウム粒子１００重量部に対して０．０１以
上２．０重量部以下の範囲が好ましい。ポリアクリル酸
アンモニウム塩の分子量（重量平均分子量）は、１００
０〜１００００が好ましく、３０００〜８０００がより
好ましい。これらの酸化セリウム粒子を水中に分散させ
る方法としては、通常の撹拌機による分散処理の他にホ
モジナイザ−、超音波分散機、ビーズミル、遊星ボール
ミル、振動ミル等を用いることができる。分散後のスラ
リー中の大きな凝集粒子を分級により除去する方法とし
ては、沈降分離法、液体サイクロン、フィルターろ過等
を用いることができる。

【０００９】本発明の酸化セリウム研磨剤は、上記スラ
リ−をそのまま使用してもよいが、Ｎ，Ｎ−ジエチルエ
タノ−ルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノ−ルアミン、
アミノエチルエタノ−ルアミン等の添加剤を添加して研
磨剤とすることができる。

【００１０】本発明の酸化セリウム研磨剤が使用される
無機絶縁膜の作製方法として、低圧ＣＶＤ法、プラズマ
ＣＶＤ法等が挙げられる。低圧ＣＶＤ法によるＳｉＯ₂
絶縁膜形成は、Ｓｉ源としてモノシラン：ＳｉＨ₄、酸
素源として酸素：Ｏ₂を用いる。このＳｉＨ₄−Ｏ₂系
酸化反応を４００℃程度以下の低温で行わせることによ
り得られる。場合によっては、ＣＶＤ後１０００℃また
はそれ以下の温度で熱処理される。高温リフローによる
表面平坦化を図るためにリン：Ｐをドープするときに
は、ＳｉＨ₄−Ｏ₂−ＰＨ₃系反応ガスを用いることが
好ましい。プラズマＣＶＤ法は、通常の熱平衡下では、
高温を必要とする化学反応が低温でできる利点を有す
る。プラズマ発生法には、容量結合型と誘導結合型の２
つが挙げられる。反応ガスとしては、Ｓｉ源としてＳｉ
Ｈ₄、酸素源としてＮ₂Ｏを用いたＳｉＨ₄−Ｎ₂Ｏ系
ガスとテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）をＳｉ源に用
いたＴＥＯＳ−Ｏ₂系ガス（ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ
法）が挙げられる。基板温度は２５０℃〜４００℃、反
応圧力は６７〜４００Ｐａの範囲が好ましい。このよう
に、本発明のＳｉＯ₂絶縁膜にはリン、ホウ素等の元素
がド−プされていても良い。

【００１１】所定の基板として、半導体基板すなわち回
路素子と配線パターンが形成された段階の半導体基板、
回路素子が形成された段階の半導体基板等の半導体基板
上に、ＳｉＯ₂絶縁膜層が形成された基板が使用でき
る。このような半導体基板上に形成されたＳｉＯ₂絶縁
膜層を、上記酸化セリウム研磨剤で研磨することによっ
て、ＳｉＯ₂絶縁膜層表面の凹凸を解消し、半導体基板
全面に渡って平滑な面とする。ここで、研磨する装置と
しては、半導体基板を保持するホルダーと研磨布（パッ
ド）を貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等を取り
付けてある）定盤を有する一般的な研磨装置が使用でき
る。研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタ
ン、多孔質フッ素樹脂等が使用でき、特に制限がない。
また、研磨布には、スラリーが溜まる様な溝加工を施す
ことが好ましい。研磨条件には制限はないが、定盤の回
転速度は、半導体が飛び出さない様に１００ｒｐｍ以下
の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力は、研磨
後に傷が発生しない様に１ｋｇ／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。この供給量には制限はないが、研磨
布の表面が常にスラリーで覆われていることが好まし
い。

【００１２】研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く
洗浄後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着
した水滴を払い落としてから乾燥させることが好まし
い。このようにして平坦化されたＳｉＯ₂絶縁膜層の上
に、第２層目のアルミニウム配線を形成し、その配線間
および配線上に再度上記方法によりＳｉＯ₂絶縁膜を形
成後、上記酸化セリウム研磨剤を用いて研磨することに
よって、絶縁膜表面の凹凸を解消し、半導体基板全面に
渡って平滑な面とする。この工程を所定数繰り返すこと
により、所望の層数の半導体を製造する。

【００１３】本発明の酸化セリウム研磨剤は、半導体基
板に形成されたＳｉＯ₂絶縁膜だけでなく、所定の配線
を有する配線板に形成されたＳｉＯ₂絶縁膜、ガラス、
窒化ケイ素等の無機絶縁膜、フォトマスク・レンズ・プ
リズム等の光学ガラス、ＩＴＯ等の無機導電膜、ガラス
及び結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチン
グ素子・光導波路、光ファイバ−の端面、シンチレ−タ
等の光学用単結晶、固体レ−ザ単結晶、青色レ−ザＬＥ
Ｄ用サファイア基板、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｓ等の半
導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等
を研磨するために使用される。このように本発明におい
て所定の基板とは、ＳｉＯ₂絶縁膜が形成された半導体
基板、ＳｉＯ₂絶縁膜が形成された配線板、ガラス、窒
化ケイ素等の無機絶縁膜が形成された基板、フォトマス
ク・レンズ・プリズム等の光学ガラス、ＩＴＯ等の無機
導電膜、ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路
・光スイッチング素子・光導波路、光ファイバ−の端
面、シンチレ−タ等の光学用単結晶、固体レ−ザ単結
晶、青色レ−ザＬＥＤ用サファイア基板、ＳｉＣ、Ｇａ
Ｐ、ＧａＡｓ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス
基板、磁気ヘッド等を含む。

【００１４】

【実施例】実施例１（酸化セリウム粒子の作製１）出発原料に板状結晶の凝
集した炭酸セリウムを使用した。走査型電子顕微鏡観察
により一次粒子の長径、短径を測定し、直径を長径×短
径の平方根で求めたところ、この炭酸セリウムの一次粒
子は、９０体積％以上が直径３〜６０μｍの板状結晶で
あった。炭酸セリウムの凝集粒子径は、レーザー光回折
法（測定装置：ＭａｌｖｅｒｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ
ｓ社製ＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒＭｉｃｒｏｐｌｕ
ｓ、光源Ｈｅ−Ｎｅレーザー、粒子の屈折率１．９２８
５、吸収０で測定）で測定したところ、中央値が３１μ
ｍであった。炭酸セリウム水和物２ｋｇを白金製容器に
入れ、８００℃で２時間空気中で焼成することにより、
黄白色の粉末を約１ｋｇ得た。この粉末をＸ線回折法で
相同定を行ったところ、酸化セリウムであることを確認
した。焼成粉末粒子径は３０〜１００μｍであった。焼
成粉末粒子表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、
酸化セリウムの粒界が観察された。粒界に囲まれた酸化
セリウム一次粒子径を測定したところ、その分布の中央
値が１９０ｎｍ、最大値が５００ｎｍであった。焼成粉
末についてＸ線回折精密測定を行い、その結果について
リートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、
一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．０
８０、等方的微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの
値が０．２２３であった。酸化セリウム粉末１ｋｇをジ
ェットミルを用いて乾式粉砕を行った。粉砕粒子につい
て走査型電子顕微鏡で観察したところ、一次粒子径と同
等サイズの小さな粒子の他に、１μｍから３μｍの大き
な粉砕残り粒子と０．５から１μｍの粉砕残り粒子が混
在していた。粉砕残り粒子は、一次粒子の凝集体ではな
い。粉砕粒子についてＸ線回折精密測定を行い、その結
果についてリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）によ
る解析で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの
値が０．０８５、等方的微少歪みを表わす構造パラメー
ター：Ｙの値が０．２６４であった。この結果、粉砕に
よる一次粒子径変量は殆どなく、また粉砕により粒子に
歪みが導入されていた。さらに、ＢＥＴ法による比表面
積測定の結果、１０ｍ²／ｇであることがわかった。

【００１５】（酸化セリウム粒子の作製２）酸化セリウ
ム粒子の作製１で用いたのと同じ炭酸セリウム水和物２
ｋｇを白金製容器に入れ、７５０℃で２時間空気中で焼
成することにより、黄白色の粉末を約１ｋｇ得た。この
粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ、酸化セリウ
ムであることを確認した。焼成粉末粒子径は３０〜１０
０μｍであった。焼成粉末粒子表面を走査型電子顕微鏡
で観察したところ、酸化セリウムの粒界が観察された。
粒界に囲まれた酸化セリウム一次粒子径を測定したとこ
ろ、その分布の中央値が１４１ｎｍ、最大値が４００ｎ
ｍであった。焼成粉末についてＸ線回折精密測定を行
い、その結果についてリートベルト法（ＲＩＲＴＡＮ−
９４）による解析で、一次粒子径を表わす構造パラメー
ター：Ｘの値が０．１０１、等方的微少歪みを表わす構
造パラメーター：Ｙの値が０．２２３であった。酸化セ
リウム粉末１ｋｇをジェットミルを用いて乾式粉砕を行
った。粉砕粒子について走査型電子顕微鏡で観察したと
ころ、一次粒子径と同等サイズの小さな粒子の他に、１
μｍから３μｍの大きな粉砕残り粒子と０．５から１μ
ｍの粉砕残り粒子が混在していた。粉砕残り粒子は、一
次粒子の凝集体ではない。粉砕粒子についてＸ線回折精
密測定を行い、その結果についてリートベルト法（ＲＩ
ＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を表わす構
造パラメーター：Ｘの値が０．１０４、等方的微少歪み
を表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．３１５であっ
た。この結果、粉砕による一次粒子径変量は殆どなく、
また粉砕により粒子に歪みが導入されていた。さらに、
ＢＥＴ法による比表面積測定の結果、１６ｍ²／ｇであ
ることがわかった。

【００１６】（酸化セリウムスラリーの作製）上記作製
１、２の酸化セリウム粒子１ｋｇとポリアクリル酸アン
モニウム塩水溶液（４０重量％）２３ｇと脱イオン水８
９７７ｇを混合し、撹拌しながら超音波分散を１０分間
施した。得られたスラリーを１μｍフィルターでろ過を
し、さらに脱イオン水を加えることにより３ｗｔ％研磨
剤を得た。スラリーｐＨは８．３であった。スラリー粒
子の粒度分布をレーザー回折法を用いて調べたところ、
中央値が共に２００ｎｍであった。最大粒子径は、７８
０ｎｍ以上の粒子が０体積％であった。スラリーの分散
性およびスラリー粒子の電荷を調べるため、スラリーの
ゼータ電位を調べた。両側に白金製電極を取り付けてあ
る測定セルに酸化セリウムスラリーを入れ、両電極に１
０Ｖの電圧を印加した。電圧を印加することにより電荷
を持ったスラリー粒子は、その電荷と反対の極を持つ電
極側に移動する。この移動速度を求めることにより、粒
子のゼータ電位を求めることができる。ゼータ電位測定
の結果、それぞれマイナスに荷電し、−５０ｍＶ、−６
３ｍＶと絶対値が大きく分散性が良好であることを確認
した。

【００１７】（絶縁膜層の研磨）保持する基板取り付け
用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、ＴＥＯＳ−プ
ラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ₂絶縁膜を形成させた
Ｓｉウエハをセットし、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パ
ッドを貼り付けた定盤上に、絶縁膜面を下にしてホルダ
ーを載せ、さらに加工荷重が３００ｇ／ｃｍ²になるよ
うに重しを載せた。定盤上に、上記の酸化セリウムスラ
リー（固形分：３重量％）を５０ｃｃ／ｍｉｎの速度で
滴下しながら、定盤を３０ｒｐｍで２分間回転させ、絶
縁膜を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外し
て、流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０
分間洗浄した。洗浄後、ウエハをスピンドライヤーで水
滴を除去し、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。
光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚変化を
測定した結果、この研磨によりそれぞれ６００ｎｍ、５
８０ｎｍ（研磨速度：３００ｎｍ／ｍｉｎ、２９０ｎｍ
／ｍｉｎ）の絶縁膜が削られ、ウエハ全面に渡って均一
の厚みになっていることがわかった。また、光学顕微鏡
を用いて絶縁膜表面を観察したところ、明確な傷は見ら
れなかった。

【００１８】実施例２（酸化セリウム粒子の作製）実施例１で用いたのと同じ
炭酸セリウム水和物２ｋｇを白金製容器に入れ、７００
℃で２時間空気中で焼成することにより、黄白色の粉末
を約１ｋｇ得た。この粉末をＸ線回折法で相同定を行っ
たところ、酸化セリウムであることを確認した。焼成粉
末粒子径は３０〜１００μｍであった。焼成粉末粒子表
面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、酸化セリウム
の粒界が観察された。粒界に囲まれた酸化セリウム一次
粒子径を測定したところ、その分布の中央値が５０ｎ
ｍ、最大値が１００ｎｍであった。焼成粉末についてＸ
線回折精密測定を行い、その結果についてリートベルト
法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析で、一次粒子径を
表わす構造パラメーター：Ｘの値が０．３００、等方的
微少歪みを表わす構造パラメーター：Ｙの値が０．３５
０であった。酸化セリウム粉末１ｋｇをジェットミルを
用いて乾式粉砕を行った。粉砕粒子について走査型電子
顕微鏡で観察したところ、一次粒子径と同等サイズの小
さな粒子の他に、２μｍから４μｍの大きな粉砕残り粒
子と０．５から１．２μｍの粉砕残り粒子が混在してい
た。粉砕残り粒子は、一次粒子の凝集体ではない。粉砕
粒子についてＸ線回折精密測定を行い、その結果につい
てリートベルト法（ＲＩＥＴＡＮ−９４）による解析
で、一次粒子径を表わす構造パラメーター：Ｘの値が
０．３０２、等方的微少歪みを表わす構造パラメータ
ー：Ｙの値が０．４１２であった。この結果、粉砕によ
る一次粒子径変量は殆どなく、また粉砕により粒子に歪
みが導入されていた。さらに、ＢＥＴ法による比表面積
測定の結果、４０ｍ²／ｇであることがわかった。

【００１９】（酸化セリウムスラリーの作製）上記作製
の酸化セリウム粒子１ｋｇとポリアクリル酸アンモニウ
ム塩水溶液（４０重量％）２３ｇと脱イオン水８９７７
ｇを混合し、撹拌しながら超音波分散を１０分間施し
た。得られたスラリーを２μｍフィルターでろ過をし、
さらに脱イオン水を加えることにより３ｗｔ％研磨剤を
得た。スラリーｐＨは８．０であった。スラリー粒子の
粒度分布をレーザー回折法を用いて調べたところ、中央
値が５１０ｎｍで、最大粒子径は１４４０ｎｍ以上の粒
子が０％であった。スラリーの分散性およびスラリー粒
子の電荷を調べるため、スラリーのゼータ電位を調べ
た。両側に白金製電極を取り付けてある測定セルに酸化
セリウムスラリーを入れ、両電極に１０Ｖの電圧を印加
した。電圧を印加することにより電荷を持ったスラリー
粒子は、その電荷と反対の極を持つ電極側に移動する。
この移動速度を求めることにより粒子のゼータ電位を求
めることができる。ゼータ電位測定の結果、マイナスに
荷電し、−６４ｍＶと絶対値が大きく分散性が良好であ
ることを確認した。

【００２０】（絶縁膜層の研磨）保持する基板取り付け
用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、ＴＥＯＳ−プ
ラズマＣＶＤ法で作製したＳｉＯ₂絶縁膜を形成させた
Ｓｉウエハをセットし、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パ
ッドを貼り付けた定盤上に、絶縁膜面を下にしてホルダ
ーを載せ、さらに加工加重が３００ｇ／ｃｍ²になるよ
うに重しを載せた。定盤上に、上記の酸化セリウムスラ
リー（固形分：３重量％）を３５ｃｃ／ｍｉｎの速度で
滴下しながら、定盤を３０ｒｐｍで２分間回転させ、絶
縁膜を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外し
て、流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０
分間洗浄した。洗浄後、ウエハをスピンドライヤーで水
滴を除去し、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。
光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後の膜厚変化を
測定した結果、この研磨により７４０ｎｍ（研磨速度：
３７０ｎｍ／ｍｉｎ）の絶縁膜が削られ、ウエハ全面に
渡って均一の厚みになっていることがわかった。また、
光学顕微鏡を用いて絶縁膜表面を観察したところ、明確
な傷は見られなかった。

【００２１】比較例実施例と同様にＴＥＯＳ−ＣＶＤ法で作製したＳｉＯ₂
絶縁膜を形成させたＳｉウエハについて、市販シリカス
ラリー（キャボット社製、商品名ＳＳ２２５）を用いて
研磨を行った。この市販スラリーのｐＨは１０．３で、
ＳｉＯ₂粒子を１２．５ｗｔ％含んでいるものである。
研磨条件は実施例と同一である。その結果、研磨による
傷は見られず、また均一に研磨がなされたが、２分間の
研磨により１５０ｎｍ（研磨速度：７５ｎｍ／ｍｉｎ）
の絶縁膜層しか削れなかった。

【００２２】

【発明の効果】本発明の研磨剤により、ＳｉＯ₂絶縁膜
等の被研磨面を傷なく高速に研磨することが可能とな
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺崎裕樹茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式会社筑波開発研究所内 (72)発明者倉田靖茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式会社筑波開発研究所内 (72)発明者松沢純茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式会社筑波開発研究所内 (72)発明者丹野清仁茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社山崎工場内 (72)発明者桜田剛史茨城県日立市東町四丁目13番１号日立化成工業株式会社山崎工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体の９０体積％以上が一次粒子径３〜６
０μｍの炭酸セリウムを原料に用いて製造した酸化セリ
ウム粒子を含有する酸化セリウム研磨剤。
【請求項２】炭酸セリウムは板状結晶の凝集体からな
り、凝集体粒子径の中央値が２０〜１００μｍである請
求項１記載の酸化セリウム研磨剤。
【請求項３】粒子径の中央値が１５０〜６００ｎｍであ
る酸化セリウムを含む請求項１又は２記載の酸化セリウ
ム研磨剤。
【請求項４】請求項１〜３各項記載の酸化セリウム研磨
剤で所定の基板を研磨することを特徴とする基板の研磨
法。
【請求項５】所定の基板がＳｉＯ₂絶縁膜が形成された
基板である請求項４記載の基板の研磨法。