KR19980703701A - 산화 세륨 연마제, 반도체 칩 및 반도체 장치, 그들의 제조법및 기판의 연마법 - Google Patents

산화 세륨 연마제, 반도체 칩 및 반도체 장치, 그들의 제조법및 기판의 연마법 Download PDF

Info

Publication number
KR19980703701A
KR19980703701A KR1019970707101A KR19970707101A KR19980703701A KR 19980703701 A KR19980703701 A KR 19980703701A KR 1019970707101 A KR1019970707101 A KR 1019970707101A KR 19970707101 A KR19970707101 A KR 19970707101A KR 19980703701 A KR19980703701 A KR 19980703701A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cerium oxide
polishing
water
cerium
substrate
Prior art date
Application number
KR1019970707101A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100360787B1 (ko
Inventor
준 마쯔자와
야스시 구라따
기요히또 단노
요시오 혼마
Original Assignee
우찌가사끼이사오
히다찌가세이고교가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP8077807A external-priority patent/JPH11330017A/ja
Priority claimed from JP8077809A external-priority patent/JPH11320418A/ja
Priority claimed from JP8077811A external-priority patent/JPH11330020A/ja
Priority claimed from JP8077812A external-priority patent/JPH11330021A/ja
Priority claimed from JP8077810A external-priority patent/JPH11330019A/ja
Priority claimed from JP8077806A external-priority patent/JPH11330016A/ja
Priority claimed from JP8077813A external-priority patent/JPH11330022A/ja
Priority claimed from JP8077808A external-priority patent/JPH11330018A/ja
Priority claimed from JP8077805A external-priority patent/JPH11330015A/ja
Priority claimed from JP8078734A external-priority patent/JPH11330014A/ja
Application filed by 우찌가사끼이사오, 히다찌가세이고교가부시끼가이샤 filed Critical 우찌가사끼이사오
Publication of KR19980703701A publication Critical patent/KR19980703701A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100360787B1 publication Critical patent/KR100360787B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/224—Oxides or hydroxides of lanthanides
    • C01F17/235—Cerium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/4826—Connecting between the body and an opposite side of the item with respect to the body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73215—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

본 발명은 다음의 산화 세륨 입자를 물에 분산시킨 슬러리를 포함하는 연마제에 관한 것이다.
(1) 탄산 세륨 분산 수용액에 과산화 수소를 첨가하여 얻어지는 산화 세륨 입자.
(2) 질산 세륨 수용액에 탄산 수소 암모늄을 첨가하여 얻어진 침전물을 과산화 수소로 산화하여 얻은 산화 세륨 입자.
(3) 질산 암모늄 세륨 수용액을 중성 또는 알칼리성으로 하여 얻어지는 산화 세륨 입자.

Description

산화 세륨 연마제, 반도체 칩 및 반도체 장치, 그들의 제조법 및 기판의 연마법.
근년, 초 LSI의 급격한 고밀도·고집적화가 진행되어, 알루미늄 배선의 다층화 및 그 배선 패턴의 미세화에 따른 최소 가공 선폭의 감소가 요구되고 있다. 따라서, 이들의 LSI에 사용되는 층간 절연막에는 이 미세한 배선 간격을 공간 없이 메꾸고, 그 표면을 평탄하게 하는 평탄화 기술이 요구되고 있다.
일반적으로, 이 평탄화를 필요로 하는 층간 절연막은 플라즈마 CVD법 및 ECR-CVD법 등의 증착법, SOG법 등의 도포법에 의해 형성되고 있다. 이들 중, SOG법은 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 알코올 등의 유기 용매 중에서 물 및 촉매에 의해 가수 분해하여 얻어지는 도포액을, 스핀코트법에 의해 도포한 후 가열 처리에 의해 경화시킴으로써 평탄화시키는 방법으로, 그 중에서도 크랙의 발생을 억제하고 후막 형성을 가능하게 하기 위해 유기 성분(예를 들면, 알킬기)을 막 중에 남긴 유기 SOG막이 주로 사용되고 있다. 이 유기 SOG막은 경화시의 체적 수축이 적다, 소수성을 나타낸다, 유전율이 낮다는 등의 잇점을 갖는다. 또, 이 유기 SOG막은 국부적인 평탄화에는 적용이 가능하지만 배선의 소밀(疎密)에 유래하는 글로벌한 평탄화에는 역부족이다.
또, 이 층간 절연막 형성 재료로서 절연성, 접착성 등이 우수하며 규소를 포함하지 않는 유기 고분자 수지의 적용도 진행되고 있다. 이 유기 고분자 수지를 알코올 등의 유기 용매 중에 용해시킨 도포액을 스핀 코트법에 의해 도포한 후, 가열 처리 등에 의해 절연막을 형성시키기 때문에 비교적 용이하게 두꺼운 막을 형성할 수 있다.
초 LSI는 고밀도·고집적화로 인해 다층 배선화가 진행되고 있고, 특히 로직계 디바이스에서는 이미 4층 이상이 되어 표면의 단차가 커지는 경향에 있다. 한편, 배선의 패터닝을 위해 사용하는 레지스트의 초점 심도는 배선의 미세화에 따라 얕아지는 경향에 있고, 상기 표면의 고단차화가 문제시되고 있다. 이 고단차화를 해소시키기 위해 글로벌한 평탄화가 요구되고 있다. 그 하나의 방법으로서 종래부터 Si 웨이퍼의 연마에 사용되고 있는, 화학 연마 작용과 기계적 연마 작용의 복합 효과를 이용한 화학 기계적 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing)의 적용이 기대되고 있다.
절연막 중 CVD법에 의해 형성된 막은 종래부터 Si 웨이퍼의 연마에 사용되고 있는 콜로이드 실리카를 분산시킨 슬러리를 연마제로 사용함으로써 비교적 용이하게 연마가 가능하다. 그러나, 이 CVD법은 배선 패턴의 미세화에 따른 고아스펙트비의 홈에 대한 매립성이 나쁘고, 아스펙트비 3 정도가 한계이다. 또, 막의 저유전율화를 꾀하기 위해 불소의 도입 등이 시도되고 있지만, 도입된 불소의 탈리 및 막 흡습성의 증가 등의 문제점이 아직 해결되고 있지 않은 상황에 있다.
한편, SOG법에 의해 형성된 유기 SOG막은 고아스펙트비의 홈에 대한 매립성이 양호하고, 아스펙트비 10 이상에서도 가능하다. 또, 막의 유전율은 3 정도로 그 상태로도 낮으며 막 형성 비용도 CVD법보다 낮게 제어하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 콜로이드 실리카를 사용한 연마제로 연마하면 연마 흠이 발생하기 쉽고, 이것을 막기 위해 연마 조건을 완화하면 연마 속도가 극단적으로 저하되어 버린다. 또한, 같은 조건으로 연마해도 유기 SOG막의 연마 속도는 CVD막의 경우와 비교하여 매우 낮은 값밖에 얻을 수 없으며, 그대로로는 비용이 상승하기 때문에 적용이 곤란하다. 따라서, 이 유기 SOG막을 고속으로 연마하는 것이 가능한 연마제의 개발이 요구되고 있다.
또, 유기 고분자 수지를 사용한 막은 1회의 도포로 10 ㎛ 이상의 두꺼운 막을 형성할 수 있기 때문에 글로벌한 평탄화에 유효하다고 생각되고 있다. 또, 막의 유전율은 3 정도로 그대로의 상태에서도 낮지만 불소를 포함한 수지를 사용하면 더욱 낮은 유전율을 얻을 수 있으며, 아크릴레이트계 고분자를 사용하면 자외선 경화 등의 열을 사용하지 않는 형성 방법이 가능하다. 그러나, 이 유기 고분자 수지의 경화도는 CVD막 및 유기 SOG막과 비교하여 매우 낮기 때문에 상기 콜로이드 실리카를 사용한 연마제로 연마하면 연마 흠이 발생해 버린다. 이것을 막기 위해 연마 흠이 발생하지 않을 때까지 연마 조건을 완화하면 거의 연마되지 않는다. 따라서, 이 유기 고분자 수지를 사용한 막을 연마 흠의 발생이 없이 연마 가능한 연마제의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명은, 산화 세륨 연마제, 산화 세륨 연마제의 제조법, 기판의 연마법, 반도체 칩의 제조법, 반도체 칩, 반도체 장치의 제조법 및 반도체 장치에 관한 것이다.
도 1은 회로 소자, 알루미늄 배선, CVD-SiO2막을 형성한 Si 웨이퍼에 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연충을 형성한 반도체 기판의 단면도이다.
도 2는 절연층을 연마한 반도체 기판의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 연마제로 절연막을 연마하여 제조된 반도체 칩을 지지 기판에 탑재한 반도체 장치의 단면도이다.
본 발명은 글로벌한 평탄화가 가능하고, 또한 미세한 배선간의 매립성이 양호하며 유전율이 낮은 유기 SOG막, 유기 고분자 수지막의 절연막을 연마하기 위해 적합한 산화 세륨 연마제, 산화 세륨 연마제의 제조법, 그 산화 세륨 연마제를 사용하는 기판의 연마법, 그 기판의 연마법을 이용하는 반도체 칩의 제조법, 반도체 칩, 반도체 장치의 제조법 및 반도체 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에서는 수중에 산화 세륨 입자를 분산시킨 슬러리를 포함하고, 소정의 기판상에 마련된 절연막을 연마하기 위한 산화 세륨 연마제가 제공된다. 이 슬러리는 수용매 100 중량부에 대해서 산화 세륨 입자를 10 중량부 이하로 분산시킨 것이 바람직하다. 또, 본 발명에서는 수중에 산화 세륨 입자를 분산시켜 슬러리를 조제하는 공정을 포함하는 산화 세륨 연마제의 제조법이 제공된다.
여기에서, 산화 세륨 입자는 다음의 (1) 내지 (11)의 적어도 하나인 것이 바람직하다.
(1) 수중에 분산된 3가의 비수용성 세륨 화합물을 산화제로 산화함으로써 얻어지는 산화 세륨 입자
(2) 3가의 수용성 세륨 화합물의 수용액에서 얻어지는 비수용성 세륨 화합물을 산화제로 산화함으로써 얻어지는 산화 세륨 입자.
이 (1) 또는 (2)에서 산화제는 과산화수소가 바람직하다.
(3) 4가의 세륨 화합물의 수용액을 중성 또는 알칼리성으로 해서 얻어지는 산화 세륨 입자
(4) 비표면적이 25 ㎡/g 이상인 산화 세륨 입자
(5) 정치법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.30 g/㎖ 이하인 산화 세륨 입자
(6) 탭법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.60 g/㎖ 이하인 산화 세륨 입자
(7) 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭이 0.4 이상인 산화 세륨 입자
(8) 투과형 전자 현미경에 의한 관찰에서 1차 입자경이 10 ㎚ 이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자
(9) 1차 입자경이 10 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 1차 입자가 응집된 2차 입자경이 1 ㎛ 이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자
(10) 직경이 1 ㎛ 이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 2차 입자가 120 °보다 작은 각부를 포함하지 않는 윤곽의 산화 세륨 입자
(11) 1차 입자의 아스펙트비가 2.0 이하인 입자의 수가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자
또, 슬러리는 분산제를 포함하는 것이 바람직하다. 이 분산제로서는 예를 들어 수용성 유기 고분자, 수용성 음이온성 계면 활성제, 수용성 비이온성 계면 활성제, 수용성 아민 중에서 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다. 또한, 슬러리는 알칼리성이 바람직하고 그 pH는 8 내지 12인 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 소정의 기판에 절연막을 형성하고, 절연막을 상술한 산화 세륨 연마제로 연마하는 공정을 갖춘 기판의 연마법이 제공된다. 이 연마법은 반도체 기판의 연마층의 연마에 특히 적합하다. 또, 본 발명에서는 소정의 반도체 기판에 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층을 구비한 절연막을 형성하고, 상기 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층을 이 산화 세륨 연마제로 연마하는 공정을 구비한 반도체 칩의 제조법과, 상기 방법에 의해 제조된 반도체 칩이 제공된다. 또한 본 발명에서는 이 반도체 칩을 지지 기판에 탑재하고, 상기 반도체 칩을 봉지재로 봉지하는 공정을 갖는 반도체 기판의 제조법과 상기 방법에 의해 제조된 반도체 장치가 제공된다.
또한, 절연막은 단일층이 아니어도 좋고, 2층 이상의 절연층에 의해 구성되어도 좋다. 이 경우에는 복수의 절연층 중 적어도 한 층을 상술한 산화 세륨 연마제로 선택적으로 연마한다.
이 복수의 절연층에 의해 구성되는 절연막은 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층을 함유하는 것이 바람직하다. 이 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층으로서는 예를 들어, 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 유기 용매중에서 물 및 용매의 존재하에서 가수 분해하여 얻어지는 도포액을 기판에 도포 후 가열 경화시켜 얻어지는 것이 있다. 절연막은 이 가수 분해 생성물을 가열 경화시켜 얻어진 절연층과 SiO2로 이루어지는 절연막층을 구비한 것이 바람직하다. 상술한 산화 세륨 연마제는 이 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층을 선택적으로 연마할 수 있다.
또한, 이 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층 중의 실록산 결합에 유래하는 Si 원자수와 알킬기에 유래하는 C 원자수는
C 원자수/(Si 원자수 + C 원자수) ≥0.1
의 관계에 있는 것이 바람직하다.
또, 절연막층으로서 규소를 포함하지 않는 유기 고분자 수지막층을 사용할 수도 있다.
본 발명에서는 절연막이 둘 이상인 절연층을 구비한 경우, 제 1절연막층에 대한 연마 속도의, 제 2절연막층의 연마 속도에 대한 비가 10 이상인 산화 세륨 연마제에 의해 절연막을 연마하는 기판의 연마법이 제공된다. 여기에서, 제 1절연막층 및 제 2절연막층은 예를 들어 각각 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층 및 SiO2절연막층이다.
또한, 본 발명의 기판 연마법에서는 절연막층을 연마한 후 기판을 과산화 수소와 질산의 혼합물, 황산, 탄산 암모늄, 카르바민산 암모늄 및 탄산 수소 암모늄에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 용액으로 세척하는 공정을 마련하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 산화 세륨은 대표적인 희토류 광물인 바스트네사이트, 모자나이트 등의 분리 정제하여 얻어지는 세륨 화합물(수산화물, 탄산염, 황산염, 옥살산염 등)을 소성함으로써 얻어진다. 유기 SOG막을 연마하는 경우에는 산화 세륨의 결정이 높으면 연마 속도가 저하되는 경향을 나타내므로, 본 발명에서 사용하는 산화 세륨 입자는 그다지 결정성을 올리지 말고 제작한다. 또, 반도체 칩의 연마에 사용되기 때문에 불순물의 혼입을 막기 위해 특히 알칼리 금속류 및 할로겐류의 함유량은 1 ppm 이하로 억제하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 산화 세륨 입자를 작성하는 방법으로서는,
(1) 3가의 세륨 화합물 중에서 물에 용해되지 않는 세륨 화합물을 출발 재료로 하고, 이것을 수중에 분산후 산화제를 적하함으로써 고체 상태인채 산화 처리를 하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법,
(2) 3가의 세륨 화합물 중에서 수용성인 것을 출발 물질로 하고, 이것을 용해시킨 수용액에 탄산 수소 암모늄 등을 첨가하여 얻어지는 비수용성 세륨 화합물 (침전물)에 산화제를 적하함으로써 고체 상태인채 산화 처리를 행하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법,
(3) 4가의 세륨염을 출발 물질로 하고, 이것을 용해시킨 수용액에 암모니아수를 첨가하는 등에 의해 수용성을 중성, 알칼리성으로 하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법이 바람직하게 사용된다.
3가의 비수용성 세륨 화합물로서는 탄산 세륨, 수산화 세륨, 옥살산 세륨, 아세트산 세륨 등의 비수용성 세륨 염을 들 수 있고 특별한 제한은 없다. 이들의 3가의 비수용성 세륨 화합물을 수중에 분산시키는 방법으로서는 통상적인 교반기에 의한 분산 처리 외에 호모지나이저, 초음파 분산기, 볼밀 등을 사용할 수 있다. 특히 분산 입자를 잘게 하는 것이 나중의 산화 처리를 쉽게 해주므로, 볼 밀에 의한 분산 처리를 행하는 것이 바람직하다. 3가의 비수용성 세륨 화합물의 농도에는 특히 제한이 없지만, 분산액의 취급이 용이하다는 점에서 1 내지 30 중량%의 범위가 바람직하다. 이 3가의 비수용성 세륨 화합물의 분산액에 산화제를 첨가함으로써 고체 상태인 채 산화 처리를 하여 4가의 산화 세륨 입자를 얻는다. 여기에서 사용하는 산화제로서는 질산 칼륨 등의 질산염, 과망간산 칼륨 등의 과망간산염, 크롬산 칼륨 등의 크롬산염, 과산화수소, 할로겐, 오존 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 산화 처리에 따른 불순물의 혼입을 막기 위해 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하다. 산화제의 첨가량은 3가의 비수용성 세륨 화합물 1 몰에 대해서 1 몰 이상이 필요하고, 산화 처리를 완결시킨다는 점에서 1 몰 내지 10 몰의 범위가 바람직하다. 처리 온도에는 특히 제한이 없지만, 과산화수소 등의 자기 분해성의 산화제를 사용하는 경우에는 40 ℃ 이하로 처리를 개시하는 것이 바람직하고, 전량 첨가한 후 과잉 첨가된 산화제를 분해시키기 위해 80 ℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 산화 처리를 해서 얻어진 입자의 회수는 데칸테이션, 여과, 원심 분리 등의 통상적인 방법이 사용되는데, 효율좋게 단시간에 분리가 가능한 원심 분리가 바람직하다. 이 때 용액의 pH가 산성이면 입자의 침전이 매우 느리고, 일반적인 원심 분리기로는 고액 분리가 곤란해지므로 암모니아 등의 금속 이온을 포함하지 않는 알칼리성 물질을 첨가하여 용액의 pH를 8 이상으로 조절한 후 원심 분리를 행하는 것이 바람직하다. 또, 불순물 농도를 저하시키기 위해서 침전물의 세척을 반복하는 것도 유효하다. 회수한 침전물을 그대로 산화 세륨 입자로서 사용해도 좋지만 회수한 침전물을 건조기 등으로 수분을 제거해도 좋다. 건조 온도에는 특히 제한은 없지만, 420 ℃ 이상에서는 산화 세륨 입자의 결정성이 현저히 증가해 버리므로 420 ℃이하의 가능한한 낮은 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다.
3가의 수용성 세륨 화합물로서는 질산 세륨, 황산 세륨, 염화 세륨 등의 수용성 세륨염을 들 수 있고, 특별한 제한은 없다. 이들을 용해시킨 수용액 중의 3가의 수용성 세륨 화합물의 농도에는 특히 제한이 없지만, 침전물인 비수용성 세륨 화합물 생성후의 현탁액의 취급이 쉽다는 점에서 1 내지 30 중량%의 범위가 바람직하다. 이들의 수용액에 탄산 수소 암모늄 수용액 등을 첨가하면 백색 침전(비수용성 세륨 화합물)이 발생한다. 여기에서, 탄산 수소 암모늄의 농도는 3가의 수용성 세륨 화합물 1 몰에 대해서 1.5 몰 이상이 필요하고, 반응을 완결시킨다는 점에서 1.5 몰 내지 30몰의 범위기 바람직하다. 이 3가의 수용성 세륨 화합물에서 얻어진 침전물(비수용성 세륨 화합물)의 분산액에 산화제를 첨가함으로써, 고체 상태인 채 산화 처리를 하여 4가의 산화 세륨 입자를 얻는다. 여기에서 사용하는 산화제로서는 3가의 비수용성 세륨 화합물의 경우와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서는 산화 처리에 따른 불순물의 혼입을 막기 위해 과산화수소를 사용하는 것이 바람직하다. 산화제의 첨가량은 3가의 수용성 세륨 화합물 1 몰에 대해서 1 몰 이상이 필요하고, 산화 처리를 완결시킨다는 점에서 1 몰 내지 10 몰의 범위가 바람직하다. 처리 온도에는 특히 제한이 없지만, 과산화수소 등의 자기 분해성의 산화제를 사용하는 경우에는 40 ℃ 이하로 처리를 개시하는 것이 바람직하고, 전량 첨가한 후 과잉 첨가된 산화제를 분해시키기 위해 80 ℃이상으로 가열하는 것이 바람직하다. 산화 처리를 하여 얻어진 입자의 회수는 데칸테이션, 여과, 원심 분리 등의 통상적인 방법이 사용되지만, 효율좋게 단시간에 분리가 가능한 원심 분리가 바람직하다. 이 때, 용액의 pH가 산성이면 입자의 침전이 매우 느리고, 일반적인 원심 분리기로는 고액 분리가 곤란해지므로 암모니아 등의 금속 이온을 포함하지 않는 알칼리성 물질을 첨가하여 용액의 pH를 8 이상으로 조절한 후 원심 분리를 행하는 것이 바람직하다. 또, 불순물 함유량을 저하시키기 위해 침전물을 반복 세척하는 것도 유효하다. 회수한 침전물을 그대로 산화 세륨 입자로서 사용해도 좋지만, 회수한 침전물을 건조기 등으로 수분을 제거해도 좋다. 건조 온도에는 특히 제한이 없지만 420 ℃ 이상에서는 산화 세륨 입자의 결정성이 현저히 증가해 버리므로 420 ℃이하의 가능한 한 낮은 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다.
4가의 세륨 화합물로서는, 황산 세륨, 황산 암모늄 세륨, 질산 암모늄 세륨 등의 세륨염을 들 수 있고, 특별한 제한은 없다. 이들을 용해시킨 수용액 중의 4가의 셀률 화합물의 농도에는 특히 제한이 없지만, 침전물(산화 세륨 입자) 생성후의 현탁액의 취급이 쉽다는 점에서 1 내지 30 중량%의 범위가 바람직하다. 이들의 수용액은 산성이지만 수용액에 암모니아수를 첨가하는 등에 의해 수용액을 중성, 알칼리성으로 하면 백색 침전(산화 세륨 입자)이 발생한다. 여기에서 암모니아수의 첨가량은 현탁액의 pH가 처음 산성에서 중성을 나타낼 때까지 첨가할 필요가 있고, 중성을 거쳐 알칼리성을 나타낼 때까지 약간 과잉 첨가하는 것이 바람직하다. 침전 처리를 하여 얻어진 입자의 회수는 데칸테이션, 여과, 원심 분리 등의 통상적이 방법이 사용되지만, 효율좋게 단시간에 분리가 가능한 원심 분리가 바람직하다. 또, 불순물의 함유량을 저하시키기 위해 침전물을 반복 세척하는 것도 유효하다. 회수한 침전물을 그대로 산화 세륨 입자로서 사용해도 좋지만, 회수한 침전물을 건조기 등으로 수분을 제거해도 좋다. 건조 온도에는 특히 제한이 없지만, 420 ℃ 이상에서는 산화 세륨 입자의 결정성이 현저히 증가해 버리므로, 420 ℃ 이하의 가능한 한 낮은 온도에서 건조시키는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 이하에 나타낸 물성을 가진 산화 세륨 입자가 사용된다.
본 발명에서는 비표면적이 25 ㎡/g 이상으로 바람직하게는 1,000 ㎡/g 이하, 더욱 바람직하게는 50 ㎡/g 이상 500 ㎡/g 이하의 산화 세륨 입자가 사용된다. 비표면적이 25 ㎡/g 미만의 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 그 1차 입자경이 커지기 때문에 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 또, 비표면적이 1,000 ㎡/g를 넘는 산화 세륨 입자를 사용하면 그 연마 속도가 매우 느려지기 때문에 충분한 연마 효과를 얻기 힘들다. 여기에서 비표면적의 측정 방법으로서는 질소 흡착법, 질소 탈착법, 수은 압입법 등을 들 수 있고, 특별한 제한은 없지만 측정이 간편하다는 점에서 질소 흡착법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 정치법에 의해 측정한 외관 밀도가 바람직하게는 0.80 g/㎖ 이상 1.30 g/㎖이하, 더욱 바람직하게는 0.90 g/㎖ 이상 1.20 g/㎖ 이하인 산화 세륨 입자가 사용된다. 외관 밀도가 1.30 g/㎖를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 그 1차 입자경이 커지기 때문에 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 또, 외관 밀도가 0.80 g/㎖미만인 산화 세륨 입자를 사용하면 그 연마 속도가 매우 느려지기 때문에 충분한 연마 효과를 얻지 못하는 경우가 있다.
여기에서 외관 밀도의 측정 방법은 정적 측정법과 동적 측정법이 있으며 특별한 제한은 없지만 JIS K-5101에 규정되어 있는 정치법이 측정이 간편하다는 점에서 바람직하다.
본 발명에서는 탭법에 의해 측정한 외관 밀도가 바람직하게는 1.00 g/㎖ 이상 1.60 g/㎖이하, 더욱 바람직하게는 1.05 g/㎖ 이상 1.55 g/㎖ 이하인 산화 세륨 입자가 사용된다. 외관 밀도가 1.6 g/㎖를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면 그 1차 입자경이 커지기 때문에 연마후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 또, 외관 밀도가 1.00 g/㎖미만인 산화 세륨 입자를 사용하면, 그 연마 속도가 매우 느려지기 때문에 충분한 연마 효과를 얻지 못하는 경우가 있다.
여기에서 외관 밀도의 측정 방법은 정적 측정법과 동적 측정법이 있으며 특별한 제한은 없지만, JIS K-5101에 규정되어 있는 탭법이 측정이 간편하다는 점에서 바람직하다.
본 발명에서는 분말 X선 회절 패턴의 주피크의 반값 폭이 바람직하게는 0.4 °이상 5.0 °이하, 더욱 바람직하게는 0.5 ° 이상 2.0 °이하의 값을 가진 산화 세륨 입자가 사용된다. 이 범위에서는 유기 SOG막 혹은 유기 고분자 수지막의 연마 속도가 CVD막 (SiO2)보다 10배 이상 큰 값을 나타내므로, 선택적인 연마가 뛰어나다. 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭이 0.4 °미만인 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 그 결정성을 향상시키기 위해 연마후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 또, CVD막의 연마 속도가 유기 SOG막 혹은 유기 고분자 수지막의 경우와 동일한 정도까지 상승해 버리므로, 선택적인 연마가 불가능해진다. 한편, 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭이 5.0 °보다 큰 산화 세륨 입자를 사용하면, 그 연마 속도가 매우 느려지기 때문에 충분한 연마 효과를 얻기 힘들다.
본 발명에서는 1차 입자경이 10 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 %이상이고, 1차 입자가 응집된 2차 입자경이 1 ㎛이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자가 사용된다. 입자경의 측정 방법에는 특히 제한이 없지만, 1차 입자경은 투과형 전자 현미경 관찰, 2차 입자경은 주사형 전자 현미경 관찰 또는 입도 분포 측정 장치에 의한 측정을 사용하는 것이 간편해서 바람직하다. 이 범위에서는 입자 농도가 낮아도 양호한 연마 속도를 얻을 수 있기 때문에 슬러리의 저비용화가 가능하다. 또, 입자 농도를 저하시킬 수 있으면 슬러리의 점도가 저하되기 때문에 연마 장치로의 슬러리 운송이 용이해지고, 운송 파이프 내에서의 입자의 막힘 등도 저감할 수 있다. 또한, 연마 패드상에 적하한 슬러리의 확산이 용이해지므로 웨이퍼내의 균일 연마가 가능해진다. 1차 입자경이 10 ㎚를 넘는 큰 입자가 응집된 2차 입자의 입자경이 1 ㎛를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다.
본 발명에서는 1차 입자경이 10 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 %이상이고, 1차 입자가 응집된 2차 입자경이 1 ㎛이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자가 사용된다. 입자경의 측정 방법에는 특히 제한이 없지만, 1차 입자경은 투과형 전자 현미경 관찰, 2차 입자경은 주사형 전자 현미경 관찰 또는 입도 분포 측정 장치에 의한 측정을 사용하는 것이 간편해서 바람직하다. 이 범위에서는 입자 농도가 낮아도 양호한 연마 속도를 얻을 수 있기 때문에, 슬러리의 저비용화가 가능하다. 또, 입자 농도를 저하시키면 슬러리의 점도가 저하되기 때문에 연마 장치로의 슬러리의 수송이 용이해지고, 수송 파이프 내에서의 입자의 막힘 등도 저감할 수 있다. 또한, 연마 패드상에 적하한 슬러리의 확산이 용이해지므로 웨이퍼내의 균일 연마가 가능해진다. 1차 입자경이 10 ㎚를 넘는 큰 입자가 응집된 2차 입자의 입자경이 1 ㎛를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 또한, 상기와 같은 연마 속도를 얻기 위해서는 입자 농도를 증가시켜야 하므로 비용 상승, 점도의 상승 등의 문제점이 발생하기 쉽다.
본 발명에서는 직경이 1 ㎛ 이하인 2차 입경이 전체의 90 % 이상이고, 2차 입경이 120 °보다 작은 각부를 포함하지 않는 윤곽의 산화 세륨 입자가 사용된다. 입자경의 측정 방법에는 특히 제한이 없지만, 주사형 전자 현미경 관찰 또는 입도 분포 측정 장치에 의한 측정을 사용하는 것이 간편해서 바람직하다. 이 범위에서는 입자 농도가 낮아도 양호한 연마 속도를 얻을 수 있기 때문에, 슬러리의 저비용화가 가능하다. 또, 입자 농도를 저하시키면 슬러리의 점도가 저하되기 때문에, 연마 장치로의 슬러리의 수송이 용이해지고, 수송 파이프내에서의 입자의 막힘 등도 저감할 수 있다. 또한, 연마 패드상에 적하한 슬러리의 확산이 용이해지므로 웨이퍼내의 균일 연마가 가능해진다. 2차 입자경이 1 ㎛를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면, 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생한다. 또한, 상기와 같은 연마 속도를 얻기 위해서는 입자 농도를 증가시켜야 하므로 비용 상승, 점도의 상승 등의 문제점이 생기기 쉽다. 또, 2차 입자경이 1 ㎛이하라도 그 입장의 윤곽에 120 °보다 작은 각부가 있으면 연마 후의 피연마면에 흠이 발생하기 쉽다.
본 발명에서는 1차 입자의 아스펙트비가 2.0 이하인 입자의 수가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자가 사용된다. 그 1차 입자의 아스펙트비가 2.0를 넘는 산화 세륨 입자를 수중에 분산시킨 슬러리를 사용하면 연마 후의 피연마 표면에 흠이 발생하는 경우가 있다. 여기에서, 아스펙트비는 투과형 전자 현미경에 의한 관찰로 1차 입자의 단경과 장경을 측정하고, 이들의 비를 산출함으로써 구하는 방법이 간편하고 바람직하다.
이상과 같은 물성을 가진 산화 세륨 입자를 제작하는 방법으로서는 예를 들면 상술한 바와 같은,
(1) 3가의 세륨 화합물 중에서 물에 용해되지 않는 세륨 화합물을 출발 물질로 하고, 이것을 수중에 분산한 후 산화제를 적하함으로써 고체 상태인 채 산화 처리하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법.
(2) 3가의 세륨 화합물 중에서 수용성의 것을 출발 물질로 하고, 이것을 용해시킨 수용액에 탄산 수소 암모늄 등을 첨가하여 얻어지는 비수용성 세륨 화합물 (침전물)에 산화제를 적하함으로써 고체 상태인 채 산화 처리하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법,
(3) 4가의 세륨 화합물을 출발 물질로 하고, 이것을 용해시킨 수용액에 암모니아수를 첨가하는 등에 의해 수용액을 중성, 알칼리성으로 하여 4가의 산화 세륨 입자를 제작하는 방법 등이 바람직하게 사용되는데, 특별한 제한은 없다.
본 발명의 산화 세륨 입자는 이상 설명한 다음에 나타낸 특성 중 둘 이상을 겸비하는 것이 보다 바람직하다.
(1) 비표면적이 25 ㎡/g 이상.
(2) 정치법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.3 g/㎖ 이하.
(3) 탭법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.6 g/㎖ 이하.
(4) 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭이 0.4°이상.
(5) 투과형 전자 현미경에 의한 관찰에서 1차 입자경이 20 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상.
(6) 1차 입자경이 20 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 1차 입자가 응집된 2차 입자경이 1 ㎛이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상.
(7) 직경이 1 ㎛이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 2차 입자가 120°보다 작은 각부를 포함하지 않는 윤곽을 나타낸다.
(8) 1차 입자의 아스펙트비가 2.0 이하인 입자의 수가 전체의 90 % 이상.
본 발명에서 산화 세륨 슬러리는 물, 상기한 산화 세륨 입자 및 바람직하게는 분산제로 이루어지는 조성물을 분산시킴으로써 얻을 수 있다. 여기에서 산화 세륨 입자의 농도에는 특별한 제한이 없지만, 현탁액의 취급이 쉽다는 점에서 1 내지 30 중량%의 범위가 바람직하다. 수용매 100 중량부에 대해서 산화 세륨 입자를 10 중량부 이하로 분산시켜 슬러리로 하는 것이 바람직하다.
또, 분산제로서는 금속 이온류를 포함하지 않는 것으로서 아크릴산 중합체 및 그의 암모늄염, 메타크릴산 중합체 및 그의 암모늄염, 폴리비닐알코올 등의 수용성 유기 고분자류, 라우릴 황산 암모늄, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르 황산 암모늄 등의 수용성 음이온성 계면 활성제, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리에틸렌글리콜모노스테아레이트 등의 수용성 비이온성 계면 활성제, 모노에탄올아민디에탄올아민 등의 수용성 아민류 등을 들 수 있다. 이들의 분산제의 첨가량은 슬러리 중의 입자의 분산성 및 침강 방지성 등으로부터 산화 세륨 입자 100 중량부에 대해서 0.1 중량부 내지 100 중량부의 범위가 바람직하고, 그 분산 효과를 높이기 위해서는 분산 처리시 분산기 중에 입자와 동시에 넣는 것이 바람직하다. 이들의 산화 세륨 입자를 수중에 분산시키는 방법으로서는 통상적인 교반기에 의한 분산 처리 외에, 호모지나이저, 초음파 분산기, 볼밀 등을 사용할 수 있다. 특히 산화 세륨 입자를 1 ㎛ 이하의 미립자로서 분산시키기 위해서는 볼밀, 진동 볼밀, 유성(遊星) 볼밀, 매체 교반식 밀 등의 습식 분산기를 사용하는 것이 바람직하다. 또 슬러리는 알칼리성인 것이 바람직하고 슬러리의 알칼리성을 높이고 싶을 경우에는 분산 처리시 또는 처리후에 암모니아수 등의 금속 이온을 포함하지 않는 알칼리성 물질을 첨가할 수 있다. 슬러리의 pH는 8 내지 12가 바람직하다.
본 발명의 슬러리에는 본 발명의 산화 세륨 입자 이외에, 예를 들면 희토류 금속의 산화물, 염 등이 첨가되어도 좋다. 다른 첨가물의 혼입에 의해 분산성 향상, 화학 반응 촉진, 미끄럼 특성 향상, 선택성 향상 등의 특성 향상을 기대할 수 있다. 다른 첨가물의 혼입량은 고액분의 50 중량% 이하가 바람직하다.
본 발명의 산화 세륨 연마재로 연마되는 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층은, 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 알코올 등의 유기 용매 중에서 물 및 용매에 의해 가수 분해해서 얻어지는 도포액을 스핀 코트법 등에 의해 기판에 도포한 후, 가열 처리에 의해 경화시킴으로써 제조된다.
여기에서 알콕시실란으로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란 등의 모노머 또는 올리고머 등을 들 수 있고, 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 또, 알킬알콕시실란으로서는 메틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타클리록시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 여기에서 플루오로트리메톡시실란, 플루오로메틸디메톡시실란 등의 알콕시실란, 알킬알콕시실란의 Si에 불소가 결합된 것, 트리플루오로메틸트리메톡시실란트리플루오로메틸메틸디메톡시실란 등의 알킬알콕시실란의 알킬기의 적어도 일부가 불소화된 것, 알콕시실란, 알킬알콕시실란의 Si에 불소가 결합된 것도 사용할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 여기에서 알콕시실란과 알킬알콕시실란의 첨가량 비율은 이들에 의해 구성되는 절연막 중의 실록산 결합에 유래하는 Si 원자수와 알킬기에 유래하는 C 원자수가
C 원자수/(Si 원자수 + C 원자수) ≥ 0.1
의 관계에 있는 것이 바람직하다. 이 비율이 0.1 보다 작으면 절연막의 형성시 막중에 크랙이 발생하고, 막의 결핍, 절연성의 저하 등의 결함이 발생해 버린다.
유기 용매로서는 메틸알코올, 에틸알코올 등의 1가 알코올류 및 그의 에테르 또는 에스테르류, 글리세린, 에틸렌글리콜 등의 다가 알코올류 및 그의 에테르 또는 에스테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜 사용할 수 있다. 촉매로서는 가수 분해용으로서 염산, 질산, 인산 등의 무기산, 아세트산, 말레산 등의 유기산, 이들의 산무수물 또는 유도체 등의 산 및 수산화 나트륨, 암모니아, 메틸아민 등의 알칼리를 들 수 있다.
여기에서 물의 첨가량은 알콕시실란 및 알킬알콕시실란 각각의 알콕시기 100 %에 대해서 75 %보다 적은 범위가 바람직하고, 75 % 이상에서는 알콕시실란 및 알킬알콕시실란의 가수 분해가 급격해지므로 도포액이 겔화 또는 보얗게 흐려져 버린다. 촉매의 첨가량은 알콕시실란 및 알킬알콕시실란 100 중량부에 대해서 0.1 중량부에서 5 중량부가 바람직하고, 0.1 중량부 미만이면 알콕시실란 및 알킬알콕시실란의 가수 분해가 불충분해지므로 도포시 막이 형성되지 않고 5 중량부를 넘으면 가수 분해가 급격해지므로 도포액이 겔화되어 버린다. 알콕시실란 및 알킬알콕시실란은 유기 용매 100 중량부에 대해서 1 중량부에서 40 중량부의 범위가 바람직하다. 알콕시실란 및 알킬알콕시실란이 1 중량부 미만이면 도포시 막이 형성되기 어렵고 또 40 중량부를 넘으면 균일한 막을 얻기 어렵다. 고분자량화할 때의 반응 온도에는 특별한 제한이 없지만, 사용하고 있는 유기 용매의 비점 이하가 바람직하고, 얻어지는 가수 분해물의 분자량을 제어하기 위해 특히 5 ℃에서 70 ℃가 바람직하다. 가수 분해시의 반응 시간에는 특별히 제한이 없지만, 소정의 분자량에 도달한 시점에서 반응을 종료한다. 이 때의 분자량의 측정 방법으로서는 특별히 제한이 없지만, 액체 크로마토그래피를 사용하는 방법이 간편하고 바람직하다.
이들의 4성분에서 얻어지는 절연층 형성용 재료는 다음과 같이 제조된다. 우선, 유기 용매 중에 소정량의 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 분산시키고 여기에 물 및 촉매를 혼합하여 잠시 교반한 후, 실온하 또는 가온하에서 고분자량화시킴으로써 제조된다.
이상의 방법에 의해 제조된 절연층 형성용 재료를 소정의 반도체 기판, 즉 회로 소자와 배선 패턴이 형성된 단계의 반도체 기판(미리 IC 회로 등의 소정의 회로 소자를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 반도체 기판), 회로 소자가 형성된 단계의 반도체 기판 등의 반도체 기판상에 도포하고, 건조에 의해 유기 용매를 제거한 후, 100 ℃이상에서 가열 경화시킴으로써 절연층이 형성된다. 도 1에서 (11)은 IC회로 등의 소정의 회로 소자를 형성시킨 Si 웨이퍼, (12)는 알루미늄 배선, (13)은 CVD-SiO2막(TEOS 막), (14)는 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층이다. 절연층은 배선의 두께보다 두껍고, 예를 들어 배선의 두께의 1.2 배 이상의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
여기에서 반도체 기판으로서는 Si 웨이퍼, GaAs 웨이퍼 등을 들 수 있는데, 특별한 제한은 없다. 또, 도포법으로서는 스핀코트법, 스프레이법, 디프코트법 등을 들 수 있으며 특별한 제한은 없다. 건조 온도로는 특별한 제한은 없지만 유기 용매의 휘산을 촉진하기 위해서 100 ℃에서 300 ℃의 범위가 바람직하다. 가열 경화 온도는 300 ℃ 이상으로 특별한 제한은 없지만, 사용하는 기판에 의해 그 상한점이 있고, 알루미늄 배선을 구비한 것은 500 ℃ 이하가 바람직하다. 가열 경화 시간은 특별한 제한은 없지만, 경화한 막의 물성이 거의 평균에 도달한 시점에서 가열을 종료한다. 이 때의 판정 방법으로서는 특별한 제한은 없지만 막의 표면 경도, 막의 두께 등의 측정이 간편하고 바람직하다. 가열 경화시의 분위기는 특별한 제한은 없지만 가열 중의 알킬알콕시실란 중의 알킬기의 탈리를 저감시키기 위해 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 도입하는 것이 바람직하다.
소정의 반도체 기판, 즉 회로 소자와 배선 패턴이 형성된 단계의 반도체 기판, 회로 소자가 형성된 단계의 반도체 기판 등의 반도체 기판상에 형성된 절연층을 상기 산화 세륨 슬러리로 연마함으로써 도 2에 나타낸 바와 같이 절연층 표면의 굴곡을 해소하고, 반도체 기판 전면에 걸쳐 평활한 면을 만든다.
여기에서 연마하는 장치로서는 반도체 기판을 유지하는 홀더와 연마포(패드)를 부착한(회전수가 변경 가능한 모터 등을 부착하고 있다) 정반(定盤)을 가진 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다. 연마포로서는 일반적인 부직포, 발포 폴리우레탄, 다공질 불소 수지 등을 사용할 수 있고 특별한 제한은 없다. 또, 연마포에는 슬러리가 담기는 홈 가공을 행하는 것이 바람직하다. 연마 조건에는 특별한 제한은 없지만 정반의 회전 속도는 반도체 기판이 튀어나오지 않도록 100 rpm 이하의 저회전이 바람직하고, 반도체 기판에 가하는 압력은 연마 후 흠이 발생하지 않도록 1 Kg/㎠이하가 바람직하다. 연마하는 동안 연마포에는 슬러리를 펌프 등으로 연속적으로 공급한다. 이 때의 공급량에는 특별한 제한은 없지만 연마포의 표면이 항상 슬러리로 덮여 있는 것이 바람직하고, 단위 면적당의 공급량이 예를 들면 18 인치 정반에 대해서 25 ㎖/분 이상의 비율이 특히 바람직하다. 이 공급량이 25 ㎖/분 보다 적으면 충분한 연마 속도를 얻을 수 없고, 또 슬러리의 확산이 불충분하기 때문에 균일한 연마를 얻지 못하는 경우가 있다. 또한, 기계적 연마의 영향이 커지기 때문에 CVD막의 연마 속도가 커지는 경향을 나타내고, 유기 SOG막과의 속도비로 표시되는 선택성이 저하되기 때문에 선택적인 연마가 불가능해지는 경우가 있다.
연마 종료 후의 반도체 기판은 흐르는 물에 잘 세척 후, 표면에 부착된 산화 세륨 입자를 제거하기 위해
(a) 과산화수소 및
(b) 질산, 황산, 탄산 암모늄, 카르바민산 암모늄 및 탄산 수소 암모늄에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 용액 중에 침지하고 나서 다시 물 세척하여 건조한다.
(a) 및 (b)를 포함하는 용액은 2종 이상 혼합하여 사용해도 좋다.
여기에서 침지 시간에는 특별한 제한은 없지만, 산화 세륨 입자의 용해에 의해 생기는 기포가 발생되지 않는 시점에서 처리 종료를 판단할 수 있다. 또, 침지 온도에는 특별한 제한은 없지만, 과산화수소수 등의 자기 분해성을 나타내는 것을 사용할 경우에는 40 ℃ 이하로 처리하는 것이 바람직하다. 물 세척 후, 스핀 드라이어 등을 사용하여 반도체 기판상에 부착된 물방울을 떨어뜨리고 나서 건조시키는 것이 바람직하다.
이렇게 해서 평탄화된 절연층상에 제 2층째의 알루미늄 배선을 형성하고, 그 배선간 및 배선상에 다시 상기 방법에 의해 절연층을 형성한 후, 상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 연마함으로써 절연층 표면의 굴곡을 해소하고, 반도체 기판 전면에 걸쳐 평활한 면으로 한다. 이 공정을 소정 수 만큼 반복함으로써 반도체 칩을 제조한다.
본 발명의 산화 세륨 연마제에 의해 반도체 기판 등의 기판에 형성된 규소를 포함하지 않는 유기 고분자 수지층을 연마할 수 있다.
이러한 규소를 함유하지 않는 유기 고분자 수지로서는 페놀, 에폭시, 불포화 폴리에스테르, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의 열경화성 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 에틸렌 아세트산 비닐 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, ABS 수지, AS 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화 비닐, 폴리비닐포르말린, 폴리사플루오로 에틸렌, 폴리삼플루오로 염화 에틸렌 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 폴리사플루오로 에틸렌, 폴리삼플루오로 염화 에틸렌 등의 불소 수지를 사용하면 막의 저유전율화에 유효하고 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지 등을 사용하면 막의 내열성에 유효하지만 특별한 제한은 없다.
이들의 규소를 포함하지 않는 유기 고분자 수지의 절연막 형성용 재료는 다음과 같이 제작된다. 열경화성 수지를 사용하는 경우, 각각의 모노머 및(또는) 저분자량의 것을 알코올 등의 상기에 기재한 유기 용매중에 분해시킴으로써 절연층 형성용의 도포액을 제작한다. 여기에서 경화를 좀 더 진행시키기 위해서는 일반적으로 사용되는 경화제, 촉진제, 촉매 등을 병용할 수 있다. 또, 열가소성 수지를 사용하는 경우 각각의 수지를 알코올 등의 상기에 기재한 유기 용매 중에 용해시킴으로써 절연층 형성용의 도포액을 제작한다. 유기 고분자 수지 10 중량부에 대해서 유기 용매는 0 중량부에서 900 중량부의 범위기 바람직하다. 유기 용매가 900 중량부를 넘으면 도포시 막이 형성되기 어려워진다.
본 발명의 산화 세륨 연마제에 의해 반도체 기판 등의 기판에 형성된 서로 다른 재료로 이루어지는 2종 이상의 절연층의 적어도 1종을 선택적으로 연마할 수 있다.
2종 이상의 다른 절연층으로서는 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 유기 용매 중에서 물 및 촉매의 존재하에서 가수 분해하여 얻어지는 도포액을 기판에 도포 후, 가열 경화시켜 얻어진 절연층과, SiO2절연층을 포함하는 것이 바람직하고, 본 발명의 산화 세륨 연마제에 의해 전자의 절연층을 선택적으로 연마할 수 있다.
서로 다른 재료로 이루어지는 2종 이상의 절연층이 형성되는 기판으로서는 SiO2절연막 등이 형성된 배선판, 포토마스크·렌즈·프리즘 등의 광학 유리, 유리 및 결정질 재료로 구성되는 광 집적 회로·광 스위칭 소자·광 도파로(導波路), 광 파이버의 단면, 신틸레이터 등의 광학용 단결정, 고체 레이저 단결정, 청색 레이저용 LED 사파이어 기판, SiC, GaP, GaAS 등의 반도체 단결정, 자기 디스크용 유리 기판, 자기 헤드 등이 있다.
반도체 기판 등의 기판에 형성된 서로 다른 재료로 이루어지는 2종 이상의 절연층의 적어도 1종을 선택적으로 연마하는 경우, 제 1절연층 (예를 들어 유기기를 가진 화합물을 구비한 절연층)에 대한 연마 속도와, 제 2절연층 (예를 들어 SiO2절연층)에 대한 연마 속도의 비가 10 이상인 산화 세륨 연마제를 사용하면, 선택 연마를 양호하게 행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 연마제로 절연막을 연마하여 제조된 반도체 칩을 지지 기판에 탑재하고, 반도체 칩을 봉지재로 봉지한 반도체 장치의 일례를 나타내는 것이다. 반도체 장치로서는 도 3에 나타낸 LOC(lead on chip) 타입에 한정되지 않고, COL(chip on lead) 타입이라도, 또는 칩을 다이패드에 탑재하는 타입이라도 통상적인 것이 제조된다. 봉지재는 에폭시 수지계의 통상적인 것을 사용할 수 있다. 도 3에서 (1)은 본드재, (2)는 본 발명의 연마재로 절연막을 연마하여 제조된 반도체 칩, (3)은 리드 프레임, (4)는 와이어, (5)는 봉지재이다.
본 발명의 연마제에 의해 유기 SOG막 혹은 유기 고분자 수지막 등의 절연막을 연마 흠을 발생시키지 않고 고속으로 연마하는 것이 가능하다.
본 발명의 기판의 연마법에 의해 각층에서 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 생기지 않게 되므로, 배선의 미세화에도 충분히 응용할 수 있고, 고밀도·고집적화에 의한 다층 배선화를 실현할 수 있다. 또, 절연막으로서 유기 SOG막 혹은 유기 고분자 수지막을 사용할 수 있기 때문에, 미세한 배선간의 매립성 및 저유전율화도 동시에 꾀할 수 있다.
이하, 본 발명의 각종 실시예에 대해서 설명하겠다.
실시예 1
(산화 세륨 입자의 제작, 1-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후, 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정(同定)되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 1-2)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 1-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고(pH 10), 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 3종류의 각 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 3종류의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼를 스핀 코터로 세트하고, 테트라메톡시실란 (4 몰) 및 메틸트리메톡시실란 (1 몰)을 이소프로필알코올 중에서 물 및 질산을 첨가함으로써 가수 분해하여 얻어진 도포액 5 ㎖을 웨이퍼상에 도포하고, 2,500 rpm에서 30초간 회전한 후 250 ℃의 핫 플레이트에서 1분간 건조하였다. 이 웨이퍼를 가열로중에 세트하고, 450 ℃에서 30분간 소성함으로써 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
유지하는 기판 부착용의 흡착 패드를 붙인 홀더에 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼를 세트하고, 다공질 불소 수지제의 연마 패드를 붙인 (회전수가 변경 가능한 모터 등을 부착하고 있다) 정반상에 Si 웨이퍼면을 아래로 하여 홀더를 얹고, 다시 그 위에 5 Kg의 무게를 얹었다. 정반상에 상기 3종류의 산화 세륨 슬러리를 각각 적하하면서 상반을 50 rpm에서 4분간 회전시켜 절연층을 연마하였다. 연마 후, Si 웨이퍼를 홀더에서 꺼내 흐르는 물에 잘 세척한 후 질산을 넣은 비이커 안에 담궈 이 비이커를 초음파 세척기내에 세트하고 10분간 세척하였다. 산화 세륨의 용해에 따른 발포가 마무리된 것을 확인한 후, 비이커안에서 Si 웨이퍼를 꺼내고 스핀 드라이어로 물 방울을 제거 후, 120 ℃의 건조기에서 10분간 건조시켰다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과, 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨지고, Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과, 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 1
실시예와 마찬가지로 반도체 기판에 절연막층을 형성하고, 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 절연층의 연마를 암모니아수 용매계의 콜로이드 실리카 슬러리(SS-225, Cabot사 제품 상품명)를 사용하여 시도하였지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 400 Å만이 깍여, Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 2
(산화 세륨 입자의 제작 2-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후, 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반후, 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 그 비표면적을 측정한 결과 111 ㎡/g를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 2-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 그 비표면적을 측정한 결과 112 ㎡/g를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 2-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 그 비표면적을 측정한 결과 130 ㎡/g를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져, Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과, 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 2
실시예 2와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 절연층을 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자 (비표면적 : 4 ㎡/g)를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과, 연마에 의해 약 4100 Å의 절연막이 깎였지만, 그 표면에는 다수의 연마 흠이 발생되고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 1000 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 3
(산화 세륨 입자의 제작 3-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후, 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반후, 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.07 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 3-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.11 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 3-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.08 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져, Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과, 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 3
실시예와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 절연층을 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자 (정치법에 의해 측정한 외관 밀도 : 1.33 g/㎖)를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과 연마에 의해 약 4100 Å의 절연막이 깎였지만, 그 표면에는 다수의 연마 흠이 발생되고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 1000 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 4
(산화 세륨 입자의 제작 4-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고, 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 탭법에 의해 그 외관 밀도를 측정한 결과 1.43 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 4-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 탭법에 의해 그 외관 밀도를 측정한 결과 1.52 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 4-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 탭법에 의해 그 외관 밀도를 측정한 결과 1.49 g/㎖를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 4
실시예 4와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 절연층을 탭법에 의해 그 외관 밀도를 측정한 결과 1.67 g/㎖를 나타낸 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과, 연마에 의해 약 4100 Å의 절연막이 깎였지만, 그 표면에는 다수의 연마 흠이 발생되고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 1000 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 5
(산화 세륨 입자의 제작 5-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 그 주 피크의 반값 폭을 측정한 결과 1.38 °를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 5-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 그 주 피크의 반값 폭을 측정한 결과 1.30 °를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 5-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 그 주 피크의 반값 폭을 측정한 결과 1.44 °를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
또, 같은 조건에서 CVD막 (SiO2) 의 연마를 시도한 결과 약 200 Å만이 연마되고, 유기 SOG 막의 연마 속도와의 비는 약 20이 되며, 유기 SOG막을 선택적으로 연마하는 것이 가능하다는 것이 확인되었다.
비교예 5
실시예 5와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 분말의 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭을 측정한 결과 0.25 °를 나타낸 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과, 유기 SOG막이 약 4100 Å 정도로 연마되었지만 CVD막도 약 4000 Å 연마되어 유기 SOG막을 선택적으로 연마하는 것이 불가능함이 확인되었다. 또, 양자의 경우 모두 연마 후의 표면에 연마 흠이 발생되는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키자 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 1000 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 6
(산화 세륨 입자의 제작 6-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후, 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 5 내지 10 ㎚를 나타냈다. (산화 세륨 입자의 제작 6-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반한 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 2 내지 5 ㎚를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 6-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 5 내지 10 ㎚를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 6
실시예 6와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 50 ㎚를 나타낸 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과, 연마에 의해 약 2000 Å만이 깎이고 그 표면에는 다수의 연마 홈이 발생하고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 500 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 7
(산화 세륨 입자의 제작 7-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 5 내지 10 ㎚를 나타냈다. 또한, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 0.2 ㎛를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 7-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후, 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 2 내지 5 ㎚를 나타냈다. 또한, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 0.2 내지 0.3 ㎛를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 7-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 5 내지 10 ㎚를 나타냈다. 또한, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과, 약 0.2 ㎛를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨지고, Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 7
실시예 7과 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자경을 측정한 결과 약 50 ㎚를 나타내고, 또한 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 5.0 ㎛를 나타낸 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과, 연마에 의해 약 2000 Å만이 깎이고 그 표면에는 다수의 연마 홈이 발생하고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 500 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 8
(산화 세륨 입자의 제작 8-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 0.2 ㎛를 나타냈다. 또한, 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 8-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행하고 나서 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 0.2 내지 0.3 ㎛를 나타냈다. 또한, 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 8-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 0.2 ㎛를 나타냈다. 또한, 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 8
실시예 8과 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 2차 입자경을 측정한 결과 약 1.0 ㎛를 나타내고, 60 내지 110 °의 각부를 포함한 윤곽을 나타내는 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연막의 연마를 시도한 결과 연마에 의해 약 2100 Å만이 깎이고, 그 표면에는 다수의 연마 홈이 발생되고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 500 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 9
(산화 세륨 입자의 제작 9-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자의 아스펙트비를 산출한 결과 1.1를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 9-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후, 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자의 아스펙트비를 산출한 결과 1.4를 나타냈다.
(산화 세륨 입자의 제작 9-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자의 아스펙트비를 산출한 결과 1.2를 나타냈다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 10 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
비교예 9
실시예 9와 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 그 1차 입자의 아스펙트비가 3.0를 나타낸 시약으로서 시판되고 있는 산화 세륨 입자를 사용하여 상기와 마찬가지로 하여 제작한 슬러리로 상기 절연층의 연마를 시도한 결과, 연마에 의해 약 4000 Å의 양이 깎이고 그 표면에는 다수의 연마 홈이 발생되고 있는 것이 확인되었다. 따라서, 홀더에 얹는 무게를 5 kg에서 1 kg으로 감소시키면 연마 흠의 발생은 보이지 않았지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 500 Å만이 깍여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다.
실시예 10
(산화 세륨 입자의 제작 10-1)
탄산 세륨 50 g를 탈이온수 450 g 중에 첨가한 후 유성 볼밀을 사용하여 2800 rpm에서 15분간 분산 처리함으로써, 백색의 탄산 세륨 슬러리를 얻었다. 이 슬러리에 교반하면서 과산화수소수 (약 35 %) 29.2 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 30 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 측정한 비표면적은 111 ㎡/g를 나타내고, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.07 g/㎖를 나타내고, 탭법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.43 g/㎖를 나타내며, 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭은 1.38 °를 나타내고, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 1차 입자경은 약 5 내지 10 ㎚를 나타내고, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 2차 입자경은 약 0.2 ㎛를 나타내며, 또한 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 10-2)
질산 세륨 50 g를 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 탄산 수소 암모늄 75 g를 증류수 400 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리하였다. 이 백색 침전물을 다시 탈이온수 500 g 중에 넣고 잘 분산한 후, 과산화수소수 (약 35 %) 60. 9 g를 적하하고 다시 교반을 계속하면서 1시간 반응을 진행시키고 워터 버스를 사용하여 90 ℃까지 승온시켰다. 90 ℃에서 1시간 교반 후 실온까지 냉각하고 원심 분리기에 의한 고액 분리 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 20 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 측정한 비표면적은 112 ㎡/g를 나타내고, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.11 g/㎖를 나타내고, 탭법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.52 g/㎖를 나타내며, 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭은 1.30 °를 나타내고, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 1차 입자경은 약 2 내지 5 ㎚를 나타내고, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 2차 입자경은 약 0.2 내지 0.3 ㎛를 나타내며, 또한 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 입자의 제작 10-3)
질산 암모늄 세륨 50 g를 탈이온수 500 g에 넣고 잘 혼합한 후 교반을 계속하면서 암모니아수 27 g를 증류수 500 g에 용해시킨 수용액을 적하하고, 그대로 실온하에서 1시간 반응시킴으로써 백색 침전을 얻었다. 원심 분리기를 사용하여 3000 rpm에서 10분간 처리함으로써 이 백색 침전물을 고액 분리한 후, 120 ℃의 건조기에서 24시간 건조시킴으로써 백색 분말 15 g를 얻었다. 이 백색 분말의 X선 회절 패턴을 측정한 결과 산화 세륨인 것이 동정되었다. 또, 질소 흡착법에 의해 측정한 비표면적은 130 ㎡/g를 나타내고, 정치법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.08 g/㎖를 나타내고, 탭법에 의해 측정한 외관 밀도는 1.49 g/㎖를 나타내며, 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭은 1.44 °를 나타내고, 투과형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 1차 입자경은 약 5 내지 10 ㎚를 나타내고, 주사형 전자 현미경의 관찰에 의해 측정한 2차 입자경은 약 0.2 ㎛를 나타내며, 또한 그 2차 입자의 윤곽에는 거의 각부가 없이 미끈한 곡선을 나타내고 있는 것이 확인되었다.
(산화 세륨 슬러리의 제작)
상기 산화 세륨 분말 2.5 g를 탈이온수 100 g 중에 분산시키고 여기에 폴리아크릴산 암모늄염 1 g를 첨가한 후, 유성 볼밀(P-5형, 후리체 제품)을 사용하여 2800 rpm에서 30분간 분산 처리함으로써 젖빛의 산화 세륨 슬러리를 얻었다. 콜터 카운터(N-4형, 닛까끼 제품)를 사용하여 이 슬러리의 입도 분포를 측정한 결과 평균 입자경이 176 ㎚로 작고, 그 분포는 단분산으로 비교적 분포도 좁은 것을 알 수 있었다.
(절연층의 형성)
미리 IC 회로를 형성시켜 그 위에 알루미늄 배선을 패터닝한 4인치 Si 웨이퍼에 실시예 1과 마찬가지로 하여 절연층을 형성시켰다.
(절연층의 연마)
상기 산화 세륨 슬러리를 사용하여 실시예 1과 마찬가지로 하여 상기 절연층을 형성시킨 Si 웨이퍼의 절연막을 연마하였다. 자동 에립소 미터를 사용하여 연마 전후의 막 두께 변화를 측정한 결과 이 연마에 의해 약 4000 Å의 절연층이 벗겨져 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 거의 균일한 두께가 된 것을 알았다. 또, Si 웨이퍼를 커트하고 그 단면을 SEM으로 관찰한 결과 폭 0.1 ㎛, 깊이 1.0 ㎛의 배선 사이의 홈 부분에도 구멍 등의 결함이 보이지 않고, 충분한 매립성을 나타내는 것을 알았다. 이 공정을 6회 반복하여 6층 배선을 형성시켰지만, 그 단면의 SEM 관찰로부터 각층에서 Si 기판 전면에 걸쳐 그 표면의 단차가 거의 보이지 않고, 배선 패턴도 정밀도 좋게 잘려 있는 것을 알 수 있었다.
또, 같은 조건에서 CVD막 (SiO2)의 연마를 시도한 결과 약 200 Å만이 연마되고, 유기 SOG막의 연마 속도와의 비는 약 1/20이 되어, 유기 SOG막을 선택적으로 연마하는 것이 가능함이 확인되었다.
비교예 10
실시예 10과 마찬가지로 절연층을 형성하고 산화 세륨 슬러리를 사용한 연마를 하지 않고 다층 배선의 형성을 시도하였지만, 3층 이상이 되면 표면의 단차가 매우 커지기 때문에 상하층간의 절연성이 파괴되어, 그 이상의 다층화는 불가능하다는 것을 알았다.
또, 상기 절연층의 연마를 암모니아 수용매계의 콜로이드 실리카 슬러리(SS-225, Cabot사 제품 상품명)를 사용하여 시도하였지만, 50 rpm에서 10분간 연마해도 약 400 Å만이 깎여 Si 웨이퍼 전면에 걸쳐 평탄하게 하기란 매우 비효율적이라는 것을 알 수 있었다. 또한, 같은 조건에서 CVD막의 연마를 시도한 결과 약 400 Å가 연마되고 유기 SOG막의 연마 속도와의 비가 1밖에 되지 않아, 유기 SOG막을 선택적으로 연마하는 것은 불가능하다는 것을 알 수 있었다.

Claims (36)

  1. 수중에 산화 세륨 입자를 분산시킨 슬러리를 포함하는, 소정의 기판상에 마련된 절연막을 연마하는 산화 세륨 연마제.
  2. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가 수중에 분산된 3가의 비수용성 세륨 화합물을 산화제로 산화함으로써 얻어지는 것인 산화 세륨 연마제.
  3. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가 3가의 수용성 세륨 화합물의 수용액에서 얻어지는 비수용성 세륨 화합물을 산화제로 산화함으로써 얻어지는 것인 산화 세륨 연마제.
  4. 제 2 또는 3항에서, 산화제가 과산화수소인 산화 세륨 연마제.
  5. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가 4가의 세륨 화합물의 수용액을 중성 또는 알칼리성으로 하여 얻어지는 것인 산화 세륨 연마제.
  6. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자의 비표면적이 25 ㎡/g 이상인 산화 세륨 연마제.
  7. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자의 정치법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.30 g/㎖ 이하인 산화 세륨 연마제.
  8. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자의 탭법에 의해 측정한 외관 밀도가 1.60 g/㎖ 이하인 산화 세륨 연마제.
  9. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자의 분말 X선 회절 패턴의 주 피크의 반값 폭이 0.4 °이상인 산화 세륨 연마제.
  10. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가, 투과형 전자 현미경에 의한 관찰에서 1차 입자경이 10 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상인 것인 산화 세륨 연마제.
  11. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가, 1차 입자경이 10 ㎚이하인 1차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 1차 입자가 응집된 2차 입자경이 1 ㎛ 이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자인 것인 산화 세륨 연마제.
  12. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가 직경이 1 ㎛ 이하인 2차 입자가 전체의 90 % 이상이고, 상기 2차 입자가 120 °보다 작은 각부를 포함하지 않는 윤곽을 가진 산화 세륨 입자인 것인 산화 세륨 연마제.
  13. 제 1항에 있어서, 산화 세륨 입자가, 1차 입자의 아스펙트비가 2.0 이하인 입자가 전체의 90 % 이상인 산화 세륨 입자인 것인 산화 세륨 연마제.
  14. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리가 분산제를 포함하는 산화 세륨 연마제.
  15. 제 14항에 있어서, 분산제가 수용성 유기 고분자, 수용성 음이온성 계면 활성제, 수용성 비이온성 계면 활성제, 수용성 아민 중에서 선택되는 적어도 1종인 산화 세륨 연마제.
  16. 제 1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리가 알칼리성 슬러리인 산화 세륨 연마제.
  17. 제 16항에 있어서, 슬러리의 pH가 8 내지 12인 산화 세륨 연마제.
  18. 제 1항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서, 수용매 100 중량부에 대해서 산화 세륨 입자를 10 중량부 이하로 분산시킨 슬러리를 포함하는 산화 세륨 연마제.
  19. 수중에 산화 세륨 입자를 분산시켜 슬러리를 조제하는 공정을 포함하는 산화 세륨 연마제의 제조법.
  20. 소정의 기판에 절연막층 형성하고 상기 절연막을 청구항 1 내지 18항 중 하나에 기재한 산화 세륨 연마제로 연마하는 공정을 구비하는 기판의 연마법.
  21. 제 20항에 있어서, 소정의 기판이 반도체 기판인 기판의 연마법.
  22. 제 20항 또는 21항에 있어서, 절연막이 유기기를 가진 화합물을 함유하는 절연층을 포함하는 것인 기판의 연마법.
  23. 제 22항에 있어서, 유기기를 가진 화합물을 함유하는 절연층이, 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 유기 용매중에서 물 및 촉매의 존재하에서 가수 분해하여 얻어지는 도포액을 기판에 도포한 후, 가열 경화시켜 얻어지는 것인 기판의 연마법.
  24. 제 23항에 있어서, 유기기를 가진 화합물을 함유하는 절연층 중의 실록산 결합에 유래하는 Si 원자수와 알킬기에 유래하는 C 원자수가
    C 원자수/(Si 원자수 + C 원자수) ≥0.1
    의 관계에 있는 기판의 연마법.
  25. 제 20항에 있어서, 절연막이 규소를 포함하지 않는 유기 고분자 수지층을 포함하는 기판의 연마법.
  26. 소정의 기판에 서로 다른 재료로 이루어지는 둘 이상의 절연층을 형성하고, 상기 절연층의 적어도 하나를 청구항 1 내지 18 중 한 항에 기재한 산화 세륨 연마제로 선택적으로 연마하는 공정을 구비하는 기판의 연마법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 절연막이, 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 유기 용매 중에서 물 및 촉매의 존재하에서 가수 분해하여 얻어지는 도포액을 기판에 도포한 후 가열 경화시켜 얻어진 유기기를 함유한 절연막층과, SiO2절연막층을 포함하고,
    상기 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층을 선택적으로 연마하는 기판의 연마법.
  28. 제 26항에 있어서, 제 1절연막층에 대한 연마 속도와 제 2절연막층에 대한 연마 속도의 비가 10 이상인 산화 세륨 연마제에 의해 연마되는 기판의 연마법.
  29. 제 27항에 있어서, 유기기를 함유한 절연막층의 연마 속도의, SiO2절연막층의 연마 속도에 대한 비가 10 이상인 산화 세륨 연마제에 의해 연마되는 기판의 연마법.
  30. 제 20 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 절연막층을 연마한 후 기판을 하기 (a) 와 하기 (b)를 포함하는 용액으로 세척하는 공정을 포함하는 기판의 연마법.
    (a) 과산화수소
    (b) 질산, 황산, 탄산 암모늄, 카르바민산 암모늄 및 탄산 수소 암모늄 중에서 선택되는 적어도 1종
  31. 소정의 반도체 기판에 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연막층을 구비한 절연막을 형성하고, 상기 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연막층을 청구항 1 내지 18항 중 하나에 기재한 산화 세륨 연마제로 연마하는 공정을 구비하는 반도체 칩의 제조 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 유기기를 함유한 절연막층이, 알콕시실란 및 알킬알콕시실란을 유기 용매 중에서 물 및 촉매의 존재하에서 가수 분해하여 얻어지는 도포액을 기판에 도포한 후 가열 경화시켜 얻어지는 것인 반도체 칩의 제조 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 유기기를 가진 화합물을 포함하는 절연층 중의 실록산 결합에 유래하는 Si 원자수와 알킬기에 유래하는 C 원자수가
    C 원자수/(Si 원자수 + C 원자수) ≥ 0.1
    의 관계에 있는 반도체 칩의 제조 방법.
  34. 청구항 31 내지 33항 중 하나에 기재한 방법에 의해 제조된 반도체 칩.
  35. 청구항 34의 반도체 칩을 지지 기판에 탑재하고, 상기 반도체 칩을 봉지재로 봉지하는 반도체 장치의 제조 방법.
  36. 청구항 35에 기재한 방법에 의해 제조된 반도체 장치.
KR1019970707101A 1996-02-07 1997-02-07 산화세륨연마제,반도체칩및반도체장치,그들의제조법및기판의연마법 KR100360787B1 (ko)

Applications Claiming Priority (22)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2156396 1996-02-07
JP96-21563 1996-02-07
JP96-77807 1996-03-29
JP96-77810 1996-03-29
JP8077810A JPH11330019A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP96-77812 1996-03-29
JP8077806A JPH11330016A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP96-77805 1996-03-29
JP96-77806 1996-03-29
JP8077809A JPH11320418A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP8077808A JPH11330018A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP8077813A JPH11330022A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP96-77811 1996-03-29
JP8077807A JPH11330017A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP96-77809 1996-03-29
JP8077805A JPH11330015A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP8077812A JPH11330021A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP8077811A JPH11330020A (ja) 1996-03-29 1996-03-29 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP96-77808 1996-03-29
JP8078734A JPH11330014A (ja) 1996-04-01 1996-04-01 基板の研磨方法
JP96-78734 1996-04-01
JP96-77813 1996-06-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017005427A Division KR100336598B1 (ko) 1996-02-07 1997-02-07 산화 세륨 연마제 제조용 산화 세륨 입자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980703701A true KR19980703701A (ko) 1998-12-05
KR100360787B1 KR100360787B1 (ko) 2003-01-29

Family

ID=27581877

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970707101A KR100360787B1 (ko) 1996-02-07 1997-02-07 산화세륨연마제,반도체칩및반도체장치,그들의제조법및기판의연마법
KR1020017005427A KR100336598B1 (ko) 1996-02-07 1997-02-07 산화 세륨 연마제 제조용 산화 세륨 입자

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017005427A KR100336598B1 (ko) 1996-02-07 1997-02-07 산화 세륨 연마제 제조용 산화 세륨 입자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6420269B2 (ko)
EP (1) EP0820092A4 (ko)
KR (2) KR100360787B1 (ko)
AU (1) AU1670597A (ko)
WO (1) WO1997029510A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100450522B1 (ko) * 2000-12-18 2004-10-01 주식회사 소디프신소재 초미분 산화 세륨 연마제의 제조 방법, 이에 의해 제조된연마제 및 이를 사용하여 기판을 연마하는 방법
KR100851451B1 (ko) * 1998-12-25 2008-08-08 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 Ｃｍｐ 연마제, ｃｍｐ 연마제용 첨가액 및 기판의 연마방법
KR101103748B1 (ko) * 2005-09-27 2012-01-06 삼성코닝정밀소재 주식회사 반도체 박막 연마용 산화세륨 슬러리 및 이의 제조방법

Families Citing this family (98)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100759182B1 (ko) * 1996-09-30 2007-09-14 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 산화세륨 입자
JP3462052B2 (ja) * 1996-09-30 2003-11-05 日立化成工業株式会社 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法
TW365563B (en) * 1997-04-28 1999-08-01 Seimi Chem Kk Polishing agent for semiconductor and method for its production
JPH11181403A (ja) 1997-12-18 1999-07-06 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の研磨法
JPH11228135A (ja) * 1998-02-17 1999-08-24 Toray Ind Inc 酸化セリウム粉末とそれを含む化粧料、塗料およびプラスチック
JP3469771B2 (ja) * 1998-03-24 2003-11-25 富士通株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP4052607B2 (ja) * 1998-04-20 2008-02-27 株式会社東芝 研磨剤及び半導体基板のポリッシング方法
JP4501694B2 (ja) * 1998-12-25 2010-07-14 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ研磨剤用添加液
JP4604727B2 (ja) * 1998-12-25 2011-01-05 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ研磨剤用添加液
JP4277243B2 (ja) * 1999-05-17 2009-06-10 日立化成工業株式会社 セリウム化合物研磨剤及び基板の研磨法
US6615499B1 (en) * 1999-05-28 2003-09-09 Hitachi Chemical Co., Ltd. Method for producing cerium oxide, cerium oxide abrasive, method for polishing substrate using the same and method for manufacturing semiconductor device
US6238450B1 (en) * 1999-06-16 2001-05-29 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Ceria powder
JP4491857B2 (ja) * 1999-06-18 2010-06-30 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
US7410409B1 (en) * 1999-06-18 2008-08-12 Hitachi Chemical Co., Ltd. Abrasive compound for CMP, method for polishing substrate and method for manufacturing semiconductor device using the same, and additive for CMP abrasive compound
WO2001000744A1 (fr) * 1999-06-28 2001-01-04 Nissan Chemical Industries, Ltd. Compose abrasif pour plateau en verre de disque dur
JP4555936B2 (ja) * 1999-07-21 2010-10-06 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ研磨液
JP2001055560A (ja) * 1999-08-18 2001-02-27 Hitachi Chem Co Ltd 研磨剤及びそれを用いた基板の研磨方法
CN1125862C (zh) * 1999-09-20 2003-10-29 长兴化学工业股份有限公司 半导体加工用化学机械研磨组合物
FR2801299B1 (fr) * 1999-11-23 2002-06-07 Rhodia Terres Rares Dispersion colloidale aqueuse a base d'au moins un compose d'un lanthanide et d'un complexant, procede de preparation et utilisation
JP2001269859A (ja) * 2000-03-27 2001-10-02 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体
TW471057B (en) * 2000-06-09 2002-01-01 Macronix Int Co Ltd Method for reducing dishing effect during chemical mechanical polishing
JP4719204B2 (ja) * 2000-08-21 2011-07-06 株式会社東芝 化学機械研磨用スラリおよび半導体装置の製造方法
JP4167388B2 (ja) * 2000-09-27 2008-10-15 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
DE10048477B4 (de) * 2000-09-29 2008-07-03 Qimonda Ag Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Schichten aus Metallen der Platingruppe
TWI228538B (en) * 2000-10-23 2005-03-01 Kao Corp Polishing composition
JP4064636B2 (ja) * 2001-02-07 2008-03-19 三井金属鉱業株式会社 セリウム系研摩材粒子及びその製造方法
US6756308B2 (en) * 2001-02-13 2004-06-29 Ekc Technology, Inc. Chemical-mechanical planarization using ozone
CN1290162C (zh) * 2001-02-20 2006-12-13 日立化成工业株式会社 抛光剂及基片的抛光方法
JP2002241739A (ja) * 2001-02-20 2002-08-28 Hitachi Chem Co Ltd 研磨剤及び基板の研磨方法
DE10109328A1 (de) 2001-02-27 2002-09-12 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Entfernung einer Maskenschicht von einem Halbleitersubstrat
US6716407B2 (en) * 2001-06-18 2004-04-06 The Boeing Company Monazite-based coatings for thermal protection systems
CA2459496C (en) * 2001-09-07 2011-11-22 Anan Kasei Co., Ltd. Ceric oxide, method for preparation thereof, and catalyst for purifying exhaust gas
US20040198191A1 (en) * 2001-11-16 2004-10-07 Naoki Bessho Cerium-based polish and cerium-based polish slurry
JP2003313542A (ja) * 2002-04-22 2003-11-06 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体
JP4062977B2 (ja) * 2002-06-04 2008-03-19 日立化成工業株式会社 研磨剤及び基板の研磨方法
KR100560223B1 (ko) * 2002-06-05 2006-03-10 삼성코닝 주식회사 고정도 연마용 금속 산화물 분말 및 이의 제조방법
US6936543B2 (en) * 2002-06-07 2005-08-30 Cabot Microelectronics Corporation CMP method utilizing amphiphilic nonionic surfactants
US6974777B2 (en) * 2002-06-07 2005-12-13 Cabot Microelectronics Corporation CMP compositions for low-k dielectric materials
KR100539983B1 (ko) * 2003-05-15 2006-01-10 학교법인 한양학원 Ｃｍｐ용 세리아 연마제 및 그 제조 방법
KR100511943B1 (ko) 2003-05-22 2005-09-01 한화석유화학 주식회사 화학·기계 연마용 산화세륨 초미립자 농축액 및 이의제조방법
DE10337199A1 (de) * 2003-08-13 2005-03-10 Degussa Ceroxidpulver
JP4574140B2 (ja) * 2003-08-27 2010-11-04 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いる研磨方法
JP3974127B2 (ja) * 2003-09-12 2007-09-12 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
WO2005026051A1 (ja) * 2003-09-12 2005-03-24 Hitachi Chemical Co., Ltd. セリウム塩、その製造方法、酸化セリウム及びセリウム系研磨剤
US20050108947A1 (en) * 2003-11-26 2005-05-26 Mueller Brian L. Compositions and methods for chemical mechanical polishing silica and silicon nitride
US7470295B2 (en) 2004-03-12 2008-12-30 K.C. Tech Co., Ltd. Polishing slurry, method of producing same, and method of polishing substrate
TWI283008B (en) * 2004-05-11 2007-06-21 K C Tech Co Ltd Slurry for CMP and method of producing the same
KR100599329B1 (ko) * 2004-05-11 2006-07-14 주식회사 케이씨텍 연마용 슬러리 및 기판 연마 방법
US20060021972A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Lane Sarah J Compositions and methods for chemical mechanical polishing silicon dioxide and silicon nitride
TWI273632B (en) * 2004-07-28 2007-02-11 K C Tech Co Ltd Polishing slurry, method of producing same, and method of polishing substrate
JP4445820B2 (ja) * 2004-08-30 2010-04-07 日立化成工業株式会社 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法
US20080254717A1 (en) * 2004-09-28 2008-10-16 Hitachi Chemical Co., Ltd. Cmp Polishing Slurry and Method of Polishing Substrate
DE112005002798T5 (de) * 2004-11-10 2007-09-27 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines Metalloxidfilms
TWI323741B (en) * 2004-12-16 2010-04-21 K C Tech Co Ltd Abrasive particles, polishing slurry, and producing method thereof
CN100588698C (zh) * 2005-01-26 2010-02-10 Lg化学株式会社 氧化铈研磨剂以及包含该研磨剂的浆料
US8388710B2 (en) * 2005-01-26 2013-03-05 Lg Chem, Ltd. Cerium oxide powder, method for preparing the same, and CMP slurry comprising the same
KR20080011044A (ko) * 2006-07-28 2008-01-31 주식회사 엘지화학 산화세륨 분말, 그 제조방법, 및 이를 포함하는ｃｍｐ슬러리
KR100641348B1 (ko) * 2005-06-03 2006-11-03 주식회사 케이씨텍 Ｃｍｐ용 슬러리와 이의 제조 방법 및 기판의 연마 방법
US7670902B2 (en) * 2005-07-26 2010-03-02 Semiconductor Manufacturing International (Shanghai) Corporation Method and structure for landing polysilicon contact
KR100725699B1 (ko) * 2005-09-02 2007-06-07 주식회사 엘지화학 일액형 ｃｍｐ 슬러리용 산화 세륨 분말, 그 제조방법,이를 포함하는 일액형 ｃｍｐ 슬러리 조성물, 및 상기슬러리를 사용하는 얕은 트랜치 소자 분리방법
JP2007103514A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Fujimi Inc 研磨用組成物及び研磨方法
EP1838620B1 (en) * 2005-10-14 2016-12-14 Lg Chem, Ltd. Method for preparing a cerium oxide powder for a chemical mechanical polishing slurry
JP4983603B2 (ja) * 2005-10-19 2012-07-25 日立化成工業株式会社 酸化セリウムスラリー、酸化セリウム研磨液及びこれらを用いた基板の研磨方法
WO2007069488A1 (ja) * 2005-12-16 2007-06-21 Jsr Corporation 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
KR100880107B1 (ko) * 2006-01-25 2009-01-21 주식회사 엘지화학 Ｃｍｐ 슬러리 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼의 연마 방법
JP4776387B2 (ja) * 2006-02-06 2011-09-21 日立化成工業株式会社 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法
JP4776388B2 (ja) * 2006-02-06 2011-09-21 日立化成工業株式会社 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法
JP2008117807A (ja) * 2006-10-31 2008-05-22 Fujimi Inc 研磨用組成物及び研磨方法
US7456107B2 (en) * 2006-11-09 2008-11-25 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for CMP of low-k-dielectric materials
KR101050136B1 (ko) 2006-11-20 2011-07-19 주식회사 엘지화학 유기용매를 이용한 산화세륨 분말의 제조방법 및 상기분말을 포함하는ｃｍｐ슬러리
JP2008130988A (ja) * 2006-11-24 2008-06-05 Fujimi Inc 研磨用組成物及び研磨方法
KR100874925B1 (ko) * 2007-06-04 2008-12-19 삼성전자주식회사 반도체 패키지, 그 제조 방법, 이를 포함하는 카드 및 이를포함하는 시스템
JP4294710B2 (ja) * 2007-09-13 2009-07-15 三井金属鉱業株式会社 酸化セリウム及びその製造方法
JP5104796B2 (ja) * 2009-03-30 2012-12-19 日立化成工業株式会社 研磨剤及びそれを用いた基板の研磨方法
KR20130136593A (ko) 2010-03-12 2013-12-12 히타치가세이가부시끼가이샤 슬러리, 연마액 세트, 연마액 및 이것들을 이용한 기판의 연마 방법
KR20130129399A (ko) * 2010-11-22 2013-11-28 히타치가세이가부시끼가이샤 지립의 제조 방법, 슬러리의 제조 방법 및 연마액의 제조 방법
CN103500706A (zh) * 2010-11-22 2014-01-08 日立化成株式会社 悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板
CN103222036B (zh) 2010-11-22 2016-11-09 日立化成株式会社 悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板
US20140318584A1 (en) * 2011-01-13 2014-10-30 Advanced Technology Materials, Inc. Formulations for the removal of particles generated by cerium-containing solutions
KR102004570B1 (ko) 2012-02-21 2019-07-26 히타치가세이가부시끼가이샤 연마제, 연마제 세트 및 기체의 연마 방법
CN108831830B (zh) 2012-02-21 2024-05-17 株式会社力森诺科 研磨剂、研磨剂组和基体的研磨方法
WO2013157442A1 (ja) * 2012-04-18 2013-10-24 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
CN104321852B (zh) 2012-05-22 2016-12-28 日立化成株式会社 悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体
SG11201407029XA (en) 2012-05-22 2014-12-30 Hitachi Chemical Co Ltd Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate
JP5943072B2 (ja) 2012-05-22 2016-06-29 日立化成株式会社 スラリー、研磨液セット、研磨液及び基体の研磨方法
US8920667B2 (en) * 2013-01-30 2014-12-30 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical polishing composition containing zirconia and metal oxidizer
US20150021513A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Yun-jeong Kim Cmp slurry composition for polishing an organic layer and method of forming a semiconductor device using the same
US9281210B2 (en) * 2013-10-10 2016-03-08 Cabot Microelectronics Corporation Wet-process ceria compositions for polishing substrates, and methods related thereto
US10344183B2 (en) * 2013-12-16 2019-07-09 Rhodia Operations Liquid suspension of cerium oxide particles
JP6827318B2 (ja) * 2016-12-28 2021-02-10 花王株式会社 酸化セリウム砥粒
WO2018179064A1 (ja) 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 スラリ及び研磨方法
WO2018179061A1 (ja) 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び研磨方法
SG11202008797WA (en) 2018-03-22 2020-10-29 Hitachi Chemical Co Ltd Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
WO2020021680A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 日立化成株式会社 スラリ及び研磨方法
US20210292602A1 (en) * 2019-03-22 2021-09-23 Daicel Corporation Polishing composition for semiconductor wiring
KR102156036B1 (ko) * 2020-06-30 2020-09-16 주식회사 케이씨텍 세륨계 연마입자 및 그 제조방법
KR102453292B1 (ko) * 2020-07-07 2022-10-12 주식회사 나노신소재 산화세륨 복합분말의 분산 조성물
CN115595585A (zh) * 2022-11-10 2023-01-13 江西省科学院应用物理研究所（Cn） 一种易氧化金属专用金相抛光剂的制备方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4022625A (en) * 1974-12-24 1977-05-10 Nl Industries, Inc. Polishing composition and method of polishing
FR2472601A1 (fr) * 1979-12-27 1981-07-03 Rhone Poulenc Ind Procede de fabrication de compositions de polissage a base de cerium
FR2545830B1 (fr) * 1983-05-13 1986-01-03 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvelle composition de polissage a base de cerium et son procede de fabrication
FR2549846B1 (fr) * 1983-07-29 1986-12-26 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvelle composition de polissage a base de cerium et son procede de fabrication
FR2559754A1 (fr) 1984-02-20 1985-08-23 Rhone Poulenc Spec Chim Oxyde cerique a nouvelles caracteristiques morphologiques et son procede d'obtention
FR2583034A1 (fr) * 1985-06-10 1986-12-12 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvel oxyde cerique, son procede de fabrication et ses applications
FR2604443A1 (fr) * 1986-09-26 1988-04-01 Rhone Poulenc Chimie Composition de polissage a base de cerium destinee au polissage des verres organiques
FR2617153B1 (fr) * 1987-06-26 1991-04-05 Rhone Poulenc Chimie Procede d'obtention d'un oxyde cerique et oxyde cerique a nouvelles caracteristiques morphologiques
FR2617154B1 (fr) * 1987-06-29 1990-11-30 Rhone Poulenc Chimie Procede d'obtention d'oxyde cerique et oxyde cerique a nouvelles caracteristiques morphologiques
FR2624519A1 (fr) 1987-12-09 1989-06-16 Rhone Poulenc Chimie Composition de polissage perfectionnee a base de cerium et son procede de preparation
JPH01266283A (ja) * 1988-04-12 1989-10-24 Kanebo Ltd 皮革状シート物及びその製造法
NL8801981A (nl) 1988-08-09 1990-03-01 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting.
JP2641108B2 (ja) 1990-06-21 1997-08-13 大日精化工業株式会社 酸化セリウム微粉体の製造方法
US5443604A (en) * 1991-11-27 1995-08-22 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Polishing compound for plastic surfaces
JP3120520B2 (ja) 1991-12-11 2000-12-25 ソニー株式会社 洗浄装置
US5264010A (en) * 1992-04-27 1993-11-23 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing and planarizing surfaces
JPH05326467A (ja) 1992-05-15 1993-12-10 Toshiba Corp 半導体基板及びその製造方法
US5445996A (en) * 1992-05-26 1995-08-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for planarizing a semiconductor device having a amorphous layer
JP3335667B2 (ja) * 1992-05-26 2002-10-21 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
FR2694016B1 (fr) * 1992-07-22 1994-09-30 Delcroix Yves Agent nettoyant-rénovateur pour surfaces lisses.
JPH06302570A (ja) 1993-04-15 1994-10-28 Nippon Steel Corp 半導体集積回路の製造方法及び製造装置
US5389352A (en) * 1993-07-21 1995-02-14 Rodel, Inc. Oxide particles and method for producing them
US5952243A (en) * 1995-06-26 1999-09-14 Alliedsignal Inc. Removal rate behavior of spin-on dielectrics with chemical mechanical polish
JPH11330016A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330020A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11320418A (ja) 1996-03-29 1999-11-24 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330021A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330015A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330017A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330018A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330019A (ja) 1996-03-29 1999-11-30 Hitachi Chem Co Ltd 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
US5962343A (en) * 1996-07-30 1999-10-05 Nissan Chemical Industries, Ltd. Process for producing crystalline ceric oxide particles and abrasive
US5759917A (en) * 1996-12-30 1998-06-02 Cabot Corporation Composition for oxide CMP
US5896870A (en) * 1997-03-11 1999-04-27 International Business Machines Corporation Method of removing slurry particles
US6093649A (en) * 1998-08-07 2000-07-25 Rodel Holdings, Inc. Polishing slurry compositions capable of providing multi-modal particle packing and methods relating thereto

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100851451B1 (ko) * 1998-12-25 2008-08-08 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 Ｃｍｐ 연마제, ｃｍｐ 연마제용 첨가액 및 기판의 연마방법
KR100450522B1 (ko) * 2000-12-18 2004-10-01 주식회사 소디프신소재 초미분 산화 세륨 연마제의 제조 방법, 이에 의해 제조된연마제 및 이를 사용하여 기판을 연마하는 방법
KR101103748B1 (ko) * 2005-09-27 2012-01-06 삼성코닝정밀소재 주식회사 반도체 박막 연마용 산화세륨 슬러리 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997029510A1 (fr) 1997-08-14
US6420269B2 (en) 2002-07-16
KR100336598B1 (ko) 2002-05-16
AU1670597A (en) 1997-08-28
EP0820092A1 (en) 1998-01-21
KR100360787B1 (ko) 2003-01-29
US20020016060A1 (en) 2002-02-07
EP0820092A4 (en) 2000-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100336598B1 (ko) 산화 세륨 연마제 제조용 산화 세륨 입자
KR101060441B1 (ko) Ｓｔｉ를 위한 화학/기계 연마 방법
KR101277029B1 (ko) Ｃｍｐ 연마액, 기판의 연마 방법 및 전자 부품
US8231735B2 (en) Polishing slurry for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate
KR100988749B1 (ko) 반도체용 연마제, 그 제조 방법 및 연마 방법
CN106795422B (zh) 化学机械抛光研磨剂及其制造方法、以及基板的研磨方法
JP2006339594A (ja) 半導体用研磨剤
JPH09270402A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP3933121B2 (ja) 酸化セリウム研磨剤、半導体チップおよび半導体装置、それらの製造法、ならびに、基板の研磨法
JP3560151B2 (ja) 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
JP3172194B2 (ja) 基板の研磨法及び半導体チップの製造法
JPH11330015A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330021A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330018A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330020A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330019A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330017A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11320418A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP2007031686A (ja) 研磨剤用酸化セリウムの製造方法、研磨剤用酸化セリウム、研磨剤及びそれを用いた基板の研磨方法
JPH11330022A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JPH11330016A (ja) 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法
JP2003017445A (ja) Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
JP4878728B2 (ja) Ｃｍｐ研磨剤および基板の研磨方法
JPH11330014A (ja) 基板の研磨方法
JP2002203819A (ja) Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20101027

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee