JPH09270402A - 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法 - Google Patents
酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法Info
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- JPH09270402A JPH09270402A JP8077814A JP7781496A JPH09270402A JP H09270402 A JPH09270402 A JP H09270402A JP 8077814 A JP8077814 A JP 8077814A JP 7781496 A JP7781496 A JP 7781496A JP H09270402 A JPH09270402 A JP H09270402A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 グローバルな平坦化が可能な絶縁膜層を高速
に研磨するために好適な酸化セリウム研磨剤及びその酸
化セリウム研磨剤を使用する基板の製造法を提供する。 【構成】（１）３価の水に溶解しないセリウム化合物を
水中に分散後固体状態のままで酸化処理を施した後、４
００℃以上で処理する、（２）３価の水溶性のセリウム
化合物を溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニウム等を
添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈殿物）に
酸化剤を滴下するで酸化処理を施した後、４００℃以上
で処理する、（３）４価のセリウム化合物を溶解させた
水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を中
性、アルカリ性にして得られる非水溶性セリウム化合物
を４００℃以上で処理することにより得られた酸化セリ
ウム粒子を水中に分散させたスラリーよりなる酸化セリ
ウム研磨剤。所定の基板に形成された絶縁膜層を酸化セ
リウム研磨剤で研磨して基板を製造法する。
に研磨するために好適な酸化セリウム研磨剤及びその酸
化セリウム研磨剤を使用する基板の製造法を提供する。 【構成】（１）３価の水に溶解しないセリウム化合物を
水中に分散後固体状態のままで酸化処理を施した後、４
００℃以上で処理する、（２）３価の水溶性のセリウム
化合物を溶解させた水溶液に炭酸水素アンモニウム等を
添加して得られる非水溶性セリウム化合物（沈殿物）に
酸化剤を滴下するで酸化処理を施した後、４００℃以上
で処理する、（３）４価のセリウム化合物を溶解させた
水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を中
性、アルカリ性にして得られる非水溶性セリウム化合物
を４００℃以上で処理することにより得られた酸化セリ
ウム粒子を水中に分散させたスラリーよりなる酸化セリ
ウム研磨剤。所定の基板に形成された絶縁膜層を酸化セ
リウム研磨剤で研磨して基板を製造法する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化セリウム研磨
剤及びその酸化セリウム研磨剤を使用する半導体基板、
配線基板等の基板の製造法に関する。
剤及びその酸化セリウム研磨剤を使用する半導体基板、
配線基板等の基板の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超ＬＳＩの急激な高密度・高集積
化が進み、アルミニウム配線の多層化、及びその配線パ
ターンの微細化に伴う最小加工線幅の低減が要求されて
いる。そこで、これらのＬＳＩに用いられる層間絶縁膜
にはこの微細な配線間隔を空洞無く埋め、かつ、その表
面を平坦にする平坦化技術が求められている。
化が進み、アルミニウム配線の多層化、及びその配線パ
ターンの微細化に伴う最小加工線幅の低減が要求されて
いる。そこで、これらのＬＳＩに用いられる層間絶縁膜
にはこの微細な配線間隔を空洞無く埋め、かつ、その表
面を平坦にする平坦化技術が求められている。
【０００３】一般に、この平坦化を必要とする層間絶縁
膜は、プラズマＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法等の蒸着
法、ＳＯＧ法などの塗布法により形成されている。これ
らの内、蒸着法（ＣＶＤ法）は、テトラアルコキシシラ
ン（以下、ＴＥＯＳと略す）等の珪素化合物をプラズマ
等で蒸発させ、これを基板上に堆積させることによって
ＳｉＯ２膜を形成させる方法で、比較的低温で緻密な膜
が得られることから、現在、上記絶縁膜の形成には主に
この方法が用いられている。しかし、従来から用いられ
ているプラズマＣＶＤ法では、ＳｉＯ２膜は下地となる
基板の形状に関係なく一様に形成されるので、比較的大
きな凹凸がある半導体基板を用いると形成したＳｉＯ２
膜の表面も凹凸になってしまう。そこで、この凹凸を低
減させるために、堆積とエッチングを並行して行うＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ法等の新しいＣＶＤ法が検討されているが、
完全に凹凸を解消できるレベルまでは達しておらず、Ｓ
ｉＯ２膜形成後に平坦化を施す処理が必要となってい
る。
膜は、プラズマＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法等の蒸着
法、ＳＯＧ法などの塗布法により形成されている。これ
らの内、蒸着法（ＣＶＤ法）は、テトラアルコキシシラ
ン（以下、ＴＥＯＳと略す）等の珪素化合物をプラズマ
等で蒸発させ、これを基板上に堆積させることによって
ＳｉＯ２膜を形成させる方法で、比較的低温で緻密な膜
が得られることから、現在、上記絶縁膜の形成には主に
この方法が用いられている。しかし、従来から用いられ
ているプラズマＣＶＤ法では、ＳｉＯ２膜は下地となる
基板の形状に関係なく一様に形成されるので、比較的大
きな凹凸がある半導体基板を用いると形成したＳｉＯ２
膜の表面も凹凸になってしまう。そこで、この凹凸を低
減させるために、堆積とエッチングを並行して行うＥＣ
Ｒ−ＣＶＤ法等の新しいＣＶＤ法が検討されているが、
完全に凹凸を解消できるレベルまでは達しておらず、Ｓ
ｉＯ２膜形成後に平坦化を施す処理が必要となってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超ＬＳＩは高密度・高
集積化のために多層配線化が進み、特にロジック系デバ
イスではすでに４層以上になり表面の段差が大きくなる
傾向にある。一方、配線のパターンニングのために用い
るレジストの焦点深度は、配線の微細化に伴って浅くな
る傾向にあり、上記の表面の高段差化が問題視されてき
ている。この高段差化を解消させるためにグローバルな
平坦化が求められてきている。その一方法として、従来
からＳｉウエハーの研磨に使用されている、化学研磨作
用と機械的研磨作用の複合効果を利用した化学機械的研
磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の適用が期待されている。
集積化のために多層配線化が進み、特にロジック系デバ
イスではすでに４層以上になり表面の段差が大きくなる
傾向にある。一方、配線のパターンニングのために用い
るレジストの焦点深度は、配線の微細化に伴って浅くな
る傾向にあり、上記の表面の高段差化が問題視されてき
ている。この高段差化を解消させるためにグローバルな
平坦化が求められてきている。その一方法として、従来
からＳｉウエハーの研磨に使用されている、化学研磨作
用と機械的研磨作用の複合効果を利用した化学機械的研
磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の適用が期待されている。
【０００５】絶縁膜のうち、ＣＶＤ法により形成された
膜は、従来からＳｉウエハーの研磨に用いられているコ
ロイダルシリカを分散させたスラリー（以下、シリカス
ラリーと略す）を研磨剤として用いることにより研磨が
可能であることが認められている。しかし、その研磨速
度はまだ十分とは言えず、研磨に長時間が必要とされて
いるので、このままでは低コスト化が要求されているＤ
ＲＡＭへの適用は難しいとされている。また、研磨後の
洗浄方法もブラシで擦り取るなどの物理的な手法しか無
く、完全にシリカ粒子を除去することは困難なので、半
導体チップの製造ラインの汚染が心配されている。
膜は、従来からＳｉウエハーの研磨に用いられているコ
ロイダルシリカを分散させたスラリー（以下、シリカス
ラリーと略す）を研磨剤として用いることにより研磨が
可能であることが認められている。しかし、その研磨速
度はまだ十分とは言えず、研磨に長時間が必要とされて
いるので、このままでは低コスト化が要求されているＤ
ＲＡＭへの適用は難しいとされている。また、研磨後の
洗浄方法もブラシで擦り取るなどの物理的な手法しか無
く、完全にシリカ粒子を除去することは困難なので、半
導体チップの製造ラインの汚染が心配されている。
【０００６】上記シリカスラリーは溶媒として水酸化カ
リウム水溶液を用いるのが一般的である。この様にスラ
リーをアルカリ性にすることで、シリカ粒子による機械
的研磨に化学的な作用を加えることによって、その研磨
速度をより向上させることができる。しかし、半導体チ
ップの製造において、その工程内でカリウム等のアルカ
リ金属類を含有した材料を使用することは、得られた半
導体チップの電気的特性への影響などから好ましくはな
い。そこで、アルカリ性を保持するために水酸化カリウ
ム水溶液の代替えとしてアンモニア水溶液を用いたシリ
カスラリーが開発されているが、その研磨速度はさらに
２０〜３０％低下することから、より研磨速度が早い研
磨剤の開発が期待されている。
リウム水溶液を用いるのが一般的である。この様にスラ
リーをアルカリ性にすることで、シリカ粒子による機械
的研磨に化学的な作用を加えることによって、その研磨
速度をより向上させることができる。しかし、半導体チ
ップの製造において、その工程内でカリウム等のアルカ
リ金属類を含有した材料を使用することは、得られた半
導体チップの電気的特性への影響などから好ましくはな
い。そこで、アルカリ性を保持するために水酸化カリウ
ム水溶液の代替えとしてアンモニア水溶液を用いたシリ
カスラリーが開発されているが、その研磨速度はさらに
２０〜３０％低下することから、より研磨速度が早い研
磨剤の開発が期待されている。
【０００７】本発明は、グローバルな平坦化が可能な絶
縁膜層を高速に研磨するために好適な酸化セリウム研磨
剤及びその酸化セリウム研磨剤を使用する基板の製造法
を提供するものである。
縁膜層を高速に研磨するために好適な酸化セリウム研磨
剤及びその酸化セリウム研磨剤を使用する基板の製造法
を提供するものである。
【０００８】
【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、水中に酸化セリウム粒子を分散させたスラリー
よりなるものが使用される。
磨剤は、水中に酸化セリウム粒子を分散させたスラリー
よりなるものが使用される。
【０００９】本発明の基板の製造法は、所定の基板に絶
縁膜を形成し、本発明の酸化セリウム研磨剤で研磨する
工程を含むことを特徴とするものである。
縁膜を形成し、本発明の酸化セリウム研磨剤で研磨する
工程を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】一般に、酸化セリウムは、代表的
な希土類鉱物であるバストネサイト、モザナイト等を分
離精製して得られるセリウム化合物（水酸化物、炭酸
塩、硫酸塩、シュウ酸塩等）を焼成することによって得
られる。本発明で用いる酸化セリウム粒子も通常の方法
で作製できるが、半導体の研磨に用いるので、不純物の
混入を防ぐために特にアルカリ金属類及びハロゲン類の
含有量は２ｐｐｍ以下に抑える必要がある。
な希土類鉱物であるバストネサイト、モザナイト等を分
離精製して得られるセリウム化合物（水酸化物、炭酸
塩、硫酸塩、シュウ酸塩等）を焼成することによって得
られる。本発明で用いる酸化セリウム粒子も通常の方法
で作製できるが、半導体の研磨に用いるので、不純物の
混入を防ぐために特にアルカリ金属類及びハロゲン類の
含有量は２ｐｐｍ以下に抑える必要がある。
【００１１】本発明に於いて、酸化セリウム粒子を作製
する方法としては、例えば、（１）３価のセリウム化合
物の中で水に溶解しないセリウム化合物を出発材料と
し、これを水中に分散後、酸化剤を滴下することによっ
て固体状態のままで酸化処理を施した後、４００℃以上
で処理すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する
方法、（２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のもの
を出発材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素ア
ンモニウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合
物（沈殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態
のままで酸化処理を施した後、４００℃以上で処理すこ
とにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方法、
（３）４価のセリウム化合物を出発材料とし、これを溶
解させた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶
液を中性、アルカリ性にして得られる非水溶性セリウム
化合物を４００℃以上で処理することにより４価の酸化
セリウム粒子を作製する方法など好ましく使用される
が、特に制限は無い。
する方法としては、例えば、（１）３価のセリウム化合
物の中で水に溶解しないセリウム化合物を出発材料と
し、これを水中に分散後、酸化剤を滴下することによっ
て固体状態のままで酸化処理を施した後、４００℃以上
で処理すことにより４価の酸化セリウム粒子を作製する
方法、（２）３価のセリウム化合物の中で水溶性のもの
を出発材料とし、これを溶解させた水溶液に炭酸水素ア
ンモニウム等を添加して得られる非水溶性セリウム化合
物（沈殿物）に酸化剤を滴下することによって固体状態
のままで酸化処理を施した後、４００℃以上で処理すこ
とにより４価の酸化セリウム粒子を作製する方法、
（３）４価のセリウム化合物を出発材料とし、これを溶
解させた水溶液にアンモニア水を添加する等により水溶
液を中性、アルカリ性にして得られる非水溶性セリウム
化合物を４００℃以上で処理することにより４価の酸化
セリウム粒子を作製する方法など好ましく使用される
が、特に制限は無い。
【００１２】３価の非水溶性セリウム化合物としては、
炭酸セリウム、水酸化セリウム、シュウ酸セリウム、酢
酸セリウムなどの非水溶性セリウム塩が挙げれ、特に制
限はない。これらの３価の非水溶性セリウム化合物を水
中に分散させる方法としては、通常の撹拌機による分散
処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミ
ルなどを用いることができる。特に、分散粒子を細かく
した方が後で施す酸化処理が容易に行えるので、ボール
ミルによる分散処理を施すのが好ましい。３価の非水溶
性セリウム化合物の濃度には特に制限は無いが、分散液
の取り扱い易さから１〜３０重量％の範囲が好ましい。
この３価の非水溶性セリウム化合物の分散液に酸化剤を
添加することによって、固体状態のままで酸化処理を施
すことにより４価の酸化セリウム粒子を得る。ここで用
いる酸化剤としては、硝酸カリウム等の硝酸塩、過マン
ガン酸カリウム等の過マンガン酸塩、クロム酸カリウム
等のクロム酸塩、過酸化水素、ハロゲン、オゾンなどが
挙げられる。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の
混入を防ぐために、過酸化水素を用いることが好まし
い。酸化剤の添加量は、３価の非水溶性セリウム化合物
１モルに対して１モル以上が必要であり、酸化処理を完
結させることから１モル〜１０モルの範囲が好ましい。
処理温度には特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分
解性の酸化剤を用いる場合には４０℃以下で処理を開始
することが好ましく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解
させるために８０℃以上に加熱することが好ましい。こ
の水溶液から、デカンテーション、ろ過、遠心分離など
の通常の方法を用いて酸化セリウム粒子を回収するこ。
この回収方法としては、効率良く短時間で分離すること
が可能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のｐＨが
酸側にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分
離機では固液分離が困難になってしまうので、アンモニ
アなどの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加し
て溶液のｐＨを８以上にしてから遠心分離を行うことが
好ましい。また、不純物濃度を低下させるために、沈殿
物の洗浄を繰り返すことも有効である。回収した沈殿物
を乾燥機などで水分を除去後、４００℃以上で処理する
ことにより、酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特
に制限は無いが、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の
結晶性が増加する傾向を示すので、４００℃以上のでき
るだけ高い温度で処理させることが好ましい。この処理
温度が４００℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒
子の結晶性が低く、これを用いて作製したスラリーの研
磨速度は著しく低くなる。
炭酸セリウム、水酸化セリウム、シュウ酸セリウム、酢
酸セリウムなどの非水溶性セリウム塩が挙げれ、特に制
限はない。これらの３価の非水溶性セリウム化合物を水
中に分散させる方法としては、通常の撹拌機による分散
処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミ
ルなどを用いることができる。特に、分散粒子を細かく
した方が後で施す酸化処理が容易に行えるので、ボール
ミルによる分散処理を施すのが好ましい。３価の非水溶
性セリウム化合物の濃度には特に制限は無いが、分散液
の取り扱い易さから１〜３０重量％の範囲が好ましい。
この３価の非水溶性セリウム化合物の分散液に酸化剤を
添加することによって、固体状態のままで酸化処理を施
すことにより４価の酸化セリウム粒子を得る。ここで用
いる酸化剤としては、硝酸カリウム等の硝酸塩、過マン
ガン酸カリウム等の過マンガン酸塩、クロム酸カリウム
等のクロム酸塩、過酸化水素、ハロゲン、オゾンなどが
挙げられる。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の
混入を防ぐために、過酸化水素を用いることが好まし
い。酸化剤の添加量は、３価の非水溶性セリウム化合物
１モルに対して１モル以上が必要であり、酸化処理を完
結させることから１モル〜１０モルの範囲が好ましい。
処理温度には特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分
解性の酸化剤を用いる場合には４０℃以下で処理を開始
することが好ましく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解
させるために８０℃以上に加熱することが好ましい。こ
の水溶液から、デカンテーション、ろ過、遠心分離など
の通常の方法を用いて酸化セリウム粒子を回収するこ。
この回収方法としては、効率良く短時間で分離すること
が可能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のｐＨが
酸側にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分
離機では固液分離が困難になってしまうので、アンモニ
アなどの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加し
て溶液のｐＨを８以上にしてから遠心分離を行うことが
好ましい。また、不純物濃度を低下させるために、沈殿
物の洗浄を繰り返すことも有効である。回収した沈殿物
を乾燥機などで水分を除去後、４００℃以上で処理する
ことにより、酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特
に制限は無いが、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の
結晶性が増加する傾向を示すので、４００℃以上のでき
るだけ高い温度で処理させることが好ましい。この処理
温度が４００℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒
子の結晶性が低く、これを用いて作製したスラリーの研
磨速度は著しく低くなる。
【００１３】３価の水溶性セリウム化合物としては、硝
酸セリウム、硫酸セリウム、塩化セリウムなどの水溶性
セリウム塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶解
させた水溶液中の３価の水溶性セリウム化合物の濃度に
は特に制限は無いが、沈殿物である非水溶性セリウム化
合物生成後の懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％
の範囲が好ましい。これらの水溶液に炭酸水素アンモニ
ウムの水溶液等を添加すると白色沈殿（非水溶性セリウ
ム化合物）を生じる。ここで、炭酸水素アンモニウムの
濃度は、３価の水溶性セリウム化合物１モルに対して
１．５モル以上が必要であり、反応を完結させることか
ら１．５モル〜３０モルの範囲が好ましい。この３価の
水溶性セリウム化合物から得られた沈殿物（非水溶性セ
リウム化合物）の分散液に酸化剤を添加することによっ
て、固体状態のままで酸化処理を施すことにより４価の
酸化セリウム粒子を得る。ここで用いる酸化剤として
は、３価の非水溶性セリウム化合物の場合と同じものが
使用できる。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の
混入を防ぐために、過酸化水素を用いることが好まし
い。酸化剤の添加量は、３価の水溶性セリウム化合物１
モルに対して１モル以上が必要であり、酸化処理を完結
させることから１モル〜１０モルの範囲が好ましい。処
理温度には特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分解
性の酸化剤を用いる場合には４０℃以下で処理を開始す
ることが好ましく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解さ
せるために８０℃以上に加熱することが好ましい。この
水溶液から、デカンテーション、ろ過、遠心分離などの
通常の方法を用いて酸化セリウム粒子を回収する。この
回収方法としては、効率良く短時間で分離することが可
能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のｐＨが酸側
にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分離機
では固液分離が困難になってしまうので、アンモニアな
どの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加して溶
液のｐＨを８以上にしてから遠心分離を行うことが好ま
しい。また、不純物含有量を低下させるために、沈殿物
を繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿物
を乾燥機などで水分を除去後、４００℃以上で処理する
ことにより、酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特
に制限は無いが、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の
結晶性が増加する傾向を示すので、４００℃以上のでき
るだけ高い温度で処理させることが好ましい。この処理
温度が４００℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒
子の結晶性が低く、これを用いて作製したスラリーの研
磨速度は著しく低くなる。
酸セリウム、硫酸セリウム、塩化セリウムなどの水溶性
セリウム塩が挙げられ、特に制限はない。これらを溶解
させた水溶液中の３価の水溶性セリウム化合物の濃度に
は特に制限は無いが、沈殿物である非水溶性セリウム化
合物生成後の懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％
の範囲が好ましい。これらの水溶液に炭酸水素アンモニ
ウムの水溶液等を添加すると白色沈殿（非水溶性セリウ
ム化合物）を生じる。ここで、炭酸水素アンモニウムの
濃度は、３価の水溶性セリウム化合物１モルに対して
１．５モル以上が必要であり、反応を完結させることか
ら１．５モル〜３０モルの範囲が好ましい。この３価の
水溶性セリウム化合物から得られた沈殿物（非水溶性セ
リウム化合物）の分散液に酸化剤を添加することによっ
て、固体状態のままで酸化処理を施すことにより４価の
酸化セリウム粒子を得る。ここで用いる酸化剤として
は、３価の非水溶性セリウム化合物の場合と同じものが
使用できる。これらの中では、酸化処理に伴う不純物の
混入を防ぐために、過酸化水素を用いることが好まし
い。酸化剤の添加量は、３価の水溶性セリウム化合物１
モルに対して１モル以上が必要であり、酸化処理を完結
させることから１モル〜１０モルの範囲が好ましい。処
理温度には特に制限は無いが、過酸化水素等の自己分解
性の酸化剤を用いる場合には４０℃以下で処理を開始す
ることが好ましく、全量添加後、過剰な酸化剤を分解さ
せるために８０℃以上に加熱することが好ましい。この
水溶液から、デカンテーション、ろ過、遠心分離などの
通常の方法を用いて酸化セリウム粒子を回収する。この
回収方法としては、効率良く短時間で分離することが可
能な遠心分離が好ましい。この際に、溶液のｐＨが酸側
にあると粒子の沈殿が極めて遅く、一般的な遠心分離機
では固液分離が困難になってしまうので、アンモニアな
どの金属イオンを含まないアルカリ性物質を添加して溶
液のｐＨを８以上にしてから遠心分離を行うことが好ま
しい。また、不純物含有量を低下させるために、沈殿物
を繰り返し洗浄することも有効である。回収した沈殿物
を乾燥機などで水分を除去後、４００℃以上で処理する
ことにより、酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特
に制限は無いが、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の
結晶性が増加する傾向を示すので、４００℃以上のでき
るだけ高い温度で処理させることが好ましい。この処理
温度が４００℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒
子の結晶性が低く、これを用いて作製したスラリーの研
磨速度は著しく低くなる。
【００１４】４価のセリウム化合物としては、硫酸セリ
ウム、硫酸アンモニウムセリウム、硝酸アンモニウムセ
リウムなどのセリウム塩が挙げられ、特に制限はない。
これらを溶解させた水溶液中の４価のセリウム化合物の
濃度には特に制限は無いが、沈殿物（酸化セリウム粒
子）生成後の懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％
の範囲が好ましい。これらの水溶液は酸性であるが、水
溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を中性、
アルカリ性にすると白色沈殿（酸化セリウム粒子）を生
じる。ここで、アンモニア水の添加量は、懸濁液のｐＨ
が初めの酸性から中性を示すまで加える必要があり、中
性を経てアルカリ性を示すまで若干過剰に添加すること
が好ましい。この水溶液から、デカンテーション、ろ
過、遠心分離などの通常の方法を用いて酸化セリウム粒
子を回収する。この回収方法としては、効率良く短時間
で分離することが可能な遠心分離が好ましい。また、不
純物の含有量を低下させるために、沈殿物を繰り返し洗
浄することも有効である。回収した沈殿物を乾燥機など
で水分を除去後、４００℃以上で処理することにより、
酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特に制限は無い
が、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の結晶性が増加
する傾向を示すので、４００℃以上のできるだけ高い温
度で処理させることが好ましい。この処理温度が４００
℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒子の結晶性が
低く、これを用いて作製したスラリーの研磨速度は著し
く低くなる。これらの方法により製造された酸化セリウ
ム粒子は、比表面積が１００ｍ2／ｇ以下を、静置法に
より測定した見掛け密度が１．２ｇ／ｍｌ以上を、タッ
プ法により測定した見掛け密度は１．５ｇ／ｍｌ以上
を、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が１．０
°以下を、透過型電子顕微鏡による観察でその１次粒子
径が５０ｎｍ以下を、走査型電子顕微鏡による観察でそ
の２次粒子径が１μｍ以下で１２０゜より小さい角部を
含まない輪郭を、それぞれ示した。
ウム、硫酸アンモニウムセリウム、硝酸アンモニウムセ
リウムなどのセリウム塩が挙げられ、特に制限はない。
これらを溶解させた水溶液中の４価のセリウム化合物の
濃度には特に制限は無いが、沈殿物（酸化セリウム粒
子）生成後の懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％
の範囲が好ましい。これらの水溶液は酸性であるが、水
溶液にアンモニア水を添加する等により水溶液を中性、
アルカリ性にすると白色沈殿（酸化セリウム粒子）を生
じる。ここで、アンモニア水の添加量は、懸濁液のｐＨ
が初めの酸性から中性を示すまで加える必要があり、中
性を経てアルカリ性を示すまで若干過剰に添加すること
が好ましい。この水溶液から、デカンテーション、ろ
過、遠心分離などの通常の方法を用いて酸化セリウム粒
子を回収する。この回収方法としては、効率良く短時間
で分離することが可能な遠心分離が好ましい。また、不
純物の含有量を低下させるために、沈殿物を繰り返し洗
浄することも有効である。回収した沈殿物を乾燥機など
で水分を除去後、４００℃以上で処理することにより、
酸化セリウム粒子を得る。処理温度には特に制限は無い
が、処理温度に伴って酸化セリウム粒子の結晶性が増加
する傾向を示すので、４００℃以上のできるだけ高い温
度で処理させることが好ましい。この処理温度が４００
℃よりも低いと、得られた酸化セリウム粒子の結晶性が
低く、これを用いて作製したスラリーの研磨速度は著し
く低くなる。これらの方法により製造された酸化セリウ
ム粒子は、比表面積が１００ｍ2／ｇ以下を、静置法に
より測定した見掛け密度が１．２ｇ／ｍｌ以上を、タッ
プ法により測定した見掛け密度は１．５ｇ／ｍｌ以上
を、粉末Ｘ線回折パターンの主ピークの半値幅が１．０
°以下を、透過型電子顕微鏡による観察でその１次粒子
径が５０ｎｍ以下を、走査型電子顕微鏡による観察でそ
の２次粒子径が１μｍ以下で１２０゜より小さい角部を
含まない輪郭を、それぞれ示した。
【００１５】本発明における酸化セリウムスラリーは、
上記の３つの方法により製造された酸化セリウム粒子、
分散剤、及び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は制限
は無いが、懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％の
範囲が好ましい。また、分散剤としては、金属イオン類
を含まないものとして、アクリル酸重合体及びそのアン
モニウム塩、メタクリル酸重合体及びそのアンモニウム
塩、ポリビニルアルコール等の水溶性有機高分子類、ラ
ウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンラウリル
エーテル硫酸アンモニウム等の水溶性陰イオン性界面活
性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリエチ
レングリコールモノステアレート等の水溶性非イオン性
界面活性剤、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン等の水溶性アミン類などが挙げられる。これらの分散
剤の添加量は、スラリー中の粒子の分散性及び沈降防止
性などから酸化セリウム粒子１００重量部に対して０．
０１重量部から１０重量部の範囲が好ましく、その分散
効果を高めるためには分散処理時に分散機の中に粒子と
同時に入れることが好ましい。これらの酸化セリウム粒
子を水中に分散させる方法としては、通常の撹拌機によ
る分散処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボ
ールミルなどを用いることができる。特に酸化セリウム
粒子を１μｍ以下の微粒子として分散させるためには、
ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、媒体撹
拌式ミルなどの湿式分散機を用いることが好ましい。ま
た、スラリーのアルカリ性を高めたい場合には、分散処
理時又は処理後にアンモニア水などの金属イオンを含ま
ないアルカリ性物質を添加することができる。逆に、ス
ラリーを酸性にしたい場合には、分散処理時又は処理後
に硝酸などのハロゲンイオンを含まない酸性物質を添加
することができる。
上記の３つの方法により製造された酸化セリウム粒子、
分散剤、及び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は制限
は無いが、懸濁液の取り扱い易さから１〜３０重量％の
範囲が好ましい。また、分散剤としては、金属イオン類
を含まないものとして、アクリル酸重合体及びそのアン
モニウム塩、メタクリル酸重合体及びそのアンモニウム
塩、ポリビニルアルコール等の水溶性有機高分子類、ラ
ウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンラウリル
エーテル硫酸アンモニウム等の水溶性陰イオン性界面活
性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリエチ
レングリコールモノステアレート等の水溶性非イオン性
界面活性剤、モノエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン等の水溶性アミン類などが挙げられる。これらの分散
剤の添加量は、スラリー中の粒子の分散性及び沈降防止
性などから酸化セリウム粒子１００重量部に対して０．
０１重量部から１０重量部の範囲が好ましく、その分散
効果を高めるためには分散処理時に分散機の中に粒子と
同時に入れることが好ましい。これらの酸化セリウム粒
子を水中に分散させる方法としては、通常の撹拌機によ
る分散処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ボ
ールミルなどを用いることができる。特に酸化セリウム
粒子を１μｍ以下の微粒子として分散させるためには、
ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、媒体撹
拌式ミルなどの湿式分散機を用いることが好ましい。ま
た、スラリーのアルカリ性を高めたい場合には、分散処
理時又は処理後にアンモニア水などの金属イオンを含ま
ないアルカリ性物質を添加することができる。逆に、ス
ラリーを酸性にしたい場合には、分散処理時又は処理後
に硝酸などのハロゲンイオンを含まない酸性物質を添加
することができる。
【００１６】本発明の半導体チップの製造で使用される
絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法等の
蒸着法により形成されている。プラズマＣＶＤ法は、Ｔ
ＥＯＳ等の珪素化合物をプラズマ等で蒸発させ、これを
基板上に堆積させることによってＳｉＯ２膜を形成させ
る方法で、比較的低温で緻密な膜が得られる。また、よ
り平坦なＳｉＯ２膜を得るためには、上記プラズマＣＶ
Ｄ法を改良したＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＨＤＰ−ＣＶＤ法な
どが使用でき、特に制限は無い。
絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法及びＥＣＲ−ＣＶＤ法等の
蒸着法により形成されている。プラズマＣＶＤ法は、Ｔ
ＥＯＳ等の珪素化合物をプラズマ等で蒸発させ、これを
基板上に堆積させることによってＳｉＯ２膜を形成させ
る方法で、比較的低温で緻密な膜が得られる。また、よ
り平坦なＳｉＯ２膜を得るためには、上記プラズマＣＶ
Ｄ法を改良したＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＨＤＰ−ＣＶＤ法な
どが使用でき、特に制限は無い。
【００１７】以上の方法により、所定の半導体基板、す
なわち回路素子と配線パターンが形成された段階の半導
体基板、回路素子が形成された段階の半導体基板等の半
導体基板、例えば予めＩＣ回路を形成させてその上にア
ルミニウム配線をパターニング済みの半導体基板上に絶
縁膜層が形成される。ここで、半導体基板としては、Ｓ
ｉウエハー、ＧａＡｓウエハーなどが挙げられるが、特
に制限は無い。
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、例えば予めＩＣ回路を形成させてその上にア
ルミニウム配線をパターニング済みの半導体基板上に絶
縁膜層が形成される。ここで、半導体基板としては、Ｓ
ｉウエハー、ＧａＡｓウエハーなどが挙げられるが、特
に制限は無い。
【００１８】所定の半導体基板、すなわち回路素子と配
線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素子が
形成された段階の半導体基板等の半導体基板上に形成さ
れた絶縁膜層を上記酸化セリウムスラリーで研磨するこ
とによって、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、一般的な不職布、発泡ポリウレタ
ン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限は無
い。また、研磨布にはスラリーが留まる様な溝加工を施
すことが好ましい。研磨条件には制限は無いが、定盤の
回転速度は半導体基板が飛び出さない様に１００ｒｐｍ
以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力は研
磨後に傷が発生しない様に１Ｋｇ／ｃｍ2以下が好まし
い。研磨している間、研磨布にはスラリーをポンプ等で
連続的に供給する。この時の供給量には制限は無いが、
研磨布の表面が常にスラリーで覆われていることが好ま
しく、単位面積当りの供給量が例えば１８インチ定盤に
対して２５ｍｌ／ｍｉｎ以上の割合が特に好ましい。こ
の供給量が２５ｍｌ／ｍｉｎより少ないと、十分な研磨
速度が得られず、また、スラリーの拡散が不十分なため
に均一な研磨が得られない。
線パターンが形成された段階の半導体基板、回路素子が
形成された段階の半導体基板等の半導体基板上に形成さ
れた絶縁膜層を上記酸化セリウムスラリーで研磨するこ
とによって、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、一般的な不職布、発泡ポリウレタ
ン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限は無
い。また、研磨布にはスラリーが留まる様な溝加工を施
すことが好ましい。研磨条件には制限は無いが、定盤の
回転速度は半導体基板が飛び出さない様に１００ｒｐｍ
以下の低回転が好ましく、半導体基板にかける圧力は研
磨後に傷が発生しない様に１Ｋｇ／ｃｍ2以下が好まし
い。研磨している間、研磨布にはスラリーをポンプ等で
連続的に供給する。この時の供給量には制限は無いが、
研磨布の表面が常にスラリーで覆われていることが好ま
しく、単位面積当りの供給量が例えば１８インチ定盤に
対して２５ｍｌ／ｍｉｎ以上の割合が特に好ましい。こ
の供給量が２５ｍｌ／ｍｉｎより少ないと、十分な研磨
速度が得られず、また、スラリーの拡散が不十分なため
に均一な研磨が得られない。
【００１９】研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く
洗浄後、表面に付着した酸化セリウム粒子を除去するた
めに、過酸化水素並びに硝酸、硫酸、炭酸アンモニウ
ム、カルバミン酸アンモニウム及び炭酸水素アンモニウ
ムから選ばれる少なくとも一種を含む液の少なくとも一
種の液中に浸漬してから再度水洗し、乾燥する。ここ
で、浸漬時間には特に制限は無いが、酸化セリウム粒子
の溶解によって生じる気泡が発生しなくなる時点で処理
の終了を判断することができる。また、浸漬温度には特
に制限は無いが、過酸化水素水などの自己分解性を示す
ものを用いる場合には、４０℃以下で処理することが好
ましい。水洗後は、スピンドライヤ等を用いて半導体基
板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させること
が好ましい。
洗浄後、表面に付着した酸化セリウム粒子を除去するた
めに、過酸化水素並びに硝酸、硫酸、炭酸アンモニウ
ム、カルバミン酸アンモニウム及び炭酸水素アンモニウ
ムから選ばれる少なくとも一種を含む液の少なくとも一
種の液中に浸漬してから再度水洗し、乾燥する。ここ
で、浸漬時間には特に制限は無いが、酸化セリウム粒子
の溶解によって生じる気泡が発生しなくなる時点で処理
の終了を判断することができる。また、浸漬温度には特
に制限は無いが、過酸化水素水などの自己分解性を示す
ものを用いる場合には、４０℃以下で処理することが好
ましい。水洗後は、スピンドライヤ等を用いて半導体基
板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させること
が好ましい。
【００２０】この様にして平坦化された絶縁膜層の上
に、第２層目のアルミニウム配線を形成し、その配線間
及び配線上に再度上記方法により絶縁膜を形成後、上記
酸化セリウムスラリーを用いて研磨することによって、
絶縁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。
に、第２層目のアルミニウム配線を形成し、その配線間
及び配線上に再度上記方法により絶縁膜を形成後、上記
酸化セリウムスラリーを用いて研磨することによって、
絶縁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。
【００２１】
実施例 （酸化セリウム粒子の作製）炭酸セリウム５０ｇを脱イ
オン水４５０ｇ中に添加後、遊星ボールミルを用いて２
８００ｒｐｍで１５分間分散処理を施すことによって、
白色の炭酸セリウムスラリーを得た。このスラリーに撹
拌をしながら過酸化水素水（約３５％）２９．２ｇを滴
下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進めてか
ら、ウォーターバスを用いて９０℃まで昇温させた。９
０℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、１２０℃の乾燥機で２４時間乾燥させ、
さらにマッフル炉を用いて６００℃で１時間加熱させる
ことにより白色粉末３０ｇを得た。この白色粉末のＸ線
回折パターンを測定した結果、酸化セリウムであること
が同定された。また、窒素吸着法により測定した比表面
積は４９ｍ2／ｇを示し、静置法により測定した見掛け
密度は１．８ｇ／ｍｌを示し、タップ法により測定した
見掛け密度は２．０１ｇ／ｍｌを示し、粉末Ｘ線回折パ
ターンの主ピークの半値幅は０．７５°を示し、透過型
電子顕微鏡による観察から測定した１次粒子径は約２０
ｎｍを示し、走査型電子顕微鏡による観察から測定した
２次粒子径は０．２〜０．３μｍを示し、その輪郭には
１２０°以下の角部は無く、滑らかな曲線を示すことが
認められた。
オン水４５０ｇ中に添加後、遊星ボールミルを用いて２
８００ｒｐｍで１５分間分散処理を施すことによって、
白色の炭酸セリウムスラリーを得た。このスラリーに撹
拌をしながら過酸化水素水（約３５％）２９．２ｇを滴
下し、さらに撹拌を続けながら１時間反応を進めてか
ら、ウォーターバスを用いて９０℃まで昇温させた。９
０℃で１時間撹拌後、室温まで冷却し、遠心分離機によ
る固液分離後、１２０℃の乾燥機で２４時間乾燥させ、
さらにマッフル炉を用いて６００℃で１時間加熱させる
ことにより白色粉末３０ｇを得た。この白色粉末のＸ線
回折パターンを測定した結果、酸化セリウムであること
が同定された。また、窒素吸着法により測定した比表面
積は４９ｍ2／ｇを示し、静置法により測定した見掛け
密度は１．８ｇ／ｍｌを示し、タップ法により測定した
見掛け密度は２．０１ｇ／ｍｌを示し、粉末Ｘ線回折パ
ターンの主ピークの半値幅は０．７５°を示し、透過型
電子顕微鏡による観察から測定した１次粒子径は約２０
ｎｍを示し、走査型電子顕微鏡による観察から測定した
２次粒子径は０．２〜０．３μｍを示し、その輪郭には
１２０°以下の角部は無く、滑らかな曲線を示すことが
認められた。
【００２２】（酸化セリウムスラリーの作製）上記酸化
セリウム粉末２．５ｇを脱イオン水１００ｇ中に分散し
て、これにポリアクリル酸アンモニウム塩１ｇを添加
後、遊星ボールミル（Ｐー５型、フリッチェ製）を用い
て２８００ｒｐｍで３０分間分散処理を施すことによっ
て、乳白色の酸化セリウムスラリーを得た。コールター
カウンタ（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリー
の粒度分布を測定した結果、平均粒子径が１４９ｎｍと
小さく、その分布は単分散で比較的分布も狭いことが分
かった。
セリウム粉末２．５ｇを脱イオン水１００ｇ中に分散し
て、これにポリアクリル酸アンモニウム塩１ｇを添加
後、遊星ボールミル（Ｐー５型、フリッチェ製）を用い
て２８００ｒｐｍで３０分間分散処理を施すことによっ
て、乳白色の酸化セリウムスラリーを得た。コールター
カウンタ（Ｎ−４型、日科機製）を用いてこのスラリー
の粒度分布を測定した結果、平均粒子径が１４９ｎｍと
小さく、その分布は単分散で比較的分布も狭いことが分
かった。
【００２３】（絶縁層の形成）予めＩＣ回路を形成させ
てその上にアルミニウム配線をパターニング済みの４イ
ンチＳｉウエハーを真空蒸着装置にセットし、ＴＥＯＳ
を材料としたプラズマＣＶＤ法により絶縁層を形成させ
た。
てその上にアルミニウム配線をパターニング済みの４イ
ンチＳｉウエハーを真空蒸着装置にセットし、ＴＥＯＳ
を材料としたプラズマＣＶＤ法により絶縁層を形成させ
た。
【００２４】（半導体の研磨）保持する基板取り付け用
の吸着パッドを貼り付けたホルダーに上記絶縁層を形成
させたＳｉウエハーをセットし、多孔質フッ素樹脂製の
研磨パッドを貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等
を取り付けてある）定盤上にＳｉウエハー面を下にして
ホルダーを載せ、さらにその上に５ｋｇの重しを載せ
た。定盤上に上記酸化セリウムスラリーを滴下しなが
ら、上盤を５０ｒｐｍで４分間回転させ、絶縁膜を研磨
した。研磨後、Ｓｉウエハーをホルダーから外して、流
水中で良く洗浄後、過酸化水素と硝酸を１：１に混合し
た液を入れたビーカの中に浸し、このビーカを超音波洗
浄機中にセットして１０分間洗浄した。酸化セリウムの
溶解に伴う発泡が収まったことを確認後、ビーカ中から
Ｓｉウエハーを取りだし、スピンドライヤで水滴を除去
後、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。自動エリ
プソメータを用いて研磨前後の膜厚変化を測定した結
果、この研磨により約４０００Åの絶縁層が削られ、Ｓ
ｉウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっているこ
とが分った。また、Ｓｉウエハーをカットし、その断面
をＳＥＭで観察した結果、幅０．１μｍで深さ１．０μ
ｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分
な埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り
返して６層配線を形成させたが、その断面のＳＥＭ観察
から、各層においてＳｉ基板全面に渡りその表面の段差
がほとんど認められず、配線パターンも精度良く切れて
いることが分った。
の吸着パッドを貼り付けたホルダーに上記絶縁層を形成
させたＳｉウエハーをセットし、多孔質フッ素樹脂製の
研磨パッドを貼り付けた（回転数が変更可能なモータ等
を取り付けてある）定盤上にＳｉウエハー面を下にして
ホルダーを載せ、さらにその上に５ｋｇの重しを載せ
た。定盤上に上記酸化セリウムスラリーを滴下しなが
ら、上盤を５０ｒｐｍで４分間回転させ、絶縁膜を研磨
した。研磨後、Ｓｉウエハーをホルダーから外して、流
水中で良く洗浄後、過酸化水素と硝酸を１：１に混合し
た液を入れたビーカの中に浸し、このビーカを超音波洗
浄機中にセットして１０分間洗浄した。酸化セリウムの
溶解に伴う発泡が収まったことを確認後、ビーカ中から
Ｓｉウエハーを取りだし、スピンドライヤで水滴を除去
後、１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。自動エリ
プソメータを用いて研磨前後の膜厚変化を測定した結
果、この研磨により約４０００Åの絶縁層が削られ、Ｓ
ｉウエハー全面に渡ってほぼ均一の厚みになっているこ
とが分った。また、Ｓｉウエハーをカットし、その断面
をＳＥＭで観察した結果、幅０．１μｍで深さ１．０μ
ｍの配線間の溝部分にも空洞等の欠陥が見られず、十分
な埋め込み性を示すことが分った。この工程を６回繰り
返して６層配線を形成させたが、その断面のＳＥＭ観察
から、各層においてＳｉ基板全面に渡りその表面の段差
がほとんど認められず、配線パターンも精度良く切れて
いることが分った。
【００２５】比較例 実施例と同様にして絶縁層を形成し、酸化セリウムスラ
リーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みたが、
３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるために
上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化はでき
ないことが分った。また、上記絶縁層の研磨をアンモニ
ア水溶媒系のシリカスラリー（ＳＳ−２２５，Ｃａｂｏ
ｔ社製商品名）を用いて試みたが、５０ｒｐｍで１０分
間研磨しても約４００Åしか削れず、Ｓｉウエハー全面
に渡って平坦にするには極めて効率が悪いことが分っ
た。
リーを用いた研磨をせずに多層配線の形成を試みたが、
３層以上になると表面の段差が極めて大きくなるために
上下層間の絶縁性が破壊され、これ以上の多層化はでき
ないことが分った。また、上記絶縁層の研磨をアンモニ
ア水溶媒系のシリカスラリー（ＳＳ−２２５，Ｃａｂｏ
ｔ社製商品名）を用いて試みたが、５０ｒｐｍで１０分
間研磨しても約４００Åしか削れず、Ｓｉウエハー全面
に渡って平坦にするには極めて効率が悪いことが分っ
た。
【００２６】
【発明の効果】本発明の研磨剤により、基板の絶縁膜を
高速で研磨することが可能となる。本発明の基板の製造
法により、各層において基板全面に渡りその表面の段差
がほとんど生じなくなるので、配線の微細化にも十分に
対応でき、高密度・高集積化による多層配線化が実現で
きる。
高速で研磨することが可能となる。本発明の基板の製造
法により、各層において基板全面に渡りその表面の段差
がほとんど生じなくなるので、配線の微細化にも十分に
対応でき、高密度・高集積化による多層配線化が実現で
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/768 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｐ (72)発明者 丹野 清仁 茨城県日立市東町４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 本間 喜夫 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 酸化セリウム粒子を水中に分散させたス
ラリーを含む、所定の基板上に設けられた絶縁膜層を研
磨する酸化セリウム研磨剤。 - 【請求項２】 酸化セリウム粒子が、水中に分散させた
３価の非水溶性セリウム化合物を酸化剤により酸化させ
た後、４００℃以上で処理することによって得られる酸
化セリウム粒子である請求項１記載の酸化セリウム研磨
剤。 - 【請求項３】 酸化セリウム粒子が、３価の水溶性セリ
ウム化合物の水溶液から得られる非水溶性セリウム化合
物を酸化剤により酸化させた後、４００℃以上で処理す
ることによって得られる酸化セリウム粒子である請求項
１記載の酸化セリウム研磨剤。 - 【請求項４】 酸化剤が過酸化水素である請求項２又は
３記載の酸化セリウム研磨剤。 - 【請求項５】 酸化セリウム粒子が、４価のセリウム化
合物の水溶液を中性又はアルカリ性にして得られる非水
溶性セリウム化合物を４００℃以上で処理することによ
って得られる酸化セリウム粒子である請求項１記載の酸
化セリウム研磨剤。 - 【請求項６】 スラリーが、水溶性有機高分子、水溶性
陰イオン性界面活性剤、水溶性非イオン性界面活性剤及
び水溶性アミンから選ばれる少なくとも一種の分散剤を
含む請求項１〜５各項記載の酸化セリウム研磨剤。 - 【請求項７】 分散剤の添加量が酸化セリウム粒子１０
０重量部に対して０．０１重量部から１０重量部の範囲
である請求項６記載の酸化セリウム研磨剤。 - 【請求項８】 所定の基板に絶縁膜層を形成し、前記絶
縁膜層を請求項１〜７各項記載の酸化セリウム研磨剤で
研磨する工程を含むことを特徴とする基板の製造法。 - 【請求項９】 絶縁膜層を研磨後に、基板を過酸化水素
並びに硝酸、硫酸、炭酸アンモニウム、カルバミン酸ア
ンモニウム及び炭酸水素アンモニウムから選ばれる少な
くとも一種を含む液の少なくとも一種で洗浄する工程を
含むことを特徴とする請求項８記載の基板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077814A JPH09270402A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077814A JPH09270402A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09270402A true JPH09270402A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13644503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8077814A Pending JPH09270402A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 酸化セリウム研磨剤及び基板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09270402A (ja) |
Cited By (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079577A1 (en) * | 1999-06-18 | 2000-12-28 | 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 |
| US6786945B2 (en) | 2001-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing compound and method for polishing substrate |
| EP1616927A1 (en) | 2004-07-15 | 2006-01-18 | JSR Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| JP2007111856A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007123921A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007123922A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨方法 |
| JP2007129247A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007129249A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007129248A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| 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 |
| US7252782B2 (en) | 2004-01-23 | 2007-08-07 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| US7311855B2 (en) | 2002-08-09 | 2007-12-25 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing slurry for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate |
| JP2008088325A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化セリウム系研摩材 |
| JP2010030041A (ja) * | 2009-11-04 | 2010-02-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法 |
| US7708788B2 (en) | 1996-09-30 | 2010-05-04 | Hitachi Chemical Co, Ltd. | Cerium oxide abrasive and method of polishing substrates |
| JP2015120844A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 旭硝子株式会社 | 研磨剤の製造方法、研磨方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
| US9881802B2 (en) | 2010-11-22 | 2018-01-30 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US9932497B2 (en) | 2012-05-22 | 2018-04-03 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| US9982177B2 (en) | 2010-03-12 | 2018-05-29 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Slurry, polishing fluid set, polishing fluid, and substrate polishing method using same |
| US9988573B2 (en) | 2010-11-22 | 2018-06-05 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US10196542B2 (en) | 2012-02-21 | 2019-02-05 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Abrasive, abrasive set, and method for abrading substrate |
| US10549399B2 (en) | 2012-05-22 | 2020-02-04 | Hitachi Chemcial Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| US10557059B2 (en) | 2012-05-22 | 2020-02-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| US10557058B2 (en) | 2012-02-21 | 2020-02-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Polishing agent, polishing agent set, and substrate polishing method |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8077814A patent/JPH09270402A/ja active Pending
Cited By (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7708788B2 (en) | 1996-09-30 | 2010-05-04 | Hitachi Chemical Co, Ltd. | Cerium oxide abrasive and method of polishing substrates |
| US7867303B2 (en) | 1996-09-30 | 2011-01-11 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Cerium oxide abrasive and method of polishing substrates |
| JP2007123922A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨方法 |
| JP2007129248A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007118180A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤、スラリー及び研磨方法 |
| JP2007123921A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| US8162725B2 (en) | 1997-12-18 | 2012-04-24 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasive, method of polishing target member and process for producing semiconductor device |
| JP2007129247A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| JP2007129249A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-24 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| US8616936B2 (en) | 1997-12-18 | 2013-12-31 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasive, method of polishing target member and process for producing semiconductor device |
| US8137159B2 (en) | 1997-12-18 | 2012-03-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasive, method of polishing target member and process for producing semiconductor device |
| US7963825B2 (en) | 1997-12-18 | 2011-06-21 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasive, method of polishing target member and process for producing semiconductor device |
| JP2007111856A (ja) * | 1997-12-18 | 2007-05-10 | Hitachi Chem Co Ltd | 研磨剤及びスラリー |
| US7871308B2 (en) | 1997-12-18 | 2011-01-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasive, method of polishing target member and process for producing semiconductor device |
| WO2000079577A1 (en) * | 1999-06-18 | 2000-12-28 | 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 |
| JP4729834B2 (ja) * | 1999-06-18 | 2011-07-20 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ研磨剤、これを用いた基板の研磨方法及び半導体装置の製造方法並びにｃｍｐ研磨剤用添加剤 |
| US8002860B2 (en) | 1999-06-18 | 2011-08-23 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | CMP abrasive, method for polishing substrate and method for manufacturing semiconductor device using the same, and additive for CMP abrasive |
| KR100796070B1 (ko) * | 1999-06-18 | 2008-01-21 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | Ｃｍｐ연마제, 이것을 사용한 기판의 연마방법과반도체장치의 제조방법 및 ｃｍｐ연마제용 첨가제 |
| US6786945B2 (en) | 2001-02-20 | 2004-09-07 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing compound and method for polishing substrate |
| EP2418258A1 (en) | 2001-02-20 | 2012-02-15 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Polishing slurry and method of polishing substrate |
| US8231735B2 (en) | 2002-08-09 | 2012-07-31 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing slurry for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate |
| US7311855B2 (en) | 2002-08-09 | 2007-12-25 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing slurry for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate |
| US7252782B2 (en) | 2004-01-23 | 2007-08-07 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| US7550020B2 (en) | 2004-07-15 | 2009-06-23 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| EP1616927A1 (en) | 2004-07-15 | 2006-01-18 | JSR Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| 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 |
| US8157877B2 (en) | 2005-12-16 | 2012-04-17 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion |
| JP5182483B2 (ja) * | 2005-12-16 | 2013-04-17 | Ｊｓｒ株式会社 | 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 |
| JP2008088325A (ja) * | 2006-10-03 | 2008-04-17 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 酸化セリウム系研摩材 |
| JP2010030041A (ja) * | 2009-11-04 | 2010-02-12 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化セリウム研磨剤および基板の研磨法 |
| US10703947B2 (en) | 2010-03-12 | 2020-07-07 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing fluid set, polishing fluid, and substrate polishing method using same |
| US9982177B2 (en) | 2010-03-12 | 2018-05-29 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Slurry, polishing fluid set, polishing fluid, and substrate polishing method using same |
| US10825687B2 (en) | 2010-11-22 | 2020-11-03 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US9881802B2 (en) | 2010-11-22 | 2018-01-30 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US9881801B2 (en) | 2010-11-22 | 2018-01-30 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US9988573B2 (en) | 2010-11-22 | 2018-06-05 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing liquid set, polishing liquid, method for polishing substrate, and substrate |
| US10196542B2 (en) | 2012-02-21 | 2019-02-05 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Abrasive, abrasive set, and method for abrading substrate |
| US10557058B2 (en) | 2012-02-21 | 2020-02-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Polishing agent, polishing agent set, and substrate polishing method |
| US10557059B2 (en) | 2012-05-22 | 2020-02-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| US10549399B2 (en) | 2012-05-22 | 2020-02-04 | Hitachi Chemcial Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| US9932497B2 (en) | 2012-05-22 | 2018-04-03 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate |
| JP2015120844A (ja) * | 2013-12-24 | 2015-07-02 | 旭硝子株式会社 | 研磨剤の製造方法、研磨方法および半導体集積回路装置の製造方法 |
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