[发明专利]研磨剂、基片的研磨法和半导体装置的制造方法

说明书

(本申请是2000年6月16日进入中国的国际申请PCT/JP98/05736的分案申请，原案的申请日为1998年12月18日，申请号为98812295.2，发明名称为本申请相同)

技术领域

本发明涉及研磨剂、基片的研磨法和半导体装置的制造方法。

背景技术

以前，在半导体装置的制造工序中，作为对通过等离子体-CVD(化学淀积)、低压-CVD等方法形成的SiO₂绝缘膜等的无机绝缘膜平坦化处理的化学机械研磨剂，一般考虑胶体二氧化硅系的研磨剂。胶体二氧化硅系研磨剂采用使四氯化硅酸热分解等方法，使二氧化硅粒子生长，用不含碱金属的氨等的碱溶液进行PH值调整来制造。但是，这样的研磨剂在实用化方面存在着无机绝缘膜的研磨速度不够的问题。

另一方面，作为光掩模用的玻璃表面研磨剂，使用氧化铈研磨剂。氧化铈研磨剂粒子与二氧化硅粒子或氧化铝粒子相比硬度低，因此不易损伤研磨表面，对于镜面抛光研磨是有用的。此外氧化铈，众所周知，化学性质活泼。灵活应用这一优点，把它应用于绝缘膜用化学机械研磨剂是有用的。但是，若把光掩模用玻璃表面研磨用氧化铈研磨剂原封不动地应用于无机绝缘膜研磨中，则一次粒子直径变大，因此，会给绝缘膜表面带来肉眼可以看见的研磨损伤。

发明的公开

本发明提供可以进行高速研磨且不会伤及SiO等的被研磨面的研磨剂、基片的研磨法和半导体装置的制造方法。

根据本发明，可提供含有把具有由2个以上的晶粒构成的晶界的氧化铈粒子分散到介质中去的浆液的研磨剂。

具有晶界的氧化铈粒子直径的中值，优选为60～1500nm、更为优选为300～1000nm。晶粒直径的中值优选为5～250nm，更为优选为5～150nm。使用具有晶界的氧化铈粒子直径的中值为300～1000nm，晶粒直径的中值为10～50nm的粒子是理想的。具有晶界的氧化铈粒子的最大直径优选为在3000nm以下，晶粒的最大直径优选为在600nm以下。晶粒直径在10～600nm的晶粒是理想的。

此外，根据本发明，可以提供含有把具有气孔的磨粒分散到介质中去的浆液的研磨剂。作为磨粒使用氧化铈粒子是理想的。

气孔，优选为根据用比重计测定的密度与用X射线Rietvelt分析求得的理论密度之比求得的孔隙率为10～30％。此外，用B.J.H.(Barret，Joyner，Halende)法测定的细孔容积为0.02～0.05cm³/g的气孔是理想的。

再有，根据本发明，还可以提供含有把体积密度为6.5g/cm³以下的氧化铈粒子分散到介质中去的浆液的研磨剂。体积密度优选为5.0g/cm³以上5.9g/cm³以下。

作为介质，优选使用水，在浆液中含有分散剂的时候，作为分散剂优选为从水溶性有机高分子、水溶性阴离子表面活性剂、水溶性非离子性表面活性剂和水溶性胺中选出的至少一种，可优选采用聚丙烯酸铵盐。

此外，根据本发明，可以提供一种研磨剂，其特征在于：含有具有由2个以上的晶粒构成的晶界的氧化铈粒子，粒径1微米以上的氧化铈粒子占氧化铈粒子总量的0.1重量％以上，具有上述晶界的氧化铈粒子，在研磨时边崩溃边研磨预定的基片。

再有，倘采用本发明，则可以提供一种研磨剂，其特征在于：含有具有由2个以上的晶粒构成的晶界的氧化铈粒子，具有上述晶界的氧化铈粒子，在研磨时边生成与介质尚未接触的新表面边研磨预定的基片。

此外，根据本发明，可以提供含有具有由2个以上的晶粒构成的晶界的氧化铈粒子的研磨剂，

(1)该研磨剂的特征在于：在对预定的基片进行研磨后，用离心沉淀法进行测定的、研磨后的粒径为0.5微米以上的氧化铈粒子的含量，与同样用离心沉淀法测定的研磨前的粒径0.5微米以上的氧化铈粒子的含量的比率，为0.8以下。

(2)该研磨剂的特征在于：在对预定的基片进行研磨后，用激光衍射法测定的、研磨后的D99体积％的氧化铈粒子直径，与同样用激光衍射法测定的研磨前的D99％的氧化铈粒子直径的比率，为0.4以上0.9以下。

(3)该研磨剂的特征在于：在对预定的基片进行研磨后，用激光衍射法测定的、研磨后的D90体积％的氧化铈粒子直径，与同样用激光衍射法测定的研磨前的D90％的氧化铈粒子直径的比率，为0.7以上0.95以下。