DE60034730T2

DE60034730T2 - Suspension zum Polieren und Polierverfahren

Info

Publication number: DE60034730T2
Application number: DE60034730T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Tokuyama-shi Kato; Naoto Tokuyama-shi Mochizuki; Hiroyuki Shiki-shi Kono
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: KR20010014524A; US6340374B1; TW460963B; KR100574259B1; EP1041129B1; DE60034730D1; EP1041129A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung und ein Polierverfahren unter Verwendung desselben bzw. derselben. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung einen neuen Polierschlamm bzw. eine neue Polieraufschlämmung zur Verfügung, der bzw. die für chemisches und mechanisches Polieren eines isolierenden Zwischenschichtfilms (SiO₂) und eines Metallfilms, der auf einem Siliciumwafer gebildet wird, verwendet wird, sowie ein Polierverfahren unter Verwendung desselben.
Hintergrund der Erfindung
Da Halbleiterbauelemente in hohem Maße integriert sind, entwickeln sich Leitungstechniken bzw. Verdrahtungstechniken immer weiter in Richtung Feinheit und Mehrschichtigkeit. Die Weiterentwicklung in Richtung Feinheit und Mehrschichtigkeit hinsichtlich der Leitung vergrößert und versteilert den Unterschied in einem Level zwischen Schichten, so dass die Verarbeitungsgenauigkeit und die Verlässlichkeit der darauf gebildeten Leitungen dazu neigt, erniedrigt zu sein.
Chemischem und mechanischem Polieren (nachfolgend als CMP abgekürzt) wird für die Lösung der oben beschriebenen Probleme Aufmerksamkeit geschenkt. Ein CMP-Verfahren ist ein Mittel zum Polieren eines isolierenden Zwischenschichtfilms, wie zum Beispiel eines Siliciumdioxidfilms und eines Metallfilms aus Aluminium, Wolfram oder dergleichen, der eine Leitungsschicht erzeugt, um diese dadurch in einem Herstellungsverfahren von Halbleiterbauelementen in eine Ebene zu bringen. Eine höhere Poliergeschwindigkeit, eine geringere Verunreinigung eines zu polierenden Materials, kleinere Kratzer und eine höhere Selektivität werden von beim CMP verwendeten Polieraufschlämmungen gefordert.
Die voranstehenden Eigenschaften des Polierschlamms hängen im großen Maße von den abschleifenden Kornkomponenten, wie zum Beispiel Siliciumdioxid und Ceroxid, die Hauptausgangsmaterialien sind, ab. Beispielsweise besitzt ein Polierschlamm, der Quarzstaub als abschleifende Körner verwendet und der bislang oft verwendet wurde, nicht notwendigerweise eine zufriedenstellende Poliergeschwindigkeit und es war erwünscht, die Poliergeschwindigkeit weiter zu verbessern. Insbesondere bei einem Verfahren zur Herstellung von Halbleitern steht die Poliergeschwindigkeit in Beziehung zur Bauelementeproduktivität und es ist daher sehr wünschenswert, die Poliergeschwindigkeit zu erhöhen.
WO 00/30807 ist ein Dokument im Sinne von Artikel 54(3) EPÜ und beschreibt einen Schlamm bzw. eine Aufschlämmung, der bzw. die gebildet wird durch Mischen einer kolloidalen Siliciumdioxidaufschlämmung mit einer Quarzstaubaufschlämmung. Die kolloidalen Siliciumdioxidteilchen haben eine Teilchengröße von etwa 50 nm.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Polierschlamm mit einer hohen Poliergeschwindigkeit, der für CMP verwendet wird, bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Polierschlamm mit einer hohen Produktivität, der das Polieren eines Bauelements erlaubt, bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehenden Aufgaben der Erfindung können gelöst werden durch einen Polierschlamm, der dadurch charakterisiert ist, dass er Wasser, Quarzstaub und sphärisches Siliciumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm und einem Verhältnis von 0,6 bis 1,0 des Durchmessers eines einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser eines umschriebenen Kreises ausschließlich des Quarzstaubs, umfasst, wobei besagtes sphärisches Siliciumdioxid ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus:

(1) sphärischem Siliziumdioxid, hergestellt durch Schmelzen von feinem Siliziumdioxidpulver in einer Flamme,
(2) sphärischem Siliziumdioxid, hergestellt durch ein Sol-Gel-Verfahren, bei dem ein Alkoxysilan hydrolysiert wird und
(3) sphärischem kolloidalem Siliziumdioxid, hergestellt durch Ostwald-Reifung unter Verwendung von Natriumsilicat als Ausgangsmaterial.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Der in der Erfindung verwendete Quarzstaub soll nicht in besonderer Weise eingeschränkt sein und es können die allgemein bekannten verwendet werden. Im Allgemeinen ist Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße (im Folgenden abgekürzt als Primärteilchengröße) von 7 bis 70 nm (spezifische Oberfläche: 400 bis 40 m²/g) erhältlich und kann für die Erfindung verwendet werden. Im Besonderen zeigt Quarzstaub mit einer Primärteilchengröße von 9 bis 60 nm (spezifische Oberfläche: 300 bis 45 m²/g) einen hervorragenden Poliereffekt und ist daher geeignet. Die oben beschriebene spezifi sche Oberfläche bedeutet eine spezifische Oberfläche, die gemäß der BET-Methode erhalten wurde, und die Primärteilchengröße bedeutet eine Teilchengröße, die gemäß der folgenden Gleichung reduziert ist: d = 6 × 103/(D × S) (Gleichung 1)worin d die Primärteilchengröße (Einheit: nm) ist; D die Dichte (Einheit: g/cm³) der Teilchen ist; und S die BET-spezifische Oberfläche (Einheit: m²/g) ist.
Werden andere anorganische Oxidteilchen, wie zum Beispiel Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid und dergleichen, anstelle des Quarzstaubs verwendet, so verursachen die anderen anorganischen Oxidteilchen und der Quarzstaub, der später beschrieben werden wird, Koagulation und setzen sich ab. Daher besteht die Möglichkeit, dass der Polierschlamm instabil wird und sich Kratzer auf der Oberfläche des zu polierenden Materials bilden (vgl. Vergleichsbeispiel 2, welches später beschrieben werden wird).
Es können als andere Komponente in der Erfindung allgemein bekannte ohne jegliche Einschränkungen verwendet werden, so lange es sich um sphärisches Siliciumdioxid handelt, ausschließlich des Quarzstaubs. Um jedoch die Poliergeschwindigkeit des Polierschlamms zu verbessern, hat der Quarzstaub eine Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm, stärker bevorzugt 90 bis 200 nm.
Die Primärteilchengröße des sphärischen Siliciumdioxids bedeutet eine durchschnittliche, in durch ein Elektronenmikroskop vom Scan-Typ bzw. Scanning-Electron-Mikroskop oder Transmissions-Elektronenmikroskop bzw. Elektronenmikroskop vom Transmissionstyp beobachteten Aufnahmen bestimmte Primärteilchengröße. Des Weiteren macht es die Beobachtung unter Verwendung der Elektronenmikroskopieaufnahmen möglich, die Teilchenform und Teilchengrößenverteilung des sphärischen Siliciumdioxids zu bestimmen.
Das in der Erfindung verwendete sphärische Siliciumdioxid hat eine Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm und ist sphärisch, wobei es die Poliergeschwindigkeit des Quarzstaubs, wenn es in Verbindung mit Quarzstaub verwendet wird, erhöhen kann. Wenn Siliciumdioxidteilchen mit einer geringen Primärteilchengröße wie 10 bis 30 nm wie diejenigen der Siliciumdioxide, die durch eine Präzipitierungsmethode hergestellt werden, verwendet werden, so kann die Poliergeschwindigkeit des Quarzstaubs wie aus Vergleichsbeispiel 1 ersichtlich, welches später erläutert werden soll, nicht erhöht werden. Des Weiteren kann, wenn irreguläre Siliciumdioxidteilchen und gebrochene Siliciumdioxidteilchen verwendet werden, die Poliergeschwindigkeit des Quarzstaubs ebenso nicht erhöht werden und es zeigt sich eine Neigung zur Kratzerbildung auf der Oberfläche des zu polierenden Materials. Demgemäß wird dies nicht bevorzugt.
Das in der Erfindung verwendete Verhältnis des Durchmessers eines einem Teilchen aus sphärischem Siliciumdioxid einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser eines einem Teilchen umschriebenen Kreises beträgt 0,6 bis 1,0, stärker bevorzugt 0,7 bis 1,0 bei Beobachtung durch ein Elektronenmikroskop.
Des Weiteren hat unter dem Gesichtspunkt der Reproduzierbarkeit der Poliergeschwindigkeit das in der Erfindung verwendete sphärische Siliciumdioxid bevorzugt eine scharfe Teilchengrößenverteilung. Die Teilchengrößenverteilung kann zum Beispiel unter Verwendung eines Teilchengrößenverteilungsmessgeräts mit hoher Präzision oder durch Analyse elektronenmikroskopischer Aufnahmen mittels eines Aufnahmenanalysegeräts bestimmt werden. Das in der Erfindung verwendete sphärische Si liciumdioxid hat vorzugsweise einen Variationskoeffizienten von 40% oder weniger, stärker bevorzugt 30% oder weniger und noch stärker bevorzugt 20% oder weniger bezüglich der Primärteilchengröße, die durch die oben beschriebenen Geräte bestimmt wird.
Die Sorte bzw. Art des sphärischen Siliciumdioxids ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt, sofern es sphärisch ist und eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm hat und ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus sphärischem Siliciumdioxid, hergestellt durch Schmelzen von feinem Siliciumdioxidpulver in einer Flamme, sphärischem Siliciumdioxid, hergestellt durch ein so genanntes So-Gel-Verfahren, bei dem Alkoxysilan hydrolysiert wird, und sphärischem kolloidalen Siliciumdioxid, hergestellt durch Ostwald-Reifung unter Verwendung von Natriumsilicat als Ausgangsmaterial.
Bei dem in der Erfindung verwendeten sphärischen Siliciumdioxid wird in einem bestimmten Fall vorzugsweise eine kolloidale Dispersion eher als ein trockenes Pulver verwendet. Das bedeutet, das in der Erfindung verwendete sphärische Siliciumdioxid wird vorzugsweise in flüssiger Phase synthetisiert und ohne Durchlaufen eines Trocknungsschrittes hergestellt. Siliciumdioxidteilchen, die in einer Flüssigphase hergestellt wurden, besitzen die Eigenschaften, dass sie hervorragend in ihrer Dispergierbarkeit sind und viele Silanolgruppen in den Siliciumdioxidteilchen aufweisen, und dass sie weiche Siliciumdioxidteilchen sind und weniger anfällig sind, eine zu polierende Materie zu verkratzen. Des Weiteren scheint der Effekt der Erhöhung der Poliergeschwindigkeit durch die Verwendung von solchen Siliciumdioxidteilchen eher als trockenen Pulvern und kalzinierten Pulvern verstärkt zu werden. Andererseits weisen Siliciumdioxidteilchen, die getrocknet oder kalziniert sind, das Problem auf, dass sie zu starker Koagu lation neigen und weniger anfällig gegenüber einer Redispersion sind, und der vorhergehende Variationskoeffizient der Primärteilchengröße erniedrigt wird.
Beispiele für ein typisches Produktionsverfahren für solches sphärisches Siliciumdioxid umfassen sphärisches Siliciumdioxid, das hergestellt wird durch ein so genanntes Sol-Gel-Verfahren, bei dem Alkoxysilan hydrolisiert wird, sowie sphärisches kolloidales Siliciumdioxid, das durch Ostwald-Reifung unter Verwendung von Natriumsilicat als Ausgangsmaterial hergestellt wird.
Der Polierschlamm bzw. die Polieraufschlämmung der Erfindung hat einen Gehalt an Natriumelement von 100 ppm oder weniger, vorzugsweise 10 ppm oder weniger, stärker bevorzugt 1 ppm oder weniger und am stärksten bevorzugt 0,1 ppm oder weniger. Die Gründe dafür sind, dass eine Wahrscheinlichkeit besteht, dass, wenn ein Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung mit einem hohen Gehalt an Unreinheiten, insbesondere Natriumelement, zum Polieren von Teilen verwendet wird, das Polieren viel Zeit und Arbeit erfordert oder die Teileausbeute reduziert wird. Die Reinheit eines Polierschlamms, insbesondere der Gehalt an Na-Element, wird durch die Reinheit von Abriebkörnern (Quarzstaub und sphärisches Siliciumdioxid) in vielen Fällen beeinflusst. Demgemäß werden Quarzstaub und sphärisches Siliciumdioxid mit jeweils einer hohen Reinheit vorzugsweise verwendet. Im Allgemeinen sind Quarzstäube mit einer hohen Reinheit erhältlich. Typisches sphärisches Siliciumdioxid mit hoher Reinheit ist kolloidales Siliciumdioxid, hergestellt durch Hydrolysieren von Alkoxysilan. Die Verwendung solchen Quarzstaubs einer hohen Reinheit und von sphärischem Siliciumdioxid einer hohen Reinheit macht es relativ leicht, den Gehalt an Natriumelement im Polierschlamm bzw. in der Polieraufschlämmung auf 1 ppm oder weniger einzustellen, vorzugsweise auf 0,1 ppm oder weniger.
Sind eine Menge von Unreinheiten, wie zum Beispiel Natrium, in dem sphärischen Siliciumdioxid enthalten, so werden die Unreinheits-Ionen vorzugsweise in genügendem Ausmaß durch Waschen mit Säure oder Ionenaustauscher entfernt.
In der Erfindung ist das Verhältnis (sphärisches Siliciumdioxid/Quarzstaub) einer durchschnittlichen Primärteilchengröße des sphärischen Siliciumdioxids zur durchschnittlichen Primärteilchengröße des Quarzstaubs vorzugsweise 1 bis 30, stärker bevorzugt 1,5 bis 20, da der poliergeschwindigkeitserhöhende Effekt verstärkt wird.
Beim erfindungsgemäßen Polierschlamm bzw. der Polieraufschlämmung hat das gesamte Siliciumdioxid, das durch Zusammenrechnen des Quarzstaubs und des sphärischen Siliciumdioxids unter Ausschluss des Quarzstaubs erhalten wird, vorzugsweise einen Gehalt, der in einem Bereich von 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polierschlamms, liegt. Ist der Gehalt an den gesamten Siliciumdioxiden geringer als 1 Gew.-%, so verringert sich die Poliergeschwindigkeit in manchen Fällen. Andererseits erhöht sich, sofern der Gehalt 40 Gew.-% übersteigt, die Viskosität des Polierschlamms zu stark und die Handhabung wird in bestimmten Fällen schwierig.
Ein optimales Zugabeverhältnis liegt vor bei einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden gemäß einer Kombination von Primärteilchengröße des sphärischen Siliciumdioxids mit einer Primärteilchengröße des Quarzstaubs, der für den Polierschlamm verwendet wird. Wie in den später beschriebenen Beispielen erläutert, kann die Poliergeschwindigkeit beim Polieren eines Zwischenschichtisolierungsfilms (SiO₂-Film) bei einem Verhältnis von 10 bis 20 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden maximiert werden, wenn der Quarzstaub mit 90 m²/g (Primärteilchengröße: 30 nm) mit dem sphärischen Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 139 nm gemischt wird. Die Poliergeschwindigkeit kann auch bei einem Verhältnis von 20 bis 30 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden maximiert werden, wenn der Quarzstaub mit 50 m²/g (Primärteilchengröße: 55 nm) mit dem sphärischen Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 139 nm gemischt wird. Des Weiteren kann die Poliergeschwindigkeit bei einem Verhältnis von 40 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden maximiert werden, wenn der Quarzstaub mit 300 m²/g (Primärteilchengröße: 9 nm) mit dem sphärischen Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 48 nm gemischt wird.
Andererseits kann die Poliergeschwindigkeit beim Polieren eines Metallfilms (Cu-Film) bei einem Verhältnis von 40 bis 70 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden maximiert werden, wenn der Quarzstaub mit 200 m²/g (Primärteilchengröße: 14 nm) mit dem sphärischen Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 139 nm gemischt wird.
Des Weiteren kann beim Polieren eines Sperrschichtfilms (TaN-Film) die Poliergeschwindigkeit bei einem Verhältnis von 60 bis 90 Gew.-% an sphärischem Siliciumdioxid zu den gesamten Siliciumdioxiden maximiert werden, wenn der Quarzstaub mit 200 m²/g (Primärteilchengröße: 14 nm) mit dem sphärischen Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 139 nm gemischt wird.
Wie durch die oben beschriebenen Ergebnisse gezeigt, neigt die erfindungsgemäße Polieraufschlämmung bzw. der erfindungsgemäße Polierschlamm dazu, bei einem geeigneten Zugabeverhältnis gemäß einer Kombination der Primärteilchengröße des sphärischen Siliciumdioxids mit einer Primärteilchengröße des Quarzstaubs oder der Art des zu polierenden Materials verschieden zu sein. Das bedeutet, dass beim Polieren des isolierenden Zwischenschichtfilms sphärisches Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 40 bis 600 nm bevorzugt zum Quarzstaub mit einer Primärteilchengröße von 20 bis 60 nm (spezifische Oberfläche: 136 bis 45 m²/g) in einem Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% als Verhältnis zu den gesamten Siliciumdioxiden gegeben wird. Des Weiteren wird das sphärische Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 40 bis 600 nm vorzugsweise zum Quarzstaub mit einer Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm (spezifische Oberfläche: 300 bis 136 m²/g) in einem Bereich von 40 bis 95 Gew.-%, stärker bevorzugt 50 bis 90 Gew.-%, als Verhältnis zu den gesamten Siliciumdioxiden, gegeben.
Zum Polieren des Metallfilms (Cu-Film) oder des Sperrschichtfilms (TaN-Film) wird vorzugsweise das sphärische Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 40 bis 600 nm zum Quarzstaub mit einer Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm (spezifische Oberfläche: 300 bis 136 m²/g) in einem Bereich von 35 bis 95 Gew.-%, stärker bevorzugt 40 bis 90 Gew.-%, als Verhältnis zu den gesamten Siliciumdioxiden, gegeben.
Der pH des erfindungsgemäßen Polierschlamms bzw. der erfindungsgemäßen Polieraufschlämmung ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt und kann jeglichen Wert von pH 1 bis 12 annehmen. Er kann in geeigneter Weise entsprechend dem zu polierenden Material eingestellt werden.
In der Erfindung ist der poliergeschwindigkeitssteigernde Effekt besonders hoch, wenn ein isolierender Zwischenschichtfilm (SiO₂-Film) poliert wird. In diesem Fall wird vorzugsweise ein alkalisches Mittel, wie zum Beispiel Ammoniak bzw. Ammoniaklösung und KOH, verwendet, um den pH des Polier schlamms auf einen Bereich von 10 bis 11,5 einzustellen. In diesem Fall liegt die Konzentration der gesamten Siliciumdioxide, die in dem Polierschlamm enthalten sind, vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 15 Gew.-%, jedoch weist der erfindungsgemäße Polierschlamm die charakteristischen Eigenschaften auf, dass er dieselbe Poliergeschwindigkeit wie diejenige konventioneller Produkte bei einer geringeren Siliciumdioxidkonzentration erreichen kann, da er eine höhere Poliergeschwindigkeit im Vergleich zu derjenigen eines konventionellen Polierschlamms besitzt. Des Weiteren ist es möglich, einen Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung mit einer hohen Konzentration von 20 bis 40 Gew.-% herzustellen, ihn bzw. sie durch 2- bis 8-faches Verdünnen zu verwenden; daher ist die Erfindung bezüglich einer Kostenreduzierung des Polierschlamms, einer Verringerung der physikalischen Verteilungskosten und einer Verringerung des Abfalls nach dem Polieren ausgesprochen wirksam.
Des Weiteren können Additive, wie zum Beispiel Oxidationsmittel, Reduktionsmittel, wasserlösliche Salze, wasserlösliche Hochpolymere, oberflächenaktive Mittel und dergleichen, beliebig zum Polierschlamm der Erfindung gemäß den Verwendungszwecken gegeben werden. Zum Beispiel können beim Polieren eines Sperrschichtfilms aus Ti, TiN, Ta oder TaN und eines Metallfilms aus Cu, W oder Al, die auf einem isolierenden Zwischenschichtfilm vorhanden sind, der Sperrschichtfilm und der Metallfilm effektiv durch Zugabe von 0,1 bis 10 Gew.-% eines Oxidationsmittels, wie zum Beispiel Wasserstoffperoxid, zu dem erfindungsgemäßen Polierschlamm wirksam poliert werden.
Das Herstellungsverfahren für den Polierschlamm ist nicht in besonderer Weise eingeschränkt und es können allgemein bekannte Verfahren verwendet werden. Er kann durch Mischen vorbestimmter Mengen von Wasser, dem Quarzstaub und dem sphärischen Siliciumdioxid und anschließendes Dispergieren mittels eines Dispergers, der eine relativ starke Scherkraft („shearing force") besitzt, hergestellt werden. In diesem Fall können Alkalien, Säuren und verschiedenartige Additive zugegeben werden.
Die Erfindung liefert auch ein Polierverfahren, das durch Polieren eines Halbleiterbauelements bzw. einer Halbleitervorrichtung („semiconductor device") mittels eines Polierschlamms bzw. einer Polieraufschlämmung, die Wasser, Quarzstaub und sphärisches Siliciumdioxid, wie in Anspruch 13 definiert, umfasst/gekennzeichnet wird. Das oben beschriebene Halbleiterbauelement bedeutet hauptsächlich einen integrierten, auf einem Siliciumwafer gebildeten Schaltkreis und der Polierschlamm der Erfindung kann beim Polieren und Einebnen eines isolierenden Zwischenschichtfilms (SiO₂-Film), der auf einem Bauelement gebildet ist, und einem Metallfilm beim Herstellen eines integrierten Schaltkreises verwendet werden. In diesem Fall kann die Poliergeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Polierschlamms im Vergleich zu derjenigen eines konventionellen Polierschlamms bzw. einer konventionellen Polieraufschlämmung erhöht werden, so dass Bauelemente bzw. Vorrichtungen bei einer guten Produktivität hergestellt werden können. Des Weiteren kann die Poliergeschwindigkeit gegenüber einem bestimmten Film, der poliert werden soll, erhöht werden und daher kann das Polieren bei einer hohen Selektivität ausgeführt werden.
Die Erfindung soll nachfolgend in Bezug auf Beispiele erläutert werden, jedoch soll die Erfindung auf keinen Fall durch diese Beispiele eingeschränkt werden.
Synthesebeispiel für sphärische Siliciumdioxidteilchen:
Ein Reaktor mit einem Inhaltsvolumen von etwa 4 Litern, der mit einem Mantel versehen ist, wurde mit 1800 g Methanol bzw. 200 g wässrigem Ammoniak (25 Gew.-%) beschickt und es wurde gut durchmischt, um eine Reaktionslösung herzustellen. Danach wurden getrennt und tropfenweise zur Reaktionslösung Methylsilicat [Si(OCH₃)₄] bei einer Geschwindigkeit von 2,5 g/min bzw. wässriger Ammoniak (12 Gew.-%) bei einer Geschwindigkeit von 1,4 g/min zugegeben, während die Reaktionslösung bei einer Temperatur von 20°C gehalten wurde und bei einer Umdrehungszahl von 180 U/min gerührt wurde. Die Reaktionslösung begann etwa 10 Minuten nach der tropfenweisen Zugabe von Methylsilicat nach und nach trüb zu werden und es konnte bestätigt werden, dass Siliciumdioxidteilchen entstanden. Das Zutropfen war 8 Stunden ab Beginn der tropfenweisen Zugabe beendet. Insgesamt wurden 1200 g Methylsilicat und 660 g wässriger Ammoniak tropfenweise zugegeben. Nach Rühren für eine weitere Stunde wurde die Suspension aus dem System entnommen. Die entstehende Suspension war eine homogene milchweiße Aufschlämmung mit einem Gewicht von etwa 3800 g und enthielt etwa 460 g Siliciumdioxidteilchen.
Methanol, das als Lösungsmittel diente, und Ammoniak wurden von der oben synthetisierten Siliciumdioxidaufschlämmung mittels eines Verdampfers entfernt. Die Destillation wurde weiter fortgeführt, während reines Wasser zugegeben wurde, und die Aufschlämmung wurde 2 Stunden oder länger bei einer Temperatur von 90°C oder höher, bei welcher die Aufschlämmung siedete, erhitzt, um die Siliciumdioxidkonzentration auf 15 Gew.-% einzustellen. Die oben beschriebene Siliciumdioxidauschlämmung hatte einen pH von 7,3.
Die Elektronenmikroskopaufnahmen der oben beschriebenen Siliciumdioxidteilchen wurden mittels eines Aufnahmeanalysegeräts analysiert, woraus die Erkenntnis resultierte, dass die durchschnittliche Primärteilchengröße 139 nm, der Variationskoeffizient der Primärteilchengröße 19% und das Verhältnis des Durchmessers des einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser des umschriebenen Kreises des Siliciumdioxidteilchens 0,78 betrug.
Messungen verschiedener physikalischer Eigenschaften:
1. Viskosität
Die Viskosität des Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung wurde bei 25°C mittels eines B-Typ-Viskometers (BL-Typ, hergestellt von Tokimeck Inc.) bestimmt.
2. Spezifisches Gewicht bzw. Dichte
Das spezifische Gewicht des Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung wurde bei 25°C mittels einer Dichtespindel bzw. eines Dichtemessers („floating specific gravimeter") bestimmt.
3. pH
Der pH des Polierschlamms wurde bei 25°C mittels eines pH-Meters bestimmt.
4. Durchschnittliche Teilchengröße
Die durchschnittliche Teilchengröße von in dem Polierschlamm enthaltenen gemischten Teilchen wurde mittels eines Teilchengröße-Verteilungsmessgeräts (BI-DCP, hergestellt von Nikkiso Co., Ltd.) gemäß einem Scheibensystem-Hochgeschwindigkeitszentrifugieren-Absetzen-Verfahren („disc system high-speed centrifugal settling method") gemessen.
5. Gehalt an Na-Element
Der im Polierschlamm enthaltene Gehalt an Na-Element wurde gemäß der Atomabsorptionsmethode gemessen.
Poliertest:
Um die Poliergeschwindigkeit gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm (SiO₂-Film) zu untersuchen, wurde ein 4-Inch-Siliciumwafer, der mit einem thermisch oxidierten Film versehen war, verwendet, um den Poliertest durchzuführen. IC1000/SUBA400, hergestellt von Rodel Co., Ltd., wurde als ein Polierpad bzw. Polierbausch bzw. Polierkissen verwendet, um den Poliertest unter den Bedingungen eines Verfahrensdrucks von 400 g/cm², einer Grundscheibenumdrehung von 40 U/min und einer Tropfgeschwindigkeit des Polierschlamms von 120 ml/min durchzuführen.
Des Weiteren wurde ein Wafer, der mit einem Metallfilm (Cu-Film) und einem Sperrschichtfilm (TaN-Film) versehen war, verwendet, um den Poliertest in der gleichen Weise wie oben beschrieben durchzuführen, um die Poliergeschwindigkeiten gegenüber den entsprechenden Filmen zu untersuchen.
Beispiele 1 und 2
Quarzstaub mit einer spezifischen Oberfläche von 90 m²/g (Primärteilchengröße: 30 nm) und das sphärische kolloidale Siliciumdioxid als sphärisches Siliciumdioxid, das im oben beschriebenen Synthesebeispiel hergestellt wurde, wurden in vorbestimmten Mengen vermischt. Des Weiteren wurde Ammoniak (Beispiel 1) oder KOH (Beispiel 2) in einer vorbestimmten Menge zugegeben und die Mischung wurde mit entmineralisiertem Wasser verdünnt, so dass die Gesamtmenge an Siliciumdioxid 13 Gew.-% ausmachte, wobei ein Ausgangsmaterialschlamm bzw. eine Ausgangsmaterialaufschlämmung erhalten wurde. Der Ausgangsmaterialschlamm wurde mittels eines Dispergers mit hoher Scherkraft (Hochdruckhomogenisator: Nanomizer LA-31, hergestellt von Nanomizer Inc.) dispergiert, um einen Polierschlamm herzustellen. Der oben beschriebene Polierschlamm bzw. die Polieraufschlämmung wurde zur Evaluierung der Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm verwendet.
In 1 ist das Ergebnis der Poliergeschwindigkeit des Ammoniak-basierten Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung und in 2 das Ergebnis der Poliergeschwindigkeit des KOH-basierten Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung gezeigt. Es wurde herausgefunden, dass sowohl der Ammoniak-basierte als auch der KOH-basierte eine Tendenz zur Steigerung der Poliergeschwindigkeit durch Zugabe einer kleinen Menge sphärischen kolloidalen Siliciumdioxids zum Quarzstaub zeigte und dass, wenn der Anteil davon 10 bis 20 Gew.-% betrug, die Poliergeschwindigkeit einen Maximalwert zeigte. In diesem Beispiel wurde der Effekt der Verbesserung in der Poliergeschwindigkeit um etwa maximal 20% beobachtet, verglichen mit demjenigen des Polierschlamms, der nur den Quarzstaub enthielt.
In Tabelle 1 sind die verschiedenen physikalischen Eigenschaften des Ammoniak-basierten Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung und in Tabelle 2 diejenigen des KOH-basierten Polierschlamms bzw. der Polieraufschlämmung gezeigt. Der pH und das spezifische Gewicht änderten sich nicht so stark, wenn der Zugabeanteil des sphärischen kolloidalen Siliciumdioxids verändert wurde. die Viskosität und die durchschnittliche Teilchengröße waren fast proportional zum zugegebenen Anteil des sphärischen kolloidalen Siliciumdioxids. Des Weiteren betrugen die Gehalte an Na 0,1 ppm oder weniger, was die untere Detektionsgrenze im Fall des Ammoni ak-basierten Polierschlamms war, und 0,2 bis 0,4 ppm im Fall des KOH-basierten Polierschlamms. Der Grund, warum der Natriumgehalt beim KOH-basierten Polierschlamm hoch war, war, dass Natrium als Unreinheit im zugegebenen KOH als dem alkalischen Mittel enthalten war. Der Gehalt an Schwermetallen wie zum Beispiel Fe, Cr, Ni und Cu betrug 0,1 ppm oder weniger in allen Fällen.
Beispiel 3
Quarzstaub mit einer spezifischen Oberfläche von 50 m²/g (Primärteilchengröße: 55 nm) und das sphärische kolloidale Siliciumdioxid als sphärisches Siliciumdioxid, das in dem oben beschriebenen Synthesebeispiel hergestellt wurde, wurden in vorbestimmten Mengen gemischt. Des Weiteren wurde Ammoniak in einer vorbestimmten Menge zugegeben, um einen Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung mit einer Gesamtsiliciumdioxidmenge von 13 Gew.-% und einem pH von etwa 11 herzustellen. Der oben beschriebene Polierschlamm wurde verwendet, um die Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm zu evaluieren.
Das Ergebnis der Poliergeschwindigkeit ist in 3 gezeigt. In diesem Beispiel hatte der Polierschlamm, der nur sphärisches kolloidales Siliciumdioxid enthielt, eine höhere Poliergeschwindigkeit als der Polierschlamm, der nur den Quarzstaub enthielt. Im Fall des durch Mischen beider erhaltenen Polierschlamms wurde herausgefunden, dass der Zustand etwas unterschiedlich von dem im Beispiel 1 genannten war, jedoch war die Poliergeschwindigkeit die höchste, sofern die Zugabemenge an sphärischem kolloidalen Siliciumdioxid 20 bis 30 Gew.-% betrug. Es wurde in diesem Beispiel der Effekt der Verbesserung der Poliergeschwindigkeiten um maximal etwa 70% verglichen mit demjenigen des Polierschlamms, der nur den Quarzstaub enthielt, und maximal etwa 40% verglichen mit demjenigen des Polierschlamms, der nur das sphärische kolloidale Siliciumdioxid enthielt. Der Natriumgehalt in dem experimentellen Polierschlamm betrug 0,1 ppm oder weniger.
Beispiel 4
Quarzstaub mit einer spezifischen Oberfläche von 300 m²/g. (Primärteilchengröße: 9 nm) und das sphärische kolloidale Si liciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 48 nm (das Verhältnis des Durchmessers des einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser des umschriebenen Kreises des Siliciumteilchens betrug 0,76 und der Variationskoeffizient der Primärteilchengröße der mittels eines Aufnahmeanalysiergeräts bestimmt wurde, betrug 17%), hergestellt durch Änderung der Bedingungen im oben beschriebenen Synthesebeispiel, wurden in vorbestimmten Mengen gemischt. Danach wurde Ammoniak in vorbestimmter Menge zugegeben, um einen Polierschlamm mit einer Gesamtsiliciumdioxidmenge von 13 Gew.-% und einem pH von etwa 11 herzustellen. Der oben beschriebene Polierschlamm wurde verwendet, um die Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm zu evaluieren.
Das Ergebnis bzgl. der Poliergeschwindigkeit ist in 4 gezeigt. In diesem Beispiel hatte der Polierschlamm, der nur das sphärische kolloidale Siliciumdioxid enthielt, eine höhere Poliergeschwindigkeit als der Polierschlamm, der nur den Quarzstaub enthielt. Im Fall des durch Mischen beider erhaltenden Polierschlamms wurde herausgefunden, dass der Zustand deutlich verschieden von dem im oben beschriebenen Beispiel war, jedoch war die Poliergeschwindigkeit am größten, wenn die Zugabemenge des sphärischen kolloidalen Silicumdioxids 50 bis 90 Gew.-% betrug. Es wurde ein Effekt der Verbesserung der Poliergeschwindigkeit um etwa maximal 25% im Vergleich zu dem des Polierschlamms, der nur das sphärische kolloidale Siliciumdioxid enthielt, beobachtet. Der Na-Gehalt im experimentellen Polierschlamm bzw. der experimentellen Polieraufschlämmung betrug 0,1 ppm oder weniger.
Beispiel 5

Ein Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die sphärischen kolloidalen Siliciumdioxide mit verschiedenen Primärteilchengrößen, die in der folgenden Tabelle 3 gezeigt sind, als sphärisches Siliciumdioxid verwendet wurden, um die Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm zu evaluieren. Die sphärischen kolloidalen Siliciumdioxide, die hier verwendet wurden, waren kommerzielle kolloidale Siliciumdioxide, die unter Verwendung von Natriumsilicat als Ausgangsmaterial hergestellt wurden und Natriumgehalte aufwiesen, die zu einem großen Ausmaß durch fünfmaliges Wiederholen eines Säurewaschschritts (Eintauchen in verdünnte Salzsäure, Zentrifugentrennung und Waschen mit entmineralisiertem Wasser) reduziert worden waren. Die Zugabemenge der sphärischen kolloidalen Siliciumdioxide wurde auf 10 Gew.-% bezogen auf die gesamten Siliciumdioxide eingestellt. Tabelle 3

Nr.	Primärteilchengröße (nm)	Durchmesser des einbeschriebenen Kreises/Durchmesser des umschriebenen Kreises	Variationskoeffizient
1	40	0,77	18
2	80	0,78	17
3	113	0,82	14
4	135	0,82	10
5	279	0,80	19
6	553	0,88	6

In 5 ist das Ergebnis des Poliertests, die Zunahmerate in der Poliergeschwindigkeit des Polierschlamms, der durch Zugabe von 10 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids hergestellt wurde, gegenüber der des Polierschlamms, der nur den Quarzstaub umfasst, gezeigt. Aus diesem Ergebnis wurde gefolgert, dass das zugegebene sphärische Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße, die in einen Bereich von 40 bis 600 nm fällt, wirksam war und insbesondere das sphärische Siliciumdioxid mit einer Primärteilchengröße von 90 bis 200 nm einen sehr starken Effekt zeigte. Die Na-Gehalte im Polierschlamm fielen in allen Fällen in einen Bereich von 65–90 ppm.
Beispiel 6
Ein Polierschlamm bzw. eine Polieraufschlämmung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass sphärisches Siliciumdioxid, das in einer Flamme hergestellt worden war (Excelica SE-1, hergestellt von Tokuyama Corp.) als das sphärische Siliciumdioxid zugegeben wurde, um die Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm zu evaluieren. Als Ergebnis daraus wurde ein Effekt der Verbesserung der Poliergeschwindigkeit um etwa 9% beim Polierschlamm, der durch Zugabe von 10 Gew.-% des sphärischen Siliciumdioxids gegenüber dem Polierschlamm, der nur den Quarzstaub umfasste, beobachtet. Der Na-Gehalt im experimentellen Polierschlamm betrug 0,1 ppm oder weniger.
Das oben verwendete sphärische Siliciumdioxid hatte ein Verhältnis des Durchmessers des einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser des umschriebenen Kreises von 0,77, eine Primärteilchengröße von 275 nm, die mittels eines Aufnahmeanalysiergeräts bestimmt wurde, und einen Variationskoeffizienten der Primärteilchengröße von 48%.
Beispiel 7
Quarzstaub mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m²/g (Primärteilchengröße: 14 nm) und das sphärische kolloidale Siliciumdioxid als sphärisches Siliciumdioxid, das im oben beschriebenen Synthesebeispiel gebildet worden war, wurden in vorbestimmten Mengen gemischt, um einen neutralen Polierschlamm bzw. eine neutrale Polieraufschlämmung mit einer Gesamtsiliciumdioxidmenge von 4 Gew.-% und einem pH von 6 bis 7 herzustellen. Zum oben beschriebenen Polierschlamm wurde 1 Gew.-% Wasserstoffperoxid (als H₂O₂) zugegeben, um die Poliergeschwindigkeiten gegenüber einem Metallfilm (Cu-Film) bzw. einem Sperrschichtfilm (TaN-Film) zu untersuchen. Bezüglich dem Verfahren wurde ein Poliertest in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, außer dass ein Siliciumwafer, auf dem ein Cu-Film ein TaN-Film gebildet worden waren, verwendet wurden.
Das Ergebnis der Poliergeschwindigkeit ist in 6 gezeigt. Es wurde in diesem Beispiel herausgefunden, dass der Zustand gemäß dem zu polierenden Material sich verändert hatte. Das bedeutet, dass ein deutlicher Effekt der Erhöhung der Poliergeschwindigkeit gegenüber dem Cu-Film gefunden wurde, wenn das sphärische kolloidale Silicumdioxid 40 bis 70 Gew.-% ausmachte und gegenüber dem TaN-Film, wenn das sphärische kolloidale Silicumdioxid 60 bis 90 Gew.-% ausmachte. Der Na-Gehalt im experimentellen Polierschlamm war 0,1 ppm oder weniger und der Gehalt an Schwermetallen, wie zum Beispiel Fe, Cr, Ni und Cu, betrug 0,1 ppm oder weniger in allen Fällen.
Wie im oben beschriebenen Beispiel gezeigt, wurde herausgefunden, dass der erfindungsgemäße Polierschlamm ebenfalls sehr wirksam war, wenn der Cu-Film oder der TaN-Film selektiv Poliert wurden.
Vergleichsbeispiel 1
Das sphärische Siliciumdioxid wurde durch amorphes gefälltes Siliciumdioxid ersetzt.
Kommerzielles Natriumsilicat und entmineralisiertes Wasser wurden in einen Reaktor gegeben, so dass die Konzentration des Natriumsilicats 5% erreichte. Die Temperatur des Reaktors wurde auf 40°C eingestellt, um eine Neutralisationsreaktion (Neutralisationsgrad: bis zu 50%) unter Verwendung von 22 Gew.-%-iger Schwefelsäure durchgeführt und anschließend die Temperatur der Reaktionslösung auf 95°C erhöht wurde. Die oben beschriebene Schwefelsäure wurde zu dieser Reaktionslösung zugegeben bis der Neutralisationsgrad 100°C erreichte. Filtrier- und Waschvorgänge wurden mit dem entstehenden Siliciumdioxid wiederholt, wobei ein entwässerter Kuchen (Siliciumdioxidgehalt: 15 Gew.-%) erhalten wurde. Zu 2 kg des entwässerten oben beschriebenen Kuchens wurden 500 g demineralisiertes Wasser gegeben und die Mischung mittels eines Propellerrührers gerührt, um dadurch ein Vormischen auszuführen. Die entstehende pastenartige Siliciumdioxidaufschlämmung wurde dreimal bei einem Behandlungsdruck von 500 kgf/cm² mittels eine Hochdruckhomogenisators (Nanomizer LA-31, hergestellt von Nanomizer Inc.) behandelt, um eine Siliciumdioxiddispersion zu erhalten.
Die elektronenmikroskopische Aufnahme des oben beschriebenen Siliciumdioxids wurde analysiert, wobei herausgefunden wurde, dass Siliciumdioxide mit einer Primärteilchengröße von 10 bis 30 nm zu mehreren 10 bis mehreren 100 Einheiten koaguliert waren.
Ein Polierschlamm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass das sphärische Siliciumdioxid durch das oben beschriebene gefällte Siliciumdioxid ersetzt wurde. Das Ergebnis der Poliergeschwindigkeit des Polierschlamms ist in 7 gezeigt. Sofern das sphärische Siliciumdioxid durch das oben beschriebene gefällte Siliciumdioxid ersetzt wurde, wurde der Effekt des Heraufsetzens der Poliergeschwindigkeit überhaupt nicht beobachtet.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Polierschlamm wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass der Quarzstaub durch die entsprechen den anorganischen Oxidteilchen aus Titanoxid, Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid ersetzt wurde, um die Polierleistungsmerkmale gegenüber einem isolierenden Zwischenschichtfilm zu evaluieren. Die Zugabemenge an sphärischen Siliciumdioxidteilchen wurde auf 20 Gew.-%, bezogen auf die gesamten Teilchen, eingestellt. Die Ergebnisse daraus sind in Tabelle 4 gezeigt.
Im Unterschied zum Fall des Quarzstaubs in Beispiel 1 zeigte der hergestellte Polierschlamm Abscheidungen am Boden des Gefäßes nach einigen Stunden, sofern die anorganischen Oxidteilchen verwendet wurden. Dies bedeutet, dass gefunden wurde, dass eine Kombination der anorganischen Oxidteilchen mit dem sphärischen Siliciumdioxid dazu neigte, die Teilchen miteinander koagulieren zu lassen. Eine solche Koagulation liefert eine Möglichkeit zur Produktion von Kratzern auf der zu polierenden Oberfläche.

Des Weiteren wurde ein Polierexperiment ausgeführt, während der Polierschlamm kräftig gerührt wurde, jedoch wurden die Poliergeschwindigkeiten durch Mischen der sphärischen Siliciumdioxidpartikel, wenn beliebige anorganische Oxidteilchen verwendet wurden, nicht erhöht. Tabelle 4

Art der anorganischen Oxidteilchen	Primärteilchengröße (nm)	Verhältnis sphärische Siliciumdioxide/gesamte Teilchen
Art der anorganischen Oxidteilchen	Primärteilchengröße (nm)	0%	20%	100%
Titanoxid	56	1372	729	1600
Aluminiumoxid	41	1044	711	1600
Zirkoniumoxid	180	9258	7638	1600

(Poliergeschwindigkeit: Å/min)

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden bei dem in Beispiel 1 hergestellten Polierschlamm zeigt.
2 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden bei dem in Beispiel 2 hergestellten Polierschlamm zeigt.
3 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden bei dem in Beispiel 3 hergestellten Polierschlamm zeigt.
4 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden bei dem in Beispiel 4 hergestellten Polierschlamm zeigt.
5 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Steigerungsrate der Poliergeschwindigkeit zur Primärteilchengröße des sphärischen Siliciumdioxids zeigt.
6 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des sphärischen Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden im Polierschlamm, der in Beispiel 7 hergestellt wurde, zeigt.
7 ist ein Schaubild, das die Beziehung der Poliergeschwindigkeit zu einem Verhältnis des gefällten Siliciumdioxids zu den gesamten Siliciumdioxiden im Polierschlamm, der in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, zeigt.

Claims

Polierschlamm, dadurch charakterisiert, dass er Wasser, Quarzstaub und sphärisches Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm und einem Verhältnis von 0,6 bis 1,0 des Durchmessers eines einbeschriebenen Kreises zum Durchmesser eines umschriebenen Kreises ausschließlich des Quarzstaubs umfasst, wobei besagtes sphärisches Siliziumdioxid ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: (1) sphärischem Siliziumdioxid, hergestellt durch Schmelzen von feinem Siliziumdioxidpulver in einer Flamme, (2) sphärischem Siliziumdioxid, hergestellt durch ein Sol-Gel-Verfahren, bei dem Alkoxysilan hydrolysiert wird und (3) sphärischem kolloidalem Siliziumdioxid, hergestellt durch Ostwald-Reifung unter Verwendung von Natriumsilicat als Rohmaterial.
Polierschlamm nach Anspruch 1, worin der Quarzstaub eine durchschnittliche Primärteilchengröße von 9 bis 60 nm aufweist.
Polierschlamm nach Anspruch 1, worin das sphärische Siliziumdioxid einen Variationskoeffizienten von 40% oder weniger in der Primärteilchengröße aufweist.
Polierschlamm nach Anspruch 1, worin der Gehalt an Natriumelement im Polierschlamm 1 ppm oder weniger beträgt.
Polierschlamm nach Anspruch 1, worin das Verhältnis der durchschnittlichen Primärteilchengröße des sphärischen Siliziumdioxids zur durchschnittlichen Primärteilchengröße des Quarzstaubs 1 bis 30 beträgt.
Polierschlamm nach Anspruch 1, worin das Verhältnis der durchschnittlichen Primärteilchengröße des sphärischen Siliziumdioxids zur durchschnittlichen Primärteilchengröße des Quarzstaubs 1,5 bis 20 beträgt.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Zwischenschichtisolierfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 50 bis 95 Gew.-% des Quarzstaubs mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 20 bis 60 nm und 50 bis 5 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Zwischenschichtisolierfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 60 bis 90 Gew.-% Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 20 bis 60 nm und 40 bis 10 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Zwischenschichtisolierfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 5 bis 60 Gew.-% Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm und 95 bis 40 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Zwischenschichtisolierfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 10 bis 50 Gew.-% Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm und 90 bis 50 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Metallfilm und einen Sperrschichtfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 5 bis 65 Gew.-% Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm und 95 bis 35 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Polierschlamm nach Anspruch 1, der ein Polierschlamm für einen Metallfilm und einen Sperrschichtfilm zum Polieren eines Halbleiters ist, umfassend 10 bis 60 Gew.-% Quarzstaub mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 9 bis 20 nm und 90 bis 40 Gew.-% des sphärischen Siliziumdioxids mit einer durchschnittlichen Primärteilchengröße von 60 bis 300 nm als Verhältnis zu den gesamten Siliziumdioxiden.
Verfahren zum Polieren einer Halbleitervorrichtung, gekennzeichnet durch Polieren der Halbleitervorrichtung unter Verwendung des Polierschlamms nach Anspruch 1.