JP2001031951A - Abrasive and method for polishing substrate - Google Patents
Abrasive and method for polishing substrateInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、基板表面の平坦化工程、特に、シャロー
・トレンチ分離（Shallow Trench Isoration）の形成工
程等に好適に使用される研磨剤及びこれら研磨剤を使用
した基板の研磨方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abrasive which is preferably used in a step of flattening a substrate surface, particularly a step of forming a shallow trench isolation in a manufacturing process of a semiconductor device, and a polishing agent which is preferably used in the process. The present invention relates to a method for polishing a substrate using an abrasive.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在の超々大規模集積回路では、実装密
度を高める傾向にあり、種々の微細加工技術が研究、開
発されている。既に、デザインルールは、サブハーフミ
クロンのオーダーになっている。このような厳しい微細
化の要求を満足するために開発されている技術の一つに
ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術があ
る。この技術は、半導体装置の製造工程において、露光
を施す層を完全に平坦化し、露光技術の負担を軽減し、
歩留まりを安定させることができるため、例えば、層間
絶縁膜の平坦化、シャロー・トレンチ分離等を行う際に
必須となる技術である。2. Description of the Related Art At present, ultra-large-scale integrated circuits tend to increase the packing density, and various microfabrication techniques have been studied and developed. Already, design rules are on the order of sub-half microns. One of the technologies that have been developed to satisfy such strict requirements for miniaturization is a CMP (Chemical Mechanical Polishing) technology. This technology completely flattens the layer to be exposed in the semiconductor device manufacturing process, reducing the burden of the exposure technology,
Since the yield can be stabilized, the technique is indispensable when performing, for example, planarization of an interlayer insulating film, isolation of a shallow trench, and the like.
【０００３】従来、半導体装置の製造工程において、プ
ラズマ−ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition、化学的
蒸着法）、低圧−ＣＶＤ等の方法で形成される酸化珪素
絶縁膜等無機絶縁膜層を平坦化するためのＣＭＰ研磨剤
として、コロイダルシリカ系の研磨剤が一般的に検討さ
れていた。コロイダルシリカ系の研磨剤は、シリカ粒子
を四塩化珪酸を熱分解する等の方法で粒成長させ、pH調
整を行って製造している。Conventionally, in the process of manufacturing a semiconductor device, an inorganic insulating film layer such as a silicon oxide insulating film formed by a method such as plasma-CVD (Chemical Vapor Deposition) or low-pressure-CVD is used to planarize. Colloidal silica-based polishing agents have been generally studied as CMP polishing agents. Colloidal silica-based abrasives are produced by subjecting silica particles to grain growth by a method such as thermal decomposition of silicic acid tetrachloride and adjusting the pH.
【０００４】デザインルール０．５μｍ以上の世代で
は、集積回路内の素子分離にＬＯＣＯＳ（シリコン局所
酸化）が用いられていた。その後、さらに加工寸法が微
細化すると、素子分離幅の狭い技術が要求され、シャロ
ー・トレンチ分離が用いられつつある。シャロー・トレ
ンチ分離では、基板上に成膜した余分の酸化珪素膜を除
くためにＣＭＰが使用され、研磨を停止させるために、
酸化珪素膜の下に研磨速度の遅いストッパ膜が形成され
る。ストッパ膜には窒化珪素などが使用され、酸化珪素
膜とストッパ膜との研磨速度比が大きいことが望まし
い。従来のコロイダルシリカ系の研磨剤は、上記の酸化
珪素膜とストッパ膜の研磨速度比が３程度と小さく、シ
ャロー・トレンチ分離用としては実用に耐える特性を有
していなかった。In the generation of the design rule of 0.5 μm or more, LOCOS (local oxidation of silicon) has been used for element isolation in an integrated circuit. After that, when the processing dimensions are further reduced, a technique for narrowing the element isolation width is required, and the shallow trench isolation is being used. In the shallow trench isolation, CMP is used to remove an excess silicon oxide film formed on the substrate, and in order to stop polishing,
A stopper film having a low polishing rate is formed below the silicon oxide film. Silicon nitride or the like is used for the stopper film, and it is desirable that the polishing rate ratio between the silicon oxide film and the stopper film is large. The conventional colloidal silica-based polishing agent has a small polishing rate ratio of about 3 between the silicon oxide film and the stopper film, and does not have practically usable characteristics for shallow trench isolation.
【０００５】一方、フォトマスクやレンズ等のガラス表
面研磨剤として、酸化セリウム研磨剤が用いられてい
る。酸化セリウム粒子はシリカ粒子やアルミナ粒子に比
べ硬度が低く、したがって、研磨表面に傷が入りにくい
ことから、仕上げ鏡面研磨に有用である。しかしなが
ら、ガラス表面研磨用酸化セリウム研磨剤にはナトリウ
ム塩を含む分散剤を使用しているため、そのまま研磨剤
として適用することはできない。On the other hand, cerium oxide abrasives have been used as abrasives for glass surfaces such as photomasks and lenses. Cerium oxide particles have a lower hardness than silica particles and alumina particles and are therefore less likely to scratch the polished surface, and thus are useful for finish mirror polishing. However, since a cerium oxide abrasive for polishing a glass surface uses a dispersant containing a sodium salt, it cannot be directly used as an abrasive.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、シャロー・トレンチ分離用として実用性が高
く、傷なく研磨することができる研磨剤を提供するもの
である。請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の
発明に加えて、酸化珪素絶縁膜研磨速度と窒化珪素絶縁
膜研磨速度の比をより大きくでき、分散安定性を向上で
きる研磨剤を提供するものである。請求項４記載の発明
は、請求項１、２又は３記載の発明に加えて、酸化珪素
絶縁膜研磨速度と窒化珪素絶縁膜研磨速度の比を十分大
きくできる研磨剤を提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The first and second aspects of the present invention provide an abrasive which is highly practical for isolating shallow trenches and can be polished without scratches. A third aspect of the present invention provides a polishing agent capable of increasing the ratio between the polishing rate of the silicon oxide insulating film and the polishing rate of the silicon nitride insulating film and improving the dispersion stability, in addition to the first or second aspect of the present invention. Is what you do. According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the first, second or third aspect of the present invention, there is provided a polishing agent capable of sufficiently increasing the ratio between the polishing rate of the silicon oxide insulating film and the polishing rate of the silicon nitride insulating film.
【０００７】請求項５記載の発明は、基板の被研磨面
を、シャロー・トレンチ分離用として実用性が高く、傷
なく研磨することが可能な基板の研磨方法を提供するも
のである。請求項６記載の発明は、酸化珪素膜または窒
化珪素膜の被研磨面を、傷なく研磨することが可能な基
板の研磨方法を提供するものである。請求項７記載の発
明は、パターン状に形成された酸化珪素膜または窒化珪
素膜の被研磨面を、傷なく研磨することが可能な基板の
研磨方法を提供するものである。A fifth aspect of the present invention is to provide a method of polishing a substrate which is highly practical for isolating shallow trenches on a surface to be polished of the substrate and which can be polished without damage. A sixth aspect of the present invention provides a substrate polishing method capable of polishing a surface to be polished of a silicon oxide film or a silicon nitride film without damage. The invention according to claim 7 provides a substrate polishing method capable of polishing a surface to be polished of a patterned silicon oxide film or silicon nitride film without damage.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、砥粒、界面活
性剤及び水を含み、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研
磨速度の比が１００以上である研磨剤に関する。また、
本発明は、酸化セリウム粒子、分散剤及び水を含む酸化
セリウムスラリーと、界面活性剤及び水を含む添加剤液
とを混合してなり、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研
磨速度の比が１００以上である研磨剤に関する。また、
本発明は、界面活性剤がアミノ酸系の界面活性剤である
前記の研磨剤に関する。また、本発明は、pH（２５℃）
が５以上１０以下である前記の研磨剤に関する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an abrasive containing abrasive grains, a surfactant and water, wherein the ratio of the polishing rate of the silicon oxide film to the polishing rate of the silicon nitride film is 100 or more. Also,
The present invention comprises mixing a cerium oxide slurry containing cerium oxide particles, a dispersant and water, and an additive liquid containing a surfactant and water, and the ratio of the polishing rate of the silicon oxide film to the polishing rate of the silicon nitride film is reduced. An abrasive which is 100 or more. Also,
The present invention relates to the above abrasive, wherein the surfactant is an amino acid-based surfactant. In addition, the present invention relates to a method for measuring pH (25 ° C.)
Is 5 or more and 10 or less.
【０００９】また、本発明は、研磨する膜を形成した基
板を研磨定盤の研磨布に押しあて加圧し、前記の研磨剤
を研磨膜と研磨布との間に供給しながら、基板と研磨定
盤を動かして研磨する膜を研磨する基板の研磨方法に関
する。また、本発明は、基板が少なくとも酸化珪素膜ま
たは窒化珪素膜が形成された基板である前記の基板の研
磨方法に関する。また、本発明は、基板が酸化珪素膜ま
たは窒化珪素膜がパターン状に形成された基板である前
記の基板の研磨方法に関する。The present invention also relates to a polishing method, wherein a substrate on which a film to be polished is formed is pressed against a polishing cloth on a polishing platen and pressurized to supply the polishing agent between the polishing film and the polishing cloth. The present invention relates to a substrate polishing method for polishing a film to be polished by moving a platen. Further, the present invention relates to the above-mentioned substrate polishing method, wherein the substrate is a substrate on which at least a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed. The present invention also relates to the above substrate polishing method, wherein the substrate is a substrate on which a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed in a pattern.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の研磨剤は、砥粒、界面活
性剤及び水を含み、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研
磨速度の比が１００以上である。この比が１００未満で
はシャロー・トレンチ分離用としては実用に耐えること
ができない。この比は、１５０以上であることが好まし
く、２００以上であることがより好ましく、５００以上
であることが特に好ましく、１０００以上であることが
極めて好ましく、１５００以上であることが最も好まし
い。かかる酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の
比が１００以上である研磨剤は、例えば、酸化セリウム
粒子、分散剤及び水を含む酸化セリウムスラリーと、界
面活性剤及び水を含む添加剤液とを混合して調整でき
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The abrasive of the present invention contains abrasive grains, a surfactant and water, and has a ratio of a polishing rate of a silicon oxide film to a polishing rate of a silicon nitride film of 100 or more. If the ratio is less than 100, it cannot be practically used for shallow trench isolation. This ratio is preferably at least 150, more preferably at least 200, particularly preferably at least 500, particularly preferably at least 1,000, most preferably at least 1500. The polishing agent having a ratio of the silicon oxide film polishing rate to the silicon nitride film polishing rate of 100 or more is, for example, a cerium oxide slurry containing cerium oxide particles, a dispersant and water, and an additive liquid containing a surfactant and water. And can be mixed and adjusted.
【００１１】本発明における砥粒としては、例えば、酸
化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸
化スズ、二酸化ケイ素、シリコーンカーバイド、二酸化
チタン、チタニウムカーバイド等が挙げられる。酸化珪
素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比を大きくできる
点、高平坦性の点から酸化セリウムが好ましい。酸化セ
リウム粒子は、その製造方法を限定するものではない
が、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、しゅう酸塩のセリウム化
合物を酸化することによって得られる。酸化セリウム一
次粒子径は５nm以上３００nm以下であることが好まし
い。また、半導体チップ研磨に使用することから、アル
カリ金属及びハロゲン類の含有率は酸化セリウム粒子中
１０ppm以下に抑えることが好ましい。The abrasive grains in the present invention include, for example, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, tin oxide, silicon dioxide, silicone carbide, titanium dioxide, titanium carbide and the like. Cerium oxide is preferred from the viewpoint that the ratio between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film can be increased, and the high flatness. The cerium oxide particles are obtained by oxidizing a cerium compound of a carbonate, a nitrate, a sulfate, or an oxalate, although the production method thereof is not limited. The primary particle diameter of cerium oxide is preferably 5 nm or more and 300 nm or less. Further, since it is used for polishing semiconductor chips, it is preferable that the content of alkali metals and halogens be suppressed to 10 ppm or less in the cerium oxide particles.
【００１２】本発明において、酸化セリウム粉末を作製
する方法として焼成、過酸化水素処理等による酸化法が
使用できる。焼成温度は３５０℃以上９００℃以下が好
ましい。上記の方法により製造された酸化セリウム粒子
は凝集しているため、機械的に粉砕することが好まし
い。粉砕方法として、ジェットミル等による乾式粉砕や
遊星ビーズミル等による湿式粉砕方法が好ましい。In the present invention, as a method for producing cerium oxide powder, an oxidizing method such as firing or hydrogen peroxide treatment can be used. The firing temperature is preferably from 350 ° C. to 900 ° C. Since the cerium oxide particles produced by the above method are agglomerated, it is preferable to mechanically pulverize the particles. As the pulverization method, a dry pulverization method using a jet mill or the like or a wet pulverization method using a planetary bead mill or the like is preferable.
【００１３】本発明における酸化セリウムスラリーは、
例えば、上記の特徴を有する酸化セリウム粒子と分散剤
と水からなる組成物を分散させることによって得られ
る。ここで、酸化セリウム粒子の濃度に制限はないが、
分散液の取り扱いやすさから０．５重量％以上２０重量
％以下の範囲が好ましい。[0013] The cerium oxide slurry in the present invention comprises:
For example, it can be obtained by dispersing a composition comprising cerium oxide particles having the above characteristics, a dispersant, and water. Here, the concentration of the cerium oxide particles is not limited,
The range is preferably 0.5% by weight or more and 20% by weight or less from the viewpoint of easy handling of the dispersion.
【００１４】本発明における分散剤としては、半導体チ
ップ研磨に使用する点から、ナトリウムイオン、カリウ
ムイオン等のアルカリ金属及びハロゲン、イオウの含有
率は１０ppm以下に抑えることが好ましく、例えば、共
重合成分としてアクリル酸アンモニウム塩を含む高分子
分散剤が好ましい。また、分散剤として、共重合成分と
してアクリル酸アンモニウム塩を含む高分子分散剤、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、水溶性陽イオン性界面活性剤、水溶性両性界面活性
剤等の１種類以上を使用してもよい。As the dispersant in the present invention, the content of alkali metals such as sodium ions and potassium ions, halogens and sulfur is preferably suppressed to 10 ppm or less from the viewpoint of use for polishing semiconductor chips. A polymer dispersant containing an ammonium acrylate is preferred. As a dispersant, a polymer dispersant containing ammonium acrylate as a copolymer component, a water-soluble anionic surfactant, a water-soluble nonionic surfactant, a water-soluble cationic surfactant, a water-soluble One or more kinds of amphoteric surfactants may be used.
【００１５】水溶性陰イオン性界面活性剤としては、例
えば、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫
酸アンモニウム、ラウリルベンゼンスルフォン酸トリエ
タノールアミン、ポリオキシエチレンラウリルエーテル
硫酸トリエタノールアミン、ポリカルボン酸型高分子界
面活性剤、ヤシ油脂肪酸アシルアラニントリエタノール
アミン、ヤシ油脂肪酸グルタミン酸トリエタノールアミ
ン、ラウリル酸グルタミン酸トリエタノールアミン、ヤ
シ油脂肪酸アラニネートトリエタノールアミン、サルコ
シン誘導体、ラウリル酸トリエタノールアミン等が挙げ
られ、水溶性非イオン性界面活性剤としては、例えば、
ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチ
レンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエ
ーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオ
キシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチ
レンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノ
ニルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビ
タンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタン
トリステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノ
オレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエ
ート、テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビッ
ト、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチ
レングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコ
ールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレ
エート、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキ
シエチレン硬化ヒマシ油、アルキルアルカノールアミド
等が挙げられ、水溶性陽イオン性界面活性剤としては、
例えば、ココナットアミンアセテート、ステアリルアミ
ンアセテート等が挙げられ、水溶性両性界面活性剤とし
ては、例えば、ラウリルベタイン、ステアリルベタイ
ン、ラウリルジメチルアミンオキサイド、２−アルキル
−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダ
ゾリニウムベタイン等が挙げられる。Examples of the water-soluble anionic surfactant include triethanolamine lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, triethanolamine laurylbenzenesulfonate, polyoxyethylene lauryl ether triethanolamine sulfate, and polycarboxylic acid type polymer interface. Activators, coconut oil fatty acylalanine triethanolamine, coconut oil fatty acid glutamate triethanolamine, laurate glutamic acid triethanolamine, coconut oil fatty acid alaninate triethanolamine, sarcosine derivatives, lauric acid triethanolamine, etc. As the nonionic surfactant, for example,
Polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene higher alcohol ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether , Polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan Trioleate, polyoxyethylene sorbite tetraoleate, polyethylene glycol Coal monolaurate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate, polyethylene glycol monooleate, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, alkyl alkanolamide, etc., and a water-soluble cationic interface. As an activator,
For example, coconutamine acetate, stearylamine acetate and the like can be mentioned. Examples of the water-soluble amphoteric surfactant include lauryl betaine, stearyl betaine, lauryl dimethylamine oxide, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl. And imidazolinium betaine.
【００１６】これらの分散剤添加量は、スラリー中の粒
子の分散性及び沈降防止、さらに研磨傷と分散剤添加量
との関係から酸化セリウム粒子１００重量部に対して、
０．０１重量部以上２．０重量部以下の範囲が好まし
い。分散剤の分子量は、１００〜５０，０００が好まし
く、１，０００〜１０，０００がより好ましい。分散剤
の分子量が１００未満の場合は、酸化珪素膜あるいは窒
化珪素膜を研磨するときに、十分な研磨速度が得られ
ず、分散剤の分子量が５０，０００を越えた場合は、粘
度が高くなり、酸化セリウムスラリーの保存安定性が低
下するからである。The amount of the dispersant added is determined based on the dispersibility of the particles in the slurry and the prevention of sedimentation.
The range is preferably from 0.01 part by weight to 2.0 parts by weight. The molecular weight of the dispersant is preferably from 100 to 50,000, more preferably from 1,000 to 10,000. When the molecular weight of the dispersant is less than 100, a sufficient polishing rate cannot be obtained when polishing the silicon oxide film or the silicon nitride film, and when the molecular weight of the dispersant exceeds 50,000, the viscosity becomes high. This is because the storage stability of the cerium oxide slurry decreases.
【００１７】一方、界面活性剤と水を含む添加剤液にお
ける界面活性剤は、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、水溶性陽イオン性界面活性
剤、水溶性両性界面活性剤等を使用できるが、酸化珪素
膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比を大きくする点か
ら、水溶性陰イオン性界面活性剤のなかのアミノ酸系の
界面活性剤が特に好ましい。アミノ酸系の界面活性剤と
しては、特に制限はないが、酸化珪素膜研磨速度と窒化
珪素膜研磨速度の比を大きくできる点、高平坦性の点か
ら、Ｎ置換アミノ酸、Ｎ置換アミノ酸の塩が好ましく、
その中でもＮアシルアミノ酸、Ｎアシルミノ酸の塩が好
ましい。ここで、塩を形成するための塩基としては、Ｎ
ａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカリ金属水酸化物、トリエタノ
ールアミン等の有機アルカリなどが挙げられるが、有機
アルカリが好ましい。On the other hand, the surfactant in the additive liquid containing a surfactant and water includes a water-soluble anionic surfactant, a water-soluble nonionic surfactant, a water-soluble cationic surfactant, and a water-soluble surfactant. Although an amphoteric surfactant or the like can be used, an amino acid-based surfactant among the water-soluble anionic surfactants is particularly preferable from the viewpoint of increasing the ratio between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film. The amino acid-based surfactant is not particularly limited, but N-substituted amino acids and N-substituted amino acid salts are used in view of the fact that the ratio between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film can be increased, and the high flatness. Preferably
Among them, N acylamino acids and salts of N acylamino acids are preferable. Here, as a base for forming a salt, N
Examples thereof include alkali metal hydroxides such as aOH and KOH, and organic alkalis such as triethanolamine. Organic alkalis are preferred.
【００１８】このようなアミノ酸系の界面活性剤の具体
例としては、ヤシ油脂肪酸アシルアラニントリエタノー
ルアミン、ヤシ油脂肪酸グルタミン酸トリエタノールア
ミン、ラウリル酸グルタミン酸トリエタノールアミン、
ヤシ油脂肪酸アラニネートトリエタノールアミン、サル
コシン誘導体等が挙げらる。また、市販品として、味の
素(株)から商品名アミソフトＬＴ−１２、アミライトＡ
ＣＴ−１２等として、ライオン(株)から商品名エナジコ
ールＬ−３０ＡＮＴ等として、東邦化学工業(株)から商
品名ネオスコープＳＣＴ−３０等として入手可能であ
る。Specific examples of such an amino acid-based surfactant include coconut oil fatty acylalanine triethanolamine, coconut oil fatty acid triethanolamine glutamate, laurate glutamate triethanolamine,
Palm oil fatty acid alaninate triethanolamine, sarcosine derivatives and the like can be mentioned. In addition, as commercial products, the trade names Amisoft LT-12 and Amilite A are available from Ajinomoto Co., Inc.
As CT-12 and the like, it is available from Lion Corporation under the trade name Enazicol L-30ANT, and from Toho Chemical Industry Co., Ltd. under the trade name Neoscope SCT-30.
【００１９】このアミノ酸系のアニオン系界面活性剤添
加量は、スラリー中の粒子の分散性及び沈降防止、さら
に研磨傷と界面活性剤添加量との関係から酸化セリウム
粒子１００重量部に対して、０．０１重量部以上１００
０重量部以下の範囲が好ましい。酸化セリウムスラリー
と上記添加剤液とを混合した状態で保存すると酸化セリ
ウム粒子が凝集あるいは沈降して研磨傷の発生、研磨速
度の変動をもたらす場合がある。このため、この添加剤
液は、酸化セリウムスラリーと別々に研磨定盤上に供給
し、研磨定盤上で混合するか、研磨直前に酸化セリウム
スラリーと混合し研磨定盤上に供給する方法がとられる
場合もある。The addition amount of the amino acid-based anionic surfactant is determined based on the dispersibility of the particles in the slurry and the prevention of sedimentation. 0.01 parts by weight or more 100
A range of 0 parts by weight or less is preferred. If the cerium oxide slurry and the additive liquid are stored in a mixed state, the cerium oxide particles may aggregate or settle, causing polishing flaws and changing the polishing rate. For this reason, the method of supplying this additive liquid separately to the cerium oxide slurry on the polishing platen and mixing it on the polishing platen, or mixing it with the cerium oxide slurry immediately before polishing and supplying it to the polishing platen is used. Sometimes taken.
【００２０】本発明の研磨剤のpHは、５以上１０以下が
好ましい。pHが５未満の場合あるいはpHが１０を越える
と、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比が１
００以上にならないことがある。このpHの調製には、ト
リエタノールアミン、アンモニア水あるいは酢酸等を混
合撹拌する方法を用いうる。The pH of the abrasive of the present invention is preferably 5 or more and 10 or less. When the pH is less than 5, or when the pH exceeds 10, the ratio between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film becomes 1
May not be greater than 00. To adjust the pH, a method of mixing and stirring triethanolamine, aqueous ammonia, acetic acid, or the like can be used.
【００２１】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、湿式ボールミルなどを
用いることができる。こうして作製されたスラリー中の
酸化セリウム粒子の平均粒径は、０．０１μｍ〜１．０
μｍであることが好ましい。研磨液の平均粒径が０．０
１μｍ未満であると研磨速度が低くなりすぎ、１．０μ
ｍを越えると研磨する膜に傷がつきやすくなるからであ
る。As a method for dispersing the cerium oxide particles in water, a homogenizer, an ultrasonic disperser, a wet ball mill, or the like can be used in addition to the usual dispersion treatment using a stirrer. The average particle size of the cerium oxide particles in the slurry thus prepared is 0.01 μm to 1.0 μm.
μm is preferred. The average particle size of the polishing liquid is 0.0
If it is less than 1 μm, the polishing rate is too low,
If it exceeds m, the film to be polished is easily damaged.
【００２２】本発明の研磨剤は、上記酸化セリウムスラ
リー及び添加剤液をそのまま使用してもよいが、Ｎ，Ｎ
−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエタノ
ールアミン、アミノエチルエタノールアミン等の添加剤
を添加して研磨剤とすることができる。The abrasive of the present invention may use the above-mentioned cerium oxide slurry and additive liquid as they are.
Additives such as -diethylethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, aminoethylethanolamine and the like can be added to make an abrasive.
【００２３】本発明の研磨剤が使用される無機絶縁膜の
作製方法として、低圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が
挙げられる。低圧ＣＶＤ法による酸化珪素膜形成は、Ｓ
ｉ源としてモノシラン：ＳｉＨ4、酸素源として酸素：
Ｏ2を用いる。このＳｉＨ4−Ｏ2系酸化反応を４００℃
以下の低温で行うことにより得られる。場合によって
は、ＣＶＤ後１０００℃またはそれ以下の温度で熱処理
される。高温リフローによる表面平坦化を図るためにリ
ン：Ｐをドープするときには、ＳｉＨ4−Ｏ2−ＰＨ3系
反応ガスを用いることが好ましい。プラズマＣＶＤ法
は、通常の熱平衡下では高温を必要とする化学反応が低
温でできる利点を有する。プラズマ発生法には、容量結
合型と誘導結合型の２つが挙げられる。反応ガスとして
は、Ｓｉ源としてＳｉＨ4、酸素源としてＮ2Ｏを用いた
ＳｉＨ4−Ｎ2Ｏ系ガスとテトラエトキシシラン（ＴＥＯ
Ｓ）をＳｉ源に用いたＴＥＯＳ−Ｏ2系ガス（ＴＥＯＳ
−プラズマＣＶＤ法）が挙げられる。基板温度は２５０
℃〜４００℃、反応圧力は６７〜４００Paの範囲が好ま
しい。As a method of forming an inorganic insulating film using the abrasive of the present invention, a low-pressure CVD method, a plasma CVD method, and the like can be mentioned. Silicon oxide film formation by low pressure CVD
Monosilane: SiH 4 as i source and oxygen as oxygen source:
O 2 is used. This SiH 4 —O 2 -based oxidation reaction is performed at 400 ° C.
It is obtained by performing at the following low temperature. In some cases, heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or lower after CVD. Phosphorus in order to surface planarization by a high temperature reflow: when doped with P, it is preferable to use a SiH 4 -O 2 -PH 3 system reaction gas. The plasma CVD method has an advantage that a chemical reaction requiring a high temperature can be performed at a low temperature under normal thermal equilibrium. The plasma generation method includes two types, a capacitive coupling type and an inductive coupling type. As a reaction gas, a SiH 4 —N 2 O-based gas using SiH 4 as a Si source and N 2 O as an oxygen source, and tetraethoxysilane (TEO)
S) as a Si source using a TEOS-O 2 based gas (TEOS
-Plasma CVD method). Substrate temperature is 250
The reaction pressure is preferably in the range of 67 to 400 Pa.
【００２４】このように、本発明の酸化珪素膜にはリ
ン、ホウ素等の元素がドープされていても良い。同様
に、低圧ＣＶＤ法による窒化珪素膜形成は、Ｓｉ源とし
てジクロルシラン：ＳｉＨ2Ｃｌ2、窒素源としてアンモ
ニア：ＮＨ3を用いる。このＳｉＨ2Ｃｌ2−ＮＨ3系酸化
反応を９００℃の高温で行わせることにより得られる。
プラズマＣＶＤ法は、反応ガスとしては、Ｓｉ源として
ＳｉＨ4、窒素源としてＮＨ3を用いたＳｉＨ4−ＮＨ3系
ガスが挙げられる。基板温度は３００℃〜４００℃が好
ましい。As described above, the silicon oxide film of the present invention may be doped with an element such as phosphorus and boron. Similarly, in forming a silicon nitride film by low-pressure CVD, dichlorosilane: SiH 2 Cl 2 is used as a Si source, and ammonia: NH 3 is used as a nitrogen source. This is obtained by performing the SiH 2 Cl 2 —NH 3 based oxidation reaction at a high temperature of 900 ° C.
In the plasma CVD method, a SiH 4 —NH 3 gas using SiH 4 as a Si source and NH 3 as a nitrogen source is used as a reaction gas. The substrate temperature is preferably from 300C to 400C.
【００２５】基板としては、シリコン基板上に酸化珪素
膜層あるいは窒化珪素膜層が形成された基板、あるい
は、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酸化珪素膜層あるいは窒
化珪素膜層が形成された基板が使用できる。このような
半導体基板上に形成された酸化珪素膜層あるいは窒化珪
素膜層を上記研磨剤で研磨することによって、酸化珪素
膜層表面の凹凸を解消し、半導体基板全面にわたって平
滑な面とすることができる。また、シャロー・トレンチ
分離にも使用できる。シャロー・トレンチ分離に使用す
るためには、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度
の比、酸化珪素膜研磨速度／窒化珪素膜研磨速度が１０
以上であることが必要である。この比が１０未満では、
酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の差が小さ
く、シャロー・トレンチ分離をする際、所定の位置で研
磨を停止することができなくなるためである。この比が
１００以上の場合は窒化珪素膜の研磨速度がさらに小さ
くなって研磨の停止がさらに容易になり、シャロー・ト
レンチ分離により好適である。また、シャロー・トレン
チ分離に使用するためには、研磨時に傷の発生が少ない
ことが必要である。As the substrate, a substrate in which a silicon oxide film layer or a silicon nitride film layer is formed on a silicon substrate, or a semiconductor substrate, ie, a semiconductor substrate in which circuit elements and wiring patterns are formed, and a circuit element are formed. A substrate in which a silicon oxide film layer or a silicon nitride film layer is formed on a semiconductor substrate such as a semiconductor substrate at a different stage can be used. By polishing the silicon oxide film layer or the silicon nitride film layer formed on such a semiconductor substrate with the above-mentioned abrasive, unevenness on the surface of the silicon oxide film layer is eliminated, and a smooth surface is formed over the entire semiconductor substrate. Can be. It can also be used for shallow trench isolation. For use in shallow trench isolation, the ratio of the polishing rate of the silicon oxide film to the polishing rate of the silicon nitride film, the polishing rate of the silicon oxide film / the polishing rate of the silicon nitride film must be 10 or more.
It is necessary to be above. If this ratio is less than 10,
This is because the difference between the polishing rate of the silicon oxide film and the polishing rate of the silicon nitride film is so small that polishing cannot be stopped at a predetermined position when the shallow trench is separated. When this ratio is 100 or more, the polishing rate of the silicon nitride film is further reduced, and the polishing can be stopped more easily, which is more suitable for shallow trench isolation. In addition, in order to use it for shallow trench isolation, it is necessary that the generation of scratches during polishing be small.
【００２６】ここで、研磨する装置としては、半導体基
板を保持するホルダーと研磨布（パッド）を貼り付けた
（回転数が変更可能なモータ等を取り付けてある）定盤
を有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨布として
は、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素
樹脂などが使用でき、特に制限がない。また、研磨布に
はＣＭＰ研磨剤がたまるような溝加工を施すことが好ま
しい。研磨条件には制限はないが、定盤の回転速度は半
導体基板が飛び出さないように２００rpm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
生しないように１kg/cm2以下が好ましい。研磨している
間、研磨布にはスラリーをポンプ等で連続的に供給す
る。この供給量には制限はないが、研磨布の表面が常に
スラリーで覆われていることが好ましい。Here, as an apparatus for polishing, a general polishing machine having a holder for holding a semiconductor substrate and a surface plate to which a polishing cloth (pad) is attached (a motor or the like whose rotation speed can be changed) is attached. The device can be used. As the polishing cloth, general nonwoven fabric, foamed polyurethane, porous fluororesin and the like can be used, and there is no particular limitation. Further, it is preferable that the polishing cloth is subjected to a groove processing for accumulating a CMP abrasive. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the surface plate is preferably 200 rpm or less so that the semiconductor substrate does not pop out, and the pressure applied to the semiconductor substrate is 1 kg / cm 2 or less so that scratches do not occur after polishing. Is preferred. During polishing, the slurry is continuously supplied to the polishing cloth by a pump or the like. Although the supply amount is not limited, it is preferable that the surface of the polishing pad is always covered with the slurry.
【００２７】研磨終了後の半導体基板は、流水中で良く
洗浄後、スピンドライヤ等を用いて半導体基板上に付着
した水滴を払い落としてから乾燥させることが好まし
い。このようにして平坦化されたシャーロー・トレンチ
を形成したあと、酸化珪素絶縁膜層の上に、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
により酸化珪素絶縁膜を形成後、ＣＭＰ研磨剤を用いて
研磨することによって、絶縁膜表面の凹凸を解消し、半
導体基板全面にわた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。After the polishing is completed, the semiconductor substrate is preferably washed well in running water, and then dried using a spin drier or the like to remove water droplets adhering to the semiconductor substrate. After forming the shallow trench thus flattened, an aluminum wiring is formed on the silicon oxide insulating film layer, and a silicon oxide insulating film is formed again between the wirings and on the wiring by the above method. By polishing using a CMP abrasive, irregularities on the surface of the insulating film are eliminated, and a smooth surface is formed over the entire surface of the semiconductor substrate. By repeating this process a predetermined number of times, a semiconductor having a desired number of layers is manufactured.
【００２８】本発明の研磨剤は、半導体基板に形成され
た酸化珪素膜及び窒化珪素膜だけでなく、所定の配線を
有する配線板に形成された酸化珪素膜、ガラス、窒化珪
素膜等の無機絶縁膜、フォトマスク・レンズ・プリズム
などの光学ガラス、ＩＴＯ等の無機導電膜、ガラス及び
結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素
子・光導波路、光ファイバーの端面、シンチレータ等の
光学用単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザＬＥＤ用
サファイヤ基板、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡＳ等の半導体
単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等を研
磨することができる。The abrasive of the present invention can be used not only for a silicon oxide film and a silicon nitride film formed on a semiconductor substrate, but also for an inorganic material such as a silicon oxide film, a glass and a silicon nitride film formed on a wiring board having predetermined wiring. Insulating films, optical glasses such as photomasks, lenses, prisms, etc., inorganic conductive films such as ITO, optical integrated circuits, optical switching elements, optical waveguides composed of glass and crystalline materials, optical fiber end faces, scintillators and other optical applications A single crystal, a solid crystal single crystal, a sapphire substrate for a blue laser LED, a semiconductor single crystal such as SiC, GaP, and GaAs, a glass substrate for a magnetic disk, a magnetic head, and the like can be polished.
【００２９】[0029]
【実施例】次に、実施例により本発明を説明する。Next, the present invention will be described by way of examples.
【００３０】〔酸化セリウム粒子の作製１〕炭酸セリウ
ム水和物２kgを白金製容器に入れ、８００℃で２時間空
気中で焼成することにより黄白色の粉末を約１kg得た。
この粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ酸化セリ
ウムであることを確認した。酸化セリウム粉末１０重量
％になるように純水と混合し、横型湿式超微粒分散粉砕
機を用いて１４００rpmで１２０分間粉砕処理をした。
得られた研磨液を１１０℃で３時間乾燥することにより
酸化セリウム粒子を得た。この酸化セリウム粒子は、透
過型電子顕微鏡による観察から重量平均結晶径が８０nm
であることがわかった。[Preparation 1 of Cerium Oxide Particles] 2 kg of cerium carbonate hydrate was placed in a platinum container and calcined at 800 ° C. for 2 hours in the air to obtain about 1 kg of yellowish white powder.
When this powder was subjected to phase identification by an X-ray diffraction method, it was confirmed that the powder was cerium oxide. The cerium oxide powder was mixed with pure water so as to have a concentration of 10% by weight, and pulverized at 1400 rpm for 120 minutes using a horizontal wet ultrafine particle pulverizer.
The obtained polishing liquid was dried at 110 ° C. for 3 hours to obtain cerium oxide particles. The cerium oxide particles had a weight average crystal diameter of 80 nm from observation with a transmission electron microscope.
It turned out to be.
【００３１】〔酸化セリウム粒子の作製２〕炭酸セリウ
ム水和物２kgを白金製容器に入れ、８００℃で２時間空
気中で焼成することにより黄白色の粉末を約１kg得た。
この粉末をＸ線回折法で相同定を行ったところ酸化セリ
ウムであることを確認した。酸化セリウム粉末１kgをジ
ェットミルを用いて乾式粉砕を行った。この酸化セリウ
ム粒子は、透過型電子顕微鏡による観察から重量平均結
晶径が８０nmであることがわかった。[Preparation 2 of Cerium Oxide Particles] 2 kg of cerium carbonate hydrate was placed in a platinum container and calcined at 800 ° C. for 2 hours in the air to obtain about 1 kg of yellowish white powder.
When this powder was subjected to phase identification by an X-ray diffraction method, it was confirmed that the powder was cerium oxide. 1 kg of cerium oxide powder was dry-ground using a jet mill. Observation with a transmission electron microscope showed that the cerium oxide particles had a weight average crystal diameter of 80 nm.
【００３２】〔酸化セリウムスラリーの作製１〕上記酸
化セリウム粒子の作製１で作製した酸化セリウム粒子１
２５ｇとアクリル酸とアクリル酸メチルを３：１で共重
合した分子量１０，０００のアクリル酸／アクリル酸メ
チル共重合体アンモニウム塩水溶液（４０重量％）３ｇ
と純水２３７２ｇを混合し、撹拌をしながら超音波分散
を行った。超音波周波数は４０kHzで、分散時間１０分
で分散を行った。得られたスラリーを０．８ミクロンフ
ィルターでろ過し、さらに脱イオン水を加えることによ
り２重量％の酸化セリウムスラリー（Ａ−１）を得た。
酸化セリウムスラリー（Ａ−１）のpHは８．５であっ
た。酸化セリウムスラリー（Ａ−１）の粒度分布をレー
ザー回折式粒度分布計（Malvern Instruments社製 Mast
ersizer Microplus、屈折率：１．９２８で測定）で調
べたところ、平均粒子径が０．２０μｍと小さいことが
わかった。また、１．０μｍ以下の粒子が９５．０％で
あった。[Preparation 1 of Cerium Oxide Slurry] Cerium oxide particles 1 prepared in Preparation 1 of cerium oxide particles described above
3 g of an aqueous solution of ammonium salt of acrylic acid / methyl acrylate copolymer having a molecular weight of 10,000 obtained by copolymerizing 25 g of acrylic acid and methyl acrylate at a ratio of 3: 1 (40% by weight)
And 2372 g of pure water were mixed and ultrasonically dispersed while stirring. Dispersion was performed at an ultrasonic frequency of 40 kHz and a dispersion time of 10 minutes. The obtained slurry was filtered through a 0.8-micron filter, and further, deionized water was added to obtain a 2% by weight cerium oxide slurry (A-1).
The pH of the cerium oxide slurry (A-1) was 8.5. The particle size distribution of the cerium oxide slurry (A-1) was measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Mast manufactured by Malvern Instruments).
ersizer Microplus, measured with a refractive index of 1.928), it was found that the average particle size was as small as 0.20 μm. Further, 95.0% of the particles had a size of 1.0 μm or less.
【００３３】〔酸化セリウムスラリーの作製２〕酸化セ
リウム粒子の作製１で作製した酸化セリウム粒子の代わ
りに酸化セリウム粒子の作製２で作製した酸化セリウム
粒子を使用した以外は酸化セリウムスラリーの作製１と
同様の方法で酸化セリウムスラリー（Ａ−２）を作製し
た。この酸化セリウムスラリー（Ａ−２）のpHは８．７
であった。酸化セリウムスラリー（Ａ−２）の粒度分布
を調べたところ、平均粒子径が０．２１μｍと小さいこ
とがわかった。また、１．０μｍ以下の粒子が９５．０
％であった。[Preparation 2 of cerium oxide slurry] Preparation of cerium oxide slurry was performed in the same manner as in preparation 1 of cerium oxide except that cerium oxide particles prepared in preparation 2 of cerium oxide particles were used instead of cerium oxide particles prepared in preparation 1 of cerium oxide particles. A cerium oxide slurry (A-2) was prepared in the same manner. The pH of the cerium oxide slurry (A-2) was 8.7.
Met. Examination of the particle size distribution of the cerium oxide slurry (A-2) revealed that the average particle size was as small as 0.21 μm. 95.0% or less of particles having a size of 1.0 μm or less.
%Met.
【００３４】実施例１〜５及び比較例１〜３ 酸化セリウムスラリーと添加剤液を下記の表１及び表２
のように混合して研磨剤を作製し、絶縁膜層を研磨し
た。その結果を表１及び表２に示す。また、研磨剤のp
H、分散安定性も表１及び表２に示した。Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3 Cerium oxide slurries and additive liquids were prepared as shown in Tables 1 and 2 below.
A polishing agent was prepared by mixing as described above, and the insulating film layer was polished. The results are shown in Tables 1 and 2. Also, the abrasive p
H and dispersion stability are also shown in Tables 1 and 2.
【００３５】〔絶縁膜層の研磨〕多孔質ウレタン樹脂製
の研磨パッドを貼りつけた定盤上に、基板取り付け用の
吸着パッドを貼り付けたホルダーにＴＥＯＳ−プラズマ
ＣＶＤ法で作製した酸化珪素膜（ＳｉＯ2膜）を形成し
た直径１２５mmのシリコンウエハを絶縁膜面を下にして
セットし、研磨荷重が３００g/cm2になるように重りを
のせた。定盤上に上記の酸化セリウムスラリー（固形
分：２重量％）と添加剤液を各々２５ml/minの速度で送
り、定盤の直前で１液になるようにノズルを調節して滴
下しながら、定盤を４０rpmで２分間回転させ、絶縁膜
を研磨した。研磨後ウエハをホルダーから取り外して、
流水で良く洗浄後、超音波洗浄機によりさらに２０分間
洗浄した。洗浄後、スピンドライヤーで水滴を除去し、
１２０℃の乾燥機で１０分間乾燥させた。[Polishing of insulating film layer] A silicon oxide film formed by a TEOS-plasma CVD method on a holder on which a suction pad for attaching a substrate is attached on a surface plate on which a polishing pad made of porous urethane resin is attached. A silicon wafer having a diameter of 125 mm on which the (SiO 2 film) was formed was set with the insulating film face down, and a weight was placed so that the polishing load was 300 g / cm 2 . The above-mentioned cerium oxide slurry (solid content: 2% by weight) and the additive liquid were each sent at a rate of 25 ml / min onto the platen, and the nozzle was adjusted and dropped so as to become one liquid just before the platen. The platen was rotated at 40 rpm for 2 minutes to polish the insulating film. After polishing, remove the wafer from the holder,
After being thoroughly washed with running water, it was further washed for 20 minutes by an ultrasonic washing machine. After washing, remove water droplets with a spin dryer,
It was dried in a dryer at 120 ° C. for 10 minutes.
【００３６】光干渉式膜厚測定装置を用いて、研磨前後
の膜厚変化を測定し、研磨速度を計算した。同様にし
て、ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法で作製した酸化珪素膜
の代わりに低圧ＣＶＤ法で作製した窒化珪素膜（Ｓｉ3
Ｎ4膜）を同じ条件で研磨し、研磨前後の膜厚変化を測
定し、研磨速度を計算した。なお、膜厚測定の結果か
ら、ＴＥＯＳ−プラズマＣＶＤ法で作製した酸化珪素膜
及び低圧ＣＶＤ法で作製した窒化珪素膜は、ウエハ全面
にわたって均一の厚みになっていることを確認した。ま
た、水銀灯の光源下での目視観察で研磨傷を観察した。
また、分散安定性は、７日後の平均粒子径をレーザー回
折式粒度分布計で測定し、０．２７μｍ以下を良好、
０．２８μｍ以上を不良と判断した。The change in film thickness before and after polishing was measured using an optical interference type film thickness measuring apparatus, and the polishing rate was calculated. Similarly, instead of the silicon oxide film formed by the TEOS-plasma CVD method, a silicon nitride film (Si 3
The N 4 film was polished under the same conditions, the change in film thickness before and after polishing was measured, and the polishing rate was calculated. From the result of the film thickness measurement, it was confirmed that the silicon oxide film manufactured by the TEOS-plasma CVD method and the silicon nitride film manufactured by the low-pressure CVD method had a uniform thickness over the entire surface of the wafer. Polishing scratches were observed by visual observation under a light source of a mercury lamp.
The dispersion stability was determined by measuring the average particle size after 7 days with a laser diffraction type particle size distribution analyzer, and 0.27 μm or less was good.
0.28 μm or more was judged to be defective.
【００３７】[0037]
【表１】 [Table 1]
【００３８】[0038]
【表２】 [Table 2]
【００３９】表１から明らかなように、本発明の研磨剤
及び基板の研磨方法を用いることによって、酸化珪素膜
あるいは窒化珪素膜等の被研磨面を、被研磨面にナトリ
ウムイオン等のアルカリ金属汚染をせずに、傷なく、研
磨することが可能で、かつ、酸化珪素膜研磨速度／窒化
珪素膜研磨速度の比を１００以上にし、研磨をストッパ
膜で確実に停止できる研磨剤、及びこれら研磨剤を使用
した基板の研磨が達成できることが分かる。As is clear from Table 1, by using the polishing agent and the method for polishing a substrate of the present invention, a surface to be polished such as a silicon oxide film or a silicon nitride film can be formed on a surface to be polished by an alkali metal such as sodium ion. A polishing agent which can be polished without fouling without being contaminated, and which can make the ratio of the polishing rate of the silicon oxide film / the polishing rate of the silicon nitride film to 100 or more and can reliably stop the polishing by the stopper film; and It can be seen that polishing of the substrate using the abrasive can be achieved.
【００４０】[0040]
【発明の効果】請求項１及び２記載の研磨剤は、シャロ
ー・トレンチ分離用として実用性が高く、傷なく研磨す
ることができるものである。請求項３記載の研磨剤は、
請求項１又は２記載の発明に加えて、酸化珪素絶縁膜研
磨速度と窒化珪素絶縁膜研磨速度の比をより大きくで
き、分散安定性を向上できるものである。請求項４記載
の研磨剤は、請求項１、２又は３記載の発明に加えて、
酸化珪素絶縁膜研磨速度と窒化珪素絶縁膜研磨速度の比
を十分大きくできるものである。The abrasives according to claims 1 and 2 are highly practical for shallow trench isolation and can be polished without scratches. The abrasive according to claim 3 is
In addition to the first or second aspect of the present invention, the ratio between the polishing rate of the silicon oxide insulating film and the polishing rate of the silicon nitride insulating film can be increased, and the dispersion stability can be improved. The abrasive according to claim 4 is, in addition to the invention according to claim 1, 2, or 3,
The ratio between the polishing rate of the silicon oxide insulating film and the polishing rate of the silicon nitride insulating film can be made sufficiently large.
【００４１】請求項５記載の基板の研磨方法は、基板の
被研磨面を、シャロー・トレンチ分離用として実用性が
高く、傷なく研磨することが可能なものである。請求項
６記載の基板の研磨方法は、酸化珪素膜または窒化珪素
膜の被研磨面を、傷なく研磨することが可能なものであ
る。請求項７記載の基板の研磨方法は、パターン状に形
成された酸化珪素膜または窒化珪素膜の被研磨面を、傷
なく研磨することが可能なものである。According to the method for polishing a substrate according to the fifth aspect, the surface to be polished of the substrate is highly practical for shallow trench isolation and can be polished without damage. According to a sixth aspect of the present invention, the surface to be polished of the silicon oxide film or the silicon nitride film can be polished without being damaged. According to a seventh aspect of the present invention, the surface to be polished of the silicon oxide film or the silicon nitride film formed in a pattern can be polished without being damaged.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 圭三 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 (72)発明者 栗原 美穂 茨城県日立市東町四丁目13番１号 日立化 成工業株式会社山崎事業所内 Ｆターム(参考） 4J037 AA08 AA17 AA18 AA21 AA22 AA25 DD24 EE29 EE43 EE46 FF30 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Keizo Hirai 4-3-1-1, Higashicho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Hitachi Chemical Co., Ltd. No. 1 Hitachi Chemical Co., Ltd. Yamazaki Office F-term (reference) 4J037 AA08 AA17 AA18 AA21 AA22 AA25 DD24 EE29 EE43 EE46 FF30
Claims (7)
素膜研磨速度と窒化珪素膜研磨速度の比が１００以上で
ある研磨剤。An abrasive comprising abrasive grains, a surfactant and water, wherein the ratio of the polishing rate of the silicon oxide film to the polishing rate of the silicon nitride film is 100 or more.
酸化セリウムスラリーと、界面活性剤及び水を含む添加
剤液とを混合してなり、酸化珪素膜研磨速度と窒化珪素
膜研磨速度の比が１００以上である研磨剤。2. A mixture of a cerium oxide slurry containing cerium oxide particles, a dispersant and water, and an additive liquid containing a surfactant and water, wherein a ratio of a polishing rate of the silicon oxide film to a polishing rate of the silicon nitride film is obtained. Is 100 or more.
ある請求項１〜２記載の研磨剤。3. The abrasive according to claim 1, wherein the surfactant is an amino acid-based surfactant.
求項１〜３記載の研磨剤。4. The abrasive according to claim 1, wherein the pH (25 ° C.) is 5 or more and 10 or less.
研磨布に押しあて加圧し、請求項１〜４記載の研磨剤を
研磨膜と研磨布との間に供給しながら、基板と研磨定盤
を動かして研磨する膜を研磨する基板の研磨方法。5. A substrate on which a film to be polished is formed is pressed against a polishing cloth of a polishing platen and pressurized, and the polishing agent of claim 1 is supplied between the polishing film and the polishing cloth. A substrate polishing method for polishing a film to be polished by moving a polishing platen.
珪素膜が形成された基板である請求項５記載の基板の研
磨方法。6. The method for polishing a substrate according to claim 5, wherein the substrate is a substrate on which at least a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed.
ターン状に形成された基板である請求項６記載の基板の
研磨方法。7. The substrate polishing method according to claim 6, wherein the substrate is a substrate on which a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed in a pattern.
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