(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウム粒子と、アセチレン結合を有する有機化合物と、水とを含み、
前記アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．００００１質量％以上０．００４質量％以下であり、
前記アセチレン結合を有する有機化合物が、アセチレングリコール類であり、
前記アセチレングリコール類が、下記一般式（１）で表される化合物である、ＣＭＰ研磨液。
【化１】
0005516594.tif 000009
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が１〜５の置換若しくは無置換アルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に炭素数が１〜５の置換又は無置換アルキレン基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０又は正数を表す。）
【請求項２】
前記酸化セリウム粒子及び前記水を含む第１の液と、前記アセチレン結合を有する有機化合物及び前記水を含む第２の液とを混合して得られる、請求項１に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項３】
酸化セリウム粒子と、アセチレン結合を有する有機化合物と、アニオン性置換基を有するビニル化合物を単量体成分として含む組成物を重合させて得られるアニオン性高分子化合物又はその塩と、水とを含み、
前記アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０００００１質量％以上０．００４質量％以下であり、
前記アセチレン結合を有する有機化合物が、アセチレングリコール類であり、
前記アセチレングリコール類が、下記一般式（１）で表される化合物である、ＣＭＰ研磨液。
【化２】
0005516594.tif 000010
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が１〜５の置換若しくは無置換アルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に炭素数が１〜５の置換又は無置換アルキレン基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０又は正数を表す。）
【請求項４】
前記酸化セリウム粒子及び前記水を含む第３の液と、前記アセチレン結合を有する有機化合物、前記アニオン性高分子化合物又はその塩並びに前記水を含む第４の液とを混合して得られる、請求項３に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項５】
前記アニオン性置換基を有するビニル化合物が、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも一種である、請求項３又は４に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項６】
前記アニオン性高分子化合物又はその塩の含有量が、前記アセチレン結合を有する有機化合物の含有量より多い、請求項３〜５のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項７】
前記アニオン性高分子化合物又はその塩の含有量が、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０１〜２．００質量％である、請求項３〜６のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項８】
前記アセチレングリコール類が、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールである、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液を用いて、基体に形成された被研磨膜を研磨する工程を備える、研磨方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のＣＭＰ研磨液を用いて半導体基板に形成された無機絶縁膜を研磨する工程を備える、半導体基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ研磨液、並びに、これを用いた研磨方法及び半導体基板の製造方法に関する。特に、本発明は、半導体素子等の電子部品製造技術における基体表面の平坦化工程、例えば、層間絶縁膜の平坦化工程、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ：浅溝素子分離）の形成工程等において使用されるＣＭＰ研磨液、並びに、これを用いた研磨方法及び半導体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置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。デザインルールは、既に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技術として、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）技術が挙げられる。ＣＭＰ技術は、半導体装置等の電子部品の製造工程において、露光が施される層の表面を平坦化し、露光工程における技術的負担を軽減し、歩留まりを安定させることができる。そのため、ＣＭＰ技術は、例えば層間絶縁膜の平坦化、ＳＴＩの形成等の際に必須となる技術である。【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ケイ素膜等の無機絶縁膜を平坦化するためのＣＭＰ研磨液として、フュームドシリカを含むシリカ系のＣＭＰ研磨液が検討されている。シリカ系のＣＭＰ研磨液は、シリカ粒子を四塩化珪酸に熱分解する等の方法で粒成長させ、ｐＨ調整を行って製造される。しかしながら、このようなＣＭＰ研磨液では、被研磨膜である無機絶縁膜の研磨速度が低下してしまうという技術課題がある。【０００４】
一方、フォトマスクやレンズ等のガラス表面に対するＣＭＰ研磨液として、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液が用いられている。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いことから、研磨に用いても被研磨面に傷が入りにくい。したがって、酸化セリウム粒子は、仕上げ鏡面研磨に有用である。また、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液は、シリカ粒子を含有するＣＭＰ研磨液に比べて研磨速度に優れるという利点がある。また、近年、高純度の酸化セリウム粒子を用いた半導体用ＣＭＰ研磨液が知られている（例えば特許文献１参照）。【０００５】
酸化セリウム粒子は、シリカ粒子に比べ密度が高いため沈降しやすく、研磨速度が低下する場合がある。そのため、研磨速度を向上させる観点から、適当な分散剤を使用することにより酸化セリウム粒子の分散性を向上させたＣＭＰ研磨液が知られている（例えば特許文献２参照）。【０００６】
酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液に添加剤を加えることにより、研磨速度を制御し、グローバルな平坦性を向上させることが知られている（例えば特許文献３参照）。また、平坦性を向上させる観点から、アセチレン結合を有する有機化合物をＣＭＰ研磨液に添加することが知られている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１０６９９４号公報
【特許文献２】特開平１０−１５２６７３号公報
【特許文献３】特開平８−２２９７０号公報
【特許文献４】特開２００８−８５０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年、集積回路の実装密度は更に高くなる傾向にあり、例えばＳＴＩ工程が適用される基板のトレンチ幅においては、より一層の微細化が進んでいる。このような微細化レベルの向上に伴い、半導体基板の表面に生じた研磨傷が半導体基板の信頼性や歩留まりに与える影響が大きくなっている。したがって、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液は、上述のようにシリカ粒子を含有するＣＭＰ研磨液と比較して研磨傷が少ないという利点があるものの、従来の研磨傷の低減レベルでは充分でなく、研磨傷を低減する要求は更に厳しくなっている。【０００９】
また、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液において、研磨傷を低減する手法として、酸化セリウム粒子中の不純物を除去する手法や、酸化セリウム粒子の粒子径を微細化する手法、大粒子を除去する手法等が検討されている。しかし、これらの手法では、被研磨面の平坦性や研磨速度が低下する等の不具合が生じ、研磨傷の発生の抑制と他の特性との両立が難しい場合がある。特に、研磨速度の低下はスループットの低下を引き起こすため、研磨速度の低下を抑制すると共に、研磨傷の発生を抑制することが望まれている。【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することが可能なＣＭＰ研磨液、並びに、これを用いた研磨方法及び半導体基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、砥粒として酸化セリウム粒子を使用したＣＭＰ研磨液において、鋭意検討した結果、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液に、アセチレン結合を有する有機化合物を極微量含有させることによって、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができることを見出した。【００１２】
すなわち、本発明に係るＣＭＰ研磨液の第１の態様は、酸化セリウム粒子と、アセチレン結合を有する有機化合物と、水とを含み、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．００００１質量％（０．１ｐｐｍ）以上０．０１質量％（１００ｐｐｍ）以下である。【００１３】
ＣＭＰ研磨液の第１の態様では、ＣＭＰ研磨液がアセチレン結合を有する有機化合物を上記含有量のように極微量含有することによって、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができる。また、ＣＭＰ研磨液の第１の態様では、凹凸が少ない被研磨面の研磨や、被研磨面の荒削りを行う研磨において、平坦性向上効果（凸部を優先的に研磨する効果）を促進させることもできる。【００１４】
ところで、特許文献４には、アセチレン結合を有する有機化合物を添加することによって、研磨後の被研磨面の平坦性を向上させることが開示されている。しかし、本発明者らは、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量の相違に基づき、本発明と特許文献４の技術とは、研磨時に生じる作用が本質的に異なると推測している。【００１５】
すなわち、特許文献４のＣＭＰ研磨液では、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が高いのに対し、本発明に係るＣＭＰ研磨液の第１の態様では、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が極微量（ｐｐｍオーダー）である。そのため、特許文献４のＣＭＰ研磨液では、アセチレン結合を有する有機化合物による研磨速度の向上効果、及び、研磨傷の低減効果を高度に両立するには限界があるのに対し、本発明に係るＣＭＰ研磨液の第１の態様では、研磨速度の向上効果、及び、研磨傷の低減効果を高度に両立することができる。【００１６】
また、ＣＭＰ研磨液の第１の態様は、酸化セリウム粒子及び水を含む第１の液と、アセチレン結合を有する有機化合物及び水を含む第２の液とを混合して得ることもできる。【００１７】
更に、本発明者らは、酸化セリウム粒子を含有するＣＭＰ研磨液に、アセチレン結合を有する有機化合物を極微量含有させると共に、所定のアニオン性高分子化合物又はその塩を含有させることによっても、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができることを見出した。【００１８】
すなわち、本発明に係るＣＭＰ研磨液の第２の態様は、酸化セリウム粒子と、アセチレン結合を有する有機化合物と、アニオン性置換基を有するビニル化合物を単量体成分として含む組成物を重合させて得られるアニオン性高分子化合物又はその塩と、水とを含み、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量が、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０００００１質量％（０．０１ｐｐｍ）以上０．０５質量％（５００ｐｐｍ）未満である。【００１９】
ＣＭＰ研磨液の第２の態様では、ＣＭＰ研磨液が、アセチレン結合を有する有機化合物を上記含有量のように極微量含有すると共に、所定のアニオン性高分子化合物又はその塩を含有することによって、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができる。また、ＣＭＰ研磨液の第２の態様では、凹凸の多い被研磨面を平坦性よく研磨することもできる。【００２０】
また、ＣＭＰ研磨液の第２の態様は、酸化セリウム粒子及び水を含む第３の液と、アセチレン結合を有する有機化合物、アニオン性高分子化合物又はその塩並びに水を含む第４の液とを混合して得ることもできる。【００２１】
また、アニオン性置換基を有するビニル化合物は、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。この場合、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を更に抑制することができる。【００２２】
また、アニオン性高分子化合物又はその塩の含有量は、アセチレン結合を有する有機化合物の含有量より多いことが好ましい。この場合、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を更に抑制することができる。【００２３】
また、アニオン性高分子化合物又はその塩の含有量は、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０１〜２．００質量％であることが好ましい。この場合、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を更に抑制することができる。【００２４】
また、ＣＭＰ研磨液の第１及び第２の態様において、アセチレン結合を有する有機化合物は、アセチレングリコール類であることが好ましい。アセチレングリコール類は、下記一般式（１）で表される化合物であることがより好ましく、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールであることが更に好ましい。これらの場合、研磨傷の発生を更に抑制することができる。
【化１】
0005516594.tif 000002
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が１〜５の置換若しくは無置換アルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に炭素数が１〜５の置換又は無置換アルキレン基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０又は正数を表す。）【００２５】
本発明に係る研磨方法は、上記ＣＭＰ研磨液を用いて、基体に形成された被研磨膜を研磨する工程を備える。【００２６】
本発明に係る研磨方法では、上記ＣＭＰ研磨液を用いているため、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができる。【００２７】
本発明に係る半導体基板の製造方法は、上記ＣＭＰ研磨液を用いて半導体基板に形成された無機絶縁膜を研磨する工程を備える。【００２８】
本発明に係る半導体基板の製造方法では、上記ＣＭＰ研磨液を用いているため、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、研磨速度の低下を抑制すると共に研磨傷の発生を抑制することができるＣＭＰ研磨液、並びに、これを用いた研磨方法及び半導体基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】酸化ケイ素膜が研磨されて半導体基板にＳＴＩ構造が形成される過程を示す模式断面図である。
【図２】添加剤の濃度と研磨速度及び研磨傷数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００３２】
第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸化セリウム粒子と、アセチレン結合を有する有機化合物（以下、「アセチレン化合物」という）と、水とを含む。第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸化セリウム粒子と、アセチレン化合物と、アニオン性置換基を有するビニル化合物を単量体成分として含む組成物を重合させて得られるアニオン性高分子化合物又はその塩と、水とを含む。以下、ＣＭＰ研磨液の各含有成分について説明する。
【００３３】
（酸化セリウム粒子）
酸化セリウム粒子は、粒子状を有するものであればどのようなものでもよい。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、従来公知の酸化セリウム粒子を広く一般的に使用することができる。
【００３４】
酸化セリウム粒子の製造方法としては、例えば、焼成法、過酸化水素等による酸化法等が挙げられる。酸化セリウム粒子が焼成法により得られる場合、焼成工程では、セリウム化合物を３５０〜９００℃で１時間以上焼成して焼成粉を得ることが好ましい。焼成温度は５００〜９００℃がより好ましく、６００〜９００℃が更に好ましい。焼成時間の上限は３時間程度とすることができる。
【００３５】
線源をＣｕＫα線とする焼成粉の粉末Ｘ線回折パターンにおいて酸化セリウム結晶の（１１１）面による回折ピークの半値幅は、０．２０〜０．５０°が好ましく、０．２０〜０．４０°がより好ましい。この場合、結晶化の度合いが適度であり、且つ、適度な結晶子（最小の結晶単位）の大きさを有する酸化セリウム粒子を得ることができる。上記回折ピークの半値幅は、焼成工程における焼成温度、焼成時間により適宜調整することができる。
【００３６】
製造された酸化セリウム粒子が凝集している場合は、粉砕工程において、凝集した粒子を機械的に粉砕することが好ましい。粉砕方法としては、例えば、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。ジェットミルとしては、例えば、「化学工学論文集」、第６巻第５号、（１９８０）、５２７〜５３２頁に説明されている方法を使用することができる。
【００３７】
砥粒として使用する酸化セリウム粒子は、結晶粒界を有する多結晶酸化セリウム粒子を含むことが好ましい。粉砕工程において、複数の結晶子で構成されると共に結晶粒界を有する多結晶酸化セリウム粒子が形成されるように焼成粉を粉砕することが好ましい。結晶粒界を有する多結晶酸化セリウム粒子は、研磨中に細かくなると同時に、細かくなる前は媒体に触れていない新面（活性面）が次々と現れるため、酸化ケイ素膜に対する高い研磨速度を高度に維持できる。このような酸化セリウム粒子は、例えば再公表特許ＷＯ９９／３１１９５号パンフレットに記載されている。
【００３８】
酸化セリウム粒子の平均粒径は特に制限はないが、一般的に平均粒径が小さいほど研磨速度が低下する傾向があり、平均粒径が大きいほど研磨傷が発生しやすくなる傾向がある。研磨速度を更に向上させる観点から、平均粒径は０．０５μｍ以上が好ましく、０．０７μｍ以上がより好ましい。研磨傷の発生を更に抑制する観点から、平均粒径は１．００μｍ以下が好ましく、０．４０μｍ以下がより好ましい。
【００３９】
なお、酸化セリウム粒子の平均粒径は、酸化セリウム粒子を含む液を測定対象として、レーザー回折散乱式粒度分布計によって測定される体積分布の平均値をいう。測定対象は、ＣＭＰ研磨液を一液で保存する場合は、最終的なＣＭＰ研磨液であり、二液で保存する場合は、混合前における酸化セリウム粒子を含有するスラリーである。
【００４０】
酸化セリウム粒子の平均粒径は、具体的には、測定対象のＣＭＰ研磨液又はスラリーを、測定に適した濃度に希釈して測定サンプルとし、この測定サンプルをレーザー回折散乱式粒度分布計に投入することで測定できる。酸化セリウム粒子の平均粒径は、より具体的には、堀場製作所製のＬＡ−９２０（光源：Ｈｅ−Ｎｅレーザー及びＷレーザー）を用いて以下のようにして測定することができる。まず、Ｈｅ−Ｎｅレーザーに対する測定時透過率（Ｈ）が６０〜７０％になるように、測定対象のＣＭＰ研磨液又はスラリーを、測定に適した濃度に希釈して測定サンプルを得る。そして、この測定サンプルをＬＡ−９２０に投入し、その際に得られた算術平均径（ｍｅａｎサイズ）として平均粒径が得られる。
【００４１】
ＣＭＰ研磨液における酸化セリウム粒子の含有量は、特に制限されるものではないが、酸化セリウム粒子の含有量の下限は、更に良好な研磨速度を得る観点から、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．１０質量％以上が好ましく、０．２０質量％以上がより好ましく、０．３０質量％以上が更に好ましい。酸化セリウム粒子の含有量の上限は、粒子の分散性を向上させ、研磨傷を更に低減する観点から、ＣＭＰ研磨液全質量基準で２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が更に好ましい。
【００４２】
（第１の添加剤：アセチレン化合物）
アセチレン化合物としては、例えば、アルキン類、アセチレンアルコール類及びアセチレングリコール類から選ばれる少なくとも一種が挙げられる。アルキン類としては、１−デシン、５−デシン等が挙げられる。アセチレンアルコール類としては、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２，４−ジメチル−５−ヘキシン−３−オール等が挙げられる。アセチレングリコール類としては、下記一般式（１）で表される化合物等が挙げられる。これらのアセチレン化合物は、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。
【化２】
0005516594.tif 000003
（一般式（１）中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ独立に水素原子又は炭素数が１〜５の置換若しくは無置換アルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６はそれぞれ独立に炭素数が１〜５の置換又は無置換アルキレン基を表し、ｍ、ｎはそれぞれ独立に０又は正数を表す。）
【００４３】
アセチレン化合物としては、研磨傷の低減効果が得られやすい点で、アセチレングリコール類が好ましく、上記一般式（１）で表される化合物がより好ましく、上記一般式（１）においてｍ及びｎが０である化合物が更に好ましく、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオールが特に好ましく、入手容易性や研磨傷低減効果に優れる点で、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールが極めて好ましい。
【００４４】
第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量の下限は、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．００００１質量％（０．１ｐｐｍ）以上であり、研磨傷低減効果がより効率的に得られる観点から、０．００００２質量％（０．２ｐｐｍ）以上が好ましく、０．００００３質量％（０．３ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００００５質量％（０．５ｐｐｍ）以上が更に好ましい。第１の添加剤の含有量の上限は、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０１質量％（１００ｐｐｍ）以下であり、研磨傷低減効果がより効率的に得られる観点から、０．００８質量％（８０ｐｐｍ）以下が好ましく、０．００５質量％（５０ｐｐｍ）以下がより好ましい。第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量が０．００００１質量％以上であると、第１の添加剤を全く添加しない場合（含有量：０質量％）と比較して、急激に研磨傷の数が減少する。第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量が０．０１質量％以下であると、研磨傷の低減効果が得られやすくなる。また、第１の添加剤の含有量は、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、０．００００１〜１０質量部であることが好ましい。
【００４５】
第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量の下限は、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０００００１質量％（０．０１ｐｐｍ）以上であり、研磨傷低減効果がより効率的に得られる観点から、０．０００００３質量％（０．０３ｐｐｍ）以上が好ましく、０．０００００５質量％（０．０５ｐｐｍ）以上がより好ましく、０．００００１質量％（０．１ｐｐｍ）以上が更に好ましく、０．００００５質量％（０．５ｐｐｍ）以上が特に好ましい。第１の添加剤の含有量の上限は、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０５質量％（５００ｐｐｍ）未満であり、研磨傷低減効果がより効率的に得られる観点から、０．０３質量％（３００ｐｐｍ）以下が好ましく、０．０２質量％（２００ｐｐｍ）以下がより好ましく、０．０１質量％（１００ｐｐｍ）以下が更に好ましい。第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量が０．０００００１質量％以上であると、第１の添加剤を全く添加しない場合（含有量：０質量％）と比較して、急激に研磨傷の数が減少する。第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤の含有量が０．０５質量％未満であると、研磨傷の低減効果が得られやすくなる。また、第１の添加剤の含有量は、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、０．００００１〜５０質量部であることが好ましい。
【００４６】
（第２の添加剤：アニオン性高分子化合物又はその塩）
第２の添加剤は、凹凸を有する被研磨面を研磨する際に、被研磨面に吸着して保護膜を形成し、研磨パッドが接触しない凹部において研磨が進行することを抑制し、凸部を優先的に研磨することに好適な化合物である。第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液において、第２の添加剤は、アニオン性置換基を有するビニル化合物を単量体成分として含む組成物を重合させて得られるアニオン性高分子化合物又はその塩である。なお、第２の添加剤が被研磨面に吸着して保護膜を形成することにより、研磨傷の発生が多少抑えられる傾向があるが、単独での使用では、その効果は充分ではない。第２の実施形態に係るＣＭＰ研磨液では、第１の添加剤と第２の添加剤とを併用することにより、顕著な研磨傷低減効果が得られる。
【００４７】
アニオン性置換基を有するビニル化合物のアニオン性置換基としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、オキシラン環、酸無水物が挙げられる。アニオン性置換基を有するビニル化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル等が挙げられる。これらのビニル化合物は、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用することができる。アニオン性高分子化合物又はその塩としては、アクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも一種を単量体成分として含む組成物を重合して得られる重合体又はその塩が好ましい。アニオン性高分子化合物の塩としては、アンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられ、中でもアンモニウム塩が好ましい。
【００４８】
第２の添加剤の重量平均分子量は、１００〜１５００００が好ましく、１０００〜２００００がより好ましい。なお、第２の添加剤の重量平均分子量は、ＧＰＣで測定し、標準ポリスチレン換算した値であり、具体的には、下記の条件が挙げられる。
（条件）
試料：１０μＬ
標準ポリスチレン：東ソー株式会社製標準ポリスチレン（重量平均分子量：１９００００、１７９００、９１００、２９８０、５７８、４７４、３７０、２６６）
検出器：株式会社日立製作所社製、ＲＩ−モニター、商品名「Ｌ−３０００」
インテグレーター：株式会社日立製作所社製、ＧＰＣインテグレーター、商品名「Ｄ−２２００」
ポンプ：株式会社日立製作所社製、商品名「Ｌ−６０００」
デガス装置：昭和電工株式会社製、商品名「Ｓｈｏｄｅｘ  ＤＥＧＡＳ」
カラム：日立化成工業株式会社製、商品名「ＧＬ−Ｒ４４０」、「ＧＬ−Ｒ４３０」、「ＧＬ−Ｒ４２０」をこの順番で連結して使用
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
測定温度：２３℃
流速：１．７５ｍＬ／分
測定時間：４５分
【００４９】
第２の添加剤の含有量の下限は、平坦化特性を更に向上させる観点から、ＣＭＰ研磨液全質量基準で０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．０８質量％以上が更に好ましく、０．１０質量％以上が特に好ましい。第２の添加剤の含有量の上限は、研磨速度を更に向上させると共に砥粒の凝集の発生を抑制する観点から、２．００質量％以下が好ましく、１．００質量％以下がより好ましく、０．５０質量％以下が更に好ましい。また、第２の添加剤の含有量は、第１の添加剤の含有量より多いことが好ましい。
【００５０】
第２の添加剤の含有量は、ＣＭＰ研磨液中の砥粒の分散性の向上及び沈降防止、並びに優れた平坦性を維持する観点から、酸化セリウム粒子１００質量部に対して、１０〜１０００質量部が好ましく、２０〜２００質量部がより好ましい。
【００５１】
（水）
ＣＭＰ研磨液の媒体である水としては、特に制限されないが、脱イオン水、イオン交換水、超純水等が好ましい。ＣＭＰ研磨液における水の含有量は、上記含有成分の含有量の残部でよく、ＣＭＰ研磨液中に含有されていれば特に限定されない。なお、ＣＭＰ研磨液は、必要に応じて水以外の溶媒、例えばエタノール、酢酸、アセトン等の極性溶媒等を更に含有してもよい。
【００５２】
（その他の成分）
ＣＭＰ研磨液には、酸化セリウム粒子を水に分散させるために分散剤を添加することができる。分散剤としては、水溶性ノニオン性分散剤、水溶性カチオン性分散剤、水溶性両性分散剤等の公知の分散剤を使用することができる。また、分散剤としては、第２の添加剤であるアニオン性高分子化合物と同じ化合物及び異なる化合物のいずれも使用することができる。分散剤としてアニオン性高分子化合物を用いる場合には、ＣＭＰ研磨液全体におけるアニオン性高分子化合物の含有量を上記第２の添加剤の含有量の範囲内とすることや、他の含有成分を混合する前に、他の含有成分に影響を与えない程度に少量のアニオン性高分子化合物を酸化セリウム粒子と予め混合することが好ましい。
【００５３】
分散剤の含有量は、砥粒として用いる酸化セリウム粒子１００質量部に対して０．１〜５．０質量部が好ましく、０．１〜２．０質量部がより好ましい。分散剤の含有量が０．１質量部以上であると、砥粒の安定性を向上させることが可能であり、５．０質量部以下であると、砥粒の凝集を抑制することが可能である。
【００５４】
分散剤の重量平均分子量は、１００〜１５００００が好ましく、１０００〜２００００がより好ましい。なお、分散剤の重量平均分子量は、ＧＰＣで測定し、標準ポリスチレン換算した値である。
【００５５】
ＣＭＰ研磨液は、上記成分の他に、ｐＨ調整剤、着色剤等のように一般にＣＭＰ研磨液に使用される材料を、ＣＭＰ研磨液の作用効果を損なわない範囲で含有してもよい。ｐＨ調整剤としては、硝酸、硫酸、酢酸等の酸成分、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム等のアルカリ成分などが挙げられる。
【００５６】
（ＣＭＰ研磨液の特性）
ＣＭＰ研磨液のｐＨは、ＣＭＰ研磨液の保存安定性を向上させ研磨傷の発生を更に抑制する観点から、３〜１０の範囲が好ましい。ＣＭＰ研磨液のｐＨは、上記ｐＨ調整剤により調整可能である。
【００５７】
ＣＭＰ研磨液のｐＨは、ｐＨメータ（例えば、電気化学計器社製、型番「ＰＨＬ−４０」）で測定することができる。より具体的には、ｐＨは標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：６．８６（２５℃））を用いて、２点校正した後、電極を研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値をｐＨの値として測定することができる。
【００５８】
ＣＭＰ研磨液の粘度は特に制限されるものではないが、ＣＭＰ研磨液の保存安定性を向上させる観点から、０．５〜５ｍＰａ・ｓが好ましい。ＣＭＰ研磨液の粘度は、例えばウベローデ粘度計により測定することができる。なお、二液式ＣＭＰ研磨液の場合には、優れた保存安定性を得る観点から、酸化セリウムを含有するスラリーの粘度が０．５〜５ｍＰａ・ｓであることが好ましい。
【００５９】
ＣＭＰ研磨液は、必要な原料を全て含む一液式で保存してもよく、含有成分を二液に分け、使用時に両液を混合してＣＭＰ研磨液を得る二液式で保存してもよい。第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、例えば、酸化セリウム粒子及び水を含むスラリー（第１の液、以下「酸化セリウムスラリー」という）と、第１の添加剤及び水を含む添加液（第２の液）との二液に分けられる。第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、例えば、酸化セリウム粒子及び水を含むスラリー（第３の液、以下「酸化セリウムスラリー」という）と、第１の添加剤、第２の添加剤及び水を含む添加液（第４の液）との二液に分けられる。なお、分散剤は、必要に応じて酸化セリウムスラリーに含まれることが好ましい。また、前記酸化セリウムスラリーは、濃縮状態として保存し、研磨に際して水等の希釈剤で希釈して使用することもできる。なお、この形態では、例えば、前記第１実施形態に係るＣＭＰ研磨液は、酸化セリウムスラリーと、添加液と、希釈液の合計三つの液となるが、本明細書ではこの形態も二液式と総称する。また、前記一液式のＣＭＰ研磨液も、濃縮状態として保存し、研磨に際して希釈して使用でき、この形態も一液式と総称する。
【００６０】
酸化セリウムスラリーと添加液とに分けた二液式としてＣＭＰ研磨液を保存する場合、これら二液の配合を任意に変えることにより、平坦化特性及び研磨速度を調整することができる。二液式の場合、酸化セリウムスラリーの配管とは別の配管で添加液を送液し、供給配管出口の直前でスラリーの配管と添加液の配管とを合流させて両液を混合しＣＭＰ研磨液を得た後に、ＣＭＰ研磨液を研磨定盤上に供給する方法や、研磨直前に酸化セリウムスラリーと添加液とを混合する方法がとられる。
【００６１】
（研磨方法及び半導体基板の製造方法）
本実施形態に係る研磨方法は、上記ＣＭＰ研磨液を用いて、基体に形成された被研磨膜を研磨する工程を備える。本実施形態に係る半導体基板の製造方法は、上記ＣＭＰ研磨液を用いて半導体基板に形成された被研磨膜を研磨する工程を備える。被研磨膜は、例えば、酸化ケイ素膜等の無機絶縁膜である。
【００６２】
以下、図１を参照しながら、上記ＣＭＰ研磨液を用いてＳＴＩ構造を形成する研磨方法及び半導体基板の製造方法について具体的に説明する。ＣＭＰ研磨液を用いた研磨方法及び半導体基板の製造方法は、半導体基板に形成された被研磨膜を高い速度で研磨する第１の工程（荒削り工程）と、残りの被研磨膜を比較的低い速度で研磨して被研磨面が最終的に平坦になるように研磨する第２の工程（仕上げ工程）とを有する。
【００６３】
図１は、被研磨膜が研磨されて半導体基板にＳＴＩ構造が形成される過程を示す模式断面図である。図１（ａ）は、研磨前の基板を示す模式断面図である。図１（ｂ）は、第１の工程後の基板を示す模式断面図である。図１（ｃ）は、第２の工程後の基板を示す模式断面図である。
【００６４】
図１に示すように、ＳＴＩ構造を形成する過程では、シリコン基板（半導体基板）１上に成膜した酸化ケイ素膜（無機絶縁膜）３の段差Ｄを解消するため、部分的に突出した不要な箇所をＣＭＰによって優先的に除去する。なお、表面が平坦化した時点で適切に研磨を停止させるため、酸化ケイ素膜３の下には、研磨速度の遅いストッパ膜２を予め形成しておくことが好ましい。ストッパ膜としては、窒化ケイ素膜が一般的であるが、他にポリシリコン膜等も使用される。第１及び第２の工程を経ることによって酸化ケイ素膜３の段差Ｄが解消され、埋め込み部分５を有する素子分離構造が形成される。
【００６５】
酸化ケイ素膜３を研磨するには、酸化ケイ素膜３の被研磨面と研磨パッドとが当接するように研磨パッド上にシリコン基板１を配置し、研磨パッドによって酸化ケイ素膜３の被研磨面を研磨する。より具体的には、酸化ケイ素膜３の被研磨面を研磨定盤の研磨パッドに押圧した状態で、被研磨面と研磨パッドとの間に研磨液を供給しながら、基板と研磨パッドを相対的に動かすことによって酸化ケイ素膜３を研磨する。
【００６６】
上記ＣＭＰ研磨液は、第１の工程及び第２の工程のいずれにも好適に使用することができる。中でも、第２の工程には、第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液を使用することが好ましい。これにより、更に良好な研磨速度と、研磨傷の更なる低減とを両立することが可能となる上、凹凸を有する被研磨面を平坦性よく研磨することができる。
【００６７】
また、第１の工程及び第２の工程を分けることなく、一段階で同一のＣＭＰ研磨液を用いて研磨することも可能である。この場合も、凹凸を解消し平坦な被研磨面を得る点で、第２実施形態に係るＣＭＰ研磨液を用いることが好ましい。
【００６８】
研磨に用いる研磨装置としては、例えば、基板を保持するホルダーと、研磨パッドが貼り付けられる研磨定盤と、研磨パッド上に研磨液を供給する手段とを備える装置が好適である。研磨装置としては、例えば、荏原製作所株式会社製の研磨装置（型番：ＥＰＯ−１１１）、ＡＭＡＴ製の研磨装置（商品名：Ｍｉｒｒａ３４００、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ研磨機）等が挙げられる。
【００６９】
研磨部材として研磨パッドを例示したが、研磨部材はこれに限られるものではない。研磨パッドとしては、特に制限はなく、例えば、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂等を使用することができる。また、研磨パッドは、研磨液が溜まるような溝加工が施されたものが好ましい。また、研磨パッドは、ＣＭＰ研磨液の表面張力が研磨パッド表面の臨界表面張力より小さくなるようなものが好ましい。これらの研磨パッドを用いることにより、ＣＭＰ研磨液が研磨パッド上で均一に分散することができる。
【００７０】
研磨条件としては、特に制限はないが、基板が飛び出さないようにする見地から、研磨定盤の回転速度は２００ｍｉｎ−１以下が好ましい。また、基板にかける圧力（加工荷重）は、研磨面の傷の増加を更に抑制するという見地から、１００ｋＰａ以下が好ましい。加工荷重は、研磨速度の被研磨面内の均一性及びパターンの平坦性を満足するため、５〜５０ｋＰａがより好ましい。研磨中は、ポンプ等によって研磨パッドに研磨液を連続的に供給することが好ましい。研磨液の供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨液で覆われるようにすることが好ましい。具体的には、研磨パッドの面積１ｃｍ２当たり研磨液が０．００５〜０．４０ｍｌ／ｍｉｎ供給されることが好ましい。
【００７１】
研磨終了後、流水中で基板を充分に洗浄し、更にスピンドライヤ等を用いて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。このような処理により、基板表面の凹凸を解消し、基板全面にわたって平滑な面を得ることができる。また、膜の形成及びこれを研磨する工程を所定の回数繰り返すことによって、所望の層数を有する基板を製造することができる。
【００７２】
このようにして得られた基板は、種々の電子部品として使用することができる。具体例としては、半導体素子、フォトマスク・レンズ・プリズム等の光学ガラス、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、固体レーザー単結晶、青色レーザー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、磁気ヘッド等が挙げられる。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例により本発明を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。【００７４】
［実施例１〜２、４〜８、参考例３、比較例１〜５］
（酸化セリウム粒子の作製）
酸化セリウム粒子を焼成法により作製した。すなわち、炭酸セリウム約６ｋｇをアルミナ製容器に入れ、８００℃で２時間空気中で焼成することにより黄白色の焼成粉末を約３ｋｇ得た。線源をＣｕＫα線とするＸ線回折法でこの焼成粉末の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。また、粉末Ｘ線回折パターンから求められる酸化セリウム結晶の（１１１）面による回折ピークの半値幅は０．３１°であった。
【００７５】
上記により得られた酸化セリウム粉末３ｋｇをジェットミルを用いて、複数の結晶子で構成され、結晶粒界を有する多結晶の酸化セリウム粒子が残存するように乾式粉砕した。粉砕時間および粉砕圧力のいずれかまたは両方を調整し、平均粒径が０．１８μｍ及び０．２０μｍの酸化セリウム粒子をそれぞれ得た。酸化セリウム粒子の平均粒径は、堀場製作所製のＬＡ−９２０（光源：Ｈｅ−Ｎｅレーザー及びＷレーザー）を用いて測定した。【００７６】
（ＣＭＰ研磨液の調製）
表１，２に示すように、平均粒径が０．１８μｍ又は０．２０μｍの酸化セリウム粒子を分散剤を使用して水に分散させ、分散液を得た。得られた分散液に表１，２に示す第２の添加剤の水溶液を添加し、更に第１の添加剤を加えて、表１，２に示す配合量で各成分を含有するＣＭＰ研磨液を得た。なお、分散剤の配合量は、第１，第２の添加剤の配合量に影響を与えない程度の少量とした。【００７７】
ｐＨメータ（電気化学計器社製、型番「ＰＨＬ−４０」）を用いて、各ＣＭＰ研磨液のｐＨを測定した。標準緩衝液（フタル酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液  ｐＨ：６．８６（２５℃））を用いて２点校正した後、電極をＣＭＰ研磨液に入れて、２分以上経過して安定した後の値をｐＨとした。【００７８】
（ベアウエハ及びパターンウエハの準備）
φ２００ｍｍのシリコン（Ｓｉ）基板上に、プラズマ−ＣＶＤ法で厚さ１０００ｎｍの酸化ケイ素（ＳｉＯ２）膜を成膜して、被研磨膜として平坦な酸化ケイ素膜を有するベアウエハを得た。【００７９】
また、凹凸のある酸化ケイ素膜を被研磨膜として有するパターンウエハ（ＡＤＶＡＮＴＥＣＨ製、商品名：ＳＥＭＡＴＥＣＨ８６４）を準備した。このパターンウエハは、φ２００ｍｍのシリコン基板上の一部にストッパ膜として窒化ケイ素膜を形成させ、窒化ケイ素膜の無い部分のシリコン基板を３５０ｎｍエッチングして凹部を形成し、次いで、プラズマ−ＣＶＤ法で６００ｎｍの酸化ケイ素膜をストッパ膜上及び凹部内に成膜して得られたものである。パターンウエハは、線幅がＬｉｎｅ／Ｓｐｅｃｅ＝５００／５００μｍ、１００／１００μｍのパターンをそれぞれ有している。【００８０】
上記ＣＭＰ研磨液を用いてベアウエハ及びパターンウエハの酸化ケイ素膜をそれぞれ研磨した。また、研磨したウエハを用いて、研磨傷の数、研磨速度及び研磨後の残段差を下記の条件で測定した。なお、実施例１〜２、４〜６、参考例３、比較例１〜５における基板の研磨及び各測定は、同日に行った。
【００８１】
研磨装置（荏原製作所株式会社製研磨装置：型番ＥＰＯ１１１）を用いて各ウエハを以下のように研磨した。まず、基板取り付け用の吸着パッドを貼り付けたホルダーに、上記ベアウエハ又はパターンウエハをセットした。次に、上記研磨装置のφ６００ｍｍの研磨定盤に、多孔質ウレタン樹脂製の研磨パッド（溝形状：パーフォレートタイプ、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社製、型番ＩＣ１０００）を貼り付けた。更に、被研磨膜が研磨パッドと対向するように上記ホルダーを設置した。加工荷重は３４．３ｋＰａに設定した。【００８２】
ＣＭＰ研磨液を研磨定盤上に２００ｍｌ／ｍｉｎの速度で滴下しながら、研磨定盤と、ベアウエハ又はパターンウエハとをそれぞれ５０ｍｉｎ−１で１分間回転させ、研磨パッドにより被研磨膜を研磨した。研磨後のウエハを純水で良く洗浄後、乾燥した。【００８３】
（研磨傷数の測定）
研磨終了後のベアウエハについて、ＡＭＡＴ製Ｃｏｍｐｌｕｓを用いて、検出異物サイズを０．２μｍに設定して異物を検出した。検出される異物には、傷以外の付着物が含まれるため、ＳＥＭで各異物を観察し、凹みを研磨傷と判断し、研磨傷数をカウントした。なお、測定には、死角面積３０００ｍｍ２のφ２００ｍｍベアウエハを使用した。研磨傷数の測定結果を表１，２に示す。【００８４】
（研磨速度の測定）
ＳＣＲＥＥＮ製のＲＥ−３０００を用いてベアウエハにおける酸化ケイ素膜の研磨前後の膜厚を測定し、１分当たりの研磨速度を算出した。研磨速度の測定結果を表１，２に示す。【００８５】
（平坦性の評価：研磨後残段差の測定）
パターンウエハ研磨後、Ｌｉｎｅ／Ｓｐｅｃｅ＝５００／５００μｍ、１００／１００μｍの部分で、研磨後に残った段差（研磨後残段差）を測定した。結果を表１，２に示す。なお、表１，２では、Ｌｉｎｅ／Ｓｐｅｃｅ＝５００／５００μｍの部分の段差を「段差５００／５００」として示し、Ｌｉｎｅ／Ｓｐｅｃｅ＝１００／１００μｍの部分の段差を「段差１００／１００」として示した。【００８６】
【表１】
0005516594.tif 000004
【００８７】
【表２】
0005516594.tif 000005
【００８８】
なお、表１，２中の分散剤及び添加剤において、「Ａ」〜「Ｅ」で表される化合物は、下記の通りである。
Ａ：アクリル酸とアクリル酸メチルとを共重合して得られた重量平均分子量１００００のポリアクリル酸アンモニウム塩（東亞合成（株）製、製品名Ａ６１１４）。
Ｂ、Ｄ：亜硫酸カリウムを開始剤にアクリル酸モノマーを重合して得られた重量平均分子量４０００のポリアクリル酸カリウム塩。
Ｃ：２，２’−アゾビスイソブチロニトルを開始剤にアクリル酸モノマーを重合して得られた重量平均分子量４０００のポリアクリル酸アンモニウム塩。
Ｅ：亜硫酸アンモニウムを開始剤にアクリル酸モノマーを重合して得られた重量平均分子量４０００のポリアクリル酸アンモニウム塩。【００８９】
各化合物の重量平均分子量は、下記の条件で求めた。
（条件）
試料：１０μＬ
標準ポリスチレン：東ソー株式会社製標準ポリスチレン（重量平均分子量：１９００００、１７９００、９１００、２９８０、５７８、４７４、３７０、２６６）
検出器：株式会社日立製作所社製、ＲＩ−モニター、商品名「Ｌ−３０００」
インテグレーター：株式会社日立製作所社製、ＧＰＣインテグレーター、商品名「Ｄ−２２００」
ポンプ：株式会社日立製作所社製、商品名「Ｌ−６０００」
デガス装置：昭和電工株式会社製、商品名「Ｓｈｏｄｅｘ  ＤＥＧＡＳ」
カラム：日立化成工業株式会社製、商品名「ＧＬ−Ｒ４４０」、「ＧＬ−Ｒ４３０」、「ＧＬ−Ｒ４２０」をこの順番で連結して使用
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
測定温度：２３℃
流速：１．７５ｍＬ／分
測定時間：４５分【００９０】
表１，２に示されるように、実施例１〜２、４〜８、参考例３のＣＭＰ研磨液では、いずれも研磨速度と研磨後の表面の平坦性に優れる上、研磨傷数が少ないことが確認された。これに対し、比較例１〜５では、実施例１〜２、４〜８、参考例３よりも研磨傷数が増加することが確認された。
【００９１】
［実施例９〜１１、１３、参考例１２、１４、比較例６〜９］
実施例９〜１１、１３、参考例１２、１４及び比較例６〜９では、酸化セリウムの平均粒径を０．１８μｍに固定して、研磨特性に対する第１の添加剤の濃度の影響を観察した。同時に、研磨特性に対する酸化セリウム粒子の濃度の影響を確認するため、実施例１３及び参考例１４では酸化セリウム濃度を０．５０質量％に固定し、実施例９〜１１、参考例１２、比較例６〜９では酸化セリウム濃度を１．００質量％に固定した。なお、主に平坦化剤として機能する第２の添加剤は添加しなかった。
【００９２】
表３に示す第１の添加剤の水溶液を分散液に添加してＣＭＰ研磨液を得たことを除き実施例１〜２、４〜８、参考例３と同様にして、表３に示す各配合量で各成分を含有するＣＭＰ研磨液を作製し、ベアウエハを研磨した後の研磨傷数及び研磨速度を測定した。なお、実施例９〜１１、１３、参考例１２、１４、比較例６〜９における各測定は、同日に行った。各測定結果を表３に示す。また、実施例９〜１１、参考例１２、比較例６〜９の測定結果を図２に示す。図２は、第１の添加剤の濃度と研磨速度及び研磨傷数との関係を示す図である。図２では、左軸が研磨速度を示し、右軸が研磨傷数を示している。
【００９３】
【表３】
0005516594.tif 000006
【００９４】
表３に示されるように、実施例９〜１１、１３、参考例１２、１４では、研磨傷の低減効果が確認され、研磨速度は高く維持されることが確認された。また、実施例９〜１１、参考例１２よりも砥粒の含有量が少ない実施例１３及び参考例１４においても、研磨傷が低減されていることが確認された。一方、比較例６〜９では、研磨傷数が増加することが確認された。
【００９５】
［実施例１５〜１８、参考例１９、比較例１０〜１２］
実施例１５〜１８、参考例１９、比較例１０〜１２では、研磨特性に対する第１の添加剤の濃度による影響を観察した。実施例１〜２、４〜８、参考例３と同様にして、表４に示す各配合量で各成分を含有するＣＭＰ研磨液を作製した。各ＣＭＰ研磨液を用いて、ベアウエハについて研磨傷数及び研磨速度を測定し、パターンウエハについて研磨後に残った段差を測定した。なお、実施例１５〜１８、参考例１９、比較例１０〜１２における各測定は、同日に行った。各測定結果を表４に示す。
【００９６】
【表４】
0005516594.tif 000007
【００９７】
表４に示されるように、実施例１５〜１８、参考例１９では、研磨傷の低減効果が確認され、研磨速度は高く維持されていることが確認された。一方、比較例１０〜１２では、研磨傷数が増加することが確認された。
【００９８】
［実施例２０〜２２］
実施例２０〜２２では、ＣＭＰ研磨液の供給方法が研磨特性に与える影響を観察した。【００９９】
実施例２０では、実施例１と同じ配合量のＣＭＰ研磨液（１液式）を再度調整した。【０１００】
実施例２１では、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、第１の添加剤及び第２の添加剤を含む添加液とを、別々の配管で供給し、滴下直前で配管を１つにして混合し、最終的に実施例１と同じ配合量のＣＭＰ研磨液となるようにした。【０１０１】
実施例２２では、実施例２１と同様の酸化セリウムスラリーと添加液とを別々の配管で供給し、研磨パッド上で混合して、最終的に実施例１と同じ配合量のＣＭＰ研磨液となるようにした。【０１０２】
各ＣＭＰ研磨液を用いて、ベアウエハについて研磨傷数及び研磨速度を測定し、パターンウエハについて研磨後に残った段差を測定した。なお、実施例２０〜２２における各測定は、同日に行った。各測定結果を表５に示す。【０１０３】
【表５】
0005516594.tif 000008
【０１０４】
表５に示されるように、実施例２０〜２２では、同一の研磨傷の低減効果が確認され、研磨速度は高く維持されていることが確認された。
【符号の説明】
【０１０５】
１…シリコン基板（半導体基板）、２…ストッパ膜、３…酸化ケイ素膜（無機絶縁膜）、５…埋め込み部分、Ｄ…酸化ケイ素膜の膜厚の標高差（段差）。
【図１】
0005516594.tif 000011
【図２】
0005516594.tif 000012