(57)【要約】本発明は、浅いトレンチ素子分離用の化学・機械的な研磨スラリーに係り、さらに詳しくは、脱イオン水、研磨粒子、研磨粒子分散剤により構成された研磨剤水溶液と、カルボン酸ポリマー系の化合物、含窒素有機環状化合物、アミン系の化合物により構成された添加剤水溶液と、からなる浅いトレンチ素子分離用の化学・機械的な研磨スラリーに関する。本発明においては、除去選択比を高めるために、アクリル酸ポリマー系の化合物に含窒素有機環状化合物を加えて窒化膜の研磨速度を格段に遅らせ、しかも、シリコン酸化膜の水化加速剤としてのアミン系の化合物を加えてシリコン酸化膜の除去速度を高めており、これにより、高選択比の化学・機械的な研磨スラリーが得られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレンチ素子分離用の化学・機械的な研磨スラリーにおいて、
前記スラリーは、脱イオン水、研磨粒子、研磨粒子分散剤により構成された研磨剤水溶液と、除去選択比を高めるための添加剤水溶液と、からなり、
研磨剤水溶液１００重量部に対して、添加剤水溶液が５０〜３００の重量部で混合されていることを特徴とする化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項２】
研磨剤水溶液は、脱イオン水、研磨粒子０．０１〜３０重量％及び界面活性剤０．１〜１０重量％を含んでなることを特徴とする請求項１に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項３】
添加剤水溶液は、脱イオン水、ポリ（メタ）アクリル酸系の重合体０．００１〜５重量％、含窒素有機環状化合物０．００１〜４重量％、アミン系の化合物０．００１〜３重量％を含んでなることを特徴とする請求項２に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項４】
前記研磨粒子は、セリア、アルミナ、シリカ及びチタニアよりなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項５】
前記研磨粒子は、０．００２〜１０マイクロメートルの粒径を有することを特徴とする請求項４に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項６】
界面活性剤は、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリメタアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸アミン塩、ポリメタアクリル酸アミン塩、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）アンモニウム塩、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）アミン塩、ポリ（エチレン−コ−メタアクリル酸）アンモニウム塩、ポリ（エチレン−コ−メタアクリル酸）アミン塩よりなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項７】
界面活性剤の分子量は、１，０００〜１，２５０，０００であることを特徴とする請求項６に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項８】
ポリ（メタ）アクリル酸系の重合体は、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）及びポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）よりなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項９】
含窒素有機環状化合物は、１，３，５−トリアジン、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリオール（シアヌル酸）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリクロライド（シアヌリッククロライド）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリチオール（トリチオシアヌリックアシッド）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリチオールソジウムソルト、１，３，５−トリアジン−２，４，７−トリチオールトリソジウムソルトノナハイドレート、３，５，７−トリアミノ−ｓ−トリアゾロ［４，３−ａ］−ｓ−トリアジン、１，３，５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリアリーロキシ−１，３，５−トリアジン、トリアリール−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、５−アザシチジン、５−アザシトシン、４−アミノ−１−β−Ｄ−アラビノフラシル−１，３，５−トリアジン−２（１Ｈ）−オン、シアヌリックフルオライド、２−クロロ−４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリアリーロキシ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン、２−クロロ−４，６−ジアミノ−１，３，５−トリアジン、メラミン、２，４，６−トリ（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（１′−アジリジニル）−１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン−３，５（２Ｈ，４Ｈ）−ジオン（６−アズラシル）、６−アザ−２−チミン、６−アザ−２−チオチミン、６−アザ−２−チオウリジン、６−アザウラシル、３−アミノ−５，６−ジメチル−１，２，４−トリアジン、３−（２−ピリジル）−５，６−ジフェニル−１，２，４−トリアジン、３−（２−ピリジル）−５，６−ビス（５−スルホ−２−フリル）−１，２，４−トリアジンジソジウムソルトトリハイドレート、３−（２−ピリジル）−５，６−ジフェニル−１，２，４−トリアジンｐ，ｐ′−ジスルホニックアシッドモノソジウムソルトハイドレート、５，６−ジ−２−フリル−３−（２−ピリジル）−１，２，４−トリアジンよりなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項１０】
アミン系の化合物は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドペンタハイドレート、テトラメチルアンモニウムフルオライド、テトラメチルアンモニウムフルオライドテトラハイドレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムニトレート、テトラメチルアンモニウムサルフェートハイドレート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムカーボネート、テトラメチルアンモニウムホルマート、テトラメチルアンモニウムシリケート、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラメチルアンモニウムチオアセテート、テトラメチルアンモニウムトリアセトキシボロハイドライド、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラメチルアンモニウム（１−ヒドロキシエチリジン）ペンタカルボニルクロミウム、テトラメチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェイト、テトラメチルアンモニウムハイドロジェンフタレート、テトラメチルアンモニウムハイドロジェンサルフェートよりなる群から選ばれたいずれか１種以上であることを特徴とする請求項３に記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項１１】
前記化学・機械的な研磨スラリーは、脱イオン水を研磨剤水溶液に対して５００重量部まで加えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【請求項１２】
化学・機械的な研磨スラリーは、塩酸、硫酸、硝酸、ＫＯＨ、アンモニアよりなる群から選ばれたいずれか１種以上を用い、ｐＨが６〜８になるように調節することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の化学・機械的な研磨スラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、浅いトレンチ素子分離用の化学・機械的な研磨スラリーにおいて、シリコン酸化膜を選択的に除去する上で有効な化学・機械的な研磨スラリーを提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
ここ数年間における半導体技術の発達には目を見張るものがあり、これに伴い、素子の微細化及び高集積化がなお一層進んできている。メモリー半導体の場合、集積度が次第に高くなるに伴い、キャパシターの容量を増やす目的で、キャパシターの位置がＣＵＢ（Capacitor Under Bitline）からＣＯＢ（Capacitor Over Bitline）へと変わり、且つ、キャパシターがシリンダー状の構造へと変わりつつある。また、ロジックチップに多層配線が用いられるに伴い、積層過程が連続して伴われるため、これらの工程後には、ウェーハには表面段差が生じてしまう。この表面段差に起因して、後続する工程に多くの問題点が引き起こされる。これらの問題点を解消するために、化学・機械的な研磨（Chemical Mechanical Polishing；「ＣＭＰ」）工程を導入して平坦化を行っている。
【０００３】
化学・機械的な研磨工程が用いられる工程の一つが、浅いトレンチ素子分離である。浅いトレンチ素子分離は、半導体素子の製造工程中に活性化領域を分離する方法である。これは、シリコンの上にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を蒸着した後、エッチングによりシリコンまでトレンチを形成し、次いで、シリコン酸化膜の穴埋めを行った後、化学・機械的な研磨により平坦化を行い、所望の活性化領域を確保する技術である。しかしながら、トレンチにシリコン酸化膜の穴埋めを行った後、化学・機械的な研磨を行うことにより、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜が露出される。このとき、低い除去選択比を有するスラリーを用いる場合、シリコン窒化膜の除去量が多くなる。ここで、除去選択比とは、シリコン酸化膜の除去速度に対するシリコン窒化膜の除去速度の比のことである。シリコン窒化膜の損失は、フィールド酸化膜の厚さのバラツキを引き起こし、その結果、過研磨マージンを減らす。
【０００４】
ホサリらのアメリカ特許第５，７３８，８００号公報によれば、ＣＭＰスラリーは、水性媒質、研磨剤粒子、界面活性剤、及びそれぞれシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜と錯化される分離性の陽子を有する２以上の官能基を有する錯化剤を含む。前記特許によれば、ＣＭＰスラリーのうち、錯化剤と併用される界面活性剤は、通常の界面活性剤の機能（すなわち、微粒子分散体の安定化）は行わないものの、錯体の表面からシリコン窒化膜を除去する速度には影響を及ぼすとされている。界面活性剤と錯化剤との間に働く相互化学作用については開示されていない。前記特許によれば、スラリー組成物は、従来のＣＭＰスラリーよりは優れた選択性を示すが、それは、狭いｐＨの範囲（約６〜７）内に限ってのことである。
【０００５】
グローバーらのアメリカ特許第５，７５９，９１７号公報には、集積回路及び半導体を製造する間に、シリコン窒化膜フィルムの研磨防止層に優先して過度に埋め込まれたシリコン酸化膜を選択的に研磨するためのＣＭＰスラリーが開示されている。グローバーらによれば、ＣＭＰスラリーは、カルボン酸、塩及び約３〜１１の範囲内のｐＨにおいて可溶性を示すセリウム化合物を含む。前記特許によれば、約５〜１００のシリコン窒化膜に対するシリコン酸化膜の除去選択比を得ることができるが、実施例のうち最高の選択性を示すと報告されているものは、３４．８９であり、実質的に、ほとんどの実施例においては、２０未満の選択性が得られている。
【０００６】
大韓民国特許出願第２０００−０７４７４８号公報においては、化学・機械的な研磨により製品の表面から、シリコン窒化膜に優先してシリコン酸化膜を選択的に除去するのに用いるための、カルボン酸官能基及びアミン及びハロゲン化物から選ばれる第２の官能基を併せ持つ有機化合物（アミノ酸）と研磨剤粒子を含む水性スラリーを開示しているが、選択比に劣る傾向にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、脱イオン水、研磨粒子、研磨粒子分散剤により構成された研磨剤水溶液と、ポリカルボン酸塩、カルボン酸ポリマー系の化合物と含窒素有機環状化合物、アミン系の添加剤などにより構成される、除去選択比を高めるための添加剤水溶液と、その他のｐＨ調節剤と、を含んでなる研磨スラリーを提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、これらにより構成されたスラリーを用いて、浅いトレンチ素子分離に用いられる、高い除去選択比と優れた平坦度を有する化学・機械的な研磨スラリー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】
【０００９】
以下、本発明を詳述すると、下記の通りである。
【００１０】
上述のように、本発明による化学・機械的な研磨用のスラリーは、脱イオン水、研磨粒子、研磨粒子分散剤により構成された研磨剤水溶液と、除去選択比を高めるための添加剤水溶液と、からなり、酸性を示す添加剤としてのカルボン酸ポリマー系の化合物と、塩基性添加剤としての含窒素有機環状化合物と、アミン系の化合物と、を含んでなる。その他のｐＨ調節剤としては、塩酸、硫酸、硝酸溶液と水酸化カリウム、アンモニアの塩基性溶液などが用いられる。
【００１１】
本発明による研磨剤水溶液の研磨粒子は、機械的な研磨機能を行う。スラリー中に含まれる前記研磨粒子は、ＣＭＰスラリーに汎用される種々の研磨粒子のうちいずれか１種以上の混合物を含んでもよい。汎用される研磨粒子は、アルミナ、セリア、酸化銅、酸化錫、酸化ニッケル、酸化マンガン、シリカ、炭化シリコン、窒化シリコン、チタニア、炭化チタン、酸化タングステン、イットリア、ジルコニア及びこれらの混合物を含み、本発明の好適な研磨粒子は、セリア、アルミナ、シリカ及びチタニアよりなる群から選ばれるいずれか１種以上である。
【００１２】
前記研磨粒子は、約０．０２〜１．０マイクロメートルの平均粒径を有することが好ましく、最大粒径は、約１０マイクロメートルである。粒径が小さすぎる場合には、スラリーの研磨速度が許容できない程度に遅いことがあり、粒径が大きすぎる場合には、研磨の対象となる粒子の表面上に容認できない傷つきが生じる恐れがあると共に、粒子が凝集して沈降して溶液が２層に分かれることもある。
【００１３】
研磨粒子は、イオン、微粒子及び有機物などの不純物がほとんど除去された脱イオン水と混合され、脱イオン化は、抵抗率が５〜１８MΩcm程度であることが好ましい。脱イオン水と混合される研磨粒子の混合量は、０．０１〜３０重量％であってもよく、好ましくは、０．５〜１０重量％である。
【００１４】
研磨粒子を分散させるための分散剤としては、界面活性剤が用いられ、高分子分散剤、水溶性アニオン界面活性剤、水溶性ノニオン界面活性剤、水溶性カチオン界面活性剤などが用いられる。界面活性剤は、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）などのアルカリ金属及びハロゲンイオンの含有量が１０ｐｐｍ以下に調節されることが好ましい。本発明に用いられる分散剤としての高分子分散剤は、ポリカルボン酸アンモニウム塩であって、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリメタアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸アミン塩、ポリメタアクリル酸アミン塩、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）アンモニウム塩、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）アミン塩、ポリ（エチレン−コ−メタアクリル酸）アンモニウム塩、ポリ（エチレン−コ−メタアクリル酸）アミン塩よりなる群から選ばれるいずれか１種以上である。界面活性剤の含量は、研磨粒子の含量に対して０．１〜１０重量％であり、０．５〜８重量％であることが好ましい。
【００１５】
添加剤水溶液は、シリコン窒化膜の研磨表面に結合して立体的な障害効果を引き起こすことにより、研磨粒子の接近を防ぎ、研磨速度を選択的に抑える機能を行う。例えば、ｐＨ６〜８の下で、酸化膜は表面電荷が負であり、窒化膜は表面電荷が正であるため、アニオン添加剤を用いて窒化膜層に添加剤を吸着することにより、窒化膜層の研磨速度を遅らせることができる。前記添加剤の組成物は、酸性のポリカルボン酸重合体と塩基性の含窒素有機環状化合物、アミン系の化合物から選択的に構成される。
【００１６】
前記ポリカルボン酸重合体は、ポリ（メタ）アクリル酸ホモ重合体及び共重合体であり、表面電荷が正である窒化膜に対して優れた吸着を示すアニオン化合物である。前記ポリカルボン酸重合体は、好ましくは、ポリ（アクリル酸）、ポリ（メタクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）及びポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）よりなる群から選ばれるいずれか１種以上であり、水溶液中に溶解し易くするためには、１，０００〜１，２５０，０００の分子量を有することが好ましい。分子量が１，０００未満であれば、立体障害の効果に劣り、１，２５０，０００を超えると、研磨粒子の凝集を招くという問題点がある。前記カルボン酸ポリマー系の化合物の添加量は、脱イオン水と添加剤よりなる添加剤水溶液の全体に対して０．００１〜５重量％の範囲であることが好ましい。前記添加量が０．００１重量％未満であれば、添加の効果がなく、５重量％を超えると、カルボン酸ポリマー系の化合物が完全に溶解しない傾向にある。
【００１７】
含窒素有機環状化合物は、アクリル酸化合物と窒化膜との間の吸着能を高めて窒化膜の研磨速度を遅らせると共に、選択比を高める役割を果たす。
【００１８】
本発明における好ましい含窒素有機環状化合物は、１，３，５−トリアジン、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリオール（シアヌル酸）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリクロライド（シアヌリッククロライド）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリチオール（トリチオシアヌリックアシッド）、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリチオールソジウムソルト、１，３，５−トリアジン−２，４，７−トリチオールトリソジウムソルトノナハイドレート、３，５，７−トリアミノ−ｓ−トリアゾロ［４，３−ａ］−ｓ−トリアジン、１，３，５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリアリーロキシ−１，３，５−トリアジン、トリアリール−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、５−アザシチジン、５−アザシトシン、４−アミノ−１−β−Ｄ−アラビノフラシル−１，３，５−トリアジン−２（１Ｈ）−オン、シアヌリックフルオライド、２−クロロ−４，６−ジメトキシ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリアリーロキシ−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリフェニル−１，３，５−トリアジン、２−クロロ−４，６−ジアミノ−１，３，５−トリアジン、メラミン、２，４，６−トリ（２−ピリジル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（１′−アジリジニル）−１，３，５−トリアジン、１，２，４−トリアジン−３，５（２Ｈ，４Ｈ）−ジオン（６−アズラシル）、６−アザ−２−チミン、６−アザ−２−チオチミン、６−アザ−２−チオウリジン、６−アザウラシル、３−アミノ−５，６−ジメチル−１，２，４−トリアジン、３−（２−ピリジル）−５，６−ジフェニル−１，２，４−トリアジン、３−（２−ピリジル）−５，６−ビス（５−スルホ−２−フリル）−１，２，４−トリアジンジソジウムソルトトリハイドレート、３−（２−ピリジル）−５，６−ジフェニル−１，２，４−トリアジンｐ，ｐ′−ジスルホニックアシッドモノソジウムソルトハイドレート、５，６−ジ−２−フリル−３−（２−ピリジル）−１，２，４−トリアジンよりなる群から選ばれたいずれか１種以上である。その添加量は、脱イオン水と添加剤からなる添加剤水溶液に対して０．００１〜４重量％の範囲であることが好ましい。前記添加量が０．００１重量％未満であれば、添加の効果がなく、４重量％を超えると、シリコン酸化膜の研磨速度までも遅らせて選択比を低下させてしまう。
【００１９】
さらに、本発明によれば、化学・機械的な研磨中に、脱イオン水により水化されたシリコン酸化膜と研磨粒子との間に化学的な結合が形成される。その後、研磨パッドの物理的な力により、研磨粒子と化学的な結合をしている水化されたシリコン酸化膜が表面から除去される。シリコン酸化膜水化加速剤としてのアミン系の化合物をスラリーに加えると、シリコン酸化膜の表面に吸着してシリコン酸化膜の上位層の水化の速度を高めることができる。これにより、研磨粒子との化学的な結合が容易に行われ、結果的に、シリコン酸化膜の除去速度の向上効果が得られる。
【００２０】
本発明における好ましいアミン系の化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドペンタハイドレート、テトラメチルアンモニウムフルオライド、テトラメチルアンモニウムフルオライドテトラハイドレート、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムヨージド、テトラメチルアンモニウムニトレート、テトラメチルアンモニウムサルフェートハイドレート、テトラメチルアンモニウムアセテート、テトラメチルアンモニウムカーボネート、テトラメチルアンモニウムホルマート、テトラメチルアンモニウムシリケート、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラメチルアンモニウムチオアセテート、テトラメチルアンモニウムトリアセトキシボロハイドライド、テトラメチルアンモニウムボロハイドライド、テトラメチルアンモニウム（１−ヒドロキシエチリジン）ペンタカルボニルクロミウム、テトラメチルアンモニウムヘキサフルオロフォスフェイト、テトラメチルアンモニウムハイドロジェンフタレート、テトラメチルアンモニウムハイドロジェンサルフェートよりなる群から選ばれるいずれか１種以上を用いる。前記化合物の添加量は、添加剤水溶液の全体に対して０．００１〜３重量％の範囲である。前記添加量が０．００１重量％未満であれば、添加の効果がなく、３重量％を超えると、添加剤水溶液がアルカリ化されて、研磨剤水溶液との混合使用時にｐＨ６〜８の範囲から外れるため、選択的な研磨特性を与えることが困難である。得られた溶液のｐＨは、粒子の分散に極めて重要な要素であるため、さらにｐＨを調節するためには、塩酸、硫酸、硝酸溶液と水酸化カリウム、アンモニアの塩基性溶液を用いる。
【００２１】
一方、前記研磨剤水溶液と添加剤水溶液は、研磨特性に応じて適量の脱イオン水と混合して用い、研磨剤水溶液の１００重量部に対して、添加剤水溶液は５０〜３００重量部、脱イオン水は０〜５００重量部にて用いる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例を挙げて本発明を一層詳細に説明するが、本発明は下記の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２３】
［実施例１］
脱イオン水に、６０ｎｍの平均粒径を有するセリア粒子５重量％と、ポリアクリル酸アンモニウム塩よりなる分散剤２重量％を混合してセリア水溶液を得る。
【００２４】
また、脱イオン水にポリアクリル酸高分子を１．５重量％加えた添加剤水溶液を得る。得られたスラリーにｐＨ調節剤としてのＫＯＨを加えて、ｐＨを７．０に調節する。得られたセリア水溶液１００重量部に対して添加剤水溶液３００重量部及び脱イオン水３００重量部を混合する。混合されたスラリーは、ＴＥＯＳ前駆体化学蒸着法により塗布された１．０ミクロンのシリコン酸化膜フィルム層を有するブランケットシリコンウェーハ（直径：６インチ）をＧＮＰ社製のＣＭＰ研磨装備中で、ロデルＳＵＶＡIVパッドを用いて研磨した。研磨は、３．５ｐｓｉの下降圧力、テーブル速度６０ｒｐｍ、ヘッド速度６０ｒｐｍ、２０℃の温度下、１５０ｃｃ／分のスラリー流速にて１分間行われた。ＣＭＰによりシリコンウェーハの表面から除去されたシリコン酸化膜の量を光学干渉計により測定し、１分当たりのシリコン酸化膜の除去速度（Å）を算出した。
【００２５】
低圧化学蒸着法により塗布された０．３ミクロンのシリコン窒化膜フィルム層を有するブランケットシリコンウェーハ（直径：６インチ）を、前記ＣＭＰ研磨装備中で、上記と同じスラリーを用いて研磨した。ＣＭＰによりシリコンウェーハの表面から除去されたシリコン窒化膜の量を光学干渉計により測定し、１分当たりのシリコン窒化膜の除去速度（Å）を算出した。研磨速度及びシリコン窒化膜に対するシリコン酸化膜の選択性を下記表１に示す。
【００２６】
［実施例２］
脱イオン水に、６０ｎｍの平均粒径を有するセリア粒子５重量％と、ポリアクリル酸アンモニウム塩系の分散剤２重量％を混合してセリア水溶液を得る。
【００２７】
また、脱イオン水にポリアクリル酸高分子を１．５重量％加えた水溶液を得る。さらに、含窒素有機環状化合物としてのトリアジンを２重量％加える。得られたセリア溶液及び添加剤水溶液に対する混合条件と研磨条件は、実施例１と同様であり、その結果を下記表１に示す。
【００２８】
［実施例３］
脱イオン水に、６０ｎｍの平均粒径を有するセリア粒子５重量％と、ポリアクリル酸アンモニウム塩系の分散剤２重量％を混合してセリア水溶液を得る。
【００２９】
また、脱イオン水にポリアクリル酸高分子１．５重量％、含窒素有機環状化合物としてのトリアジン化合物２重量％、アミン系の化合物としてのテトラメチルアンモニウムヒドロキシド１重量％を加える。混合物は、塩酸を用いてｐＨが７になるように調節する。得られたそれぞれのセリア溶液及び添加剤水溶液に対する混合条件と研磨条件は実施例１と同様であり、その結果を下記表１に示す。
【００３０】
［比較例］
脱イオン水に、６０ｎｍの平均粒径を有するセリア粒子５重量％と、ポリアクリル酸アンモニウム塩系の分散剤２重量％を混合してセリア水溶液を得る。
【００３１】
また、得られたスラリーにｐＨ調節剤としてのＫＯＨを加えてｐＨを７．０に調節する。得られたセリア水溶液１００重量部に対して脱イオン水６００重量部を混合し、実施例１と同じ研磨条件下で研磨を行った後、その結果を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
2007531300.tif 000002
【００３３】
前記表１から明らかなように、添加剤としてのポリアクリル酸高分子を加えた実施例１のスラリーの方が、比較例と比べて高い除去選択比の研磨結果を示している。しかしながら、ポリアクリル酸高分子系の化合物のみを加えるだけでは、所望の選択比を得ることはできず、しかも、シリコン酸化膜の除去速度は低くてシリコン窒化膜の除去速度が高いことから、選択比が低い傾向にあった。
【００３４】
実施例２においては、含窒素有機環状化合物を加えることにより、実施例１よりも窒化物の研磨速度を遅らせて、選択比を高めることができる。
【００３５】
実施例３においては、シリコン酸化膜水化加速剤としてのアミン系の化合物をスラリーに加えることにより、シリコン酸化膜の上位層の水化の速度を高めている。これにより、研磨粒子との化学的な結合が容易に行われ、その結果、シリコン酸化膜の除去の速度を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上述べたように、本発明においては、除去選択比を高めるために、ポリアクリル酸系の高分子化合物が含まれている状態で、選択比に最も影響する窒化膜の研磨速度を遅らせる目的で、含窒素化合物を用い、しかも、シリコン酸化膜の水化加速剤としてのアミン系の化合物を併せて加えている。これにより、本発明による化学・機械的な研磨スラリーによれば、シリコン窒化膜に対するシリコン酸化膜の除去選択比が格段に高くなるという効果がある。
【国際調査報告】
2007531300.tif 000003