(57)【要約】  セリウム酸化物の粒子及びコロイド状二酸化ケイ素並びにそれぞれの場合に１種又は複数種のアミノカルボン酸及び／又はその塩を含む分散液であって、二酸化ケイ素粒子のゼータ電位が負であり且つセリウム酸化物粒子のゼータ電位が正又はゼロに等しく、且つ該分散液のゼータ電位は全体的に負であり、平均粒径について・セリウム酸化物粒子が２００ｎｍ以下であり、二酸化ケイ素粒子が１００ｎｍ未満であり、含有率について、それぞれの場合に分散液の全量を基準として・セリウム酸化物粒子が０．１〜５質量％であり、二酸化ケイ素粒子が０．０１〜１０質量％であり且つ・アミノカルボン酸又はその塩が０．０１〜５質量％であり且つ−分散液のｐＨは７．５〜１０．５である、分散液。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリウム酸化物の粒子及びコロイド状二酸化ケイ素並びに１種又は複数種のアミノカルボン酸及び／又はその塩を含む分散液であって、
−  二酸化ケイ素粒子のゼータ電位が負であり且つセリウム酸化物粒子のゼータ電位が正又はゼロに等しく、且つ該分散液のゼータ電位は全体的に負であり、
−  平均粒径について、
・セリウム酸化物粒子が２００ｎｍ以下であり
二酸化ケイ素粒子が１００ｎｍ未満であり、
−  含有率について、それぞれの場合に分散液の全量を基準として、
・セリウム酸化物粒子が０．１〜５質量％であり
二酸化ケイ素粒子が０．０１〜１０質量％であり且つ
・アミノカルボン酸又はその塩が０．０１〜５質量％であり且つ
−  分散液のｐＨは７．５〜１０．５である、
分散液。
【請求項２】
分散液のゼータ電位が−２０〜−１００ｍＶである、請求項１記載の分散液。
【請求項３】
ｐＨが９〜１０である、請求項１又は２記載の分散液。
【請求項４】
セリウム酸化物の含有率が分散液を基準として０．１〜５質量％である、請求項１から３までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項５】
コロイド状二酸化ケイ素の含有率が分散液を基準として０．０１〜１０質量％である、請求項１から４までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項６】
セリウム酸化物／二酸化ケイ素の質量比が１．１：１〜１００：１である、請求項１から５までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項７】
セリウム酸化物粒子及び二酸化ケイ素粒子のみが分散液中の粒子である、請求項１から６までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項８】
セリウム酸化物粒子の平均粒径が４０〜９０ｎｍである、請求項１から７までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項９】
セリウム酸化物粒子が凝集した一次粒子の形態で存在する、請求項１から８までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１０】
セリウム酸化物粒子が、その表面及び表面近傍層に炭酸基を含有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１１】
コロイド状二酸化ケイ素粒子が３〜５０ｎｍの平均粒径を有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１２】
アミノ酸が、アラニン、４−アミノブタンカルボン酸、６−アミノヘキサンカルボン酸、１２−アミノラウリン酸、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、グリシルグリシン、リシン及びプロリンからなる群から選択される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１３】
アミノ酸又はその塩が０．１〜０．６質量％の含有率で分散液中に存在する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１４】
水が分散液の液相の主成分である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１５】
酸、塩基、塩、酸化剤、酸化触媒及び／又は腐食防止剤を含む、請求項１から１４までのいずれか１項記載の分散液。
【請求項１６】
請求項１から１５までのいずれか１項記載の分散液の製造方法であって、
−  粉末形のセリウム酸化物粒子を、コロイド状二酸化ケイ素粒子を含む予備分散液中に導入し、その後分散させるか、又は
−  セリウム酸化物粒子を含む予備分散液と、コロイド状二酸化ケイ素粒子を含む予備分散液とを合し、その後分散させ、次いで
−  １種又は複数種のアミノ酸を固体形、液体形又は溶解形で添加し、且つ
−  場合により酸化剤、酸化触媒及び／又は腐食防止剤を添加する、
請求項１から１５までのいずれか１項記載の分散液の製造方法。
【請求項１７】
コロイド状二酸化ケイ素粒子のゼータ電位が、ｐＨ７．５〜１０．５で−２０〜−１００ｍＶである、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
セリウム酸化物粒子のゼータ電位が、ｐＨ７．５〜１０．５で０〜４０ｍＶである、請求項１６又は１７記載の方法。
【請求項１９】
誘電体表面の研磨のための請求項１から１５までのいずれか１項記載の分散液の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセリウム酸化物、二酸化ケイ素、及びアミノ酸を含む分散液に関し、且つその製造及び使用に関する。
【０００２】
セリウム酸化物分散液が、ガラス表面、金属表面及び誘電体表面の研磨、粗研磨（高い材料除去、不規則な側面、スクラッチ）と精密研磨（低い材料除去、平坦な表面、あったとしても、わずかなスクラッチ）との両方の研磨のために使用できることは公知である。欠点は、時としてセリウム酸化物の粒子及び研磨される表面が異なる電荷を有しており、結果として互いに引きつけ合うことであることが判明している。その結果、セリウム酸化物粒子を研磨された表面から再度除去することが困難である。
【０００３】
米国特許第７１１２１２３号は、ガラス表面、金属表面及び誘電体表面を研磨するための分散液であって、研磨剤として０．１〜５０質量％のセリウム酸化物粒子及び０．１〜１０質量％の粘土研磨剤粒子を含み、９０％の粘土研磨剤粒子が粒径１０ｎｍ〜１０μｍを有し、且つ９０％のセリウム酸化物粒子が粒径１００ｎｍ〜１０μｍを有する分散液を開示している。セリウム酸化物粒子、粘土研磨剤粒子、及び研磨される表面としてのガラスは負の表面電荷を有する。かかる分散液はセリウム酸化物粒子のみをベースとする分散液よりも有意に高い材料除去を可能にする。しかしながら、かかる分散液は高い不良率を引き起こす。
【０００４】
米国特許第５８９１２０５号は、二酸化ケイ素及びセリウム酸化物を含むアルカリ性分散液を開示している。セリウム酸化物粒子の粒径は、二酸化ケイ素粒子のサイズ以下である。気相法から生じる分散液中に存在するセリウム酸化物粒子は凝集せず、且つ１００ｎｍ以下の粒径を有する。米国特許第５８９１２０５号によれば、セリウム酸化物粒子及び二酸化ケイ素粒子の存在の結果として、材料除去率が急激に上昇し得る。これを達成するために、二酸化ケイ素／セリウム酸化物の質量比は７．５：１〜１：１でなければならない。該二酸化ケイ素は有利には５０ｎｍ未満の粒径を有し、且つ該セリウム酸化物は４０ｎｍ未満の粒径を有する。要約すれば、ａ）二酸化ケイ素の割合はセリウム酸化物の割合よりも高く、且つｂ）二酸化ケイ素粒子はセリウム酸化物粒子よりも大きい。
【０００５】
米国特許第５８９１２０５号に開示されている分散液は、セリウム酸化物粒子のみをベースとする分散液よりも有意に高い材料除去を可能にする。かかる分散液はセリウム酸化物粒子のみをベースとする分散液よりも有意に高い材料除去を可能にする。しかしながら、かかる分散液は高い不良率を引き起こす。
【０００６】
国際公開第２００４／６９９４７号パンフレットは、シリコン含有誘電体層を研磨する方法であって、研磨剤粒子として、二酸化ケイ素、セリウム酸化物又はその２つの組み合わせ及びアミノ酸を含む分散液を使用する方法を開示している。分散液のｐＨは、十分な研磨の結果を得るために７以下でなければならない。
【０００７】
米国特許第６４９１８４３号は、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４の材料除去率に対して高度な選択性を有すると言われる水性分散液を開示している。この分散液は研磨剤粒子及び有機化合物を含み、該有機化合物はカルボキシル基と第２の塩化物又はアミン含有官能基との両方を有する。上述の好適な有機化合物としてアミノ酸が挙げられる。原則的に、全ての研磨剤粒子は適していると言われているが、特にアルミニウム酸化物、セリウム酸化物、銅酸化物、鉄酸化物、ニッケル酸化物、マンガン酸化物、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、スズ酸化物、二酸化チタン、炭化チタン、タングステン酸化物、イットリウム酸化物、ジルコニウム酸化物又は上述の化合物の混合物が好適である。しかしながら、実施例において、セリウム酸化物のみが研磨剤粒子として記載されている。
【０００８】
望まれているのは、低い不良率及び高い選択性で高い材料除去率をもたらす分散液である。ウェハーの研磨及び洗浄後、あったとしても、ごく少量の堆積物のみ表面上に存在すべきである。
【０００９】
驚くことに、この目的が、セリウム酸化物粒子及びコロイド状二酸化ケイ素及び１種又は複数種のアミノカルボン酸及び／又はその塩を含む分散液であって、
−  二酸化ケイ素粒子のゼータ電位が負であり且つセリウム酸化物粒子のゼータ電位が正又はゼロに等しく、且つ該分散液のゼータ電位は全体的に負であり、
−  平均粒径について、
・セリウム酸化物粒子が２００ｎｍ以下であり
二酸化ケイ素粒子が１００ｎｍ未満であり、
−  含有率について、それぞれの場合に分散液の全量を基準として、
・セリウム酸化物粒子が０．０１〜５０質量％であり
二酸化ケイ素粒子が０．０１〜１０質量％であり且つ
・アミノカルボン酸又はその塩が０．０１〜５質量％であり且つ
−  分散液のｐＨは７．５〜１０．５である
分散液によって達成されることがここで判明した。
【００１０】
ゼータ電位は粒子の表面電荷の測定値である。ゼータ電位は、分散液中の粒子／電解質の電気化学的二重層内での滑り面での電位を意味すると理解される。ゼータ電位に関して重要なパラメータは、粒子に対する等電点（ＩＥＰ）である。ＩＥＰはゼータ電位がゼロであるところでのｐＨと規定する。ゼータ電位がより大きいほど、分散液はより安定である。表面での電荷密度は、取り囲んでいる電解質中で電位決定イオンの濃度を変えることによって影響され得る。
【００１１】
同一の材料の粒子は、同一の符号の表面電荷を有し、従って互いに反発する。しかしながら、ゼータ電位が小さすぎると、反発力が粒子のファンデルワールス引力を補償できず、粒子の凝集及び場合によっては沈降が生じる。
【００１２】
ゼータ電位は、例えば、分散液のコロイド振動電流（ＣＶＩ）を測ることによって、あるいは電気泳動の移動度を測定することによって測定される。さらには、ゼータ電位は界面動電音響振幅法（ＥＳＡ）によって測定できる。
【００１３】
本発明の分散液は、好ましくは−２０〜−１００ｍＶのゼータ電位、更に好ましくは−２５〜−５０ｍＶのゼータ電位を有する。
【００１４】
本発明の分散液は更に７．５〜１０．５のｐＨを特徴とする。これは、例えば、アルカリ領域における誘電体表面の研磨を可能にする。特に９〜１０のｐＨを有する分散液が好ましい。
【００１５】
本発明の分散液中のセリウム酸化物の割合は、分散液を基準として０．０１〜５０質量％の範囲にわたって変化し得る。例えば、輸送コストの最小化を意図する場合は、高いセリウム酸化物の含有率が望ましい。研磨剤として使用する場合、セリウム酸化物の含有率は、分散液を基準として好ましくは０．１〜５質量％、更に好ましくは０．２〜１質量％である。
【００１６】
本発明の分散液中のコロイド状二酸化ケイ素の含有率は、分散液を基準として０．０１〜１０質量％である。研磨目的の場合、０．０５〜０．５質量％の範囲が好ましい。
【００１７】
本発明の分散液中でのセリウム酸化物／二酸化ケイ素の質量比は好ましくは１．１：１〜１００：１である。研磨工程においては、セリウム酸化物／二酸化ケイ素の質量比が１．２５：１〜５：１であれば有利であることが判明した。
【００１８】
さらには、セリウム酸化物粒子及びコロイド状二酸化ケイ素粒子以外に、さらなる粒子が存在しない本発明の分散液が好ましい。
【００１９】
本発明の分散液中でのセリウム酸化物粒子の平均粒径は２００ｎｍ以下である。４０〜９０ｎｍの範囲が好ましい。この範囲内で、研磨工程において、材料除去、選択性及び不良率に関して最良の結果が得られる。
【００２０】
該セリウム酸化物粒子は孤立した個々の粒子として、あるいは凝集した一次粒子の形態で存在してよい。本発明の分散液は、好ましくは、凝集したセリウム酸化物粒子を含むか、あるいはセリウム酸化物粒子がほとんど、又は完全に凝集した形態で存在する。
【００２１】
特に適したセリウム酸化物粒子は、それらの表面及び表面近傍層内に炭酸基を含有するもの、特にＤＥ−Ａ−１０２００５０３８１３６号内に開示されているものであると判明した。これらは、
−  ２５〜１５０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有し、
−  一次粒子が５〜５０ｎｍの平均粒径を有し、
−  表面近傍の一次粒子の層が約５ｎｍの深さを有し、
−  表面近傍層において、炭酸濃度が、該炭酸濃度が最高値である表面から内部に向かって減少し、
−  炭酸基から生じる炭素含有率が表面上で５〜５０面積パーセントであり、且つ、表面近傍層において、約５ｎｍの深さで０〜３０面積パーセントであり、
−  ＣｅＯ２として計算され、且つ粉末を基準として、セリウム酸化物の含有率が、少なくとも９９．５質量％であり、且つ
−  有機及び無機の炭素を含む炭素含有率が、粉末を基準として０．０１〜０．３質量％である
セリウム酸化物粒子である。
【００２２】
炭酸基は、セリウム酸化物粒子の表面と約５ｎｍまでの深さとの両方で検知できる。該炭酸基は化学的に結合し、且つ例えば、構造ａ〜ｃのように配置される。
【化１】
2010530011.tif 000002
【００２３】
該炭酸基を、例えばＸＰＳ／ＥＳＣＡ分析で検知できる。表面近傍層における炭酸基を検知するために、表面を部分的にアルゴンイオン衝撃によって削磨し、そして生成させた新しい表面をＸＰＳ／ＥＳＣＡによって同様に分析できる（ＸＰＳ＝Ｘ線光電子分光法；ＥＳＣＡ＝化学分析用電子分光法）。
【００２４】
ナトリウムの含有率は一般に５ｐｐｍ以下であり且つ塩素の含有率は２０ｐｐｍ以下である。述べられた元素は、一般に、化学機械研磨において少量のみが許容される。
【００２５】
使用されるセリウム酸化物粒子は、好ましくは３０〜１００ｍ２／ｇ、更に好ましくは４０〜８０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する。
【００２６】
本発明の分散液のコロイド状二酸化ケイ素粒子は１００ｎｍ未満の平均粒径を有する。好ましいのは３〜５０ｎｍの範囲であり、且つ特に好ましいのは１０〜３５ｎｍの範囲である。
【００２７】
コロイド状二酸化ケイ素粒子は、互いに架橋しておらず、球状又は非常に実質的に球状の個別の粒子の形態で存在し、且つ表面にヒドロキシル基を有するものを意味すると理解される。
【００２８】
セリウム酸化物粒子がその表面上及び表面近傍層内に炭酸基を含み、且つ分散液のｐＨが９〜１０である場合に特に有利であることが判明した。
【００２９】
本発明の分散液の更に重要な成分はアミノカルボン酸である。これは好ましくは、アラニン、４−アミノブタンカルボン酸、６−アミノヘキサンカルボン酸、１２−アミノラウリン酸、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、グリシルグリシン、リシン及びプロリンからなる群から選択される。グルタミン酸及びプロリンが特に好ましい。
【００３０】
アミノ酸又はその塩の分散液中の含有率は、好ましくは０．１〜０．６質量％である。
【００３１】
本発明の分散液の液相は、水、有機溶剤、及び水と有機溶剤との混合物を含む。一般に、主成分は、液相の９０質量％より高い含有率で、水である。
【００３２】
加えて、本発明の分散液は酸、塩基、塩も含んでよい。ｐＨを、酸又は塩基を用いて調整することができる。使用される酸は無機酸、有機酸又は上記のものの混合物であってよい。使用される無機酸は、特に、リン酸、亜リン酸、硝酸、硫酸、それらの混合物、及びそれらの酸性塩であってよい。使用される有機酸は、好ましくは一般式ＣｎＨ２ｎ＋１ＣＯ２Ｈ（式中、ｎ＝０〜６又はｎ＝８、１０、１２、１４、１６である）のカルボン酸、又は一般式ＨＯ２Ｃ（ＣＨ２）ｎＣＯ２Ｈ（式中、ｎ＝０〜４である）のジカルボン酸、又は一般式Ｒ１Ｒ２Ｃ（ＯＨ）ＣＯ２Ｈ（式中、Ｒ１＝Ｈ、Ｒ２＝ＣＨ３、ＣＨ２ＣＯ２Ｈ、ＣＨ（ＯＨ）ＣＯ２Ｈ）のヒドロキシカルボン酸、又はフタル酸もしくはサリチル酸、あるいは上述の酸の酸性塩又は上述の酸とそれらの塩との混合物である。ｐＨは、アンモニア、アルカリ金属水酸化物又はアミンの添加により上昇され得る。
【００３３】
特定の用途において、本発明の分散液が０．３〜２０質量％の酸化剤を含有する場合が有利である。この目的のために、過酸化水素、過酸化水素付加物、例えば、ウレア付加物、有機過酸、無機過酸、イミノ過酸、過硫酸塩、過ホウ酸塩、過炭酸塩、酸化金属塩及び／又は上記の混合物を使用することが可能である。更に好ましくは、過酸化水素を使用してよい。いくつかの酸化剤は本発明の分散液の他の成分に対して安定性が低いので、それらを分散液の使用の直前まで添加しないことが望ましい。
【００３４】
本発明の分散液は更に酸化活性剤を含んでよい。適した酸化活性剤は、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖの金属塩及びそれらの混合物であってよい。カルボン酸、ニトリル、ウレア、アミド及びエステルもまた適している。硝酸鉄（ＩＩ）が特に好ましい。酸化触媒の濃度は酸化剤及び研磨作業に依存し、０．００１〜２質量％の間の範囲内で変化してよい。より好ましくは、該範囲は０．０１〜０．０５質量％であってよい。
【００３５】
腐食防止剤は、本発明の分散液中に一般に０．００１〜２質量％の含有率で存在し、該腐食防止剤は窒素含有複素環式化合物、例えばベンゾトリアゾール、置換ベンズイミダゾール、置換ピラジン、置換ピラゾール及びそれらの混合物であってよい。
【００３６】
本発明は更に本発明の分散液の製造方法であって、
−  粉末形のセリウム酸化物粒子を、コロイド状二酸化ケイ素粒子を含む予備分散液中に導入し、その後分散させるか、又は
−  セリウム酸化物粒子を含む予備分散液と、コロイド状二酸化ケイ素粒子を含む予備分散液とを合し、その後分散させ、次いで
−  １種又は複数種のアミノ酸を固体形、液体形又は溶解形で添加し、且つ
−  場合により酸化剤、酸化触媒及び／又は腐食防止剤を添加する
分散液の製造方法を提供する。
【００３７】
適した分散ユニットは、特に少なくとも約２００ｋＪ／ｍ３のエネルギー入力をもたらすものである。これらは、ローター・ステーターの原理によって稼働する系、例えば、ｕｌｔｒａ−ｔｕｒｒａｘ機、又は攪拌ボールミルを含む。より高いエネルギーの入力は、遊星歯車ニーダ／ミキサを用いて可能である。しかしながら、この系の効率は、粒子を分割するのに必要な高い剪断エネルギーを導入するために、加工される混合物の十分に高い粘度と関わっている。
【００３８】
高圧ホモジナイザーを使用して、２つの予め分散された懸濁液流を、ノズルを通して高圧下で放圧させる。この２つの分散液ジェットがちょうど互いにぶつかり合い、そして粒子が互いに粉砕する。別の実施態様において、該予備分散液を同様に高圧下に設置するが、粒子が外装された壁の部分に衝突する。この作業を任意の回数繰り返して、より小さい粒径を得ることができる。
【００３９】
更に、該エネルギー入力は超音波を用いても実施できる。
【００４０】
該分散装置及び粉砕装置は組み合わせても使用できる。酸化剤及び添加剤は異なる時間に分散液に供給できる。例えば、酸化剤及び酸化活性剤を、適切であればより低いエネルギー入力において、分散の最後まで導入しないことも有利である。
【００４１】
使用されるコロイド状二酸化ケイ素粒子のゼータ電位は、好ましくは、ｐＨ７．５〜１０．５で−２０〜−１００ｍＶである。
【００４２】
使用されるセリウム酸化物粒子のゼータ電位は、好ましくは、ｐＨ７．５〜１０．５で０〜４０ｍＶである。
【００４３】
本発明は更に誘電体表面を研磨するための本発明の分散液の使用を提供する。
【００４４】
実施例
分析
比表面積をＤＩＮ  ６６１３１に従って測定する。
【００４５】
表面特性を広範囲（１ｃｍ２）のＸＰＳ／ＥＳＣＡ分析によって測定する（ＸＰＳ＝Ｘ線光電子分光法；ＥＳＣＡ＝化学分析用電子分光法）。この評価は、英国、テディントンの国立物理学研究所のDIN Technical Report No.39、DMA(A)97による一般的な推奨規格、及び"表面及び微細領域分析（Surface and Micro Range Analyses）"研究委員会ＮＭＰ８１６（ＤＩＮ）の開発に伴う標準化に関するこれまでの知見に基づいている。加えて、それぞれの場合において、技術文献から入手可能な比較スペクトルを考慮に入れる。それぞれの場合において報告されている電子準位の相対感度係数を考慮して、バックグラウンド除去によって値を計算する。本データは面積パーセントである。精度は相対的に＋／−５％と見積もられる。
【００４６】
ゼータ電位を、界面動電音響振幅法（ＥＳＡ）を用いて、ｐＨ３〜１２の範囲で測定する。このために、１％のセリウム酸化物を含む懸濁液を調製する。分散を超音波プローブ（４００Ｗ）で実施する。該懸濁液を磁気攪拌機で攪拌し、且つ蠕動ポンプを用いてＭａｔｅｃ  ＥＳＡ−８０００装置のＰＰＬ−８０センサを通してポンピングする。５ＭのＮａＯＨを用いた電圧滴定を初期のｐＨから開始してｐＨ１２まで行う。ｐＨ４までの逆滴定を、５ＭのＨＮＯ３を用いて行う。その評価を、該装置のソフトウェアｖｅｒｓｉｏｎ  ｐｃａｖａ  ５．９４を用いて実施する。
【数１】
2010530011.tif 000003
式中、ζはゼータ電位であり
Φは体積分率であり
Δρは粒子と液体との間の密度差であり
ｃは懸濁液中の音の速度であり
ηは液体の粘度であり
εは懸濁液の誘電率であり
｜Ｇ（α）｜は慣性の補正である。
【００４７】
平均凝集径はＨｏｒｉｂａ  ＬＢ−５００粒径分析器を用いて測定される。
【００４８】
原料
分散液を調製するために使用された原料は、ＤＥ−Ａ−１０２００５０３８１３６号、実施例２に記載の熱分解法セリウム酸化物である。更に、使用されるコロイド状二酸化ケイ素はH. C. Starck社製の２つのLevasil(登録商標)型である。それらの物質の重要な物理化学的パラメータを表１に示す。
【表１】
2010530011.tif 000004
【００４９】
ウェハー／パッド：
二酸化ケイ素（２００ｍｍ、層厚１０００ｎｍ、熱酸化、ＳｉＭａｔ製）及び窒化ケイ素（２００ｍｍ、層厚１６０ｎｍ、ＬＰＣＶＤ、ＳｉＭａｔ製）。Ｒｏｄｅｌ  ＩＣ  １０００−Ａ３パッド。
【００５０】
分散液の調製
Ｄ１ｃ：該分散液を、セリウム酸化物粉末を水に添加し、そして超音波フィンガーを用いた超音波処理（Ｂａｎｄｅｌｉｎ製  ＵＷ２２００／ＤＨ１３Ｇ、レベル８、１００％；５分）によってそれを分散させることによって得る。その後、アンモニア水を用いてｐＨを７．５に調節する。
【００５１】
Ｄ２及びＤ３：該分散液を、セリウム酸化物及び水からなる予備分散液と、コロイド状二酸化ケイ素及び水からなる予備分散液とを混合し、超音波フィンガーを用いた超音波処理（Ｂａｎｄｅｌｉｎ製  ＵＷ２２００／ＤＨ１３Ｇ、レベル８、１００％；５分）によってそれを分散させることによって得て、その後、分散液Ｄ２及びＤ３の場合にグルタミン酸を添加し且つアンモニア水でｐＨを９．５に調節する。表２は得られる分散液の重要なパラメータを示す。それぞれの場合の接尾辞ｃは比較例を表す。
【００５２】
表３は、研磨の過程における材料除去並びに分散液の形成後及び１４日後の選択性を示す。
【００５３】
アミノ酸のない分散液と比較して本発明の分散液Ｄ２及びＤ３は、窒化ケイ素の材料除去率を大幅に変えずに、有意に高い二酸化ケイ素の材料除去を示す。セリウム酸化物のみを含む、分散液Ｄ１ｃと比較して、本発明の分散液は、同等の二酸化ケイ素及び窒化ケイ素の材料除去を有するが、表面上のスクラッチの数は著しく低い。
【００５４】
ウェハー及びパッド上の研磨残滓の評価
研磨残滓を視覚的に評価する（６４倍までの拡大率の範囲の光学顕微鏡も用いる）。
【００５５】
このために、分散液Ｄ１（比較）及びＤ２及びＤ３（本発明）の粒径を研磨直後に分析する：
−  Ｄ１は不安定であり且つわずか数分後に沈殿する。測定された粒径は１マイクロメートルより著しく大きい。
−  本発明の分散液は、対比して、研磨後でもまだ安定である。これは、これらの分散液の場合、大きな凝集物の形成がないことを意味する。研磨されたウェハーはまた、非常に低い水準の残滓を示す。
【００５６】
アミノ酸の存在下での負に帯電したコロイド状二酸化ケイ素の添加は、研磨残滓の割合を減少させることによってセリウム酸化物を含む分散液の研磨品質に好影響を与える。
【００５７】
可能性のある１つのメカニズムは、負に帯電したコロイド状二酸化ケイ素粒子によって正に帯電したセリウム酸化物粒子の外側を遮蔽することが、セリウム酸化物粒子の電荷の効率的な反転を確実にすることを含む。この電荷の反転の結果として、本発明の分散液は、とりわけ、セリウム酸化物単独のＩＥＰに近いｐＨ値での研磨の可能性を提供する。その相互作用は静電気力の相互作用であるため、コロイド状二酸化ケイ素粒子は研磨作業の間に剪断され、そのためセリウム酸化物の研磨作用が維持される。全ての粒子が研磨作業全体の間、常に外側が負に帯電している結果として、凝集物の形成が著しく減少する。長時間の分析は安定性及び研磨特性が長期にわたって維持されていることを示す。
【表２】
2010530011.tif 000005
【表３】
2010530011.tif 000006
【国際調査報告】
2010530011.tif 000007
2010530011.tif 000008
2010530011.tif 000009