(57)【要約】【課題】平坦性の優れた研磨表面を形成可能とする研磨液組成物を提供する。【解決手段】ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤と、水系媒体とを含む研磨液組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、
セリア粒子と、
ポリカルボン酸系高分子分散剤と、
水系媒体とを含む研磨液組成物。
【請求項２】
ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、
セリア粒子と、
ポリカルボン酸系高分子分散剤と、
水系媒体とを混合して得た研磨液組成物。
【請求項３】
前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、下記（式１）で表される請求項１又は２に記載の研磨液組成物。
（式１）            Ｒ1−Ｏ−（ＡＯ）n−Ｈ
前記（式１）において、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、ＡＯは、同一であっても異なってもよく、ｎは、平均付加モル数で、１〜５０の数であり、Ｒ1は
、炭素数４〜２４のアルキル基又は炭素数４〜２４のアルケニル基である。
【請求項４】
前記研磨液組成物全量において、前記成分Ａが０．０５〜４重量％、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが０．０１〜２重量％、セリア粒子が０．１〜５重量％である請求項１〜３のいずれかの項に記載の研磨液組成物。
【請求項５】
前記成分Ａが、ジヒドロキシエチルグリシンである請求項１〜４のいずれかの項に記載の研磨液組成物。
【請求項６】
前記研磨液組成物全量において、前記ジヒドロキシエチルグリシンが０．０５〜２０重量％、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが０．０１〜１０重量％、セリア粒子が０．１〜１５重量％である請求項５に記載の研磨液組成物。
【請求項７】
半導体基板上に薄膜を形成する工程、即ち、半導体基板上の一方の主面がわに薄膜を形成する薄膜形成工程と、
半導体基板表面にパターンを形成するパターニング工程、即ち、前記薄膜の半導体基板がわの面の反対面に凹凸パターンを形成する凹凸面形成工程と、
前記凹凸面を、請求項１〜６のいずれかの項に記載の研磨液組成物を用いて研磨する研磨工程とを含む半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記薄膜は、ケイ素を含む請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記凹凸面は、複数の凹部と複数の凸部とを有し、
前記凹凸の大きさ、即ち、隣り合う凸部と凹部との段差が、５０〜２０００ｎｍである請求項７又は８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記研磨工程において、前記薄膜は研磨パッドを備えた研磨装置を用いて研磨され、前記研磨装置において設定された研磨荷重は、５〜１００ｋＰａである請求項７〜９のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記研磨工程において、前記研磨液組成物を、研磨する半導体基板、即ち、前記凹凸表面１ｃｍ2あたり０．０１〜１０ｇ／分の速度で供給する請求項７６〜９のいずれかの項
に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨液組成物及びこれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化にともない、例えば、メモリデバイス等の半導体装置の記憶容量は飛躍的に増大している。半導体装置の高集積化の実現には素子の微細化が必須であるが、素子の微細化の実現には、半導体装置の製造過程における研磨工程において、研磨工程を経て得られる表面（以下「研磨表面」とも呼ぶ場合もある。）の平坦性を向上させることが必要不可欠である。
【０００３】
研磨工程で用いられる研磨液組成物としては、近年、セリア（酸化セリウム）粒子を含む研磨液組成物が広く使用されている。セリア粒子は、シリカ粒子やアルミナ粒子に比べて硬度が低い。そのため、セリア粒子を含む研磨液組成物を用いて、凹凸表面を有する薄膜の研磨を行った場合、研磨最中に表面に傷が入りにくく、研磨表面の平坦性が幾らか向上する。
【０００４】
セリア粒子を含む研磨液組成物としては、アクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸メチルとの共重合体を添加剤としてさらに含む研磨液組成物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この研磨液組成物を用いた場合は、シリカ粒子のみを含む研磨剤を用いる場合よりも、より研磨表面の平坦性が向上するが、その平坦性については依然として十分ではない。具体的には、例えば、凹凸面を有する薄膜の研磨に上記添加剤を含む研磨液組成物を用いた場合、凸部のみならず凹部も同時に研磨されるため、研磨表面のうちの特に凹部に対応する箇所が皿状にたわむ現象（ディッシング現象）が発生する。このディッシング現象は、隣り合う凸部間距離がより大きい場合、すなわち、凹凸面を平面視した時に見える凹部の総面積の割合が大きい場合（凹部面密度が大きい場合）、顕著に発生する。
【０００５】
上記ディッシングの問題を解決するために、アクリル酸アンモニウム塩とアクリル酸メチルとの共重合体の含有量がより高い、セリア粒子を含む研磨液組成物を用い、又は、アゾール基を分子中に３個以上含む化合物、酸化剤及びアミノ酸等を含む研磨液組成物を用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、これらの研磨液組成物を用いても、ディッシングの問題は十分に解消されない。
【特許文献１】特開２０００−１７１９５号公報
【特許文献２】特開２００５−３４０７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、研磨対象の凹部面密度の大小にかかわらず平坦性の高い表面を形成可能とする研磨液組成物及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の研磨液組成物は、ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤と、水系媒体とを含む。
【０００８】
また、本発明の研磨液組成物は、ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる
成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤と、水系媒体とを混合して得られる。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に薄膜を形成する工程、即ち、半導体基板上の一方の主面がわに薄膜を形成する薄膜形成工程と、半導体基板表面にパターンを形成するパターニング工程、即ち、前記薄膜の半導体基板がわの面の反対面に凹凸パターンを形成する凹凸面形成工程と、前記凹凸面を、本発明の研磨液組成物を用いて研磨する研磨工程とを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、研磨対象の凹部面密度の大小にかかわらず平坦性の高い表面を形成可能とする研磨液組成物及びこれを用いた半導体装置の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本実施形態の研磨液組成物は、少なくとも、ジヒドロキシエチルグリシン（以下「ＤＨＥＧ」とも言う。）、アミノポリカルボン酸及びその非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤とを水系媒体に添加することによって得られる。水系媒体には、必要に応じて、ｐＨ調整剤等が添加される。
【００１２】
本実施形態の研磨液組成物では、上記成分Ａとポリオキシアルキレンアルキルエーテルとを添加剤として含むことにより、平坦性の高い研磨表面の形成を可能としている。より詳細に説明すると、本実施形態の研磨液組成物を用いた研磨では、まず、選択的に凸部が研磨され、凹部については研磨が抑制される。そのため、例えば、研磨対象表面における凹部面密度が大きい場合や、半導体基板の径が大きい場合でも、ディシンングの発生が抑制されて、平坦性の優れた研磨表面を得ることができる。
【００１３】
本実施形態の研磨液組成物を用いた研磨のメカニズムは、下記のとおりと推測している。本実施形態の研磨液組成物中の成分Ａはセリア粒子表面に吸着して被膜を形成する。ポリオキシアルキレンアルキルエーテルについては、本実施形態の研磨液組成物の一例が、例えば、研磨対象である薄膜の凹凸表面上に供給されたとき、当該凹凸表面にポリオキシアルキレンアルキルエーテルが吸着して被膜を形成する。このようにセリア粒子表面及び薄膜の凹凸表面に被膜がそれぞれ形成されると、セリア粒子が薄膜の凹凸表面に作用し難くなって研磨が抑制される。そして、閾値以上の研磨荷重が薄膜に負荷されないと、薄膜が研磨されなくなる。
【００１４】
凹凸表面を有する薄膜を研磨する場合、通常、凸部には局所的に研磨装置に設定された設定荷重よりも高い研磨荷重がかかり、凹部には上記設定荷重よりも低い研磨荷重がかかる。しかし、本実施形態の研磨液組成物の一例を凹凸表面に供給して研磨を行う場合、凹凸表面にはポリオキシアルキレンアルキルエーテルの皮膜が形成されるので、研磨を開始すると、セリア粒子表面に吸着した成分Ａを含む被膜によるに研磨抑制作用と相俟って、まず、凸部のみが選択的に研磨され、凸部と凹部との段差が徐々に小さくなる。そして、さらに研磨を行うことによって凸部と凹部との段差がより小さくなると、膜表面にかかる研磨荷重は、当該表面全面に渡ってほぼ一定となり、その荷重は設定荷重と同程度となる。以上のことにより、本実施形態の研磨液組成物を用いた研磨によれば、研磨対象表面における、凹部面密度の大小や、半導体基板の径の大小にかかわらず、ディッシングの発生が抑制され、よって、平坦性の優れた研磨表面を得ることができる。ただし、これらの推測は本発明を限定するものではない。
【００１５】
研磨装置に設定される設定荷重の大きさを、例えば、平坦な表面に対してはほとんど研
磨が行なわれないような値に設定しておけば、凹部と凸部の段差が解消された後には、研磨がほとんど行なわれなくなり、必要以上の研磨を容易に防ぐことができる。
【００１６】
本実施形態の研磨液組成物は、凹凸表面の良好な平坦化を実現可能とする観点から、ＤＨＥＧ、アミノポリカルボン酸及びその非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａを含むが、これらのなかでも、セリア粒子の架橋や凝集等を十分に抑制可能とし、研磨液組成物の分散安定性をさらに向上させる観点から、ＤＨＥＧを含んでいるとより好ましい。本実施形態の研磨液組成物に、アミノポリカルボン酸の非金属塩が含まれる場合、当該非金属塩としては、アンモニウム塩、又はアミン塩が好ましく、アンモニウム塩がより好ましい。なお、半導体装置がその製造過程で金属によって汚染されることを回避する観点から、アミノポリカルボン酸の塩は、アミノポリカルボン酸の非金属塩であることを要する。
【００１７】
本実施形態の研磨液組成物に含まれるアミノポリカルボン酸は、その分子中に２以上のカルボキシル基と下記式で示される構造を有する。
＞Ｎ−ＣＨ2ＣＯＯＨ  又は  ＞Ｎ―ＣＨ2−ＣＨ2ＣＯＯＨ
【００１８】
アミノポリカルボン酸としては、上記式における−ＣＨ2ＣＯＯＨ基又は−ＣＨ2−ＣＨ2ＣＯＯＨ基をＸとして表す場合、次のａ）〜ｅ）のような構造を持つ化合物があげられ
る。
ａ）ＲＮＸ2型化合物
ｂ）ＮＸ3型化合物
ｃ）Ｒ−ＮＸ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＮＸ−Ｒ型化合物
ｄ）Ｒ−ＮＸ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＮＸ2型化合物
ｅ）Ｘ2Ｎ―Ｒ’―ＮＸ2型化合物及びＸを４以上含む化合物
【００１９】
ａ）〜ｅ）において、Ｒは、水素原子（Ｈ）又は炭素数１〜８の直鎖状、分子鎖状若しくは環状の骨格からなる飽和又は不飽和炭化水素基であり、Ｒ’は、炭素数１〜８の直鎖状、分子鎖状若しくは環状の骨格からなる飽和又は不飽和炭化水素基である。Ｒ及びＲ’の炭素原子に結合している水素原子は−ＯＨ基、−ＮＨ2基、−ＳＨ基、−ＳＯ3Ｈ基、−ＰＯ3Ｈ2基又は−ＮＯ2基で置換されていてもよい。
【００２０】
凹凸面のより良好な平坦化を実現可能とする観点から、化合物ａ）は、イミノジ酢酸、Ｎ−メチルイミノジ酢酸、ヒドロキシエチルイミノジ酢酸であると好ましい。化合物ｂ）は、ニトリロトリ酢酸であると好ましい。化合物ｃ）は、Ｎ，Ｎ'−エチレンジアミンジ
酢酸であると好ましい。化合物ｄ）は、Ｎ’−ヒドロキシエチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ'−トリ酢
酸であると好ましい。化合物ｅ）は、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、トリエチレンテトラアミンヘキサ酢酸等であると好ましく、なかでも、ＥＤＴＡがより好ましい。
【００２１】
本実施形態の研磨液組成物に含まれるポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、下記式で表される。本実施形態の研磨液組成物は、下記式で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうちの１種のみを含んでいてもよいし、２種以上含んでいてもよい。
Ｒ1−Ｏ−（ＡＯ）n−Ｈ
【００２２】
この式において、ｎは平均付加モル数である。Ｒ1は、炭素数４〜２４のアルキル基又
は炭素数４〜２４のアルケニル基であり、炭素数６〜１８のアルキル基又は炭素数６〜１８のアルケニル基であるとより好ましく、Ｒ1は、炭素数６〜８のアルキル基であるとさ
らに好ましい。
【００２３】
ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であり、炭素数２〜３のオキシアルキレン基であるとより好ましく、炭素数２のオキシアルキレン基であるとさらに好ましい。ＡＯは、同一であっても異なってもよく、即ち、（ＡＯ）nは１種のオキシアルキレン基から
なっていてもよいが、２種以上のオキシアルキレン基を含んでいてもよい。ＡＯ付加は、ブロックでもランダムでもよく、即ち、（ＡＯ）nが２種以上のオキシアルキレン基を含
む場合、それらオキシアルキレン基の配列はブロックでもランダムでもよい。
【００２４】
ｎは、１〜５０の数であると好ましく、２〜２０の数であるより好ましく、２〜４の数であるとさらに好ましい。
【００２５】
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルは、具体的には、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、オクタノール、デカノール、ドデカノール、２−ブチルオクタノール、イソデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、オクタデカノール、オレイルアルコール、２−ヘキシルデカノール、又はｎ−パラフィン等の−ＣＨ2−基にＯＨ基を導入して得た第２級アルコールに、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プ
ロピレンオキサイド（ＰＯ）及びブチレンオキサイドからなる群から選ばれる少なくとも一種が付加されたもの好ましい。上記第２級アルコールに、（ＥＯ）及び（ＰＯ）からなる群から選ばれる少なくとも一種が付加されたものがより好ましく、上記第２級アルコールに、（ＥＯ）が付加されたものがさらに好ましい。
【００２６】
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、さらに具体的には、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールペンチルエーテル、エチレングリコールヘキシルエーテル、エチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリエチレングリコールブチルエーテル、トリエチレングリコールヘキシルエーテル、トリエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラエチレングリコールブチルエーテル、テトラエチレングリコールヘキシルエーテル、テトラエチレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；プロピレングリコールブチルエーテル、プロピレングリコールペンチルエーテル、プロピレングリコールヘキシルエーテル、プロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；ジプロピレングリコールブチルエーテル、ジプロピレングリコールヘキシルエーテル、ジプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；トリプロピレングリコールブチルエーテル、トリプロピレングリコールヘキシルエーテル、トリプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル；テトラプロピレングリコールブチルエーテル、テトラプロピレングリコールヘキシルエーテル、テトラプロピレングリコール２−エチルヘキシルエーテル等があげられる。本実施形態の研磨液組成物中には、これらポリオキシアルキレンアルキルエーテルのうちの１種のみが含まれていてもよいし、２種以上が含まれていてもよい。
【００２７】
その他のポリオキシアルキレンアルキルエーテルとしては、ポリオキシエチレン（１）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（４）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（５）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（６）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（８）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（９）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（２３）ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）ラウリルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）セチルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）セチルエーテル；ポリオキシエチレン（６）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル、ポリオキシエチレン（５０）ステアリルエーテル；ポリオキシエチレン（４）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（８）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（９）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（２０）オレイルエーテル、ポリオキシエチレン（３０）オレイルエーテル；ポ
リオキシエチレン（６）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１４）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル；ポリオキシエチレン（１０）ポリオキシプロピレン（１．５）ラウリルミスチルエーテル等があげられる。これらのなかでも、抑泡性の観点から、ジエチレングリコールブチルエーテル及びジエチレングリコールヘキシルエーテルが好ましく、ジエチレングリコールヘキシルエーテルがより好ましい。
【００２８】
本実施形態の研磨液組成物に含まれるセリア粒子の体積中位径（Ｄ50）は、研磨速度をさらに向上させる観点から、その下限は、３０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは４０ｎｍ以上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上である。また、分散安定性の観点から、その上限は、１０００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５００ｎｍ以下、さらに好ましくは１６０ｎｍ以下、特に好ましくは１４０ｎｍ以下である。したがって、セリア粒子の体積中位径（Ｄ50）は、３０〜１０００ｎｍが好ましく、より好ましくは４０〜５００ｎｍ、さらに好ましくは５０〜１６０ｎｍ、特に好ましくは５０〜１４０ｎｍである。
【００２９】
体積中位径（Ｄ50）とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して５０％になる粒径を意味し、レーザー回折・散乱式粒度分布計（商品名ＬＡ−９２０、堀場製作所製）で測定した体積基準のメジアン径として算出できる。
【００３０】
また、セリア粒子の平均一次粒子径は、研磨速度をさらに向上させる観点から、その下限は、５ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは２０ｎｍ以上である。また、研磨表面の鏡面状態をさらに向上させる観点から、その上限は、１００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以下である。したがって、セリア粒子の平均一次粒子径は、５〜１００ｎｍが好ましく、より好ましくは１０〜５０ｎｍ、さらに好ましくは２０〜４０ｎｍである。平均一次粒子径（ｎｍ）は、ＢＥＴ（窒素吸着）法によって算出される比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）から、下記式
で算出される粒径（真球換算）を意味する。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝８２０／Ｓ
【００３１】
セリア粒子は、市販品であってもよいし、自家調製したものであってもよい。セリア粒子の調製方法としては、焼成法、水熱合成法、塩・触媒法、気相法（ＰＳＶ法）等の従来公知の方法があげられるが、なかでも、焼成法が好ましい。より具体的には、研磨速度をさらに向上させる観点から、本実施形態の研磨液組成物に含まれるセリア粒子は、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩又はシュウ酸塩等のセリウム化合物を焼成することにより得られる酸化セリウム粒子であると好ましく、水溶性であることが望ましい。他の成分と混合される前のセリア粒子の形態は、特に制限されず、粉末状であってもよいし、ゾル状であってもよい。
【００３２】
本実施形態の研磨液組成物に含まれるポリカルボン酸系高分子分散剤は、分散安定性の観点から、下記の重合体及びその塩からなる群から選ばれる少なくとも１種が好ましい。本実施形態の研磨液組成物には、下記重合体及びその塩からなる群から選ばれる１種のみが含まれていてもよいし、２種以上が含まれていてもよい。
（１）アクリル酸、又はメタアクリル酸等の不飽和モノカルボン酸のホモポリマー、
（２）マレイン酸、又はフマル酸及びイタコン酸等の不飽和ジカルボン酸のホモポリマー（３）上記不飽和モノカルボン酸及び不飽和ジカルボン酸のうちの少なくとも１種に由来する構成単位を含むコポリマー
（４）（１）〜（３）の重合体のアンモニウム塩、低級アルキルアンモニウム塩（例えば、テトラメチルアンモニウム塩等）又は水溶性アミン塩
【００３３】
これらのポリカルボン酸系高分子分散剤のなかでも、分散安定性の観点から、ポリアクリル酸のアンモニウム塩がより好ましい。
【００３４】
ポリカルボン酸系高分子分散剤の重量平均分子量は、１，０００〜１０，０００の範囲内にあることが好ましく、１，０００〜６，０００の範囲内にあることがさらに好ましい。上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法を下記の条件で適用して得た、クロマトグラム中のピークに基づいて算出した値である。
＜ＧＰＣ条件＞
カラム：Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（いずれも商品名、東ソー（株）製）溶離液：０．２Ｍリン酸緩衝液／ＣＨ3ＣＮ＝９／１（体積比）
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出器：ＲＩ検出器
標準物質：ポリアクリル酸換算
【００３５】
本実施形態の研磨液組成物に含まれる水系媒体としては、水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒（例えば、エタノール等のアルコール）が好ましい。水系媒体としては、なかでも、水が好ましく、イオン交換水がより好ましい。
【００３６】
本実施形態の研磨液組成物中のセリア粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から、その下限は、０．１重量％以上が好ましく、より好ましくは０．２重量％以上、さらに好ましくは０．４重量％以上であり、特に好ましくは０．５重量％以上である。また、分散安定性の向上の観点から、その上限は、５重量％以下が好ましく、より好ましくは４重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下である。したがって、セリア粒子の含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．２〜５重量％、さらに好ましくは０．４〜４重量％、特に好ましくは０．５〜３重量％である。
【００３７】
成分Ａの含有量は、セリア粒子の含有量に応じて適宜決定できるが、０．０５〜４重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜３重量％、さらに好ましくは０．２〜２重量％である。
【００３８】
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの含有量は、０．０１〜２重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜１．５重量％、さらに好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００３９】
ポリカルボン酸系高分子分散剤の含有量は、セリア粒子の含有量に応じて適宜決定できるが、０．０００５〜０．５重量％が好ましく、より好ましくは０．００１〜０．１重量％である。
【００４０】
水系媒体の含有量は、研磨速度を向上させ、かつ分散安定性を向上させる観点から、８０〜９９．６９９５９重量％が好ましく、より好ましくは８５〜９９重量％である。
【００４１】
なお、上記において説明した各成分の含有割合は、使用時における含有割合であるが、本実施形態の研磨液組成物は、その安定性が損なわれない範囲で濃縮された状態で保存及び供給されてもよい。この場合、製造・輸送コストをさらに低くできる点で好ましい。特に、研磨液組成物に、セリア粒子の凝集抑制能が高いＤＨＥＧが含まれている場合は、研磨液組成物中のセリア粒子の含有量をさらに増加できるため、より濃縮された状態で保存及び供給でき好ましい。このような濃縮液は、必要に応じて前述の水系溶媒で適宜希釈して使用すればよい。
【００４２】
本実施形態の発明の研磨液組成物がＤＨＥＧを含む濃縮液である場合、セリア粒子の含有量は、製造・輸送コストをさらに低くする観点から、その下限は、２重量％以上が好ましく、より好ましくは２．５重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上である。また、分散安定性をさらに向上させる観点から、その上限は、１５重量％以下が好ましく、より好ましくは１２重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下、特に好ましくは８重量％以下である。したがって、セリア粒子の含有量は、２〜１５重量％が好ましく、より好ましくは２．５〜１２重量％、さらに好ましくは３〜１０重量％、特に好ましくは３〜８重量％である。
【００４３】
本実施形態の研磨液組成物がＤＨＥＧを含む濃縮液である場合、ＤＨＥＧの含有量は、セリア粒子の含有量に応じて適宜決定できるが、０．１５〜２０重量％が好ましく、より好ましくは０．３〜１５重量％、さらに好ましくは０．６〜１０重量％である。
【００４４】
本実施形態の研磨液組成物がＤＨＥＧを含む濃縮液である場合、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの含有量は、０．０３〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．０３〜７．５重量％、さらに好ましくは０．０３〜５重量％である。
【００４５】
本実施形態の研磨液組成物がＤＨＥＧを含む濃縮液である場合、ポリカルボン酸系高分子分散剤の含有量は、セリア粒子の含有量に応じて適宜決定できるが、０．００１〜１．０重量％が好ましく、より好ましくは０．００３〜０．３重量％、さらに好ましくは０．００５〜０．５重量％である。
【００４６】
本実施形態の研磨液組成物がＤＨＥＧを含む濃縮液である場合、水系媒体の含有量は、研磨速度及び分散安定性をさらに向上できることから、６０〜９７．５９９重量％が好ましく、より好ましくは７０〜９６重量％である。
【００４７】
本実施形態の研磨剤組成物のｐＨは、必要に応じてｐＨ調整剤を用いて調整される。ｐＨ調整剤としては、塩基性化合物、又は酸性化合物等があげられる。塩基性化合物としては、アンモニア、水酸化カリウム、水溶性有機アミン及び四級アンモニウムハイドロオキサイド等があげられる。酸性化合物としては、硫酸、塩酸、硝酸又はリン酸等の無機酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、グリコール酸、リンゴ酸、クエン酸又は安息香酸等の有機酸等があげられる。
【００４８】
本実施形態の研磨液組成物の２５℃におけるｐＨは、特に制限されないが、研磨速度をさらに向上できることから３〜１０が好ましく、より好ましくは４〜８、さらに好ましくは４．５〜７である。ここで、２５℃におけるｐＨは、ｐＨメータ（東亜電波工業株式会社、ＨＭ−３０Ｇ）を用いて測定でき、電極の洗浄剤組成物への浸漬後１分後の数値である。
【００４９】
本実施形態の研磨液組成物は、本発明の効果が妨げられない範囲で、さらに、防腐剤、又は酸化剤等の任意成分を含んでもよい。防腐剤としては、ベンザルコニウムクロライド、ベンゼトニウムクロライド、１，２−ベンズイソチアゾリン−３−オン、（５−クロロ−）２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、過酸化水素、又は次亜塩素酸塩等があげられる。酸化剤としては、過マンガン酸、又はペルオキソ酸等の過酸化物、クロム酸、又は硝酸、ならびにこれらの塩等があげられる。
【００５０】
次に、本実施形態の研磨液組成物の調製方法について説明する。
【００５１】
本実施形態の研磨液組成物の調製方法は、何ら制限されず、例えば、少なくとも、ＤＨＥＧ、アミノポリカルボン酸及びその非金属塩からなる群から選択される１又は２以上か
らなる成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤と、水系媒体とを混合することによって調製できる。
【００５２】
これらの各成分の混合順序については特に制限はなく、全ての成分を同時に混合してもよいし、予め、ポリカルボン酸系高分子分散剤を溶解した水系媒体にセリア粒子を分散させてセリアスラリーを調製した後、セリアスラリーに、成分Ａとポリオキシアルキレンアルキルエーテルと水系媒体とを含む混合物を混合してもよい。セリア粒子の凝集等を十分に防止する観点からは、後者が好ましい。
【００５３】
本実施形態の研磨液組成物中のセリア粒子の配合割合は、研磨速度の向上の観点から、その下限は、０．１重量％以上が好ましく、より好ましくは０．２重量％以上、さらに好ましくは０．４重量％以上であり、特に好ましくは０．５重量％以上である。また、分散安定性の向上の観点から、その上限は、５重量％以下が好ましく、より好ましくは４重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下である。したがって、セリア粒子の含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．２〜５重量％、さらに好ましくは０．４〜４重量％、特に好ましくは０．５〜３重量％である。
【００５４】
成分Ａの配合割合は、セリア粒子の配合割合に応じて適宜決定できるが、０．０５〜４重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜３重量％、さらに好ましくは０．２〜２重量％である。
【００５５】
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの配合割合は、０．０１〜２重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜１．５重量％、さらに好ましくは０．０１〜１重量％である。
【００５６】
ポリカルボン酸系高分子分散剤の配合割合は、セリア粒子の含有量に応じて適宜決定できるが、０．０００５〜０．５重量％が好ましく、より好ましくは０．００１〜０．１重量％である。
【００５７】
水系媒体の配合割合は、研磨速度を向上させ、かつ分散安定性を向上させる観点から、８０〜９９．６９９５９重量％が好ましく、より好ましくは８５〜９９重量％である。
【００５８】
成分Ａがジヒドロキシエチルグリシンである場合、各成分は、研磨液組成物全量において、ジヒドロキシエチルグリシンが０．０５〜２０重量％、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが０．０１〜１０重量％、セリア粒子が０．１〜１５重量％であるであると好ましい。
【００５９】
セリア粒子の水系媒体への分散は、例えば、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。セリア粒子を水系媒体に分散した後は、セリア粒子が凝集等してできた粗大粒子が水系媒体中に含まれる場合、遠心分離やフィルターろ過等により、当該粗大粒子を除去することが好ましい。
【００６０】
ｐＨ調整剤を用いて研磨液組成物のｐＨを調整する場合、ｐＨ調整剤を除いた研磨液組成物の構成成分全てを同時に混合した後に、ｐＨ調整剤を用いてｐＨを調整してもよいし、ｐＨ調整剤を除いた研磨液組成物の構成成分を順次混合する場合は、順次混合のいずれかの混合段階でｐＨ調整剤を混合して、研磨液組成物のｐＨを調整すればよい。
【００６１】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００６２】
本実施形態の半導体基板の製造方法は、半導体基板上に薄膜を形成する工程、即ち、半
導体基板上の一方の主面がわに薄膜を形成する薄膜形成工程と、半導体基板表面にパターンを形成するパターニング工程、即ち、薄膜の半導体基板がわの面の反対面に凹凸パターンを形成する凹凸面形成工程と、凹凸面を、本実施形態の研磨液組成物を用いて研磨する研磨工程とを含む。薄膜形成工程は必要に応じて複数回行なわれる。
【００６３】
薄膜形成工程において形成される薄膜としては、例えば、絶縁層、金属層や半導体層などの導体層があげられる。上記絶縁層に含まれる材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、又はポリシリコン等があげられる。
【００６４】
薄膜形成法は、薄膜を構成する材料に応じて適宜選択すればよいが、例えば、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、塗布法、又はメッキ法等があげられる。
【００６５】
凹凸面の形成方法は、従来公知のリソグラフィー法等があげられる。リソグラフィー法では、フォトレジストの塗布、露光、現像、エッチング及びフォトレジスト除去等がこの順に行なわれる。
【００６６】
凹凸表面の研磨は、凹凸表面に本実施形態の研磨液組成物を供給し、凹凸表面に、例えば、研磨パッドを接触させ、所定の圧力（荷重）を凹凸面にかけながら、半導体基板とその一方の主面がわに配置された凹凸面を有する薄膜とを含む構造体及び研磨パッドのうちの少なくとも一方を相対的に動かすことにより行える。研磨処理は、従来公知の研磨装置により行うことができる。
【００６７】
研磨液組成物は、そのまま用いてもよいし、濃縮液であれば希釈してから用いればよい。濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、濃縮液における各成分の濃度（セリア粒子の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定すればよい。
【００６８】
希釈倍率の具体例としては、その下限は、１．５倍以上が好ましく、より好ましくは２倍以上、さらに好ましくは３倍以上、特に好ましくは４倍以上であり、その上限は、２０倍以下が好ましく、より好ましくは１５倍以下、さらに好ましくは１０倍以下、特に好ましくは８倍以下である。したがって、希釈倍率は、１．５〜２０倍が好ましく、より好ましくは２〜１５倍、さらに好ましくは２〜１０倍、特に好ましくは２〜８倍である。
【００６９】
半導体基板の材料としては、例えば、Ｓｉ、又はＧｅ等の元素半導体、ＧａＡｓ，ＩｎＰ、又はＣｄＳ等の化合物半導体、ＩｎＧａＡｓ，ＨｇＣｄＴｅ等の混晶半導体等があげられる。
【００７０】
本実施形態の研磨液組成物がより好適に用いられる薄膜の材質又は材料としては、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、又はチタン等の金属；ケイ素等の半金属；上記金属を主成分とした合金；ガラス、ガラス状カーボン、又はアモルファスカーボン等のガラス状物質；アルミナ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化タンタル、又は窒化チタン等のセラミック材料；ポリイミド樹脂等の樹脂等の、半導体装置を構成する材料として従来公知のものがあげられる。なかでも、薄膜は、セリア粒子による研磨が良好に作用するという理由から、ケイ素を含んでいると好ましく、より好ましくは、酸化ケイ素、窒化ケイ素及びポリシリコンからなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいると好ましい。酸化ケイ素としては、石英、ガラス、二酸化ケイ素、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等があげられる。酸化ケイ素を含む薄膜には、リン、ホウ素等の元素がドープされていてもよく、そのような、薄膜の具体例としては、ＢＰＳＧ（Boro-Phospho-Silicate Glass）膜、ＰＳＧ（Phospho-Silicate Glass）膜等があげられる。これらの、元素ドー
プがなされた酸化ケイ素膜は、元素ドープがなされていない酸化ケイ素膜に比べて研磨され難いため、研磨液組成物中には、研磨を促進するために添加される添加剤がより多く含
まれる必要がある。しかし、上記添加剤を多く含む従来の研磨液組成物を用いた場合は、セリア粒子が凝集し、沈降するという問題がある。ＤＨＥＧを含む本実施形態の研磨液組成物の一例では、セリア粒子の凝集が十分に抑制されており、分散安定性が極めて高いため、当該研磨組成物の一例は、ＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜等の研磨に特に適している。
【００７１】
本実施形態の半導体装置の製造方法は、凸部を速やかに研磨可能とし、より平坦性の高い研磨表面の形成を可能とする観点から、凹凸表面の全面が同一材料から形成されている場合に有用である。相互に隣合う凸部と凹部との段差（Ｈ）は（図１Ａ参照）、５０〜２０００ｎｍが好ましく、より好ましくは１００〜１５００ｎｍである。なお、凹凸の大きさ、即ち「段差（Ｈ）」（図１Ａ参照）は、凸部の頂点と凹部の底点との高さを意味し、プロファイル測定装置（商品名ＨＲＰ−１００、ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社製）により求めることができる。
【００７２】
研磨工程で用いられる研磨パッドの材質等については、特に制限されるものではなく、従来公知のものが使用できる。研磨パッドの材質としては、例えば、硬質発泡ポリウレタン等の有機高分子発泡体や無発泡体等があげられるいが、なかでも、硬質発泡ポリウレタンが好ましい。
【００７３】
研磨液組成物の供給速度は、研磨速度をさらに向上させる観点から、その下限は、被研磨半導体基板、即ち、凹凸表面１ｃｍ2あたり０．０１ｇ／分以上が好ましく、より好ま
しくは０．１ｇ／分以上である。また、低コスト化及び廃液処理の容易化の観点から、その上限は、研磨対象表面、即ち、凹凸表面１ｃｍ2あたり１０ｇ／分以下が好ましく、よ
り好ましくは５ｇ／分以下である。したがって、研磨液組成物の供給速度は、研磨対象表面、即ち、凹凸表面１ｃｍ2あたり０．０１〜１０ｇ／分が好ましく、より好ましくは０
．１〜５ｇ／分である。
【００７４】
研磨装置に設定される研磨荷重は、研磨速度をさらに向上させる観点から、その下限は、好ましくは５ｋＰａ以上、より好ましくは１０ｋＰａ以上である。また、研磨表面の鏡面状態をさらに向上させる観点から、その上限は、好ましくは１００ｋＰａ以下、より好ましくは７０ｋＰａ以下、さらに好ましくは５０ｋＰａ以下である。したがって、設定研磨荷重は、５〜１００ｋＰａが好ましく、より好ましくは１０〜７０ｋＰａ、さらに好ましくは１０〜５０ｋＰａである。
【００７５】
研磨パッドの回転数は、３０〜２００ｒｐｍが好ましく、より好ましくは４５〜１５０ｒｐｍであり、さらに好ましくは６０〜１００ｒｐｍである。
【００７６】
上記研磨工程は、半導体装置の製造過程におけるあらゆる研磨に利用できる。具体例としては、例えば、（１）埋込み素子分離膜を形成する工程で行なわれる研磨、（２）層間絶縁膜を平坦化する工程で行なわれる研磨、（３）埋込み金属配線（例えば、ダマシン配線等）を形成する工程で行なわれる研磨、（４）埋め込みキャパシタを形成する工程で行なわれる研磨等があげられる。なかでも、本実形態の半導体装置の製造方法において行なわれる研磨工程は、（１）及び（２）に適用されることが好ましい。
【００７７】
本実形態の半導体装置の製造方法は、必要に応じて、洗浄工程、熱処理工程、及び不純物拡散工程等を含んでもよい。
【００７８】
本実形態の半導体装置の製造方法では、本実施形態の研磨液組成物を用いた研磨が行なわれるので、平坦性の優れた研磨表面の形成が可能のであり、このことは、より高性能な半導体装置の製造に寄与し得る。本実形態の半導体装置の製造方法は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ−Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔ
ｉｏｎ）の製造方法として適しており、なかでも、メモリーＩＣ、ロジックＩＣ及びシステムＬＳＩの製造方法として有用である。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
下記表１に示す組成となるように研磨液組成物を以下のようにして調製した。具体的には、まず、ＤＨＥＧ（商品名キレストＧａ、キレスト（株）製）と、ＨｅＤＧ（商品名ヘキシルジグリコール、化学名ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、日本乳化剤（株）製）と、イオン交換水とを混合した。得られた混合液に、当該混合液を攪拌しながら、セリア粒子（体積中位径１２５ｎｍ）とポリアクリル酸アンモニウム（重量平均分子量６０００）とを含む水分散液を加え、さらに、１０％アンモニア水溶液でｐＨ６．２に調整することにより、研磨液組成物を調製した。なお、セリア粒子の体積中位径は、レーザー回折・散乱式粒度分布計（商品名ＬＡ−９２０、堀場製作所製）で測定した体積基準のメジアン径として算出した。
【００８０】
（比較例１〜３）
比較例１〜３として、実施例１と同様にして下記表１に示す組成の研磨液組成物を調製した。なお、シリカ粒子（比較例３）には、セミスペースＳＳ−２５（商品名、キャボット製）を使用した。
【００８１】
【表１】
2007318072.tif 000002
【００８２】
（評価用サンプル）
評価用サンプルとして、市販のＣＭＰ特性評価用ウエハ（商品名：STI MIT 864、直径
２００ｍｍ）を用意した。この評価用サンプルを、図１Ａ〜Ｃ及び図２Ａ〜Ｃを用いて説明する。図１Ａ及び図２Ａ〜Ｃは、それぞれ評価用サンプルの部分拡大断面図であり、図１Ｂは、評価用サンプルの上面図であり、図１Ｃは、図１Ｂの部分拡大図ある。図１Ａに示すように、評価用サンプルは、シリコン基板とその上に配置された厚み１５０ｎｍの窒化ケイ素膜（以下、「Ｓｉ3Ｎ4膜」という）を備える。Ｓｉ3Ｎ4膜はＣＶＤ法により形成されている。この積層体には、深さ５００ｎｍ（１５０ｎｍ＋３５０ｎｍ）の溝が形成されている。Ｓｉ3Ｎ4膜上には、厚み６００ｎｍの酸化ケイ素膜（以下、「ＨＤＰ膜」という）が配置されている。ＨＤＰ膜はＨＤＰ−ＣＶＤ（高密度プラズマ化学気相成長法）により形成されている。このＨＤＰ膜は、図１Ｂに示すように、その平面が６１個の領域（２０ｍｍ×２０ｍｍ）に分割されており、各領域は、さらに２５個の小領域（４ｍｍ×４ｍｍ）に分割されている(図１Ｃ)。図１Ｂにおいて、黒塗りの領域（以下、「center」という）及び斜線を付した領域（以下、「edge」という）は、後述するように、厚みの測定を行った領域である。図１ＣにおけるＤ２０、Ｄ９０及びＤ１００の２０、９０及び１０
０は、それぞれ、小領域を平面視したときに見える凸部の総面積が小領域中に占める割合（凸部面密度）を示している。各小領域の部分拡大断面図は、それぞれ、図２Ａ、Ｂ及びＣに示している。これらの図に示すように、Ｄ２０（図２Ａ）には、凸部幅２０μｍ、凹部幅８０μｍの線条凹凸パターンが形成され、Ｄ９０（図２Ｂ）には、凸部幅９０μｍ、凹部幅１０μｍの線条凹凸パターンが形成されている。Ｄ１００（図２Ｃ）は全体が凸部からなるので、凹凸パターンは形成されていない。
【００８３】
（研磨条件）
研磨試験機  ：片面研磨機（品番：ＬＰ−５４１、ラップマスターＳＦＴ製、定盤径５４０ｍｍ）
研磨パッド  ：品番ＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００（ニッタ・ハース（株）製）
定盤回転数  ：６０ｒｐｍ
ヘッド回転数：６２ｒｐｍ（回転方向は定盤と同じ）
研磨荷重    ：３０ｋＰａ（設定値）
研磨液供給量：２００ｍＬ／ｍｉｎ（０．６ｇ／（ｃｍ2・ｍｉｎ））
研磨時間    ：３分間
【００８４】
表１に示した研磨液組成物を用いて、上記研磨条件で評価用サンプルを研磨した。研磨後の評価用サンプルについて、center及びedgeのそれぞれのＤ２０、Ｄ９０及びＤ１００における残存膜厚を光干渉式膜厚計（商品名：ＶＭ−１０００、大日本スクリーン製造（株）製）を用いて測定した。測定した残存膜厚は、凸部のＨＤＰ膜の膜厚（ｔ１）、Ｓｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、凹部のＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）の３種類である。
【００８５】
選られた測定結果から、下記表２に示す判定基準に基いて、平坦性の評価をした。評価結果および評価を下記表３に示している。なお、表３における数値の単位は全て「ｎｍ」であり、記号（○及び×）は下記表２の判定基準に基づくものである。また、表２及び表３中の「Step Height」とは、研磨後の、凸部における膜厚と凹部における膜厚との差で
あって、上記凸部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ１）およびＳｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、凹部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）の値を用いて、下記式から算出できる。下記式における厚みの単位は全て「ｎｍ」である。
Step Height＝｛Ｓｉ3Ｎ4膜厚（凸部）＋ＨＤＰ膜厚（凸部）+３５０｝−ＨＤＰ膜厚（凹部）
【００８６】
一般に、凸部面密度が大きいほど（凹部面密度が小さいほど）凸部における残膜の厚みは厚くなり、凸部面密度が小さいほど（凹部面密度が大きいほど）凹部が削れ易くディッシング現象が起こり易い。よって、研磨が十分に行なわれているか否かの評価は、Ｄ９０、及びＤ１００（凹部なし）に関する測定結果に基づいて行い、ディッシングの抑制効果の評価は、Ｄ２０に関する測定結果に基いて行った。
【００８７】
【表２】
2007318072.tif 000003
【００８８】
【表３】
2007318072.tif 000004
【００８９】
表３に示すように、実施例１の研磨液組成物を用いて研磨された評価用サンプルでは、全ての領域において、凸部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ１）およびＳｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、凹部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）、Step Heightの全てが、表２に示す判定基
準○に当てはまるものであった。よって、実施例１の研磨液組成物を用いた研磨では、ディッシングの発生が抑制され、研磨も十分に行なわれて、研磨表面の平坦性が高い研磨表面が得られた。
【００９０】
比較例１の研磨液組成物を用いて研磨された評価用サンプルでは、centerのＤ２０の凸部におけるＳｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、及び凹部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）が、表２に示す判定基準×に当てはまるものであり、ディッシングが発生しており、研磨表面の平坦性に問題があることがわかった。
【００９１】
比較例２の研磨液組成物を用いて研磨された評価用サンプルでは、centerのＤ２０の凸部及び凹部において、ディッシングが発生したにも関わらず、edgeのＤ１００及びＤ９０では、研磨が不十分であり、研磨表面の平坦性に問題があることがわかった。
【００９２】
比較例３の研磨液組成物を用いた半導体基板では、center及びedgeのＤ２０において、ディッシングが発生し、研磨表面の平坦性に問題があることがわかった。
【００９３】
また、実施例１の研磨液組成物を用いて研磨対象表面を研磨すれば、研磨時間を延長しても、center及びedgeのいずれにおいても、凸部面密度の小さいＤ２０において大幅な厚みの変動もなく、ディッシングも発生しなかった。これは、ＨｅＤＧによって研磨対象表面に被膜が形成され、ＤＨＥＧによってセリア粒子表面に被膜が形成されていることにより、平坦な表面に対して研磨がほとんど行なわれず、研磨速度が減速したことによるものと考えられる。
【００９４】
（実施例２〜７）
下記表４に示す組成となるように研磨液組成物を調製した。実施例２〜７の研磨液組成物の調整方法は、実施例１の研磨液組成物の調整方法と同様におこなった。ただし、実施例２〜６の研磨液組成物の調整において、下記のポリオキシアルキレンアルキルエーテルについては、実施例１の研磨液組成物におけるＨｅＤＧと同様に、ＤＨＥＧとともにイオン交換水と混合してから、セリア粒子（体積中位径１２５ｎｍ）とポリアクリル酸アンモニウム（重量平均分子量６０００）とを含む水分散液と混合した。実施例７の研磨液組成物については、ＤＨＥＧに代えてＥＤＴＡ・２ＮＨ4を用いたこと以外は実施例１の研磨
液組成物と同様にして調整した。
【００９５】
ＢＤＧ（商品名ブチルジグリコール、化学名ジエチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、日本乳化剤（株）製）
ＨｅＤＧ（商品名ヘキシルジグリコール、化学名ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、日本乳化剤（株）製）
ＥＨＤＧ（商品名ニエチルヘキシルジグリコール、化学名ジエチレングリコール２エチルヘキシルエーテル、日本乳化剤（株）製））
エマルゲン１０８（化学名ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王（株）製）
エマルゲンＬＳ−１１０（化学名ポリオキシエチレンプロピレン高級アルコール系エーテル、花王（株）製）
ＥＤＴＡ・２ＮＨ4（化学名エチレンジアミンテトラ酢酸２アンモニウム塩、和光純薬
工業（株）製）
【００９６】
なお、エマルゲンＬＳ−１１０は、Ｃ12-14−Ｏ−（ＥＯ）10（ＰＯ）1.5−Ｈであり、Ｃ12−Ｏ−（ＥＯ）10（ＰＯ）1.5−Ｈと、Ｃ13−Ｏ−（ＥＯ）10（ＰＯ）1.5−Ｈと、Ｃ14−Ｏ−（ＥＯ）10（ＰＯ）1.5−Ｈとの混合物である。
【００９７】
（比較例４）
比較例４として、実施例２と同様にして下記表５に示す組成の研磨液組成物を調製した。
【００９８】
【表４】
2007318072.tif 000005
【００９９】
【表５】
2007318072.tif 000006
【０１００】
（研磨条件）
定盤回転数、ヘッド回転数及び研磨時間を変更したこと以外は、実施例１、比較例１〜３の場合と同じ条件とした。
定盤回転数：１００ｒｐｍ
ヘッド回転数：１１０ｒｐｍ（回転方向は定盤と同じ）
【０１０１】
研磨の終了は、トルク計測法を利用して決定した。この方式では、研磨対象表面と研磨パッドとの間の摩擦係数変化をウエハキャリア又は定盤の回転軸トルクの変化から検出するが、実際は、回転軸トルクを測定するのではなく、ウエハキャリアの駆動モーター電流の変化から、摩擦係数変化を検出した。研磨初期には、ＨＤＰ膜のみが研磨パッドと接触するが、研磨終盤になると、窒化膜Ｓｉ3Ｎ4が露出して、摩擦係数が変化するため、電流値も変化する。Ｄ２０〜Ｄ１００の全てにおいて窒化膜が露出すると、電流値が飽和する。その飽和状態に達した時点を研磨のエンドポイント（ＥＰ）とし、さらに３０秒間研磨を行なって、研磨を終わらせた。
【０１０２】
実施例１、比較例１〜３の場合と同様に、凸部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ１）およびＳｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、凹部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）を測定し、表２に記載の基準に基いて評価を行った。その結果は表６に示した。
【０１０３】
【表６】
2007318072.tif 000007
【０１０４】
表６に示すように、実施例２〜６の研磨液組成物を用いて研磨された評価用サンプルでは、全ての領域において、凸部におけるＨＤＰ膜の膜厚（ｔ１）、Ｓｉ3Ｎ4膜の膜厚（ｔ２）、凹部のＨＤＰ膜の膜厚（ｔ３）、およびStep Heightの全てが、表２に示す判定基
準○に当てはまるものであった。よって、実施例２〜６の研磨液組成物を用いた研磨では、ディッシングの発生が抑制され、研磨も十分に行なわれて、研磨表面の平坦性が高い研磨表面が得られた。
【０１０５】
一方、比較例４の研磨液組成物を用いて研磨された評価用サンプルでは、centerのＤ２０の凸部において、ディッシングが発生したにも関わらず、edgeのＤ１００及びＤ９０では、研磨が不十分であり、表面平坦性に問題があることがわかった。
【０１０６】
以上の結果から、ジヒドロキシエチルグリシン、アミノポリカルボン酸、及びアミノポリカルボン酸の非金属塩からなる群から選択される１又は２以上からなる成分Ａと、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、セリア粒子と、ポリカルボン酸系高分子分散剤と、水系媒体とを含む研磨液組成物を用いて凹凸表面の研磨を行えば、平坦性が優れた研磨表面を形成できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の研磨液組成物を用いて研磨を行えば、平坦性の優れた研磨表面を形成できる。よって、本発明の研磨液組成物は、様々な半導体装置の製造過程で用いられる研磨液組成物として有用であり、なかでも、ＩＣ及びＬＳＩの製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】図１Ａは、本発明の実施例において使用した評価用サンプルの一部拡大断面図、図１Ｂは、上記評価用サンプルの平面図、図１Ｃは、図１Ｂの一部の拡大図
【図２】図２Ａ〜Ｃは、本発明の実施例において使用した評価用サンプルの一部拡大断面図
【図１】
2007318072.tif 000008
【図２】
2007318072.tif 000009