(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解法によって製造され、エアロゾルを用いてアルカリをドープしたシリカを含有する水性分散液において、
アルカリ成分がカリウムであり、
ドープされたシリカのアルカリ含量が３００ｐｐｍ〜２質量％であり、
アルカリドープされたシリカのＢＥＴ表面積が５０〜４００ｍ２／ｇであり、
アルカリをドープされたシリカが、分散液中で、第２粒子の平均粒径１００ｎｍ未満を有し、かつ、第１粒子の個数分布  ｄｎの相加平均と表面分布  ｄａの相加平均との比  ｄｎ／ｄａが、少なくとも０．７であり、
分散液の固体含量が１〜３０質量％であり、かつ、
分散液がｐＨ８〜１２を示すことを特徴とする、シリカを含有する水性分散液。
【請求項２】
熱分解法によって製造された、アルカリをドープしたシリカを、高エネルギー投入によって水性溶液中に分散させることを特徴とする、請求項１に記載の水性分散液の製造方法。
【請求項３】
水性溶剤中で、アルカリをドープしたシリカを分散させるために、分散されるべき粒子を、３５００ｋｇ／ｃｍ２までの圧力下で、ノズルを用いて減圧させ、互いにかまたは装置の璧領域に対して衝突させる装置を使用することを特徴とする、請求項２に記載の水性分散液の製造方法。
【請求項４】
半導体基板またはそれに塗布される層を平坦化するための、請求項１に記載の水性分散液の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱分解法によって製造されたシリカを含有する水性分散液の製造方法、半導体基板をポリシングするための分散液の製造方法およびその使用方法に関する。
【０００２】
シリカを含有する水性分散液は、広範囲の分野での適用を有する。適用は、たとえば、ペーパーコーティング、ガラス繊維および石英ガラスの製造、および半導体基板の化学機械研磨（ＣＭＰプロセス）を含む。
【０００３】
【従来の技術】
通常の分散液は、コロイドシリカ、シリカゾル、または熱分解法によって製造されたシリカを基にする。
【０００４】
コロイドシリカは、ナトリウムシリケートの溶液中で製造され、かつ、極めて小さい粒径および極めて良好な分散安定性を有する分散液を得る。特に、半導体基板をポリシングする際の欠点は、出発材料であるナトリウムシリケートによって導入された不純物の量であり、かつ、ポリシング表面への粒子の付着である。
【０００５】
他方では、三塩化珪素、水素および酸素からのフレーム酸化（flame oxidation）またはフレーム加水分解（flame hydrolysis）によって製造された熱分解法シリカは、コロイドシリカと比較しての極めて高い純度および高い第１粒径を示す。しかしながら、前記第１粒径は凝集および凝塊し、硬質な粒子を生じる。凝集物および凝塊物の分散を確実にすることは難しく、分散液は安定性が低く、かつ、沈殿またはゲル化に敏感である。
【０００６】
分散液の安定性を増加させるための可能性は、米国特許第５１１６５３５号明細書および米国特許第５２４６６２４号明細書に記載されている。他の特徴は、ＢＥＴ表面積であり、この場合、これは、７５ｍ２／ｇ以下、好ましくは３０〜６０ｍ２／ｇである。しかしながら、米国特許第５９０４１５９号明細書中においては、わずかに良好な安定性が予測されるのみであった。わずか二ヶ月の後に、沈殿が生じた。
【０００７】
米国特許第５９０４１５９号明細書では、熱分解法によって製造されたシリカを含有する水性分散液が記載されており、この場合、これは、改善された安定性を有する。これは、分散工程の特別な形によって達成される。高圧ホモジナーザーの使用は、３０〜１００ｎmの平均粒径を有する水性シリカ分散液の製造を可能にし、この場合、これは、沈殿を生じることなく、数ヶ月に亘って安定であることが請求されている。
【０００８】
さらに、分散工程の同様の形は、ヨーロッパ特許第８７６８４１号明細書（EP-A 876841）に記載されている。熱分解法によって製造された請求された金属酸化物の平均粒径は、この明細書中では、１０ｎｍ〜２μｍで生じ、かつ、安定性は、実施例中において少なくとも３０日間に亘って保たれた。
【０００９】
また、この分散工程は、ＷＯ  ００／１７２８２Ａ１中で、粒径３０〜５００ｎｍを有するシリカ、酸化セリウムおよび酸化ジルコニウムに関して請求されている。分散液の安定性に関する示唆はない。
【００１０】
この改善された水性分散液の安定性にもかかわらず、分散されたシリカ粒子の再凝固挙動は、依然として、表面がＣＭＰ工程でポリシングされる場合には、分散液の安定性を制限し、かつスクラッチを生じさせるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、熱分解法によって製造されたシリカを含有する水性分散液を提供することであるが、しかしながら、この場合、これは、従来技術と比較して、著しく減少した再凝固挙動、良好な安定性を有し、かつ化学機械研磨ポリシング中で高い除去割合を生じ、かつ、極めて大きい度合いで微小なキズを含まない表面を導く。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
技術的課題は、エアロゾルによって製造された、アルカリ−ドープされた熱分解法シリカを含有する水性分散液によって達成され、この場合、分散液中のシリカは、１００ｎｍ未満の第２粒子の平均粒径を有し、かつ、第１粒子の個数分布（number distribution）ｄｎの相加平均と表面分布（surface distribution）ｄａの相加平均との比は、少なくとも０．７であることを特徴とする。
【００１３】
第１粒子および第２粒子の用語は、アルカリをドープしたシリカの熱分解的製造法に由来するものである。ドープされたシリカおよびドープされていないシリカを製造するための熱分解的方法において、いわゆる第１粒子は、最初に、選択された反応パラメーターに依存し、かつ、約５ｎｍ〜４０ｎｍの大きさを有する。前記第１粒子の大きさは、たとえば、ＴＥＭピクチャーによって測定することができる。しかしながら、第１粒子は、単離された形で存在するけれども、互いに凝集するかまたは一緒になって凝塊を形成し、この場合、これは、以下に、第２粒子として示される。
【００１４】
アルカリドープトシリカ中の少なくとも０．７のｄｎ／ｄａ比は、熱分解法によって製造されたドープされていないシリカよりも、著しくせまい粒度分布を示す。ＢＥＴ表面積１３０ｍ２／ｇ（アエロシル１３０、Ｄｅｇｕｓｓａ  ＡＧ）を有する熱分解法によって製造されたシリカのｄｎ／ｄａ比は、０．５２である。
【００１５】
この分散液は、アルカリ酸化物によるドーピングなしで、従来技術によって製造された比較可能な分散液よりも優れた安定性を示す。ドープされた分散液の良好な安定性は、分散液の粘性が増加する時点で、ゲルまたは沈降が、ドープされていないシリカを有する分散液中よりも遅く生じることによって示される。
【００１６】
さらに、熱分解法によって製造されたアルカリ−ドープされたシリカを混合させるための時間が、ドーピングのない場合よりも短いことが明らかになった。
【００１７】
この結果は驚異的であり、それというのも、熱分解法によって製造されたシリカを含有する水性分散液が、とにかく、従来技術によって、アルカリまたは他の塩基性物質の添加によって安定化されてもよいことを意味する。カリウムドープされたシリカは、ドープされていないシリカと比較して、改質された凝集物または凝塊物構造を有する。ドーピング物質は、均質に混合され、この場合、これは、アルカリが粒子内部および表面上の双方に導入されるためである。この理由から、アルカリドープされたシリカおよびアルカリを含有する分散液は、明らかに、ドープされていないシリカおよびアルカリを含有するものとは異なる。アルカリドープされたシリカの場合には、この異なる構造は、より簡単な混合、低い再凝固化傾向を有し、したがって、水性分散液の良好な安定性を導く。
【００１８】
熱分解法によって製造され、かつエアロゾルを用いてドープされたシリカの場合には、ドーピング成分は、フレームに供給され、この場合、これは、フレーム加水分解による熱分解法酸化物の製造に関して公知の方法で、エアロゾルの形で、たとえば、アルカリ塩化物の水性溶液の形で使用されるものである。この方法は、ドイツ特許出願公開第１９６５０５００号明細書中で記載されている。エアロゾルは、フレーム酸化またはフレーム加水分解の前に、三塩化珪素、水素および酸素と均一に混合される。エアロゾル−ガス混合物は、フレーム中で反応させることができ、結果として、熱分解法によって生じるドープされたシリカを、公知の方法で、ガス流から分離する。エアロゾルの出発生成物は、ドーピング物質の成分を含有する塩溶液または懸濁液である。熱分解法酸化物の生成中において、ドーピング媒体は、ガス相中で微粒子の形であり、したがって、熱分解法によって製造されたシリカ中へのドーピング成分の混合が可能である。結果として、熱分解法シリカの凝集物構造または凝塊物構造は、さらに影響を受ける。
【００１９】
ドーピングの度合いは、前記方法によって製造されたシリカ中で広範囲で変更されていてもよく、この場合、これは、０．００００１質量％〜２０質量％である。本発明による水性分散液の製造のための使用において、ドーピングの度合いは、好ましくは１０ｐｐｍ〜１０質量％であり、特に好ましくは、３００ｐｐｍ〜２質量％である。
【００２０】
本発明の好ましい実施態様において、アルカリドープされたシリカのＢＥＴ表面積は、５〜６００ｍ２／ｇである。５０〜４００ｍ２／ｇの範囲が特に好ましく、この場合、分散液は、良好な安定性を示し、かつ、アルカリ−ドープされたシリカの製造は、技術的には簡単に実施される。
【００２１】
アルカリドープされたシリカを含有する分散液の固体含量は、主に用途に依存する。運搬コストを抑えるために、可能な限り高い固体含量を有する分散液が好ましく、特定の適用に対して、たとえば、珪素ウエハ−のポリシングのために、低い固体含量の分散液が使用される。本発明によれば、０．１質量％〜７０質量％であるのが好ましく、この場合、１質量％〜３０質量％であるのが特に好ましい。これらの範囲において、アルカリ−ドープされた分散液は、良好な安定性を示す。
【００２２】
シリカが、アルカリでドープされる事実に依存して、分散液のｐＨはドープされていないものよりも高くなり、この場合、これは、ドーピングの度合いによって約５〜８である（４％分散液のｐＨ）。分散液は、たとえば、ポリシングのために使用されてもよい。しかしながら、分散液がドープされていないシリカを含有する場合には、この場合の粘度は、酸性からわずかにアルカリ性のｐＨで著しく増加する。本発明の好ましい実施態様によれば、分散液のｐＨはアルカリ水酸化物またはアミンの添加によって８〜１２の値に調整され、その際、水酸化カリウムおよびアンモニアまたは水酸化アンモニウムが特に好ましい。これは、分散液を著しく安定させ、これによって、シリカの縮合反応が回避される。
【００２３】
ドイツ特許出願公開第１９６５０５００号明細書によれば、すべてのアルカリ金属は、フレーム酸化またはフレーム加水分解によって製造されたドーピングシリカに適している。しかしながら、カリウムでのドーピングが特に好ましい。カリウム塩がドーピング成分として使用される場合には、構造は、連晶の度合い、および第１粒子の形態（すなわち、形状）を決定的に改変する。カリウムドープされたシリカにおいて、形態中のこの変更は、３００ｐｐｍ以上のカリウム含量で開始される。
【００２４】
驚くべきことに、この方法でカリウムでドープされた熱分解法シリカは、電子顕微鏡写真において、極めて少量の連晶を有する球状の第１粒子を示し、この場合、これは、さらに、構造が、ジブチルフタレート法（ＤＢＰ法）によって測定される場合には、エンドポインドが検出不可能である事実において、それ自体が明らかになる。カリウムは、不均一に、ドープされた熱分解法酸化物中に分散される。これは、電子顕微鏡上でみることはできない。
【００２５】
第１図は、ドーピングされることなく、熱分解法によって製造されたシリカの電子顕微鏡写真を示す（Aerosil 130, Degussa）。
【００２６】
第２図は、熱分解法によって製造され、かつ０．４４質量％のカリウムでドープされ、比表面積（ＢＥＴ）１３１ｇ／ｍ２を有するシリカの電子顕微鏡写真を示す。
【００２７】
さらに、本発明は、アルカリ−ドープされたシリカを含有する分散液の製造方法を提供する。この目的に適した分散法は、十分に高いエネルギー入力によって、極めて硬質であり、高く凝集された材料の分散を可能にする方法である。これらは、ローター／ステーラーの原理上で、たとえば、ウルトラ−タラックス器（Ultra-Turrax machine）または攪拌ボールミルで操作する系を含む。
【００２８】
高いエネルギー入力は、遊星形のニーダー／ミキサーで可能である。しかしながら、この系の有効性は、粒子破壊のために必要な高い剪断エネルギーを導入する目的のために、処理された混合物の十分に高い粘度を伴う。
【００２９】
ドープされた酸化物粒子が粉砕され、分散される場合には、ドーパントが粉砕および分散中に分離しうるといった危険性が生じる。これは、分散液を、研磨剤として、ＣＭＰ工程中で使用すべき場合には、不均一なポリシング結果を生じる。
【００３０】
１００ｎｍを下廻り、かつドーパントを分離しない、アルカリ−ドープされたシリカ粒子を含有する水性分散液は、以下のような湿式ジェットミルと呼称される高圧ホモジナイザーによって得られる。
【００３１】
前記装置において、３５００ｋｇ／ｃｍ２までの圧力下で、懸濁液の２個の予め分散させた流は、ノズルを用いて減圧される。双方の分散ジェットは、互いに正確に衝突され、かつ、粒子はそれ自体が粉砕される。他の実施態様において、予め分散させた液は同様に高圧下に置かれるが、しかしながら、粒子の衝突は、二重壁（armour-plated wall）領域に対して生じる。
【００３２】
前記装置は、従来的には、ドープされていない酸化物、たとえば、酸化亜鉛、シリカ、酸化アルミニウムの分散液のみが使用されている（UK-A-2063695, EP-A-876841, EP-A-773270, WO 00/172282 A1）。これらの装置を用いてのドープされた酸化物の細砕および分散は、以前には記載されていない。
【００３３】
さらに、本発明は、半導体基板またはそれに塗布される層の平坦化のためのアルカリドープされたシリカの水性懸濁液の使用を提供する。アルカリドープされたシリカの分散液で、高い割合のポリシングによって、微小なキズ不含の表面が得られる。さらに、前記分散液は、製紙分野での極めて微粒子表面の被膜を製造するため、あるいはは化粧品分野およびガラス分野での粗原料として適している。
【００３４】
【実施例】
分析方法
固体中の第１粒子の粒径分布ｄｎ／ｄａは、電子顕微鏡写真からの粒子のカウントによって測定された。
【００３５】
分散液中の第２粒径平均は、マルベリン（Malvern）からのツエタジザー（Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ）３０００Ｈｓａで測定された。
【００３６】
使用された粉末の表面は、Ｓ．Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｐ．Ｈ．ＥｍｍｅｔおよびＩ．Ｔｅｌｌｅｒ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６０,  第６０巻、第３０９頁（１９３８）によって測定され、かつ、一般には、ＢＥＴ表面として公知である。
【００３７】
製造された分散液の粘度は、Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｍｏｄｅｌ  ＭＣＲ  ３００およびＣＣ２７  Ｃｕｐからの回転レオメーターで測定された。粘度は、５００ｌ／秒の剪断速度で測定された。この剪断速度は、粘度が剪断応力から事実上独立している範囲内におかれる。
【００３８】
沈殿形成は、１週間の放置時間の後に、１０００ｍｌの広口ポリエチレンボトル中で、可視的な評定によって評価された。任意の沈殿は、ボトルを注意深く傾斜することによって簡単に検出されてもよい。
【００３９】
カリウム−ドープされたシリカ粒子の合成は、ドイツ特許出願公開第１９６５０５００号明細書によって実施された。
【００４０】
カリウム−ドープされたシリカの製造（Ｋ２ＯとしてのＫ含量  ０．４４質量％）
ＳｉＣｌ４  ４．４４ｋｇ／ｈを約１３０℃で蒸発させ、かつ、ドイツ特許第１９６５０５００Ａ１号明細書に従って設計された公知のバーナーの中心管に移した。さらに、水素  ４．７Ｎｍ３／ｈおよび第１空気  ３．７Ｎｍ３／ｈおよび酸素  １．１５Ｎｍ３／ｈを、この管中に供給した。このガス混合物を内部バーナージェットから流出させ、かつ、水冷却フレーム管のバーナースペース中で燃焼させた。
【００４１】
ケーキングを防止するために、付加的に、（第２）水素  ０．５Ｎｍ３／ｈおよび窒素  ０．３Ｎｍ３／ｈを、中央ジェット周囲のジャケットジェットに供給した。
【００４２】
約１０Ｎｍ３／ｈの空気を、さらに周囲からフレーム管中へ引き抜き、この場合、これは、かなり大気圧を下廻る圧力下であった（オープンバーナー法）。
【００４３】
軸管に装入された第２ガス成分は、塩化カリウム水溶液  １２．５５％から生じるエアロゾルから成っていた。２５５ｇ／ｈのエアロゾルの噴霧容量を有する２個の２成分ノズルは、エアロゾル製造器として役立つ。この水性塩エアロゾルは、キャリアーガス２Ｎｍ３／ｈを用いて、外部加熱管路を通過させ、かつ、出口温度  約１８０℃で、内部ノズルから排出された。エアロゾルをフレーム中に装入した。
【００４４】
フレーム加水分解の後に、反応ガスおよび生じるカリウムドープされたシリカを、公知の方法で、冷却系を通して、大気圧を下廻る圧力を適用させることによって引き抜き、これによって、粒子／ガス流を約１００℃〜１６０℃で冷却した。固体を濾過またはサイクロン中で廃ガス流から分離した。
【００４５】
カリウム−ドープされたシリカを、白色の微粒子粉末の形で得た。他の工程において、依然として付着している塩酸残留物を、高められた温度で、空気含有水蒸気で処理することによって除去した。
【００４６】
この方法で製造された、カリウム−ドープされたシリカの分析データは、第１表中で示される。
【００４７】
第１表：カリウムドープされたシリカの分析データ
【００４８】
【表１】
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【００４９】
分散液の製造
方法Ａ：脱イオン水  ３６ｋｇおよび３０％ＫＯＨ溶液  １０４ｇを、６０ｌの精錬鋼製造容器中に入れた。分散液およびＹｓｔｒａｌ社からの吸引ミキサーを用いて（４５００ｒｐｍ）、前記で製造されたカリウム  ０．４４質量％でドープされたシリカ  １６．５ｋｇを吸引によって引き込み、かつ、粗く予め分散（predisperse）させた。この予め分散させた液を、Ｙｓｔｒａｌ社からのＺ６６型  ローター／ステーラー連続流ホモジナイザーによって維持し、その際、このホモジナイザーは、４個のプロセスリング、スロット幅１ｍｍのステーラーおよび３０００ｒｐｍの速度を有するものである。粉末の装入後に、分散を、Ｙｓｔｒａｌ社からのＺ６６型  ローター／ステーラー連続流ホモジナイザーによって、１１５００ｒｐｍの速度で完了させた。１１５００ｒｐｍで、１５分に亘っての分散の後に、ＫＯＨ溶液をさらに添加することによってｐＨを１０．５に調整し、保持した。このようにして、さらにＫＯＨ溶液  ７７９ｇを使用し、かつ３０質量％の固体濃度を、水  １．５ｋｇの添加によって得た。
【００５０】
また、カリウム−ドープしたシリカの代わりに、方法Ａにしたがって、デグッサ社（Degussa）からのアエロシル（Aerosil）１３０（ＢＥＴ表面１３０ｍ２／ｇ）に関して実施した。
【００５１】
方法Ｂ：方法Ａによって得られた分散液の約半分を、２５０ＭＰａの圧力で、直径０．３ｍｍのダイアモンドジェットおよび２個のミル管路を有する、スギノマシーン社（Ｓｕｇｉｎｏ  Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｔｄ．）からの湿式ジェットミル、ウルチマイザー  システム（Ｕｌｔｉｍａｉｚｅｒ  Ｓｙｓｙｔｅｍ）、ＨＪＰ−２５０５０モデルで粉砕した。
【００５２】
全部で３個の分散液を、ポリシング工程のために製造した：
分散液１：方法Ｂによって分散させた、カリウム０．４４質量％でドープされたシリカ；固体含量３０質量％、ｐＨ１０．５
分散液２：方法Ａによって分散させた、カリウム０．４４質量％でドープされたシリカ；固体含量３０質量％、ｐＨ１０．５
分散液３：方法Ｂによって分散させた、Ｋ−ドーピングを用いない、デグッサ社（Degussa AG）からのアエロシル（Aerosil）１３０；固体含量３０質量％、ｐＨ１０．５
方法Ａによって製造された分散液２は、方法Ｂによって製造された分散液１および３と比較して、著しく高い粘度および沈殿形成を示す。
【００５３】
これらの分散液上の他の分析データは第２表に示されている。
【００５４】
第２表：分散液１〜３の分析データ
【００５５】
【表２】
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【００５６】
第１粒子の粒径分散は、分散液によって変化しない。
【００５７】
分散液への混合／湿潤性：取り扱いにおける著しい相違は、カリウムドープされたシリカおよびアエロシル（Aerosil）１３０の混合中に明らかになる。カリウム−ドープされた材料は、分散液およびＹｓｔｒａｌ社からの吸引ミキサーを用いて、１．５時間以内に混合することができる。アエロシル１３０の量を混合するには、２．５時間必要である。
【００５８】
さらに、Ｙｓｔｒａｌ社からのＺ６６型  ローター／ステーラー連続流ホモジナイザーでのみでは、アエロシル（Aerosil）１３０全量を、予め分散することはできなかった。約２０質量％の濃度からは、部分的な再凝固によって生じる高い粘度の理由から、吸引によって、アエロシル（Aerosil）１３０を引き込むことは不可能であった。この挙動によって、カリウム−ドープされたシリカ分散液よりも著しく劣ることが明らかである。再循環させながら７５Ｍｐａで操作される湿式ジェットミルによって維持されている場合にのみ、さらにアエロシル１３０材料を混合させることができる程度に、粘度を再度減少させることができる。
【００５９】
異なる混合速度は、おそらくは、異なるぬれ挙動を与える。
【００６０】
この目的のために、おおよそ５〜１０ｍｇの量の試料を、２回に亘って蒸留された水で６ｃｍの高さまで装填された試験管の表面上に注意深く入れ、その際、試料基質と容器のガラス壁とが接触することがないように注意する。ぬれの割合を測定するために、完全に試料が沈むのに有する時間を測定した。試験は、それぞれ３回に亘って繰りかえした。
【００６１】
水の表面上に置かれた後、すべての試料は、すぐに、完全にぬれることが観察された。試料が水の表面から離れて底に沈む程度に、水と接触するのにかかる時間を、完全なぬれとみなす。
【００６２】
カリウム−ドープされたシリカのぬれの時間は、カリウムドーピングによって異なっている。これは、ドープされていないシリカ（Aerosil130）よりも本質的に短い（第３表）。
【００６３】
第３表：カリウムドープされたシリカのぬれ時間（１）
【００６４】
【表３】
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【００６５】
ポリシング工程
使用された分散液：分散液１〜３とは別に、以下の商業的に入手可能な分散液をポリシングのために使用した：
クレボゾル（Klebosol）３０Ｎ５０（Rodel）、固体含量３０質量％、アンモニアで安定化されたもの、ｐＨ９．５
クレボゾル（Klebosol）１５０１(Rodel)、固体含量３０質量％、ＫＯＨで安定化されたもの、ｐＨ１０．９
セミ−スパース（Semi-Sperse）25（Cabot Microelectronics）、固体含量２５質量％、ＫＯＨ−安定化されたもの、ｐＨ１１．０、水で１：１に希釈された。
【００６６】
装置：ＰＭ２００研磨装置を備えた、ペーター  ウオルターズ  ＣＭＰシステム（Peter Wolters CMP Systeme）からのＰ２００ ＣＭＰクラスターツールおよびコントラード社（Contrade）からのブラッシングクリーナー（brush cleaner）を、ポリシング試験のために使用した。洗浄試験を水およびアンモニアを用いて実施した。
【００６７】
研磨ヘッドは、ローデル社（Ｒｏｄｅｌ）からのＤＦ２００バッキングフィルムを取り付け、また、使用された研磨布もローデル社（Ｒｏｄｅｌ）からのＩＣ１０００／ＳｕｂａＩＶパッドを使用した。第４表に挙げられたパラメーターのセットは、ポリシング工程のために使用した。
【００６８】
第４表：ポリシング工程のためのパラメーターセット（１）
【００６９】
【表４】
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【００７０】
１）温度：約２５℃；２）チャックの中心とバフの中心との距離、ｍｍ（バフ直径６００ｍｍ）；３）２領域のチャックを不均一性調整の改良するために使用し、この場合、２個の領域は別個に裏面圧力によって処理されていてもよい；
ウエーハ：１０００ｎｍ  ＬＰＣＶＤ  ＴＥＯＳで塗布されたＳｉ  ウエーハ  ２００ｍｍ（６７０℃、７５０ｍＴｏｒｒ）。
【００７１】
ポリシング結果の評価
除去の割合および不均一性：分散液で得られる除去割合および不均一性を、ツアイス社（Zeiss）からのＡｘｉｏｓｐｅｅｄ分光光度計で、層厚を測定することによって測定した。４９箇所での測定を、それぞれの場合において、ウェーハ上で、６ｍｍの周辺部除外領域を実施した。それぞれの場合において、２５個のウエーハをポリシングし、除去の平均的度合いを決定するために測定した。
【００７２】
バフ（polishing disc）上の著しいゲル化挙動によって、分散液２で、測定可能な安定したポリシング工程を達成することはできなかった。
【００７３】
３個のウエーハのみをポリシングすることができたが、その際、除去割合は、分散液１および３のものを下廻っていた。
【００７４】
結果は、第５表に示す。
【００７５】
第５表：ポリシング結果、４９箇所での測定（１）
【００７６】
【表５】
0003828011.tif 000006
【００７７】
（１）周辺除外領域６ｍｍ；（２）水で１：１に希釈したもの；（３）標準偏差１シグマ；（４）粒径０．２５〜１．００μｍ：２．０％アンモニアでブラッシング洗浄した。
【００７８】
欠陥：欠陥に関する試験（スクラッチおよび粒子）を、それぞれ、ヘイズランプ（Ｈａｚｅ ｌａｍｐ）下で、Ｃｅｎｓｏｒ  ＡＮＳ  １００  表面粒子カウンターを用いて、可視的に実施した。
【００７９】
後ＣＭＰ処理の洗浄（post-CMPcleaning）後の表面粒子の測定によれば、試験されたすべての分散液に関して同様の値が得られた（第５表）。
【００８０】
１００ｎｍ未満の平均粒径を有する湿式ジェットミルによって製造された、カリウム−ドープされたシリカ分散液は、コロイドシリカ  クレボゾル（Ｋｌｅｂｏｓｏｌ）３０Ｎ５０およびクレボゾル（Ｋｌｅｂｏｓｏｌ）１５０１を基にした分散液、ならびに熱分解法シリカを基にしたＳＳ２５分散液と比較して、除去割合および不均一性の点において、ポリシング中での利点を示す。ポリシング中にウエーハの表面上に生じる欠陥に関して、前記分散液の挙動は、ほとんど同様に良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドープされていないシリカ粉末の電子顕微鏡写真図（倍率１：２０００００）。
【図２】カリウム−ドープされたシリカ粉末の電子顕微鏡写真図（倍率１：２０００００）。
【図１】
0003828011.tif 000007
【図２】
0003828011.tif 000008