JP2017203076A - Ｃｍｐ研磨剤及びこれを用いた研磨方法 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化ケイ素を含む被研磨膜に対して、十分に良好な研磨速度を得ることが可能なＣＭＰ研磨剤を提供する。また、そのようなＣＭＰ研磨剤を用いて、十分に良好な研磨速度で被研磨膜を研磨するＣＭＰ研磨方法を提供する。【解決手段】酸化セリウム粒子、３価セリウム化合物粒子及び水を含有するＣＭＰ研磨剤。【選択図】なし

Description

本発明は、ＣＭＰ研磨剤及びこれを用いた研磨方法に関する。

ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：化学機械研磨）技術は、半導体素子の製造工程において、シャロートレンチ分離の形成、プリメタル絶縁膜や層間絶縁膜の平坦化、プラグ及び埋め込み金属配線の形成などに必須の技術となっている。

前記ＣＭＰに用いるＣＭＰ用研磨液は、種々のものが知られている。ＣＭＰ用研磨液に含まれる砥粒（研磨粒子）によって分類すると、砥粒として酸化セリウム（セリア）粒子や水酸化セリウム粒子を含むセリア系研磨液、砥粒として酸化ケイ素（シリカ）粒子を含むシリカ系研磨液、砥粒として酸化アルミニウム（アルミナ）粒子を含むアルミナ系研磨液、砥粒として有機樹脂粒子を含む樹脂粒子系研磨液等が知られている。

半導体素子製造工程において、酸化珪素等の絶縁材料を研磨するための研磨液としては、シリカ系研磨液と比較して無機絶縁材料に対する研磨速度が速い点で、セリア系研磨液が多く使用されている。（特許文献１参照）。さらに、研磨速度を制御し、研磨後の被研磨膜の平坦性を向上させるために、上記酸化セリウムを用いた研磨剤に添加剤を加える技術が開示されている（特許文献２参照）。

特開平１０−１０６９９４号公報 特開平０８−２２９７０号公報

しかしながら、従来の酸化セリウムを用いたＣＭＰ研磨剤によって、酸化ケイ素を含む被研磨膜を研磨する場合、必ずしも良好な研磨速度が得られないという問題があった。

そこで、本発明は、酸化ケイ素を含む被研磨膜に対して、十分に良好な研磨速度を得ることが可能なＣＭＰ研磨剤を提供することを目的とする。また、そのようなＣＭＰ研磨剤を用いて、十分に良好な研磨速度で被研磨膜を研磨するＣＭＰ研磨方法を提供することを目的とする。

本発明は、酸化セリウム粒子、３価セリウム化合物粒子及び水を含有するＣＭＰ研磨剤である。

本発明のＣＭＰ研磨剤は、上記のような構成を備えることにより、酸化ケイ素を含む被研磨膜の研磨用のＣＭＰ研磨剤として用いられる場合に、十分に良好な研磨速度を得ることが可能である。

上記３価セリウム化合物粒子は、３価セリウムの有機酸塩であることが好ましい。

また、本発明は、研磨布と基板上に形成された被研磨膜との間に上記ＣＭＰ研磨剤を供給しながら、被研磨膜を研磨するＣＭＰ研磨方法である。この方法によれば、十分に良好な研磨速度で研磨することが可能となり、被研磨膜が二酸化ケイ素を含む場合に、より優れた効果を得ることができる。

本発明によれば、十分に良好な研磨速度を得ることが可能なＣＭＰ研磨剤を提供することができる。また、そのようなＣＭＰ研磨剤を用いて、十分に良好な研磨速度で被研磨膜を研磨するＣＭＰ研磨方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に係るＣＭＰ研磨剤は、酸化セリウム粒子、３価セリウム化合物粒子及び水を含有する。

（酸化セリウム粒子）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨剤は、第一の研磨粒子（砥粒）として、酸化セリウムの粒子を用いる。酸化セリウム粒子としては、その種類には特に制限はないが、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。結晶粒界を有する多結晶酸化セリウム粒子は、研磨中に細かくなり、活性面が次々と現れるという挙動を示すことにより、酸化ケイ素を含む被研磨膜（以下、「酸化ケイ素膜」という。）の研磨速度を向上させることができる。結晶粒界を有する酸化セリウムの製造方法は、例えば再公表特許ＷＯ９９／３１１９５号などに詳しく記載されている。

本実施形態において、酸化セリウム粒子は、どのような製造方法によって得られたものであってもよい。例えば、酸化セリウム粒子を作製する方法としては、炭酸セリウム等のセリウム化合物を焼成又は過酸化水素等によって酸化する方法を適用することができる。焼成工程もその方法に特に制限は無く、ロータリーキルンや電気炉を用いた焼結法などの方法を用いることが出来る。この場合、焼成温度は、３５０〜９００℃とすることが好ましい。

これらの方法によって製造された酸化セリウム粒子が凝集している場合は、凝集した粒子を機械的に粉砕してもよい。粉砕方法としては、例えば、ジェットミル等（「化学工学論文集」、第６巻第５号、１９８０、５２７〜５３２頁参照）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。

このような酸化セリウム粒子をＣＭＰ研磨剤に適用する場合には、主な分散媒である水中に分散させて酸化セリウムスラリを得ることが好ましい。分散方法としては、例えば、通常の撹拌機による分散処理のほか、ホモジナイザ、超音波分散機、湿式ボールミル等を用いた方法が挙げられる。

さらに、上記の方法により得られた酸化セリウムスラリにおける酸化セリウム粒子の粒子サイズを、公知の方法により調整してもよい。例えば、酸化セリウムスラリを小型遠心分離機で遠心分離した後、強制沈降させ、この上澄み液のみを取り出すことで、微粒子化することができる。また、デカンテーションにより沈殿した側を取り出し、ここに水等の分散媒を加えることで、微粒子を除くこともできる。

その他、分散媒中の酸化セリウム粒子同士を高圧で衝突させる高圧ホモジナイザを用いることにより、粒子を微粒子化してもよい。

酸化セリウム粒子の平均粒径は、酸化ケイ素膜の研磨速度を高める観点から、５０〜３００ｎｍであることが好ましい。上記平均粒径は、研磨傷が発生しにくくなることから３００ｎｍ以下であることが好ましく、２８０ｎｍ以下であることがより好ましく、２５０ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２００ｎｍ以下であることが特に好ましい。一方、上記平均粒径は、研磨速度を向上させる観点から、５０ｎｍ以上が好ましく、７０ｎｍ以上がより好ましく、８０ｎｍ以上がさらに好ましい。

ここで、「平均粒径」とは、ＣＭＰ研磨剤をレーザ回折式粒度分布計で直接測定して得られる体積分布の中央値である。より具体的には、例えば、日機装株式会社製「Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸII」等を用いて、平均粒径（Ｄ５０）を求めることができる。

なお、上記平均粒径は、酸化セリウムの製造条件、分級条件等によって制御することが可能である。また、本実施形態において平均粒径とは、ＣＭＰ研磨剤とした状態における酸化セリウム粒子の粒径であるから、後述する添加剤の種類や量、ＣＭＰ研磨剤のｐＨ等によっても調整することができる。

酸化セリウム粒子の含有量（濃度）は、ＣＭＰ研磨剤の合計質量に対して、０．１〜１０質量％であることが好ましい。この酸化セリウム粒子の濃度は、粒子が凝集しにくくなることから、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下がさらに好ましく、５質量％以下が特に好ましく、４質量％以下が最も好ましい。一方、酸化セリウム粒子の濃度は、研磨速度を向上させる観点から、０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．３質量％以上がさらに好ましく、０．５質量％以上が特に好ましい。

（３価セリウム化合物粒子）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨剤は、第二の研磨粒子（砥粒）として、３価セリウム化合物粒子を含有する。３価セリウム化合物粒子としては、３価セリウムの有機酸塩を含むことが好ましい。

上記の３価セリウム化合物粒子を用いることで、酸化ケイ素膜を高速で研磨出来るようになる機構としては、以下の理由が考えられる。３価セリウム化合物粒子と４価の酸化セリウム粒子が共存すると価数の異なる２種の粒子間で電子の授受が行われ、酸化セリウムのセリウム原子の一部が３価になると推定される。このようにして生じた反応性の高い酸化セリウムと、酸化ケイ素膜表面とが反応してＳｉ−Ｏ−Ｃｅ結合が生じやすくなることにより、高速での研磨が可能になると考えられる。

上記３価セリウム化合物粒子は、セリウム（ＩＩＩ）化合物と有機酸とを反応させることにより得られるものであることが好ましい。例えば、炭酸セリウムの水和物［Ｃｅ２（ＣＯ３）３・８Ｈ２Ｏ］とマロン酸とを、水中で１：３（モル比）で混合して反応させることによりマロン酸セリウム粒子を調製できる。また、例えば３価の硝酸セリウムの水和物［Ｃｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ］とシュウ酸アンモニウム・１水和物を、水中で２：３（モル比）で混合して反応させることによりシュウ酸セリウム粒子を調整できる。

上記３価セリウム化合物としては、水への溶解度が０．１ｇ／１００ｍＬ以下であることが好ましい。より具体的には、乳酸、マロン酸、シュウ酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、サリチル酸、及び安息香酸のセリウム塩が挙げられる。

上記３価セリウム化合物粒子の含有量は、ＣＭＰ研磨剤の合計質量に対して０．１〜１０質量％であることが好ましい。この３価セリウム化合物粒子の濃度は、粒子が凝集しにくくなることから、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下がさらに好ましく、５質量％以下が特に好ましく、４質量％以下が最も好ましい。一方、３価セリウム化合物粒子の濃度は、研磨速度を向上させる観点から、０．１質量％以上が好ましく、０．２質量％以上がより好ましく、０．３質量％以上がさらに好ましく、０．５質量％以上が特に好ましい。

上記３価セリウム化合物粒子の平均粒径は、酸化ケイ素膜の研磨速度を高める観点から、２０〜５００ｎｍであることが好ましい。上記平均粒径は、研磨傷が発生しにくくなることから５００ｎｍ以下であることが好ましく、４００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、２５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。一方、上記平均粒径は、研磨速度を向上させる観点から、２０ｎｍ以上が好ましく、４０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ以上がさらに好ましい。

ここで、「平均粒径」とは、ＣＭＰ研磨剤をレーザ回折式粒度分布計で直接測定して得られる体積分布の中央値である。より具体的には、例えば、日機装株式会社製「Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸII」等を用いて、平均粒径（Ｄ５０）を求めることができる。

なお、上記平均粒径は、３価セリウム化合物粒子の製造条件、分級条件等によって制御することが可能である。

（媒体）
ＣＭＰ研磨剤の媒体としては、特に制限されないが、水を主成分とするものが好ましく、より具体的には、脱イオン水、イオン交換水、超純水等が好ましい。なお、ＣＭＰ研磨剤は、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さらに含有してもよい。

（ｐＨ調製剤）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨剤は、さらに、ｐＨ調製剤を含んでいてもよい。ｐＨ調整剤として酸や塩基を用いることにより、ＣＭＰ研磨剤の所望のｐＨが得られる。また、分散剤としての機能を有し、酸化セリウム粒子の平均粒径を制御できる場合もある。

ｐＨ調整剤としては、特に限定されないが、主としてｐＨの調整に寄与することができ、研磨特性に悪い影響を与えないものが好ましい。そのような観点から、ｐＨ調製剤としては、無機酸、無機塩基、有機酸及び有機塩基を挙げることができる。無機酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホウ酸等の無機酸を挙げることができる。無機塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア水等を挙げることができる。有機酸としては、モノカルボン酸が好ましく、具体的には例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アクリル酸、安息香酸、ピコリン酸等のモノカルボン酸を挙げることができる。

（その他）
ＣＭＰ研磨剤は、窒化ケイ素膜に対する酸化ケイ素膜の研磨速度の選択比をさらに向上させる目的、又は、その他の研磨特性を向上させる目的で、必要に応じて、その他の成分をさらに含むことができる。

その他の成分としては、例えば、界面活性剤、水溶性高分子等を挙げることができる。水溶性高分子としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸共重合体、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸共重合体塩、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸塩等を挙げることができる。これらの添加量は、３価セリウム化合物粒子を添加することによって研磨速度が向上する効果を妨げない範囲の量とすることが好ましい。

（ＣＭＰ研磨剤の種類）
本実施形態に係るＣＭＰ研磨剤は、どのような作製方法によって得られたものであるかは特に制限されず、研磨に用いる際に、上述したような特徴を具備しているものであればよい。研磨に使用する時以外（保存時・輸送時等）は、例えば、以下の通常タイプ、濃縮タイプ及び２液タイプ等の形態を有することができる。

「通常タイプ」とは、研磨時に希釈などの前処理をせずに、そのままＣＭＰ研磨剤として使用できるタイプである。この通常タイプの作製方法は、特に制限されないが、例えば、使用時の酸化セリウム含有量を０．５質量％とし、３価セリウム化合物粒子の含有量を０．５質量％とする研磨剤１０００ｇを作製する場合は、通常タイプでは、研磨剤の全量に対して、酸化セリウム粒子５ｇ、３価セリウム化合物粒子５ｇを、それぞれ投入すればよい。

「濃縮タイプ」とは、通常タイプに対して含有成分を濃縮することで、ＣＭＰ研磨剤の作製、保管や輸送の利便性を高めたものである。この濃縮タイプは、使用直前に、含有成分が目的の含有量となるように水と混合し、通常タイプと同程度の液状特性（例えば、ｐＨや粒径等）、研磨特性（例えば、研磨速度や選択比）を再現できるように任意の時間撹拌して用いる。このような濃縮タイプとすることによって、保管や輸送のために必要な容積を、濃縮の度合いに応じて小さくできるため、保管や輸送にかかるコストを減らすことができる。

濃縮タイプの場合、通常タイプに対する濃縮倍率が、保存安定性と利便性の点から１．５〜２０倍であると好ましい。濃縮しすぎると、酸化セリウム粒子が凝集しやくなったり、添加剤が媒体に溶解しなかったりするため、濃縮倍率の上限は２０倍が好ましく、１７倍がより好ましく、１５倍がさらに好ましく、１０倍が一層好ましく、５倍が特に好ましい。逆に、薄すぎると、保管や輸送のメリットはあるものの、通常タイプと比較して希釈の手間がかかるデメリットの方が大きくなる場合がある。そのため、濃縮倍率の下限は１．５倍が好ましく、２倍がより好ましく、３倍がさらに好ましく、４倍が特に好ましい。

濃縮タイプの研磨剤の作製に際して注意すべき点は、使用時に水で希釈する際に、この希釈前後でｐＨが変化するという点である。例えば、濃縮タイプの研磨剤から通常タイプと同じｐＨの研磨剤を調製しようとすると、水のｐＨは理論的には７である（ただし、実際の水は二酸化炭素が溶解しており、水だけだとｐＨは約５．６である）ため、例えばｐＨ５．５以下の濃縮タイプを用いた場合、希釈後、これよりも高いｐＨの研磨剤しか得られなくなる。そこで、使用時に目的のｐＨが得られやすいように、濃縮タイプの研磨剤では、ｐＨをあらかじめ低めに調整しておくことが好ましい。

さらに、「２液タイプ」とは、例えば、液Ａと液Ｂとに研磨剤の含有量を分け、使用の一定時間前にこれらを混合して１つの研磨剤とするものである。このような２液タイプによれば、濃縮タイプの場合の酸化セリウム粒子の凝集のし易さを回避することが容易である。２液タイプにおける液Ａと液Ｂとは、それぞれ任意の割合で含有成分を含むことができる。２液タイプの場合、その分け方としては特に限定されないが、例えば、液Ａを酸化セリウム粒子＋３価セリウム化合物粒子（＋ｐＨ調整剤）を含むスラリとし、液Ｂをその他の成分（＋ｐＨ調整剤）を含む添加液として分割されたものが好適である。

ＣＭＰ研磨剤は、各成分を混合してからある一定の時間経過すると、酸化セリウム粒子の凝集等で研磨特性が悪化してしまう場合がある。このような場合に２液タイプを適用することが有効である。また、液Ａ及び液Ｂの容積を小さくするために、液Ａと液Ｂとを、それぞれ濃縮タイプとすることもできる。この場合、液Ａと液Ｂとの混合時にさらに水を主成分とする希釈液を加えて、１つのＣＭＰ研磨剤とすることができる。液Ａ及び液Ｂの濃縮倍率や、これらのｐＨは任意であり、最終的な研磨剤が、通常タイプの組成と液状特性や研磨特性が同様となるものであればよい。

＜基体の研磨方法及び基体＞
研磨工程では、例えば、被研磨材料を有する基体の該被研磨材料を研磨定盤の研磨パッド（研磨布）に押圧した状態で、前記ＣＭＰ研磨剤を被研磨材料と研磨パッドとの間に供給し、基体と研磨定盤とを相対的に動かして被研磨材料を研磨する。研磨工程では、例えば、被研磨材料の少なくとも一部を研磨により除去する。研磨対象である被研磨材料の形状は特に限定されないが、例えば膜状（被研磨材料膜）である。

被研磨材料としては、酸化ケイ素等の無機絶縁材料；オルガノシリケートグラス、全芳香環系Ｌｏｗ−ｋ材料等の有機絶縁材料；窒化ケイ素、ポリシリコン等のストッパ材料などが挙げられ、中でも、無機絶縁材料及び有機絶縁材料が好ましく、無機絶縁材料がより好ましい。酸化ケイ素の膜は、低圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等により得ることができる。酸化ケイ素の膜には、リン、ホウ素等の元素がドープされていてもよい。被研磨材料の表面（被研磨面）は凹凸を有していることが好ましい。本実施形態に係る基体の研磨方法では、被研磨材料の凹凸の凸部が優先的に研磨されて、表面が平坦化された基体を得ることができる。

（研磨方法）
以下、各研磨材料が形成された半導体基板の研磨方法を一例に挙げて、本実施形態に係る研磨方法を更に説明する。本実施形態に係る研磨方法において、研磨装置としては、被研磨面を有する半導体基板等の基体を保持可能なホルダーと、研磨パッドを貼り付け可能な研磨定盤とを有する一般的な研磨装置を使用できる。ホルダー及び研磨定盤のそれぞれには、例えば、回転数が変更可能なモータ等が取り付けてある。研磨装置としては、例えば、ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製の研磨装置（商品名：Ｍｉｒｒａ−３４００、Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ ＬＫ）、株式会社荏原製作所製の研磨装置（商品名：Ｆ ＲＥＸ−３００）が挙げられる。

研磨パッドとしては、一般的な不織布、発泡体、非発泡体等が使用できる。研磨パッドの材質としては、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、アクリル−エステル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ４−メチルペンテン、セルロース、セルロースエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン（商標名）及びアラミド）、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリシロキサン共重合体、オキシラン化合物、フェノール樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、エポキシ樹脂等の樹脂が使用できる。研磨パッドの材質としては、特に、研磨速度及び平坦性の観点から、発泡ポリウレタン及び非発泡ポリウレタンが好ましい。研磨パッドには、研磨剤がたまるような溝加工が施されていてもよい。

研磨条件に制限はないが、研磨定盤の回転速度は、半導体基板が飛び出さないように２００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）以下が好ましく、半導体基板にかける研磨圧力（加工荷重）は、研磨傷が発生することを充分に抑制する観点から、１００ｋＰａ以下が好ましい。研磨している間、ポンプ等で連続的に研磨剤を研磨パッドに供給することが好ましい。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に研磨剤で覆われていることが好ましい。

研磨終了後の半導体基板は、基板を流水中でよく洗浄して、基板に付着した粒子を除去することが好ましい。洗浄には、純水以外に希フッ酸又はアンモニア水を用いてもよく、洗浄効率を高めるためにブラシを用いてもよい。また、洗浄後は、半導体基板に付着した水滴を、スピンドライヤ等を用いて払い落としてから半導体基板を乾燥させることが好ましい。

このようにして、被研磨膜である無機絶縁層を、上述した研磨剤で研磨することにより、表面の凹凸を解消して、半導体基板全面にわたって平滑な面を形成することができる。そして、このような工程を所定数繰り返すことにより、所望の層数を有する半導体基板を製造することができる。

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（酸化セリウム粒子）
炭酸セリウム水和物４０ｋｇを、アルミナ製容器に入れ、空気中で８３０℃にて２時間焼成して、黄白色の焼成粉末２０ｋｇを得た。この焼成粉末は、Ｘ線回折法で相同定を行ったところ、酸化セリウム粒子からなる粉末（以下、「酸化セリウム粒子粉末」という。）であることが確認された。得られた酸化セリウム粒子粉末の粒子径は、２０〜１００μｍであった。

得られた酸化セリウム粒子粉末２０ｋｇを、ジェットミルを用いて乾式粉砕した。乾式粉砕後の上記粉末の比表面積をＢＥＴ法により測定した結果、９．４ｍ２／ｇであった。

（酸化セリウム混合液）
容器内に、上記で得られた酸化セリウム粉末１５．０ｋｇ及び脱イオン水８４．７ｋｇを入れて混合し、さらに１Ｎの酢酸を０．３ｋｇ添加して、１０分間撹拌し、酸化セリウム混合液を得た。

（濃縮酸化セリウムスラリ）
得られた酸化セリウム混合液を、別の容器に３０分かけて送液した。その間、送液する配管内で、酸化セリウム混合液に対し、超音波周波数４００ｋＨｚにて超音波照射を行った。

超音波照射を経て送液された酸化セリウム混合液を、ビーズミル粉砕機で粉砕後、酸化セリウムの固形分濃度が１０質量％になるよう希釈し、濃縮酸化セリウムスラリとした。

得られた濃縮酸化セリウムスラリについて、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸII）を用いて測定したところ、ＣＭＰ研磨剤の平均粒径の値は、１４８ｎｍであった。

（シュウ酸セリウム粒子）
ガラス容器に硝酸セリウム（ＩＩＩ）・６水和物０．４３ｋｇと脱イオン水１ｋｇを入れて混合したのち、シュウ酸アンモニウム・１水和物０．２１ｋｇを加え１５分混合して白色の分散液を得た。この分散液に含まれるシュウ酸セリウムを遠心分離で回収し、乾燥させてシュウ酸セリウムを得た。

（濃縮シュウ酸セリウムスラリ）
容器内に、上記で得られたシュウ酸セリウム粒子粉末５０ｇ及び脱イオン水４５０ｇを入れて混合し、さらに酢酸を０．１ｇ添加して、１０分間撹拌し、シュウ酸セリウム混合液を得た。得られたシュウ酸セリウム混合液を、ビーズミル粉砕機で粉砕し、固形分濃度が１０質量％の濃縮シュウ酸セリウムスラリとした。

（実施例１）
上記で得られた濃縮酸化セリウムスラリ（固形分濃度１０質量％）５０ｇに、脱イオン水を９４０ｇ、上記で得られた濃縮シュウ酸セリウムスラリ（固形分濃度１０質量％）を、１０ｇ添加し、混合して、ＣＭＰ研磨剤を得た。

得られたＣＭＰ研磨剤について、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸII）を用いて測定したところ、ＣＭＰ研磨剤の平均粒径の値は、１８０ｎｍであった。

（実施例２）
上記で得られた酸化セリウム混合液（固形分濃度１５質量％）１６７ｇに、脱イオン水を３２８ｇ、上記で得られたシュウ酸セリウム粒子を５ｇ添加し、混合した。次に、この分散液をビーズミル粉砕機で粉砕してＣＭＰ研磨剤を得た。

得られたＣＭＰ研磨剤について、レーザ回折式粒度分布測定装置（日機装株式会社製、商品名：Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸII）を用いて測定したところ、ＣＭＰ研磨剤の平均粒径の値は、１５０ｎｍであった。

（比較例１）
上記で得られた濃縮酸化セリウムスラリ（固形分濃度１０質量％）５０ｇに、脱イオン水を９５０ｇ混合して、ＣＭＰ研磨剤を得た。

（評価用ウエハ）
研磨特性の評価には、市販の酸化ケイ素膜ウエハ（評価用ウエハ）を用いた。このウエハはシリコン基板上にＣＶＤ法により厚み１０００ｎｍの酸化ケイ素膜を形成することにより作製される。

（研磨実験）
研磨実験は、基板ホルダーと、研磨定盤とを備える研磨装置（ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ社製、商品名「Ｍｉｒｒａ３４００」）を用いて行った。まず、基板ホルダーに上記評価用ウエハを固定し、研磨定盤に多孔質ウレタン樹脂製の研磨布（研磨パッド）「ＩＣ−１０１０」（ニッタ・ハース株式会社製）を貼り付けた。次いで、評価用ウエハの酸化ケイ素膜（絶縁膜又は被研磨膜）が研磨布に接するように、評価用ウエハを研磨布及び研磨定盤に対し、加工荷重２０ｋＰａにて押し付けた。そして、研磨布上に、上記実施例及び比較例で調製したＣＭＰ研磨剤を２００ｍＬ／分の速度で滴下しながら、研磨定盤と基板ホルダーとをそれぞれ９３回転／分と８７回転／分で作動させることにより、評価用ウエハを３０秒間研磨した。研磨後の評価用ウエハを、純水で十分に洗浄後、乾燥させた。

研磨速度は、研磨前後の評価用ウエハのＳｉＯ２膜厚を測定し、研磨時間で除算することで算出した

測定には、光干渉式膜厚装置（ナノメトリクス・ジャパン株式会社製、商品名「Ｎａｎｏｓｐｅｃ ＡＦＴ−５１００」）を用いた。

表１に、実施例１、２及び比較例１で得たＣＭＰ研磨剤を用いた場合の、研磨速度の値を示す。

表１に示されるように、実施例のＣＭＰ研磨剤を用いた場合は、比較例のＣＭＰ研磨剤を用いた場合よりも、酸化ケイ素膜の研磨速度の値が大きかった。つまり、本発明のＣＭＰ研磨剤によれば、酸化ケイ素を含む被研磨膜の研磨において、十分に良好な研磨速度が得られることが明らかとなった。

Claims (6)

1. 酸化セリウム粒子、３価セリウム化合物粒子及び水を含有するＣＭＰ研磨剤。
2. 前記３価セリウム化合物粒子が、少なくとも３価セリウムの有機酸塩を含む、請求項１記載のＣＭＰ研磨剤。
3. 酸化ケイ素を含む被研磨膜の研磨用の、請求項１又は２記載のＣＭＰ研磨剤。
4. 研磨布と基板上に形成された被研磨膜との間にＣＭＰ研磨剤を供給しながら、前記被研磨膜を研磨するＣＭＰ研磨方法であって、
   前記ＣＭＰ研磨剤が、酸化セリウム粒子、３価セリウム化合物粒子及び水を含む、ＣＭＰ研磨方法。
5. 前記３価セリウム化合物粒子が、少なくとも３価セリウムの有機酸塩を含む、請求項４記載のＣＭＰ研磨方法。
6. 前記被研磨膜が、酸化ケイ素を含む膜である、請求項４又は５記載のＣＭＰ研磨方法。