氧化铈研磨粒制造技术

本发明专利技术在一个实施方式中提供一种可提升研磨速度的氧化铈研磨粒。本发明专利技术在一个实施方式中涉及一种氧化铈研磨粒，其用于研磨剂，并且氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量为30％以上。

CeO abrasive particles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化铈研磨粒
本专利技术涉及一种氧化铈研磨粒、研磨液组合物、使用其的半导体基板的制造方法、研磨方法及半导体装置的制造方法。现有技术所谓化学机械研磨(CMP)技术是指通过在使欲加工的被研磨基板的表面与研磨垫接触的状态下、一边将研磨液供给至这些接触部位，一边使被研磨基板及研磨垫相对地移动，而使被研磨基板的表面凹凸部分进行化学反应，并且机械地将其去除，从而使之平坦化的技术。CMP技术的效率(performance)取决于CMP的工序条件、研磨液的种类、研磨垫的种类等。它们之中，尤其是研磨液是对CMP工序的效率产生影响最大的因素。作为该研磨液所包含的研磨粒子，业界广泛地使用二氧化硅(SiO2)或氧化铈(CeO2)。目前，在进行半导体元件的制造工序中的层间绝缘膜的平坦化、浅沟槽元件分离构造(以下也称为“元件分离构造”)的形成、插头及埋入金属配线的形成等时，该CMP技术成为必须技术。近年来，半导体元件的多层化、高精细化飞跃地发展，要求半导体元件的合格率及产能(产量)的进一步提升。伴随于此，对于CMP工序也期待无研磨损伤且更高速的研磨。例如，在浅沟槽元件分离构造的形成工序中，期待高研磨速度，同时期待提升研磨阻挡膜(例如，氮化硅膜)对于被研磨膜(例如，氧化硅膜)的研磨选择性(换言之，研磨阻挡膜较被研磨膜更不易被研磨的研磨选择性)。尤其在广泛地使用的内存领域，提升产能为重要的课题，针对提升产能，也在进行研磨剂的改良。例如在使用氧化铈作为研磨粒子的情形时，为了提升被研磨膜(氧化硅膜)的研磨速度，普遍已知的是增大研磨粒子的粒径，但若增大粒径，则会因研磨损伤的增加而在质量方面变差，结果使合格率降低。因此，例如专利文献1中公开有一种CMP用研磨液，其将氧化铈(ceria)等无机研磨剂、导电率调整剂及分散剂调配而成，导电率为8～1000mS/m，且pH值为3.0～7.0。专利文献2中，作为用于氧化硅膜的研磨的研磨液组合物，公开有一种水性研磨液组合物，其含有：(A)包含氧化铈的研磨剂粒子、(B)选自线状及支链状的环氧烷均聚物与共聚物中的至少1种水溶性或水分散性聚合物以及(C)阴离子性磷酸盐分散剂。专利文献3中公开有一种调节器，其是在基体金属的表面利用结合材而单层固着有超研磨粒的金属膜的CMP研磨垫用调节器，并且超研磨粒中含有40重量％以上的具有结晶面由{100}面及{111}面的两者所构成的六八面体的超研磨粒。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-218558号公报专利文献2：日本特表2013-540849号公报专利文献3：日本特开2009-136926号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在近年来的半导体领域，正向高集成化方向发展，进一步要求配线的复杂化或微细化。因此，对于以更高速进行氧化硅膜研磨的要求日益提高。本专利技术提供一种可提升研磨速度的氧化铈研磨粒、使用其的研磨液组合物、半导体基板的制造方法、研磨方法及半导体装置的制造方法。解决问题的技术手段本专利技术涉及一种氧化铈研磨粒，其用于研磨剂，并且氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量为30％以上。本专利技术涉及一种包含本专利技术的氧化铈研磨粒以及水系介质的研磨液组合物。本专利技术涉及一种半导体基板的制造方法，其包括使用本专利技术的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序。本专利技术涉及一种基板的研磨方法，其包括使用本专利技术的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序。本专利技术涉及一种半导体装置的制造方法，其包括使用本专利技术的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序。专利技术的效果根据本专利技术，可发挥出可提供能够提升研磨速度的氧化铈研磨粒的效果。附图说明图1表示实施例2的氧化铈研磨粒的扫描型电子显微镜(SEM)观察图像的一例的图。具体实施方式已知通常在通过增层法合成氧化铈(以下，也称为“氧化铈”)的情形时，{111}面、{100}面、{110}面等结晶面会在表面露出。本专利技术者等人进行了努力研究，结果发现：若将露出{100}面的氧化铈研磨粒(参照图1)用于研磨，则可提升研磨速度，从而完成本专利技术。在本专利技术中，所谓{100}面相当于与氧化铈的通过X射线衍射测定所检测出的33°附近出现的波峰对应的{200}面。即，本专利技术涉及一种氧化铈研磨粒(以下，也称为“本专利技术的氧化铈研磨粒”)，其用于研磨剂，并且氧化铈研磨粒的表面的30％以上为{100}面。根据本专利技术的氧化铈研磨粒，可提升研磨速度。[氧化铈(ceria)研磨粒]作为本专利技术的氧化铈研磨粒的形状，例如可列举球状、多面体状，就提升研磨速度的观点而言，优选为由四边形所围成的六面体形状，更优选为平行六面体形状，进而优选为长方体形状，进而优选为立方体形状。关于研磨时与被研磨基板接触的氧化铈研磨粒的面，就提升研磨速度的观点而言，优选为{100}面，且氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量越高越好。关于本专利技术的氧化铈研磨粒，就提升研磨速度的观点而言，氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量为30％以上，优选为45％以上，更优选为60％以上，进而优选为100％。{100}面的露出量变得越高，氧化铈研磨粒的形状越近于由四边形所围成的六面体形状，露出量为100％时的氧化铈研磨粒的形状为由四边形所围成的六面体形状(参照图1)。在本专利技术中，{100}面的露出量例如可根据通过SEM观察等所进行的图像分析而算出，具体而言，可针对1个或随机选出的多个粒子利用SEM等进行观察、并根据四边形部分的面积相对于观察图像中的1个粒子的表面积的比例、或四边形部分的面积相对于多个粒子各自的总表面积的比例的平均值算出，更具体而言，可通过实施例中所记载的方法进行测定。在本专利技术中，可将通过SEM观察等而获得的图像中的粒子的四边形部分视为{100}面。作为上述{100}面的露出量的控制方法，例如可采用J.Phys.Chem.B2005，109，p24380-24385或CrystalGrowth&Design，Vol.9，N0.12，p5297-5303，2009中记载的方法。例如可列举通过在高浓度且强碱条件下的水热处理而生成特定结晶形状的氧化铈的方法、或预先使由铈原料与碱所生成的氢氧化物于超临界条件(例如，400℃、38MPa)下结晶化而生成氧化铈的方法。由于通过在结晶生长过程中适当添加选自癸酸或十二烷酸等单羧酸、己二酸或庚二酸等二羧酸、聚丙烯酸等羧酸系聚合物、磷酸三钠等磷酸化合物中的至少1种化合物，这些化合物会吸附于特定结晶面，故而认为关于最终获得的结晶的形状，吸附有这些化合物的面会选择性地得到保护而残存，进行结晶形状的控制成为可能。关于本专利技术的氧化铈研磨粒的平均一次粒径，就提升研磨速度的观点而言，优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进而优选为30nm以上，并且就降低刮痕的观点而言，优选为150nm以下，更优选为130nm以下，进而优选为100nm以下。更具体而言，本专利技术的氧化铈研磨粒的平均一次粒径优选为10nm以上且150nm以下，更优选为10nm以上且130nm以下，进而优选为10nm以上且100nm以下，进而优选为20nm以上且100nm以下，进而优选为30nm以上且100nm以下。在本专利技术中，氧化铈研磨粒的平均一次粒径可通过实施例中记载的方法进行测定。关于本专利技术的氧化铈研磨粒，就提升研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铈研磨粒，其用于研磨剂，氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量为30％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.28 JP 2016-2563081.一种氧化铈研磨粒，其用于研磨剂，氧化铈研磨粒表面的{100}面的露出量为30％以上。2.根据权利要求1所述的氧化铈研磨粒，其中，氧化铈研磨粒的平均一次粒径为10nm以上且150nm以下。3.根据权利要求1或2所述的氧化铈研磨粒，其中，氧化铈研磨粒为氧化铈研磨粒中的一部分铈原子被置换为锆原子的复合氧化物粒子。4.一种权利要求1～3中任一项所述的氧化铈研磨粒作为研磨粒子的用途。5.一种权利要求1～3中任一项所述的氧化铈研磨粒在研磨中的用途。6.一种研磨液...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣田幸司，大井信，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP