氧化铈研磨剂以及基板的研磨方法技术

本发明专利技术提供了一种能够在不划伤ＳｉＯ↓［２］绝缘膜等被研磨面的高研磨速度下进行研磨的氧化铈研磨剂。本发明专利技术的研磨剂含有把氧化铈颗粒分散于介质中的浆料，其中该氧化铈颗粒的初级颗粒粒径为１０～６００纳米，初级颗粒粒径中央值为３０～２５０纳米，颗粒粒径中央值为１５０～６００纳米，颗粒最大粒径在３０００纳米以下。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
氧化镩研磨剂以^fe的研磨方法本申请是申请日为1997年9月30日，国家申请号为97199370.X,国际 申请号为PCT/JP97/03490，专利技术名称为氧化铈研磨剂以及基板的研磨方 法专利技术的分案申请。本专利技术涉及氧化铈研磨剂以;s^&的研磨方法.传统上在半导体装置的制造工艺中， 一般使用胶态二氧化硅系的研磨剂作为化学机械研磨剂以便把等离子体CVD (化学气相沉积)、低压 CVD等方法形成的Si02绝缘膜等无机绝缘膜层进行平整化.胶态二氧化硅系研磨剂的制造方法是，利用热分解四氯化珪等方法使二氧化珪颗粒 长大、利用氨水等不含碱金属的碱性溶液调整pH值.然而，这种研磨剂 的技术问题是，无机绝缘膜的研磨速度不充分，实际使用该研磨剂时必 须使用低研磨速度.一方面，可以使用氧化辟研磨剂进行光掩模用玻璃的表面研磨.氧 化辟颗粒与二氧化珪颗粒、氧化铝颗粒等相比硬度低，从而难以划伤研 磨表面，故能用于抛光研磨.另外，众所周知，氧化肺是一种强氧化 剂，故具有化学活泼性。有效地利用该优点，可以把氧化铈适宜地用作 绝缘膜用化学机械研磨剂.但是，如果把光掩模玻璃表面研磨使用的氧 化辟研磨剂原样用于无机绝缘膜研磨，则由于其初级颗粒粒径大，故会 在绝缘膜表面造成肉眼可见的研磨伤痕.本专利技术提供了 一种能在不划伤S i 02绝缘膜等被研磨面的高研磨速度 下进行研磨的氧化镩研磨剂以a板的研磨方法.根据本专利技术的氧化铈研磨剂，含有把氧化锌颗粒分散于介质中的浆 料，其中该氧化铈颗粒的初级颗粒粒径中央值为30~250纳米、颗粒粒 径中央值为150- 600纳米'另外，根据本专利技术的氧化辟研磨剂，可以含有把氧化锌颗粒分散于 介质中的浆料，其中该氧化铈颗粒的初级颗粒粒径中央值为100~250纳 米、颗粒粒径中央值为150- 350纳米'上述氧化锌颗粒中，优选地初级颗粒的最大粒径在600纳米以下，4初级颗粒的粒径优选地为10~ 600纳米.另外，根据本专利技术的氧化铈研磨剂，可以含有把初级颗粒粒径中央 值为30~ 70纳米、颗粒粒径中央值为250 ~ 600纳米的氧化锌颗粒分散于 介质中的浆料.上迷氧化镩颗粒中，优选地初级颗粒粒径为10~ IOO纳米. 根据本专利技术的氧化辟研磨剂中，优选地氧化铈颗粒的最大粒径在 3000纳米以下。介质可以使用水，并使用选自由例如水溶性有机高分子、水溶性阴 离子表面活性剂、水溶性非离子表面活性剂以及水溶性胺所组成的族 中的至少一种分散剂，优选地为聚丙烯酸铵.氧化锌颗粒优选地使用碳酸铈经烧成而得到的氧化铈.利用本专利技术的氧化锌研磨剂，能够研磨例如形成有二氧化硅膜的半 导体芯片等所规定的lfe.一般地，氧化铈是碳酸盐、硫酸盐、草酸盐等锌的化合物经过烧成 而得到的.通过TE0SCVD方法等形成的Si02绝绿-蔽虽然氧化锌初级颗粒粒径越大并且结晶形变越少即结晶性越好，越可能进行高研磨速度研 磨，但有易造成研磨伤痕的倾向.因此，本专利技术中所用的氧化铈颗 粒，是在不提高结晶性下制成的.另外，由于本专利技术的氧化辟颗粒用 于半导体芯片的研磨，故优选地碱金属以及卣素类的含量限制在l卯m 以下.本专利技术的研磨剂纯度高，Na、 K、 Si、 Mg、 Ca、 Zr、 Ti、 Ni、 Cr、 Fe的含量分别在lppm以下，Al含量在lOppm以下.本专利技术中，氧化辟颗粒的制备方法可以使用烧成法.但是，为了使 制备的颗粒不造成研磨伤痕，优选地进行尽可能不提高结晶性的低温烧成.由于铈化合物的氧化温度为300x:， 故烧成温度优选地在6oox:以上900匸以下.优选地，把碳酸镩于600C以上900C以下的温度下在氧气等氧化气 氛中烧成5- 300分钟。可以利用喷射磨等干法粉碎、搅拌磨(f-乂 ;、 A)等湿法粉碎的方法粉碎烧成后的氧化铈.在例如《化学工业论文集》第6巻第5号 (1980年)527- 532页中对于喷射磨有所说明.已发现，如果利用喷 射磨等干法粉碎法粉碎烧成后的氧化铈，会发生粉碎残佘.根据本专利技术的氧化铈浆料，是含有根据上述方法制备的氧化锌颗粒 的水溶液或者是通过分散由从该水溶液回收的氧化铈颗粒、水和必要 时的分散剂所构成的组合物而得到.其中，虽然对于氧化铈颗粒的浓 度没有限制，但从悬浊液容易操纵出发，其浓度优选地在O. 1 ~ 10%重 量百分比范围内。另外，分散剂是不含金属离子类的分散剂，其示例 有丙烯酸聚合物及其铵盐，甲基丙締酸聚合物及其铵盐，聚乙烯醇等 水溶性有机高分子类，十二烷基硫酸铵、聚环氧乙烷月桂基瞇硫酸铵 等水溶性阴离子表面活性剂，聚环氧乙烷月桂基醚、聚单硬脂酸乙二 醇酯等水溶性非离子表面活性剂， 一乙醇胺、二乙醇胺等水溶性胺 类，等等.特别地，聚丙烯酸铵优选地为重均分子量5000~ 20000的聚丙烯酸 铵。这些分散剂的添加量，根据浆料中颗粒的分散性以及沉降防止性 等，对应于100重量份的氧化铈颗粒，优选地在0.01重量份到5重量份 的范围内。为了提高其分散效果，分散剂优选地在分散处理时与颗粒 同时加入到分散机中.把这些氧化锌颗粒分散到水中的方法，除了通过通常的撹拌机进行 分散处理外，还可以使用均化机、超声波分散机、球磨机等.特别 地，为了分散颗粒为l徵米以下的氧化镩颗粒，优选地使用球磨机、振 动球磨机、行星式球磨机、介质搅拌磨等湿式分散机。另外，在要提 高浆料碱性的情况下，可以在分散处理时或者处理后添加氨水等不含 金属离子的碱性物质，本专利技术的氧化镩研磨剂虽然能够原样使用上述浆料，但可以在上迷 浆料中添加N， N-二乙基乙醇胺、N, N-二甲基乙醇胺、氨乙基乙醇胺 等添加剂而作为研磨剂。构成分散于本专利技术浆料中氧化铈颗粒的初级颗粒粒径的中央值为630 ~ 250纳米，分散的颗粒(浆料颗粒)的粒径的中央值为150 ~ 600纳米.如果氧化铈颗粒的初级颗粒粒径中央值小于30纳米或者浆料颗粒粒 径中央值小于150纳米，则不能高研磨速度研磨Si02绝缘膜的被研磨面.如果初级颗粒粒径的中央值大于250纳来或者浆料颗粒粒径中央值 大于600纳米，则会造成对Si02绝缘膜被研磨面的划伤.另外，优选地氧化铈颗粒的初级颗粒粒径的中央值为100~ 250纳 米、颗粒粒径中央值为150- 350纳来.如果它们小于各自中央值的上 述下限，则研磨速度变小；如果大于各自的上限，则易发生划伤。上述氧化锋颗粒中，初级颗粒的最大粒径优选地在600纳米以下， 初级颗粒粒径优选地为10~ 600纳米.初级颗粒如果大于600纳米的上 限值，则易发生划伤；如果它小于10纳米，则研磨速度变小.另外，优选地氧化镩颗粒的初级颗粒粒径的中央值为30 - 70纳来， 浆料颗粒粒径的中央值为250- 600纳米.如果它们小于各自中央值的 上述下限，则研磨速度变小如果它们大于各自的上限，则易发生划伤.上迷氧化铈颗粒中，初级颗粒粒径优选地为10~ IOO纳束.初级颗 粒如果小于10纳米，则研磨速度变小；如果它大于100纳米的上限值， 则易发生划伤.本专利技术的氧化辟研磨剂中，氧化镩颗粒的最大粒径优选地在3000纳 米以下.如果氧化铈颗粒的最大粒径大于3000纳米，则易发生划伤.据推测，烧成氧化铈通过喷射磨等干法粉碎法进行粉碎后的氧化铈 颗粒中含有粉碎残佘，这种粉碎残余颗粒与初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铈颗粒，其特征在于，用于化学机械研磨，该氧化铈颗粒为由多个初级颗粒构成的多晶颗粒，所述初级颗粒通过粉末Ｘ射线Ｒｉｅｔｖｅｌｔ法（ＲＩＥＴＡＮ－９４）测定的表示各向同性的微小形变的结构参数Ｙ值为０．０１－０．７０。

【技术特征摘要】
JP 1996-9-30 1996-258766;JP 1996-9-30 1996-258767;1.一种氧化铈颗粒，其特征在于，用于化学机械研磨，该氧化铈颗粒为由多个初级颗粒构成的多晶颗粒，所述初级颗粒通过粉末X射线Rietvelt法(RIETAN-94)测定的表示各向同性的微小形变的结构参数Y值为0.01-0.70。2. 根据权利要求l所述的氧化铈颗粒，其特征在于，该氧化铈颗粒是 将碳酸铈烧成得到的颗粒。3. —种氧化铈研磨剂，其特征在于，该研磨剂含有将氧化铈颗粒分散 在介质中形成的浆料，所述氧化铈颗粒为由多个初级颗粒构成的多晶颗粒， 所述初级颗粒通过粉末X射线Rietvelt法(RIETAN - 94)测定的表示各 向同性的微小形变的结构参数Y值为0.01 - 0.70 。4. 根据权利要求3所述的氧化铈研磨剂，其特征在于，所述氧化铈颗 粒在所述浆料中的粒径中央值为150 - 600纳米。5. 根据权利要求3所述的氧化铈研磨剂，其特征在于，所述氧化铈颗 粒所述初级颗粒的粒径中央值30 - 250纳米。6. 根据权利要求3所述的氧化铈研磨剂，其特征在于，所述氧化铈颗 粒在所述浆料中的粒径中央值为150 - 600纳米，且所述氧化铈颗粒所述 初级颗粒的粒径中央值30 - 250纳米。7. 根据权利要求3所述的氧化铈研磨剂，其特征在于，所述氧化铈颗 粒在所述浆料中的粒径中央值为150 - 350纳米，且所述氧化铈颗粒所述 初级颗粒的粒径中央值IOO - 2...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田诚人，芦泽寅之助，寺崎裕树，仓田靖，松泽纯，丹野清仁，大槻裕人，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]