JP3335667B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- film
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係わり、特に研磨により絶縁膜等の平坦化方法に関す
る。
に係わり、特に研磨により絶縁膜等の平坦化方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程等におい
て、絶縁膜等を平坦化するための研磨工程では研磨剤と
してコロイダルシリカが一般的に用いられていた。
て、絶縁膜等を平坦化するための研磨工程では研磨剤と
してコロイダルシリカが一般的に用いられていた。
【０００３】コロイダルシリカのシリカ粒子は、通常ケ
イ酸ナトリウムを原料として水溶液中で数十ｎｍのシリ
カ粒子に成長させたものが用いられている。研磨剤とし
て用いる場合には通常これを水に懸濁させたものに、シ
リカ粒子を安定に分散させるための水素イオン濃度の調
整と研磨速度の増大という二つの目的により、ＫＯＨや
ＮａＯＨが添加されている。
イ酸ナトリウムを原料として水溶液中で数十ｎｍのシリ
カ粒子に成長させたものが用いられている。研磨剤とし
て用いる場合には通常これを水に懸濁させたものに、シ
リカ粒子を安定に分散させるための水素イオン濃度の調
整と研磨速度の増大という二つの目的により、ＫＯＨや
ＮａＯＨが添加されている。
【０００４】例えば、このような研磨剤として不二見研
磨剤工業株式会社のコンポール８０という製品がある
が、このようにアルカリ金属を含む研磨剤を用いてシリ
コン酸化膜等を研磨すると、研磨剤中のアルカリ金属が
シリコン酸化膜中に拡散し、ＭＯＳデバイスにおいては
しきい値電圧を変動させるなど半導体装置の信頼性を著
しく低下させることになってしまうという問題がある。
磨剤工業株式会社のコンポール８０という製品がある
が、このようにアルカリ金属を含む研磨剤を用いてシリ
コン酸化膜等を研磨すると、研磨剤中のアルカリ金属が
シリコン酸化膜中に拡散し、ＭＯＳデバイスにおいては
しきい値電圧を変動させるなど半導体装置の信頼性を著
しく低下させることになってしまうという問題がある。
【０００５】別のコロイダルシリカ系の研磨剤として、
シリカ粒子を四塩化ケイ酸を熱分解したり有機シランを
加水分解したりして成長させ、アンモニアやアミンで水
素イオン濃度の調整を行った、アルカリ金属を含まない
研磨剤もあるが、この様な研磨剤では、シリコン酸化膜
等の研磨速度は著しく遅く実用できないという問題があ
った。
シリカ粒子を四塩化ケイ酸を熱分解したり有機シランを
加水分解したりして成長させ、アンモニアやアミンで水
素イオン濃度の調整を行った、アルカリ金属を含まない
研磨剤もあるが、この様な研磨剤では、シリコン酸化膜
等の研磨速度は著しく遅く実用できないという問題があ
った。
【０００６】また、従来よりフォトマスク用ガラスの表
面研磨においては、一次研磨として酸化アルミニウム懸
濁液でガラス表面を研磨し、仕上げ研磨として平均粒径
数μｍの酸化セリウム粒子を含む懸濁液で研磨するとい
う方法がとられている。しかしながら、通常、半導体装
置の製造工程においては、絶縁膜の研磨量は高々数μｍ
程度で、この様な２段階以上の研磨は好ましくない。さ
らに、半導体装置の製造工程においては、通常、図３
（ａ）に示すように数百ｎｍから数千ｎｍ程度の段差５
１上に形成された表面に段差を有する絶縁膜５２を被覆
し、この際段差５１の段差形状は絶縁膜５２の表面形状
に反映される。さらに、図３（ｂ）に示すように絶縁膜
５２の表面段差を研磨により平坦化しなければならない
が、平均粒径数μｍの酸化セリウム粒子で、数百ｎｍか
ら数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら研磨することが
できるかどうか、また、絶縁膜表面に傷を発生させるこ
となく研磨することが可能かどうか、さらにコロイダル
シリカを用いた場合のようなアルカリ金属汚染があるか
どうかについては、全く知られておらず、上記方法を半
導体装置の製造工程中の研磨工程に対して適用すること
などは全く考慮されていなかった。
面研磨においては、一次研磨として酸化アルミニウム懸
濁液でガラス表面を研磨し、仕上げ研磨として平均粒径
数μｍの酸化セリウム粒子を含む懸濁液で研磨するとい
う方法がとられている。しかしながら、通常、半導体装
置の製造工程においては、絶縁膜の研磨量は高々数μｍ
程度で、この様な２段階以上の研磨は好ましくない。さ
らに、半導体装置の製造工程においては、通常、図３
（ａ）に示すように数百ｎｍから数千ｎｍ程度の段差５
１上に形成された表面に段差を有する絶縁膜５２を被覆
し、この際段差５１の段差形状は絶縁膜５２の表面形状
に反映される。さらに、図３（ｂ）に示すように絶縁膜
５２の表面段差を研磨により平坦化しなければならない
が、平均粒径数μｍの酸化セリウム粒子で、数百ｎｍか
ら数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら研磨することが
できるかどうか、また、絶縁膜表面に傷を発生させるこ
となく研磨することが可能かどうか、さらにコロイダル
シリカを用いた場合のようなアルカリ金属汚染があるか
どうかについては、全く知られておらず、上記方法を半
導体装置の製造工程中の研磨工程に対して適用すること
などは全く考慮されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、半導体装
置の製造工程等において、研磨剤としてコロイダルシリ
カを用いた従来の研磨工程においては、アルカリ金属に
よる汚染や研磨速度が遅いなどの問題があり、実用が困
難であった。
置の製造工程等において、研磨剤としてコロイダルシリ
カを用いた従来の研磨工程においては、アルカリ金属に
よる汚染や研磨速度が遅いなどの問題があり、実用が困
難であった。
【０００８】また、フォトマスク用ガラスの表面研磨に
おいて、酸化セリウム粒子が含まれた懸濁液を用いる方
法があるが、絶縁膜表面に傷を発生することなく、数百
ｎｍから数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら研磨でき
るかどうか、また、アルカリ金属汚染があるかどうかに
ついては、全く知られておらず、上記方法を半導体装置
の製造工程における研磨工程に対して適用することなど
は全く考慮されていなかった。
おいて、酸化セリウム粒子が含まれた懸濁液を用いる方
法があるが、絶縁膜表面に傷を発生することなく、数百
ｎｍから数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら研磨でき
るかどうか、また、アルカリ金属汚染があるかどうかに
ついては、全く知られておらず、上記方法を半導体装置
の製造工程における研磨工程に対して適用することなど
は全く考慮されていなかった。
【０００９】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、アルカリ金属による汚染
がなく、高速で研磨できる研磨剤を使用することによ
り、半導体装置の製造工程への研磨工程の実用化を容易
にしようとするものである。
で、その目的とするところは、アルカリ金属による汚染
がなく、高速で研磨できる研磨剤を使用することによ
り、半導体装置の製造工程への研磨工程の実用化を容易
にしようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述した問題を解決する
ため本発明は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
と、該絶縁膜の少なくとも一部を酸化セリウムを含む所
定の研磨剤によって研磨し、取り除く工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。ま
た、本発明は、表面に段差が形成された基板上に絶縁膜
を形成する工程と、該絶縁膜を酸化セリウムを含む所定
の研磨剤によって研磨して平坦化する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
ため本発明は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
と、該絶縁膜の少なくとも一部を酸化セリウムを含む所
定の研磨剤によって研磨し、取り除く工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。ま
た、本発明は、表面に段差が形成された基板上に絶縁膜
を形成する工程と、該絶縁膜を酸化セリウムを含む所定
の研磨剤によって研磨して平坦化する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１１】
【作用】本発明による半導体装置の製造方法であれば、
絶縁膜、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を酸
化セリウムを含む所定の研磨剤によって研磨するので、
該絶縁膜を高速で研磨することができる。
絶縁膜、例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等を酸
化セリウムを含む所定の研磨剤によって研磨するので、
該絶縁膜を高速で研磨することができる。
【００１２】また、上記絶縁膜を研磨した際にも該絶縁
膜の内部にアルカリ金属汚染を引き起こす事もないこと
がわかった。さらに、絶縁膜表面に傷を発生させること
なく数百ｎｍから数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら
研磨することが可能である事もわかった。
膜の内部にアルカリ金属汚染を引き起こす事もないこと
がわかった。さらに、絶縁膜表面に傷を発生させること
なく数百ｎｍから数千ｎｍ程度の段差を平坦化しながら
研磨することが可能である事もわかった。
【００１３】
【実施例】以下、本発明による半導体装置の製造方法を
図面を参照しながら詳細に説明する。図１には本発明の
実施例に係わる層間絶縁膜平坦化の工程断面図が示され
ている。
図面を参照しながら詳細に説明する。図１には本発明の
実施例に係わる層間絶縁膜平坦化の工程断面図が示され
ている。
【００１４】図１（ａ）に示す如く、表面に素子（不図
示）が形成されたＳｉ基板１上に、厚さ１μｍのＳｉＯ
2 膜２を形成する。次いで、このＳｉＯ2 膜２上に厚さ
５００ｎｍのポリシリコン膜３を形成する。
示）が形成されたＳｉ基板１上に、厚さ１μｍのＳｉＯ
2 膜２を形成する。次いで、このＳｉＯ2 膜２上に厚さ
５００ｎｍのポリシリコン膜３を形成する。
【００１５】次に、図１（ｂ）に示す如く、ポリシリコ
ン膜３上に厚さ１．５μｍのフォトレジスト（感光性樹
脂層）４を塗布し、マスクパターン（図示せず）を用い
てこのフォトレジスト４を露光し現像を行うことによ
り、フォトレジストパターン４を形成する。
ン膜３上に厚さ１．５μｍのフォトレジスト（感光性樹
脂層）４を塗布し、マスクパターン（図示せず）を用い
てこのフォトレジスト４を露光し現像を行うことによ
り、フォトレジストパターン４を形成する。
【００１６】次に、図１（ｃ）に示す如く、このフォト
レジストパターン４をマスクとして、ＣＦ4 ガスを使用
したＲＩＥ法によりポリシリコン膜３をパターニングす
る。
レジストパターン４をマスクとして、ＣＦ4 ガスを使用
したＲＩＥ法によりポリシリコン膜３をパターニングす
る。
【００１７】次に、図１（ｄ）に示す如く、ＣＦ4 とＯ
2 の混合ガスをマイクロ波放電させた下流でフォトレジ
ストを灰化処理するダウンフロータイプの灰化処理装置
により、フォトレジストパターン４を剥離した後、図１
（ｅ）に示す如く、全面に層間絶縁膜として厚さ１μｍ
のＳｉＯ2 膜５を形成する。ここで、ＳｉＯ2 膜５の表
面にはポリシリコン配線３に対応して段差が生じた。
2 の混合ガスをマイクロ波放電させた下流でフォトレジ
ストを灰化処理するダウンフロータイプの灰化処理装置
により、フォトレジストパターン４を剥離した後、図１
（ｅ）に示す如く、全面に層間絶縁膜として厚さ１μｍ
のＳｉＯ2 膜５を形成する。ここで、ＳｉＯ2 膜５の表
面にはポリシリコン配線３に対応して段差が生じた。
【００１８】最後に、ＳｉＯ2膜５を研磨したのが、図
１（ｆ）である。研磨は、図２の概略図に示すような装
置を用いた。この図に示されるように、ターンテーブル
２１上の研磨クロス２２の中心に研磨剤供給パイプ２３
の先端が位置しており、ターンテーブル２１は前記中心
を通る軸のまわりに１００ｒｐｍで矢印の方向に回転す
るとともに、前記先端から研磨剤が研磨クロス２２上に
供給される。また、ウェーハ２４は荷重４０ｋｇｆで研
磨クロス２２上に押し付けられると共に、１００ｒｐｍ
で矢印の方向に回転せしめられる。研磨剤中、平均粒径
１.２μｍ、最大粒径４.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体は、バストネサイトを粉砕、焼成したもので、その組
成は、酸化セリウム５０ｗｔ％、その他の希土類金属の
酸化物３７ｗｔ％程度のものである。本実施例で用いた
酸化セリウムを含む粉体の組成を表１に示す。
１（ｆ）である。研磨は、図２の概略図に示すような装
置を用いた。この図に示されるように、ターンテーブル
２１上の研磨クロス２２の中心に研磨剤供給パイプ２３
の先端が位置しており、ターンテーブル２１は前記中心
を通る軸のまわりに１００ｒｐｍで矢印の方向に回転す
るとともに、前記先端から研磨剤が研磨クロス２２上に
供給される。また、ウェーハ２４は荷重４０ｋｇｆで研
磨クロス２２上に押し付けられると共に、１００ｒｐｍ
で矢印の方向に回転せしめられる。研磨剤中、平均粒径
１.２μｍ、最大粒径４.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体は、バストネサイトを粉砕、焼成したもので、その組
成は、酸化セリウム５０ｗｔ％、その他の希土類金属の
酸化物３７ｗｔ％程度のものである。本実施例で用いた
酸化セリウムを含む粉体の組成を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】この様に、酸化セリウムを含む研磨剤で研
磨した後の絶縁膜表面は、平坦化がされていた。また、
微分干渉型顕微鏡で絶縁膜表面を観察しても、傷は観察
されなかった。
磨した後の絶縁膜表面は、平坦化がされていた。また、
微分干渉型顕微鏡で絶縁膜表面を観察しても、傷は観察
されなかった。
【００２１】図１と同様の方法で、平均粒径２．５μ
ｍ、最大粒径１２．０μｍの酸化セリウムを含む粉体１
ｗｔ％を水に懸濁させたものを用いた場合にも、研磨し
た後の絶縁膜表面は平坦化がなされていたが、微分干渉
方顕微鏡で絶縁膜表面を観察すると、１０cm2 あたり４
個の傷が観察された。
ｍ、最大粒径１２．０μｍの酸化セリウムを含む粉体１
ｗｔ％を水に懸濁させたものを用いた場合にも、研磨し
た後の絶縁膜表面は平坦化がなされていたが、微分干渉
方顕微鏡で絶縁膜表面を観察すると、１０cm2 あたり４
個の傷が観察された。
【００２２】また、図１と同様の方法で、平均粒径２.
５μｍ、最大粒径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体で、上記したように粉砕後焼成を行った粉末１ｗｔ％
を水に懸濁させたものを用いた場合には、微分干渉型顕
微鏡で絶縁膜表面を観察すると、１０ｃｍ 2 あたりの傷
の数は１個であった。
５μｍ、最大粒径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体で、上記したように粉砕後焼成を行った粉末１ｗｔ％
を水に懸濁させたものを用いた場合には、微分干渉型顕
微鏡で絶縁膜表面を観察すると、１０ｃｍ 2 あたりの傷
の数は１個であった。
【００２３】この結果より、酸化セリウムを含む研磨剤
で研磨することにより、絶縁膜表面の平坦化が可能であ
る事、酸化セリウムを含む研磨剤は、粒径が小さいも
の、好ましくは最大粒径４μｍ以下のものが傷の発生を
抑えられる事、さらに同じ粒径の研磨剤においても焼成
条件を変え粒子の硬さを軟らかくすることにより傷の発
生を抑えられる事がわかる。
で研磨することにより、絶縁膜表面の平坦化が可能であ
る事、酸化セリウムを含む研磨剤は、粒径が小さいも
の、好ましくは最大粒径４μｍ以下のものが傷の発生を
抑えられる事、さらに同じ粒径の研磨剤においても焼成
条件を変え粒子の硬さを軟らかくすることにより傷の発
生を抑えられる事がわかる。
【００２４】次に、表２にシリコンを熱酸化した膜厚１
μｍのシリコン酸化膜およびリンとホウ素を高濃度に含
む膜厚１μｍのシリコン酸化膜（以下ＢＰＳＧと呼ぶ）
を平均粒径２．５μｍ、最大粒径１２．０μｍの酸化セ
リウムを含む粉体１ｗｔ％を水に懸濁させた研磨剤を用
いて０．５μｍ研磨した後の、原子吸光法による不純物
分析の結果を示す。参考のため、コンポール８０で研磨
した場合の結果も示す。
μｍのシリコン酸化膜およびリンとホウ素を高濃度に含
む膜厚１μｍのシリコン酸化膜（以下ＢＰＳＧと呼ぶ）
を平均粒径２．５μｍ、最大粒径１２．０μｍの酸化セ
リウムを含む粉体１ｗｔ％を水に懸濁させた研磨剤を用
いて０．５μｍ研磨した後の、原子吸光法による不純物
分析の結果を示す。参考のため、コンポール８０で研磨
した場合の結果も示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】コンポール８０で研磨した場合には、シリ
コン熱酸化膜ではＲｅｆ．の研磨を行っていないものの
値（文献に記載されている通常の値）に比べ１桁程度ナ
トリウムのレベルが高くなっており、ＢＰＳＧ膜におい
ては２桁以上もナトリウムのレベルが高くなっている。
コン熱酸化膜ではＲｅｆ．の研磨を行っていないものの
値（文献に記載されている通常の値）に比べ１桁程度ナ
トリウムのレベルが高くなっており、ＢＰＳＧ膜におい
ては２桁以上もナトリウムのレベルが高くなっている。
【００２７】これに対し、酸化セリウムを含む研磨剤で
研磨したものでは、シリコン熱酸化膜、ＢＰＳＧ膜、共
にナトリウムのレベルは、Ｒｅｆ．の研磨を行っていな
いものの値（文献に記載されている通常の値）と同等
で、他の元素についても汚染は観察されなかった。ま
た、Ｃｅは１×１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 以下であっ
た。酸化セリウムを含む研磨剤は、先に述べたようにバ
ストネサイトを粉砕、焼成したもので、特にアルカリ金
属等を取り除く事は行っていないが、それでもアルカリ
金属汚染は観察されず、バストネサイトを原料とする研
磨剤でも半導体装置の製造に支障ない事が分かる。
研磨したものでは、シリコン熱酸化膜、ＢＰＳＧ膜、共
にナトリウムのレベルは、Ｒｅｆ．の研磨を行っていな
いものの値（文献に記載されている通常の値）と同等
で、他の元素についても汚染は観察されなかった。ま
た、Ｃｅは１×１０10ａｔｏｍｓ／ｃｍ2 以下であっ
た。酸化セリウムを含む研磨剤は、先に述べたようにバ
ストネサイトを粉砕、焼成したもので、特にアルカリ金
属等を取り除く事は行っていないが、それでもアルカリ
金属汚染は観察されず、バストネサイトを原料とする研
磨剤でも半導体装置の製造に支障ない事が分かる。
【００２８】次に、表３にシリコンの熱酸化シリコン酸
化膜、シリコン窒化膜、及びＢＰＳＧ膜を平均粒径２.
５μｍ、最大粒径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体１ｗｔ％を水に懸濁させた研磨剤を用いて研磨した際
の研磨速度を示す。参考のため、コンポール８０および
粒径１２ｎｍのシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁させたも
の、さらにこれにアンモニアを１０ｗｔ％加えたもの、
および水酸化ナトリウムを０.２ｗｔ％加えたものも合
わせて示す。
化膜、シリコン窒化膜、及びＢＰＳＧ膜を平均粒径２.
５μｍ、最大粒径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉
体１ｗｔ％を水に懸濁させた研磨剤を用いて研磨した際
の研磨速度を示す。参考のため、コンポール８０および
粒径１２ｎｍのシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁させたも
の、さらにこれにアンモニアを１０ｗｔ％加えたもの、
および水酸化ナトリウムを０.２ｗｔ％加えたものも合
わせて示す。
【００２９】
【表３】
【００３０】熱酸化したシリコン酸化膜の場合、コンポ
ール８０の研磨速度は１１０ｎｍ／ｍｉｎ程度である。
また、粒径１２ｎｍシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁させ
ただけのものでは、研磨速度は６ｎｍ／ｍｉｎと非常に
小さい。これに、水酸化ナトリウムを０．２ｗｔ％加え
たものでは研磨速度は５０ｎｍ／ｍｉｎ、アンモニアを
１０ｗｔ％加えたものでは１８ｎｍ／ｍｉｎと増大する
が、アンモニアの効果は水酸化ナトリウムの効果に比べ
て小さい。さらにまた、コンポール８０でシリコン窒化
膜、ＢＰＳＧ膜を研磨した時の研磨速度はそれぞれ４０
ｎｍ／ｍｉｎ、２００ｎｍ／ｍｉｎである。
ール８０の研磨速度は１１０ｎｍ／ｍｉｎ程度である。
また、粒径１２ｎｍシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁させ
ただけのものでは、研磨速度は６ｎｍ／ｍｉｎと非常に
小さい。これに、水酸化ナトリウムを０．２ｗｔ％加え
たものでは研磨速度は５０ｎｍ／ｍｉｎ、アンモニアを
１０ｗｔ％加えたものでは１８ｎｍ／ｍｉｎと増大する
が、アンモニアの効果は水酸化ナトリウムの効果に比べ
て小さい。さらにまた、コンポール８０でシリコン窒化
膜、ＢＰＳＧ膜を研磨した時の研磨速度はそれぞれ４０
ｎｍ／ｍｉｎ、２００ｎｍ／ｍｉｎである。
【００３１】例えば５００ｎｍの熱酸化したシリコン酸
化膜を研磨によって除去する場合、コンポール８０では
約５分、粒径１２ｎｍのシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁
させたものに水酸化ナトリウムを０．２ｗｔ％加えたも
のでは約１０分であるが、アンモニアを１０ｗｔ％加え
たものでは３０分程度もかかり実用できるものではな
い。
化膜を研磨によって除去する場合、コンポール８０では
約５分、粒径１２ｎｍのシリカ粒子５ｗｔ％を水に懸濁
させたものに水酸化ナトリウムを０．２ｗｔ％加えたも
のでは約１０分であるが、アンモニアを１０ｗｔ％加え
たものでは３０分程度もかかり実用できるものではな
い。
【００３２】これに対し、平均粒子２.５μｍ、最大粒
径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉体１ｗｔ％を水
に懸濁させた研磨剤で研磨した場合には、シリコン酸化
膜の研磨速度が１０００ｎｍ／ｍｉｎ、シリコン窒化膜
の研磨速度が３００ｎｍ／ｍｉｎ、ＢＰＳＧ膜の研磨速
度が１２００乃至１３００ｎｍ／ｍｉｎと非常に早く、
５００ｎｍの膜を研磨によって除去するのにそれぞれ
０.５分、２分程度と生産への実用に有効な速度が得ら
れる。
径１２.０μｍの酸化セリウムを含む粉体１ｗｔ％を水
に懸濁させた研磨剤で研磨した場合には、シリコン酸化
膜の研磨速度が１０００ｎｍ／ｍｉｎ、シリコン窒化膜
の研磨速度が３００ｎｍ／ｍｉｎ、ＢＰＳＧ膜の研磨速
度が１２００乃至１３００ｎｍ／ｍｉｎと非常に早く、
５００ｎｍの膜を研磨によって除去するのにそれぞれ
０.５分、２分程度と生産への実用に有効な速度が得ら
れる。
【００３３】本実施例では、研磨剤はバストネサイトを
粉砕、焼成したもので、その組成は、酸化セリウム５０
ｗｔ％、その他の希土類金属の酸化物３７ｗｔ％程度の
ものを水に懸濁させたものについて述べたが、酸化セリ
ウムを含む研磨剤は原料、製法、懸濁液の濃度など変更
可能である。また、研磨する絶縁膜についてはシリコン
熱酸化膜を中心に述べたが、化学的気相成長法で形成し
たシリコン酸化膜、窒化膜など他の絶縁膜、さらに、絶
縁膜の一部に導体膜が形成されているものにおいても有
効である。さらに、研磨装置の構造も実施例に述べたも
のに限られるものではない。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
粉砕、焼成したもので、その組成は、酸化セリウム５０
ｗｔ％、その他の希土類金属の酸化物３７ｗｔ％程度の
ものを水に懸濁させたものについて述べたが、酸化セリ
ウムを含む研磨剤は原料、製法、懸濁液の濃度など変更
可能である。また、研磨する絶縁膜についてはシリコン
熱酸化膜を中心に述べたが、化学的気相成長法で形成し
たシリコン酸化膜、窒化膜など他の絶縁膜、さらに、絶
縁膜の一部に導体膜が形成されているものにおいても有
効である。さらに、研磨装置の構造も実施例に述べたも
のに限られるものではない。その他、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、酸化セリウムを含む研
磨剤を用いることにより、シリコン酸化膜やシリコン窒
化膜等の絶縁膜を高速で研磨することができる。また、
研磨の際に上記絶縁膜の内部にアルカリ金属汚染を引き
起こす事もない。さらに、絶縁膜表面に傷を発生させる
ことなく段差を平坦化しながら研磨することが可能であ
る。従って、半導体装置の製造において、絶縁膜の研磨
工程を実用化する事が容易になる。
磨剤を用いることにより、シリコン酸化膜やシリコン窒
化膜等の絶縁膜を高速で研磨することができる。また、
研磨の際に上記絶縁膜の内部にアルカリ金属汚染を引き
起こす事もない。さらに、絶縁膜表面に傷を発生させる
ことなく段差を平坦化しながら研磨することが可能であ
る。従って、半導体装置の製造において、絶縁膜の研磨
工程を実用化する事が容易になる。
【図１】 本発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を示す工程断面図。
例を示す工程断面図。
【図２】 本発明に用いた研磨装置を示す概略図。
【図３】 従来の研磨工程を示す断面図。
１ Ｓｉ基板、 ２ ＳｉＯ2 膜、 ３ ポリシリコン膜、 ４ フォトレジスト（感光性樹脂層）、 ５ ＳｉＯ2 膜、 ２１ ターンテーブル、 ２２ 研磨クロス、 ２３ 研磨剤供給パイプ、 ２４ ウェーハ、 ５１ 段差、 ５２ 絶縁膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 利一郎 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式 会社東芝 堀川町工場内 (56)参考文献 特開 昭58−61663（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−87146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−201756（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−45566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 B24B 37/00 C09K 3/14 550
Claims (5)
- 【請求項１】半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜の少なくとも一部を、酸化セリウムを含みＮａ
濃度１００ｐｐｍ以下の粒子を水に懸濁させた研磨剤に
よって研磨し、取り除く工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜の少なくとも一部を、酸化セリウムを含みＦｅ
濃度１００００ｐｐｍ以下の粒子を水に懸濁させた研磨
剤によって研磨し、取り除く工程とを有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】表面に段差が形成された基板上に絶縁膜を
形成する工程と、該絶縁膜を、酸化セリウムを含みＮａ
濃度１００ｐｐｍ以下の粒子を水に懸濁させた研磨剤に
よって研磨して平坦化する工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 表面に段差が形成された基板上に絶縁膜を
形成する工程と、該絶縁膜を、酸化セリウムを含みＦｅ
濃度１００００ｐｐｍ以下の粒子を水に懸濁させた研磨
剤によって研磨して平坦化する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】前記粒子の最大粒径は４μｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (13)
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|---|---|---|---|
| JP13297892A JP3335667B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
| US08/066,375 US5445996A (en) | 1992-05-26 | 1993-05-25 | Method for planarizing a semiconductor device having a amorphous layer |
| KR1019930009027A KR0153787B1 (ko) | 1992-05-26 | 1993-05-25 | 반도체장치의 제조방법 및 평탄화방법 |
| GB9611104A GB2298961B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Polishing apparatus for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| GB9326510A GB2275130B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| GB9611070A GB2299895B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | polishing apparatus for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| GB9310909A GB2267389B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Polishing method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| GB9326509A GB2275129B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Method for planarizing a layer on a semiconductor wafer |
| GB9611090A GB2298960B (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| US08/451,226 US5597341A (en) | 1992-05-26 | 1995-05-26 | Semiconductor planarizing apparatus |
| US08/897,324 US5914275A (en) | 1992-05-26 | 1997-07-21 | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| US08/897,570 US5948205A (en) | 1992-05-26 | 1997-07-21 | Polishing apparatus and method for planarizing layer on a semiconductor wafer |
| KR1019980001478A KR0153906B1 (ko) | 1992-05-26 | 1998-01-12 | 연마장치와 연마방법 및 반도체 웨이퍼의 평탄화장치 |
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| JP13297892A JP3335667B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3335667B2 true JP3335667B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=15093936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13297892A Expired - Lifetime JP3335667B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| KR100336598B1 (ko) * | 1996-02-07 | 2002-05-16 | 이사오 우치가사키 | 산화 세륨 연마제 제조용 산화 세륨 입자 |
| US5962343A (en) * | 1996-07-30 | 1999-10-05 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Process for producing crystalline ceric oxide particles and abrasive |
| KR100759182B1 (ko) | 1996-09-30 | 2007-09-14 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 산화세륨 입자 |
| JPH10309660A (ja) | 1997-05-07 | 1998-11-24 | Tokuyama Corp | 仕上げ研磨剤 |
| JPH11181403A (ja) * | 1997-12-18 | 1999-07-06 | Hitachi Chem Co Ltd | 酸化セリウム研磨剤及び基板の研磨法 |
| EP1201725A4 (en) | 1999-06-28 | 2007-09-12 | Nissan Chemical Ind Ltd | ABRASIVE COMPOUND FOR HARD DISK GLASS TRAY |
| KR100578231B1 (ko) * | 2000-06-30 | 2006-05-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | 다마신 게이트공정에서의 평탄화를 위한 반도체소자의제조 방법 |
| TWI256971B (en) | 2002-08-09 | 2006-06-21 | Hitachi Chemical Co Ltd | CMP abrasive and method for polishing substrate |
| JP2005203394A (ja) | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nec Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| EP1566420A1 (en) | 2004-01-23 | 2005-08-24 | JSR Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
| JP4292117B2 (ja) | 2004-07-15 | 2009-07-08 | Ｊｓｒ株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体及び化学機械研磨方法 |
| JP4756996B2 (ja) * | 2005-11-02 | 2011-08-24 | 三井金属鉱業株式会社 | セリウム系研摩材 |
| US8157877B2 (en) | 2005-12-16 | 2012-04-17 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion |
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-
1992
- 1992-05-26 JP JP13297892A patent/JP3335667B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-05-25 KR KR1019930009027A patent/KR0153787B1/ko not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| KR0153787B1 (ko) | 1998-12-01 |
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