Абразив из оксида церия и способ полирования подложек

 

Использование: технология микроэлектроники. Сущность изобретения: абразив из оксида церия содержит суспензию, которая включает частицы оксида церия со средним диаметром первичных частиц 30 - 250 нм и средним диаметром частиц в суспензии 150 - 600 нм. Указанные частицы оксида церия диспергированы в среде и имеют удельную площадь поверхности 7 - 45 м²/г, а структурный параметр Y, представляющий собой изотропную микродеформацию, определяемую при порошковом рентгеноструктурном анализе методом Ритвельта, для указанных частиц оксида церия имеет значение 0,01 - 0,70. Технический результат - обеспечение возможности полирования поверхности таких объектов, как изолирующие пленки диоксида кремния, при высокой скорости, не создавая на них царапин. 2 с. и 13 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к абразиву из оксида церия и способу полирования подложек.

При изготовлении полупроводниковых устройств широко исследовано применение абразивов коллоидного типа на основе диоксида кремния в качестве хемомеханических абразивов для полирования неорганических изолирующих пленок, в частности изолирующих пленок из SiO₂, полученных такими способами, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD) с помощью плазмы или при пониженном давлении. Абразивы коллоидного типа на основе диоксида кремния получают путем выращивания частиц диоксида кремния в зерна, например, с помощью термического разложения тетрахлорида кремния с последующей корректировкой pH щелочным раствором, содержащим нещелочной металл, в частности водный раствор аммиака. Однако такие абразивы имеют определенные технические недостатки, связанные с низкой скоростью полирования. Это препятствует их практическому использованию, поскольку они не обеспечивают полирования неорганических изолирующих пленок при достаточно высокой скорости полирования.

Между тем, абразивы на основе оксида церия используют для полирования поверхностей стеклянных фотошаблонов. Абразивы из оксида церия применяют также для окончательной полировки зеркал, поскольку они имеют более низкую твердость, чем частицы диоксида кремния и оксида алюминия, и поэтому практически не оставляют царапин на полируемой поверхности. Кроме того, оксид церия имеет химически активную природу и известен как сильный окислитель. Указанные достоинства делают полезным применение оксида церия в хемомеханических абразивах для изолирующих пленок. Однако если для полирования неорганических изолирующих пленок применять абразивы на основе оксида церия в том виде, как их используют для полирования фотошаблонов, то из-за большого диаметра первичных частиц они могут оставлять на поверхности полируемой пленки царапины, которые видны при визуальном контроле.

В настоящем изобретении предложены абразив из оксида церия, которым можно полировать при высокой скорости поверхности таких объектов, как изолирующие пленки SiO₂, не создавая на них царапин, а также способ полирования подложек.

Абразив из оксида церия согласно настоящему изобретению содержит суспензию частиц оксида церия, средний диаметр первичных частиц которого составляет от 30 - 250 нм, а средний диаметр частиц суспензии составляет 150 - 600 нм, при этом частицы оксида церия диспергированы в среде.

Абразив из оксида церия согласно настоящему изобретению может также содержать суспензию частиц оксида церия, первичные частицы которого имеют средний диаметр 100 - 250 нм, а частицы суспензии имеют средний диаметр 150 - 350 нм; при этом частицы оксида церия диспергированы в некоторой среде.

Для указанных выше частиц оксида церия первичные частицы могут предпочтительно иметь максимальный диаметр 600 нм или менее, а диаметр первичных частиц 10 - 600 нм.

Абразив оксида церия согласно настоящему изобретению может также содержать суспензию частиц оксида церия, первичные частицы которого имеют средний диаметр 30 - 70 нм, а частицы суспензии имеют средний диаметр 250 - 600 нм, при этом частицы оксида церия диспергированы в среде.

Для указанных выше частиц оксида церия первичные частицы предпочтительно должны иметь диаметр 10 - 100 нм.

В абразиве из оксида церия согласно настоящему изобретению максимальный диаметр частиц оксида церия может составлять предпочтительно 3000 нм или менее.

В качестве среды может использоваться вода и по меньшей мере один диспергирующий агент, выбранный из группы, включающей водорастворимый органический высокомолекулярный полимер, водорастворимый анионный поверхностно-активный агент, водорастворимый неионный поверхностно-активный агент и водорастворимый амин, из которых предпочтительным является полиакрилат аммония.

В качестве частиц оксида церия предпочтительно использовать оксид церия, полученный путем прокаливания карбоната церия.

Абразивом из оксида церия согласно настоящему изобретению можно полировать данную подложку для полупроводниковых чипов и т. п. , на которой образованы пленки диоксида кремния.

Оксид церия обычно получают путем прокаливания какого-либо соединения церия, в частности карбоната церия, сульфата церия или оксалата церия. Изолирующие пленки SiO₂, полученные, например, по технологии TEOS-CVD (химическое осаждение из паровой фазы тетраоксисилана), можно полировать при более высокой скорости, поскольку абразивы имеют больший диаметр первичных частиц и более низкую деформацию кристаллов, т. е. имеют улучшенную кристалличность, но вместе с тем являются слишком острыми, чтобы полировать царапины. В соответствии с этим частицы оксида церия, используемые в настоящем изобретении, получают с менее высокой кристалличностью. Кроме того, поскольку абразив может быть использован для полирования полупроводниковых чипов, содержание в нем щелочных металлов и галогенов можно регулировать таким образом, чтобы оно составляло 1 ppm (1 часть на миллион) или менее.

Абразив согласно настоящему изобретению имеет высокую чистоту и содержит не более 1 ppm Na, К, Si, Mg, Ca, Zr, Ti, Ni, Cr и Fe (каждого) и не более 10 ppm Al.

В данном изобретении прокаливание можно применять в качестве способа получения частиц оксида церия. В частности, предпочтительным является низкотемпературное прокаливание, которое позволяет получить минимально возможную кристалличность, не вызывающую появления царапин при полировании. Поскольку соединения церия имеют температуру окисления 300^oC, их предпочтительно прокаливать при 600 - 900^oC.

Карбонат церия можно предварительно прокаливать при 600 - 900^oC в течение 5 - 300 мин в окислительной атмосфере газообразного азота или т. п.

Полученный в результате обжига оксид церия можно измельчать методом "сухой" пульверизации, в частности струйным помолом, или методом "мокрой" пульверизации, например, в шаровой мельнице. Струйный помол описан, в частности, в работе KAGAKU KOGYO RONBUNSHU (Chemical Industry Papers), Vol. 6, No. 5 (1980), pages 527-532. Оксид церия, полученный способом прокаливания, подвергали измельчению в сухой среде, в частности, струйным способом, при этом наблюдалось образование остатка.

Суспензию оксида церия согласно настоящему изобретению получали путем дисперсионной обработки водного раствора, содержащего частицы оксида церия, полученные описанным выше способом, или состава, содержащего частицы оксида церия, из этого водного раствора, воду и, возможно, диспергирующий агент. При этом частицы оксида церия можно предпочтительно, но без ограничения, использовать в интервале концентрации 0,1 - 10,0 мас. % в зависимости от требуемой степени готовности суспензии к употреблению. В качестве диспергирующего агента суспензия может включать такие агенты, которые не содержат ионов металла, водорастворимые органические высокополимеры, в частности акриловые полимеры и их аммониевые соли, метакриловые полимеры и их аммониевые соли, поливиниловый спирт, водорастворимые анионные поверхностно-активные агенты, в частности лаурилсульфат аммония и простой эфир полиоксиэтиленлаурилсульфата аммония, водорастворимые неионные поверхностно-активные агенты, в частности простой эфир полиоксиэтиленлаурила и моностеарат полиэтиленгликоля, а также водорастворимые амины, в частности моноэтаноламин и диэтаноламин.

Предпочтительным является полиакрилат аммония, в частности полиакрилат аммония, имеющий среднюю молекулярную массу 5000 - 20000. Эти диспергирующие агенты можно предпочтительно добавлять в соотношении от 0,01 мас. ч. до 5 мас. ч. на 100 мас. ч. частиц оксида церия с учетом диспергируемости и отсутствия седиментации частиц в суспензии. Для улучшения диспергирующего действия диспергирующий агент предпочтительно вводить в диспергатор одновременно с частицами в процессе получения дисперсии.

Указанные частицы оксида церия можно диспергировать в воде путем дисперсионной обработки с помощью обычной мешалки, а также с помощью гомогенизатора, ультразвукового диспергатора или шаровой мельницы. Для диспергирования частиц оксида церия, которые являются мелкими частицами и имеют размер 1 мкм и менее, предпочтительно применять диспергаторы с мокрой средой, в частности шаровую мельницу, вибрационную шаровую мельницу, планетарную шаровую мельницу и мельницу с перемешиванием среды. В том случае, когда требуется повысить щелочность суспензии, в процессе ее получения или после него можно добавить щелочное вещество, не содержащее металлических ионов, в частности водный раствор аммиака.

Абразив оксида церия согласно настоящему изобретению можно применять в форме описанной выше суспензии. Его можно использовать также в качестве абразива с введенными добавками, в частности с N, N- диэтилэтаноламином, N, N-диметилэтаноламином или аминоэтилэтаноламином.

Первичные частицы, образующие частицы оксида церия, диспергированные в суспензии, согласно настоящему изобретению имеют средний диаметр 30 - 250 нм, а частицы в суспензии имеют средний диаметр 150 - 600 нм.

Если первичные частицы имеют средний диаметр менее 30 мм или диспергированные частицы имеют средний диаметр менее 150 мм, поверхность таких объектов, как изолирующие пленки SiO₂, нельзя полировать при высокой скорости. Если первичные частицы имеют средний диаметр более 250 мм или диспергированные в суспензии частицы имеют средний диаметр более 600 мм, то на поверхности таких полируемых объектов, как изолирующие пленки SiO₂, могут появиться царапины.

Предпочтительными являются частицы оксида церия, в которых средний диаметр первичных частиц составляет 100 - 250 нм, а диспергированных в суспензии частиц - 150 - 350 нм. Если соответствующие срединные диаметры меньше, чем указанные выше минимальные предельные значения, то это может привести к низкой скорости полирования, если они больше, чем указанные выше максимальные предельные значения, то возникает тенденция к появлению царапин.

В указанных выше частицах оксида церия первичные частицы предпочтительно имеют максимальный диаметр не более 600 нм, при этом диаметр первичных частиц составляет 10 - 600 нм. Первичные частицы с диаметром, превышающим максимальное предельное значение 600 нм, могут вызывать появление царапин, а с диаметром менее 10 нм могут приводить к низкой скорости полирования.

Предпочтительными также являются частицы оксида церия, в которых первичные частицы имеют средний диаметр 30 - 70 нм, а диспергированные в суспензии частицы - 250 - 600 нм. Если их соответствующие средние диаметры частиц меньше, чем указанные выше минимальные предельные значения, то это может привести к низкой скорости полирования, если они больше, чем указанные выше максимальные предельные значения, то возникает тенденция к появлению царапин.

Диаметр первичных частиц оксида церия может составлять предпочтительно 10 - 100 нм. Если первичные частицы имеют диаметр менее 10 нм, то результатом может быть низкая скорость полирования. Если они имеют диаметр, превышающий максимальное предельное значение 100 нм, то возникает тенденция к появлению царапин.

В абразиве из оксида церия согласно настоящему изобретению частицы оксида церия предпочтительно имеют максимальный диаметр не более 3000 нм. Если частицы оксида церия имеют максимальный диаметр более 3000 нм, возникает тенденция к появлению царапин.

Частицы оксида церия, полученные путем измельчения прокаленного оксида церия в сухой среде, в частности, путем струйного измельчения, содержат остаток от измельчения. Этот остаток от измельчения отличается от агломератов первичных частиц, которые повторно агломерируют и, как предполагается, разрушаются от внутренних напряжений во время полирования с образованием активных поверхностей. Считается, что эти поверхности вносят свой вклад в полирование с высокой скоростью поверхности объектов, в частности изолирующих пленок SiO₂, без образования царапин.

Суспензия согласно настоящему изобретению может содержать остаток от измельчения с диаметром частиц 3000 нм или менее.

Согласно настоящему изобретению, диаметр первичных частиц измеряли с помощью сканирующего электронного микроскопа (в частности, модель S-900, производства компании Hitachi, Ltd. ). Диаметр частиц оксида церия в суспензии измеряли с помощью дифракции лазерного излучения (используя, в частности, MASTER SIZER MICROPLUS, производства компании Malvern Instruments Ltd. ; коэффициент преломления: 1,9285, источник излучения: гелиево-неоновый лазер; поглощение: O).

Первичные частицы, образующие частицы оксида церия, диспергированные в суспензии согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют отношение длины к ширине от 1 до 2 при средней величине 1,3. Отношение длины к ширине измеряли с помощью сканирующего электронного микроскопа (в частности, модель S-900, производства компании Hitachi, Ltd. ).

Поскольку частицы оксида церия диспергируют в суспензии согласно настоящему изобретению, то пригодными для использования являются частицы оксида церия, у которых значение структурного параметра Y составляет от 0,01 - 0,70. Указанный структурный параметр представляет собой изотропную микродеформацию, определяемую при порошковом рентгеноструктурном анализе методом Ритвельта (RIETAN-94). Применение частиц оксида церия с такой кристаллической деформацией дает возможность производить полирование при высокой скорости, не создавая царапин на поверхности объектов.

Частицы оксида церия, диспергированные в суспензии согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют удельную площадь поверхности 7 - 45 м²/г. Частицы с удельной площадью поверхности менее 7 м²/г могут вызывать появление царапин на поверхности полируемых объектов, а с удельной площадью поверхности более 45 м²/г - приводят к низкой скорости полирования. Удельная площадь поверхности частиц оксида церия в суспензии идентична удельной площади поверхности частиц оксида церия, подлежащих диспергированию.

Частицы оксида церия, диспергированные в суспензии согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеют электрокинетический потенциал от -100 мВ до -10 мВ. Это улучшает диспергируемость частиц оксида церия и дает возможность производить полирование при высокой скорости, не создавая царапин на поверхности полируемых объектов.

Частицы оксида церия, диспергированные в суспензии согласно настоящему изобретению, могут иметь средний диаметр 200 - 400 нм и полуширину распределения частиц по размерам от 300 нм и менее.

Суспензия согласно настоящему изобретению предпочтительно имеет pH 7 - 10, а более предпочтительно 8 - 9.

После приготовления суспензию можно поместить в полиэтиленовый контейнер и выдержать при 5 - 55^oC не менее 7 дней, а предпочтительно в течение 30 дней и более, чтобы суспензия вызывала меньше царапин при полировании.

Суспензия согласно настоящему изобретению обладает такой хорошей дисперсией и такой низкой скоростью седиментации, что скорость изменения ее концентрации после выдержки в течение 2 ч составляет менее 10% на любой высоте и в любом месте колонны диаметром 10 см и высотой 1 м.

Неорганические изолирующие пленки, для которых применяется абразив из оксида церия согласно настоящему изобретению, можно получать одним из способов, включающих химическое осаждение из паровой фазы (CVD) при пониженном давлении или с помощью плазмы. При получении изолирующих пленок химическим осаждением из паровой фазы при пониженном давлении используют силан SiH₄ в качестве источника Si и кислород O₂ в качестве источника кислорода. Для получения неорганической изолирующей пленки реакцию окисления такой системы SiH₄-O₂ можно провести при сравнительно низкой температуре 400^oC и менее. В том случае, когда вводится добавка фосфора (Р) для получения гладкой поверхности при воздействии высокотемпературного потока, предпочтительно применять газообразную реакционную систему SiH_4-O_2-pH₃. Химическое осаждение из паровой фазы в плазме обладает тем достоинством, что любую химическую реакцию, которая требует высокой температуры при нормальном тепловом равновесии, можно провести при низкой температуре. Плазму можно получать разными способами с использованием двух типов схем, а именно емкостной и индуктивной. Реакционный газ может включать газовую систему SiH₄-N₂O, в которой SiH₄ используют в качестве источника Si, a N₂O - в качестве источника кислорода, а также газовую систему TEOS - O₂, в которой тетраэтоксисилан (TEOS) используют в качестве источника Si (т. е. плазменный способ TEOS - CVD). Температура подложки предпочтительна в диапазоне 250 - 400^oC, а давление при прохождении реакции - 67 - 400 Па. При этом в изолирующие пленки SiO₂ согласно настоящему изобретению можно вводить добавки таких элементов, как фосфор и бор.

В качестве данной подложки можно использовать полупроводниковые подложки с осажденными на них изолирующими пленками SiO₂, т. е. полупроводниковые подложки после операций формирования на них элементов микросхем и межсоединений или подложки, на которые нанесены элементы микросхем. Изолирующую пленку SiO₂, осажденную на такой полупроводниковой подложке, полируют описанным выше абразивом из оксида церия, при этом можно удалить любые неровности с поверхности изолирующей пленки SiO₂ и получить гладкую поверхность всей полупроводниковой подложки. Для этого в качестве полировочного оборудования можно использовать любое имеющееся полировочное устройство, содержащее: 1) держатель для удерживания полупроводниковой подложки и 2) столик (снабженный двигателем с регулируемым числом оборотов), на который наклеена полировочная ткань (подкладка). В качестве полировочной ткани без каких-либо специальных ограничений можно использовать обычное нетканое полотно, пенополиуретан или пористый фторполимер. Полировочную ткань предпочтительно подвергают предварительной обработке, чтобы получить в ней канавки, в которых может собираться суспензия. Специальные ограничения на условия полирования отсутствуют, однако предпочтительно вращать столик с небольшой скоростью - 100 об/мин и менее, чтобы исключить биение полупроводниковой подложки. Давление, прикладываемое к полупроводниковой подложке, предпочтительно составляет 1 кг/см² или менее, чтобы не царапать подложку при полировании. В процессе полирования суспензию непрерывно подают на полировочную ткань с помощью насоса или аналогичного устройства. Специальные ограничения на скорость подачи суспензии отсутствуют. Предпочтительно, чтобы поверхность полировочной ткани была постоянно покрыта суспензией.

После окончания полирования полупроводниковые подложки предпочтительно хорошо промыть в проточной воде, затем удалить капли воды, приставшие к поверхности полупроводниковых подложек, с помощью центрифуги или аналогичным способом и после этого высушить. На полированных таким образом изолирующих пленках SiO₂ формируют второй слой межсоединений из алюминия. После этого между соединениями и поверх них снова наносят изолирующую пленку SiO₂ с последующим полированием описанным выше абразивом из оксида церия, при этом с поверхности изолирующей пленки удаляют неровности и поверхность всей полупроводниковой подложки становится гладкой. Этот процесс можно повторять несколько раз, чтобы получить полупроводниковое устройство с требуемым количеством слоев.

Абразив из оксида церия согласно настоящему изобретению можно использовать для полирования не только изолирующих пленок SiO₂, осажденных на полупроводниковых подложках, но и изолирующих пленок SiO₂ на печатных платах с определенной схемой межсоединений, стекле, неорганических изолирующих пленках, в частности на пленке нитрида кремния, на оптическом стекле, например на фотошаблонах, линзах и призмах, на неорганических электропроводных пленках, в частности на пленке ITO (оксид индия и олова), на оптических интегральных микросхемах, оптических переключающих устройствах или оптических волноводах, которые состоят из стекла и кристаллического вещества, на торцевых поверхностях оптического волокна, оптических монокристаллах, в частности сцинтилляторах, монокристаллах твердотельных лазеров, сапфировых подложках светоизлучающих диодов, таких полупроводниковых кристаллах, как SiC, GaP и GaAs, стеклянных подложках магнитных дисков, магнитных головках и т. п.

Таким образом, термин "подложка", используемый в настоящем изобретении, включает полупроводниковые подложки, на которых сформированы изолирующие пленки SiO₂, печатные платы, на которых сформированы изолирующие пленки SiO₂, стеклянные неорганические изолирующие пленки, в частности пленка нитрида кремния, оптическое стекло, например фотошаблоны, линзы и призмы, неорганические электропроводные пленки, в частности пленка ITO, оптические интегральные микросхемы, оптические переключающие устройства или оптические волноводы, которые состоят из стекла и кристаллического вещества, торцевые поверхности оптического волокна, оптические монокристаллы, в частности сцинтилляторы, монокристаллы твердотельных лазеров, сапфировые подложки светоизлучающих диодов, такие полупроводниковые кристаллы, как SiC, GaP и GaAs, стеклянные подложки магнитных дисков и магнитные головки.

Суспензия, полученная путем диспергирования частиц оксида церия в некоторой среде, частично вступает в химическую реакцию со слоем изолирующей пленки, нанесенной на подложку, образуя реакционный слой, который удаляется механически частицами оксида церия, что позволяет производить полирование слоя изолирующей пленки при высокой скорости без образования полировочных царапин.

Абразивы из оксида церия используют для полирования поверхности стеклянных фотошаблонов. Абразивы из оксида церия применяют также для окончательного полирования зеркал, поскольку такие абразивы имеют меньшую твердость, чем частицы диоксида кремния и оксида алюминия, и поэтому не создают царапин на полируемой поверхности.

Кроме того, оксид церия имеет химически активную природу и известен как сильный окислитель. Для того, чтобы максимально использовать это достоинство, целесообразно применять оксид церия в хемомеханических абразивах для изолирующих пленок. Однако если абразивы из оксида церия, применяемые для полирования стеклянных фотошаблонов, использовать в таком же виде для полирования изолирующих пленок, то частицы абразива с высокой кристалличностью могут вызывать появление царапин на полируемых изолирующих пленках, которые определяются визуально.

Кристалличность определяют такие факторы, как размер кристаллитов и деформация кристаллов. Если размер кристаллитов составляет 1 мкм и более, имеет место тенденция к появлению царапин. Кроме того, даже при малом размере кристаллитов полировочные царапины могут появляться, если используются частицы без деформации кристаллов. При этом некоторые частицы оксида церия имеют слишком низкую кристалличность, чтобы вызывать царапины, однако не могут обеспечивать полирование при высокой скорости. Таким образом, частицы оксида церия, обеспечивающие отсутствие полировочных царапин и высокую скорость полирования, должны иметь определенный диапазон размеров и определенную степень деформации. Факторы, определяющие скорость полирования, включают не только указанную выше кристалличность частиц, но и активную химическую природу, присущую оксиду церия.

Даже при применении частиц диоксида кремния, имеющих более высокую твердость, чем частицы оксида церия, суспензии из диоксида кремния обеспечивают гораздо меньшую скорость полирования, чем суспензии из оксида церия. Это указывает на более сильный химический фактор суспензии из оксида церия при хемомеханическом полировании. Поверхность изолирующей пленки SiO₂ охраняет отрицательный заряд в растворе, имеющем концентрацию водорода, которая соответствует pH 3 или более. При полировании суспензией с положительно заряженными частицами оксида церия образуется инертная пленка, состоящая главным образом из оксида церия. Такую инертную пленку невозможно удалить промывкой в воде, она удаляется с помощью раствора, имеющего высокую кислотность, в частности, с помощью азотной кислоты. Одновременно с удалением инертной пленки с помощью кислоты происходит удаление изолирующего слоя толщиной 1000 нм и более. Таким образом, при удалении изолирующей пленки образуется реактивный слой с формированием инертной пленки. Инертная пленка образуется также, когда частицы оксида церия получают отрицательный заряд. Степень адгезии инертной пленки к изолирующей пленке зависит от величины заряда частиц. Так, например, инертную пленку, образованную при большой абсолютной величине отрицательного заряда частиц, можно смыть водой или удалить щеткой. Иными словами, степень образования инертного слоя и реактивного слоя зависит от заряженности частиц. Образование инертной пленки не наблюдается в суспензиях диоксида кремния и представляет собой явление, характерное именно для суспензии оксида церия. Этот феномен является одним из факторов, определяющих высокую скорость полирования. Частицы оксида церия снимают инертную пленку и реактивный слой. Это явление представляет собой механический фактор хемомеханического полирования. Если частицы имеют низкую кристалличность, удаление реактивного слоя оказывается невозможным, что приводит к низкой скорости полирования. С другой стороны, частицы, имеющие высокую кристалличность, могут легко удалить реактивный слой, а также быстро снять вновь образующийся реактивный слой. Таким образом, последовательно происходит образование реактивных слоев и полирование частицами, что обеспечивает возможность полирования с высокой скоростью.

Контроль заряда частиц в суспензии можно проводить с помощью измерения электрокинетического потенциала. Принципиально этот способ заключается в том, что суспензию оксида церия помещают в измерительную ячейку, снабженную с обеих сторон платиновыми электродами. К электродам прикладывают напряжение. Частицы оксида церия, получающие заряд под действием напряжения, начинают перемещаться к электроду, имеющему обратную полярность, относительно заряда частиц. Таким образом определяют подвижность частиц, а электрокинетический потенциал определяют из известного выражения, описывающего связь между подвижностью и электрокинетическим потенциалом. Для образования инертной пленки и реактивного слоя суспензия оксида церия предпочтительно должна иметь электрокинетический потенциал - 100 мВ и выше. Однако, если частицы заряжены положительно или даже отрицательно, но имеют абсолютную величину потенциала менее 10 мВ, инертная пленка получается такой прочной, что ее полирование оптимальными частицами, не вызывающими появления царапин, оказывается невозможным. В соответствии с этим суспензия предпочтительно должна иметь электрокинетический потенциал от -100 мВ до -10 мВ.

Отдельные инертные пленки, образующиеся на поверхности пленок определенного типа, могут препятствовать полированию абразивом оксида церия, который содержит суспензию, полученную путем диспергирования частиц оксида церия в некоторой среде. Другие пленки полируются селективно, причем можно полировать слои из двух или нескольких типов различных пленок, полученных на подложке.

Инертную пленку, которая может препятствовать полированию, можно получить только на поверхности определенного типа среди слоев, образованных на подложке различными пленками нескольких типов, а участок пленки, на котором получена такая инертная пленка, может служить в качестве ограничителя для селективного полирования другой пленки. При этом можно отполировать слои, полученные, как описано выше.

Особенность такого способа полирования заключается в том, что полируются только поверхности изолирующей пленки определенного промежуточного слоя и полируемой пленки того же промежуточного слоя, поскольку на таких поверхностях образуется инертная пленка, содержащая частицы абразива или продукт реакции состава полировочной жидкости с составом пленки. Инертная пленка формируется в поверхностном слое, в результате чего скорость полирования может быть ниже, чем для пленки, полируемой в исходном состоянии. Если такая изолирующая пленка промежуточного слоя и полируемая пленка промежуточного слоя, на которой может образовываться инертная пленка, используются для получения схемы в полупроводниковых кристаллах, то в качестве верхнего слоя на промежуточном слое может образовываться еще одна пленка, которая подвергается полированию, при этом общее полирование можно обеспечить, используя пленку нижнего слоя в качестве ограничителя.

Структуры, содержащие два или несколько типов различных пленок на подложке, могут включать такие структуры, в которых подложка является полупроводниковой подложкой, а сформированные на ней слои представляют собой органическую пленку SOG (стекло, нанесенное центрифугированием) и пленку SiO₂, полученную способом химического осаждения из паровой фазы или термического окисления, при этом пленкой, на которой образуется инертная пленка, является пленка SiO₂, а селективно полируемой пленкой является органическая пленка SOG.

Органическая пленка SOG представляет собой пленку, образующуюся при нанесении специального раствора на подложку способом центрифугирования или аналогичным способом с последующей сушкой для отверждения покрытия. Указанный раствор получают, например, путем гидролиза аклоксисилана и алкилалкоксисилана в органическом растворителе, в частности в спирте, с добавлением воды и катализатора.

Для такой изолирующей пленки предпочтительно, чтобы число атомов Si, определяемое связями силоксана, и число атомов С, определяемое алкиловыми группами, соответствовало следующему соотношению: число атомов С/(число атомов Si + число атомов С) ≥ 0,1.

На полированном слое изолирующей органической пленки формируются пленка CVD-SiO₂ и второй слой разводки из алюминиевых межэлементных соединений, при этом нижний слой пленки CVD-SiO₂ и органическая пленка SOG образуются между разводкой и поверх разводки. После этого производится полирование с применением описанной выше суспензии оксида церия, чтобы удалить неровности с поверхностного слоя изолирующей пленки и получить гладкую поверхность всей полупроводниковой подложки. Этот процесс можно повторить соответствующее количество раз, чтобы получить полупроводниковый прибор с нужным количеством слоев. При этом если полируются сформированные пленки двух или нескольких типов с целью получения соответствующей структуры с применением данного способа полирования, то селективное полирование может упростить процесс и обеспечить его высокую точность.

Пример 1.

(1 вариант получения частиц оксида церия) Гидрокарбонат церия в количестве 2 кг поместили в контейнер из платины, а затем подвергли прокаливанию на воздухе в течение 2 ч при 800^oC, получив около 1 кг желтовато-белого порошка. С помощью дифракции рентгеновских лучей провели фазовый анализ этого порошка и получили подтверждение, что он является оксидом церия. Частицы прокаленного порошка имели диаметр 30 - 100 мкм. Поверхность частиц прокаленного порошка исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа, при этом наблюдались границы зерен оксида церия. Измерения диаметра первичных частиц оксида церия в пределах границ зерна показали, что средний и максимальный диаметр в распределении частиц по размеру составляют 190 нм и 500 нм соответственно. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на прокаленном порошке и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,080, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,223. С помощью струйной мельницы измельчили в сухой среде 1 кг порошка оксида церия. Анализ измельченных частиц с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что в остатке от измельчения крупные частицы с диаметром 1 - 3 мкм, а также более мелкие частицы - от 0,5 - 1 мкм содержатся в смеси с мелкими частицами, имеющими такой же диаметр, как у первичных частиц. Частицы в остатке от измельчения не являлись агломератами первичных частиц. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на измельченных частицах и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,085, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,264. В результате измельчение практически не привело к вариации диаметра первичных частиц, но вызывало некоторую деформацию частиц. Удельная площадь поверхности, измеренная способом ВЕТ, составляла 10 м²/г.

(2 вариант получения частиц оксида церия) Гидрокарбонат церия в количестве 2 кг поместили в контейнер из платины, а затем подвергли прокаливанию на воздухе в течение 2 часов при 750^oC, получив около 1 кг желтовато-белого порошка. С помощью дифракции рентгеновских лучей провели фазовый анализ этого порошка и получили подтверждение, что он является оксидом церия. Частицы прокаленного порошка имели диаметр 30 - 100 мкм. Поверхность частиц прокаленного порошка исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа, при этом наблюдались границы зерен оксида церия. Измерения диаметра первичных частиц оксида церия в пределах границ зерна показали, что средний и максимальный диаметры в распределении частиц по размеру составляют 141 нм и 400 нм соответственно. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на прокаленном порошке и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,101, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,223. С помощью струйной мельницы измельчили в сухой среде 1 кг порошка оксида церия. Анализ измельченных частиц с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что в остатке от измельчения крупные частицы с диаметром 1 мкм - 3 мкм и более мелкие - 0,5 - 1 мкм содержатся в смеси с мелкими частицами, имеющими такой же диаметр, как у первичных частиц. Частицы в остатке от измельчения не являлись агломератами первичных частиц. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на измельченных частицах и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,104, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,315. В результате измельчение практически не привело к вариации диаметра первичных частиц, но вызывало некоторую деформацию частиц. Удельная площадь поверхности, измеренная способом ВЕТ, составляла 16 м²/г.

(Получение суспензии оксида церия) 1 кг частиц оксида церия, полученных в описанных выше опытах 1 или 2, смешали с 23 г водного раствора полиакрилата аммония (40% по массе) и 8,977 г деионизованной воды и подвергли указанную смесь ультразвуковому диспергированию при перемешивании в течение 10 минут. Приготовленные таким образом суспензии фильтровали через фильтр 1 мкм и добавляли деионизованную воду, получив таким образом абразив с содержанием 3% по массе. Суспензии имели pH 8,3.

Распределение частиц суспензии по размерам, определяемое по дифракции лазерного излучения (измерения проводили прибором MASTER SIZER MICROPLUS, производство компании Malvern Instruments Ltd. ; коэффициент преломления: 1,9285, источник излучения: гелиево-неоновый лазер; поглощение: 0), показало, что средний диаметр для каждой суспензии составлял 200 нм. Что касается максимального диаметра частиц, то содержание частиц с диаметром 780 нм и более составляло 0% по объему.

Для определения рассеивающей способности суспензий и заряда частиц в суспензии измеряли электрокинетический потенциал суспензии.

Каждую суспензию помещали в ячейку, снабженную с обеих сторон платиновыми электродами, а к электродам прикладывали напряжение 10 В. Частицы оксида церия, получающие заряд под действием напряжения, перемещались к электроду, имеющему обратную полярность относительно заряда частиц. Электрокинетический потенциал частиц можно определить по их подвижности. В результате измерения электрокинетического потенциала было подтверждено, что частицы во всех суспензиях заряжены отрицательно, а высокое абсолютное значение -50 мВ или -63 мВ соответственно, обеспечивает хорошую рассеивающую способность.

(Полирование слоя изолирующей пленки) Кремниевые пластины, на которые плазменным способом TEOS - CVD были осаждены изолирующие пленки SiO₂, устанавливали на держатель с приклеенной подкладкой, соединенной с вакуумным отсосом, для крепления подложки. Подложку помещали изолирующей пленкой вниз на столик с приклеенной полирующей прокладкой из пористой уретановой смолы и закрепляли держателем. На подложку помещали груз, обеспечивающий давление при обработке 300 г/см².

Столик вращали со скоростью 30 об/мин в течение 2 минут для полирования изолирующей пленки, при этом на столик по каплям подавали описанную выше суспензию оксида церия (содержание твердого компонента: 3% по массе) с расходом 50 мл/мин. После окончания полирования пластину снимали с держателя и хорошо промывали в проточной воде с последующей ультразвуковой очисткой в течение 20 минут. После очистки пластину помещали в центрифугу для удаления капель воды, а затем в течение 10 минут сушили в сушильном шкафу при 120^oC.

Изменение толщины слоя до и после полирования измеряли с помощью измерителя толщины слоя свето-интеференционного типа. При этом было установлено, что в результате такого полирования с пластины снималось 600 нм и 580 нм (скорость полирования: 300 нм/мин и 290 нм/мин) соответственно и все пластины имели равномерную толщину по всей площади. Поверхность изолирующих пленок контролировали с помощью оптического микроскопа, однако очевидных царапин не обнаружили.

Пример 2.

(Получение частиц оксида церия) 2 кг гидрокарбоната церия поместили в контейнер из платины, а затем подвергли прокаливанию на воздухе в течение 2 часов при 700^oC, получив около 1 кг желтовато-белого порошка. С помощью дифракции рентгеновских лучей провели фазовый анализ этого порошка и получили подтверждение, что он является оксидом церия. Частицы прокаленного порошка имели диаметр 30 - 100 мкм. Поверхность частиц прокаленного порошка исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа, при этом наблюдались границы зерен оксида церия. Измерения диаметра первичных частиц оксида церия в пределах границ зерна показали, что средний и максимальный диаметры в распределении частиц по размеру составляют 50 нм и 100 нм соответственно. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на обожженном порошке и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,300, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,350.

С помощью струйной мельницы измельчили в сухой среде 1 кг порошка оксида церия. Анализ измельченных частиц с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что в остатке от измельчения крупные частицы с диаметром 2 - 4 мкм, а также более мелкие частицы - 0,5 - 1,2 мкм содержатся в смеси с мелкими частицами, имеющими такой же диаметр, как у первичных частиц. Частицы в остатке от измельчения не являлись агломератами первичных частиц. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на измельченных частицах и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,302, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,412. В результате измельчение практически не привело к вариации диаметра первичных частиц, но вызывало некоторую деформацию частиц. Удельная площадь поверхности, измеренная способом ВЕТ, составляла 40 ²/г.

(Получение суспензии оксида церия) 1 кг частиц оксида церия, полученных, как описано выше, смешали с 23 г водного раствора полиакрилата аммония (40% по массе) и 8,977 г деионизованной воды и подвергли указанную смесь ультразвуковому диспергированию при перемешивании в течение 10 минут. Приготовленную таким образом суспензию профильтровали через фильтр 2 мкм и добавили деионизованную воду, получив таким образом абразив с содержанием 3% твердого компонента по массе. Суспензия имела pH 8,0. Распределение размера частиц в суспензии, определяемое по дифракции лазерного излучения (измерения проводили прибором MASTER SIZER MICROPLUS; коэффициент преломления: 1,9285), показало, что средний диаметр составлял 510 нм. Что касается максимального диаметра частиц, то содержание частиц с диаметром 1430 нм и более составляло 0%.

Для определения рассеивающей способности суспензий и заряда частиц в суспензии измеряли электрокинетический потенциал суспензии.

Каждую суспензию помещали в ячейку, снабженную с обеих сторон платиновыми электродами, а к электродам прикладывали напряжение 10 В. Частицы оксида церия, получающие заряд под действием напряжения, перемещались к электроду, имеющему обратную полярность относительно заряда частиц. Электрокинетический потенциал частиц можно определить по их подвижности. В результате измерения электрокинетического потенциала было подтверждено, что частицы заряжены отрицательно, а высокое абсолютное значение - 64 мВ обеспечивает хорошую рассеивающую способность.

(Полирование слоя изолирующей пленки) Кремниевую пластину, на которую плазменным способом TEOS - CVD была осаждена изоляционная пленка SiO₂, установили на держатель с приклеенной подкладкой, соединенной с вакуумным отсосом, для крепления подложки. Подложку поместили изолирующей пленкой вниз на столик с приклеенной полирующей прокладкой из пористой уретановой смолы и закрепили держателем. На подложку поместили груз, обеспечивающий давление при обработке 300 г/см².

Столик вращали со скоростью 30 об/мин в течение 2 минут для полирования изолирующей пленки, при этом на столик по каплям подавали описанную выше суспензию оксида церия (содержание твердого компонента: 3% по массе) с расходом 50 мл/мин. После окончания полирования пластину сняли с держателя и хорошо промыли в проточной воде с последующей ультразвуковой очисткой в течение 20 минут. После очистки пластину поместили в центрифугу для удаления капель воды, а затем в течение 10 минут сушили в сушильном шкафу при температуре 120^oC.

Изменение толщины слоя до и после полирования измеряли с помощью измерителя толщины слоя свето-интеференционного типа. При этом было установлено, что в результате такого полирования с пластины снималось 740 нм (скорость полирования: 370 нм/мин) и пластина имела равномерную толщину по всей площади. Поверхность изолирующей пленки контролировали с помощью оптического микроскопа, однако очевидных царапин не обнаружили.

Пример 3.

(Получение частиц оксида церия) 2 кг гидрокарбоната церия поместили в контейнер из платины, а затем подвергли прокаливанию на воздухе в течение 2 часов при 800^oC, получив около 1 кг желтовато-белого порошка. С помощью дифракции рентгеновских лучей провели фазовый анализ этого порошка и получили подтверждение, что он является оксидом церия. Частицы прокаленного порошка имели диаметр 30 - 100 мкм. Поверхность частиц прокаленного порошка исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа, при этом наблюдались границы зерен оксида церия. Измерения диаметра первичных частиц оксида церия в пределах границ зерна показали, что средний и максимальный диаметр в распределении частиц по размеру составляют 190 нм и 500 нм соответственно. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на прокаленном порошке и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,080, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,223.

С помощью шаровой мельницы измельчили в мокрой среде 1 кг порошка оксида церия. Полученную жидкость, содержащую измельченные частицы, высушили, и сухие частицы измельчили в шаровой мельнице.

Анализ измельченных частиц с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что они измельчены до размера, соответствующего диаметру первичных частиц, при этом крупные частицы остатка от измельчения не были обнаружены. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на измельченных частицах и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,085, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,300. В результате измельчение практически не привело к вариации диаметра первичных частиц, но вызывало некоторую деформацию частиц. Удельная площадь поверхности, измеренная способом ВЕТ, составляла 40 ²/г.

(Получение суспензии оксида церия)
1 кг частиц оксида церия, полученных, как описано выше, смешали с 23 г водного раствора полиакрилата аммония (40% по массе) и 8,977 г деионизованной воды и подвергли указанную смесь ультразвуковому диспергированию при перемешивании в течение 10 минут. Приготовленную таким образом суспензию профильтровали через фильтр 2 мкм и добавили деионизованную воду, получив абразив с содержанием 3% твердого компонента по массе. Суспензия имела pH 8,3. Распределение размера частиц в суспензии, определяемое по дифракции лазерного излучения (измерения проводили прибором MASTER SIZER MICROPLUS; коэффициент преломления: 1,9285), показало, что средний диаметр составлял 290 нм. Что касается максимального диаметра частиц, то содержание частиц с диаметром 780 нм и более составляло 0%.

Для определения рассеивающей способности суспензий и заряда частиц в суспензии измеряли электрокинетический потенциал суспензии.

Каждую суспензию помещали в ячейку, снабженную с обеих сторон платиновыми электродами, а к электродам прикладывали напряжение 10 В. Частицы оксида церия, получающие заряд под действием напряжения, перемещались к электроду, имеющему обратную полярность относительно заряда частиц. Электрокинетический потенциал частиц можно определить по их подвижности. В результате измерения электрокинетического потенциала было подтверждено, что частицы заряжены отрицательно, а высокое абсолютное значение - 50 мВ обеспечивает хорошую рассеивающую способность.

(Полирование слоя изолирующей пленки)
Кремниевую пластину, на которую плазменным способом TEOS - CVD была осаждена изоляционная пленка SiO₂, установили на держатель с приклеенной подкладкой, соединенной с вакуумным отсосом, для крепления подложки. Подложку поместили изолирующей пленкой вниз на столик с приклеенной полирующей прокладкой из пористой уретановой смолы и закрепили держателем. На подложку поместили груз, обеспечивающий давление при обработке 300 г/см². Столик вращали со скоростью 30 об/мин в течение 2 минут для полирования изолирующей пленки, при этом на столик по каплям подавали описанную выше суспензию оксида церия (содержание твердого компонента: 3% по массе) с расходом 35 мл/мин. После окончания полирования пластину сняли с держателя и хорошо промыли в проточной воде с последующей ультразвуковой очисткой в течение 20 минут. После очистки пластину поместили в центрифугу для удаления капель воды, а затем в течение 10 минут сушили в сушильном шкафу при температуре 120^oC. Изменение толщины слоя до и после полирования измеряли с помощью измерителя толщины слоя свето-интеференционного типа. При этом было установлено, что в результате такого полирования с пластины снималось 560 нм (скорость полирования: 280 нм/мин) и пластина имела равномерную толщину по всей площади. Поверхность изолирующей пленки контролировали с помощью оптического микроскопа, однако очевидных царапин не обнаружили.

Пример 4.

(Получение частиц оксида церия)
2 кг гидрокарбоната церия поместили в контейнер из платины, а затем подвергли прокаливанию на воздухе в течение 2 часов при 700^oC, получив около 1 кг желтовато-белого порошка. С помощью дифракции рентгеновских лучей провели фазовый анализ этого порошка и получили подтверждение, что он является оксидом церия. Частицы прокаленного порошка имели диаметр 30 - 100 мкм. Поверхность частиц прокаленного порошка исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа, при этом наблюдались границы зерен оксида церия. Измерения диаметра первичных частиц оксида церия в пределах границ зерна показали, что средний и максимальный диаметр в распределении частиц по размеру составляют 50 нм и 100 нм соответственно. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на обожженном порошке и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,300, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,350.

С помощью шаровой мельницы измельчили в мокрой среде 1 кг порошка оксида церия. Полученную жидкость, содержащую измельченные частицы, высушили, и сухие частицы измельчили в шаровой мельнице.

Анализ измельченных частиц с помощью сканирующего электронного микроскопа показал, что они измельчены до размера, соответствующего диаметру первичных частиц, при этом крупные частицы остатка от измельчения не были обнаружены. Точные измерения дифракции рентгеновского излучения на измельченных частицах и анализ полученных результатов способом Ритвельта (RIETAN-94) показали, что значение структурного параметра X, представляющего диаметр первичной частицы, составляло 0,302, а значение структурного параметра Y, представляющего изотропную микродеформацию, 0,450. В результате измельчение практически не привело к вариации диаметра первичных частиц, но вызывало некоторую деформацию частиц. Удельная площадь поверхности, измеренная способом BET, составляла 40 ²/г.

(Получение суспензии оксида церия)
1 кг частиц оксида церия, полученных, как описано выше, смешали с 23 г водного раствора полиакрилата аммония (40% по массе) и 8,977 г деионизованной воды и подвергли указанную смесь ультразвуковому диспергированию при перемешивании в течение 10 минут. Приготовленную таким образом суспензию профильтровали через фильтр 1 мкм и добавили деионизованную воду, получив абразив с содержанием твердого компонента 3% по массе. Суспензия имела pH 8,5. Распределение размера частиц в суспензии, определяемое по дифракции лазерного излучения (измерения проводили прибором MASTER SIZER MICROPLUS; коэффициент преломления: 1,9285), показало, что средний диаметр составлял 290 нм. Что касается максимального диаметра частиц, то содержание частиц с диаметром 780 нм и более составляло 0%.

Для определения рассеивающей способности суспензий и заряда частиц в суспензии измеряли электрокинетический потенциал суспензии.

Каждую суспензию помещали в ячейку, снабженную с обеих сторон платиновыми электродами, а к электродам прикладывали напряжение 10 В. Частицы оксида церия, получающие заряд под действием напряжения, перемещались к электроду, имеющему обратную полярность относительно заряда частиц. Электрокинетический потенциал частиц можно определить по их подвижности. В результате измерения электрокинетического потенциала было подтверждено, что частицы заряжены отрицательно, а высокое абсолютное значение - 65 мВ обеспечивает хорошую рассеивающую способность.

(Полирование слоя изолирующей пленки)
Кремниевую пластину, на которую плазменным способом TEOS - CVD была осаждена изоляционная пленка SiO₂, установили на держатель с приклеенной подкладкой, соединенной с вакуумным отсосом, для крепления подложки. Подложку поместили изолирующей пленкой вниз на столик с приклеенной полирующей прокладкой из пористой уретановой смолы и закрепляли держателем. На подложку поместили груз, обеспечивающий давление при обработке 300 г/см². Столик вращали со скоростью 30 об/мин в течение 2 минут для полирования изолирующей пленки, при этом на столик по каплям подавали описанную выше суспензию оксида церия (содержание твердого компонента: 3% по массе) с расходом 35 мл/мин.

После окончания полирования пластину сняли с держателя и хорошо промыли в проточной воде с последующей ультразвуковой очисткой в течение 20 минут. После очистки пластину поместили в центрифугу для удаления капель воды, а затем в течение 10 минут сушили в сушильном шкафу при температуре 120^oC. Изменение толщины слоя до и после полирования измеряли с помощью измерителя толщины слоя свето-интеференционного типа. При этом было установлено, что в результате такого полирования с пластины снималось 400 нм (скорость полирования: 200 нм/мин) и пластина имела равномерную толщину по всей площади. Поверхность изолирующей пленки контролировали с помощью оптического микроскопа, однако очевидных царапин не обнаружили.

Сравнительный пример
Кремниевую пластину, на которой была получена изолирующая пленка таким же плазменным способом TEOS-CVD, как в приведенных выше примерах, полировали, используя суспензию диоксида кремния. Эта суспензия имела pH 10,3 и содержала 12,5% по массе частиц SiO₂. Полирование проводили при таких же условиях, как указаны в примерах. В результате царапин, вызванных полированием, не наблюдалось и слой изолирующей пленки полировался равномерно, однако после полирования в течение 2 минут было снято всего 150 нм (скорость полирования: 75 нм/мин).

Как описано выше, абразив согласно настоящему изобретению может при высокой скорости полировать поверхности объектов, в частности изолирующих пленок SiO₂, не вызывая царапин, и особенно пригоден для полирования подложек полупроводниковых кристаллов.

Формула изобретения

1. Абразив из оксида церия, содержащий суспензию, которая включает частицы оксида церия со средним диаметром первичных частиц 30 - 250 нм и средним диаметром частиц в суспензии 150 - 600 нм, при этом указанные частицы оксида церия диспергированы в среде, причем указанные частицы оксида церия имеют удельную площадь поверхности 7 - 45 м²/г, а структурный параметр Y, представляющий собой изотропную микродеформацию, определяемую при порошковом рентгеноструктурном анализе методом Ритвельта, для указанных частиц оксида церия имеет значение 0,01 - 0,70.

2. Абразив из оксида церия по п. 1, отличающийся тем, что средний диаметр первичных частиц составляет 100 - 250 нм, а средний диаметр частиц в суспензии составляет 150 - 350 нм.

3. Абразив из оксида церия по п. 1, отличающийся тем, что средний диаметр первичных частиц составляет 30 - 70 нм, а средний диаметр частиц в суспензии составляет 250 - 600 нм.

4. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что указанные частицы оксида церия имеют максимальный диаметр не более 3000 нм.

5. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что указанные первичные частицы оксида церия имеют максимальный диаметр 600 нм или менее.

6. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что указанные первичные частицы оксида церия имеют диаметр 10 - 600 нм.

7. Абразив из оксида церия по п. 3, отличающийся тем, что указанные первичные частицы оксида церия имеют диаметр 10 - 100 нм.

8. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что указанной средой является вода.

9. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что указанная суспензия содержит диспергирующий агент.

10. Абразив из оксида церия по п. 9, отличающийся тем, что указанный диспергирующий агент является по меньшей мере одним агентом из группы, включающей водорастворимый органический высокополимер, водорастворимый анионный поверхностно-активный агент, водорастворимый неионный поверхностно-активный агент и водорастворимый амин.

11. Абразив из оксида церия по п. 10, отличающийся тем, что указанный диспергирующий агент является полиакрилатом аммония.

12. Абразив из оксида церия по п. 1, отличающийся тем, что он содержит суспензию, которая получена путем диспергирования частиц оксида церия в воде, содержащей полиакрилат аммония.

13. Абразив из оксида церия по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что указанные частицы оксида церия содержат оксид церия, полученный путем прокаливания карбоната церия.

14. Способ полирования подложек, включающий полирование данной подложки абразивом из оксида церия по любому из пп. 1-13.

15. Способ полирования подложек по п. 14, отличающийся тем, что указанная подложка является полупроводниковым чипом, на котором сформирована пленка диоксида кремния.