用語CMPスラリーSTI形成CMP装置最終更新 2026-10-10出典 2件Excel・PDF版

セリアスラリー(酸化セリウム)とは

Ceria Slurry

セリアスラリーとは、酸化セリウムの微粒子を砥粒に使ったCMP用の研磨液です。セリアは酸化膜と化学的に結合して削るため、少ない砥粒でも研磨が速く、STIでは窒化膜で研磨が止まる高い選択比を出せます。一方で、粒子が酸化膜に残りやすく、CMP後の洗浄とスクラッチの管理が課題です。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

セリアスラリーとは、酸化セリウム(CeO2、セリア)の微粒子を砥粒に使ったCMP用の研磨液です。シリカの砥粒が主に機械的に削るのに対し、セリアは酸化膜(SiO2)の表面と化学的に結合して引きはがす性質(ケミカルトゥース)を持つため、少ない砥粒の量でも酸化膜を速く削れます。

代表的な用途は、素子分離(STI)のCMPです。添加剤を工夫すると、酸化膜は速く削れるのに下の窒化膜(Si3N4)はほとんど削れない、高い選択比を出せます。窒化膜が露出したところで研磨が自然に止まる(オートストップ)ため、膜厚のばらつきやディッシングを小さく抑えられます。最近は、3D NANDの階段構造や層間絶縁膜の平坦化にも使われています。

課題は2つあります。1つは、セリアの粒子が酸化膜に強く付着して残りやすく、通常の洗浄では落ちにくいことで、CMP後の洗浄に専用の薬液や工夫が必要です。もう1つは、粗大な粒子によるスクラッチです。粒子を小さくそろえたコロイダルセリアや、砥粒の量を減らした配合が開発されています。

図解

STIのCMPでセリアスラリーが窒化膜で止まる仕組みと洗浄
高い選択比の裏返しで、粒子の残りやすさが課題になる。

よくある質問(FAQ)

セリアはなぜ酸化膜を速く削れるのですか?
セリアの粒子の表面が酸化膜のケイ素と化学的に結合し、表面の原子をつかんで引きはがすためと考えられています。シリカの砥粒のように機械的にこするだけではないため、砥粒の量が少なくても高い研磨速度が得られます。
セリアスラリーの後の洗浄が難しいのはなぜですか?
研磨に効いている化学的な結合が、そのまま粒子を酸化膜の表面に強く付着させるからです。通常のアンモニア過水(SC1)だけでは落ちにくいため、還元性の薬液を使う、ブラシ洗浄と組み合わせるなど、専用の洗浄条件が必要になります。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

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  2. レゾナック「微細化が進む前工程で高速研磨と低スクラッチを両立するナノセリアCMPスラリー」(2026/10/10 確認)