(57)【要約】【課題】配線金属材料及びバリアメタル材料を含む被研磨面の過度なエッチングを抑制するとともに、該被研磨面を高速で研磨することができ、さらに安定性にも優れた化学機械研磨用水系分散体を提供すること。【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の一態様は、（Ａ）砥粒と、（Ｂ）鉄塩と、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種と、を含有し、ｐＨが７以上１４以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）砥粒と、
（Ｂ）鉄塩と、
（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種と、
を含有し、ｐＨが７以上１４以下である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項２】
前記（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基、カルボキシル基及びアミン構造を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項３】
前記（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基及び２以上のアミン構造を有する多価カルボン酸、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項４】
前記（Ｃ）成分が、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−三酢酸、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル)グリシン及びＮ，Ｎ’−エチレンビス［Ｎ−（２−ヒドロキシベンジル）グリシン］からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１または請求項２に記載の化学機械研磨水系分散体。
【請求項５】
前記（Ｂ）鉄塩として、硝酸鉄及び硫酸鉄からなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項６】
前記（Ｃ）成分の含有量をＭＣ（ｍｏｌ）、前記（Ｂ）成分の含有量をＭＢ（ｍｏｌ）としたときに、モル比ＭＣ／ＭＢが０．３以上３．０以下である、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項７】
さらに、（Ｄ）有機酸及びその塩からなる群より選択される少なくとも１種（前記（Ｃ）成分を除く。）を含有する、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項８】
さらに、（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種を含有する、請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項９】
タングステン、銅、コバルト、チタン、ルテニウム、窒化チタン及び窒化タンタルからなる群より選択される少なくとも１種以上を含有する基板の研磨用である、請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項１０】
（Ａ）砥粒と、（Ｂ）鉄塩と、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物と、を水系媒体中に分散又は溶解させて水系分散体を得る第１の工程と、
（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種を用いて前記水系分散体のｐＨを７以上１４以下に調整する第２の工程と、
を含む、化学機械研磨用水系分散体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨用水系分散体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）は、半導体装置の製造における平坦化技術などで急速な普及を見せてきた。このＣＭＰは、被研磨体を研磨パッドに圧着し、研磨パッド上に化学機械研磨用水系分散体を供給しながら被研磨体と研磨パッドとを相互に摺動させて、被研磨体を化学的かつ機械的に研磨する技術である。
【０００３】
近年、半導体装置の高精細化に伴い、半導体装置内に形成される配線及びプラグ等からなる配線層の微細化が進んでいる。これに伴い、配線層をＣＭＰにより平坦化する手法が用いられている。半導体装置の基板には、絶縁膜材料、配線金属材料、該配線金属材料の無機材料膜への拡散を防止するためのバリアメタル材料等が含まれている。ここで、絶縁膜材料としては例えば二酸化ケイ素が、配線金属材料としては例えば銅やタングステンが、バリアメタル材料としては例えば窒化タンタルや窒化チタンが主に使用されている。
【０００４】
これらの半導体装置における基板材料の中では、配線金属材料であるタングステンは比較的硬度が高く、薬品の影響を受けにくいという性質を有する。そのため、タングステンＣＭＰ用スラリーでは、酸化剤によってタングステン表面を不動態化して酸化物層を形成することが重要であり、さらに研磨剤等の機械的な研磨作用を利用することで該酸化物層を除去できるようになる。このようなタングステンＣＭＰ用スラリーとしては、例えば、強力な酸化反応を生じさせるために、硝酸鉄及び過酸化水素を併用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−７４７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたタングステンＣＭＰ用スラリーでは、酸性領域のｐＨに調整することを推奨している。この理由としては、酸性領域のｐＨにおいて、添加成分の安定性を高めることができ、静電的相互作用により砥粒とタングステンとを接触しやすくすることで、タングステンを高速研磨することができるためと推測される。また、塩基性領域では、スラリー中に硝酸鉄等の鉄塩が含まれる場合、水酸化鉄等の沈殿物が生じて安定性が損なわれやすく、十分な研磨特性が得られない不具合が発生することがあるからである。
【０００７】
しかしながら、半導体装置における基板のＣＭＰでは、配線金属材料であるタングステンだけでなく、配線の信頼性を向上させる目的で用いられるバリアメタルを一工程で研磨することを求められる場合がある。これらの材料を含む研磨対象を一工程で研磨する場合、スラリーのｐＨが塩基性領域である方が、砥粒（特にシリカ）の分散安定性が向上するために、被研磨面を高速で研磨できると考えられる。
【０００８】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、配線金属材料及びバリアメタル材料を含む被研磨面の過度なエッチングを抑制するとともに、該被研磨面を高速で研磨することができ、さらに安定性にも優れた化学機械研磨用水系分散体を提供する。また、本発明に係る幾つ
かの態様は、前記化学機械研磨用水系分散体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下のいずれかの態様として実現することができる。
【００１０】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の一態様は、
（Ａ）砥粒と、
（Ｂ）鉄塩と、
（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種と、
を含有し、ｐＨが７以上１４以下である。
【００１１】
前記化学機械研磨用水系分散体の一態様において、
前記（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基、カルボキシル基及びアミン構造を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有することができる。
【００１２】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
前記（Ｃ）成分が、ヒドロキシル基及び２以上のアミン構造を有する多価カルボン酸、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有することができる。
【００１３】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
前記（Ｃ）成分が、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−三酢酸、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル)グリシン及びＮ，Ｎ’−エチレンビス［Ｎ−（２−ヒドロキシベンジル）グリシン］からなる群より選択される少なくとも１種を含有することができる。
【００１４】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
前記（Ｂ）鉄塩として、硝酸鉄及び硫酸鉄からなる群より選択される少なくとも１種を含有することができる。
【００１５】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
前記（Ｃ）成分の含有量をＭＣ（ｍｏｌ）、前記（Ｂ）成分の含有量をＭＢ（ｍｏｌ）としたときに、モル比ＭＣ／ＭＢが０．３以上３．０以下であることができる。
【００１６】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
さらに、（Ｄ）有機酸及びその塩からなる群より選択される少なくとも１種（前記（Ｃ）成分を除く。）を含有することができる。
【００１７】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様において、
さらに、（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種を含有することができる。
【００１８】
前記化学機械研磨用水系分散体のいずれかの態様は、
タングステン、銅、コバルト、チタン、ルテニウム、窒化チタン及び窒化タンタルからなる群より選択される少なくとも１種以上を含有する基板の研磨用であることができる。
【００１９】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の製造方法の一態様は、
（Ａ）砥粒と、（Ｂ）鉄塩と、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物と、を水系媒体中に分散又は溶解させて水系分散体を得る第１の工程と、
（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種を用いて前記水系分散体のｐＨを７以上１４以下に調整する第２の工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体によれば、配線金属材料及びバリアメタル材料の過度なエッチングを抑制しながら、これらの材料を高速で研磨することができる。また、本発明に係る化学機械研磨用水系分散体によれば、塩基性領域のｐＨにおいても（Ｂ）鉄塩に由来する沈殿物の発生を抑制でき、安定性が良好となるため、研磨特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】化学機械研磨装置を模式的に示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含む。
【００２３】
本明細書において、「〜」を用いて記載された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味である。
【００２４】
本明細書において、「酸性領域」とは、ｐＨが７より小さい領域のことをいい、「塩基性領域」とは、ｐＨが７以上の領域のことをいう。
【００２５】
「配線金属材料」とは、アルミニウム、銅、コバルト、チタン、ルテニウム、タングステン等の導電体金属材料のことをいう。「絶縁膜材料」とは、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アモルファスシリコン等の材料のことをいう。「バリアメタル材料」とは、窒化タンタル、窒化チタン等の配線の信頼性を向上させる目的で配線金属材料と積層させて用いられる材料のことをいう。
【００２６】
１．化学機械研磨用水系分散体
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）砥粒（以下、「（Ａ）成分」ともいう。）と、（Ｂ）鉄塩（以下、「（Ｂ）成分」ともいう。）と、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種（以下、「（Ｃ）成分」ともいう。）と、を含有し、ｐＨが７以上１４以下である。以下、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分について詳細に説明する。
【００２７】
１．１．（Ａ）砥粒
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）砥粒を含有する。（Ａ）砥粒は、研磨対象である配線金属材料及びバリアメタル膜材料を機械的に研磨し、これらの材料に対する研磨速度を向上させる機能を有する。（Ａ）砥粒としては、特に限定されないが、シリカ、セリア、アルミナ、ジルコニア、及びチタニア等の無機粒子が挙げられる。これらの中でも、シリカ、アルミナ、チタニアが好ましく、シリカがより好ましい。特にシリカは、塩基性領域のｐＨにおいて負に帯電しやすいため、静電反発力によって分散安定性が向上するからである。（Ａ）砥粒は、１種単独で用いてもよいし、任意の割合で２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
シリカとしては、ヒュームドシリカ、コロイダルシリカ等が挙げられるが、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカとしては、例えば特開２００３−１０９９２１号公報等に記載される方法で製造されたものを使用することができる。
【００２９】
（Ａ）砥粒の平均粒子径については特に限定されないが、その下限は、好ましくは５ｎｍであり、より好ましくは１０ｎｍであり、特に好ましくは１５ｎｍであり、その上限は、好ましくは３００ｎｍであり、より好ましくは１５０ｎｍであり、特に好ましくは１００ｎｍである。（Ａ）砥粒の平均粒子径が前記範囲にあると、配線金属材料及びバリアメタル材料の研磨速度を向上させながら、被研磨面における研磨傷の発生を低減できる場合がある。前記範囲の中でも、（Ａ）砥粒の平均粒子径が上限の１５０ｎｍ以下であると、配線金属材料及びバリアメタル材料の研磨速度をより向上できる場合がある。また、（Ａ）砥粒の平均粒子径が下限の１０ｎｍ以上であると、被研磨面における研磨傷の発生をより低減できる場合がある。
【００３０】
（Ａ）砥粒の平均粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置で測定することにより求めることができる。動的光散乱法による粒子径測定装置としては、堀場製作所社製の動的光散乱式粒径分布測定装置「ＬＢ−５５０」、ベックマン・コールター社製のナノ粒子アナライザー「ＤｅｌｓａＮａｎｏＳ」、Ｍａｌｖｅｒｎ社製の「Ｚｅｔａｓｉｚｅｒｎａｎｏｚｓ」等が挙げられる。なお、動的光散乱法を用いて測定した平均粒子径は、一次粒子が複数個凝集して形成された二次粒子の平均粒子径を表している。
【００３１】
（Ａ）砥粒の含有量の下限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．０５質量％が好ましく、０．１質量％がより好ましく、０．３質量％が特に好ましい。（Ａ）砥粒の含有量が前記下限値以上であると、配線金属材料及びバリアメタル材料を研磨するのに十分な研磨速度が得られる場合がある。一方、（Ａ）砥粒の含有量の上限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、１０質量％が好ましく、５質量％がより好ましく、３質量％が特に好ましい。（Ａ）砥粒の含有量が前記上限値以下であると、貯蔵安定性が良好となりやすく、被研磨面における良好な平坦性や研磨傷の低減を実現できる場合がある。
【００３２】
１．２．（Ｂ）鉄塩
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｂ）鉄塩を含有する。本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が（Ｂ）鉄塩を含有することにより、配線金属材料やバリアメタル材料の表面を不動態化して酸化物層を作り出すことができる。そして、（Ａ）砥粒の機械的な研磨作用を利用することによって、該酸化物層を高速で除去できるようになる。配線金属材料やバリアメタル材料の中でも、タングステン、コバルト、及び窒化チタンの少なくともいずれかを含む材料の研磨速度を向上させやすく、タングステン及び窒化チタンの少なくともいずれかを含む材料の研磨速度をより向上させやすい。
【００３３】
なお、（Ｂ）鉄塩には、水系分散体中において、鉄塩を形成しているものだけでなく、電離してイオン化（鉄イオン）されているものも含まれる。
【００３４】
（Ｂ）鉄塩の具体例としては、硝酸鉄、硫酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、及びシュウ酸アンモニウム鉄が挙げられる。これらの中でも、硝酸鉄及び硫酸鉄からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、硝酸鉄であることがより好ましい。特に硝酸鉄は、水系分散体中で鉄イオンに解離しやすく、後述する過酸化水素と併用することで強い酸化反応（フェントン反応）を起こし、配線金属材料であるタングステン等を高速研磨することができる。（Ｂ）成分は、１種単独で用いてもよいし、任意の割合で２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３５】
（Ｂ）成分の含有量の下限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．００１質量％が好ましく、０．０１質量％がより好ましく、０．０３質量％が特に好ましい。一方、（Ｂ）成分の含有量の上限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましく、０．１５質量％が特に好ましい。（Ｂ）成分の含有量が前記範囲にあると、配線金属材料やバリアメタル材料の表面を不動態化して酸化物層を作り出す効果が十分に得られるので、研磨速度を向上させることができる。また、過度なエッチングを抑制するため、配線金属材料の腐食等を低減することができる場合がある。
【００３６】
１．３．（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有する。通常、塩基性領域のｐＨで（Ｂ）鉄塩を使用すると、水酸化鉄の沈殿物が生じてしまい、（Ｂ）鉄塩の酸化剤としての機能が損なわれてしまう。しかしながら、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が（Ｃ）成分を含有することにより、塩基性領域のｐＨにおいても、（Ｂ）鉄塩に由来する水酸化鉄の沈殿物が発生することを抑制することができる。その結果、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、安定性が良好となり、（Ｂ）鉄塩が酸化剤として機能するため、配線金属材料及びバリアメタル材料を高速で研磨することができる。
【００３７】
以下、（Ｃ）成分が（Ｂ）鉄塩に由来する沈殿物の発生を抑制するメカニズムについて詳細に説明する。一般的に、溶液中の金属の安定性を高めるキレート剤としては、エチレンジアミン四酢酸やジエチレントリアミン五酢酸等のような酸基として複数のカルボキシル基のみを有するキレート剤が用いられる。しかしながら、これらのキレート剤は、カルボキシル基のみを有するために、塩基性領域のｐＨでは鉄イオンとのキレート錯体を十分に形成し得ず、その結果として水酸化鉄等の沈殿物が発生する。一方、（Ｃ）成分は、塩基性領域のｐＨにおいても、十分な鉄イオンとのキレート錯体形成能を有する。この理由としては、（Ｃ）成分はヒドロキシル基を有するため、水溶性が高く、上記のキレート剤と比較して、キレート錯体形成が優位に進むためと推測される。
【００３８】
（Ｃ）成分としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基及びアミン構造を有する化合物、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。さらに、（Ｃ）成分としては、ヒドロキシル基及び２以上のアミン構造を有する多価カルボン酸、並びにその塩からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。すなわち、１以上のヒドロキシル基、２以上のカルボキシル基、及び２以上のアミン構造を有する化合物であることがより好ましい。
【００３９】
（Ｃ）成分の分子量は、８０以上１０００以下であることが好ましく、１００以上７００以下であることがより好ましい。（Ｃ）成分の分子量が前記範囲にあると、水系分散体中に容易に溶解するため、（Ｂ）成分に由来する沈殿物の発生を抑制しやすくなる場合がある。
【００４０】
（Ｃ）成分の具体例としては、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−三酢酸、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）グリシン、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イミノ二酢酸、及びＮ，Ｎ’−エチレンビス[Ｎ−(２−ヒドロキシベンジル)グリシン]等が挙げられる。これらの中でも、過度なエッチングを抑制しつつ、配線金属材料等の研磨速度を向上させ、化学機械研磨用水系分散体の分散安定性を向上させるためには、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−三酢酸、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル)グリシン、Ｎ，Ｎ’―エチレンビス［Ｎ−(２−ヒドロキ
シベンジル)グリシン］が好ましい。このような（Ｃ）成分は、１種単独で用いてもよいし、任意の割合で２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
（Ｃ）成分の含有量の下限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．００５質量％が好ましく、０．０１質量％がより好ましく、０．０３質量％が特に好ましい。（Ｃ）成分の含有量が前記下限値以上であると、（Ｂ）成分との相互作用が生じやすくなり、被研磨面の研磨速度をより向上できる場合がある。一方、（Ｃ）成分の含有量の上限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、１質量％が好ましく、０．５質量％がより好ましく、０．１質量％が特に好ましい。（Ｃ）成分の含有量が前記上限値以下であると、過度なエッチングを抑制できる場合がある。
【００４２】
また、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体において、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対する（Ｃ）成分の含有量をＭＣ（ｍｏｌ）、（Ｂ）成分の含有量をＭＢ（ｍｏｌ）としたときに、これらのモル比ＭＣ／ＭＢが、０．３以上３．０以下であることが好ましく、０．４以上２．５以下であることがより好ましく、０．５以上２．０以下であることが特に好ましい。モル比ＭＣ／ＭＢが前記範囲であると、塩基性領域のｐＨにおいて、（Ｂ）成分の解離によって生ずるほぼ全ての鉄イオンを（Ｃ）成分によってキレート化することができるため、水酸化鉄等の沈殿の発生を効果的に抑制することができる。その結果、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、安定性が良好となり、（Ｂ）鉄塩が酸化剤として機能できるため、配線金属材料及びバリアメタル材料を高速で研磨することができる。
【００４３】
１．４．（Ｄ）有機酸及びその塩
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、前記（Ｃ）成分とは異なる（Ｄ）有機酸及びその塩よりなる群から選択される少なくとも１種（以下、「（Ｄ）成分」ともいう。）を含有してもよい。本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が（Ｄ）成分を含有することにより、（Ｄ）成分が被研磨面に配位して研磨速度を向上させるとともに、研磨中における金属塩の析出を抑制することができる場合がある。また、（Ｄ）成分が被研磨面に配位することで、被研磨面のエッチング及び腐食によるダメージを低減できる場合がある。
【００４４】
（Ｄ）成分としては、配線金属材料の元素からなるイオン又は原子に対して配位能力を有する有機酸及びその塩であることが好ましい。このような（Ｄ）成分としては、一分子内にヒドロキシル基を０〜１個及びカルボキシル基を１〜２個有する有機酸がより好ましく、一分子内にヒドロキシル基を０〜１個及びカルボキシル基を１〜２個有し、かつ、第一酸解離定数ｐＫａが１．５〜４．５である有機酸が特に好ましい。このような（Ｄ）成分であれば、配線金属材料等の表面に配位する能力が高いので、配線金属材料等に対する研磨速度を向上させることができる。また、このような（Ｄ）成分は、配線金属材料等の研磨により発生する金属イオンを安定化し、金属塩の析出を抑制することができるので、被研磨面の表面荒れを抑制しながら高度な平坦性が得られるとともに、配線金属材料等の研磨傷の発生を低減することができる。
【００４５】
（Ｄ）成分のうち、有機酸の具体例としては、乳酸、酒石酸、フマル酸、グリコール酸、フタル酸、マレイン酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、キノリン酸、キナルジン酸、アミド硫酸；グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リシン、アルギニン、トリプトファン、芳香族アミノ酸、及び複素環型アミノ酸等のアミノ酸が挙げられる。これらの中でも、マレイン酸、コハク酸、乳酸、マロン酸、ｐ−ヒドロキシ安息香酸及びグリコール酸が好ましく、マロン酸がより好ましい。（Ｄ）成分は、１種単独で用いてもよいし、任意の割合で２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
（Ｄ）成分のうち、有機酸塩の具体例としては、上記例示した有機酸の塩であってもよく、化学機械研磨用水系分散体中で別途添加した塩基と反応して上記有機酸の塩を形成してもよい。このような塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）、コリン等の有機アルカリ化合物、及びアンモニア等が挙げられる。
【００４７】
（Ｄ）成分の含有量の下限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．００１質量％が好ましく、０．０１質量％がより好ましく、０．１質量％が特に好ましい。一方、（Ｄ）成分の含有量の上限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、２質量％が好ましく、１質量％がより好ましく、０．５質量％が特に好ましい。（Ｄ）成分の含有量が前記範囲にあると、配線金属材料及びバリアメタル材料を研磨するのに十分な研磨速度が得られ、金属塩の析出が抑制されることで被研磨面の研磨傷の発生を低減できる場合がある。
【００４８】
１．５．（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、ｐＨを調整するために、（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種（以下、「（Ｅ）成分」ともいう。）を含有してもよい。本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に（Ｅ）成分を添加することにより、化学機械研磨用水系分散体のｐＨを７以上１４以下に容易に調整することができる。
【００４９】
（Ｅ）成分としては、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。（Ｅ）成分は、１種単独で用いてもよいし、任意の割合で２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５０】
１．６．その他の成分
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、主要な液状媒体である水の他に、必要に応じて、界面活性剤、含窒素複素環化合物、酸化剤、水溶性高分子等を含有してもよい。
【００５１】
＜水＞
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、主要な液状媒体として水を含有する。水としては、特に制限されるものではないが、純水が好ましい。水は、上述した化学機械研磨用水系分散体の構成材料の残部として配合されていればよく、水の含有量については特に制限はない。
【００５２】
＜界面活性剤＞
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤を含有することにより、化学機械研磨用水系分散体に適度な粘性を付与できる場合がある。
【００５３】
界面活性剤としては、特に制限されず、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩；アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩；高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等の硫酸塩；パーフルオロアルキル化合物等の含フッ素系界面活性剤等が挙げられる。カチオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩及び脂肪族アンモニウム塩などが挙げられる。非イオン性界面活性剤としては、例えば、アセチレ
ングリコール、アセチレングリコールエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコール等の三重結合を有する非イオン性界面活性剤；ポリエチレングリコール型界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、好ましくは０．００１〜５質量％であり、より好ましくは０．００１〜３質量％であり、特に好ましくは０．０１〜１質量％である。
【００５５】
＜含窒素複素環化合物＞
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、含窒素複素環化合物を含有してもよい。含窒素複素環化合物を含有することにより、配線金属材料の過剰なエッチングを抑制し、かつ、研磨後の表面荒れを防ぐことができる場合がある。
【００５６】
本明細書において「含窒素複素環化合物」とは、少なくとも１個の窒素原子を有する複素五員環及び複素六員環から選択される少なくとも１種の複素環を含む有機化合物のことをいう。前記複素環としては、ピロール構造、イミダゾール構造、トリアゾール構造等の複素五員環；ピリジン構造、ピリミジン構造、ピリダジン構造、ピラジン構造等の複素六員環が挙げられる。これらの複素環は縮合環を形成していてもよい。具体的には、インドール構造、イソインドール構造、ベンゾイミダゾール構造、ベンゾトリアゾール構造、キノリン構造、イソキノリン構造、キナゾリン構造、シンノリン構造、フタラジン構造、キノキサリン構造、アクリジン構造等が挙げられる。このような構造を有する複素環化合物のうち、ピリジン構造、キノリン構造、ベンゾイミダゾール構造またはベンゾトリアゾール構造を有する複素環化合物が好ましい。
【００５７】
含窒素複素環化合物の具体例としては、アジリジン、ピリジン、ピリミジン、ピロリジン、ピペリジン、ピラジン、トリアジン、ピロール、イミダゾール、インドール、キノリン、イソキノリン、ベンゾイソキノリン、プリン、プテリジン、トリアゾール、トリアゾリジン、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール等が挙げられ、さらに、これらの骨格を有する誘導体が挙げられる。これらの中でも、ベンゾトリアゾール、トリアゾール、イミダゾール及びカルボキシベンゾトリアゾールが好ましい。これらの含窒素複素環化合物は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５８】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が含窒素複素環化合物を含有する場合、含窒素複素環化合物の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、好ましくは０．０５〜２質量％であり、より好ましくは０．１〜１質量％であり、特に好ましくは０．２〜０．６質量％である。
【００５９】
＜水溶性高分子＞
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、水溶性高分子を含有してもよい。水溶性高分子を含有することにより、配線金属材料等の被研磨面に吸着して研磨摩擦を低減できる場合がある。水溶性高分子としては、ポリカルボン酸が好ましく、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、及びこれらの共重合体がより好ましい。これらの水溶性高分子は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
水溶性高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）は、好ましくは１，０００以上１，０００，０００以下であり、より好ましくは３，０００以上８００，０００以下である。水溶性高分子の重量平均分子量が前記範囲にあると、配線金属材料等の被研磨面に吸着しやすくなり、研磨摩擦をより低減できる場合がある。その結果、被研磨面における研磨傷の発生をよ
り効果的に低減することができる場合がある。なお、本明細書中における「重量平均分子量（Ｍｗ）」とは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によって測定されたポリエチレングリコール換算の重量平均分子量のことを指す。
【００６１】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が水溶性高分子を含有する場合、水溶性高分子の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．０１〜１質量％が好ましく、０．０３〜０．５質量％がより好ましい。
【００６２】
なお、水溶性高分子の含有量は、水溶性高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）にも依存するが、化学機械研磨用水系分散体の粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満となるように調整することが好ましい。化学機械研磨用水系分散体の粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満であると、配線金属材料等を高速で研磨しやすく、粘度が適正であるため研磨布上に安定して化学機械研磨用水系分散体を供給することができる。
【００６３】
＜酸化剤＞
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｂ）成分とは異なる酸化剤を含有してもよい。このような酸化剤を含有することにより、被研磨面を酸化して研磨液成分との錯化反応を促して該被研磨面に脆弱な改質層を作り出すことができるため、研磨速度がより向上する場合がある。
【００６４】
このような酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素、次亜塩素酸カリウム、オゾン、過ヨウ素酸カリウム、過酢酸等が挙げられる。これらの酸化剤のうち、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸カリウム及び過酸化水素が好ましく、過酸化水素がより好ましい。本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｂ）鉄塩と過酸化水素を併用することで、強い酸化反応（フェントン反応）を起こし、配線金属材料であるタングステン等を高速研磨することができる場合がある。これらの酸化剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６５】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体が（Ｂ）成分とは異なる酸化剤を含有する場合、この酸化剤の含有量の下限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．００１質量％が好ましく、０．００５質量％がより好ましく、０．０１質量％が特に好ましい。一方、この酸化剤の含有量の上限値は、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、５質量％が好ましく、３質量％がより好ましく、１．５質量％が特に好ましい。なお、（Ｂ）成分とは異なる酸化剤を前記範囲で含有する場合、配線金属材料等の金属を含む被研磨面の表面に酸化膜が形成されることがあるため、酸化剤はＣＭＰの研磨工程を行う直前に添加されることが好ましい。
【００６６】
１．７．ｐＨ
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体のｐＨ値は７以上１４以下であり、８以上１２以下であることが好ましく、８．５以上１１．５以下であることがより好ましい。ｐＨ値が前記範囲であると、（Ａ）砥粒の分散安定性が向上するため、配線金属材料及びバリアメタル材料の研磨速度を向上させることができる。特にシリカは、ｐＨ値が７〜１４の塩基性領域で負に帯電するため、分散安定性が向上する。
【００６７】
さらに、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｃ）成分を含有することにより、塩基性領域のｐＨにおいて（Ｂ）鉄塩に由来する水酸化鉄の沈殿物の発生を抑制することができる。その結果、塩基性領域のｐＨにおいて（Ｂ）鉄塩が酸化剤として機能するため、配線金属材料やバリアメタル材料の表面を不動態化して酸化物層を作り出すことができる。そして、分散安定性に優れた（Ａ）砥粒の機械的な研磨作用を利用することによって、該酸化物層を高速で除去できるようになる。
【００６８】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体のｐＨは、例えば、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分、前記（Ｄ）成分、及び前記（Ｅ）成分等の添加量を適宜増減することにより調整することができる。
【００６９】
本発明において、ｐＨとは、水素イオン指数のことを指し、その値は、２５℃、１気圧の条件下で市販のｐＨメーター（例えば、株式会社堀場製作所製、卓上型ｐＨメーター）を用いて、測定することができる。
【００７０】
１．８．用途
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、ｐＨを７以上１４以下とすることにより、（Ａ）砥粒の分散安定性を向上させ、かつ、（Ｂ）鉄塩を酸化剤として機能させて配線金属材料やバリアメタル材料の表面を不動態化して酸化物層を作り出し、（Ａ）砥粒の機械的な研磨作用を利用することによって該酸化物層を高速で除去できる点に特徴の一つがある。したがって、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、半導体製造材料の中でも、タングステン、銅、コバルト、チタン、ルテニウム等の配線金属材料；窒化チタン、窒化タンタル等のバリアメタル材料のいずれか１種以上の材料を有する被研磨面を化学機械研磨するための研磨材料として好適である。
【００７１】
上述の化学機械研磨には、例えば図１に示すような研磨装置１００を用いることができる。図１は、研磨装置１００を模式的に示した斜視図である。上述の化学機械研磨では、スラリー供給ノズル４２からスラリー（化学機械研磨用水系分散体）４４を供給し、かつ研磨布４６が貼付されたターンテーブル４８を回転させながら、基板５０を保持したキャリアーヘッド５２を当接させることにより行う。なお、図１には、水供給ノズル５４およびドレッサー５６も併せて示してある。
【００７２】
キャリアーヘッド５２の研磨荷重は、０．７〜７０ｐｓｉの範囲内で選択することができ、好ましくは１．５〜３５ｐｓｉである。また、ターンテーブル４８及びキャリアーヘッド５２の回転数は１０〜４００ｒｐｍの範囲内で適宜選択することができ、好ましくは３０〜１５０ｒｐｍである。スラリー供給ノズル４２から供給されるスラリー（化学機械研磨用水系分散体）４４の流量は、１０〜１，０００ｍＬ／分の範囲内で選択することができ、好ましくは５０〜４００ｍＬ／分である。
【００７３】
市販の研磨装置としては、例えば、荏原製作所社製、型式「ＥＰＯ−１１２」、「ＥＰＯ−２２２」；ラップマスターＳＦＴ社製、型式「ＬＧＰ−５１０」、「ＬＧＰ−５５２」；アプライドマテリアル社製、型式「Ｍｉｒｒａ」、「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ」；Ｇ＆Ｐ
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社製、型式「ＰＯＬＩ−４００Ｌ」；ＡＭＡＴ社製、型式「Ｒｅｆｌｅｘｉｏｎ  ＬＫ」；ＦＩＬＴＥＣ社製、型式「ＦＬＴｅｃ−１５」等が挙げられる。
【００７４】
２．化学機械研磨用水系分散体の製造方法
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体の製造方法は、（Ａ）砥粒と、（Ｂ）鉄塩と、（Ｃ）ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物と、を水系媒体中に分散又は溶解させて水系分散体を得る第１の工程と、（Ｅ）水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び水酸化アンモニウムからなる群より選択される少なくとも１種を用いて前記水系分散体のｐＨを７以上１４以下に調整する第２の工程と、を含む。
【００７５】
第１の工程では、水等の液状媒体に、前述した（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分を、（Ｂ）成分→（Ｃ）成分→（Ａ）成分または（Ｃ）成分→（Ｂ）成分→（Ａ）成分の順に溶解または分散させることにより水系分散体を調製することが好ましい。溶解または分
散させる方法は、特に制限されず、均一に溶解または分散できればどのような方法を適用してもよい。
【００７６】
第２の工程では、得られた水系分散体に（Ｅ）成分を加えて、水系分散体のｐＨを７以上１４以下の範囲における所定の値に調整する。第２の工程は、前記第１の工程後であってもよく、前記第１の工程と同時でもよく、前記第１の工程と同時に行った後に、さらに行ってもよい。
【００７７】
また、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体の製造方法では、第３の工程として、第１の工程及び第２の工程後の水系分散体に、過酸化水素等の（Ｂ）成分以外の酸化剤をさらに加えて、化学機械研磨用水系分散体を調製してもよい。前記酸化剤が過酸化水素である場合は、過酸化水素は不安定で酸素を放出しやすく、強力な酸化力を持つヒドロキシラジカルを発生しやすいため、第３の工程は化学機械研磨を実施する直前に行うことが好ましい。
【００７８】
また、このようにして得られた化学機械研磨用水系分散体は、濃縮タイプの原液として調製し、使用時に水等の液状媒体で希釈して使用することもできる。
【００７９】
３．実施例
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、本実施例における「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。
【００８０】
３．１．実施例１
３．１．１．化学機械研磨用水系分散体の調製
容量１リットルのポリエチレン製瓶中の純水に、マロン酸０．２質量％、硝酸鉄０．０５質量％、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸０．０５７質量％、下記ｐＨとなるような所定量の水酸化カリウム、シリカ砥粒０．５質量％をそれぞれ投入した後、十分に撹拌し、ｐＨ９．２の実施例１の化学機械研磨用水系分散体を得た。
【００８１】
３．１．２．評価方法
（１）研磨速度の評価
上記で調製した化学機械研磨用水系分散体を用いて、樹脂基板上に配線パターンの無いタングステン基板、窒化チタン基板をそれぞれ３ｃｍ×３ｃｍに切断した試験片を被研磨体として、下記の研磨条件で１分間の化学機械研磨試験を行った。評価基準は以下の通りである。その結果を表１に併せて示す。
＜研磨条件＞
・研磨装置：ＦＩＬＴＥＣ社製、型式「ＦＬＴｅｃ−１５」
・研磨パッド：Ｆｕｊｉｂｏ製、「Ｈ６００」
・化学機械研磨用水系分散体供給速度：１００ｍＬ／分
・定盤回転数：１００ｒｐｍ
・ヘッド回転数：９０ｒｐｍ
・ヘッド押し付け圧：３．８ｐｓｉ
・タングステン、窒化チタンの抵抗率評価装置：エヌピイエス社製  ＭＯＤＥＬ  Σ―５・タングステン、窒化チタンの研磨速度（Å／分）＝（（（各基板固有の体積抵抗率／研磨前の各基板抵抗値）−（各基板固有の体積抵抗率／研磨後の各基板抵抗値））／研磨時間（秒））×６０
（研磨速度評価基準）
・タングステン研磨速度４０Å／分以上、窒化チタン研磨速度２５Å／分以上の条件を１つ以上満たさない場合を「×」
・タングステン研磨速度４０Å／分以上、窒化チタン研磨速度２５Å／分以上の条件をすべて満たす場合を「△」
・タングステン研磨速度５０Å／分以上、窒化チタン研磨速度３０Å／分以上の条件をすべて満たす場合を「○」
なお、評価結果が「○」の場合は、「△」の条件も満たすことになるが、「○」を優先するものとする。
【００８２】
（２）エッチングレートの評価
樹脂基板上に配線パターンの無いタングステン基板、コバルト基板をそれぞれ１ｃｍ×３ｃｍに切断した試験片を、上記で調製した化学機械研磨用水系分散体を６０℃に温めた後５分間浸漬した。タングステン及びコバルトのエッチングレートは、下記式により求めた。
・タングステン、コバルトの抵抗率評価装置：エヌピイエス社製  ＭＯＤＥＬ  Σ―５
・タングステン、コバルトのエッチングレート（Å／分）＝（（（各基板固有の体積抵抗率／浸漬前の各基板抵抗値）−（各基板固有の体積抵抗率／浸漬後の各基板抵抗値））×１０１０）／浸漬時間（秒）×６０
（エッチングレート評価基準）
・タングステンエッチング速度８０Å／分未満、コバルトエッチング速度６０Å／分未満の条件を１つ以上満たさない場合を「×」
・タングステンエッチング速度８０Å／分未満、コバルトエッチング速度６０Å／分未満の条件をすべて満たす場合を「△」
・タングステンエッチング速度３０Å／分未満、コバルトエッチング速度５０Å／分未満の条件をすべて満たす場合を「○」
なお、評価結果が「○」の場合は、「△」の条件も満たすことになるが、「○」を優先するものとする。
【００８３】
（３）安定性の評価
上記で調製した化学機械研磨用水系分散体を室温で静置し、目視にてポリエチレン製瓶の底部における沈降物の有無を確認した。
（安定性の評価基準）
・２週間以上静置後も沈降物が発生しない場合を「○」
・静置２週間未満の間に沈降物が発生する場合を「△」
・調製直後に沈降物が発生する場合を「×」
【００８４】
３．２．実施例２〜１１及び比較例１〜２
下表１に記載のように各成分の種類及び含有量を変更した以外は、実施例１と同様にして化学機械研磨用水系分散体を調製し、実施例１と同様にして各評価試験を行った。
【００８５】
３．３．実施例１２
容量１リットルのポリエチレン製瓶中の純水に、マロン酸０．２質量％、硝酸鉄０．０５質量％、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸０．０５７質量％、下記ｐＨとなるような所定量の水酸化カリウム、シリカ砥粒０．５質量％をそれぞれ投入した後、十分に撹拌し、ｐＨ９．２の水系分散体を得た。その後、さらに酸化剤として過酸化水素１質量％となるように過酸化水素水を添加し、実施例１２の化学機械研磨用水系分散体を得た。このようにして得られた化学機械研磨用水系分散体を使用した以外は、実施例１と同様にしてタングステン基板の研磨速度及び化学機械研磨用水系分散体の安定性を評価した。
【００８６】
３．４．参考例１
容量１リットルのポリエチレン製瓶中の純水に、マロン酸０．２質量％、下記ｐＨとなるような所定量の水酸化カリウム、シリカ砥粒０．５質量％をそれぞれに投入した後、十
分に撹拌し、ｐＨ９．２の水系分散体を得た。その後、さらに酸化剤として過酸化水素１質量％となるように過酸化水素水を添加し、参考例１の化学機械研磨用水系分散体を得た。このようにして得られた化学機械研磨用水系分散体を使用した以外は、実施例１と同様にしてタングステン基板の研磨速度及び化学機械研磨用水系分散体の安定性を評価した。
【００８７】
３．５．評価結果
下表１及び下表２に、各実施例及び各比較例の化学機械研磨用水系分散体の組成並びに各評価結果を示す。
【００８８】
【表１】
2020035895.tif 000002
【００８９】
【表２】
2020035895.tif 000003
【００９０】
表１及び表２中の各成分は、それぞれ下記の商品又は試薬を用いた。
＜砥粒＞
・シリカ：扶桑化学工業社製、コロイダルシリカ、平均粒子径７５ｎｍ
＜鉄塩＞
・硝酸鉄：多摩化学工業社製、商品名「ＦＮ−３７６」
・硫酸鉄：富士フイルム和光純薬社製、商品名「硫酸鉄(ＩＩ)七水和物」
＜ヒドロキシル基及びカルボキシル基を有する化合物＞
・ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸：キレスト社製、商品名「キレストＨＡ」
・Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）グリシン：キレスト社製、商品名「キレストＧＡ」
＜有機酸＞
・マロン酸：扶桑化学工業社製、商品名「マロン酸」
＜酸化剤＞
・過酸化水素：富士フイルム和光純薬株式会社製、商品名「過酸化水素水（３０％）」
【００９１】
実施例１〜１１の化学機械研磨用水系分散体によれば、タングステン基板及び窒化チタン基板のいずれも高速で研磨することができ、かつ、タングステン基板及びコバルト基板のいずれもエッチングレートを小さくできることがわかった。また、実施例１〜１１の化
学機械研磨用水系分散体は、（Ｃ）成分を含有することにより、塩基性領域のｐＨにおいて（Ｂ）成分に由来する沈殿物の発生を抑制し、安定性が向上することがわかった。
【００９２】
比較例１の化学機械研磨用水系分散体は、（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を含有しないため、タングステン基板及び窒化チタン基板のいずれも高速で研磨することができなかった。
【００９３】
比較例２の化学機械研磨用水系分散体は、（Ｃ）成分を含有しないため、（Ｂ）成分に由来する沈殿物が発生して安定性が損なわれた。そのため、研磨速度評価及びエッチングレート評価を実施することができなかった。
【００９４】
また、実施例１２の化学機械研磨用水系分散体は、酸化剤として硝酸鉄と過酸化水素を併用することで強い酸化反応（フェントン反応）を起こし、参考例１の（Ｂ）成分及び（Ｃ）成分を含有しない化学機械研磨用水系分散体に比べてタングステン基板をより高速で研磨できることがわかった。
【００９５】
以上の結果から、本発明に係る化学機械研磨用水系分散体によれば、配線金属材料及びバリアメタル材料を含む被研磨面の過度なエッチングを抑制することができ、かつ、該被研磨面を高速で研磨できることがわかった。また、本発明に係る化学機械研磨用水系分散体によれば、（Ｂ）成分に由来する沈殿物の発生を抑制することができ、安定性も良好となることがわかった。
【００９６】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９７】
４２…スラリー供給ノズル、４４…スラリー（化学機械研磨用水系分散体）、４６…研磨布、４８…ターンテーブル、５０…基板、５２…キャリアーヘッド、５４…水供給ノズル、５６…ドレッサー、１００…研磨装置
【図１】
2020035895.tif 000004