(57)【要約】  本発明に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと、（Ｂ）砥粒と、を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと、
（Ｂ）砥粒と、
を含む、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項２】
請求項１において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、カルボキシル基を有する幹ポリマー部と有機溶剤可溶性の枝ポリマー部とを有し、前記幹ポリマー部１分子に対して前記枝ポリマーを２分子以上グラフト結合させたポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（１）で表される繰り返し単位を含有するポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【化７】
2009104334.tif 000012
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯもしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（２）で表される繰り返し単位を含有するポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【化８】
2009104334.tif 000013
（上記式（２）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくは−ＮＨ−を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーの重量平均分子量は、５０，０００〜８００，０００である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーの含有量は、０．００１質量％〜１．０質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
前記（Ｂ）砥粒は、コロイダルシリカである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーと（Ｂ）砥粒との含有比率（Ａ）：（Ｂ）は、１：０．１〜１：１００００である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の化学機械研磨用水系分散体を用いて、少なくとも低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨する、化学機械研磨方法。
【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および化学機械研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能ＬＳＩに搭載される銅ダマシン配線は、化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」ともいう。）を用いて形成される。ＣＭＰでは、主に銅を削る第１研磨工程と、不要な金属や金属の拡散防止膜、および絶縁膜を削る第２研磨工程とが行なわれる。第１研磨工程は、銅膜を高速で研磨すると同時にタンタル、チタン、ルテニウム、コバルトおよびそれらの窒化物などのバリアメタル膜を実質的に削らずに、銅ディッシングを抑制することが要求される。第２研磨工程では、銅配線部、バリアメタル部、絶縁膜部の研磨速度の比をある範囲に制御して、被研磨面を平滑性にすることが要求される。【０００３】
特に近年、半導体装置の微細化に伴い、従来のｐ−ＴＥＯＳ膜などの絶縁膜に代わり、誘電率（ｋ）が２．５未満の多孔質な低誘電絶縁膜の検討が行われている。このような低誘電率絶縁膜は機械強度が弱いと共に、多孔質であるために研磨に使用するスラリーを吸収する可能性が大きくなり、研磨後の低誘電率絶縁膜の電気特性を悪化させてしまう場合が多い。このため、平滑性と共に研磨前後で低誘電絶縁膜の電気特性を悪化させない、新たな化学機械研磨用スラリーの開発が求められている。【０００４】
たとえば特許３３３７４６４号に記載されているアニオン性官能基を有するポリマーを含有する研磨用組成物は、誘電率（ｋ）が２．５未満の多孔質な低誘電絶縁膜を含む基板研磨に用いた場合には低誘電絶縁膜の研磨速度が大きくなるため平滑性が得られない。また、例えば特開２００５−１４２０６号公報に記載されているアニオン性界面活性剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテル系のノニオン性界面活性剤を含有する研磨用組成物や、特表２００５−１２９６３７号公報に記載されているポリエーテル変性シリコーンを含有する研磨用組成物を用いて誘電率（ｋ）が２．５未満の多孔質な低誘電絶縁膜の化学機械研磨を行った場合、機械強度の低い低誘電絶縁膜にスクラッチなどの研磨欠陥が発生し、さらに研磨後の低誘電率絶縁膜の吸湿性を悪化させてしまうなど電気特性を悪化させてしまう。
【発明の開示】
【０００５】
銅などの金属膜、タンタル、チタン、ルテニウム、コバルトおよびそれらの窒化物などのバリアメタル膜、低誘電率絶縁膜の研磨速度をそれぞれ実用的な研磨速度に維持した状態で、低誘電率絶縁膜の誘電率などの電気特性を変化させずに、被研磨面の表面欠陥を引き起こすことなく研磨することができる化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いた化学機械研磨方法を提供する。
【０００６】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと、（Ｂ）砥粒と、を含む。
【０００７】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーは、カルボキシル基を有する幹ポリマー部と有機溶剤可溶性の枝ポリマー部とを有し、前記幹ポリマー部１分子に対して前記枝ポリマーを２分子以上グラフト結合させたポリマーであることができる。
【０００８】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（１）で表される繰り返し単位を含有するポリマーであることができる。
【０００９】
【化１】
2009104334.tif 000002
【００１０】
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯもしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（２）で表される繰り返し単位を含有するポリマーであることができる。
【００１１】
【化２】
2009104334.tif 000003
【００１２】
（上記式（２）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくは−ＮＨ−を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーの重量平均分子量は、５０，０００〜８００，０００であることができる。
【００１３】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーの含有量は、０．００１質量％〜１．０質量％であることができる。
【００１４】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ｂ）砥粒は、コロイダルシリカであることができる。
【００１５】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーと（Ｂ）砥粒との含有比率（Ａ）：（Ｂ）は、１：０．１〜１：１００００であることができる。
【００１６】
本発明に係る化学機械研磨方法は、上記の化学機械研磨用水系分散体を用いて、少なくとも低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨することを特徴とする。
【００１７】
上記化学機械研磨用水系分散体によれば、銅などの金属膜、タンタル、チタン、ルテニウム、コバルトおよびそれらの窒化物などのバリアメタル膜、低誘電率絶縁膜の研磨速度をそれぞれ実用的な研磨速度に維持した状態で、低誘電率絶縁膜の誘電率などの電気特性を変化させずに、被研磨面の表面欠陥を引き起こすことなく研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本実施形態に用いられるアニオン性官能基を有するグラフトポリマーを示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと、（Ｂ）砥粒と、を含む。【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。【００２１】
１．化学機械研磨用水系分散体
まず、本発明の一実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を構成する各成分について説明する。【００２２】
１．１  （Ａ）グラフトポリマー
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、幹ポリマー部にアニオン性官能基を有する。【００２３】
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、カルボキシル基を有する幹ポリマー部と有機溶剤可溶性の枝ポリマー部とを有し、幹ポリマー１分子に対して枝ポリマーを２分子以上グラフト結合させたポリマーであることが好ましい。【００２４】
図１は、本実施形態に用いられるアニオン性官能基を有するグラフトポリマーを示す模式図である。アニオン性グラフトポリマー１００は、主鎖となる複数の酸性基を有する幹ポリマー１０とグラフト鎖となる枝ポリマー１２とが櫛形にグラフト結合した構造を有する。アニオン性グラフトポリマー１００は、幹ポリマー１０の酸性基をアンカーとして被研磨物の表面に多点吸着するため、枝ポリマー１２の立体反発効果が有効に作用し、良好な研磨特性を発現することができる。【００２５】
例えば、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、低誘電率絶縁膜を研磨するときに良好な研磨特性を発現することができる。低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ）は、その低誘電率を実現するために空気を含んだポーラス（多孔性）な構造を有している。しかしながら、ポーラス材料は中空構造であるため強度が低く、一般的に用いられている化学機械研磨用水系分散体で研磨すると研磨速度が大きくなりすぎることがある。このような低誘電率絶縁膜を研磨する際に上述したようなグラフトポリマーが存在すると、幹ポリマーが低誘電率絶縁膜の被研磨面に多点吸着し枝ポリマーの立体反発効果により、低誘電率絶縁膜の研磨速度を適度に抑制することができる。【００２６】
ここで、「低誘電率絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ）」とは、誘電率が好ましくは３．８以下、より好ましくは３．０以下、特に好ましくは２．５以下の材料から形成された絶縁膜のことをいう。低誘電率絶縁膜としては、例えばフッ素添加ＳｉＯ２（誘電率；約３．３〜３．５）、ポリイミド系樹脂（誘電率；約２．４〜３．６；日立化成工業社製、商品名「ＰＩＱ」；Ａｌｌｉｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ社製、商品名「ＢＣＢ」等）、水素含有ＳＯＧ（誘電率；約２．５〜３．５）、有機ＳＯＧ（誘電率；約２．９；日立化成工業社製、商品名「ＨＳＧＲ７」等）、および有機無機ハイブリッドポーラス系（誘電率；２．０以下）等から形成された絶縁膜が挙げられる。【００２７】
また、一般的にナノインデンテーション法による低誘電率絶縁膜の弾性率は、約２０ＧＰａ以下、硬度は約２．０ＧＰａ以下であり、熱酸化ＳｉＯ２膜やＰ−ＴＥＯＳ膜（弾性率；約７０ＧＰａ）に比べて、非常に弾性率は低く、絶縁膜としては非常に脆いため、研磨速度を適度に抑制することが困難である。例えば、誘電率が約２．８である非多孔質なＭＳＱ系低誘電率絶縁膜の弾性率は約１１ＧＰａ、硬度は約１．５ＧＰａである例が知られている。また、誘電率が約２．２であるポーラス構造を有する低誘電率絶縁膜の弾性率は約３．２ＧＰａ、硬度は約０．４ＧＰａである例が知られている。【００２８】
また、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、上述した低誘電率絶縁膜に限定されず、銅配線膜やバリアメタル膜を実用的な研磨速度で研磨することもできる。【００２９】
幹ポリマー１０としては、吸着特性に優れる観点からカルボキシル基を有するものが好ましく、例えば、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩などの熱可塑性樹脂が挙げられる。これらのうち、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸は、砥粒安定性に影響を与えない観点からより好ましい。さらに、ポリアクリル酸は、水溶性が高いため特に好ましい。【００３０】
幹ポリマー１０は、カルボキシル基を有するモノマー以外の他の単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸のアルキルエステル（メチルアクリレート、エチルアクリレートなど）、メタクリル酸のアルキルエステル（メチルメタクリレート、エチルメタクリレートなど）、アクリル酸のアミノアルキルエステル（ジエチルアミノエチルアクリレートなど）、メタクリル酸のアミノアルキルエステル、アクリル酸とグリコールとのモノエステル、メタクリル酸とグリコールとのモノエステル（ヒドロキシエチルメタクリレートなど）、アクリル酸のアルカリ金属塩、メタクリル酸のアルカリ金属塩、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルスルホン酸のアルカリ金属塩、ビニルスルホン酸のアンモニウム塩、スチレンスルホン酸、スチレンスルホン酸塩、アリルスルホン酸、アリルスルホン酸塩、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸塩、アクリルアミドアルキルスルホン酸、アクリルアミドアルキルスルホン酸塩、酢酸ビニル、ビニルステアレート、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルカルバゾール、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、グリコールジアクリレート、グリコールジメタクリレート、ジビニルベンゼン、グリコールジアリルエーテル、アリルアルコール等の不飽和アルコール、無水マレイン酸、マレイン酸エステルなどが挙げられる。【００３１】
幹ポリマー１０の重量平均分子量は、好ましくは５００〜６００，０００であり、より好ましくは１０，０００〜４００，０００である。幹ポリマー１０の重量平均分子量が５００未満であると、化学機械研磨用水系分散体への粘性付与効果が小さく、研磨速度向上の効果が小さい。一方、幹ポリマーの重量平均分子量が６００，０００を超えると、化学機械研磨用水系分散体の安定性が悪くなったり、また、水系分散体の粘度が過度に上昇して研磨液供給装置に負荷がかかる等の問題が生じることがある。【００３２】
枝ポリマー１２は、立体反発効果に優れる観点から有機溶剤可溶性を有するものであることが好ましい。なお、本発明において有機溶剤可溶性とは、枝ポリマー部と同じ組成のポリマーが一般的な有機溶媒へ溶解することができる特性を意味する。その具体例としては、ポリマー末端に水酸基を有し、前記したような幹ポリマー部のカルボキシル基とエステル化反応またはヒドロキシル基と付加反応することでグラフト結合を形成し得るポリマーであるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシプロピレンアルケニルエーテル等のオキシアルキレン基を有する重合体が挙げられ、また、枝ポリマー末端にアミノ基を有し、前記したような幹ポリマーのカルボキシル基とアミド化反応することでグラフト結合を形成し得るポリマーであるポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン等の重合体が挙げられる。【００３３】
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、下記式（１）で表される繰り返し単位を含むポリマーであることが好ましい。【００３４】
【化３】
2009104334.tif 000004
【００３５】
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯもしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、さらに下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位を含むポリマーであることが好ましい。また、下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位を含むポリマーは、前記式（１）で表される繰り返し単位と下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位がランダムに結合したポリマーであってもよく、前記式（１）で表される繰り返し単位と下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位のブロックコポリマーであってもよい。【００３６】
【化４】
2009104334.tif 000005
【００３７】
（上記式（３）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ３は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＮＨ−を表す。また、＊は結合手を示す。）【００３８】
【化５】
2009104334.tif 000006
【００３９】
【化６】
2009104334.tif 000007
【００４０】
（上記式（４）または式（５）において、＊は結合手を示す。）
グラフトポリマーが前記式（１）で表される繰り返し単位と前記式（３）または前記式（４）で表される繰り返し単位を共に含むポリマーである場合、前記式（１）で表される繰り返し単位のモル数をａ、前記式（３）または前記式（４）または前記式（５）で表される繰り返し単位のモル数をｂとして表記すると、ａ／ｂ＝１／２０〜２０／１の比率であっても十分な性能を得ることができるが、好ましくはａ／ｂ＝１／１０〜１０／１、より好ましくはａ／ｂ＝１／１〜３／１、特に好ましくはａ／ｂ＝１／１の比率である場合に良好な結果を得ることができる。【００４１】
本実施形態に用いられるグラフトポリマーの含有量は、化学機械研磨水分散体の質量に対して、好ましくは０．００１〜１．０質量％であり、より好ましくは０．０１〜０．７質量％であり、特に好ましくは０．１〜０．５質量％である。グラフトポリマーの含有量が０．００１質量％未満であると、銅などの金属膜、およびタンタル、チタン、ルテニウム、コバルトおよびそれらの窒化物などのバリアメタル膜と比較して低誘電率絶縁膜の研磨速度を十分に抑制することができない。一方、グラフトポリマーの配合量が１．０質量％を超えると、砥粒の凝集を引き起こし、スラリーの安定性を阻害するおそれがあり好ましくない。【００４２】
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、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スチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が好ましくは２，０００〜１，０００，０００であり、より好ましくは５，０００〜８００，０００、さらに好ましくは１０，０００〜６００，０００、特に好ましくは５０，０００〜３００，０００である。重量平均分子量が上記範囲内にあると、研磨摩擦を低減することができ、金属膜および絶縁膜を安定して研磨できる。さらに、重量平均分子量が５０，０００〜８００，０００の範囲内にあると、Ｃｕ上のスクラッチを大幅に低減することができる。重量平均分子量が上記下限より小さいと絶縁膜研磨速度が低下し、十分な研磨速度が得られない場合がある。一方、重量平均分子量が上記上限を超えると砥粒の凝集を引き起こし、スラリーの安定性を阻害する場合がある。また、スラリー供給装置内で砥粒の凝集を引き起こし、凝集した砥粒によってＣｕ上のスクラッチが増加するおそれがある。【００４３】
さらに、（Ａ）グラフトポリマーの配合量と（Ｂ）砥粒との含有比率（Ａ）：（Ｂ）は、好ましくは１：０．１〜１：１００００であり、より好ましくは１：１０〜１：５００である。含有比率が上記範囲内にあると、良好な被研磨面の平坦性と、電気特性悪化の抑制の両立をより確実に達成することができる。【００４４】
１．２  （Ｂ）砥粒
本実施形態に用いられる砥粒としては、無機粒子、有機粒子および有機無機複合粒子から選択される少なくとも１種であることが好ましい。【００４５】
無機粒子としては、ヒュームド法により、塩化ケイ素、塩化アルミニウムまたは塩化チタン等と酸素および水素とを気相中で反応させて合成されたヒュームドシリカ、ヒュームドアルミナ、ヒュームドチタニア；ゾルゲル法により、金属アルコキシドを加水分解縮合して合成されたシリカ；無機コロイド法等により合成され、精製により不純物を除去した高純度コロイダルシリカ等が挙げられる。【００４６】
有機粒子としては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンおよびスチレン系共重合体、ポリアセタール、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン等のポリオレフィンおよびオレフィン系共重合体、フェノキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート等の（メタ）アクリル樹脂およびアクリル系共重合体等を挙げることができる。【００４７】
有機無機複合粒子としては、有機粒子と無機粒子とが、研磨時に、容易に分離しない程度に一体に形成されていれば、その種類、構成等は特に限定されない。例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等の重合体粒子の存在下で、アルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を重縮合させ、重合体粒子の少なくとも表面に、ポリシロキサン、ポリアルミノキサン、ポリチタノキサン等の重縮合物が形成された複合粒子が挙げられる。形成された重縮合物は、重合体粒子の官能基に直接結合していてもよいし、シランカップリング剤等を介して結合していてもよい。【００４８】
また、有機無機複合粒子は、前記重合体粒子と、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子等とを用いて形成してもよい。この場合、前記複合粒子は、ポリシロキサン、ポリアルミノキサン、ポリチタノキサン等の重縮合物をバインダーとして、重合体粒子の表面にシリカ粒子等が存在するように形成されていてもよいし、シリカ粒子等が有するヒドロキシル基等の官能基と、重合体粒子の官能基とが化学的に結合して形成されていてもよい。【００４９】
さらに、有機無機複合粒子として、ゼータ電位の符号が互いに異なる有機粒子と無機粒子とが、これらの粒子を含む水分散体において、静電力により結合している複合粒子を使用することもできる。【００５０】
有機粒子のゼータ電位は、全ｐＨ域、または低ｐＨ域を除く広範なｐＨ域に渡って、負であることが多い。有機粒子は、カルボキシル基、スルホン酸基等を有すると、より確実に負のゼータ電位を有することが多い。有機粒子がアミノ基等を有すると、特定のｐＨ域において正のゼータ電位を有することもある。【００５１】
一方、無機粒子のゼータ電位は、ｐＨ依存性が高く、ゼータ電位が０となる等電点を有し、ｐＨによってその前後でゼータ電位の符号が逆転する。【００５２】
したがって、特定の有機粒子と無機粒子とを、これらのゼータ電位が逆符号となるｐＨ域で混合することによって、静電力により有機粒子と無機粒子とが結合し、一体化して複合粒子を形成することができる。また、混合時のｐＨではゼータ電位が同符号であっても、その後、ｐＨを変化させ、一方の粒子、特に無機粒子のゼータ電位を逆符号にすることによって、有機粒子と無機粒子とを一体化することもできる。【００５３】
このように静電力により一体化された複合粒子は、この複合粒子の存在下で、アルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を重縮合させることにより、その少なくとも表面に、ポリシロキサン、ポリアルミノキサン、ポリチタノキサン等の重縮合物をさらに形成してもよい。【００５４】
砥粒の平均粒子径は５〜１０００ｎｍが好ましい。この平均粒子径は、レーザー散乱回折型測定機により、または透過型電子顕微鏡による観察により、測定することができる。平均粒子径が５ｎｍ未満では、十分に研磨速度が大きい化学機械研磨用水系分散体を得ることができないことがある。１０００ｎｍを超えると、ディッシングおよびエロージョンの抑制が不十分となることがあり、また砥粒の沈降・分離により、安定な水系分散体を容易に得ることができないことがある。砥粒の平均粒子径は上記範囲でもよいが、より好ましくは１０〜７００ｎｍ、特に好ましくは１５〜５００ｎｍである。平均粒子径がこの範囲にあると、研磨速度が大きく、ディッシングおよびエロージョンが十分に抑制され、かつ粒子の沈降・分離が発生しにくい、安定な化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。【００５５】
砥粒の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の質量に対して、好ましくは０．０１〜１０質量％であり、より好ましくは０．１〜５質量％である。砥粒量が０．０１質量％未満になると十分な研磨速度を得ることができないことがあり、１０質量％を超えるとコストが高くなるとともに、安定した化学機械研磨用水系分散体を得られないことがある。【００５６】
１．３  その他の添加剤
１．３．１  酸化剤
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、さらに酸化剤を含有することができる。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、硝酸第二鉄、硝酸二アンモニウムセリウム、硫酸鉄、オゾンおよび過ヨウ素酸カリウム、過酢酸などが挙げられる。これらの酸化剤は１種単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらの酸化剤のうち、酸化力、保護膜との相性、および取り扱いやすさなどを考慮すると、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、および過酸化水素が特に好ましい。酸化剤の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の質量に対して、好ましくは０．０５〜５質量％であり、より好ましくは０．０８〜３質量％である。酸化剤の含有量が０．０５質量％未満の場合には、十分な研磨速度を確保できないことがあり、一方、５質量％を超えると、Ｃｕ膜などの金属膜の腐食やディッシングが大きくなるおそれがある。【００５７】
１．３．２  有機酸、アミノ酸
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、さらに有機酸を含有することができる。有機酸としては、ギ酸、乳酸、酢酸、酒石酸、フマル酸、グリコール酸、フタル酸、マレイン酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、アントラニル酸、マロン酸およびグルタル酸、少なくとも１個のＮ原子を含む複素六員環を含む有機酸、複素五員環からなるヘテロ環化合物を含む有機酸が挙げられる。より具体的には、キナルジン酸、キノリン酸、８−キノリノール、８−アミノキノリン、キノリン−８−カルボン酸、２−ピリジンカルボン酸、キサンツレン酸、キヌレン酸、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、７−ヒドリキシ−５−メチル−１，３，４−トリアザインドリジン、ニコチン酸、およびピコリオン酸などが好ましい。【００５８】
また、本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、さらにアミノ酸を含むことができる。アミノ酸としては、グリシン、アラニン、フェニルアラニン、ヒスチジン、システイン、メチオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、およびトリプトファンなどが挙げられる。【００５９】
上記の有機酸および／またはアミノ酸の含有量は、化学機械研磨水分散体の質量に対して、好ましくは０．００１〜２．０質量％であり、より好ましくは０．０１〜１．５質量％である。有機酸の含有量が０．００１質量％未満の場合には、Ｃｕディッシングが大きくなるおそれがある。一方、２．０質量％を超えると、砥粒の沈降や分離により、安定な化学機械研磨用水系分散体を作製することができない場合がある。【００６０】
１．３．３  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、さらに上記の（Ａ）グラフトポリマーとは異なる水溶性高分子を含むことができる。本発明において併用することのできる水溶性高分子としては、例えば、ポリアクリル酸およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。これらの水溶性高分子は、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（Ｍｗ）が１０００よりも大きく、好ましくは１万〜２００万であり、より好ましくは２０万〜１５０万であり、特に好ましくは５０万〜１３０万である。重量平均分子量が上記範囲にあると、金属膜や絶縁膜に対して高い研磨速度を維持しながら、金属膜スクラッチ等のディフェクトを抑制することができる。重量平均分子量が上記下限より小さいと金属膜や絶縁膜の研磨選択性が低下することがある。また、重量平均分子量が大きすぎると実用的な金属膜研磨速度が得られず、スラリー供給装置内で砥粒の凝集を引き起こし、凝集した砥粒によってＣｕ上のスクラッチが増加するおそれがある。【００６１】
１．３．４  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、必要に応じて非イオン性界面活性剤、アニオン界面活性剤またはカチオン界面活性剤を含有することができる。上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール型非イオン性界面活性剤や三重結合を有する非イオン性界面活性剤が挙げられる。具体的には、ポリエチレングリコール型非イオン性界面活性剤としてはポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル等が挙げられる。また、三重結合を有する非イオン性界面活性剤としては、アセチレングリコールおよびそのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールなどが挙げられる。また、シリコーン系界面活性剤、ポリビニルアルコール、シクロデキストリン、ポリビニルメチルエーテル、およびヒドロキシエチルセルロースなども挙げられる。上記アニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪族せっけん、硫酸エステル塩、およびリン酸エステル塩などが挙げられる。上記カチオン界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩および脂肪族アンモニウム塩などが挙げられる。これらの界面活性剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。【００６２】
界面活性剤の含有量は、化学機械研磨水分散体の質量に対して、好ましくは０．００１〜１質量％であり、より好ましくは０．００５〜０．５質量％である。界面活性剤の含有量が上記範囲にあると、金属膜および絶縁膜の研磨摩擦を低減することができる。【００６３】
１．４  化学機械研磨用水系分散体の物性
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、上記成分が水に溶解または分散した水系分散体であり、その粘度は１０ｍＰａ・ｓ未満であることが好ましい。粘度は上記の水溶性高分子の平均分子量および含有量をコントロールすることによって調整することができる。化学機械研磨用水系分散体の粘度が上記範囲を超えると研磨布上に安定してスラリーを供給できないことがある。その結果、研磨布の温度上昇や研磨むら（面内均一性の劣化）などが生じて、金属膜および絶縁膜の研磨速度やＣｕディッシングにばらつきが発生することがある。【００６４】
また、ｐＨは低誘電絶縁膜の膜質に応じて適宜調整すればよいが、例えば、低誘電絶縁膜が誘電率２．０〜２．５の多孔質膜である場合、ｐＨ７〜１１が好ましく、ｐＨ８〜１０が更に好ましい。ｐＨを調整する方法としては、水酸化カリウム、アンモニア、エチレンジアミン、およびＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの塩基性塩に代表されるｐＨ調整剤を添加して、アルカリ性に調節することができる。【００６５】
２．化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
水に、上記（Ａ）グラフトポリマー、（Ｂ）砥粒、およびその他の添加剤を添加して化学機械研磨用水系分散体を調製し、これをそのまま化学機械研磨に使用してもよいが、各成分を高濃度で含有する化学機械研磨用水系分散体、すなわち濃縮された水系分散体を調製し、使用時にこれを所望の濃度に希釈して化学機械研磨に使用してもよい。【００６６】
また、以下のように、上記成分のいずれかを含む複数の液（例えば、２つまたは３つの液）を調製し、これらを使用時に混合して使用することもできる。この場合、複数の液を混合して化学機械研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、複数の液を個別に化学機械研磨装置に供給して定盤上で化学機械研磨用水系分散体を形成してもよい。【００６７】
２．１  第１のキット
本実施形態に係る第１の化学機械研磨用水系分散体調製用キット（以下、単に「キット」ともいう。）は、水、（Ａ）グラフトポリマーおよび（Ｂ）砥粒を含む水系分散体である液（Ｉ）と、水および酸化剤を含む液（ＩＩ）とからなり、これらの液を混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。【００６８】
上記液（Ｉ）および（ＩＩ）における各成分の濃度は、これらの液を混合して最終的に調製される化学機械研磨用水系分散体中の各成分の濃度が上記範囲となれば特に限定されない。例えば、各成分を目的とする化学機械研磨用水系分散体の濃度よりも高濃度で含有する液（Ｉ）および（ＩＩ）を調製し、使用時に必要に応じて液（Ｉ）および（ＩＩ）を希釈して、これらを混合し、各成分の濃度が上記範囲となる化学機械研磨用水系分散体を調製する。具体的には、上記液（Ｉ）と（ＩＩ）とを１：１の重量比で混合する場合には、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の２倍の濃度となるように液（Ｉ）および（ＩＩ）をそれぞれ調製すればよい。また、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の２倍以上の濃度となるように液（Ｉ）および（ＩＩ）をそれぞれ調製し、これらを１：１の重量比で混合した後、各成分が目的の濃度となるように水で希釈してもよい。【００６９】
以上のように、液（Ｉ）と液（ＩＩ）とを独立して調製することにより、水系分散体の保存安定性、特に酸化剤を含む液（ＩＩ）の保存安定性を向上させることができる。【００７０】
第１のキットを使用する場合、研磨時に上記化学機械研磨用水系分散体が形成されていれば、液（Ｉ）と液（ＩＩ）との混合の方法およびタイミングは特に限定されない。例えば、液（Ｉ）と液（ＩＩ）とを混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、液（Ｉ）と液（ＩＩ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、定盤上で混合してもよい。あるいは、液（Ｉ）と液（ＩＩ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、装置内でライン混合してもよいし、化学機械研磨装置に混合タンクを設けて、混合タンク内で混合してもよい。また、ライン混合の際には、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。【００７１】
また、その他の添加剤である有機酸、水溶性高分子および界面活性剤は、必要に応じて上記液（Ｉ）および（ＩＩ）から選択される少なくとも１種に含まれる。【００７２】
２．２  第２のキット
本実施形態に係る第２のキットは、水および（Ａ）グラフトポリマーを含む液（ＩＩＩ）と、水および（Ｂ）砥粒を含む水系分散体である液（ＩＶ）とからなり、これらの液を混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。また、酸化剤は、上記液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）のいずれか一方または双方に含まれる。【００７３】
上記液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）における各成分の濃度は、これらの液を混合して最終的に調製される化学機械研磨用水系分散体中の各成分の濃度が上記範囲となれば特に限定されない。例えば、各成分を化学機械研磨用水系分散体の濃度よりも高濃度で含有する液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）を調製し、使用時に必要に応じて液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）を希釈して、これらを混合し、各成分の濃度が上記範囲にある化学機械研磨用水系分散体を調製する。具体的には、上記液（ＩＩＩ）と（ＩＶ）とを１：１の重量比で混合する場合には、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の２倍の濃度となるように液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）をそれぞれ調製すればよい。また、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の２倍以上の濃度となるように液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）をそれぞれ調製し、これらを１：１の重量比で混合した後、各成分が目的の濃度となるように水で希釈してもよい。【００７４】
以上のように、液（ＩＩＩ）と液（ＩＶ）とを独立して調製することにより、水系分散体の保存安定性を向上させることができる。【００７５】
第２のキットを使用する場合、研磨時に上記化学機械研磨用水系分散体が形成されていれば、液（ＩＩＩ）と液（ＩＶ）との混合の方法およびタイミングは特に限定されない。例えば、液（ＩＩＩ）と液（ＩＶ）とを混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、液（ＩＩＩ）と液（ＩＶ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、定盤上で混合してもよい。あるいは、液（ＩＩＩ）と液（ＩＶ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、装置内でライン混合してもよいし、化学機械研磨装置に混合タンクを設けて、混合タンク内で混合してもよい。また、ライン混合の際には、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。【００７６】
また、その他の添加剤である有機酸、水溶性高分子および界面活性剤は、必要に応じて上記液（ＩＩＩ）および（ＩＶ）から選択される少なくとも１種に含まれる。【００７７】
２．３  第３のキット
本実施形態に係る第３のキットは、水および上記（Ａ）グラフトポリマーを含む液（Ｖ）、水および上記（Ｂ）砥粒を含む水系分散体である液（ＶＩ）、および水および酸化剤を含む液（ＶＩＩ）からなり、これらの液を混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。【００７８】
上記液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）における各成分の濃度は、これらの液を混合して最終的に調製される化学機械研磨用水系分散体中の各成分の濃度が上記範囲になる範囲であれば特に限定されない。例えば、各成分を化学機械研磨用水系分散体の濃度よりも高濃度で含有する液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）を調製し、使用時に必要に応じて液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）を希釈して、これらを混合し、各成分の濃度が上記範囲にある化学機械研磨用水系分散体を調製する。具体的には、上記液（Ｖ）と（ＶＩ）と（ＶＩＩ）とを１：１：１の重量比で混合する場合には、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の３倍の濃度となるように液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）をそれぞれ調製すればよい。また、目的とする化学機械研磨用水系分散体に含まれる各成分の３倍以上の濃度となるように液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）を調製し、これらを１：１：１の重量比で混合した後、各成分が上記範囲となるように水で希釈してもよい。【００７９】
以上のように、液（Ｖ）と液（ＶＩ）と液（ＶＩＩ）とを独立して調製することにより、水系分散体の保存安定性、特に酸化剤を含む液（ＶＩＩ）の保存安定性を向上させることができる。【００８０】
第３のキットを使用する場合、研磨時に上記化学機械研磨用水系分散体が形成されていれば、液（Ｖ）と液（ＶＩ）と液（ＶＩＩ）との混合の方法およびタイミングは特に限定されない。例えば、液（Ｖ）と液（ＶＩ）と液（ＶＩＩ）とを混合して上記化学機械研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、液（Ｖ）と液（ＶＩ）と液（ＶＩＩ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、定盤上で混合してもよい。あるいは、液（Ｖ）と液（ＶＩ）と液（ＶＩＩ）とを独立して化学機械研磨装置に供給し、装置内でライン混合してもよいし、化学機械研磨装置に混合タンクを設けて、混合タンク内で混合してもよい。また、ライン混合の際には、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。【００８１】
また、その他の添加剤である有機酸、水溶性高分子および界面活性剤は、必要に応じて上記液（Ｖ）、（ＶＩ）および（ＶＩＩ）から選択される少なくとも１種に含まれる。【００８２】
３．化学機械研磨方法
本実施形態に係る化学機械研磨方法は、上記の化学機械研磨用水系分散体を用いて、少なくとも低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨することを特徴とする。本実施形態に係る化学機械研磨方法は、半導体装置を製造する広範囲の化学機械研磨工程に適用することができるが、特に低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨する工程において好適である。上述したように、低誘電率絶縁膜はその低誘電率を実現するために通常ポーラスな構造を有しており、従来の化学機械研磨用水系分散体で研磨すると研磨速度が大きくなりすぎてしまうことがある。本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を用いて低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨すると、実用的な研磨速度に維持した状態で、誘電率などの電気特性を変化させずに研磨することができる。また、本発明に係る化学機械研磨方法によれば、銅などの金属膜およびタンタル、チタン、ルテニウム、コバルトおよびそれらの窒化物などのバリアメタル膜についても実用的な研磨速度で研磨することができる。【００８３】
本実施形態に係る化学機械研磨方法は、市販の化学機械研磨装置を用いることができる。市販の化学機械研磨装置として、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」等が挙げられる。【００８４】
４．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。【００８５】
４．１  無機粒子を含む水分散体の調製
４．１．１  コロイダルシリカ粒子を含む水分散体の調製
濃度２５質量％のアンモニア水７０質量部、イオン交換水４０質量部、エタノール１７０質量部およびテトラエトキシシラン２０質量部を、フラスコに仕込み、回転速度１８０ｒｐｍで撹拌しながら６０℃に昇温した。温度を６０℃に維持しながら撹拌した後、室温まで冷却して、コロイダルシリカ粒子のアルコール分散体を得た。【００８６】
引き続きロータリーエバポレータを用いて、イオン交換水を添加しつつアルコールを除去する操作を数回繰り返した。この操作によりアルコールを除去し、コロイダルシリカ粒子を２０質量％含む水分散体「Ｃ１」を調製した。この水分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子Ｃ１を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日立製作所社製、型式「Ｈ−７５００」）を用いて観察したところ平均一次粒子径は２５ｎｍであり、また、動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所（株）製、型番「ＨＯＲＩＢＡ  ＬＢ５５０」）を用いて測定した平均二次粒子径は５０ｎｍであった。また、前記反応においてアンモニア水、エタノール、テトラエトキシシランの使用量および撹拌時の温度を変量し、コロイダルシリカ粒子（平均一次粒子径３５ｎｍ、平均二次粒子径９０ｎｍ）を２０質量％含む水分散体「Ｃ２」、コロイダルシリカ粒子（平均一次粒子径３５ｎｍ、平均二次粒子径７０ｎｍ）を２０質量％含む水分散体「Ｃ３」を調製した。【００８７】
コロイダルシリカ粒子を含む水分散体「Ｃ４」は以下の方法により調製した。３号水硝子（シリカ濃度２４質量％）を水で希釈し、シリカ濃度３．０質量％の希釈ケイ酸ナトリウム水溶液とした。この希釈ケイ酸ナトリウム水溶液を、水素型陽イオン交換樹脂層を通過させ、ナトリウムイオンの大部分を除去したｐＨ３．１の活性ケイ酸水溶液とした。その後、すぐに撹拌下１０質量％水酸化カリウム水溶液を加えてｐＨを７．２に調整し、さらに続けて加熱し沸騰させて３時間熱熟成した。得られた水溶液に、先にｐＨを７．２に調整した活性ケイ酸水溶液の１０倍量を６時間かけ少量ずつ添加し、シリカ粒子の平均粒径を２６ｎｍに成長させた。次に、前記シリカ粒子を含有する分散体水溶液を減圧濃縮（沸点７８℃）し、シリカ濃度：３２．０質量％、シリカの平均粒径：２６ｎｍ、ｐＨ：９．８であるシリカ粒子分散体を得た。このシリカ粒子分散体を、再度水素型陽イオン交換樹脂層を通過させ、ナトリウムの大部分を除去した後、１０質量％の水酸化カリウム水溶液を加え、コロイダルシリカ粒子を２８質量％含む水分散体「Ｃ４」を調製した。【００８８】
４．２  有機粒子を含む水分散体の調製
メチルメタクリレ−ト９０質量部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート（新中村化学工業社製、商品名「ＮＫエステルＭ−９０Ｇ」、＃４００）５質量部、４−ビニルピリジン５質量部、アゾ系重合開始剤（和光純薬工業社製、商品名「Ｖ５０」）２質量部およびイオン交換水４００質量部を、フラスコに仕込み、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら７０℃に昇温した。この温度で撹拌しつつ６時間保持した。この反応混合物をイオン交換水で希釈することにより平均粒子径１５０ｎｍの、アミノ基の陽イオンおよびポリエチレングリコール鎖を有するポリメチルメタクリレート系粒子を１０質量％含む水分散体を得た。重合収率は９５％であった。【００８９】
この水分散体１００質量部へメチルトリメトキシシラン１質量部を添加し、４０℃で２時間撹拌した。その後、１規定硝酸水溶液を添加してｐＨを２．０に調整することにより、有機粒子を含む水分散体を得た。【００９０】
４．３  アニオン性官能基を有するグラフトポリマー
アニオン性官能基を有するグラフトポリマーは、日油社製、品番「マリアリムＡＫＭ１５１１−６０」（以下、「Ｐ１」とする。）を使用した。このＰ１をゲルパーミエーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「Ｇ４０００ＨＸＬ＋Ｇ２０００ＨＸＬ」、溶離液はＴＨＦ）にて測定した結果、ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は３，７００であった。また、モノマーの種類を変更したアニオン性官能基を有するグラフトポリマー「マリアリムＡＦＢ−１５２１」（日油社製、Ｍｗ；１３０，０００（以下、「Ｐ２」とする。））、「マリアリムＡＫＭ−０５３１」（日油社製、Ｍｗ；１０，０００（以下、「Ｐ３」とする。））も使用した。【００９１】
また、セパラブルフラスコにイオン交換水を６００ｇ仕込み、撹拌しながら温度を７０℃に上昇させ、１．０％過硫酸アンモニウムを６０ｇ投入した。液温が７５℃に到達したら、アクリル酸および表４に示すモル比率のモノマーを添加して総質量が１５０ｇとなるように調製した溶液に、イオン交換水を１００ｇ添加した後、その溶液を３時間かけて連続添加した。この間、液温は７５〜８０℃に保ち、冷却後、幹ポリマー部にアニオン性の官能基を有する櫛型グラフトポリマーを１０質量％含む「Ｐ４」を得た。このＰ４をゲルパーミーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「ＴＳＫ−ＧＥＬ  α―Ｍ」、溶離液はＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル）にて測定した結果、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は５２０，０００であった。【００９２】
また、セパラブルフラスコにイオン交換水を５７０ｇ、１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを１００ｇ仕込み、撹拌しながら温度を７０℃に上昇させ、１．０％過硫酸アンモニウムを８０ｇ投入した。液温が７５℃に到達したら、表４に示すモル比率のモノマーを添加して、総質量が２００ｇになるように調製した溶液に１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを１００ｇ添加した後、その溶液を３時間かけて連続添加した。この間、液温は７５〜８０℃に保ち、冷却後、幹ポリマー部にアニオン性の官能基を有する櫛型グラフトポリマーを１０質量％含む「Ｐ５」を得た。このＰ５をゲルパーミーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「ＴＳＫ−ＧＥＬ  α―Ｍ」、溶離液はＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル）にて測定した結果、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は６７，０００であった。【００９３】
また、セパラブルフラスコにイオン交換水を６３０ｇ、１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを１００ｇ仕込み、撹拌しながら温度を７０℃に上昇させ、１．０％過硫酸アンモニウムを１００ｇ投入した。液温が７５℃に到達したら、表４に示すモル比率のモノマーを添加して、総質量が２００ｇになるように調製した溶液に１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを８０ｇ添加した後、その溶液を３時間かけて連続添加した。この間、液温は７５〜８０℃に保ち、冷却後、幹ポリマー部にアニオン性の官能基を有する櫛型グラフトポリマーを１０質量％含む「Ｐ６」を得た。このＰ６をゲルパーミーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「ＴＳＫ−ＧＥＬ  α―Ｍ」、溶離液はＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル）にて測定した結果、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は１６３，０００であった。【００９４】
また、セパラブルフラスコにイオン交換水を４３０ｇ、１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを１００ｇ仕込み、撹拌しながら温度を７０℃に上昇させ、１．０％過硫酸アンモニウムを６０ｇ投入した。液温が７５℃に到達したら、表４に示すモル比率のモノマーを添加して、総質量が２００ｇになるように調製した溶液に１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを８０ｇ、イオン交換水を１００ｇ添加した後、その溶液を３時間かけて連続添加した。この間、液温は７５〜８０℃に保ち、冷却後、幹ポリマー部にアニオン性の官能基を有する櫛型グラフトポリマーを１０質量％含む「Ｐ７」を得た。このＰ７をゲルパーミーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「ＴＳＫ−ＧＥＬ  α―Ｍ」、溶離液はＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル）にて測定した結果、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は２２２，０００であった。【００９５】
また、セパラブルフラスコにイオン交換水を５５０ｇ仕込み、１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを８０ｇ仕込み、撹拌しながら温度を７０℃に上昇させ、１．０％過硫酸アンモニウムを６０ｇ投入した。液温が７５℃に到達したら、表４に示すモル比率のモノマーを添加して、総質量が２００ｇになるように調整した溶液に１０％ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを９０ｇ添加した後、その溶液を３時間かけて連続添加した。この間、液温は７５〜８０℃に保ち、冷却後、幹ポリマー部にアニオン性の官能基を有する櫛型グラフトポリマーを１０質量％含む「Ｐ８」を得た。このＰ８をゲルパーミーションクロマトグラフィー（Ｗａｔｅｒｓ社製、装置型番「Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５」、カラム型番「ＴＳＫ−ＧＥＬ  α―Ｍ」、溶離液はＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル）にて測定した結果、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は５３，０００であった。【００９６】
４．４  化学機械研磨用水系分散体の調製
４．４．１  分散体Ａの調製
化学機械研磨用水系分散体の全質量を１００質量％とした場合に、アニオン性官能基を有するグラフトポリマーＰ１を０．２質量％、コロイダルシリカ水分散体Ｃ３を５質量％、マレイン酸を０．８質量％、ポリアクリル酸（Ｍｗ；１２０万）を０．２質量％、全構成成分の量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えて１時間撹拌した後、孔径５μｍのフィルターでろ過し、ＫＯＨでｐＨを９．５に調整し、表１に記載の分散体Ａを得た。なお、表１に記載されている各成分の含有量の単位は質量％であり、表記載成分以外の分散体成分は水である。【００９７】
４．４．２  分散体Ｂの調製
化学機械研磨用水系分散体の全質量を１００質量％とした場合に、アニオン性官能基を有するグラフトポリマーＰ３を０．４質量％、マレイン酸を２．４質量％、キノリン酸を０．２質量％、ポリアクリル酸（Ｍｗ；１２０万）を０．８質量％、全構成成分の量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えて１時間撹拌した後、孔径５μｍのフィルターでろ過し、ｐＨが約１２．６となるようにＫＯＨを添加して表３に記載の組成物Ｂ−１を得た。一方、コロイダルシリカＣ２を１８．０質量％、全構成成分の量が１００質量％となるようにイオン交換水を加え、１時間撹拌して孔径５μｍのフィルターでろ過し、ｐＨが約１０．０となるようにＫＯＨを添加して表３に記載の組成物Ｂ−２を得た。なお、分散体Ａおよび分散体Ｂをキットとして使用した場合の態様を表３に表す。【００９８】
前記調製した組成物Ｂ−１と組成物Ｂ−２を２ヶ月間室温で保管した。その保管後の組成物Ｂ−１を５０質量部と、前記組成物Ｂ−２を５０質量部とを使用直前に混合し、水で希釈後、表１に記載の分散体Ｂを調製した。【００９９】
４．４．３  分散体ＣないしＮの調製
ポリマーの種類および添加成分を表１または表２に示す組成に変更した以外は、分散体Ａの調製方法と同様にして分散体ＣないしＮを調製した。なお、表１および表２において「ＰＡＡ」はポリアクリル酸（Ｍｗ；１２０万）、「ＭＤＰＯＥ」は２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールジポリオキシエチレンエーテル、「ＡＳＤＫ」はアルケニルコハク酸ジカリウムを示す。【０１００】
【表１】
2009104334.tif 000008
【０１０１】
【表２】
2009104334.tif 000009
【０１０２】
【表３】
2009104334.tif 000010
【０１０３】
【表４】
2009104334.tif 000011
【０１０４】
４．５  化学機械研磨試験
４．５．１  研磨速度、比誘電率およびスクラッチの評価
化学機械研磨装置（アプライドマテリアルズ社製、型式「Ｍｉｒｒａ」）に多孔質ポリウレタン製研磨パッド（ロデール・ニッタ社製、品番「ＩＣ１０００」）を装着し、所定の化学機械研磨用水系分散体を供給しつつ、下記の各種研磨速度測定用基板につき、下記の研磨条件にて１分間研磨処理を行い、下記の手法によって研磨速度を算出した。【０１０５】
（１）研磨速度測定用基板
・膜厚１５，０００オングストロームの銅膜が積層された８インチ熱酸化膜付きシリコン基板。
・膜厚２，０００オングストロームの窒化タンタル膜が積層された８インチ熱酸化膜付きシリコン基板。
・多孔質構造のＭＳＱタイプ低誘電絶縁材料（ＪＳＲ社製、品番ＬＫＤ５５２５（比誘電率ｋ＝２．２））が膜厚５，０００オングストロームで成膜された８インチシリコン基板。【０１０６】
（２）研磨条件
・ヘッド回転数：１３０ｒｐｍ
・プラテン回転数：１３０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：１．５ｐｓｉ
・化学機械研磨水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／分
この場合における化学機械研磨用水系分散体の供給速度とは、全供給液の供給量の合計を単位時間当たりで割り付けた値をいう。【０１０７】
（３）研磨速度の算出方法
銅膜および窒化タンタル膜については、電気伝導式膜厚測定器（ケーエルエー・テンコール社製、形式「オムニマップＲＳ７５」）を用いて、研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚および研磨時間から研磨速度を算出した。【０１０８】
ＬＫＤ膜については、光干渉式膜厚測定器（ナノメトリクス・ジャパン社製、型式「Ｎａｎｏｓｐｅｃ６１００」）を用いて、研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚および研磨時間から研磨速度を算出した。【０１０９】
（４）比誘電率測定の方法
比誘電率の測定方法としては、蒸着装置（ＵＬＡＶＸ社製、型式「ＶＰＣ−４１０」）を用いて、アルミニウム電極を膜状に蒸着し、電極面積を測定した。アルミニウム電極と測定対象となる絶縁膜とが設置されたホットプレートを電極として、測定装置（Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ社製、型式「４２８４Ａ」）を用いて、その間に電気容量を１００ｋＨｚ、１Ｖにて２５℃における低誘電率絶縁膜の比誘電率を測定した。【０１１０】
その後、２００℃まで乾燥空気下で２００℃まで昇温させて、上記と同様の操作により２００℃における低誘電率絶縁膜の比誘電率を測定した。【０１１１】
（５）比誘電率の評価
比誘電率測定において、研磨後の２５℃および２００℃における比誘電率を測定した結果、その差（Ｄｋ）を計算することで、低誘電率絶縁膜が受けるダメージの大きさがわかる。この場合、Ｄｋが大きい程、低誘電率絶縁膜が大きなダメージを受けていることを示す。研磨後の２００℃における比誘電率と研磨前の比誘電率との差が大きい場合もまた、低誘電率絶縁膜がダメージを受けやすいことを示す。これらの２つの観点から、低誘電率絶縁膜が受けるダメージの大きさを見積もった。【０１１２】
（６）スクラッチの評価
研磨処理後の低誘電率絶縁膜について、光学顕微鏡を用い暗視野にて、範囲１２０μｍ×１２０μｍの単位領域をランダムに２００箇所観察し、単位領域当たりのスクラッチ数を測定した。【０１１３】
分散体Ａ〜Ｎを用いて、上記「研磨速度の評価」、「比誘電率の評価」および「スクラッチの評価」の試験方法に基づいて評価試験を行った。その結果を表１および表２に示した。表中の評価項目「Ｃｕ／ＬＫＤ」はＣｕとＬＫＤの研磨速度比を表す。ＣｕとＬＫＤの研磨速度比は、実デバイスの研磨作業において平坦性を確保するために１〜１０の範囲内であることが好ましく、表中の評価では「○」と表記している。さらに、研磨速度比が２〜９の範囲内である場合が最も好ましく、表中の評価では「◎」と表記している。また、表中、上記速度比範囲を外れる場合には実デバイスへの適応不可であるとして、「×」の表記を行って平坦化性能の評価を行った。【０１１４】
表中の評価項目「ｋ値（２００℃）」は研磨後の２００℃における比誘電率を表し、また表中の評価項目「Ｄｋ」は研磨後の２５℃および２００℃における比誘電率の差を表す。Ｄｋ値は、研磨後の低誘電率絶縁膜のダメージを示す指標の一つであり、Ｄｋ値が大きいほどダメージが大きいことを意味する。具体的には、Ｄｋ値が０〜１の範囲内であることが好ましく、表中の評価では「○」と表記している。また、表中、上記Ｄｋ値範囲を外れる場合には実デバイスへの適応不可であるとして、「×」の表記を行って電気特性への研磨性能の評価を行った。【０１１５】
表中の評価項目「スクラッチ数」は、実でデバイスの研磨作業において良好な研磨プロセスを確保するために０〜１０の範囲であることがより好ましく、表中の評価では「○」と表記している。さらに、スクラッチ数が１０〜２０の範囲である場合は実デバイスへの適応不可の可能性があるため、表中の評価では「△」と表記している。また、表中、上記スクラッチ数範囲を外れる場合には実デバイスへの適応不可であるとして、「×」の表記を行って欠陥性能の評価を行った。【０１１６】
（７）評価結果
実施例１〜１１から、本願発明の化学機械研磨用水系分散体が幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーを含むことで良好な研磨性能を示すことが明らかとなった。特に重量平均分子量が５０，０００〜８００，０００の範囲内にあるアニオン性官能基を有するグラフトポリマー（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８）を含有することで、スクラッチの発生を大幅に低減できることが明らかとなった。また、実施例２の結果から、本発明の化学機械研磨用水系分散体がキットとして使用することで貯蔵安定性に優れた化学機械研磨用水系分散体を調製できることが明らかとなった。【０１１７】
一方、比較例１〜２では幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーを含まないため良好な結果が得られていない。【０１１８】
比較例１では、アニオン性官能基を有するグラフトポリマーを含まないために、ＬＫＤ膜の研磨速度を抑制することができず、ＬＫＤ膜を過剰に研磨してしまう傾向が認められた。【０１１９】
比較例２では、枝ポリマー部に相当するＭＤＰＯＥを含有させているが、研磨後の比誘電率の結果が好ましくなく、良好な被研磨面が得られないことがわかった。【０１２０】
比較例３では、砥粒を含まないために、Ｃｕ膜、ＴａＮ膜およびＬＫＤ膜のいずれの膜についても研磨速度が小さすぎ良好な結果が得られず、実デバイスへの適応が不可であった。【０１２１】
以上の結果より、（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと（Ｂ）砥粒とを含有する化学機械研磨用水系分散体を用いることにより、本願発明の効果を奏することがわかった。
【図１】
2009104334.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月19日(2010.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
たとえば特許３３３７４６４号に記載されているアニオン性官能基を有するポリマーを含有する研磨用組成物は、誘電率（ｋ）が２．５未満の多孔質な低誘電絶縁膜を含む基板研磨に用いた場合には低誘電絶縁膜の研磨速度が大きくなるため平滑性が得られない。また、例えば特開２００５−１４２０６号公報に記載されているアニオン性界面活性剤とポリオキシアルキレンアルキルエーテル系のノニオン性界面活性剤を含有する研磨用組成物や、特開２００５−１２９６３７号公報に記載されているポリエーテル変性シリコーンを含有する研磨用組成物を用いて誘電率（ｋ）が２．５未満の多孔質な低誘電絶縁膜の化学機械研磨を行った場合、機械強度の低い低誘電絶縁膜にスクラッチなどの研磨欠陥が発生し、さらに研磨後の低誘電率絶縁膜の吸湿性を悪化させてしまうなど電気特性を悪化させてしまう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（２）で表される繰り返し単位を含有するポリマーであることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
本実施形態に用いられるグラフトポリマーは、さらに下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位を含むポリマーであることが好ましい。また、下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位を含むポリマーは、前記式（１）で表される繰り返し単位と下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位がランダムに結合したポリマーであってもよく、前記式（１）で表される繰り返し単位と下記式（３）または下記式（４）または下記式（５）で表される繰り返し単位のブロックコポリマーであってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
４．４．２  分散体Ｂの調製
化学機械研磨用水系分散体の全質量を１００質量％とした場合に、アニオン性官能基を有するグラフトポリマーＰ３を０．４質量％、マレイン酸を２．４質量％、キノリン酸を０．２質量％、ポリアクリル酸（Ｍｗ；１２０万）を０．８質量％、全構成成分の量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えて１時間撹拌した後、孔径５μｍのフィルターでろ過し、ｐＨが約１２．６となるようにＫＯＨを添加して表３に記載の分散体Ｂ−１を得た。一方、コロイダルシリカＣ２を１８．０質量％、全構成成分の量が１００質量％となるようにイオン交換水を加え、１時間撹拌して孔径５μｍのフィルターでろ過し、ｐＨが約１０．０となるようにＫＯＨを添加して表３に記載の分散体Ｂ−２を得た。なお、分散体Ｂ−１および分散体Ｂ−２をキットとして使用した場合の態様を表３に表す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
前記調製した分散体Ｂ−１と分散体Ｂ−２を２ヶ月間室温で保管した。その保管後の分散体Ｂ−１を５０質量部と、前記分散体Ｂ−２を５０質量部とを使用直前に混合し、水で希釈後、表１に記載の分散体Ｂを調製した。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）幹ポリマー部にアニオン性官能基を有するグラフトポリマーと、
（Ｂ）砥粒と、
を含む、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項２】
請求項１において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、カルボキシル基を有する幹ポリマー部と有機溶剤可溶性の枝ポリマー部とを有し、前記幹ポリマー部１分子に対して前記枝ポリマーを２分子以上グラフト結合させたポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（１）で表される繰り返し単位を含有するポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【化７】
2009104334.tif 000015
（上記式（１）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくはアミド基（−ＣＯＮＨ−）を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｌ、ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｌ＋ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記（Ａ）グラフトポリマーは、下記式（２）で表される繰り返し単位を含有するポリマーである、化学機械研磨用水系分散体。
【化８】
2009104334.tif 000016
（上記式（２）において、Ｒ１は水素原子または炭素数が１〜６の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ｒ２は水素原子または炭素数が１〜１２の置換もしくは非置換アルキル基を表し、Ａは単結合もしくは−Ｏ−もしくは−ＣＯＯ−もしくは炭素数が１〜９のオキシアルキレン基（−ＣｑＨ２ｑＯ−（ｑは１〜９の任意の整数））もしくは−ＮＨ−を表す。ここで、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に−Ｃ２Ｈ４Ｏ−、−Ｃ３Ｈ６Ｏ−、および−Ｃ４Ｈ８Ｏ−から選択されるいずれか１種の構造単位からなる。ｍ、ｎは、それぞれ０〜１００の任意の整数であり、ｍ＋ｎ＞０である。Ｒ６は水素原子またはカルボキシル基を表す。また、＊は結合手を示す。）
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーの重量平均分子量は、５０，０００〜８００，０００である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーの含有量は、０．００１質量％〜１．０質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
前記（Ｂ）砥粒は、コロイダルシリカである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記（Ａ）グラフトポリマーと（Ｂ）砥粒との含有比率（Ａ）：（Ｂ）は、１：０．１〜１：１００００である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の化学機械研磨用水系分散体を用いて、少なくとも低誘電率絶縁膜を有する被研磨面を研磨する、化学機械研磨方法。
【国際調査報告】
2009104334.tif 000017
2009104334.tif 000018
2009104334.tif 000019
2009104334.tif 000020