(57)【要約】【課題】各種被研磨体の各々を高い効率で研磨することができ、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができるとともに、最適研磨時間を超えて化学機械研磨を継続しても、配線部分におけるディッシングやエロージョンが悪化しない化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットを提供すること。【解決手段】化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、（Ｅ）酸化剤、および（Ｆ）水を含み、前記（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、（Ｅ）酸化剤、および（Ｆ）水を含み、
前記（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である、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）砥粒が、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項３】
請求項２において、
前記（Ａ）砥粒の平均粒径が５〜１０００ｎｍである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項４】
請求項２において、
前記無機粒子がシリカである、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、
前記（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、２価の有機酸（ただしキノリン酸を除く）、およびヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０１〜５質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項６】
請求項５において、
前記（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、マレイン酸、マロン酸、クエン酸、およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０５〜２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６のいずれかにおいて、
前記（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体が、ベンゾトリアゾールであり、その配合量が０．０１〜５質量％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７のいずれかにおいて、
前記（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩の平均分子量が１，０００〜１００，０００であり、その配合量が０．００１〜５質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項９】
請求項８において、
前記（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩が、ポリアクリル酸のアンモニウム塩であり、その配合量が０．０１〜２質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかにおいて、
前記（Ｅ）酸化剤が過酸化水素であり、その配合量が０．０１〜５質量％である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかにおいて、
ｐＨが１〜５である、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項１２】
液（I）および液（II）を混合して、請求項１ないし１１のいずれかに記載の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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｆ）水を含み、該（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。
【請求項１３】
液（I）および液（iI）を混合して、請求項１ないし１１のいずれかに記載の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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。
【請求項１４】
液（I）、液（II）、および液（III）を混合して、請求項１ないし１１のいずれかに記載の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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含み、
前記液（III）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。
【請求項１５】
請求項１３または１４において、
前記液（I）は、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。
【請求項１６】
請求項１３ないし１５のいずれかにおいて、
前記液（II）は、（Ａ）砥粒、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。
【請求項１７】
銅膜、バリアメタル膜および絶縁膜を、同一の条件においてそれぞれ化学機械研磨した場合に、銅膜の研磨速度ＲＣｕとバリアメタル膜の研磨速度ＲＢＭの比ＲＣｕ／ＲＢＭが５０以上であり、かつ、銅膜の研磨速度ＲＣｕと絶縁膜の研磨速度ＲＩｎの比ＲＣｕ／ＲＩｎが５０以上である化学機械研磨用水系分散体を使用して被研磨体を化学機械研磨した後、請求項１ないし１１のいずれかに記載の化学機械研磨用水系分散体を使用して該被研磨体を化学機械研磨することを含む、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、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットに関する。
【０００２】
更に詳しくは、半導体装置の製造工程に用いられる化学機械研磨用水系分散体であって、半導体基板上に設けられた各種の被研磨材料の各々を高い効率で化学機械的に研磨することができ、かつ十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得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、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットに関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、半導体装置の高密度化に伴い、形成される配線の微細化が進んでいる。この配線の更なる微細化を達成することができる技術として、ダマシン法と呼ばれる技術が知られている。このダマシン法は、絶縁材中に形成された溝等に配線材料を埋め込んだ後、化学機械研磨により溝部以外に堆積した余剰な配線材料を除去することによって、所望の配線を形成する方法である。ここで、配線材料として銅または銅合金を用いる場合には、銅または銅合金と絶縁体との界面に、銅原子の絶縁体中へのマイグレーション（ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を避けるため、通常、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン等を材料とするバリアメタル膜が形成される。
【０００４】
銅または銅合金を配線材料として用いた半導体装置の製造にダマシン法を採用する場合、その化学機械研磨の方法は種々であるが、主として銅または銅合金の除去が行われる第一研磨処理工程と、主としてバリアメタル膜を除去する第二研磨工程からなる２段階の化学機械研磨が好ましく行われている。
【０００５】
ここで、第二研磨処理工程においては、通常、第一研磨処理工程において配線部分に少なからず発生するディッシングやエロージョンといった凹状の表面欠陥を修正して高度に平坦化された被研磨面とするために、配線部分以外のバリアメタルを除去するのみならず、バリアメタル除去後に露出する絶縁膜も少し研磨することが行われている。このとき、配線部分においては、絶縁膜の他に、配線材料である銅または銅合金と、配線材料と絶縁膜との間に形成されたバリアメタルとが同時に化学機械研磨される。
【０００６】
そこで、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得るためには、第二研磨処理工程において使用される化学機械研磨用水系分散体は、銅または銅合金、バリアメタル、ならびに絶縁膜の除去速度が相等であることが望まれる。
【０００７】
このような目的を達成するために、特許文献１には、研磨剤、酸化剤および特定の研磨速度調整剤を含有する化学機械研磨用水系分散体が開示されており、その実施例には、銅膜の研磨速度ＲＣｕとバリアメタル膜の研磨速度ＲＢＭの比ＲＣｕ／ＲＢＭが０．６６〜１．１１であり、銅膜の研磨速度ＲＣｕと絶縁膜の研磨速度ＲＩｎの比ＲＣｕ／ＲＩｎが０．７２〜１．４２である化学機械研磨用水系分散体を第二研磨処理工程に用いた２段階研磨が開示されている。
【０００８】
ところで、上記の如き第二研磨処理工程の研磨時間は、従来、被研磨体の種類や状態等によって個別に決定される場合がほとんどであった。しかし、近年、画一的な工程管理の要請および第二研磨処理工程のプロセスの安定性等の観点から、特に第二研磨処理工程において、予め設定された化学機械研磨時間で研磨処理を実施することにより、精度の高い仕上げ面を得ることができる化学機械研磨用水系分散体が求められている。即ち、個別に設定された最適研磨処理時間を超えて化学機械研磨を継続しても、配線部分におけるディッシングやエロージョンが悪化しない化学機械研磨用水系分散体が求められている。
【０００９】
これに対して、従来知られている化学機械研磨用水系分散体においては、このような観点からの検討はなされていない。
【特許文献１】特開２００１−１９６３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みなされたものであり、その目的は、各種被研磨層の各々を高い効率で研磨することができ、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができるとともに、最適研磨時間を超えて化学機械研磨を継続しても、配線部分におけるディッシングやエロージョンが悪化しない化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いて行う化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様の化学機械研磨用水系分散体は、
（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、（Ｅ）酸化剤、および（Ｆ）水を含み、前記（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である。
【００１２】
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ａ）砥粒が、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種であることができる。この場合、前記（Ａ）砥粒の平均粒径が５〜１０００ｎｍであることができる
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記無機粒子がシリカであることができる。
【００１３】
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、２価の有機酸（ただしキノリン酸を除く）、およびヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０１〜５質量％であることができる。この場合、前記（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、マレイン酸、マロン酸、クエン酸、およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０５〜２質量％であることができる。
【００１４】
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体が、ベンゾトリアゾールであり、その配合量が０．０１〜５質量％であることができる。
【００１５】
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩の平均分子量が１，０００〜１００，０００であり、その配合量が０．００１〜５質量％であることができる。この場合、前記（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩が、ポリアクリル酸のアンモニウム塩であり、その配合量が０．０１〜２質量％であることができる。
【００１６】
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記（Ｅ）酸化剤が過酸化水素であり、その配合量が０．０１〜５質量％であることができる。
【００１７】
上記化学機械研磨用水系分散体において、ｐＨが１〜５であることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、
液（I）および液（II）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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｆ）水を含み、該（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む。
【００１９】
本発明の第３の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、
液（I）および液（II）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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含む。
【００２０】
本発明の第４の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、
液（I）、液（II）、および液（III）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って、
前記液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、
前記液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含み、
前記液（III）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む。
【００２１】
上記キットにおいて、前記液（I）は、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含むことができる。
【００２２】
また、上記キットにおいて、前記液（II）は、（Ａ）砥粒、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含むことができる。
【００２３】
本発明の第５の態様の化学機械研磨方法は、
銅膜、バリアメタル膜および絶縁膜を、同一の条件においてそれぞれ化学機械研磨した場合に、銅膜の研磨速度ＲＣｕとバリアメタル膜の研磨速度ＲＢＭの比ＲＣｕ／ＲＢＭが５０以上であり、かつ、銅膜の研磨速度ＲＣｕと絶縁膜の研磨速度ＲＩｎの比ＲＣｕ／ＲＩｎが５０以上である化学機械研磨用水系分散体を使用して被研磨体を化学機械研磨した後、上記化学機械研磨用水系分散体を使用して該被研磨体を化学機械研磨することを含む。
【発明の効果】
【００２４】
上記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、ならびに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によれば、各種被研磨体の各々を高い効率で研磨することができ、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができるとともに、最適研磨時間を超えて化学機械研磨を継続しても、配線部分におけるディッシングやエロージョンが悪化しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
１．化学機械研磨用水系分散体
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、（Ｅ）酸化剤、および（Ｆ）水を含み、（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である。
【００２６】
１．１．（Ａ）砥粒
（Ａ）砥粒は、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子からなる群から選ばれる少なくとも１種であることができる。
【００２７】
上記無機粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア等を挙げることができる。シリカとしては、ヒュームド法シリカ、ゾルゲル法により合成されたシリカ等を挙げることができる。ヒュームド法シリカは、気相中で塩化ケイ素等を酸素および水と反応させることにより得ることができる。ゾルゲル法により合成されたシリカは、アルコキシケイ素化合物を原料として、加水分解反応および／または縮合反応により得ることができる。コロイダルシリカは、例えば予め精製した原料を使用した無機コロイド法等により得ることができる。
【００２８】
上記有機粒子としては、例えばポリ塩化ビニル、スチレン（共）重合体、ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、オレフィン（共）重合体、フェノキシ樹脂、アクリル（共）重合体等を挙げることができる。オレフィン（共）重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン等を挙げることができる。アクリル（共）重合体としては、例えばポリメチルメタクリレート等を挙げることができる。
【００２９】
上記有機無機複合粒子は、上記したような有機粒子と無機粒子とが、化学機械研磨工程の際に容易に分離しない程度に一体に形成されていればよく、その種類および構成等は特に限定されない。
【００３０】
有機無機複合粒子としては、例えば以下の構成（ｉ）〜（ｉｉｉ）を採ることができる。
【００３１】
（ｉ）有機粒子の存在下に金属またはケイ素のアルコキシド化合物を重縮合させて得られた有機無機複合粒子。ここで、金属またはケイ素のアルコキシド化合物としては、例えばアルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を挙げることができる。この場合、精製する重縮合体は、有機粒子が有する官能基に直接結合されていてもよいし、適当なカップリング剤（例えばシランカップリング剤等）を介して結合さていてもよい。
【００３２】
（ｉｉ）相異なる符号のゼータ電位を有する有機粒子と無機粒子とが、静電力によって結合している有機無機複合粒子。この場合、有機粒子のゼータ電位の符号と無機粒子のゼータ電位の符号とが異なるｐＨ領域において両者を混合することにより複合粒子を形成してもよく、有機粒子のゼータ電位と無機粒子のゼータ電位の符号とが同じｐＨ領域で両者を混合した後、有機粒子のゼータ電位と無機粒子のゼータ電位の符号とが異なるｐＨ領域に液性を変化させることにより，複合粒子を形成してもよい。
【００３３】
（ｉｉｉ）上記（ｉｉ）の複合粒子の存在下に、金属またはケイ素のアルコキシド化合物を重縮合させて得られた有機無機複合粒子。ここで、金属またはケイ素のアルコキシド化合物としては、上記（ｉ）の場合と同様のものを使用することができる。
【００３４】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ａ）砥粒としては、上記のうち、シリカ、有機粒子、および有機無機複合粒子からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。
【００３５】
また、（Ａ）砥粒の不純物金属含有量は、好ましくは（Ａ）砥粒に対して１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下、更に好ましくは３ｐｐｍ以下、最も好ましくは１ｐｐｍ以下にすることが好ましい。不純物金属としては、鉄、ニッケル、亜鉛等を挙げることができる。
【００３６】
（Ａ）砥粒の平均分散粒子径は、好ましくは５〜１，０００ｎｍであり、より好ましくは７〜７００ｎｍであり、更に好ましくは１０〜５００ｎｍである。この範囲の平均分散粒径の砥粒を使用することにより、良好な被研磨面と研磨速度とのバランスを図ることができる。
【００３７】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ａ）砥粒の量は、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体の総量に対して２〜１０質量％であり、好ましくは２〜５質量％である。
【００３８】
１．２．（Ｂ）有機酸
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ｂ）有機酸としては、炭素数４以上の有機酸が好ましい。炭素数４以上の有機酸のうち、炭素数４以上の脂肪族有機酸および複素環を有する有機酸がより好ましい。
【００３９】
上記炭素数４以上の脂肪族有機酸としては、炭素数４以上の脂肪族多価カルボン酸、炭素数４以上のヒドロキシル酸等が好ましい。上記炭素数４以上の脂肪族多価カルボン酸の具体例としては、例えばマレイン酸、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸等の２価の有機酸を挙げることができる。上記炭素数４以上のヒドロキシル酸の具体例としては、例えばクエン酸、リンゴ酸、酒石酸等を挙げることができる。上記複素環を有する有機酸としては、例えばキノリンカルボン酸、ピリジンカルボン酸、ピリジンジカルボン酸、ピラジンカルボン酸等を挙げることができる。これらのうち、キナルジン酸（例えば、２−キノリンカルボン酸）、キノリン酸（例えば、２，３−ピリジンジカルボン酸）、２価の有機酸（例えば、マレイン酸、クエン酸）、ヒドロキシル酸（例えば、リンゴ酸、マロン酸）がより好ましく、キナルジン酸、キノリン酸が更に好ましい。
【００４０】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ｂ）有機酸の量は、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体の総量に対して好ましくは０．０１〜５質量％であり、より好ましくは０．０５〜２質量％である。この範囲の含有量とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。
【００４１】
例えば、（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、２価の有機酸（ただしキノリン酸を除く）、およびヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０１〜５質量％であることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスをより良好に保つことができる。この場合、（Ｂ）有機酸が、キノリンカルボン酸、キノリン酸、マレイン酸、マロン酸、クエン酸、およびリンゴ酸からなる群から選択される少なくとも１種であり、その配合量が０．０５〜２質量％であることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスをさらに良好に保つことができる。
【００４２】
１．３．（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、更に（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を含有する。
【００４３】
ここで、ベンゾトリアゾール誘導体とは、ベンゾトリアゾールが有する一個または二個以上の水素原子を、カルボキシル基、メチル基、アミノ基またはヒドロキシル基等の官能基で置換したものをいう。
【００４４】
（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体のうち、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、４−カルボキシベンゾトリアゾールおよびその塩、７―カルボキベンゾトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールブチルエステル、１−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジヒドロキシプロピル）−ベンゾトリアゾール、１−（２−ヒドロキシエチル）−ベンゾトリアゾール、２−（ベンゾトリアジイル）−エタンスルホン酸およびその塩、１−（２−エチルヘキシルアミノメチル）−ベンゾトリアゾール等が好ましく、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、４−カルボキシベンゾトリアゾールおよびその塩、７―カルボキベンゾトリアゾールおよびその塩、ベンゾトリアゾールブチルエステル、１−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾトリアゾールがより好ましく、最も好ましくはベンゾトリアゾールである。
【００４５】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体の量は、化学機械研磨用水系分散体の総量に対して好ましくは０．０１〜５質量％であり、より好ましくは０．０５〜２質量％である。この範囲の含有量とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。
【００４６】
例えば、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体が、ベンゾトリアゾールであり、その配合量が０．０１〜５質量％であることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスをより良好に保つことができる。
【００４７】
１．４．（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、更に（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩を含有する。ポリ（メタ）アクリル酸塩に含有される対陽イオンとしては、例えばアンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオン、カリウムイオン等を挙げることができる。
【００４８】
（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩の数平均分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより、展開溶媒を水として測定したポリエチレングリコール換算の値として、１，０００〜１００，０００であることが好ましく、５，０００〜７０，０００であることがより好ましい。この範囲の数平均分子量とすることにより、大きなプロセスマージン（最適研磨時間を大きく超えて化学機械研磨を行っても、被研磨面の表面状態が悪化しない水系分散体の性能をいう。）の化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。
【００４９】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体が含有する（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩の量は、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体の総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０．０１〜２質量％である。この範囲の含有量とすることにより、大きなプロセスマージンの化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。
【００５０】
例えば、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩の平均分子量が１，０００〜１００，０００であり、その配合量が０．００１〜５質量％であることにより、大きなプロセスマージンを確実に達成することができる。この場合、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩が、ポリアクリル酸のアンモニウム塩であり、その配合量が０．０１〜２質量％であることにより、大きなプロセスマージンをより確実に達成することができる。
【００５１】
１．５．（Ｅ）酸化剤
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体に含有される（Ｅ）酸化剤としては、例えば過硫酸塩、過酸化水素、無機酸、有機過酸化物、多価金属塩等を挙げることができる。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどが挙げられる。無機酸としては、硝酸、硫酸などが挙げられる。有機過酸化物としては、過酢酸、過安息香酸、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。
【００５２】
多価金属塩としては、過マンガン酸化合物、重クロム酸化合物などが挙げられ、具体的に、過マンガン酸化合物としては、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、重クロム酸化合物としては、重クロム酸カリウム等が挙げられる。
【００５３】
これらのうち、過酸化水素、過硫酸塩および無機酸が好ましく、特に過酸化水素が好ましい。
【００５４】
（Ｅ）酸化剤の含有量は、特定水系分散体全体に対して、好ましくは０．０１〜５質量％であり、さらに好ましくは０．０５〜２質量％である。この範囲の含有量とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。
【００５５】
例えば、（Ｅ）酸化剤が過酸化水素であり、その配合量が０．０１〜５質量％であることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスをより確実に達成することができる。
【００５６】
なお、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体に（Ｅ）酸化剤として過酸化水素を用いる場合には、過酸化水素の酸化剤としての機能を促進する機能および研磨速度をより向上させる機能を有する適当な多価金属イオンを含有させてもよい。
【００５７】
１．６．（Ｆ）水
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、水系媒体として（Ｆ）水を用いることが好ましい。なお、水系媒体として、（Ｆ）水と水に混和する有機溶剤（例えば、アルコール類、アルキレングリコール誘導体等）との混合媒体を用いてもよく、水とメタノールとの混合媒体等を用いるのがより好ましい。
【００５８】
１．７．その他の成分
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、上記した以外に、必要に応じて界面活性剤、ｐＨ調整剤等を含有することができる。
【００５９】
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられ、特にアニオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤が好ましく用いられる。
【００６０】
アニオン系界面活性剤としては、例えばカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、例えば脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等を挙げることができ、スルホン酸塩としては、例えば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を挙げることができ、硫酸エステル塩としては、例えば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を挙げることができ、リン酸エステル塩としては、例えばアルキルリン酸エステル塩などを挙げることができる。これらのうち、スルホン酸塩が好ましく、アルキルベンゼンスルホン酸塩が更に好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウムが特に好ましく用いられる。
【００６１】
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界面活性剤、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコール等の非イオン性界面活性剤等を挙げることができる。
【００６２】
上記ｐＨ調整剤としては、有機塩基、無機塩基または無機酸を挙げることができる。
【００６３】
有機塩基としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアミン等を挙げることができる。
【００６４】
無機塩基としては、アンモニア、水酸化カリウム等を挙げることができる。
【００６５】
無機酸としては、硝酸、硫酸等を挙げることができる。
【００６６】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体のｐＨは、好ましくは１〜５であり、１．５〜４．５であることがより好ましく、２．０〜４．０であることが更に好ましい。この範囲のｐＨとすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。
【００６７】
１．８．化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、調製後にそのまま研磨用組成物として使用できる状態で供給することができる。あるいは、上述の本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体の各成分を高濃度で含有する研磨用組成物（すなわち濃縮された研磨用組成物）を準備しておき、使用時にこの濃縮された研磨用組成物を希釈して、所望の化学機械研磨用水系分散体を得てもよい。
【００６８】
例えば、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を複数の液（例えば、２つまたは３つの液）に分けて準備しておき、使用時にこれら複数の液を混合して使用することが可能である。例えば、以下に示す第１〜第３のキットを用いて、複数の液を混合することにより、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。
【００６９】
１．８．１．第１のキット
第１のキットは、液（I）および液（II）を混合して、本発明の第１の実施形態の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。第１のキットにおいて、液（I）は、（Ａ）砥粒、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｆ）水を含み、該（Ａ）砥粒の配合量が２〜１０質量％である水系分散体であり、液（II）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む。
【００７０】
第１のキットを構成する液（I）および液（II）を調製する場合、液（I）および液（II）を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液（I）および液（II）に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液（I）および液（II）は、各々各成分を高濃度で含有していてもよく（すなわち濃縮されたものでもよく）、この場合、使用時に希釈して液（I）および液（II）を得ることが可能である。第１のキットによれば、液（I）と液（II）とを分けておくことで、特に酸化剤の保存安定性を向上させることができる。
【００７１】
第１のキットを用いて本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液（I）および液（II）が別個に用意・供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。
【００７２】
例えば、液（I）と液（II）とが別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、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。
【００７３】
１．８．２．第２のキット
第２のキットは、液（I）および液（II）を混合して、本発明の第１の実施形態の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。第２のキットにおいて、液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含む。
【００７４】
第２のキットを構成する液（I）および液（II）を調製する場合、液（I）および液（II）を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液（I）および液（II）に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液（I）および液（II）は、各々各成分を高濃度で含有していてもよく（すなわち濃縮されたものでもよく）、この場合、使用時に希釈して液（I）および液（II）を得ることが可能である。第２のキットによれば、液（I）と液（II）とを分けておくことで、水系分散体の保存安定性を高めることができる。
【００７５】
第２のキットを用いて本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液（I）および液（II）が別個に用意・供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。
【００７６】
例えば、液（I）と液（II）とが別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、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。
【００７７】
１．８．３．第３のキット
第３のキットは、液（I）、液（II）、および液（III）を混合して、本発明の第１の実施形態の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。第３のキットにおいて、液（I）は、（Ａ）砥粒および（Ｆ）水を含む水系分散体であり、液（II）は、（Ｂ）有機酸および（Ｆ）水を含み、液（III）は、（Ｅ）酸化剤および（Ｆ）水を含む。
【００７８】
第３のキットを構成する液（I）、液（II）、および液（III）を調製する場合、液（I）、液（II）、および液（III）を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液（I）、液（II）、および液（III）に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液（I）、液（II）、および液（III）は、各々各成分を高濃度で含有していてもよく（すなわち濃縮されたものでもよく）、この場合、使用時に希釈して、液（I）、液（II）、および液（III）を得ることが可能である。第３のキットによれば、液（I）、液（II）、および液（III）とを分けておくことで、水系分散体の保存安定性を高めることができる。
【００７９】
第３のキットを用いて本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液（I）、液（II）、および液（III）が別個に用意・供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。
【００８０】
例えば、液（I）、液（II）、および液（III）が別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、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】
なお、第２および第３のキットにおいて、液（I）は、（Ｂ）有機酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含むことができ、液（II）は、（Ａ）砥粒、（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩、および（Ｅ）酸化剤から選ばれる１種類以上の成分をさらに含むことができる。
【００８２】
本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、例えば銅ダマシン配線を形成するための二段階研磨処理における第二研磨処理工程の化学機械研磨用水系分散体として好適に用いることができる。特に、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体は、後述する特定の化学機械研磨用水系分散体を第一研磨処理工程用の化学機械研磨用水系分散体として使用する場合において、第二研磨処理工程の化学機械研磨用水系分散体として用いることにより、より優れた研磨特性を発揮することができる。
【００８３】
２．化学機械研磨方法
本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法は、上述の本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を用いて被研磨体を化学機械研磨することを含む。より具体的には、本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法は、銅膜、バリアメタル膜および絶縁膜を、同一の条件においてそれぞれ化学機械研磨した場合に、銅膜の研磨速度ＲＣｕとバリアメタル膜の研磨速度ＲＢＭの比ＲＣｕ／ＲＢＭが５０以上であり、かつ、銅膜の研磨速度ＲＣｕと絶縁膜の研磨速度ＲＩｎの比ＲＣｕ／ＲＩｎが５０以上である化学機械研磨用水系分散体（以下、「第一研磨用水系分散体」ともいう。）を使用して被研磨体を化学機械研磨する工程（以下、「第一研磨処理工程」ともいう。）と、その後、上述の本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体体を使用して該被研磨体を化学機械研磨する第二研磨処理工程とを含む。
【００８４】
本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法においては、第一研磨処理と第二研磨処理とを用いて、同一の研磨装置を用いて被研磨体を装着したまま、供給する研磨用水系分散体を順次切り替えることにより連続的に行ってもよく、あるいは、同一の研磨装置を用い、第１一磨処理工程の終了後に被研磨体をいったん取り出し、供給する研磨用水系分散体を切り替えた後に、取り出した被研磨体を改めて装着して第二研磨処理を実施してもよい。
【００８５】
また、第一研磨処理と第二研磨処理とを別個の研磨装置を用いて実施してもよい。
【００８６】
更に、複数の研磨パッドを備える研磨装置を使用する場合には、第一研磨処理と第二研磨処理とを異なる種類の研磨パッドを用いて研磨してもよいし、あるいは、第一研磨処理と第二研磨処理とで同種の研磨パッドを用いてもよい。
【００８７】
本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法に供される被研磨体としては、例えば、図１（ａ）に示すような構造を有する複合基板素材１を挙げることができる。この複合基板素材１は、例えば、シリコン等よりなる基板１１と、この基板１１の表面に積層され、溝等の配線用凹部が形成された、ＰＥＴＥＯＳ膜（テトラエトキシシランを用いてＣＶＤ法により形成された膜）等よりなる絶縁膜１２と、絶縁膜１２の表面ならびに配線用凹部の底部および内壁面を覆うよう設けられ、タンタルや窒化タンタル等の高融点金属からなるバリアメタル膜１３と、上記配線用凹部を充填し、かつバリアメタル膜１３上に形成された銅等の金属配線材料よりなる金属膜１４とを有する。
【００８８】
また、本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法に供される被研磨体は、図２（ａ）に示すように、基板１１と絶縁膜１２との間に、シリコン酸化物等よりなる絶縁膜２１と、この絶縁膜２１上に形成されたシリコン窒化物等よりなる絶縁膜２２とを有していてもよい。
【００８９】
本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法は、このような被研磨体（複合基板素材１）を、例えば、以下のような手順に従って研磨してもよい。まず、第一研磨処理工程において、第一研磨用水系分散体を用いて、金属膜１４のうち、配線用凹部に埋設された金属配線部以外の部分の除去すべき金属材料を、所定の面、例えばバリアメタル膜１３が露出するまで化学機械研磨する（図１（ｂ）および図２（ｂ）参照）。その後、第二研磨処理工程において、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を用いて、バリアメタル膜１３のうち、配線用凹部の底部および内壁面以外の部分に形成されたバリアメタル膜が完全に除去されるように化学機械研磨する。その際に、絶縁膜１２の表面も同時に研磨されることにより、高度に平坦化されたダマシン配線が得られる（図１（ｃ）および図２（ｃ）参照）。
【００９０】
上記第一研磨用水系分散体は、上述したように銅膜の研磨速度（ＲＣｕ）とバリアメタル膜の研磨速度（ＲＢＭ）との研磨速度比（ＲＣｕ／ＲＢＭ）が５０以上であり、かつ銅膜の研磨速度（ＲＣｕ）と絶縁膜の研磨速度（ＲＩｎ）の比（ＲＣｕ／ＲＩｎ）が５０以上となる研磨特性を有する。研磨速度比（ＲＣｕ／ＲＢＭ）は、好ましくは６０以上であり、更に好ましくは７０以上である。研磨速度比（ＲＣｕ／ＲＢＭ）が５０未満であると、第一研磨処理工程終了後、銅膜を除去すべき部分に銅が過剰に残存し、第二研磨処理工程に多くの時間を要することとなり、また、多量な化学機械研磨用水系体が必要となることがある。
【００９１】
このような第一研磨用水系分散体は、研磨速度比（ＲＣｕ／ＲＢＭ）が上記範囲であれば、その組成は特に限定されるものではないが、例えば、水系媒体中に、砥粒、有機酸および酸化剤を含有するものであることが好ましい。第一研磨用水系分散体は、これらの成分以外に、更にアンモニアまたはアンモニウムイオンを含有するものであることがより好ましい。
【００９２】
第一研磨用水系分散体に用いられる水系媒体としては、例えば、本発明の第１の実施形態の特定水系分散体において水系媒体として例示したものが挙げられ、これらのうち、水のみを用いることが好ましい。
【００９３】
第一研磨用水系分散体に用いられる砥粒としては、例えば、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体における（Ａ）砥粒として例示したものが挙げられ、これらから選択される少なくとも一種の砥粒を用いることができる。これらのうち、二酸化ケイ素、有機粒子、または有機無機複合粒子が好ましく用いられる。
【００９４】
第一研磨用水系分散体に用いられる有機酸としては、例えば、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体における（Ｂ）有機酸として例示したものおよびアミノ酸を挙げることができ、これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらのうち、より大きな研磨速度比（ＲＣｕ／ＲＢＭ）が得られるとの観点から、グリシン、アラニン、クエン酸、リンゴ酸、２−キノリンカルボン酸、２，３−ピリジンジカルボン酸が好ましく用いられる。
【００９５】
第一研磨用水系分散体に用いられる酸化剤としては、例えば、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体における（Ｅ）酸化剤として例示したものが挙げられ、これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらのうち、過酸化水素または過硫酸塩が好ましく、特に過硫酸アンモニウムが好ましく用いられる。
【００９６】
第一研磨用水系分散体は、更にアンモニアまたはアンモイウムイオンを含有するものであることができる。第一研磨用水系分散体がアンモイウムイオンを含有するものである場合、アンモニウムイオンは、上記した有機酸のアンモニウム塩、酸化剤として無機酸のアンモニウム塩から生成させることができ、または任意的に添加することのできるアニオン性界面活性剤のカウンターカチオンとして添加してもよい。
【００９７】
第一研磨用水系分散体における砥粒の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、好ましくは０．００１〜３質量％であり、より好ましくは０．０１〜３質量％であり、更に好ましくは０．０１〜２．５質量％であり、特に０．０１〜２質量％が好ましい。
【００９８】
第一研磨用水系分散体における有機酸の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、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。
【００９９】
第一研磨用水系分散体における酸化剤の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、好ましくは０．０１〜１０質量％であり、より好ましくは０．０２〜５質量％である。
【０１００】
第一研磨用水系分散体がアンモニアまたはアンモニウムイオンを含有するものである場合、その含有量は、第一研磨用水系分散体中に好ましくは５ｍｏｌ／Ｌ以下であり、より好ましくは０．０１〜５ｍｏｌ／Ｌであり、更に好ましくは０．０１〜１ｍｏｌ／Ｌであり、特好ましくは０．０３〜０．５ｍｏｌ／Ｌである。
【０１０１】
第一研磨用水系分散体は、更に必要に応じて、界面活性剤、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体、消泡剤等を含んでいてもよい。
【０１０２】
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、水溶性ポリマー等が挙げることができる。
【０１０３】
上記ベンゾトリアゾールまたはその誘導体としては、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体における（Ｃ）ベンゾトリアゾールまたはその誘導体として例示したものを挙げることができる。その含有量は第一研磨用水系分散体全体に対して、５質量％以下であることが好ましく、０．００１〜５質量％であることがより好ましく、０．００５〜１質量％であることが更に好ましく、特に０．０１〜０．５質量％であることが好ましい。
【０１０４】
第一研磨用水系分散体のｐＨは、酸性領域、中性近辺の領域およびアルカリ性領域のいずれの値に設定してもよい。第一研磨用水系分散体のｐＨを酸性領域に設定する場合、そのｐＨは２〜４が好ましい。第一研磨用水系分散体のｐＨを中性近辺の領域およびアルカリ性領域に設定する場合、そのｐＨは６〜１２が好ましい。第一研磨用水系分散体のｐＨとしては、６〜１２がより好ましい。
【０１０５】
本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法による研磨は、市販の化学機械研磨装置（例えば、ＬＧＰ５１０、ＬＧＰ５５２（以上、ラップマスターＳＦＴ（株）製）、ＥＰＯ−１１２、ＥＰＯ−２２２（以上、（株）荏原製作所製）、Ｍｉｒｒａ（アプライドマテリアルズ社製）、ＡＶＡＮＴＩ−４７２（アイペック社製）等）を用いて、公知の研磨条件で行うことができる。
【０１０６】
好ましい研磨条件としては、使用する化学機械研磨装置により適宜に設定されるべきであるが、例えば化学機械研磨装置としてＥＰＯ−１１２を使用する場合、第一研磨処理工程および第二研磨処理工程共に例えば下記の条件とすることができる。
【０１０７】
定盤回転数：好ましくは３０〜１２０ｒｐｍ、より好ましくは４０〜１００ｒｐｍ
ヘッド回転数：好ましくは３０〜１２０ｒｐｍ、より好ましくは４０〜１００ｒｐｍ
定盤回転数／ヘッド回転数比：好ましくは０．５〜２、より好ましくは０．７〜１．５
研磨圧力：好ましくは１００〜５００ｇ／ｃｍ２、より好ましくは２００〜３５０ｇ／ｃｍ２
化学機械研磨用水系分散体供給速度：好ましくは５０〜３００ｍｌ／分、より好ましくは１００〜２００ｍｌ／分
【実施例】
【０１０８】
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、この実施例により何ら限定されるものではない。
【０１０９】
３．１．無機粒子を含む水分散体の調製
３．１．１．ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製
ヒュームドシリカ粒子（日本アエロジル（株）製、商品名「アエロジル＃９０」、平均一次粒子径２０ｎｍ）２ｋｇを、イオン交換水６．７ｋｇ中に、超音波分散機を用いて分散させた。これを孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、ヒュームドシリカ粒子を含有する水分散体を得た。この水分散体中に含まれるヒュームドシリカの平均二次粒子径は、２２０ｎｍであった。
【０１１０】
３．２．コロイダルシリカ粒子を含む水分散体の調製
３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１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で攪拌しながら６０℃に昇温した。温度を６０℃に維持しながら攪拌を２時間継続した後、室温まで冷却した。これにより、コロイダルシリカ粒子のアルコール分散体を得た。
【０１１１】
次いで、ロータリーエバポレータを用い、得られた分散体の温度を８０℃に維持しながらイオン交換水を添加しつつアルコール分を除去する操作を数回繰り返した。この操作により、コロイダルシリカ粒子Ｃ１を２０質量％含む水分散体を調製した。
【０１１２】
この水分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子Ｃ１の平均一次粒子径は２５ｎｍであり、平均二次粒子径は４０ｎｍであり、平均会合度は１．６であった。
【０１１３】
３．２．２．コロイダルシリカ粒子Ｃ２乃至Ｃ５をそれぞれ含む水分散体の調製
上記「３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体の調製」において、濃度２５質量％のアンモニア水７０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の使用量を表１に記載の通りとした他は上記と同様に実施し、コロイダルシリカ粒子Ｃ２乃至Ｃ５を含む水分散体をそれぞれ調製した。
【０１１４】
【表１】
2006287207.tif 000002
【０１１５】
３．３．有機無機複合粒子を含む水分散体の調製
３．３．１．表面処理した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（株）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（株）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攪拌しながら７０℃に昇温した。この温度で攪拌しつつ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、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官能基を備え、平均粒子径１５０ｎｍの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。
【０１１６】
この水分散体１００質量部をフラスコに仕込み、これにメチルトリメトキシシラン１質量部を添加し、４０℃で２時間攪拌した。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、表面処理した有機粒子を含む水分散体を得た。この水分散体に含まれる表面処理した有機粒子のゼータ電位は＋１７ｍＶであった。
【０１１７】
３．３．２．無機粒子（コロイダルシリカ粒子）を含む水分散体の調製
コロイダルシリカ粒子（日産化学（株）製、商品名「スノーテックスＯ」、平均一次粒子径１２ｎｍ）を水中に分散させ、これに１規定水酸化カリウム水溶液を添加してｐＨを調整することにより、コロイダルシリカ粒子を１０質量％含有するｐＨが８．０の水分散体を得た。
【０１１８】
この水分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子のゼータ電位は−４０ｍＶであった。
【０１１９】
３．３．３．有機無機複合粒子を含む水分散体の調製
上記「３．３．１．表面処理した有機粒子を含む水分散体の調製」で調製した水分散体１００質量部に、上記「３．３．２．無機粒子（コロイダルシリカ粒子）を含む水分散体の調製」で調製した水分散体５０質量部を、攪拌しながら２時間かけて徐々に添加し、更にその後２時間攪拌することにより、ポリメチルメタクリレート系粒子にシリカ粒子が付着した粒子を含む水分散体を得た。
【０１２０】
次いで、得られた水分散体に、ビニルトリエトキシシラン２質量部を添加し、１時間攪拌した後、更にテトラエトキシシラン１質量部を添加した。これを６０℃に昇温させ、攪拌を３時間継続した後、室温まで冷却することにより、平均粒子径１８０ｎｍの無機有機複合粒子を１０質量％含有する水分散体を調製した。
【０１２１】
この水分散体に含有される無機有機複合粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、ポリメチルメタクリレート系粒子の表面の８０％にシリカ粒子が付着しているものであった。
【０１２２】
３．４．ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製
３．４．１．ポリアクリル酸塩Ｐ１を含有する水溶液の調製
イオン交換水１，０００ｇおよび５質量％過硫酸アンモニウム水溶液１０ｇを仕込んだ内容積２リットルの容器中に、２０質量％のアクリル酸水溶液５００ｇを、還流下で撹拌しながら１０時間かけて均等に滴下した。滴下終了後、更に２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１２，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。
【０１２３】
これに、２５質量％アンモニア水を徐々に加えて溶液を中和することにより、１２質量％のポリアクリル酸塩Ｐ１（重量平均分子量（Ｍｗ）１２，０００のポリアクリル酸アンモニウム）を含有するｐＨ７．５の水溶液を調製した。
【０１２４】
３．４．２．ポリアクリル酸塩Ｐ２乃至Ｐ４をそれぞれ含有する水溶液の調製
上記「３．４．１．ポリアクリル酸塩Ｐ１を含有する水溶液の調製」において、使用する過硫酸アンモニウムの使用量および使用する中和剤の種類を表２に記載の通りとした他は、上記と同様に実施し、１２質量％のポリアクリル酸塩Ｐ２乃至Ｐ４（ポリアクリル酸アンモニウムまたはポリアクリル酸カリウム）をそれぞれ含むｐＨ７．５の水溶液を調製した。
【０１２５】
【表２】
2006287207.tif 000003
【０１２６】
３．５．第一研磨用水系分散体の調製とその研磨性能の評価
３．５．１．第一研磨用水系分散体の調製
ヒュームドシリカ粒子（日本アエロジル（株）製、商品名「アエロジル＃９０」、一次粒子径２０ｎｍ、二次粒子径２２０ｎｍ）２ｋｇをイオン交換水６．７ｋｇ中に、超音波分散機を用いて分散させた後、孔径５μｍのフィルターによって濾過し、ヒュームドシリカ粒子を２３．０質量％含有する水分散体を得た。
【０１２７】
次いで、ポリエチレン製の瓶に、上記水分散体を、シリカの質量に換算して１．２質量％に相当する量だけ仕込み、これに、キナルジン酸を０．５質量％相当量、サーフィノール４６５（商品名、三重結合を有する非イオン系界面活性剤、エアープロダクツジャパン（株）製）を０．０５質量％相当量、および過硫酸アンモニウムを１．０質量％相当量添加し、更にイオン交換水を加えて希釈した後、十分に攪拌した。次いで、１規定水酸化カリウム水溶液によりｐＨを９．５に調整した後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、第一研磨用水系分散体を得た。
【０１２８】
３．５．２．第一研磨用水系分散体の研磨性能の評価
３．５．２−１．パターンなしウェハの化学機械研磨実験
化学機械研磨装置（（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ１１２」）に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド（ニッタ・ハース（株）製、品番「ＩＣ１０００」）を装着し、上記第一研磨用水系分散体を供給しながら、下記の各種研磨速度測定用基板につき、下記研磨条件にて１分間化学機械研磨処理を行い、下記の手法によって研磨速度を算出した。
【０１２９】
（ｉ）研磨速度測定用基板
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚１５，０００Åの銅膜が設けられたもの。
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚２，０００Åのタンタル膜が設けられたもの。
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚２，０００Åの窒化タンタル膜が設けられたもの。
・８インチシリコン基板上に膜厚１０，０００ÅのＰＥＴＥＯＳ膜が設けられたもの。
【０１３０】
（ｉｉ）研磨条件
・ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：２５０ｇ／ｃｍ２
・テーブル回転数：７０ｒｐｍ
・第一研磨用水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／ｍｉｎ
【０１３１】
（ｉｉｉ）研磨速度の算出方法
電気伝導式膜厚測定器（ケーエルエー・テンコール（株）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と研磨時間とから研磨速度を算出した。
【０１３２】
銅膜、タンタル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（株）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と研磨時間とから研磨速度を算出した。
【０１３３】
ＰＥＴＥＯＳ膜については、光干渉式膜厚測定器（ＳＥＮＴＥＣ社製、型式「ＦＰＴ５００」）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と研磨時間とから研磨速度を算出した。
【０１３４】
（ｉｖ）研磨速度
・銅膜の研磨速度（ＲＣｕ）：５２００Å／ｍｉｎ
・タンタル膜の研磨速度（ＲＢＭ）：３０Å／ｍｉｎ
・窒化タンタル膜の研磨速度（ＲＢＭ）：４０Å／ｍｉｎ
・ＰＥＴＥＯＳ膜の研磨速度（ＲＩｎ）：２０Å／ｍｉｎ
・銅膜の研磨速度／タンタル膜の研磨速度（ＲＣｕ／ＲＢＭ）：１７３
・銅膜の研磨速度／窒化タンタル膜の研磨速度（ＲＣｕ／ＲＢＭ）：１３０
・銅膜の研磨速度／ＰＥＴＥＯＳ膜の研磨速度（ＲＣｕ／ＲＩｎ）：２６０
【０１３５】
３．５．２−２．パターン付き基板の化学機械研磨実験
化学機械研磨装置（（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ１１２」）に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド（ニッタ・ハース（株）製、品番「ＩＣ１０００」）を装着し、上記第一研磨用水系分散体を供給しながら、下記の２種のパターン付き基板につき、下記研磨条件にてそれぞれ化学機械研磨処理を行った。
【０１３６】
（ｉ）パターン付き基板
・ＳＥＭＡＴＥＣＨ社製、品番「８５４ＣＭＰ１００」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上にタンタル膜（厚さ２５０Å）、銅シード膜（厚さ１，０００Å）および銅メッキ膜（厚さ１０，０００Å）を順次積層したもの。
・ＳＥＭＡＴＥＣＨ社製、品番「８５４ＣＭＰ１０１」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上に窒化タンタル膜（厚さ２５０Å）、銅シード膜（厚さ１，０００Å）および銅メッキ膜（厚さ１０，０００Å）を順次積層したもの。
【０１３７】
（ｉｉ）研磨条件
・ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：２５０ｇ／ｃｍ２
・テーブル回転数：７０ｒｐｍ
・第一研磨用水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／ｍｉｎ
・研磨時間：２．７５分
第一研磨処理終了後には、バリアメタルより上にある余剰の銅膜がすべて除去され、バリアメタルの上面が露出した状態にあるものと推定される。
【０１３８】
第一研磨処理工程終了後に、被研磨面のうち幅１００μｍの銅配線部分に生じたディッシングの大きさを、表面粗さ計（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、型式「Ｐ−１０」）を用いて測定したところ、５００Åであった。
【０１３９】
なお、ここでいうディッシングとは、研磨後の被研磨面において、測定位置の銅配線を挟むバリアメタル膜の上面と、測定位置の銅配線の最低部位との高低差をいう。
【０１４０】
また、光学顕微鏡を用い、暗視野にて、銅配線部分について、領域１２０μｍ×１２０μｍを単位領域としてランダムに２００箇所観察し、スクラッチの発生している単位領域の数を、スクラッチ数として測定したところ、スクラッチ数は０個であった。
【０１４１】
３．６．実施例１
３．６．１．第二研磨用水系分散体（本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体）の調製
上記「３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体のシリカに換算して２質量％に相当する量および上記「３．１．１．ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製」で調製したヒュームドシリカを含む水分散体のシリカに換算して２質量％に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これにベンゾトリアゾール０．１質量％、キナルジン酸０．２質量％、上記「ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸アンモニウムＰ２を含む水溶液をポリマー量に換算して０．１質量％に相当する量および３５質量％過酸化水素水の過酸化水素に換算して０．６質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、ｐＨが４．０の第二研磨用水系分散体Ｓ１を得た。
【０１４２】
３．６．２．第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
３．６．２−１．パターンなし基板の研磨試験
化学機械研磨装置（（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ１１２」）に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド（ニッタ・ハース（株）製、品番「ＩＣ１０００」）を装着し、上記第二研磨用水系分散体を供給しながら、下記の各種研磨速度測定用基板につき、下記研磨条件にて１分間化学機械研磨処理を行い、下記の手法によって研磨速度を算出した。
【０１４３】
（ｉ）研磨速度測定用基板
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚１５，０００Åの銅膜が設けられたもの。
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚２，０００Åのタンタル膜が設けられたもの。
・８インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚２，０００Åの窒化タンタル膜が設けられたもの。
・８インチシリコン基板上に膜厚１０，０００ÅのＰＥＴＥＯＳ膜が設けられたもの。
【０１４４】
（ｉｉ）研磨条件
・ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：２５０ｇ／ｃｍ２
・テーブル回転数：７０ｒｐｍ
・第二研磨用水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／ｍｉｎ
【０１４５】
（ｉｉｉ）研磨速度の算出方法
銅膜、タンタル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（株）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と研磨時間とから研磨速度を算出した。
【０１４６】
ＰＥＴＥＯＳ膜については、光干渉式膜厚測定器（ＳＥＮＴＥＣ社製、型式「ＦＰＴ５００」）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と研磨時間とから研磨速度を算出した。
【０１４７】
（ｉｖ）研磨速度
・銅膜の研磨速度（ＲＣｕ）：５８０Å／ｍｉｎ
・タンタル膜の研磨速度（ＲＢＭ）：４９０Å／ｍｉｎ
・窒化タンタル膜の研磨速度（ＲＢＭ）：６３０Å／ｍｉｎ
・ＰＥＴＥＯＳ膜の研磨速度（ＲＩｎ）：５３０Å／ｍｉｎ
・タンタル膜の研磨速度／銅膜の研磨速度（ＲＢＭ（Ｔａ）／ＲＣｕ）：０．８４
・窒化タンタル膜の研磨速度／銅膜の研磨速度（ＲＢＭ（ＴａＮ）／ＲＣｕ）：１．０９
・ＰＥＴＥＯＳ膜の研磨速度／銅膜の研磨速度（ＲＩｎ／ＲＣｕ）：０．９１
【０１４８】
３．６．３．パターン付き基板の研磨試験
３．６．３−１．第二研磨工程の研磨時間が短い場合の研磨試験
化学機械研磨装置（（株）荏原製作所製、型式「ＥＰＯ１１２」）に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド（ニッタ・ハース（株）製、品番「ＩＣ１０００」）を装着し、下記の２種のパターン付き基板につき、下記研磨条件にてそれぞれ２段階の化学機械研磨処理を行った。
【０１４９】
（ｉ）パターン付き基板
・ＳＥＭＡＴＥＣＨ社製、品番「８５４ＣＭＰ１００」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上にタンタル膜（厚さ２５０Å）、銅シード膜（厚さ１，０００Å）および銅メッキ膜（厚さ１０，０００Å）を順次積層したもの。
・ＳＥＭＡＴＥＣＨ社製、品番「８５４ＣＭＰ１０１」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上に窒化タンタル膜（厚さ２５０Å）、銅シード膜（厚さ１，０００Å）および銅メッキ膜（厚さ１０，０００Å）を順次積層したもの。
【０１５０】
（ｉｉ）第一研磨処理工程の研磨条件
・化学機械研磨用水系分散体種類：上記「３．５．１．第一研磨用水系分散体の調製」で調製した第一研磨用水系分散体
・第一研磨用水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／ｍｉｎ
・ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：２５０ｇ／ｃｍ２
・テーブル回転数：７０ｒｐｍ
・研磨時間：２．７５分
【０１５１】
（ｉｉｉ）第二研磨処理工程の研磨条件
・化学機械研磨用水系分散体種類：上記「３．６．１．第二研磨用水系分散体（本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体）の調製」で調製した第二研磨用水系分散体
・第二研磨用水系分散体の供給速度：２００ｍｌ／ｍｉｎ
・ヘッド回転数：７０ｒｐｍ
・ヘッド荷重：２５０ｇ／ｃｍ２
・テーブル回転数：７０ｒｐｍ
・研磨時間：８５４ＣＭＰ１００につき、１．５１分、８５４ＣＭＰ１０１につき１．４０分
なお、研磨時間は、下記式により算出した時間である。
【０１５２】
研磨時間（分）＝｛バリアメタル層の厚さ（Å）÷上記「３．６．２−１．パターンなし基板の研磨試験」で算出したバリアメタル膜（タンタルまたは窒化タンタル）の研磨速度（Å／分）｝＋１（分）
第二研磨処理終了後には、ＰＥＴＥＯＳ膜の最上面より上にある余剰のバリアメタル膜がすべて除去され、ＰＥＴＥＯＳ膜の上面が露出した状態にあるものと推定される。
【０１５３】
第二研磨処理工程終了後に、被研磨面のうち幅１００μｍの銅配線部分に生じたディッシングの大きさを、表面粗さ計（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、型式「Ｐ−１０」）を用いて測定したところ、８５４ＣＭＰ１００につき２９０Å、８５４ＣＭＰ１０１につき２６０Åであった。
【０１５４】
なお、ここでいうディッシングとは、研磨後の被研磨面において、測定位置の銅配線を挟むＰＥＴＥＯＳ膜の上面と、測定位置の銅配線の最低部位との高低差をいう。
【０１５５】
また、光学顕微鏡を用い、暗視野にて、銅配線部分について、領域１２０μｍ×１２０μｍを単位領域としてランダムに２００箇所観察し、スクラッチの発生している単位領域の数を、スクラッチ数として測定したところ、スクラッチ数は、８５４ＣＭＰ１００につき２個、８５４ＣＭＰ１０１につき１個であった。
【０１５６】
３．６．３−２．第二研磨工程の研磨時間が長い場合の研磨試験
上記「３．６．３−１．第二研磨工程の研磨時間が短い場合の研磨試験」において、第二研磨処理工程の研磨時間を、下記式で計算した時間とした他は同様に実施し、２種のパターン付き基板につき、それぞれ２段階の化学機械研磨処理を行った。
【０１５７】
第二研磨処理工程の研磨時間（分）＝｛バリアメタル層の厚さ（Å）÷上記「３．６．２−１．パターンなし基板の研磨試験」で算出したバリアメタル膜（タンタルまたは窒化タンタル）の研磨速度（Å／分）｝＋２（分）
二段階研磨後の被研磨面につき、上記「３．６．３−１．第二研磨工程の研磨時間が短い場合の研磨試験」と同様にしてディッシングおよびスクラッチを評価したところ、８５４ＣＭＰ１００につきディッシング３１０Å、スクラッチ数１個であり、８５４ＣＭＰ１０１につきディッシング２７０Å、スクラッチ数０個であった。
【０１５８】
３．７．実施例２乃至８、比較例１
実施例１において、第二研磨用水系分散体の各成分の種類および添加量並びに水系分散体のｐＨを、表３の通りとした他は、実施例１と同様にして、第二研磨用水系分散体Ｓ２乃至Ｓ８並びにＲ１を調製した。なお、表３中、「−」は、対応する欄に相当する成分を添加しなかったことを示し、「（Ｃ）成分」は（Ｃ）ベンゾトリアゾール又はその誘導体を示し、「（Ｄ）成分」は（Ｄ）ポリ（メタ）アクリル酸塩を示す。また、実施例４および５は、（Ａ）砥粒として２種類の粒子を使用した。
【０１５９】
第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１の代わりに、上記で合成した各水系分散体を使用した他は、実施例１と同様にして評価した。結果を表４に示した。
【０１６０】
【表３】
2006287207.tif 000004
【０１６１】
【表４】
2006287207.tif 000005
【０１６２】
表３および表４によると、本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を第二研磨用水系分散体として用いると、第二研磨工程につき、最適研磨時間を大きく超えて研磨を継続した場合でも、被研磨面におけるスクラッチの発生を抑制でき、かつ十分に平坦化された精度の高い被研磨面が得られることがわかった。
【０１６３】
３．８．実施例９
３．８．１．第二研磨用水系分散体（本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット）の調製
３．８．１−１．液（I）の調製
上記「３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体のシリカに換算して２．２７質量％に相当する量および上記「３．１．１．ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製」で調製したヒュームドシリカを含む水分散体のシリカに換算して２．２７質量％に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これにベンゾトリアゾール０．１１質量％、キナルジン酸０．２３質量％、上記「ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸アンモニウムＰ２を含む水溶液をポリマー量に換算して０．１１質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液（I）Ａ１を得た。
【０１６４】
３．８．１−２．液（II）の調製
過酸化水素濃度が５質量％となるようにイオン交換水で濃度調節を行い、液（II）Ｂ１を得た。
【０１６５】
３．８．２．第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液（I）Ａ１の１００質量部と、液（II）Ｂ１の１３．６４質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体Ｓ９を調製した。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ９のｐＨは４．０であった。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ９は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の組成およびｐＨを有することから、化学機械研磨用水系分散体Ｓ９は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
【０１６６】
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体Ｓ９を使用した他は、実施例１と同様にして評価したところ、実施例１と同じ結果が得られた。
【０１６７】
３．９．実施例１０
３．９．１．第二研磨用水系分散体（本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット）の調製
３．９．１−１．液（I）の調製
上記「３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体のシリカに換算して４質量％に相当する量および上記「３．１．１．ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製」で調製したヒュームドシリカを含む水分散体のシリカに換算して４質量％に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これに、上記「ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸アンモニウムＰ２を含む水溶液をポリマー量に換算して０．２質量％に相当する量および３５質量％過酸化水素水の過酸化水素に換算して１．２質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液（I）Ａ２を得た。
【０１６８】
３．９．１−２．液（II）の調製
ポリエチレン製の瓶に、ベンゾトリアゾール０．２質量％、キナルジン酸０．４質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液（II）Ａ３を得た。
【０１６９】
３．９．２．第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液（I）Ａ２の５０質量部と、液（II）Ａ３の５０質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１０を調製した。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ１０のｐＨは４．０であった。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ１０は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の組成およびｐＨを有することから、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１０は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
【０１７０】
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１０を使用した他は、実施例１と同様にして評価したところ、実施例１と同じ結果が得られた。
【０１７１】
３．１０．実施例１１
３．１０．１．第二研磨用水系分散体（本発明の第１の実施形態の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット）の調製
３．１０．１−１．液（I）の調製
上記「３．２．１．コロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子Ｃ１を含む水分散体のシリカに換算して４．５５質量％に相当する量および上記「３．１．１．ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製」で調製したヒュームドシリカを含む水分散体のシリカに換算して４．５５質量％に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これに、上記「ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸アンモニウムＰ２を含む水溶液をポリマー量に換算して０．２３質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液（I）Ａ４を得た。
【０１７２】
３．１０．１−２．液（II）の調製
ポリエチレン製の瓶に、ベンゾトリアゾール０．２３質量％、キナルジン酸０．４５質量％に相当する量を順次に入れ、１５分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が１００質量％となるようにイオン交換水を加えた後、孔径５μｍのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液（II）Ａ５を得た。
【０１７３】
３．１０．２．第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液（I）Ａ４の５０質量部と、液（II）Ａ５の５０質量部と、液（III）Ｂ１の１３．６４質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１１を調製した。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ１１のｐＨは４．０であった。この化学機械研磨用水系分散体Ｓ１１は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の組成およびｐＨを有することから、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１１は、上記実施例１で調製した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
【０１７４】
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体Ｓ１の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体Ｓ１１を使用した他は、実施例１と同様にして評価したところ、実施例１と同じ結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法の被研磨面の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の化学機械研磨方法の被研磨面の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１  複合基板素材
１１  基板（例えば、シリコン基板）
１２  絶縁膜（例えば、ＰＥＴＥＯＳ膜）
１３  バリアメタル膜
１４  金属膜
２１  絶縁膜（例えば、シリコン酸化物膜）
２２  絶縁膜（例えば、シリコン窒化物膜）
【図１】
2006287207.tif 000006
【図２】
2006287207.tif 000007