(57)【要約】【課題】半導体後工程において、銅膜を高速かつ平坦に研磨できると共に、銅膜の表面欠陥の発生を抑制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。【解決手段】本発明に係る化学機械研磨用水系分散体は、プリント基板に形成された銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体であって、（Ａ）アミノ酸と、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、（Ｄ）酸化剤と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、前記アミノ酸の含有量（ＷＡ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）が６．０〜５０であり、かつ、前記アンモニアの含有量（ＷＥ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）が０．６〜５．０であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に形成された銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体であって、
（Ａ）アミノ酸と、
（Ｂ）砥粒と、
（Ｃ）界面活性剤と、
（Ｄ）酸化剤と、
（Ｅ）アンモニアと、
を含有し、
前記アミノ酸の含有量（ＷＡ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）が６．０〜５０であり、かつ、前記アンモニアの含有量（ＷＥ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）が０．６〜５．０であることを特徴とする、化学機械研磨用水系分散体。
【請求項２】
前記（Ａ）アミノ酸の含有量（ＷＡ）が、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、３質量％以上１８質量％以下である、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（Ｅ）アンモニアの含有量（ＷＥ）が、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．４質量％以上２質量％以下である、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（Ａ）アミノ酸が、グリシン、アラニンおよびグルタミン酸よりなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１ないし請求項３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５】
前記（Ｂ）砥粒が、コロイダルシリカである、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）界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムおよびアルケニルコハク酸ジカリウムよりなる群から選択される少なくとも１種である、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】
前記（Ｄ）酸化剤が、過酸化水素である、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】
ｐＨが、７〜１１である、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】
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を調製するための、第１の組成物および第２の組成物から構成されるキットであって、
前記第１の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第２の組成物は、（Ｄ）酸化剤を含有する、化学機械研磨用水系分散体調製用キット。
【請求項１０】
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を調製するための、第３の組成物および第４の組成物から構成されるキットであって、
前記第３の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第４の組成物は、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、を含有し、
前記第３の組成物および前記第４の組成物から選択される少なくとも一方は、（Ｄ）酸化剤を含有する、化学機械研磨用水系分散体調製用キット。
【請求項１１】
前記第４の組成物は、さらに（Ｅ）アンモニアを含有する、請求項１０に記載の化学機械研磨用水系分散体調製用キット。
【請求項１２】
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を調製するための、第５の組成物、第６の組成物および第７の組成物から構成されるキットであって、
前記第５の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第６の組成物は、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、を含有し、
前記第７の組成物は、（Ｄ）酸化剤を含有する、化学機械研磨用水系分散体調製用キット。
【請求項１３】
前記第６の組成物は、さらに（Ｅ）アンモニアを含有する、請求項１２に記載の化学機械研磨用水系分散体調製用キット。
【請求項１４】
プリント基板に形成された銅または銅合金からなる配線層を、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を用いて研磨する工程を含む、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調製用キットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高性能ＬＳＩに搭載される銅ダマシン配線が半導体前工程（以下、単に「前工程」ともいう。）で使用されてきた。近年、半導体後工程（以下、単に「後工程」ともいう。）のプリント基板においても、チップの小型化に伴って微細配線化が進むことにより、配線形成にダマシン工程が採用されつつある。
【０００３】
なお、本明細書において「半導体前工程」とは、ウエハ上に多数のＩＣチップを同時に作り込む工程のことをいう。一方、「半導体後工程」とは、ＩＣチップやトランジスタ等が搭載された回路基板（プリント基板など）上に導体配線を形成する工程のことをいう。
【０００４】
ところで、銅ダマシン配線は、化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」ともいう。）により形成される。後工程におけるＣＭＰでは、堆積させた銅膜を樹脂膜が露出する直前まで高速で研磨する第１研磨工程と、銅膜および樹脂膜の平坦性を維持しながらこれらの膜を同時に研磨する第２研磨工程と、が行われる。第１研磨工程においては、（１）樹脂膜を実質的に研磨せずに、平坦性を維持しながら銅膜を高速で研磨すること、（２）後続する第２研磨工程への影響を最小限とするために、銅膜上のコロージョンやスクラッチをできる限り低減させること、が要求される。このような後工程の第１研磨工程に使用される研磨用組成物としては、例えば、アルミナ、錯化剤および酸化剤を含有する研磨用組成物が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、従来、前工程においても銅膜を高速で研磨する第１研磨工程が存在していた。この前工程に使用される研磨用組成物としては、例えば、アミノ酸、砥粒、界面活性剤、酸化剤およびアンモニアを含有する研磨用組成物が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６８６６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−４０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の研磨用組成物は、砥粒としてアルミナを使用しているため、銅膜の表面に激しい表面荒れやスクラッチを生じさせてしまうという課題を抱えていた。
【０００８】
一方、特許文献２に記載の研磨用組成物は、上述のように前工程で使用する研磨用組成物であるが、前工程での銅膜の膜厚は２μｍ以下であり、ウエハの大きさも最大で３００ｍｍであった。これに対して、後工程において使用される銅膜の膜厚は５μｍ以上と厚く、基板面積も５００ｍｍ角と非常に大きい。また、後工程において使用される銅膜の表面は、酸化された酸化銅が主成分となっており、前工程における銅膜とは性質が大きく異なっている。そのため、特許文献２に記載の研磨用組成物を後工程のＣＭＰに適用しても、
銅膜に対する研磨速度が著しく低くなり、スループットの低下を招くという課題を抱えていた。
【０００９】
そこで、本発明に係る幾つかの態様は、上記課題を解決することで、半導体後工程において、銅膜を高速かつ平坦に研磨できると共に、銅膜の表面欠陥の発生を抑制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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、以下の態様または適用例として実現することができる。
【００１１】
［適用例１］
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の一態様は、
プリント基板に形成された銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体であって、
（Ａ）アミノ酸と、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、（Ｄ）酸化剤と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記アミノ酸の含有量（ＷＡ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）が６．０〜５０であり、かつ、前記アンモニアの含有量（ＷＥ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）が０．６〜５．０であることを特徴とする。
【００１２】
［適用例２］
適用例１の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ａ）アミノ酸の含有量（ＷＡ）が、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、３質量％以上１８質量％以下であることができる。
【００１３】
［適用例３］
適用例１または適用例２の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ｅ）アンモニアの含有量（ＷＥ）が、化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、０．４質量％以上２質量％以下であることができる。
【００１４】
［適用例４］
適用例１ないし適用例３のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ａ）アミノ酸が、グリシン、アラニンおよびグルタミン酸よりなる群から選択される少なくとも１種であることができる。
【００１５】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ｂ）砥粒が、コロイダルシリカであることができる。
【００１６】
［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ｃ）界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムおよびアルケニルコハク酸ジカリウムよりなる群から選択される少なくとも１種であることができる。
【００１７】
［適用例７］
適用例１ないし適用例６のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体において、
前記（Ｄ）酸化剤が、過酸化水素であることができる。
【００１８】
［適用例８］
適用例１ないし適用例７のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体において、
ｐＨが、７〜１１であることができる。
【００１９】
［適用例９］
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用キットの一態様は、
適用例１ないし適用例８のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体を調製するための、第１の組成物および第２の組成物から構成されるキットであって、
前記第１の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第２の組成物は、（Ｄ）酸化剤を含有することを特徴とする。
【００２０】
［適用例１０］
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用キットの一態様は、
適用例１ないし適用例８のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体を調製するための、第３の組成物および第４の組成物から構成されるキットであって、
前記第３の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第４の組成物は、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、を含有し、
前記第３の組成物および前記第４の組成物から選択される少なくとも一方は、（Ｄ）酸化剤を含有することを特徴とする。
【００２１】
［適用例１１］
適用例１０の化学機械研磨用水系分散体調製用キットにおいて、
前記第４の組成物は、さらに（Ｅ）アンモニアを含有することができる。
【００２２】
［適用例１２］
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用キットの一態様は、
適用例１ないし適用例８のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体を調製するための、第５の組成物、第６の組成物および第７の組成物から構成されるキットであって、
前記第５の組成物は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、
前記第６の組成物は、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、を含有し、
前記第７の組成物は、（Ｄ）酸化剤を含有することを特徴とする。
【００２３】
［適用例１３］
適用例１２の化学機械研磨用水系分散体調製用キットにおいて、
前記第６の組成物は、さらに（Ｅ）アンモニアを含有することができる。
【００２４】
［適用例１４］
本発明に係る化学機械研磨方法の一態様は、
プリント基板に形成された銅または銅合金からなる配線層を、適用例１ないし適用例８のいずれか一例の化学機械研磨用水系分散体を用いて研磨する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記化学機械研磨用水系分散体によれば、半導体後工程において、銅膜を高速かつ平坦に研磨できると共に、銅膜上の腐食などの表面欠陥の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】化学機械研磨方法の一具体例を模式的に示す断面図である。
【図２】化学機械研磨装置を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
１．化学機械研磨用水系分散体
本発明の一実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）アミノ酸と、（Ｂ）砥粒と、（Ｃ）界面活性剤と、（Ｄ）酸化剤と、（Ｅ）アンモニアと、を含有し、前記アミノ酸の含有量（ＷＡ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）が６．０〜５０であり、かつ、前記アンモニアの含有量（ＷＥ）と前記酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）が０．６〜５．０であることを特徴とする。まず、本実施の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。
【００２９】
１．１．（Ａ）アミノ酸
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）アミノ酸を含有する。（Ａ）アミノ酸は、銅イオンと配位結合を形成しやすい性質があり、被研磨面たる銅膜の表面と配位結合を形成する。これにより、銅膜の表面荒れを抑制しながら高い平坦性を維持しつつ、銅および銅イオンとの親和性を高めることができるため、銅膜の研磨速度を向上させることができる。また、（Ａ）アミノ酸は、銅膜の研磨によりスラリー中へ溶出した銅イオンと容易に配位することができ銅の析出を防ぐことができる。その結果、銅膜上のスクラッチなどの研磨欠陥の発生を抑制することができる。
【００３０】
（Ａ）アミノ酸としては、例えば、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、パリンなどが挙げられる。これらの（Ａ）アミノ酸は、１種単独で用いることもできるが、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３１】
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、前記例示したアミノ酸の中でも、グリシン、アラニンおよびグルタミン酸よりなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましく、グリシンを含有することが特に好ましい。グリシン、アラニンおよびグルタミン酸は、銅イオンと配位結合を形成する性質が特に強く、銅膜の研磨速度を大きくする効果が特に高い。
【００３２】
（Ａ）アミノ酸の含有量は、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３質量％以上１８質量％以下、より好ましくは５質量％以上１７．５質量％以下である。（Ａ）アミノ酸の含有量が前記範囲未満の場合には、銅膜に対する十分に大きな研磨速度が得られないことがある。一方、（Ａ）アミノ酸の含有量が前記範囲を超えると、銅膜のディッシングが大きくなりやすく、平坦性が損なわれるおそれがある。
【００３３】
１．２．（Ｂ）砥粒
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｂ）砥粒を含有する。（Ｂ）砥粒は、銅膜を機械的に研磨する効果を有する。（Ｂ）砥粒としては、例えば、シリカ、セリア、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の無機粒子が挙げられる。
【００３４】
シリカ粒子としては、（ａ）気相中で塩化ケイ素、塩化アルミニウムまたは塩化チタン等を酸素および水素と反応させるヒュームド法により合成されたヒュームドシリカ；（ｂ）金属アルコキシドから加水分解縮合して合成するゾルゲル法により合成されたシリカ；（ｃ）精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカ
等が挙げられる。これらの中でも、ｐＨ７〜１１のアルカリ性で安定し、アニオン性界面活性剤との適合性に優れている点で、（ｂ）金属アルコキシドから加水分解縮合して合成するゾルゲル法により合成されたシリカ、および（ｃ）精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカが好ましい。また、銅膜表面のスクラッチの発生を抑制する観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
【００３５】
（Ｂ）砥粒の平均二次粒子径は、好ましくは５〜１０００ｎｍ、より好ましくは１０〜７００ｎｍ、特に好ましくは１５〜５００ｎｍである。平均二次粒子径が前記範囲内にあると、銅膜に対する研磨速度が大きく、ディッシングが十分に抑制され、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。この平均二次粒子径は、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて散乱光強度の揺らぎを観測し、光子相関法により自己相関関数を求め、キュムラント法およびヒストグラム法解析を適用することにより求めることができる。
【００３６】
（Ｂ）砥粒の含有量は、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０．２質量％以上１０質量％以下であり、より好ましくは０．３質量％以上５質量％以下であり、特に好ましくは０．４質量％以上４質量％である。（Ｂ）砥粒の含有量が前記範囲にあると、半導体後工程において銅膜に対する十分な研磨速度が得られると共に、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が得られやすい。
【００３７】
１．３．（Ｃ）界面活性剤
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｃ）界面活性剤を含有する。（Ｃ）界面活性剤を含有することにより、半導体後工程において銅膜表面を保護しつつ、上記（Ｂ）砥粒の分散安定性を高めることができる。これにより、銅膜の平坦性を保持しながら研磨することが可能となり、（Ｂ）砥粒の分散性が良好となるため銅膜の表面荒れやスクラッチの発生を抑制することができる。
【００３８】
（Ｃ）界面活性剤としては、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が挙げられる。
【００３９】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族石鹸、アルキルベンゼンスルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩、その他のアニオン性界面活性剤が挙げられる。アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム等が好ましく用いられる。脂肪族石鹸としては、オレイン酸カリウム等が好ましく用いられる。その他のアニオン性界面活性剤としては、アルケニルコハク酸ジカリウムが好ましく用いられる。
【００４０】
カチオン性界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩、脂肪族アンモニウム塩等が挙げられる。
【００４１】
非イオン性界面活性剤としては、例えば、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。三重結合を有す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が挙げられる。また、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、ヒドロキシエチルセルロース等を用いることもできる。
【００４２】
上記（Ｃ）界面活性剤の中でも、半導体後工程において銅膜の平坦性を保持しながら研磨する観点から、アニオン性界面活性剤を用いることが好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムおよびアルケニルコハク酸ジ
カリウムよりなる群から選択される少なくとも１種を用いることがより好ましい。
【００４３】
（Ｃ）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０．０１質量％以上０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以上０．５質量％以下である。
【００４４】
１．４．（Ｄ）酸化剤
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｄ）酸化剤を含有する。（Ｄ）酸化剤を含有することにより、銅膜の表面を酸化し研磨液成分との錯化反応を促すことにより、脆弱な改質層を銅膜の表面に作り出し、銅膜を研磨しやすくする効果がある。
【００４５】
（Ｄ）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（Ｄ）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。また、これらの（Ｄ）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、過酸化水素が好ましく、過酸化水素がより好ましい。
【００４６】
（Ｄ）酸化剤の含有量は、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０．０１質量％以上１０質量％以下、より好ましくは０．１質量％以上３質量％以下、特に好ましくは０．５質量％以上１．５質量％以下である。（Ｄ）酸化剤の含有量が前記範囲未満の場合には、銅膜の表面を十分に酸化させることができないため、銅膜の研磨速度が小さくなることがある。一方、前記範囲を超えると、銅膜の腐食が発生しやすくなる。
【００４７】
１．５．（Ｅ）アンモニア
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ｅ）アンモニアを含有する。アンモニアは、銅膜とキレートを形成することで研磨速度を向上させる効果がある。本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体では、（Ｅ）アンモニアの含有比率を高めて銅膜と効果的にキレートを形成させることで、銅膜の研磨速度を向上させることができる。
【００４８】
（Ｅ）アンモニアの含有量は、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０．１質量％以上５質量％以下、より好ましくは０．４質量％以上２質量％以下である。（Ｅ）アンモニアの含有量が前記範囲にあると、銅膜に対する研磨速度が十分に得られると共に、銅膜に腐食を発生させることなく研磨することができる。
【００４９】
１．６．含有比率
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）アミノ酸、（Ｄ）酸化剤、および（Ｅ）アンモニアの含有量を緻密に規定することにより、従来には見られなかったほどの銅膜の高速研磨を実現することができる。さらに、この含有量規定により、銅膜を高速研磨できるだけでなく平坦化特性にも優れ、腐食等の表面欠陥をほとんど発生させないようにすることができる。
【００５０】
（１）（Ａ）アミノ酸の含有量（ＷＡ）と（Ｄ）酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）を規定した理由について以下に説明する。
【００５１】
一般にプリント基板上に堆積された銅膜の表面は、大面積となるため酸化されやすく、厚くて硬い酸化銅に覆われている。また、銅膜の表面は、（Ｄ）酸化剤によっても酸化され、酸化銅となる。これらの酸化銅が（Ａ）アミノ酸と錯形成反応することで、銅の溶出が起こると考えられている。したがって、銅膜の高速研磨を実現するためには、（Ｄ）酸化剤による銅の酸化反応と（Ａ）アミノ酸による酸化銅の錯形成反応を適切に制御するこ
とが必要となる。
【００５２】
まず、（Ｄ）酸化剤による銅の酸化反応の観点から検討すると、酸化銅の生成量は、（Ｄ）酸化剤の含有量と相関があり、多量の（Ｄ）酸化剤を使用することで酸化銅の生成量を増加させることができる。しかしながら、単に多量の（Ｄ）酸化剤を使用するだけでは、酸化銅を溶出させることができず、銅膜の高速研磨を実現することはできない。すなわち、（Ｄ）酸化剤の含有量が多すぎる場合、酸化銅の生成量は増加するが、少量の（Ａ）アミノ酸存在下では、銅の錯形成反応量が少なく、研磨速度を向上させることができない。また、（Ｄ）酸化剤の含有量が多すぎる場合、過酸化銅が生成されることで（Ａ）アミノ酸による銅の錯形成反応が阻害されて銅膜に対する研磨速度の低下を招くため、（Ｄ）酸化剤の含有量を規定する必要がある。一方、（Ｄ）酸化剤の含有量が少ない場合、酸化銅の生成量が減少するため、多量の（Ａ）アミノ酸が存在していても、銅の錯形成反応量が少なく、研磨速度を向上させることができない。
【００５３】
次に、（Ａ）アミノ酸による酸化銅の錯形成反応の観点から検討すると、（Ａ）アミノ酸による酸化銅の錯形成反応は、化学平衡の関係にあるため、多量の（Ａ）アミノ酸を含有することで錯体を形成する方向に反応が進み、銅膜の研磨速度を向上させることができる。しかしながら、多量の（Ａ）アミノ酸が化学機械研磨用水系分散体中に存在すると、研磨工程中において（Ｂ）砥粒の凝集を促進させ、銅膜の平坦性が損なわれることがある。また、多量の（Ａ）アミノ酸を含有する化学機械研磨用水系分散体は、長期間の保管により（Ｂ）砥粒の凝集や沈降を生じ、保存安定性を損なうことがある。
【００５４】
以上の観点から、化学機械研磨用水系分散体の保存安定性を確保すると共に、半導体後工程における銅膜の高速研磨を実現するためには、上記（Ａ）アミノ酸の含有量（ＷＡ）と上記（Ｄ）酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＡ／ＷＤ）を６．０〜５０とする必要があり、７．０〜４８とすることが好ましく、８．０〜４７とすることがより好ましい。ＷＡ／ＷＤが６．０未満であると、（Ａ）アミノ酸の含有量が相対的に少なく、（Ｄ）酸化剤の含有量が相対的に過剰になるため、前述した錯形成反応のバランスを失し銅膜に対する高速研磨を実現することができない。一方、ＷＡ／ＷＤが５０を超えると、（Ｄ）酸化剤の含有量が相対的に少なく、（Ａ）アミノ酸の含有量が相対的に過剰になるため、前述した錯形成反応のバランスを失し銅膜に対する高速研磨を実現することができない。
【００５５】
（２）（Ｅ）アンモニアの含有量（ＷＥ）と（Ｄ）酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）を規定した理由について以下に説明する。
【００５６】
（Ｅ）アンモニアは、（Ａ）アミノ酸とは異なり、酸化銅を経由することなく直接銅と反応して錯体を形成することができる。（Ｅ）アンモニアは、銅と錯形成反応することで、銅膜の研磨速度を高めることができるが、多量の（Ｅ）アンモニアを使用すると、銅膜表面を化学的に腐食させてしまい、銅膜の表面荒れやスクラッチを引き起こす。かかる腐食は、酸化銅の生成量を増加させれば抑制することができる。しかしながら、（Ｄ）酸化剤の含有量は、前述したように（Ａ）アミノ酸による酸化銅の錯形成反応に寄与しているため、単に（Ｄ）酸化剤の含有量を増加させるとバランスを失することとなる。そこで、（Ａ）アミノ酸による酸化銅の錯形成反応を阻害せずに（Ｅ）アンモニアによる銅膜の腐食を抑制すると共に、銅膜の研磨速度を最大限に発揮し得る（Ｅ）アンモニアと（Ｄ）酸化剤の含有量を規定する必要がある。
【００５７】
以上の観点から、銅膜の表面荒れやスクラッチのない良好な被研磨面を確保すると共に、銅膜の高速研磨を実現するためには、上記（Ｅ）アンモニアの含有量（ＷＥ）と上記（Ｄ）酸化剤の含有量（ＷＤ）との比率（ＷＥ／ＷＤ）を０．６〜５．０とする必要があり、０．７〜４．０であることが好ましく、０．８〜３．５であることがより好ましい。Ｗ
Ｅ／ＷＤが０．６未満であると、（Ｅ）アンモニアの含有量が相対的に少なく、（Ｄ）酸化剤の含有量が相対的に過剰になるため、前述した錯形成反応のバランスを失し銅膜の高速研磨を実現することができない。ＷＥ／ＷＤが５を超えると、（Ｅ）アンモニアの含有量が相対的に過剰になり、（Ｄ）酸化剤の含有量が相対的に少ないため、前述した腐食反応の抑制作用を失し銅膜の表面荒れやスクラッチが発生する。
【００５８】
（３）（Ａ）アミノ酸のモル濃度（ＭＡ）と（Ｅ）アンモニアのモル濃度（ＭＥ）とのモル比率（ＭＥ／ＭＡ）は、０．２〜２であることが好ましく、０．４〜１であることがより好ましい。（Ｅ）アンモニアは、アミノ酸−銅錯体をアンモニア−銅錯体へと置換するアミノ酸に対して錯形成促進剤として働くため、（Ｅ）アンモニアを（Ａ）アミノ酸に対して適切な濃度を配合することで、より効果的に研磨を行うことができる。ＭＥ／ＭＡが０．２未満であると、（Ｅ）アンモニアの含有量が（Ａ）アミノ酸に対して少なく、アミノ酸の錯形成を促進されず、銅膜の高速研磨が効率良く行えない場合がある。ＭＥ／ＭＡが２を超えると、（Ｅ）アンモニアの含有量が（Ａ）アミノ酸に対して過剰になり、アンモニア−銅錯体形成に寄与しないアンモニアが大量に存在し、アンモニアによる腐食反応が進む場合がある。
【００５９】
本実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、上記の（１）および（２）の両方の条件を同時に満たすことにより（上記の（３）の条件も同時に満たすことが好ましい。）、上記の作用効果を奏することができる。すなわち、本願発明は、上記の適切な含有比率とすることで、酸化銅と（Ａ）アミノ酸の錯形成反応に基づく（Ａ）アミノ酸による化学研磨作用と、銅と（Ｅ）アンモニアの錯形成反応に基づく（Ｅ）アンモニアによる化学研磨作用とのバランスを保持しながら、これらの化学研磨作用を併用することができる。これにより、半導体後工程において、銅膜を高速かつ平坦に研磨できると共に、銅膜上の腐食などの表面欠陥の発生を抑制することができる。
【００６０】
１．７．その他の添加剤
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、必要に応じて、下記の（ａ）ないし（ｄ）成分を添加することができる。
（ａ）フタル酸、マレイン酸、クエン酸等の錯形成剤。
（ｂ）ベンゾトリアゾール等の酸化防止剤。
（ｃ）ポリアクリル酸またはその塩、ポリメタクリル酸またはその塩、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子。
（ｄ）硫酸アンモニウム等の酸化・錯形成補助剤。
【００６１】
１．８．ｐＨ
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体のｐＨは、特に制限されないが、好ましくは７〜１１、より好ましくは８〜１０、特に好ましくは８．５〜１０である。ｐＨが７未満であると、銅膜の高速研磨を実現できないことがある。一方、ｐＨが１１を超えると、銅膜上の表面荒れやスクラッチの抑制効果に劣ることがある。ｐＨ調整剤としては、例えば、水酸化カリウム、エチレンジアミン、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）などの塩基性塩が挙げられる。
【００６２】
１．９．用途
本実施の形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、半導体後工程、すなわちＩＣチップやトランジスタ等が搭載されたプリント基板などの回路基板上に導体配線として形成された銅膜を化学機械研磨するための研磨材として使用することができる。具体的には、半導体後工程における銅ダマシン配線を形成する際の研磨材として使用することができる。半導体後工程において、化学機械研磨によって銅ダマシン配線を形成する工程は、銅膜の除去を行う第１研磨工程と、銅膜および樹脂膜を同時に研磨する第２研磨工程と、からなる
が、上記化学機械研磨用水系分散体は銅膜を高速で研磨できるため第１研磨工程に用いると効果的である。
【００６３】
２．化学機械研磨方法
本実施の形態に係る化学機械研磨方法の一具体例について、図面を用いて詳細に説明する。図１（Ａ）および図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る化学機械研磨方法の一具体例を模式的に示す断面図である。
【００６４】
２．１．被処理体
図１（Ａ）に、被処理体１００を示す。図１（Ａ）に示すように、被処理体１００は、基板１０を有する。基板１０には、少なくとも（図示しない）ＩＣチップやトランジスタ等の機能デバイスを有している。
【００６５】
被処理体１００は、基体１０の上に形成された絶縁性の樹脂膜１２を備えている。一般に樹脂膜１２としては、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、紙エポキシ樹脂、ベークライト樹脂等が挙げられる。基板１０に配線構造を形成するときには、まず公知のリソグラフィ技術および／またはエッチング技術等により、回路設計に基づく配線用凹部１４を樹脂膜１２の表面に形成する。次に、少なくとも配線用凹部１４が完全に埋まるように、樹脂膜１２の表面に銅膜１６を形成する。一般に銅膜１６は、ＰＶＤ、ＣＶＤ、電気めっき法等により形成される。銅膜１６の材料としては、純度の高い銅だけでなく、銅を含有する合金を使用することもできる。銅を含有する合金中の銅含有量としては、９５質量％以上であることが好ましい。
【００６６】
２．２．研磨工程
次に、図１（Ｂ）に示すように、上記化学機械研磨用水系分散体を用いて、配線用凹部１４に埋没された部分以外の銅膜１６を樹脂膜１２が露出するまで高速研磨する。これにより、被処理体１００の表面に銅膜１６および樹脂膜１２が露出し、両者が平滑に、かつ面一に形成される。その結果、配線用凹部１４内に導体配線が形成される。このときの銅膜の研磨速度は、好ましくは４μｍ／分以上であり、より好ましくは８μｍ／分以上である。これにより、半導体後工程において高スループット化を達成することができる。
【００６７】
かかる研磨工程では、例えば、図２に示すような化学機械研磨装置２００を用いることができる。図２は、化学機械研磨装置２００を模式的に示す斜視図である。スラリー供給ノズル４２からスラリー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、プリント基板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２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。
【００６８】
キャリアーヘッド５２の研磨荷重は、１〜１００ｋＰａの範囲内で選択することができ、好ましくは３〜５０ｋＰａである。また、ターンテーブル４８およ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４４の流量は、１０〜１，０００ｃｍ３／分の範囲内で選択することができ、好ましくは５０〜４００ｃｍ３／分である。
【００６９】
この研磨工程では、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、株式会社荏原製作所製、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」、Ｇ＆Ｐテクノロジー社製、型式「ＰＯＬＩ−４００Ｌ」等が挙げられる。
【００７０】
３．化学機械研磨用水系分散体調製用キット
上記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、上記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。
【００７１】
また、以下のように、上記成分のいずれかを含む複数の組成物（例えば、２つまたは３つの組成物）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調製してもよい。例えば、以下に示す第１ないし第３のキットを用いて、複数の液を混合することにより、上記化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。
【００７２】
３．１．第１のキット
本実施の形態に係る第１のキットは、（Ａ）アミノ酸、（Ｂ）砥粒、（Ｃ）界面活性剤、（Ｅ）アンモニアおよび水を含有する第１の組成物と、（Ｄ）酸化剤および水を含有する第２の組成物と、からなり、これらの組成物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。
【００７３】
上記第１の組成物および第２の組成物における各成分の濃度は、これらの組成物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第１の組成物および第２の組成物を調製し、使用時に必要に応じて第１の組成物および第２の組成物を希釈して、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、上記第１の組成物と上記第２の組成物とを１：１の質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第１の組成物および第２の組成物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第１の組成物および第２の組成物をそれぞれ調製し、これらを１：１の質量比で混合した後、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】
第１のキットによれば、第１の組成物と第２の組成物とを別個に調製・保管することにより、特に第２の組成物に含まれる酸化剤の保存安定性を向上させることができる。
【００７５】
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、第１の組成物と第２の組成物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、第１の組成物と第２の組成物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、第１の組成物と第２の組成物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、第１の組成物と第２の組成物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】
３．２．第２のキット
本実施の形態に係る第２のキットは、（Ａ）アミノ酸、（Ｅ）アンモニアおよび水を含有する第３の組成物と、（Ｂ）砥粒、（Ｃ）界面活性剤および水を含有する第４の組成物と、からなり、これらの組成物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、（Ｄ）酸化剤は、上記第３の組成物および第４の組成物のいずれか一方または双方に含まれる。さらに、上記第４の組成物は、（Ｅ）アンモニアを含有することができる。
【００７７】
第２のキットによれば、第３の組成物と第４の組成物とを別個に調製・保管することにより、第４の組成物中に含まれる砥粒の保存安定性を向上させることができる。第２のキットの調製方法および使用方法は、第１のキットと同様である。
【００７８】
３．３．第３のキット
本実施の形態に係る第３のキットは、（Ａ）アミノ酸、（Ｅ）アンモニアおよび水を含有する第５の組成物と、（Ｂ）砥粒、（Ｃ）界面活性剤および水を含有する第６の組成物と、（Ｄ）酸化剤および水を含有する第７の組成物と、からなり、これらの組成物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。第６の組成物には、さらに（Ｅ）アンモニアを添加することができる。
【００７９】
第３のキットによれば、第５ないし第７の組成物を別個に調製・保管することにより、第６の組成物中に含まれる砥粒や第７の組成物中に含まれる酸化剤の保存安定性を向上させることができる。第３のキットの調製方法および使用方法は、第１のキットと同様である。
【００８０】
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。
【００８１】
４．１．砥粒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Ｃ１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。
【００８２】
引き続きロータリーエバポレーターを用いて、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Ｃ１に含まれるコロイダルシリカ粒子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、動的光散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、型番「ＳＺ−１００」）を用いて測定した平均二次粒子径は５０ｎｍであった。
【００８３】
４．１．２．コロイダルシリカ粒子を含む水分散体Ｃ２の調製
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」を調製した。
【００８４】
４．２．化学機械研磨用水系分散体の調製
４．２．１．化学機械研磨用水系分散体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、グリシンを８．８質量％、コロイダルシリカ水分散体Ｃ１を固形分として１．８質量％、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウムを０．２質量％、アンモニアを０．８５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、過酸化水素に換算して０．４５質量％に相当する量の３０％過酸化水素水を順次入れ、表１に記載の化学機械研磨用水系分散体Ａを得た。なお、表１〜表３に記載されている各成分の含有量の単位は質量％であり、表記載成分以外の成分は水である。
【００８５】
４．２．２．化学機械研磨用水系分散体Ｂ〜Ｙの調製
添加成分を表１〜表３に示すものに変更したこと以外は、化学機械研磨用水系分散体Ａの調製方法と同様にして分散体Ｂ〜Ｙを調製した。
【００８６】
４．３．実施例１〜１９、比較例１〜６
４．３．１.銅膜の研磨速度評価
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、化学機械研磨用水系分散体Ａ〜Ｙのいずれか１種を供給しつつ、下記の研磨速度測定用基板につき、下記の研磨条件にて３０秒間研磨処理を行い、下記の手法によって研磨速度を算出した。
【００８７】
（ａ）研磨速度測定用基板
・８インチのエポキシ樹脂基板上に、電解めっき法により銅膜が形成されたブランケットウエハ。
【００８８】
（ｂ）研磨条件
・ヘッド回転数：９０ｒｐｍ
・プラテン回転数：８７ｒｐｍ
・ヘッド荷重：１４０ｇ／ｃｍ２
・化学機械研磨用水系分散体の供給速度：１４０ｍＬ／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。
【００８９】
（ｃ）研磨速度の算出方法
電気伝導式膜厚測定器（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、型式「オムニマップＲＳ７５」）を用いて、研磨処理前後の銅膜の膜厚を測定し、研磨されて減少した膜厚と研磨時間とから研磨速度を算出した。この結果を表１〜表３に示す。
【００９０】
銅膜の研磨速度は、４μｍ／分以上であることが好ましく、この場合には表中の評価の欄に「○」と表記している。さらに、銅膜の研磨速度が８μｍ／分以上であることが特に好ましく、この場合には表中の評価の欄に「◎」と表記している。また、銅膜の研磨速度が４μｍ／分未満である場合には、プリント基板への適用が不可であるとして、表中の評価の欄に「×」と表記している。
【００９１】
４．３．２．パターンウエハの評価
続いて、各化学機械研磨用水系分散体を用いて、銅およびエポキシ樹脂からなるパターンウエハ（プリント基板）を上記研磨条件で研磨した。このパターンウエハは、エポキシ樹脂からなる下地層の表面に溝幅の異なる複数の配線用凹部を形成し、各配線用凹部が完全に埋まるように電解めっき法を用いて銅膜を堆積させることにより作製されたものである。このパターンウエハの溝幅はそれぞれ１２０μｍ、１０μｍである。そして、上記パターンウエハを上記の研磨条件で研磨し、配線用凹部以外の箇所のエポキシ樹脂が完全に露出するまでの研磨時間を「プリント基板加工時間」として求めた。また、溝幅１２０μｍでのディッシング値を下記方法に基づいて求めた。さらに、研磨後の被研磨面における腐食の有無についても評価した。これらの評価結果を表１〜表３に示す。
【００９２】
（ａ）プリント基板加工時間
上述したブランケットウエハの評価では、単純に銅膜の研磨速度しか評価できない。しかしながら、ブランケットウエハにおいて同等の研磨速度を発現する化学機械研磨用水系分散体を用いても、プリント基板の加工時間に差が生じることがある。この「プリント基板加工時間」では、実際の製造工程に近しい研磨時間を評価している。
【００９３】
プリント基板加工時間は、できる限り短いことが望ましいのであるが、１５分以下であることが好ましく、この場合には表中の評価の欄に「○」と表記している。さらに、プリント基板加工時間が６分以下であることが特に好ましく、この場合には表中の評価の欄に「◎」と表記している。また、プリント基板加工時間が１５分を超える場合には、プリント基板への適用が不可であるとして、表中の評価の欄に「×」と表記している。
【００９４】
（ｂ）ディッシングの評価
ディッシング値は、触針式段差計（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、型式「Ｐ−１０」）を用いて評価した。表中の評価項目におけるディッシング値は、パターンウエハ上に形成された１２０μｍ幅のラインについて、上記触針式段差計によって測定された銅配線の窪みの量をディッシング値（μｍ）として記載した。
【００９５】
ディッシング値は、できる限り小さいことが望ましいのであるが、４μｍ以下であることが好ましく、この場合には表中の評価の欄に「○」と表記している。さらに、ディッシング値が２μｍ以下であることが特に好ましく、この場合には表中の評価の欄に「◎」と表記している。また、ディッシング値が４μｍを超える場合には、プリント基板への適用が不可であるとして、表中の評価の欄に「×」と表記している。
【００９６】
（ｃ）腐食の評価
光学顕微鏡（オリンパス株式会社製、型番「ＭＸ−５０」）にて、銅配線部分に腐食が認められるか否かを評価した。この結果を表１〜表３に示す。表中の評価の欄では、視野中に腐食が全く観察されなかった場合を「○」とし、少しでも腐食が観察された場合を「×」と記載した。
【００９７】
【表１】
2015028968.tif 000003
【００９８】
【表２】
2015028968.tif 000004
【００９９】
【表３】
2015028968.tif 000005
【０１００】
なお、表中の成分の略称は、それぞれ以下の成分を表している。
・Ｃ１：上記で調製したコロイダルシリカ水分散体Ｃ１
・Ｃ２：上記で調製したコロイダルシリカ水分散体Ｃ２
・ＤＢＳ−Ａ：ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム
・ＤＢＳ−Ｋ：ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム
・ＡＰＳ：過硫酸アンモニウム
【０１０１】
４．４．評価結果
実施例１〜１９の化学機械研磨用水系分散体を用いた場合には、いずれも銅膜の研磨速度が４μｍ／分以上と十分に高かった。また、実施例１〜１９の化学機械研磨用水系分散体を用いた場合には、プリント基板加工時間も１５分以下とすることができ、ディッシング値も４μｍ以下となり、銅膜上の腐食の発生も抑制できた。以上のことから、本発明に係る化学機械研磨用水系分散体を用いることにより、銅膜を高速かつ平坦に研磨できると共に、銅膜の表面欠陥の発生を抑制できることが示された。
【０１０２】
比較例１〜４の化学機械研磨用水系分散体は、含有比率（ＷＡ／ＷＤ）および含有比率（ＷＥ／ＷＤ）が両者ともに規定の範囲を下回っている。そのためバランスを失し、銅膜の研磨速度が低くなり、またプリント基板加工にも多くの時間を要することが判った。
【０１０３】
比較例５の化学機械研磨用水系分散体は、含有比率（ＷＡ／ＷＤ）および含有比率（ＷＥ／ＷＤ）が両者ともに規定の範囲を超えている。そのためバランスを失し、銅膜の研磨速度が低くなり、またプリント基板加工にも多くの時間を要することが判った。
【０１０４】
比較例６の化学機械研磨用水系分散体は、含有比率（ＷＥ／ＷＤ）が規定の範囲を超えている。そのためバランスを失し、銅膜の研磨速度は十分に高いものの、平坦性が損なわれ、腐食の発生も認められた。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…基板、１２…樹脂膜、１４…配線用凹部、１６…銅膜、４２…スラリー供給ノズル、４４…スラリー、４６…研磨布、４８…ターンテーブル、５０…プリント基板、５２…キャリアーヘッド、５４…水供給ノズル、５６…ドレッサー、１００…被処理体、２００…化学機械研磨装置
【図１】
2015028968.tif 000006
【図２】
2015028968.tif 000007