JPWO2009028256A1 - 化学機械研磨用水系分散体調製用セットおよび化学機械研磨用水系分散体の調製方法 - Google Patents
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Abstract
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、を備えている。さらに、酸化剤を含む、第３の組成物を備えることもできる。
Description
本発明は、化学機械研磨用水系分散体調製用セットおよび化学機械研磨用水系分散体の調製方法に関する。
近年、半導体装置の高集積化、多層配線化に伴い、化学機械研磨による平坦化技術が注目されている。化学機械研磨を行う際に用いられる化学機械研磨用水系分散体（以下、「スラリー」ともいう。）には、通常研磨剤として砥粒が配合されている。砥粒としては、種々提案されているが、例えば、特開２００３−２８９０５５号公報に記載のヒュームドシリカ、コロイダルシリカ、アルミナ、酸化セリウム等の無機粒子；ポリメチルメタクリレート等の有機粒子；それらを物理的または化学的に結合させた有機無機複合粒子等を挙げることができる。
ところで、スラリーには、砥粒だけではなく、その他必要に応じて酸化剤、有機酸、界面活性剤などの様々な成分が配合されている。そのため、従来のスラリーは、長期保存により砥粒の凝集を引き起こすなど、砥粒の分散安定性に問題があった。このように砥粒が凝集し沈降したスラリーは、化学機械研磨の性能を変化させてしまう。例えば、配線部分が過剰に研磨されることにより、「ディッシング」または「エロージョン」と呼ばれる凹部が形成されることがある。また、「スクラッチ」と呼ばれるひっかき傷状の表面欠陥等を生じることもある。このように砥粒が凝集すると、一定品質のスラリーを提供することができない。特に濃縮された状態で化学機械研磨用水系分散体を提供する場合には、このような問題が顕著となり、その改善が求められていた。
また、銅または銅合金などの金属膜を化学機械研磨すると、「コロージョン」と呼ばれる腐食が発生することがある。このコロージョンの発生を抑制するために、一般にスラリーにベンゾトリアゾールなどの防食剤を添加することが行われている。しかしながら、この防食剤の生分解性が低いため、防食剤を含有するスラリー廃液は処理しにくいという問題があった。そこで、防食剤を含有しないスラリーの開発が望まれていた。
本発明の目的は、化学機械研磨による被研磨面の平坦化工程においてディッシング、エロージョン、スクラッチおよびコロージョンなどの表面欠陥が抑えられる化学機械研磨用水系分散体の調製方法、および濃縮状態においても長期保存安定性に優れる化学機械研磨用水系分散体調製用セットを提供することにある。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、を備えている。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、さらに、前記第２の組成物は、界面活性剤を含むことができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、前記界面活性剤は、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およびアセチレンアルコールから選ばれる少なくとも１種であることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、さらに、前記第２の組成物は、酸性化合物を含むことができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、前記酸性化合物は、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選ばれる少なくとも１種であることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、前記コロイダルシリカの平均二次粒子径は、３０ｎｍ〜１００ｎｍであることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、前記ポリ（メタ）アクリル酸塩の重量平均分子量は、５００，０００〜３，０００，０００であることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにおいて、さらに、酸化剤を含む、第３の組成物を備えることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の調製方法は、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、を混合して、ｐＨが８以上１２以下の化学機械研磨用水系分散体を調製するというものである。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体の調製方法において、さらに、酸化剤を含む、第３の組成物を混合して、ｐＨが８以上１２以下の化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。
本発明によれば、第１の組成物と第２の組成物を別々に保管することができるため、第１の組成物に含まれるコロイダルシリカの凝集を防ぐことができる。第１の組成物は、コロイダルシリカの凝集を引き起こす成分を排除し、塩基性化合物を添加することによりｐＨを８〜１０に調整したものである。ｐＨが８〜１０の範囲内にあると、コロイダルシリカと塩基性化合物の反応を抑制することができ、さらに２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの２９Ｓｉに由来するシグナル面積から算出されるシラノール基数を適正値に維持できるなどコロイダルシリカの変質を防ぐことができる。したがって、第１の組成物を濃縮させた状態においてもコロイダルシリカの長期安定性を確保することができる。
一方、第２の組成物は、ポリ（メタ）アクリル酸塩を含んでおり、塩基性化合物を添加することによりｐＨを１１〜１３．５に調整したものである。第２の組成物のｐＨが１１〜１３．５の範囲内にあると、第１の組成物と第２の組成物とを混合して、ｐＨ８〜１２の化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。こうして得られた化学機械研磨用水系分散体は、塩基性を示すため、金属膜のコロージョンの発生を抑制することができ、ベンゾトリアゾールのような防食剤を添加する必要がない。また、コロイダルシリカの凝集や変質が少ないため、被研磨面の平坦化工程においてディッシング、エロージョンないしスクラッチをはじめとした表面欠陥を抑制することができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、を備えている。
以下、本発明に好適な実施形態について、詳細に説明する。
１．第１の組成物
本実施形態に係る第１の組成物は、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含む。第１の組成物の液性は、コロイダルシリカの分散安定性を確保する観点から、ｐＨ８〜１０の弱塩基性に調整する。以下、各成分について詳細に説明する。
本実施形態に係る第１の組成物は、コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含む。第１の組成物の液性は、コロイダルシリカの分散安定性を確保する観点から、ｐＨ８〜１０の弱塩基性に調整する。以下、各成分について詳細に説明する。
１．１ コロイダルシリカ
第１の組成物に用いられるコロイダルシリカとして、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を挙げることができる。
第１の組成物に用いられるコロイダルシリカとして、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を挙げることができる。
上記コロイダルシリカの平均一次粒子径は、好ましくは２０〜４０ｎｍであり、より好ましくは２５〜３５ｎｍである。また、上記コロイダルシリカの平均二次粒子径は、好ましくは３０〜１００ｎｍであり、より好ましくは４０〜８０ｎｍである。上記範囲内の平均粒子径を有するコロイダルシリカを用いると、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。
コロイダルシリカの平均一次粒子径は、例えば、透過型電子顕微鏡ＩＨ−７６５０（株式会社日立製作所製）により観察した非会合コロイダルシリカ粒子を約５０個ランダムに抽出して各々の粒子径を求め、その平均値で表すことができる。
コロイダルシリカの平均二次粒子径は、例えば、動的光散乱式ＬＢ５５０（株式会社堀場製作所製）により、動的光散乱法を用いて測定することができる。この平均二次粒子径は、一次粒子が凝集して形成された二次粒子の粒子径を示している。コロイダルシリカは、被研磨面に対して機械的研磨作用を及ぼす際に、通常二次粒子を形成している。
第１の組成物に含有されるコロイダルシリカのシラノール基数は、２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルのシグナル面積から算出される。
前記第１の組成物に含有されるコロイダルシリカの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルは、シリカ粒子を含有する化学機械研磨用水系分散体、あるいは化学機械研磨用水系分散体から遠心分離や限外濾過などの公知の方法により回収されたシリカ粒子成分、シリカ粒子の分散体、シリカ粒子を公知の方法を用いて測定することにより得ることができる。このようにして得られた２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルの２９Ｓｉに由来するシグナル面積から、下記式（１）の計算式によりシラノール基数を算出することができる。
前記第１の組成物に含有されるコロイダルシリカの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルをピーク分離処理によってピーク分離し、テトラメチルシランのシリコン原子を０ｐｐｍとした場合のケミカルシフトが約−８４ｐｐｍのピークをＱ１と判断し、そのシグナル面積をａ１、約−９２ｐｐｍのピークをＱ２と判断し、そのシグナル面積をａ２、約−１０１ｐｐｍのピークをＱ３と判断し、そのシグナル面積をａ３、約−１１１ｐｐｍのピークをＱ４と判断し、そのシグナル面積をａ４とする。
一般的にＱ１は酸素原子に隣接するシリコン原子の配位数が１のシリコン原子に由来すると考えられており、組成式としてＳｉＯ１／２（ＯＨ）３と表現でき、その式量は８７．１１ｇ／ｍｏｌである。Ｑ２は酸素原子に隣接するシリコン原子の配位数が２のシリコン原子に由来すると考えられており、組成式としてＳｉＯ（ＯＨ）２と表現でき、その式量は７８．１０ｇ／ｍｏｌである。Ｑ３は酸素原子に隣接するシリコン原子の配位数が３のシリコン原子に由来すると考えられており、組成式としてＳｉＯ３／２（ＯＨ）と表現でき、その式量は６９．０９ｇ／ｍｏｌである。Ｑ４は酸素原子に隣接するシリコン原子の配位数が４のシリコン原子に由来すると考えられており、組成式としてＳｉＯ２と表現でき、その式量は６０．０８ｇ／ｍｏｌである。
シリコン原子の配位数と、前記シグナル面積ａ１、ａ２、ａ３、ａ４およびＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４成分の式量から、シリカ粒子に含まれるシラノール基数は下記一般式（１）にしたがって算出することができる。
ここで、ＮＡはアボガドロ数：６．０２２×１０２３を表す。
上記コロイダルシリカのシラノール基数は、好ましくは３．０×１０２３個／ｇ以上４．０×１０２３個／ｇ以下であり、より好ましくは３．６×１０２３個／ｇ以上３．８×１０２３個／ｇ以下である。２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルのシグナル面積から算出されるシラノール基数が上記範囲内である場合、シリカ粒子が緻密であるためにシリカ粒子の強度が向上し、十分な研磨速度が得られる。さらに、適度な量のシラノール基が水系分散媒と相互作用することで安定化され、シリカ粒子が化学機械研磨用水系分散体中で安定的に分散することが可能となり、研磨の際に欠陥の原因となる凝集が発生しない。シラノール基量が上記範囲を超えると、シリカ粒子の緻密度が不十分で変質している場合があり、十分な研磨速度が得られず、スクラッチなどの欠陥が発生するため好ましくない。一方、シラノール基数が上記範囲未満である場合、シリカ粒子の化学機械研磨用水系分散体中での安定性に劣り、粒子の凝集が発生し、研磨の際に被研磨物にスクラッチなどの欠陥が発生するため好ましくない。
なお、後述するように、第１の組成物には塩基性化合物を添加する必要がある。この塩基性化合物とコロイダルシリカの表面に突出しているシラノール基は、イオン交換作用または水素結合作用といった相互作用を及ぼすことが知られている。これにより、コロイダルシリカの変質が起こることがあり、スクラッチをはじめとする被研磨面の表面欠陥を助長してしまうことがある。コロイダルシリカのシラノール基数が上記範囲内にあると、上記の相互作用を小さくすることができ、コロイダルシリカの変質を抑制することができる。
第１の組成物に用いられるコロイダルシリカの添加量は、第１の組成物の質量に対して好ましくは２〜３０質量％であり、より好ましくは１０〜２０質量％である。コロイダルシリカの添加量が２質量％未満であると、十分な研磨速度を有する化学機械研磨用水系分散体を得ることができず実用的ではない。一方、コロイダルシリカの添加量が２０質量％を超えると、第１の組成物においてコロイダルシリカの凝集体を形成しやすくなり、被研磨面のスクラッチなどの表面欠陥が発生することがある。
１．２ 塩基性化合物
第１の組成物に用いられる塩基性化合物は、第１の組成物の液性を弱塩基性（ｐＨ８〜１０）に保つために必要な成分である。
第１の組成物に用いられる塩基性化合物は、第１の組成物の液性を弱塩基性（ｐＨ８〜１０）に保つために必要な成分である。
第１の組成物に用いられる塩基性化合物としては、有機塩基または無機塩基を挙げることができる。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。無機塩基としては、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等を挙げることができる。これらの塩基性化合物の中では、無機塩基のアンモニアまたは水酸化カリウムが好ましく、水酸化カリウムが特に好ましい。
第１の組成物に用いられる塩基性化合物の添加量は、第１の組成物の液性を塩基性（ｐＨ８〜１１）に保つために必要な量を添加すればよく、特に規定されない。
１．３ 分散媒
分散媒としては、例えば、水、水およびアルコールの混合媒体、水および水と相溶性の有機溶媒を含む混合媒体等が挙げられる。これらのうち、水または水およびアルコールの混合媒体を用いることが好ましく、水を用いることが特に好ましい。
分散媒としては、例えば、水、水およびアルコールの混合媒体、水および水と相溶性の有機溶媒を含む混合媒体等が挙げられる。これらのうち、水または水およびアルコールの混合媒体を用いることが好ましく、水を用いることが特に好ましい。
１．４ ｐＨ
第１の組成物のｐＨは、好ましくは８〜１０であり、より好ましくは８．５〜９である。ｐＨが８未満であると、第２の組成物と混合した際にｐＨが安定せず、研磨性能に支障をきたすことがある。ｐＨが１０を超えると、第１の組成物に含有されるコロイダルシリカの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルのシグナル面積から算出されるシラノール基数が増加するなどコロイダルシリカが変質することがあり、本来の機能を発揮できない場合がある。
第１の組成物のｐＨは、好ましくは８〜１０であり、より好ましくは８．５〜９である。ｐＨが８未満であると、第２の組成物と混合した際にｐＨが安定せず、研磨性能に支障をきたすことがある。ｐＨが１０を超えると、第１の組成物に含有されるコロイダルシリカの２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトルのシグナル面積から算出されるシラノール基数が増加するなどコロイダルシリカが変質することがあり、本来の機能を発揮できない場合がある。
２．第２の組成物
本実施形態に係る第２の組成物は、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含む。第２の組成物の液性は、第１の組成物と第２の組成物とを混合した化学機械研磨用水系分散体の液性を塩基性に保つ観点から、ｐＨ１１〜１３．５の塩基性に調整する。以下、各成分について詳細に説明する。
本実施形態に係る第２の組成物は、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含む。第２の組成物の液性は、第１の組成物と第２の組成物とを混合した化学機械研磨用水系分散体の液性を塩基性に保つ観点から、ｐＨ１１〜１３．５の塩基性に調整する。以下、各成分について詳細に説明する。
２．１ ポリ（メタ）アクリル酸塩
第２の組成物にポリ（メタ）アクリル酸塩を添加することにより、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。
第２の組成物にポリ（メタ）アクリル酸塩を添加することにより、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。
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、ナトリウムイオン等を挙げることができる。これらのうち、ポリ（メタ）アクリル酸アンモニウム、ポリ（メタ）アクリル酸カリウムを特に好ましく用いることができる。
ポリ（メタ）アクリル酸塩の重量平均分子量は、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、好ましくは５００，０００〜３，０００，０００であり、より好ましくは１，０００，０００〜２，０００，０００である。この範囲の重量平均分子量とすることにより、さらに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。重量平均分子量が５００，０００未満であると、例えば、ＰＥＴＥＯＳ膜などの絶縁膜に対する研磨速度が著しく低下し、被研磨面の平坦化を達成することが困難となる。一方、３，０００，０００を超えると、絶縁膜に対する研磨速度は十分であるが、分子量が大きすぎるため製造上ろ過することが困難となり実用的ではない。
ポリ（メタ）アクリル酸塩の添加量は、第２の組成物の質量に対して好ましくは０．１〜５質量％であり、より好ましくは０．５〜３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。
例えば、ポリ（メタ）アクリル酸塩がポリ（メタ）アクリル酸アンモニウムであって、その重量平均分子量が１，０００，０００〜２，０００，０００の範囲内にあり、添加量が第２の組成物の重量に対して０．５〜３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できる化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。
２．２ 塩基性化合物
第２の組成物に用いられる塩基性化合物は、第２の組成物の液性を塩基性（ｐＨ１１〜１３．５）に保つために必要な成分である。
第２の組成物に用いられる塩基性化合物は、第２の組成物の液性を塩基性（ｐＨ１１〜１３．５）に保つために必要な成分である。
第２の組成物に用いられる塩基性化合物としては、第１の組成物と同様に有機塩基または無機塩基を挙げることができる。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。無機塩基としては、アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等を挙げることができる。これらの塩基性化合物の中では、無機塩基のアンモニアまたは水酸化カリウムが好ましく、水酸化カリウムが特に好ましい。
第２の組成物に含まれる塩基性化合物は、第１の組成物に含まれる塩基性化合物と同じものを用いることが好ましい。同じ塩基性化合物を用いることにより、第１の組成物と第２の組成物とを混合して化学機械研磨用水系分散体を調製する際に、コロイダルシリカの凝集体の発生を極力抑えることができる。
第２の組成物に用いられる塩基性化合物の添加量は、第２の組成物の液性を塩基性（ｐＨ１１〜１３．５）に保つために必要な量を添加すればよく、特に規定されない。
２．３ 分散媒
分散媒としては、例えば、水、水およびアルコールの混合媒体、水および水と相溶性の有機溶媒を含む混合媒体等が挙げられる。これらのうち、水または水およびアルコールの混合媒体を用いることが好ましく、水を用いることが特に好ましい。
分散媒としては、例えば、水、水およびアルコールの混合媒体、水および水と相溶性の有機溶媒を含む混合媒体等が挙げられる。これらのうち、水または水およびアルコールの混合媒体を用いることが好ましく、水を用いることが特に好ましい。
２．４ その他の添加剤
第２の組成物には、上記成分のほかに界面活性剤、酸性化合物等を添加することができる。
第２の組成物には、上記成分のほかに界面活性剤、酸性化合物等を添加することができる。
２．４．１ 界面活性剤
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を用いることができる。これらのうち、好ましくはアニオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤を用いることができ、より好ましくは非イオン性界面活性剤を用いることができる。
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を用いることができる。これらのうち、好ましくはアニオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤を用いることができ、より好ましくは非イオン性界面活性剤を用いることができる。
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を挙げることができる。これらのうち、分子内に三重結合を有する化合物であることが好ましく、例えば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を挙げることができる。
アニオン性界面活性剤としては、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、含フッ素系界面活性剤など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る。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などを挙げることができる。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る。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等を挙げることができる。含フッ素系界面活性剤としてはパーフルオロアルキル化合物等を挙げることができる。これらのアニオン性界面活性剤の中では、含フッ素系界面活性剤が特に好ましい。
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。
界面活性剤の添加量は、第２の組成物の質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％であり、特に好ましくは０．１〜１質量％である。界面活性剤の添加量が上記範囲内にあると、適度な研磨速度と良好な被研磨面との両立を達成することができる。
２．４．２ 酸性化合物
酸性化合物としては、炭素数４以上の有機酸を用いることが好ましい。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であることがより好ましい。
酸性化合物としては、炭素数４以上の有機酸を用いることが好ましい。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であることがより好ましい。
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などが好ましい。上記炭素数４以上の脂肪族多価カルボン酸として、例えば、マレイン酸、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸などの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としては、例えば、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸など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など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、キノリン酸が特に好ましい。
上記酸性化合物の添加量は、第２の組成物の質量に対して、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。この範囲内の添加量であれば、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。
第２の組成物において、酸性化合物がキノリンカルボン酸、キノリン酸、２価の有機酸（但しキノリン酸を除く。）、およびヒドロキシル酸から選ばれる少なくとも１種であり、その添加量が０．０５〜２質量％であることがより好ましい。これにより、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。また、酸性化合物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選ばれる少なくとも１種であり、その添加量が０．０５〜２質量％であることが特に好ましい。これにより、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。これらの酸性化合物は、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。
２．５ ｐＨ
第２の組成物のｐＨは、好ましくは１１以上１３．５以下であり、より好ましくは１２以上１３．５以下であり、特に好ましくは１２．５以上１３．５以下である。第２の組成物のｐＨが１１未満であると、第１の組成物と第２の組成物とを混合した際に中和反応が起こり、その際に発生した中和熱によりコロイダルシリカが不安定となり凝集することがある。第２の組成物のｐＨが１３．５を超えると、第１の組成物と第２の組成物とを混合した際にコロイダルシリカが不安定となり凝集することがある。いずれにしても、上記ｐＨの範囲を外れると、第１の組成物と第２の組成物とを混合して得られる化学機械研磨用水系分散体中にコロイダルシリカの凝集体が発生することがある。これは、被研磨面のスクラッチなどの表面欠陥を引き起こす原因となるので好ましくない。
第２の組成物のｐＨは、好ましくは１１以上１３．５以下であり、より好ましくは１２以上１３．５以下であり、特に好ましくは１２．５以上１３．５以下である。第２の組成物のｐＨが１１未満であると、第１の組成物と第２の組成物とを混合した際に中和反応が起こり、その際に発生した中和熱によりコロイダルシリカが不安定となり凝集することがある。第２の組成物のｐＨが１３．５を超えると、第１の組成物と第２の組成物とを混合した際にコロイダルシリカが不安定となり凝集することがある。いずれにしても、上記ｐＨの範囲を外れると、第１の組成物と第２の組成物とを混合して得られる化学機械研磨用水系分散体中にコロイダルシリカの凝集体が発生することがある。これは、被研磨面のスクラッチなどの表面欠陥を引き起こす原因となるので好ましくない。
３．その他の添加剤
３．１ 酸化剤
第１の組成物または第２の組成物には、さらに酸化剤を添加することができる。例えば、被研磨面が銅膜である場合、銅は展性や延性に富む金属であるため、銅膜は研磨しずらい。そこで、酸化剤により銅膜の表面を酸化させて、比較的脆い酸化銅の膜を形成することにより研磨速度を上げることができる。
３．１ 酸化剤
第１の組成物または第２の組成物には、さらに酸化剤を添加することができる。例えば、被研磨面が銅膜である場合、銅は展性や延性に富む金属であるため、銅膜は研磨しずらい。そこで、酸化剤により銅膜の表面を酸化させて、比較的脆い酸化銅の膜を形成することにより研磨速度を上げることができる。
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、硫酸等を挙げることができる。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等を挙げることができる。多価金属塩としては、過マンガン酸化合物、重クロム酸化合物等を挙げることができ、具体的には、過マンガン酸化合物としては、過マンガン酸カリウム等を挙げることができ、重クロム酸化合物としては、重クロム酸カリウム等を挙げることができる。
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。
酸化剤の添加量は、第１の組成物の質量に対して、好ましくは０．１〜１０質量％であり、より好ましくは０．５〜５質量％である。第２の組成物の質量に対して好ましくは０．１〜１０質量％であり、より好ましくは０．５〜５質量％である。この範囲の添加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。
本実施形態に係る第１の組成物または第２の組成物に酸化剤を直接添加するのではなく、さらに酸化剤を含む第３の組成物を別に用意して、化学機械研磨用水系分散体調製用セットとして使用することもできる。第１の組成物または第２の組成物に添加する成分によっては、酸化剤の機能を劣化させることがある。このような場合、酸化剤を含む第３の組成物を別のキットとして用意しておけば、酸化剤の機能の劣化を防ぐことができる。
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させる機能または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。酸化剤が過酸化水素である場合、その添加量が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。
３．２ 防食剤
第１の組成物または第２の組成物には、防食剤を添加する必要はない。すなわち、第１の組成物のｐＨを８〜１０に、第２の組成物のｐＨを１１〜１３．５に制御しておけば、第１の組成物と第２の組成物とを混合してなる化学機械研磨用水系分散体の液性を塩基性（ｐＨ８〜１２）に保つことができる。これにより、被研磨面のコロージョンの発生を抑制することができるため、第１の組成物や第２の組成物にベンゾトリアゾールやその誘導体などの防食剤を添加する必要がない。
第１の組成物または第２の組成物には、防食剤を添加する必要はない。すなわち、第１の組成物のｐＨを８〜１０に、第２の組成物のｐＨを１１〜１３．５に制御しておけば、第１の組成物と第２の組成物とを混合してなる化学機械研磨用水系分散体の液性を塩基性（ｐＨ８〜１２）に保つことができる。これにより、被研磨面のコロージョンの発生を抑制することができるため、第１の組成物や第２の組成物にベンゾトリアゾールやその誘導体などの防食剤を添加する必要がない。
４．化学機械研磨用水系分散体の調製方法
上記第１の組成物および上記第２の組成物、必要に応じて上記第３の組成物や純水を混合することにより、化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。各組成物の混合量は、混合することにより得られる化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して各組成物中に含まれる各成分が所望の濃度となるように決定される。
上記第１の組成物および上記第２の組成物、必要に応じて上記第３の組成物や純水を混合することにより、化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。各組成物の混合量は、混合することにより得られる化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して各組成物中に含まれる各成分が所望の濃度となるように決定される。
具体的には、混合することにより得られる化学機械研磨用水系分散体の全質量に対して、コロイダルシリカの含有量；０．０１〜１０質量％、ポリ（メタ）アクリル酸塩の含有量；０．００１〜２質量％、界面活性剤の含有量；０．００１〜２質量％、酸性化合物の含有量；０．０１〜５質量％、酸化剤の含有量；０．００５〜５質量％となるように上記第１の組成物、上記第２の組成物、上記第３の組成物、純水の混合量を決定すればよい。
５．化学機械研磨方法
５．１ 化学機械研磨装置
図１は、化学機械研磨装置の概略図を示している。図１に示すように、化学機械研磨装置１００は、スラリー供給ノズル１２から化学機械研磨用水系分散体（スラリー１６）を供給し、かつ研磨布１８が貼付されたターンテーブル２０を回転させながら、半導体基板１０を保持したトップリング２２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１４およびドレッサー２４も併せて示してある。
５．１ 化学機械研磨装置
図１は、化学機械研磨装置の概略図を示している。図１に示すように、化学機械研磨装置１００は、スラリー供給ノズル１２から化学機械研磨用水系分散体（スラリー１６）を供給し、かつ研磨布１８が貼付されたターンテーブル２０を回転させながら、半導体基板１０を保持したトップリング２２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１４およびドレッサー２４も併せて示してある。
トップリング２２の研磨荷重は、１０〜１，０００ｇｆ／ｃｍ2（０．９８〜９８ｋＰａ）の範囲内で選択することができ、好ましくは３０〜５００ｇｆ／ｃｍ2（２．９４〜４９ｋＰａ）である。また、ターンテーブル２０およびトップリング２２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１２から供給されるスラリー１６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。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットにより得られる化学機械研磨用水系分散体を用いて被研磨面の化学機械研磨を実施する際には、市販の化学機械研磨装置、具体的には、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」等を用いて所定の研磨条件で研磨することができる。
５．２ 化学機械研磨用水系分散体の調製方法
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、それを構成する第１の組成物と第２の組成物、さらに必要に応じて酸化剤を含む第３の組成物とを混合することにより、化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。かかる混合方法として、以下の態様を採ることができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、それを構成する第１の組成物と第２の組成物、さらに必要に応じて酸化剤を含む第３の組成物とを混合することにより、化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。かかる混合方法として、以下の態様を採ることができる。
（１）第１の組成物および第２の組成物、さらに必要に応じて酸化剤を含む第３の組成物をあらかじめ混合し、化学機械研磨用水系分散体を調製しておく。この化学機械研磨用水系分散体をスラリー供給ノズル１２から上記の流量でターンテーブル２０上へ供給することができる。
（２）第１の組成物または第２の組成物のいずれか一方と、酸化剤を含む第３の組成物をあらかじめ混合し、それぞれの組成物を個別にスラリー供給ノズル１２からターンテーブル２０上へ供給し、ターンテーブル上でそれらを混合することができる。
（３）第１の組成物、第２の組成物、酸化剤を含む第３の組成物をそれぞれ個別にスラリー供給ノズル１２からターンテーブル２０上へ供給し、ターンテーブル上でそれらを混合することができる。
ここでいう「組成物をあらかじめ混合する」とは、ターンテーブル２０上に組成物を個別に供給しターンテーブル２０上において研磨しながら混合する方法以外の混合方法を意味し、例えば、調合タンク内混合、供給ライン中混合等を挙げることができる。また、分散媒はあらかじめ各組成物と混合される。
上記の（１）ないし（３）の混合方法により調製された化学機械研磨用水系分散体のｐＨは、好ましくは８〜１２であり、より好ましくは８〜１０である。ｐＨが上記範囲内にあると、金属膜におけるコロージョンの発生を抑制することができ、金属膜、バリアメタル膜および絶縁膜のいずれの膜についても良好な研磨性能を有することができる。
５．３ 化学機械研磨方法
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、半導体装置を製造する広範囲な化学機械研磨工程に適用することができるが、特に銅を配線材料とするダマシン配線形成工程に好適に使用できる。銅を配線材料とするダマシン配線形成工程は、配線となるべき部分に溝を形成した絶縁膜(溝部を含む。)にバリアメタル膜を形成した後、配線材料である銅を堆積させ、余剰の銅を除去する工程（第１研磨処理工程）および溝部以外のバリアメタル膜を除去する工程（第２研磨処理工程）、さらに絶縁膜部分を若干研磨する工程（第３研磨処理工程）を経ることにより平坦なダマシン配線を得るものである。本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、上記第１ないし第３研磨処理工程のいずれの工程においても適用することができる。
本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、半導体装置を製造する広範囲な化学機械研磨工程に適用することができるが、特に銅を配線材料とするダマシン配線形成工程に好適に使用できる。銅を配線材料とするダマシン配線形成工程は、配線となるべき部分に溝を形成した絶縁膜(溝部を含む。)にバリアメタル膜を形成した後、配線材料である銅を堆積させ、余剰の銅を除去する工程（第１研磨処理工程）および溝部以外のバリアメタル膜を除去する工程（第２研磨処理工程）、さらに絶縁膜部分を若干研磨する工程（第３研磨処理工程）を経ることにより平坦なダマシン配線を得るものである。本発明に係る化学機械研磨用水系分散体調製用セットは、上記第１ないし第３研磨処理工程のいずれの工程においても適用することができる。
なお、上記「銅」とは、純銅の他、銅とアルミニウム、シリコン等との合金であって、銅の含有量が９５質量％以上のものをも含む概念である。
また、上記「バリアメタル」とは、例えば、タンタル、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、窒化タングステン等から構成されるものをいう。
６．実施例
６．１ コロイダルシリカ粒子を含む水系分散体の調製
（ａ）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で撹拌しながら８０℃に昇温した。温度を８０℃に維持しながら撹拌を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。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。
６．１ コロイダルシリカ粒子を含む水系分散体の調製
（ａ）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で撹拌しながら８０℃に昇温した。温度を８０℃に維持しながら撹拌を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。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。
この水系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。
（ｂ）コロイダルシリカ粒子Ｃ２を含む水分散体の調製
濃度２５質量％のアンモニア水６５質量部、イオン交換水４０質量部、エタノール１７５質量部およびテトラエトキシシラン２５質量部を、フラスコに仕込み、回転速度１８０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温した。温度を８０℃に維持しながら撹拌を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。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Ｃ２を２０質量％含む水分散体を調製した。
濃度２５質量％のアンモニア水６５質量部、イオン交換水４０質量部、エタノール１７５質量部およびテトラエトキシシラン２５質量部を、フラスコに仕込み、回転速度１８０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温した。温度を８０℃に維持しながら撹拌を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。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Ｃ２を２０質量％含む水分散体を調製した。
この水系分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子Ｃ２の平均一次粒子径は３５ｎｍであり、平均二次粒子径は７０ｎｍであり、平均会合度は２．０であった。
（ｃ）コロイダルシリカ粒子の平均一次粒子径および平均二次粒子径の測定方法
上記コロイダルシリカ粒子Ｃ１およびＣ２の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（（株）日立製作所製、型式「Ｈ−７５００」）を用いて測定した。また、平均二次粒子径は、動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所（株）製、型式「ＬＢ５５０」）を用いて測定した。
上記コロイダルシリカ粒子Ｃ１およびＣ２の平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（（株）日立製作所製、型式「Ｈ−７５００」）を用いて測定した。また、平均二次粒子径は、動的光散乱式粒径分布測定装置（堀場製作所（株）製、型式「ＬＢ５５０」）を用いて測定した。
なお、上記方法により得られたコロイダルシリカ粒子Ｃ１〜Ｃ２の特徴を表１にまとめた。
６．２ ポリアクリル酸塩を含む水溶液の調製
（ａ）ポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液の調製
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０．４ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，５００，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、１０質量％水酸化カリウム水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ１（重量平均分子量（Ｍｗ）１，５００，０００のポリアクリル酸カリウム）を含有するｐＨ７．５の水溶液を調製した。
（ａ）ポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液の調製
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０．４ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，５００，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、１０質量％水酸化カリウム水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ１（重量平均分子量（Ｍｗ）１，５００，０００のポリアクリル酸カリウム）を含有するｐＨ７．５の水溶液を調製した。
（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製
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０．６ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，３００，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、１０質量％水酸化カリウム水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ２（重量平均分子量（Ｍｗ）１，３００，０００のポリアクリル酸カリウム）を含有するｐＨ７．５の水溶液を調製した。
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０．６ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，３００，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、１０質量％水酸化カリウム水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ２（重量平均分子量（Ｍｗ）１，３００，０００のポリアクリル酸カリウム）を含有するｐＨ７．５の水溶液を調製した。
（ｃ）ポリアクリル酸塩Ｐ３を含む水溶液の調製
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０．８ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，０５０，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、２５質量％アンモニア水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ３（重量平均分子量（Ｍｗ）１，０５０，０００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。
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０．８ｇ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、さらに２時間還流下で保持することにより、重量平均分子量（Ｍｗ）１，０５０，０００のポリアクリル酸を含む水溶液を得た。これに、２５質量％アンモニア水溶液を徐々に加えて溶液を中和することにより、１０質量％のポリアクリル酸塩Ｐ３（重量平均分子量（Ｍｗ）１，０５０，０００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。
（ｄ）ポリアクリル酸塩の重量平均分子量の測定方法
重量平均分子量（ポリエチレングリコール換算分子量）および分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（装置名；ウォーターズ社製「ＬＣモジュール−１」，検出器；ウォーターズ社製「４１０型示差屈折率計」）により測定した。カラムは、東ソー株式会社製「ＴＳＫα−Ｍ」を使用した。溶離液は、ＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル混合液を使用した。
重量平均分子量（ポリエチレングリコール換算分子量）および分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（装置名；ウォーターズ社製「ＬＣモジュール−１」，検出器；ウォーターズ社製「４１０型示差屈折率計」）により測定した。カラムは、東ソー株式会社製「ＴＳＫα−Ｍ」を使用した。溶離液は、ＮａＣｌ水溶液／アセトニトリル混合液を使用した。
なお、上記方法により得られたポリアクリル酸塩Ｐ１〜Ｐ３の特徴を表２にまとめた。
６．３ 化学機械研磨試験
６．３．１ 研磨速度の評価
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。
６．３．１ 研磨速度の評価
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。
（ａ）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１５，０００オングストローム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２，０００オングストローム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２，０００オングストロームの窒化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１０，０００オングストロームのＰＥＴＥＯＳ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１０，０００オングストロームの低誘電率絶縁膜（アプライド マテリアルズ社製、商品名「ブラックダイアモンド」）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１５，０００オングストローム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２，０００オングストローム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２，０００オングストロームの窒化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１０，０００オングストロームのＰＥＴＥＯＳ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１０，０００オングストロームの低誘電率絶縁膜（アプライド マテリアルズ社製、商品名「ブラックダイアモンド」）が設けられたもの。
（ｂ）研磨条件
・ヘッド回転数：８０ｒｐｍ
・プラテン回転数：８５ｒｐｍ
・ヘッド荷重：１５０ｇｆ／ｃｍ２
・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。
・ヘッド回転数：８０ｒｐｍ
・プラテン回転数：８５ｒｐｍ
・ヘッド荷重：１５０ｇｆ／ｃｍ２
・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。
６．３．２ 研磨速度の算出
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および研磨時間から研磨速度を算出した。
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および研磨時間から研磨速度を算出した。
ＰＥＴＥＯＳ膜および低誘電率絶縁膜については、光干渉式膜厚測定器（ナノメトリクス・ジャパン（株）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。
６．３．３ スクラッチの評価
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、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。以下の実施例では、この数値に「個／２００領域」という単位を付して記す。
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、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。以下の実施例では、この数値に「個／２００領域」という単位を付して記す。
６．３．４ コロージョンの評価
１ｃｍ×１ｃｍの銅の領域について、欠陥検査装置（ＫＬＡテンコール（株）製、形式「２３５１」）を使用して１０ｎｍ２〜１００ｎｍ２の大きさの欠陥数を評価した。表７において、○はコロージョンの数が０〜１０個であり最も好ましい状態である。△は１１個〜１００個でありやや好ましい状態である。×は１０１個以上のコロージョンが存在する状態であり、研磨性能不良と判断される。
１ｃｍ×１ｃｍの銅の領域について、欠陥検査装置（ＫＬＡテンコール（株）製、形式「２３５１」）を使用して１０ｎｍ２〜１００ｎｍ２の大きさの欠陥数を評価した。表７において、○はコロージョンの数が０〜１０個であり最も好ましい状態である。△は１１個〜１００個でありやや好ましい状態である。×は１０１個以上のコロージョンが存在する状態であり、研磨性能不良と判断される。
６．３．５ 平均二次粒子径の評価
水系分散体中のコロイダルシリカの平均二次粒子径は、レーザー散乱回折型測定装置（大塚電子株式会社製、形式「ＬＰＡ６１０」）を用いて測定した。
水系分散体中のコロイダルシリカの平均二次粒子径は、レーザー散乱回折型測定装置（大塚電子株式会社製、形式「ＬＰＡ６１０」）を用いて測定した。
６．３．６ コロイダルシリカ中のシラノール基の定量方法
第１の組成物に含まれるコロイダルシリカを真空乾燥機で２日間乾燥させた。乾燥したコロイダルシリカを乳鉢にて十分に粉砕した。粉砕したコロイダルシリカを固体測定用核磁気共鳴分光計（ブルカー社製、形式「ＡＶＡＮＣＥ３００」）によりＤＤ−ＭＡＳ法で２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定を行い、ピーク分離ソフトＷｉｎＦｉｔを用いてピーク分離し、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４状態のシリコンのシグナル面積比を求めて、上記一般式（１）に基づいてシラノール基数を算出した。
第１の組成物に含まれるコロイダルシリカを真空乾燥機で２日間乾燥させた。乾燥したコロイダルシリカを乳鉢にて十分に粉砕した。粉砕したコロイダルシリカを固体測定用核磁気共鳴分光計（ブルカー社製、形式「ＡＶＡＮＣＥ３００」）によりＤＤ−ＭＡＳ法で２９Ｓｉ−ＮＭＲスペクトル測定を行い、ピーク分離ソフトＷｉｎＦｉｔを用いてピーク分離し、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４状態のシリコンのシグナル面積比を求めて、上記一般式（１）に基づいてシラノール基数を算出した。
６．４ 実施例１および比較例１
６．４．１ 実施例１
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．８に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ａ）を得た。なお、第１の組成物（Ａ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。
６．４．１ 実施例１
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．８に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ａ）を得た。なお、第１の組成物（Ａ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｂ）を得た。実施例１に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｂ）を得た。実施例１に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調製直後の水系分散体（Ａ）および調製直後の水溶液（Ｂ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｂ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）のｐＨは、８．９であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表４に示す。
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｂ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）のｐＨは、８．９であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表４に示す。
（ｄ）調製から半年経過後の水系分散体（Ａ）および調製から半年経過後の水溶液（Ｂ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
水系分散体（Ａ）および水溶液（Ｂ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）のｐＨは、８．８であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｂ）のｐＨは、１２．５であった。
水系分散体（Ａ）および水溶液（Ｂ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）のｐＨは、８．８であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｂ）のｐＨは、１２．５であった。
この半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）および半年間静置保存後の水溶液（Ｂ）を用いて、上記「６．４．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ａ）および水溶液（Ｂ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表４に示す。
この結果より、半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｂ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体は、調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｂ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と同等の研磨性能を有することが分かった。
６．４．２ 比較例１
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｂ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）は、コロイダルシリカＣ１の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径を測定したところ、約１６０ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）のｐＨは、８．６であった。
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｂ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）は、コロイダルシリカＣ１の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径を測定したところ、約１６０ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）のｐＨは、８．６であった。
この半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）を用いて、上記「６．４．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ａ）および水溶液（Ｂ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表４に示す。
この結果より、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）は、半年間静置保存後の水系分散体（Ａ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｂ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と比べて、明らかなスクラッチ数の増加が認められた。これは、半年間静置保存により化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）に含まれるコロイダルシリカＣ１の凝集体が形成されたことによるものである。
６．５ 実施例２および比較例２
６．５．１ 実施例２
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ｂ）コロイダルシリカ粒子Ｃ２を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカＣ２を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｃ）を得た。なお、第１の組成物（Ｃ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７８ｎｍであった。
６．５．１ 実施例２
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ｂ）コロイダルシリカ粒子Ｃ２を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカＣ２を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｃ）を得た。なお、第１の組成物（Ｃ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７８ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および２．４質量％に相当する量のマレイン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．１２質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ａ）ポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、１．８質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１３．０に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｄ）を得た。実施例２に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および２．４質量％に相当する量のマレイン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．１２質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ａ）ポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ１を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、１．８質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１３．０に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｄ）を得た。実施例２に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｃ）および調製直後の水溶液（Ｄ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ｃ）と調製直後の水溶液（Ｄ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．５質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）のｐＨは、９．３であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表５に示す。
調製直後の水系分散体（Ｃ）と調製直後の水溶液（Ｄ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．５質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）のｐＨは、９．３であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表５に示す。
（ｄ）調製から半年経過後の水系分散体（Ｃ）および調製から半年経過後の水溶液（Ｄ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
水系分散体（Ｃ）および水溶液（Ｄ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は８６ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）のｐＨは、８．５であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｄ）のｐＨは、１３．０であった。
水系分散体（Ｃ）および水溶液（Ｄ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は８６ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）のｐＨは、８．５であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｄ）のｐＨは、１３．０であった。
この半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）および半年間静置保存後の水溶液（Ｄ）を用いて、上記「６．５．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｃ）および水溶液（Ｄ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表５に示す。
この結果より、半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｄ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体は、調製直後の水系分散体（Ｃ）と調製直後の水溶液（Ｄ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と同等の研磨性能を有することが分かった。
６．５．２ 比較例２
調製直後の水系分散体（Ｃ）と調製直後の水溶液（Ｄ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）は、コロイダルシリカＣ２の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ２の平均二次粒子径を測定したところ、約１８０ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）のｐＨは９．１であった。
調製直後の水系分散体（Ｃ）と調製直後の水溶液（Ｄ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）は、コロイダルシリカＣ２の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ２の平均二次粒子径を測定したところ、約１８０ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）のｐＨは９．１であった。
この半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）を用いて、上記「６．５．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｃ）および水溶液（Ｄ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表５に示す。
この結果より、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）は、半年間静置保存後の水系分散体（Ｃ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｄ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と比べて、窒化タンタル膜やＰＥＴＥＯＳ膜で研磨速度の低下が認められるとともに、明らかなスクラッチ数の増加が認められた。これは、半年間静置保存により化学機械研磨用水系分散体（Ｃ＋Ｄ）に含まれるコロイダルシリカＣ２の凝集体が形成されたことによるものである。
６．６ 実施例３および比較例３
６．６．１ 実施例３
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ｂ）コロイダルシリカ粒子Ｃ２を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカＣ２を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１５．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを９．０に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｅ）を得た。なお、水系分散体（Ｅ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７５ｎｍであった。
６．６．１ 実施例３
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ｂ）コロイダルシリカ粒子Ｃ２を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカＣ２を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１５．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを９．０に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｅ）を得た。なお、水系分散体（Ｅ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７５ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のマレイン酸、および２．４質量％に相当する量のマロン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｃ）ポリアクリル酸塩Ｐ３を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ３を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、３．０質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．８に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｆ）を得た。実施例３に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のマレイン酸、および２．４質量％に相当する量のマロン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｃ）ポリアクリル酸塩Ｐ３を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ３を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、３．０質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．８に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｆ）を得た。実施例３に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｅ）および調製直後の水溶液（Ｆ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ｅ）と調製直後の水溶液（Ｆ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．３質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）のｐＨは、９．１であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表６に示す。
調製直後の水系分散体（Ｅ）と調製直後の水溶液（Ｆ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．３質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）のｐＨは、９．１であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表６に示す。
（ｄ）調製から半年経過後の水系分散体（Ｅ）および調製から半年経過後の水溶液（Ｆ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
水系分散体（Ｅ）および水溶液（Ｆ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７５ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）のｐＨは、９．０であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｆ）のｐＨは、１２．８であった。
水系分散体（Ｅ）および水溶液（Ｆ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）中のコロイダルシリカＣ２は均一に分散しており、その平均二次粒子径は７５ｎｍであった。また、半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）のｐＨは、９．０であった。一方、半年間静置保存後の水溶液（Ｆ）のｐＨは、１２．８であった。
この半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）および半年間静置保存後の水溶液（Ｆ）を用いて、上記「６．６．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｅ）および水溶液（Ｆ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表６に示す。
この結果より、半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｆ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体は、調製直後の水系分散体（Ｅ）と調製直後の水溶液（Ｆ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と同等の研磨性能を有することが分かった。
６．６．２ 比較例３
調製直後の水系分散体（Ｅ）と調製直後の水溶液（Ｆ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）は、コロイダルシリカＣ２の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ２の平均二次粒子径を測定したところ、約１７５ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）のｐＨは、９．４であった。
調製直後の水系分散体（Ｅ）と調製直後の水溶液（Ｆ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合して、化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を密閉容器に入れて、それを２５℃恒温槽内で半年間静置保存した。半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）は、コロイダルシリカＣ２の沈降が認められ、二層に分離していた。コロイダルシリカＣ２の平均二次粒子径を測定したところ、約１７５ｎｍであった。なお、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）のｐＨは、９．４であった。
この半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）を用いて、上記「６．６．１（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｅ）および水溶液（Ｆ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価」と同様にして、各種試験を行った。その結果を表６に示す。
この結果より、半年間静置保存後の化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）は、半年間静置保存後の水系分散体（Ｅ）と半年間静置保存後の水溶液（Ｆ）とを用いて調製した化学機械研磨用水系分散体と比べて、窒化タンタル膜やＰＥＴＥＯＳ膜で研磨速度の低下が認められるとともに、明らかなスクラッチ数の増加が認められた。これは、半年間静置保存により化学機械研磨用水系分散体（Ｅ＋Ｆ）に含まれるコロイダルシリカＣ２の凝集体が形成されたことによるものである。
６．７ 比較例４
比較例４は、実施例１と比較すると、第２の組成物のｐＨを７．５に設定している点が大きく異なる。
比較例４は、実施例１と比較すると、第２の組成物のｐＨを７．５に設定している点が大きく異なる。
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１０．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｇ）を得た。なお、水系分散体（Ｇ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１０．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｇ）を得た。なお、水系分散体（Ｇ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４５ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを７．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｈ）を得た。比較例４に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを７．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｈ）を得た。比較例４に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調製直後の水系分散体（Ｇ）および調製直後の水溶液（Ｈ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ｇ）と調製直後の水溶液（Ｈ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）のｐＨは８．９であり、実施例１で使用した化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と同じ値である。また、この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）に含まれるコロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径は７７ｎｍであり、実施例１で使用した化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と同じ粒子径である。この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）を用いて、上記「６．３化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表７に示す。
調製直後の水系分散体（Ｇ）と調製直後の水溶液（Ｈ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）のｐＨは８．９であり、実施例１で使用した化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と同じ値である。また、この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）に含まれるコロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径は７７ｎｍであり、実施例１で使用した化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と同じ粒子径である。この化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）を用いて、上記「６．３化学機械研磨試験」に記載した試験方法に則して、各種試験を行った。その結果を表７に示す。
この結果より、調製直後の化学機械研磨用水系分散体（Ｇ＋Ｈ）は、調製直後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と比べて、明らかなスクラッチ数の増加が認められた。これは、第１の組成物のｐＨが１０．５と高すぎたため、コロイダルシリカの内部シラノール基量が４．２０×１０２３個／ｇと高くなり、これによりスクラッチが引き起こされたものと推測される。
６．８ 比較例５
比較例５は、実施例１と比較すると、第１の組成物にポリ（メタ）アクリル酸塩が添加され、第２の組成物にはポリ（メタ）アクリル酸塩が添加されていない点が大きく異なる。
比較例５は、実施例１と比較すると、第１の組成物にポリ（メタ）アクリル酸塩が添加され、第２の組成物にはポリ（メタ）アクリル酸塩が添加されていない点が大きく異なる。
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．８に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｉ）を得た。なお、水系分散体（Ｉ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は１３０ｎｍであった。
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを８．８に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｉ）を得た。なお、水系分散体（Ｉ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は１３０ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｊ）を得た。比較例５に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１２．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｊ）を得た。比較例５に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調製から１ヶ月経過後の水系分散体（Ｉ）および調製から１ヶ月経過後の水溶液（Ｊ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
水系分散体（Ｉ）および水溶液（Ｊ）を密閉容器に入れて、それぞれを２５℃恒温槽内で１ヶ月間静置保存した。１ヶ月間静置保存後の水系分散体（Ｉ）は、コロイダルシリカＣ１の沈降物が認められ二層に分離しており、さらにゲル化していることが確認された。このときのコロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径は、１０５０ｎｍであった。このことから、コロイダルシリカＣ１は凝集体を形成し、分散安定性が著しく低下していることが分かった。以上より、水系分散体（Ｉ）の状態が悪く研磨評価試験を行うことができなかった。なお、１ヶ月間静置保存後の水系分散体（Ｉ）のｐＨは、８．８であった。一方、１ヶ月間静置保存後の水溶液（Ｊ）のｐＨは、１１．３であった。この結果を表７に併せて示す。
水系分散体（Ｉ）および水溶液（Ｊ）を密閉容器に入れて、それぞれを２５℃恒温槽内で１ヶ月間静置保存した。１ヶ月間静置保存後の水系分散体（Ｉ）は、コロイダルシリカＣ１の沈降物が認められ二層に分離しており、さらにゲル化していることが確認された。このときのコロイダルシリカＣ１の平均二次粒子径は、１０５０ｎｍであった。このことから、コロイダルシリカＣ１は凝集体を形成し、分散安定性が著しく低下していることが分かった。以上より、水系分散体（Ｉ）の状態が悪く研磨評価試験を行うことができなかった。なお、１ヶ月間静置保存後の水系分散体（Ｉ）のｐＨは、８．８であった。一方、１ヶ月間静置保存後の水溶液（Ｊ）のｐＨは、１１．３であった。この結果を表７に併せて示す。
６．９ 比較例６
比較例６は、実施例１と比較すると、第１の組成物のｐＨを７．５に設定し、第２の組成物のｐＨを１３．５に設定した点が大きく異なる。但し、第１の組成物と第２の組成物を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体中の水酸化カリウムの合計量は、実施例１および比較例６において共に同じである。
比較例６は、実施例１と比較すると、第１の組成物のｐＨを７．５に設定し、第２の組成物のｐＨを１３．５に設定した点が大きく異なる。但し、第１の組成物と第２の組成物を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体中の水酸化カリウムの合計量は、実施例１および比較例６において共に同じである。
（ａ）第１の組成物の調製
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを７．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｋ）を得た。なお、水系分散体（Ｋ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４０ｎｍであった。
上記「６．１（ａ）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Ｃ１を含有する水系分散体を無機粒子に換算して１６．０質量％に相当する量を加えた後、水酸化カリウムを添加してｐＨを７．５に調整した。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１μｍのフィルターでろ過することにより、水系分散体（Ｋ）を得た。なお、水系分散体（Ｋ）中のコロイダルシリカＣ１は均一に分散しており、その平均二次粒子径は４０ｎｍであった。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１３．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｌ）を得た。比較例６に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌後、水酸化カリウムを添加してｐＨを１３．５に調整した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｌ）を得た。比較例６に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調整直後の水系分散体（Ｋ）および調整直後の水溶液（Ｌ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ｋ）と調製直後の水溶液（Ｌ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）のｐＨは、９．５であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に即して、各種試験を行った。その結果を表７に示す。
調製直後の水系分散体（Ｋ）と調製直後の水溶液（Ｌ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）を調製した。この化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）のｐＨは、９．５であった。この化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）を用いて、上記「６．３ 化学機械研磨試験」に記載した試験方法に即して、各種試験を行った。その結果を表７に示す。
この結果より、調製直後の化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）は、調製直後の化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｂ）と比べて、銅膜の研磨速度の低下が認められた。これは、化学機械研磨用水系分散体（Ｋ＋Ｌ）のｐＨ値に対して、第１の組成物ｐＨ値が低すぎるために、調製直後のｐＨが安定しないことによるものである。
６．１０ 比較例７
比較例７は、実施例１と比較すると、第２の組成物に水酸化カリウムを添加しなかったためにｐＨ値が３．５となっている点が大きく異なる。
比較例７は、実施例１と比較すると、第２の組成物に水酸化カリウムを添加しなかったためにｐＨ値が３．５となっている点が大きく異なる。
（ａ）第１の組成物の調製
第１の組成物は、上記「６．４．１（ａ）第１の組成物の調製」で調製した水系分散体（Ａ）を用いた。
第１の組成物は、上記「６．４．１（ａ）第１の組成物の調製」で調製した水系分散体（Ａ）を用いた。
（ｂ）第２の組成物の調製
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｍ）を得た。なお、水溶液（Ｍ）のｐＨは、３．５であった。比較例７に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
１．２質量％に相当する量のキノリン酸、および１．２質量％に相当する量のクエン酸をイオン交換水に溶解させ、さらに０．６質量％に相当するアセチレンジオール型ノニオン系界面活性剤「サフィノール４６５」（エアープロダクツジャパン社製）を添加した。その後、上記「６．２（ｂ）ポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液の調製」で調製したポリアクリル酸塩Ｐ２を含む水溶液を、ポリマー重量に換算して、２．４質量％に相当する量を添加し、１５分間撹拌した。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０．４５μｍのフィルターでろ過することにより、水溶液（Ｍ）を得た。なお、水溶液（Ｍ）のｐＨは、３．５であった。比較例７に用いた第１の組成物および第２の組成物について表３にまとめている。
（ｃ）調整直後の水系分散体（Ａ）および調整直後の水溶液（Ｍ）を用いて調製した化学機械研磨用水系分散体の研磨性能評価
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｍ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｍ）を調製した。しかしながら、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｍ）は、調製直後から、コロイダルシリカＣ１が沈降し二層に分離することが確認された。このことから、コロイダルシリカＣ１は凝集体を形成し、分散安定性が著しく低下していることが分かった。
調製直後の水系分散体（Ａ）と調製直後の水溶液（Ｍ）と純水を、重量比で２：１：３の割合で混合した。その後、３０質量％の過酸化水素水（第３の組成物）を過酸化水素に換算して０．２質量％に相当する量を添加し、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｍ）を調製した。しかしながら、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｍ）は、調製直後から、コロイダルシリカＣ１が沈降し二層に分離することが確認された。このことから、コロイダルシリカＣ１は凝集体を形成し、分散安定性が著しく低下していることが分かった。
以上より、化学機械研磨用水系分散体（Ａ＋Ｍ）の状態が悪く研磨評価試験を行うことができなかった。これは、（アセチレンジオール型ノニオン系）界面活性剤の存在下、酸性領域においてコロイダルシリカ粒子が存在すると、直ちに凝集してしまう性質があることによるものである。このことより、第２の組成物のｐＨは、塩基性領域に存在することが必要であることがわかる。
Claims (10)
- コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、
ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、
を備えた、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - 請求項１において、
さらに、前記第２の組成物は、界面活性剤を含む、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - 請求項２において、
前記界面活性剤は、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およびアセチレンアルコール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調製用セット。 - 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
さらに、前記第２の組成物は、酸性化合物を含む、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - 請求項４において、
前記酸性化合物は、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調製用セット。 - 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
前記コロイダルシリカの平均二次粒子径は、３０ｎｍ〜１００ｎｍである、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
前記ポリ（メタ）アクリル酸塩の重量平均分子量は、５００，０００〜３，０００，０００である、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - 請求項１ないし７のいずれかにおいて、
さらに、酸化剤を含む、第３の組成物を備えた、化学機械研磨用水系分散体調製用セット。 - コロイダルシリカおよび塩基性化合物を含み、ｐＨが８以上１０以下である、第１の組成物と、ポリ（メタ）アクリル酸塩および塩基性化合物を含み、ｐＨが１１以上１３．５以下である、第２の組成物と、を混合して、ｐＨが８以上１２以下の化学機械研磨用水系分散体を調製する、化学機械研磨用水系分散体の調製方法。
- 請求項９において、
さらに、酸化剤を含む、第３の組成物を混合して、ｐＨが８以上１２以下の化学機械研磨用水系分散体を調製する、化学機械研磨用水系分散体の調製方法。
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