(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステンを含む基材を研磨するために用いられる化学機械研磨組成物であって、
水系の液体キャリア；
該液体キャリアに分散された第１のシリカ研磨剤、該第１のシリカ研磨剤は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ研磨剤である；ならびに、
該液体キャリアに分散された第２のシリカ研磨剤、該第２のシリカ研磨剤は、中性の電荷または非永久的な正の電荷を有している、
を含んでなる化学機械研磨組成物。
【請求項２】
前記第１のシリカ研磨剤が、少なくとも２０ｍＶの永久的な正の電荷を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
前記第１のシリカ研磨剤が、アミノシラン化合物を含む、請求項１記載の組成物。
【請求項４】
前記アミノシラン化合物が、プロピル基含有アミノシランである、請求項３記載の組成物。
【請求項５】
前記アミノシラン化合物が、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリアルコキシシラン、ジエチルアミノメチルトリアルコキシシラン、（Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル)トリアルコキシシラン）、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノプロピルトリアルコキシシラン、アミノプロピルトリアルコキシシラン、（２−Ｎ−ベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリアルコキシシラン）、トリアルコキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド、Ｎ−（トリアルコキシシリルエチル）ベンジル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド、（ビス（メチルジアルコキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）尿素、ビス（３−（トリアルコキシシリル）プロピル）−エチレンジアミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）アミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）アミンおよびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項３記載の組成物。
【請求項６】
前記第２のシリカ研磨剤が、１０ｍＶ未満の非永久的な正の電荷を有する、請求項１記載の組成物。
【請求項７】
（ａ）前記第１のシリカ研磨剤が、アミノシラン化合物を含み、かつ、
（ｂ）前記第２のシリカ研磨剤が、化学式Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋Ｘ−を有するアンモニウム塩または化学式Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｐ＋Ｘ−を有するホスホニウム塩と接触しており、ここでＮは窒素を表し、Ｐはリンを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立してＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、そしてＸはアニオンを表す、
請求項１記載の組成物。
【請求項８】
前記第２のシリカ研磨剤の平均粒子径が、前記第１のシリカ研磨剤の平均粒子径に対して少なくとも２０ナノメートル異なっている、請求項１記載の組成物。
【請求項９】
前記第２のシリカ研磨剤の前記の平均粒子径が、前記第１のシリカ研磨剤の前記平均粒子径よりも少なくとも２０ナノメートル大きい、請求項８記載の組成物。
【請求項１０】
（ａ）前記第１のシリカ研磨剤の前記平均粒子径が、２０〜１１０ナノメートルの範囲であり、かつ、
（ｂ）前記第２のシリカ研磨剤の前記平均粒子径が、９０〜１８０ナノメートルの範囲である、
請求項９記載の組成物。
【請求項１１】
前記第２のシリカ研磨剤が、熱分解法シリカ（pyrogenic silica）である、請求項１記載の組成物。
【請求項１２】
前記第２のシリカ研磨剤が、コロイド状シリカである、請求項１記載の組成物。
【請求項１３】
（ａ）前記第１のシリカ研磨剤が、コロイド状シリカ研磨剤粒子を含み、該コロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上が凝集された一次粒子を含み、かつ、
（ｂ）前記第２のシリカ研磨剤が、コロイド状シリカ研磨剤粒子を含み、該コロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上が凝集された一次粒子を含む、
請求項１記載の組成物。
【請求項１４】
１．５〜５の範囲のｐＨを有する、請求項１記載の組成物。
【請求項１５】
鉄含有促進剤を更に含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１６】
前記鉄含有促進剤が、溶解性の鉄含有種を含み、かつ、前記組成物が、該溶解性の鉄含有種に結合された安定剤を更に含み、該安定剤が、酢酸、リン酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１５記載の組成物。
【請求項１７】
過酸化水素酸化剤を更に含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１８】
アミン含有化合物を含むタングステンエッチング抑制剤を更に含む、請求項１記載の組成物。
【請求項１９】
１．５〜５の範囲のｐＨを有し、かつ、
鉄含有促進剤、および、
アミン含有化合物を含むタングステンエッチング抑制剤、
を更に含む、請求項１記載の組成物。
【請求項２０】
タングステン層を含む基材を化学機械研磨する方法であって、
（ａ）該基材を、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）を含む研磨組成物と接触させること、
（ｉ）水系の液体キャリア、
（ｉｉ）該液体キャリアに分散された第１のシリカ研磨剤、該第１のシリカ研磨剤は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ研磨剤である、および、
（ｉｉｉ）該液体キャリア中に分散された第２のシリカ研磨剤、該第２のシリカ研磨剤は、中性の電荷もしくは非永久的な正の電荷を有している、
（ｂ）該研磨組成物を、該基材に対して動かすこと、ならびに、
（ｃ）該基材を削り取って、該基材から該タングステンの一部を除去し、そしてそれによって該基材を研磨すること、
を含んでなる、方法。
【請求項２１】
前記第１のシリカ研磨剤が、プロピル基含有アミノシラン化合物を含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記第２のシリカ研磨剤が、化学式Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋Ｘ−を有するアンモニウム塩または化学式Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｐ＋Ｘ−を有するホスホニウム塩と接触しており、ここでＮは窒素を表し、Ｐはリンを表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、独立してＣ１〜Ｃ６アルキル基を表し、そしてＸはアニオンを表す、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記研磨組成物が、１．５〜５の範囲のｐＨを有し、かつ鉄含有促進剤を更に含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２４】
前記研磨組成物が、アミン含有化合物を含むタングステンエッチング抑制剤を更に含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２５】
（ａ）前記第１のシリカ研磨剤の平均粒子径が、２０〜１１０ナノメートルの範囲であり、
（ｂ）前記第２のシリカ研磨剤の平均粒子径が、９０〜１８０ナノメートルの範囲であり、かつ、
（ｃ）前記第２のシリカ研磨剤の平均粒子径が、前記第１のシリカ研磨剤の平均粒子径よりも少なくとも２０ナノメートル大きい、
請求項２０記載の方法。
【請求項２６】
（ａ）前記第１のシリカ研磨剤が、コロイド状シリカ研磨剤粒子を含み、該コロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上が凝集された一次粒子を含み、かつ、
（ｂ）前記第２のシリカ研磨剤が、コロイド状シリカ研磨剤粒子を含み、該コロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上が凝集された一次粒子を含む、
請求項２０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
基材の表面を研磨する（または平坦化する）ための化学機械研磨（ＣＭＰ）組成物および方法は当技術分野においてよく知られている。
【背景技術】
【０００２】
半導体基材上の金属層（例えば、タングステン）を研磨するための研磨組成物（研磨スラリー、ＣＭＰスラリー、およびＣＭＰ組成物としても知られている）は、水溶液中に懸濁された研磨剤粒子および化学的促進剤、例えば酸化剤、キレート剤、触媒などを含むことができる。
【０００３】
慣用のＣＭＰ操作では、研磨される基材（ウエハ）は、キャリア（研磨ヘッド）上に搭載され、キャリアはまたキャリア組立体上に搭載され、そしてＣＭＰ装置（研磨装置）中の研磨パッドと接触するように配置される。キャリア組立体は、基材に制御可能な圧力を与え、基材を研磨パッドに対して押し付ける。基材およびパッドは、外部の駆動力によって、互いに対して動かされる。基材およびパッドの相対的な動きは、基材の表面から材料の一部を削り取り、そして除去し、それによって基材を研磨する。パッドと基材との相対的な動きによる基材の研磨は、研磨組成物の化学的活性によって（例えば、ＣＭＰ組成物中に存在する酸化剤および他の化学成分によって）、ならびに／あるいは研磨組成物中に懸濁された研磨剤の機械的活性によって更に促進されることができる。
【０００４】
典型的なタングステンプラグプロセスおよび相互連結プロセスにおいては、タングステンは、誘電体上およびその中に形成された開口部内に堆積される。誘電体層上の過剰のタングステンは、次いでＣＭＰ操作の間に除去されて、誘電体内にタングステンプラグおよび相互接続を形成する。半導体装置のフィーチャサイズは、収縮し続けているので、適合する局所的および全体的な平坦性への要求は、ＣＭＰ操作において（例えば、タングステンＣＭＰ操作において）、より困難になってきている。アレイ浸食（array erosion）（酸化浸食とも称される）、プラグおよび線のくぼみ、ならびにタングステンエッチングの欠陥は、平坦性および全体的な装置完全性を損なうことが知られている。例えば、過剰なアレイ浸食は、次の平板印刷工程において困難をもたらし、ならびに電気接点の問題を引き起こす可能性があり、それが電気的性能を低下させる可能性がある。
【０００５】
また、半導体工業は、継続した価格の低下圧力にさらされている。経済的に有利なＣＭＰプロセスを維持するために、高い処理量が通常要求され、そのために高いタングステン除去速度（ならびにいずれかのバリヤ／バインダ層の高い除去速度）が必要とされる。また、価格の低下圧力は、ＣＭＰ消耗品（例えば、スラリーおよびパッド）それ自体にも拡がっている。そのような価格の低下圧力は、所望のスラリー性能評価基準としばしば衝突するので、スラリー配合者に挑戦を提起する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
当工業では、高い処理量および低下された価格で、向上した平坦性を提供するタングステンＣＭＰスラリー（組成物）への本当の必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
タングステン層を有する基材の研磨のための化学機械研磨組成物が開示されている。研磨組成物は、水系の液体キャリア、ならびに液体キャリア中の分散された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいる。第１のシリカ研磨剤は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ研磨剤である。第２のシリカ研磨剤は、中性の電荷または非永久的な正の電荷を有している。１つの態様では、研磨組成物は、酸性のｐＨを有しており、そして更に鉄含有促進剤を更に含んでいる。タングステン層を含む基材を化学機械研磨するための方法が更に開示されている。この方法は、基材を上記の研磨組成物と接触させること、研磨組成物を基材に対して動かすこと、および基材を削り取って、基材からタングステンの一部を除去し、そしてそれによって基材を研磨することを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
開示された主題、およびその利点のより完全な理解のために、添付の図１を併用した以下の説明がここに参照される。
【図１】図１は、例９の研磨組成物９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄおよび９Ｅについての粒子径（ｎｍ）に対する高さ（ｈｇ／ｇ）のプロットで、粒子径分布を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
１つの態様では、タングステン層を有する基材の研磨のための化学機械研磨組成物は、水系の液体キャリアならびに、液体キャリア中に分散された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいる。第１の研磨剤は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ研磨剤である。第２のシリカ研磨剤は、中性の電荷または非永久的な正の電荷を有している。第２のシリカ研磨剤は、実質的にいずれかの好適なシリカ研磨剤、例えば、ヒュームドシリカ研磨剤および／またはコロイド状シリカ研磨剤、を含むことができる。研磨組成物は、鉄含有促進剤、例えば鉄含有触媒、その鉄含有促進剤に結合された安定剤、過酸化水素酸化剤、および／または１．５〜５．０の範囲のｐＨを、更に随意選択的に含むことができる。また、第１のシリカ研磨剤は、アミノシラン化合物で処理されることができる。
【００１０】
第１のシリカ研磨剤は、コロイド状シリカ粒子を含んでいる。ここで用いられる用語、コロイド状シリカ粒子は、構造的に異なる粒子を生成させる、熱分解法または火炎加水分解法ではなく、湿式法によって調整されたシリカ粒子を表している。コロイド状シリカ粒子は、凝集されていても、または非凝集であってもよい。非凝集粒子は、球状または形状が球形に近いものであることができるが、しかしながら他の形状（例えば、概ね楕円形、正方形、または長方形の断面）も有することができる、個々の分離した粒子である。凝集粒子は、多数の分離した粒子が、互いに集合して、または結合して、概ね不規則な形状を有する凝集体を形成する粒子である。
【００１１】
好ましくは、コロイド状シリカは、沈降もしくは縮合重合シリカであり、これは当業者に知られたいずれかの方法を用いて、例えば、ゾルゲル法によって、またはケイ酸塩イオン交換によって、調製することができる。縮合重合シリカ粒子は、しばしばＳｉ（ＯＨ）４を縮合させて、実質的に球形の粒子を形成することによって調製される。前駆体のＳｉ（ＯＨ）４は、例えば、高純度のアルコキシシランの加水分解によって、または水性のケイ酸塩溶液の酸性化によって、得ることができる。そのような研磨剤粒子は、例えば、米国特許第5,230,833号明細書に従って調製することができ、またはいずれかの種々の商業的に入手可能な製品、例えば、EKA ChemicalsのBINDZIL 50/80、30/310、および40/130製品、Fuso PL-1、PL-2、PL-3、およびPL-3H製品、ならびにNalco 1034A、1050、2327、および2329製品、ならびにDuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical（SNOWTEX製品）、およびClariantから入手可能な他の同様の製品として得ることができる。
【００１２】
第２のシリカ研磨剤は、実質的にいずれかの好適なシリカ研磨剤粒子、例えば、前記のコロイド状シリカおよび熱分解法（ヒュームド）シリカ、を含むことができる。熱分解法シリカは、火炎加水分解法によって生成され、そこでは好適な供給原料の蒸気（例えば、四塩化ケイ素）が水素および酸素の火炎中で燃焼される。概ね球形の溶融粒子が、この燃焼プロセス中で形成され、その直径は、プロセスパラメータによって変更することができる。それらの溶融球は、通常は一次粒子と称され、それらの接触点で衝突を経ることによって互いに溶合して、分岐した、三次元の鎖状の凝集体を形成する。ヒュームドシリカ研磨剤は、例えば、Cabot Corporation、Evonic、およびWacker Chemieを含む多くの供給者から商業的に入手可能である。
【００１３】
分散液中に懸濁された粒子の粒子径は、当業界で、種々の方法を用いて、規定することができる。ここに開示された態様では、粒子径は、ＣＰＳディスク遠心機、Model DC24000HR（CPS Instruments（Prairieville、ルイジアナ州）から入手可能）によって測定して規定される。研磨剤粒子は、いずれかの好適な粒子径を有することができる。研磨剤粒子は、１０ｎｍ以上（例えば、２０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、５０ｎｍ以上、８０ｎｍ以上、または１００ｎｍ以上）の平均粒子径を有することができる。研磨剤粒子は、２００ｎｍ以下（例えば、１８０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１３０ｎｍ以下、１１０ｎｍ以下、または８０ｎｍ以下）の平均粒子径を有することができる。従って、研磨剤粒子は、１０ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば、２０ｎｍ〜１８０ｎｍ、または５０〜１３０）の平均粒子径を有することができる。
【００１４】
第１のシリカ研磨剤は、第２のシリカ研磨剤の平均粒子径と異なる平均粒子径を有している。例えば、第１のシリカ研磨剤の平均粒子径は、第２のシリカ研磨剤の平均粒子径よりも小さいことができる。あるいは、第１のシリカ研磨剤の平均粒子径は、第２のシリカ研磨剤の平均粒子径よりも大きいことができる。第１のシリカ研磨剤は、第２のシリカ研磨剤の平均粒子径よりも、少なくとも２０ｎｍ（例えば、少なくとも３０ｎｍ）だけ異なる平均粒子径を有することができる。第２のシリカ研磨剤の平均粒子径は、第１のシリカ研磨剤の平均粒子径よりも、好ましくは少なくとも２０ｎｍ（例えば、少なくとも３０ｎｍ）大きい。
【００１５】
第１のシリカ研磨剤の平均粒子径は、１０ｎｍ以上（例えば、３０ｎｍ以上、４０ｎｍ以上、または５０ｎｍ以上）であることができる。第１のシリカ研磨剤の平均粒子径は、１３０ｎｍ以下（例えば、１１０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、または９０ｎｍ以下）であることができる。従って、第１のシリカ研磨剤の平均粒子径は、１０ｎｍ〜１３０ｎｍ（例えば、２０ｎｍ〜１１０ｎｍ、４０〜１００ｎｍ、または５０〜９０ｎｍ）の範囲であることができる。第２のシリカ研磨剤の平均粒子径は、８０ｎｍ以上（例えば、９０ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、または１１０ｎｍ以上）であることができる。第２のシリカ研磨剤の平均粒子径は、２００ｎｍ以下（例えば、１８０ｎｍ以下、１７０ｎｍ以下、または１６０ｎｍ以下）であることができる。従って、第２のシリカ研磨剤の平均粒子径は、８０ｎｍ〜２００ｎｍ（例えば、９０ｎｍ〜１８０ｎｍ、または１００〜１６０ｎｍ）の範囲であることができる。
【００１６】
第１および第２のシリカ研磨剤は、部分的に凝集したコロイド状シリカを含むことができる。部分的に凝集したとは、コロイド状シリカ研磨剤粒子の５０パーセント以上が、２つまたは３以上の凝集された一次粒子（例えば、２、３、４、または５以上の凝集した一次粒子）を含むことを意味している。従って、第１および第２のシリカ研磨剤のそれぞれが部分的に凝集したコロイド状シリカを含む態様では、第１のシリカ研磨剤中のコロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上の凝集した一次粒子を含み、そして第２のシリカ研磨剤中のコロイド状シリカ研磨剤粒子の５０％以上が、２つもしくは３つ以上の凝集した一次粒子を含んでいる。例えば、研磨組成物は、５０％以上の研磨剤粒子が２つの凝集した一次粒子を含む第１のシリカ研磨剤、ならびに５０％以上の研磨剤粒子が２つの凝集した一次粒子を含む第２のシリカ研磨剤を含むことができる。
【００１７】
５０％以上のコロイド状シリカ研磨剤粒子が２つもしくは３つ以上の凝集した一次粒子を含む部分的に凝集された分散液を、例えば、多段階工程のプロセスを用いて調製することができ、その中で、例えば８３３号特許に記載されているように、一次粒子は溶液中で先ず成長する。この溶液のｐＨは、次いで凝集（または部分的な凝集）を促進するように、所定の時間、酸性の値に調整することができる。随意選択的な最終的工程は、凝集体（およびいずれかの残っている一次粒子）の更なる成長を可能にさせることができる。
【００１８】
第１および第２のシリカ研磨剤が両方とも永久的な正の電荷を有する態様では、開示された研磨組成物は、混合された研磨剤または二峰性の分布を有する単一の研磨剤を含むことができる。混合された研磨剤とは、異なった第１および第２の分散液が、研磨剤粒子が十分に成長した後に互いに混合されることを意味している。二峰性の分布を有する単一の研磨剤は、コロイド状シリカ粒子が、研磨剤粒子が二峰性の分布を有するように成長するように処理されている分散液である。
【００１９】
研磨剤組成物は、いずれかの好適な量のシリカ研磨剤粒子を含むことができる。研磨組成物は、第１のシリカ研磨剤および第２のシリカ研磨剤のそれぞれを０．０１質量％以上（例えば、０．０２質量％以上、約０．０５質量％以上、または０．１質量％以上）含むことができる。研磨組成物は、第１のシリカ研磨剤および第２のシリカ研磨剤のそれぞれを１質量％以下（例えば、０．８質量％以下、０．６質量％以下、または０．４質量％以下）含むことができる。従って、第１のシリカ研磨剤および第２のシリカ研磨剤のそれぞれの量は、０．０１質量％〜１質量％（例えば、０．０２質量％〜０．８質量％、０．０５質量％〜０．６質量％、または０．１質量％〜０．０４質量％）の範囲であることができる。シリカ研磨剤の総量（第１のシリカ研磨剤の量および第２のシリカ研磨剤の量の合計）は、２．０質量％未満（例えば、１．５質量％未満、または１．０質量％未満、または更には０．５質量％未満）であることができる。
【００２０】
液体キャリアは、研磨される（例えば、平坦化される）好適な基材の表面への、研磨剤およびいずれかの随意選択的な化学添加剤の適用を促進するように用いられる。液体キャリアは、いずれかの好適なキャリア（例えば、溶媒）例えば、低級アルコール（例えば、メタノール、エタノールなど）、エーテル（例えば、ジオキサン、テトラヒドロフランなど）、水およびそれらの混合物であることができる。好ましくは、液体キャリアは、水、より好ましくは脱イオン水を含む、から本質的になる、または、からなる。
【００２１】
第１のシリカ研磨剤は、研磨組成物中で、少なくとも１０ｍＶの正の電荷を有しているコロイド状シリカ粒子を含んでいる。分散された粒子、例えばコロイド状シリカ粒子上の電荷は、通常は、当技術分野においてゼータ電位（または界面動電位）と表される。粒子のゼータ電位は、粒子を取り囲むイオンの電荷と研磨組成物のバルク溶液（例えば、液体キャリアとその中に溶解されたいずれかの他の成分）の電荷との間の電位差を表す。ゼータ電位は、典型的には水性媒質のｐＨに依存する。与えられた研磨組成物では、粒子の等電点は、ゼータ電位が零であるｐＨとして規定される。ｐＨが等電点から増加または減少すると、表面電荷（従って、ゼータ電位）は、対応して（負または正のゼータ電位値へと）減少または増加する。分散液、例えば研磨組成物のゼータ電位は、商業的に入手可能な装置、例えばDispersion Technologies, Inc.から入手可能なelectro-acoustic spectrometer、DT-1202、を用いて得ることができる。
【００２２】
研磨組成物中の第１のシリカ研磨剤のコロイド状シリカ粒子は、１０ｍＶ以上（例えば、１５ｍＶ以上、または２０ｍＶ以上）の永久的な正の電荷を有する。研磨組成物中の第１のシリカ研磨剤のコロイド状シリカ粒子は、５０ｍＶ以下（例えば、４５ｍＶ以下、４０ｍＶ以下、または３５ｍＶ以下）の永久的な正の電荷を有することができる。好ましくは、第１のシリカ研磨剤のコロイド状シリカ粒子は、１０ｍＶ〜５０ｍＶ（例えば、１５ｍＶ〜４０ｍＶ）の範囲の永久的な正の電荷を有している。
【００２３】
永久的な正の電荷は、シリカ粒子上の正の電荷が、例えば、フラッシング、希釈、ろ過などによって、容易に可逆性ではないことを意味している。永久的な正の電荷は、例えば、カチオン性種のコロイド状シリカとの共有的な結合の結果であることができる。永久的な正の電荷は、例えば、カチオン性種とコロイド状シリカとの間の静電的相互作用の結果であることのできる、可逆的な正の電荷（非永久的な正の電荷）とは対照的である。
【００２４】
それにもかかわらず、ここで用いる場合には、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷は、シリカ粒子のゼータ電位が、以下の３工程の限外ろ過の後に、１０ｍＶ超を維持していることを意味している。研磨組成物の一部（例えば、最初に２００ｍＬの試料）が、Millipore Ultracell再生セルロース限外ろ過ディスク（例えば、１０００００ダルトンのＭＷカットオフおよび６．３ｎｍのポア径を有する）を通過する。残存する分散液（限外ろ過ディスクによって保持された約６５ｍＬの分散液）は収集され、そしてｐＨ調整された脱イオン水で当初の体積に補充される。脱イオン水は、好適な無機酸または塩基、例えば硝酸または水酸化カリウムを用いて研磨組成物の初期のｐＨにｐＨ調整される。この手順は、合計で３回の限外ろ過サイクル（そのそれぞれが、限外ろ過工程および補充工程を含んでいる）で繰り返される。３回限外ろ過され、そして補充された研磨組成物のゼータ電位は、次いで測定され、そして当初の研磨組成物のゼータ電位と比較される。この３回の工程での限外ろ過試験が、以下の例によって更に説明される（例８中で）。
【００２５】
理論によって拘束されることは望まないが、限外ろ過ディスクによって保持された分散液（保持された分散液）は、シリカ粒子および、それらの粒子の表面に結合することができる（例えば、粒子表面に結合、付着、静電気的に相互作用、または接触される）いずれかの化学成分（例えば、カチオン性種）を含んでいることが信じられる。液体キャリアおよびその中に溶解された化学成分の少なくとも一部は、限外ろ過ディスクを通過する。保持された（retained）分散液の当初の体積への補充は、当初の研磨組成物の平衡を乱し、それによって、粒子表面に結合された（associated）化学成分は、新たな平衡に至ることができることが信じられる。粒子表面と強く結合された（例えば、共有結合された）成分は、表面上に留まり、それによって、粒子の正のゼータ電位における変化は、あったとしても僅かしかない傾向にある。対照的に、粒子表面とより弱い結合（例えば、静電気的な相互作用）を有する成分の一部は、系が新たな平衡に至る時に溶液に戻り、それによって正のゼータ電位の低下をもたらす可能性がある。このプロセスを合計で３回の限外ろ過と補充のサイクルで繰り返すことで、上記の効果が増幅されると信じられる。
【００２６】
イオン強度の差異を修正した後に、当初の研磨組成物中のシリカ粒子と、上記の３工程の限外ろ過試験から得られた３回の限外ろ過と補充をされた研磨組成物中のシリカ粒子のゼータ電位の間の差異はほとんどない（または全くない）ことが好ましい。イオン強度の差異を修正する前に、測定されたゼータ電位は、３回の限外ろ過および補充をされた研磨組成物の低減されたイオン強度のために、増加することが観察される可能性があることが理解されるであろう。イオン強度の差異の修正の後に、前記の３工程の限外ろ過試験からもたらされる粒子上の正の電荷のいずれかの低下（正のゼータ電位の低下）は、１０ｍＶ未満（例えば、７ｍＶ未満、５ｍＶ未満、または更には２ｍＶ未満）であることが好ましい。
【００２７】
アミノシラン化合物を含むシリカ研磨剤粒子は、永久的な正の電荷を有することができる。従って、永久的な正の電荷は、例えば、粒子を、少なくとも１種のアミノシラン化合物で処理することによって得ることができる。そのような化合物としては、第１級アミノシラン、第２級アミノシラン、第３級アミノシラン、第４級アミノシラン、およびマルチポーダル（multi-podal）（例えば、ダイポーダル（dipodal））アミノシランが挙げられる。アミノシラン化合物は、実質的にいずれかの好適なアミノシラン、例えば、プロピル基を含むアミノシランまたはプロピルアミンを含むアミノシラン化合物を挙げることができる。好適なアミノシランの例としては、ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリアルコキシシラン、ジエチルアミノメチルトリアルコキシシラン、（Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル)トリアルコキシシラン）、３−（Ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノプロピルトリアルコキシシラン、アミノプロピルトリアルコキシシラン、（２−Ｎ−ベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリアルコキシシラン）、トリアルコキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド、Ｎ−（トリアルコキシシリルエチル）ベンジル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド、（ビス（メチルジアルコキシシリルプロピル）−Ｎ−メチルアミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）尿素、ビス（３−（トリアルコキシシリル）プロピル）−エチレンジアミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）アミン、ビス（トリアルコキシシリルプロピル）アミンおよびそれらの混合物を挙げることができる。
【００２８】
シリカ粒子を処理する、いずれかの好適な方法を用いることができ、その多くの方法が当業者に知られている。例えば、シリカ粒子は、研磨組成物の他の成分と混合する前に、アミノシラン化合物で処理することができ、またはアミノシランおよびコロイド状シリカ粒子は、研磨組成物の他の成分に、同時に加えることができる。
【００２９】
アミノシラン化合物は、研磨組成物中にいずれかの好適な量で存在することができる。用いられるアミノシランの量は、幾つかの因子、例えば、粒子径、粒子の表面積、用いられる特定のアミノシラン化合物、および粒子の所望の電荷に依存する可能性がある。一般に、用いられるアミノシランの量は、粒子径の減少（そして従って表面積の増加）および粒子上の電荷の増加と共に増加する。例えば、２５ｍＶ以上の永久的な正の電荷を得るためには、１１０ｎｍの粒子径を有する分散液では２０ｐｐｍ以上のアミノシランを用いることができ、７５ｎｍの粒子径を有する分散液では７０ｐｐｍ以上のアミノシランを用いることができ、そして５５ｎｍの粒子径を有する分散液では１３０ｐｐｍ以上のアミノシランを用いることができる。従って、研磨組成物は、５ｐｐｍ以上（例えば、１０ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以上、または２０ｐｐｍ以上）のアミノシラン化合物を含むことができる。研磨組成物は、好ましくは、所望の永久的な正の電荷を与えるのに十分な量のアミノシランを、過剰に用いることなく含んでいる。従って、研磨組成物は、５００ｐｐｍ以下（例えば、３００ｐｐｍ以下、または２００ｐｐｍ以下、または１５０ｐｐｍ以下）のアミノシラン化合物を含むことができる。好ましくは、研磨組成物は、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ（例えば、１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ、１５ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ、または２０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍ）の範囲のアミノシラン化合物を含んでいる。
【００３０】
ポリマーアミンは、特定のシリカ研磨剤粒子に永久的な正の電荷（または、逆転するには３回超の限外濾過サイクルを必要とする半永久的な正の電荷）を与えるのに用いることができる。そのようなポリマーアミンは、シリカ粒子に永久的な（または、半永久的な）正の電荷を提供することができる一方で、特定のポリマーアミンの存在は、ＣＭＰ組成物おおびＣＭＰ操作によっては、タングステン除去速度に悪影響を有する可能性がある。従って、特定の態様では、研磨組成物はポリマーアミンを実質的に含まないこと（そして、永久的な正の電荷が他の手段によって与えられること）が好ましい可能性がある。
【００３１】
特定の開示された態様では、第２のシリカ研磨剤は、中性の電荷または非永久的な正の電荷を有することができる。中性の電荷とは、シリカ研磨剤粒子のゼータ電位は、零に近く、例えば、約−５〜５ｍＶの範囲であることを意味している。中性の電荷を有するシリカ研磨剤粒子は、通常は処理されていない。非永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤は、研磨剤粒子が、５ｍＶ超の可逆的な（または、部分的に可逆的な）正の電荷を有するシリカ研磨剤である（例えば、フラッシング（flushing）、希釈、ろ過などによって）。上記の限外濾過試験は、永久的な、および非永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤粒子の間の区別をするのに用いることができる。例えば、非永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤粒子は、限外濾過および補充の後に、正の電荷が、ある閾値（例えば、１０ｍＶ）未満に低下される粒子である。同様に、非永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤粒子は、イオン強度差（例えば、５ｍＶ超の、または１０ｍＶ超の）を中和した後に正の電荷が減少することができる粒子である。永久的な、および非永久的な正の電荷の間のこの差異は、例８において更に示されている。
【００３２】
カチオン含有成分（すなわち、正に荷電した種）と接触したシリカ研磨剤粒子は、非永久的な正の電荷を有することができる。従って、非永久的な正の電荷は、例えばその粒子を、少なくとも１種のカチオン含有成分で処理することによって得ることができる。この処理成分は、例えば、アンモニア塩（好ましくは、第四級アミン化合物）、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、イミダゾリウム塩、およびピリジニウム塩から選ぶことができる。アンモニウム塩としては、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｎ＋Ｘ−を挙げることができ、ホスホニウム塩としては、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｐ＋Ｘ−を挙げることができ、そしてスルホニウム塩としては、Ｒ１Ｒ２Ｒ３Ｓ＋Ｘ−を挙げることができ、ここで、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は独立してＣ１〜Ｃ６アルキル、Ｃ７〜Ｃ１２アリールアルキル、またはＣ６〜Ｃ１０アリールを表している。それらの基は、勿論のこと、１つもしくは２つ以上のヒドロキシル基で更に置換されていてもよい。アニオンＸは、研磨組成物の他の成分と好ましくは反応しない、いずれかの好適なアニオンであることができる。好適なアニオンの限定するものではない例としては、ヒドロキシド、クロリド、ブロミド、フルオリド、ナイトレート、スルフェート、硫酸水素塩（hydrogen sulfate）、メタンスルホネート、メチルスルフェート（すなわち、ＣＨ３ＯＳＯ３−）などが挙げられる。アンモニウム塩中のカチオン性成分としては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、およびジエチルジメチルアンモニウムを挙げることができる。ホスホニウム塩中のカチオン性成分としては、例えば、テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラプロピルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム、メチルトリフェニルホスホニウム、エチルトリフェニルホスホニウム、ブチルトリフェニルホスホニウム、ベンジルトリフェニルホスホニウム、ジメチルジフェニルホスホニウム、ヒドロキシメチルトリフェニルホスホニウムおよびヒドロキシエチルトリフェニルホスホニウムを挙げることができる。スルホニウム塩中のカチオン性成分としては、トリメチルスルホニウムおよびトリエチルスルホニウムを挙げることができる。イミダゾリウム塩中のカチオン性成分としては、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ベンジル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、および１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムを挙げることができる。ピリジニウム塩中のカチオン性成分としては、例えば１−メチルピリジニウムを挙げることができる。
【００３３】
研磨組成物は、通常は、７未満のｐＨを有する酸性である。研磨組成物は、典型的には、１以上（例えば、１．５以上、または２以上）のｐＨを有する。好ましくは、研磨組成物は、６以下（例えば、５以下、または４以下）のｐＨを有する。より好ましくは、研磨組成物は、１〜６（例えば、１．５〜５、または２〜４、または２〜３．５）の範囲のｐＨを有する。研磨組成物のｐＨは、いずれかの好適な手段によって得る、および／または維持することができる。研磨組成物は、実質的にいずれかの好適なｐＨ調整剤または緩衝系を含むことができる。例えば、好適なｐＨ調整剤としては、硝酸、硫酸、リン酸、フタル酸、クエン酸、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、水酸化アンモニウムなどを挙げることができ、一方で、好適な緩衝剤としては、リン酸塩、硫酸塩、酢酸塩、マロン酸塩、シュウ酸塩、ホウ酸塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。
【００３４】
研磨組成物の随意選択的な態様では、鉄含有促進剤を更に含むことができる。ここで用いられる鉄含有促進剤は、タングステンＣＭＰ操作の間のタングステンの除去速度を増加させる鉄含有化学成分である。例えば、鉄含有促進剤としては、鉄含有触媒、例えば、米国特許第5,958,288号および第5,980,775号明細書中に開示されているものを挙げることができる。そのような鉄含有触媒は、液体キャリアに溶解性であることができ、そして例えば、第二鉄（鉄ＩＩＩ）または第一鉄（鉄ＩＩ）化合物、例えば硝酸鉄、硫酸鉄、ハロゲン化鉄、例えばフッ化鉄、塩化鉄、臭化鉄、およびヨウ化鉄、ならびに過塩素酸鉄、過臭素酸鉄および過ヨウ素酸鉄、および有機鉄化合物、例えば酢酸鉄、鉄アセチルアセトネート、クエン酸鉄、グルコン酸鉄、マロン酸鉄、シュウ酸鉄、フタル酸鉄、およびコハク酸鉄、およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００３５】
また、鉄含有促進剤としては、鉄含有活性化剤（例えば、鉄ラジカル生成化合物）または例えば、米国特許第7,029,508号および第7,077,880号明細書中に開示されたような、コロイド状シリカ粒子の表面に結合された（例えば、被覆されたまたは結合された）鉄含有触媒を挙げることができる。例えば、鉄含有促進剤は、コロイド状シリカ粒子の表面上のシラノール基と結合されていることができる。１つの態様では、鉄含有促進剤は、ホウ素含有安定剤および鉄含有触媒を含むことができる。そのような態様では、安定剤および触媒は、コロイド状シリカ粒子上の利用可能な表面サイトの実質的にいずれかのパーセント、例えば、利用可能な表面サイトの１％超、５０％超、または８０％超、を占めることができる。
【００３６】
研磨組成物中の鉄含有促進剤の量は、用いられる酸化剤および促進剤の化学的形態に応じて変化することができる。好ましい酸化剤過酸化水素（またはその類似体）が用いられ、そして可溶性の鉄含有触媒（例えば、硝酸第二鉄）が用いられた場合には、触媒は、組成物中に、組成物の全質量を基準として、１〜３０００ｐｐｍの範囲のＦｅを与えるのに十分な量で存在することができる。研磨組成物は、好ましくは１ｐｐｍ以上（例えば、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、または２０ｐｐｍ以上）のＦｅを含んでいる。研磨組成物は、好ましくは、５００ｐｐｍ以下（例えば、２００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、または５０ｐｐｍ以下）のＦｅを含んでいる。従って、研磨組成物は、１〜５００ｐｐｍ（例えば、３〜２００ｐｐｍ、５〜１００ｐｐｍ、または１０〜５０ｐｐｍ）の範囲のＦｅを含むことができる。
【００３７】
鉄含有促進剤を含む研磨組成物の態様では、更に安定剤を含むことができる。そのような安定剤なしに、鉄含有促進剤および酸化剤は、酸化剤を継時的に迅速に分解するような方法で反応する可能性がある。安定剤の添加は、鉄含有促進剤の有効性を低下させる傾向にあり、そのため研磨組成物に加えられる安定剤の種類および量は、ＣＭＰ性能に重大な影響を有する可能性がある。安定剤の添加は、安定剤／促進剤複合体の形成を招く可能性があり、それが、促進剤が酸化剤と反応することを抑制し、一方で、同時に促進剤が、速いタングステン研磨速度を促進するように、十分な活性のままであることを可能にする。
【００３８】
有用な安定剤としては、リン酸、有機酸、ホスホン酸塩化合物、ニトリル、および金属と結合し、そして過酸化水素分解へのその反応性を低下させる他の配位子ならびにそれらの混合物が挙げられる。酸安定剤は、それらの共役型で用いることができ、例えば、カルボン酸の代わりに、カルボキシレートを用いることができる。本明細書の目的のために、有用な安定剤を表すのに用いられる用語「酸」はまた、酸安定剤の共役塩基（または共役塩基（複数））も意味している。例えば、用語「アジピン酸」は、アジピン酸およびその共役塩基を意味している。安定剤は、単独で、または組み合わせて用いることができ、そして酸化剤、例えば過酸化水素が分解する速度を有意に低下させる。
【００３９】
好ましい安定剤としては、酢酸、リン酸、フタル酸、クエン酸、アジビン酸、シュウ酸、マロン酸、アスパラギン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、グルタコン酸、ムコン酸、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピレンジアミン四酢酸（ＰＤＴＡ）、およびそれらの混合物が挙げられる。好ましい安定剤は、本発明の組成物およびスラリーに、鉄含有促進剤に対して１当量〜３．０質量％以上の範囲の量で加えることができる。ここで用いられる用語「鉄含有促進剤に対して当量」は、組成物中の鉄種（species）に対して１分子の安定剤であることを意味している。例えば、鉄含有促進剤に対して２当量は、それぞれの鉄種（species）に対して、２分子の安定剤を意味している。
【００４０】
研磨組成物は、更に酸化剤を含むことができる。酸化剤は、スラリー製造の間に、またはＣＭＰ操作の直前に（例えば、半導体製造設備に配置されたタンク中で）、研磨組成物に加えることができる。好ましくは、酸化剤としては、無機または有機の過化合物（per-compounds）が挙げられる。Hawley's Condensed Chemical Dictionaryによって規定された過化合物は、少なくとも１つのペルオキシ基（−Ｏ−Ｏ−）を含む化合物またはその最も高い酸化状態にある元素を含む化合物である。少なくとも１種のペルオキシ基を含む化合物の例としては、過酸化水素およびその付加物、例えば尿素過酸化水素および過炭酸塩、有機過酸化物、例えば過酸化ベンゾイル、過酢酸、およびジ−ターシャリ−ブチルペルオキシド、モノ過硫酸塩（ＳＯ５＝）、ジ過硫酸塩（Ｓ２Ｏ８＝）、および過酸化ナトリウムが挙げられるが、それらには限定されない。その最も高い酸化状態にある元素を含む化合物の例としては、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸塩、過臭素酸、過臭素酸塩、過塩素酸、過塩素酸塩、過ホウ酸、および過ホウ酸塩ならびに過マンガン酸塩が挙げられるが、それらには限定されない。最も好ましい酸化剤は、過酸化水素である。
【００４１】
酸化剤は、研磨組成物中に、例えば０．１〜１０質量％の範囲の量で存在することができる。過酸化水素酸化剤および可溶性の鉄含有促進剤が用いられた好ましい態様では、酸化剤は、研磨組成物中に、０．１〜６質量％（例えば、０．２〜５質量％、０．５〜４質量％、または１〜３質量％）の範囲の量で存在することができる。
【００４２】
研磨組成物は、随意選択的に、タングステンのエッチングを抑制する化合物を更に含むことができる。好適な抑制剤化合物は、固体タングステンの溶解性のタングステン化合物への転換を抑制し、一方で、同時にＣＭＰ操作による固体タングステンの効果的な除去を可能にする。タングステンのエッチングの有用な抑制剤である化合物の分類としては、窒素含有可能基を有する化合物、例えば窒素含有複素環、アルキルアンモニウムイオン、アミノアルキル、およびアミノ酸が挙げられる。有用なアミノアルキル腐食防止剤としては、例えば、ヘキシルアミン、テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン、オクチルアミン、ジエチレングトリアミン、ジブチルベンジルアミン、アミノプロピルシラノール、アミノプロピルシロキサン、ドデシルアミン、それらの混合物、ならびに合成および天然アミノ酸、例えば、リシン、チロシン、グルタミン、グルタミン酸、システイン、およびグリシン（アミノ酢酸）が挙げられる。
【００４３】
抑制剤化合物は、代わりにおよび／または加えて、液体キャリア中の溶液でアミン化合物を含むことができる。アミン化合物（化合物（複数））としては、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、または第４級アミンを挙げることができる。アミン化合物としては、更にモノアミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミンまたは多数の繰り返しのアミン基（例えば、４または５以上のアミン基）を有するアミン系ポリマーを更に挙げることができる。
【００４４】
研磨組成物の特定の態様では、アミン化合物は、長鎖アルキル基を含むことができる。長鎖アルキル基とは、アミン化合物が、少なくとも１０個の炭素原子（例えば、少なくとも１２個の炭素原子または少なくとも１４個の炭素原子）を有するアルキル基を含むことを意味している。そのようなアミン化合物としては、例えば、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、Ｎ−メチルジオクチルアミン、Ｎ−メチルオクタデシルアミン、コカミドプロピルアミンオキシド、ベンジルジメチルヘキサデシルアンモニウムクロリド、塩化ベンザルコニウム、ココアルキルメチル［ポリオキシエチレン（１５）］アンモニウムクロリド、オクタデシルメチル［ポリオキシエチレン（１５）］アンモニウムクロリド、セチルトリメチルアンモニウムブロミドなどを挙げることができる。
【００４５】
研磨組成物の特定の態様では、アミン化合物としては、ポリカチオン性アミンを挙げることができる。ポリカチオン性アミンは、（ここで用いられる用語としては）、複数（２個または３個以上）のアミン基を有するアミン化合物であり、その中でアミン基のそれぞれはカチオン性である（すなわち、正の電荷を有している）。従って、ポリカチオン性アミンは、ポリ第四級アミンを含むことができる。ポリ第四級アミンとは、アミン化合物が、２個から４個の第四級アンモニウム基を含むことを意味しており、例えばポリ第四級アミンは、ジ第四級アミン（diquaternary amine）、トリ第四級アミン（triquaternary amine）、またはテトラ第四級アミン（tetraquaternary amine）化合物である。ジ第四級アミンとしては、例えば、Ｎ，Ｎ′−メチレンビス（ジメチルテトラデシルアンモニウムブロミド）、１，１，４，４−テトラブチルピペラジンジイウムジブロミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′，Ｎ′−ペンタメチル−Ｎ−タロウ−１，３−プロパン−ジアンモニウムジクロリド、Ｎ，Ｎ′−ヘキサメチレンビス（トリブチルアンモニウムヒドロキシド）、デカメトニウムブロミド、ジドデシル−テトラメチル−１，４−ブタンジジアミニウムジヨージド、１，５−ジメチル−１，５−ジアゾニアビシクロ（３．２．２）ノナンジブロミドなどを挙げることができる。トリ第四級アミン化合物としては、例えば、Ｎ（１），Ｎ（６）−ジドデシル−Ｎ（１），Ｎ（１），Ｎ（６），Ｎ（６）−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミニウムジヨージドを挙げることができる。テトラ第四級アミン化合物としては、例えば、メタンテトライルテトラキス（テトラメチルアンモニウムブロミド）を挙げることができる。ポリ第四級アミン化合物は、更に、長鎖アルキル基（例えば、１０個もしくは１１個以上の炭素原子）を含むことができる。例えば、長鎖アルキル基を有するポリ第四級アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ′−メチレンビス（ジメチルテトラデシルアンモニウムブロミド）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′，Ｎ′−ペンタメチル−Ｎ−タロウ−１，３−プロパン−ジアンモニウムジクロリド、ジドデシル−テトラメチル−１，４−ブタンジアミニウムジヨージド、およびＮ（１），Ｎ（６）−ジドデシル−Ｎ（１），Ｎ（１），Ｎ（６），Ｎ（６）−テトラメチル−１，６−ヘキサンジアミニウムジヨージドを挙げることができる。
【００４６】
また、ポリカチオン性アミンはポリカチオン性であることができ、アミン基のそれぞれが、プロトン化されて（そして、従って、正の電荷を有して）いる。例えば、ジカチオン性アミン、例えばテトラメチル−ｐ−フェニレンジアミンは、アミン化合物のｐＫａよりも小さい研磨組成物のｐＨ値でプロトン化されて（そして、従って、正の電荷を有して）いることができる２つの第３級アミン基を含んでいる。
【００４７】
研磨組成物の特定の態様では、アミン化合物としては、アミン系ポリマーを挙げることができる。そのようなポリマーは、４つもしくは５つ以上のアミン基を含んでいる。アミン系ポリマーとしては、例えば、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、および以下のアミン含有官能基、メタクリロイルオキシ−エチルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、およびメタクリルアミド−プロピルトリメチルアンモニウムクロリド、を含むポリマーを挙げることができる。
【００４８】
研磨組成物は、実質的にいずれかの好適な濃度の抑制剤化合物を含むことができる。一般に、その濃度は、望ましくは適切なエッチングの抑制を与えるのに十分に高いが、しかしながらその化合物が溶解でき、そしてタングステンの研磨速度を許容可能な水準よりも低下させないように十分に低い。溶解できるとは、その化合物が液体キャリアに完全に溶解するか、またはその化合物が、液体キャリア中でミセルを形成するか、もしくはミセル中に保持されることを意味している。多くの種々の因子、例えば抑制剤化合物の溶解性、それらの中のアミン基の数、アルキル基の鎖長、エッチング速度抑制と研磨速度抑制との間の関係、用いられる酸化剤、酸化剤の濃度などをに応じて、抑制剤化合物の濃度を変更することが必要である可能性がある。特定の望ましい態様では、研磨組成物中のアミン化合物の濃度は、０．１μＭ〜１０ｍＭ（すなわち、１０−７〜１０−２モル濃度）の範囲であることができる。例えば、高分子量を有するアミン系ポリマーを用いた態様では、濃度は、範囲のより低い部分（すなわち、１０−７〜１０−４モル濃度）であることができる。比較的に単純なアミン化合物（より少ないアミン基およびより低い分子量を有する）を用いた他の態様では、濃度は、範囲のより高い部分（１０−５〜１０−２モル濃度）であることができる。
【００４９】
研磨組成物は、随意選択的に、殺生物剤を更に含むことができる。殺生物剤としては、いずれかの好適な殺生物剤、例えば、イソチアゾリノン殺生物剤を挙げることができる。研磨組成物中の殺生物剤の量は、典型的には１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、そして好ましくは１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍの範囲である。
【００５０】
研磨組成物は、いずれかの好適な技術を用いて調製することができ、それらの多くは当業者に知られている。研磨組成物は、バッチまたは連続プロセスで調製することができる。通常は、研磨組成物は、それらの成分をいずれかの順序で混合することによって調製することができる。ここで用いられる用語「成分」は、個々の成分（例えば、コロイド状シリカ、鉄含有促進剤、アミン化合物など）を含んでいる。
【００５１】
例えば、第１のシリカ研磨剤は、水性の液体キャリア中に分散されて、第１の分散液を得ることができる。次いで、第１の分散液は、例えば、アミノシラン化合物で処理されることができ、それによって少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ研磨剤を生成する。第２のシリカ研磨剤は、水性の液体キャリア中に分散されて第２の分散液を得ることができる。次いで、第２の分散液は、例えば、第四級アミン化合物で処理することができ、それによって非永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤を生成する。第１および第２の処理された分散液は、次いで、他の成分（例えば、イオン含有促進剤および安定剤）を加える前に、互いに混合されることができる。あるいは、他の成分は、第１および第２の分散液を互いに混合する前に、処理された分散液の一方に加えることができる。第１および第２の分散液および他の成分は、適切な混合を得るために、いずれかの好適な技術を用いて互いに混合することができる。酸化剤は、研磨組成物の調製の間のいずれかの時間に加えることができる。例えば、研磨組成物は、１種もしくは２種以上の成分、例えば酸化剤を、ＣＭＰ操作の直前に（例えば、ＣＭＰ操作の１分間以内に、または１０分間以内に、または１時間以内に、または１日間以内に、または１週間以内に）加えて、使用の前に調製することができる。また、研磨組成物は、ＣＭＰ操作の間に、それらの成分を基材の表面で（例えば、研磨パッド上で）混合することによって調製することができる。
【００５２】
研磨剤組成物は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有する第１のシリカ研磨剤、中性もしくは非永久的な正の電荷を有する第２のシリカ研磨剤、および他の随意選択的な成分、例えば鉄含有促進剤、安定剤、タングステンエッチング抑制剤、殺生物剤など含む１パッケージの系として供給することができる。酸化剤は、望ましくは、研磨組成物の他の成分とは別に供給され、そして例えば、最終使用者によって、研磨組成物の他の成分と、使用の直前に（例えば、使用の１週間以内前に、使用の１日間以内前に、使用の１時間以内前に、使用の１０分間以内前に、または使用の１分間以内前に）混合される。種々の、他の、２容器型、または３もしくは４以上の容器型、研磨組成物のそれらの成分の組み合わせは、当業者の知識の範囲内である。
【００５３】
また、本発明の研磨組成物は、濃縮物として供給することができ、濃縮物は、使用の前に適切な量の水で希釈されることが意図されている。そのような態様では、研磨組成物濃縮物は、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有する第１のシリカ研磨剤、中性もしくは非永久的な正の電荷を有する第２のシリカ研磨剤、水、および他の随意選択的な成分、例えば鉄含有促進剤、安定剤、タングステンエッチング抑制剤、および殺生物剤を、酸化剤の有りもしくは無しで、濃縮物の適切な量の水、およびもしも適切な量で既に存在していない場合には酸化剤、での希釈によって、研磨組成物のそれぞれの成分が、研磨組成物中に、それぞれの成分について上記した適切な範囲内の量で存在するような量で、含むことができる。例えば、少なくとも１０ｍＶの永久的な正の電荷を有する第１のシリカ研磨剤、中性のもしくは非永久的な正の電荷を有する第２のシリカ研磨剤、および他の随意選択的な成分、例えば鉄含有促進剤、安定剤、タングステンエッチング抑制剤、および殺生物剤は、研磨組成物中に、それぞれの成分について上記で列挙した濃度よりも、それぞれが２倍（例えば、３倍、４倍、５倍、または更には１０倍）超多い量で、この濃縮物が、適切な量の酸化剤とともに、等量の水（例えば、それぞれ２等量の水、３等量の水、４等量の水、または更には９等量の水）で希釈された場合に、それぞれの成分が、それぞれの成分について上記で説明した範囲内の量で研磨組成物中に存在するように、研磨組成物中に存在することができる。更に、当業者によって理解されるように、この濃縮物は、他の成分が、少なくとも一部が、または完全にこの濃縮物中に溶解することを確実にするように、最終的な研摩組成物中に存在する水の適切な一部を含むことができる。
【００５４】
本発明の研磨組成物は、いずれかの基材を研磨するのに用いることができるが、研磨組成物は、タングステンを含む少なくとも１種の金属および少なくとも１種の誘電体材料を含む基材の研磨に特に有用である。タングステン層は、例えば、チタンおよび／または窒化チタン（ＴｉＮ）を含む、１つもしくは２つ以上の遮蔽層の上に堆積することができる。誘電体層は、金属酸化物、例えば、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）から誘導された酸化ケイ素層、多孔質金属酸化物、多孔質もしくは非多孔質の炭素をドープされた酸化ケイ素、フッ素をドープされた酸化ケイ素、ガラス、有機ポリマー、フッ化有機ポリマー、またはいずれかの他の好適な高もしくは低−ｋ絶縁層であることができる。
【００５５】
本発明の研磨方法は、特に、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置と共に使用するために特に好適である。典型的には、この装置は、使用する場合には、作動し、そして軌道、直線もしくは円形の動きからもたらされる速度を有するプラテン、プラテンと接触し、そして動作中にはプラテンと共に動く研磨パッド、ならびに研磨パッドの表面に対して接触し、そして動かすことによって研磨される基材を保持する支持体を含んでいる。基材の研磨は、基材が、研磨パッドおよび本発明の研磨組成物と接触して配置され、そして次いで研磨パッドを基材に対して動かして、基材（例えば、タングステン、チタン、窒化チタンおよび／またはここに記載した誘電体材料）の少なくとも一部を削り取って基材を研磨することによって起こる。
【００５６】
基材は、いずれかの好適な研磨パッド（例えば、研磨表面）とともに化学機械研磨組成物で平坦化または研磨することができる。好適な研磨パッドとしては、例えば織られた、および不織の研磨パッドが挙げられる。更には、好適な研磨パッドは、種々の密度、硬度、厚さ、圧縮性、圧縮への反発性、および圧縮弾性率のいずれかの好適なポリマーを含むことができる。好適なポリマーとしては、例えばポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フッ化炭素、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらの共形成された生成品、およびそれらの混合物が挙げられる。
【実施例】
【００５７】
以下の例は、本発明を更に説明するが、しかしながら、勿論のこと、本発明の範囲を限定するものであるとは決して理解されてはならない。
【００５８】
例１
ここに開示された例では、９種のシリカ研磨剤分散液から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を用いて、混合シリカ研磨剤の研磨組成物が調製された。分散液Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１は、アミノシラン（アミノプロピルトリアルコキシシラン）で処理されたコロイド状シリカ分散液を、そのコロイド状シリカ粒子が、１０ｍＶ超の永久的な正の電荷を有するように、含んでいた。分散液Ａ２、Ｂ２、Ｃ２およびＤ２は、水溶液中に分散されたコロイド状シリカ粒子を含んでいた。Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１およびＤ２中のコロイド状シリカ研磨剤は、それぞれ部分的に凝集されたシリカ研磨剤を含んでいたが、そのなかでは５０％以上のコロイド状シリカ研磨剤粒子が、２つの凝集した一次粒子を含んでいた。分散液Ｆ２は、水溶液中に分散された、１５０ｍ２／ｇの表面積を有する未処理のヒュームドシリカを含んでいた。それらの９種のシリカ研磨剤分散液についての更なる詳細が、表１に示されている。一次粒子径は、ＢＥＴ表面積測定値の慣用の球形外挿（spherical extrapolation）を用いて評価した。凝集粒子径は、CPSディスク遠心機、Model DC24000HR（CPS Instruments（Prairieville、ルイジアナ州）から入手可能）を用いて得た。
【表１】
0006557251.tif 000002
【００５９】
例２
タングステン（Ｗ）研磨速度を、この例で、種々の研磨組成物について評価したが、研磨組成物のそれぞれは、例１の分散液Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例では、第１および第２のシリカ研磨剤は、それぞれ１０ｍＶ超の永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカを含んでいた。この例では、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量ならびに第１および第２のシリカ研磨剤の粒子径の、Ｗ研磨速度への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有し、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）、０．０４質量％のマロン酸、および２．４質量％び過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。研磨時間は２分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度を、表２に示した。
【表２】
0006557251.tif 000003
【００６０】
表２に示した結果から明らかなように、高いタングステン除去速度が、１０ｍＶ超の永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤粒子の、広範囲な混合物を用いて得ることができる。特に、高いＷ研磨速度が、第１および第２のシリカ研磨剤の間に、少なくとも２０ｎｍの粒子径の差異がある場合に得ることができる。
【００６１】
例３
タングステン（Ｗ）研磨速度が、この例において、種々の研磨組成物について評価され、研磨組成物のそれぞれは、例１の分散液Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例の第１および第２のシリカ研磨剤は、それぞれ１０ｍＶ超の永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカを含んでいた。また、この例は、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量ならびに第１および第２のシリカ研磨剤の粒子径の、Ｗ研磨速度への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有しており、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物、０．０４質量％のマロン酸、および２．４質量％の過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。この例での研磨時間は１分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度を、表３に示した。例２では、研磨組成物３Ａおよび３Ｂは、例２の研磨組成物２Ｅおよび２Ｈに対応し、唯一の違いは研磨時間であることに注意しなければならない。
【表３】
0006557251.tif 000004
【００６２】
表３に示した結果から明らかなように、高いタングステン除去速度が、１０ｍＶ超の永久的な正の電荷を有するシリカ研磨剤粒子の、広範囲な混合物を用いて得ることができる。両方の粒子が永久的な正の電荷を有する場合には、第１のシリカ研磨剤が、６０ｎｍ未満の粒子径を有している場合に、研磨速度は最も高いことが分かる。
【００６３】
例４
タングステン（Ｗ）研磨速度が、この例において、種々の研磨組成物で評価され、研磨組成物の３つは、例１の分散液Ｂ１およびＤ１から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例は、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量の、Ｗ研磨速度への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有しており、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物、０．０４質量％のマロン酸、２５００ｐｐｍのグリシン、および２．４質量％の過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。この例での研磨時間は１分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度を、表４に示した。
【表４】
0006557251.tif 000005
【００６４】
表４に示された結果から明らかなように、分散液Ｂ１およびＤ１の混合物を含む研磨組成物４Ｃは、分散液Ｂ１およびＤ１を単独で含む研磨組成物４Ａおよび４Ｂよりも高いＷ研磨を得た。
【００６５】
例５
タングステン（Ｗ）研磨速度が、この例において、種々の研磨組成物で評価され、研磨組成物の４つは、例１の分散液Ｂ１、Ｂ２およびＣ１から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例は、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量の、Ｗ研磨速度およびウエハをきれいにする（clear）時間（終点の時間）への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有しており、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物、０．０４質量％のマロン酸、２５００ｐｐｍのグリシン、および２．４質量％の過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。この例での研磨時間は１分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度およびウエハクリア（clear）時間を、表５に示した。
【表５】
0006557251.tif 000006
【００６６】
表５に示された結果から明らかなように、混合研磨剤研磨組成物５Ｂおよび５Ｃ（分散液Ｂ２およびＣ２の混合物を含んでいる）は、対照組成物（５Ａ）よりも高いＷ研磨速度を得た。更に、混合研磨剤の研磨組成物５Ｄおよび５Ｅ（永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ（Ｂ１）および非永久的な正の電荷を有するコロイド状シリカ（Ｃ２）の混合物を含んでいる）は、他の組成物のいずれよりも高いＷ研磨速度を得た。また、混合研磨剤の研磨組成物５Ｄおよび５Ｅは、他の組成物よりもより短い時間でウエハをきれいにする（clear）ことが観察され、ＣＭＰプロセスのより高い処理量への可能性を示している。
【００６７】
例６
タングステン（Ｗ）研磨速度が、この例において、種々の研磨組成物で評価され、研磨組成物の５つは、例１の分散液Ｂ１、Ｄ２およびＦ１から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例は、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量の、Ｗ研磨速度およびウエハをきれいにする（clear）時間（終点の時間）への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有しており、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物、０．０４質量％のマロン酸、および２．４質量％の過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。この例での研磨時間は２分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度を、表６に示した。
【表６】
0006557251.tif 000007
【００６８】
表６に示された結果から明らかなように、混合研磨剤の研磨組成物６Ｂ、６Ｃおよび６Ｄ（分散液Ｂ１およびＦ２の混合物を含んでいる）は、対照組成物６Ａよりも高いＷ研磨速度およびより短いウエハクリア時間を得た。また、混合研磨剤の研磨組成物６Ｅおよび６Ｆ（分散液Ｂ１およびＤ２の混合物を含んでいる）は、対照組成物６Ａよりも高いＷ研磨速度および短縮されたウエハクリア時間を得た。
【００６９】
例７
タングステン（Ｗ）研磨速度が、この例において、種々の研磨組成物で評価され、研磨組成物の６つは、例１の分散液Ｂ１、Ｃ１およびＤ２から選択された第１および第２のシリカ研磨剤を含んでいた。この例は、第１および第２のシリカ研磨剤の相対的な量の、Ｗ研磨速度およびウエハをきれいにする（clear）時間（終点の時間）への効果を示している。それぞれの研磨組成物は、２．５のｐＨを有しており（硝酸を用いて調整された）、そして０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物、０．０４質量％のマロン酸、１００ｐｐｍのテトラブチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＢＡＨ）、および２．４質量％の過酸化水素を含んでいた。Ｗ研磨速度は、Ｗ層を有する８インチのブランケットウエハを、Mirra（商標）ＣＭＰ装置（Applied Materialsから入手可能）およびIC1010研磨パッドを用いて、２．５ｐｓｉの下向き力、１０３ｒｐｍのプラテン速度、９７ｒｐｍのヘッド速度、および１５０ｍＬ／分のスラリー流量で研磨することによって得た。この例での研磨時間は２分間であった。第１および第２のシリカ研磨剤の質量パーセントおよび対応するＷ除去速度を、表７に示した。
【表７】
0006557251.tif 000008
【００７０】
表７に示された結果から明らかなように、研磨組成物７Ｂおよび７Ｄ（分散液Ｂ１およびＤ２およびＣ１およびＤ２の混合物を含んでいる）は、わずかに半分余りの固形分充填量を有するにもかかわらず、対照組成物７Ａよりも高いＷ研磨速度およびより短いウエハクリア時間を得た。研磨組成物７Ｅ、７Ｆおよび７Ｇ（分散液Ｃ１およびＤ２の混合物を含んでいる）は、固形分充填量が半分またはそれ以下であるにもかかわらず、対照組成物７Ａとほぼ同等のＷ研磨速度およびより短いウエハクリア時間を得た。研磨組成物７Ｄ（分散液Ｃ１およびＤ２の混合物を含んでいる）は、四分の一の固形分充填量を有する（０．８に対して０．２質量％）にもかかわらず、対照組成物７Ａと比較して、ほぼ同等のＷ研磨速度およびウエハクリア時間を得た。
【００７１】
例８
ゼータ電位測定値および電導度測定値は、ろ過の前後に、種々の研磨組成物について得た。それぞれの組成物の２００ｍＬを、Millipore Ultracell再生セルロース限外濾過ディスク（１０００００ダルトンのＭＷカットオフおよび６．３ｎｍの孔径を有する）を通してろ過（濃縮）した。残りの分散液（限外濾過ディスクによって保持された約６５ｍＬ）を収集し、そして硝酸でｐＨ２．６に調整した脱イオン水を用いて、当初の２００ｍＬの体積に補充した。この手順を、合計で３回の限外濾過サイクル（そのサイクルのそれぞれは、限外濾過工程および補充工程を含んでいる）で繰り返した。研磨組成物のゼータ電位を、限外濾過手順の前後に（すなわち、初期の研磨組成物および３回限外濾過および補充された研磨組成物）、Model DT 1202音響および電気−音響分光計（Dispersion Technologiesから入手可能）を用いて測定した。研磨組成物の電気伝導性は、標準の電導計を用いて、限外濾過手順の前後に測定した。
【００７２】
表８には、例１に記載された分散液Ｃ１、Ｃ２およびＤ２から作られた研磨組成物８Ａ、８Ｂ、８Ｃおよび８Ｄについて測定されたゼータ電位および電導度の値が示されている。研磨組成物８Ａは、分散液Ｃ１を用いて、ＤＩ水で２質量％の最終的なコロイド状シリカ濃度に希釈し、そして硝酸を用いてｐＨを２．６に調整することによって調製された。研磨組成物８Ｂは、分散液Ｃ２を用いて、ＤＩ水で２質量％の最終的なシリカ濃度に希釈し、そして硝酸を用いてｐＨを２．６に調整することによって調製した。コロイド状シリカは、０．０１質量％のＴＢＡＨを用いて処理して、非永久的な正の電荷を有する粒子を得た。研磨組成物８Ｃは、分散液Ｃ２を用いて、ＤＩ水で２質量％の最終的なシリカ濃度に希釈し、そして硝酸を用いてｐＨを２．３に調整することによって調製した。コロイド状シリカ粒子は、未処理のままであった。研磨組成物８Ｄは、分散液Ｃ１およびＤ２を希釈および混合することによって調製され、それによって最終的な混合物は、Ｃ１分散液からの１．２質量％のコロイド状シリカ粒子および、Ｄ２分散液からの０．６質量％のコロイド状シリカ粒子を含んでいた。Ｄ２分散液は、０．０１質量％のＴＢＡＨで更に処理されて、非永久的な正の電荷を有する粒子を得た。研磨組成物８Ｄは、０．０３１質量％の硝酸第二鉄９水和物および０．０４質量％のマロン酸を更に含んでいた。
【００７３】
上記のように、最初の組成物のゼータ電位および電気伝導度を、上記の限外濾過手順の前後に測定した。３回の限外濾過および補充された研磨組成物の修正ゼータ電位値（１モル濃度（molar）の塩化カリウムの添加による電導度の変化によって示されるイオン強度差について修正された）もまた示されている。この例では、合計の固形分損失は、５％未満であり、そして従って固形分の修正は適用されていない。
【表８】
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【００７４】
表８に示された結果から明らかなように、研磨組成物８Ａのゼータ電位は、ろ過によって変化しておらず、コロイド状シリカは、４１ｍＶの永久的な正の電荷を有していたことを示している。研磨組成物８Ｂのゼータ電位は、１０から３ｍＶへと減少しており、コロイド状シリカ上の正の電荷は永久的ではないことを示している。研磨組成物８Ｃ（未処理のコロイド状シリカ粒子）のゼータ電位は、基本的に中性（４ｍＶ）であった。研磨組成物８Ｄのゼータ電位は、１７から１１ｍＶへと中程度に減少した。理論によって拘束されることは望まないが、アミノシラン処理された粒子は、それらの永久的な正の電荷を保持することが信じられ（研磨組成物８Ａでのように）、一方でＴＢＡＨ処理された粒子上の非永久的な正の電荷は、有意に減少することが信じられる（研磨組成物８Ｂでのように）。この組み合わせは、ゼータ電位の中程度の減少を引き起こしていることが信じられる。
【００７５】
例９
粒子径分布を、例１の分散液Ｂ１、Ｃ１およびＤ２を用いて調製した５種の研磨組成物について評価した。研磨組成物９Ａ、９Ｂおよび９Ｃは、分散液Ｂ１、Ｃ１およびＤ２をそれぞれＤＩ水で希釈して、１質量％の最終的なコロイド状シリカ濃度にすることによって調製された。研磨組成物９Ｄは、分散液Ｂ１およびＤ２を希釈および混合することによって、最終的な混合物が、Ｂ１分散液からの０．２質量％のコロイド状シリカ粒子およびＤ２分散液からの０．３質量％のコロイド状シリカ粒子を含むように、調製された。研磨組成物９Ｅは、分散液Ｃ１およびＤ２を希釈および混合することによって、最終的な混合物が、Ｃ１分散液からの０．２質量％のコロイド状シリカ粒子およびＤ２分散液からの０．３質量％のコロイド状シリカ粒子を含むように、調製された。研磨組成物９Ｄおよび９Ｅでは、Ｄ１分散液は、非永久的な正の電荷を有する粒子を得るように、１００ｐｐｍ（質量基準）のＴＢＡＨで更に処理した。研磨組成物９Ｄおよび９Ｅは、１９３ｐｐｍ（質量基準）の硝酸第二鉄９水和物、２５０ｐｐｍ（質量基準）のマロン酸、および７ｐｐｍ（質量基準）のKathon殺生物剤を更に含んでいた。５種の研磨組成物（９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄおよび９Ｅ）のそれぞれのｐＨは、硝酸を用いて２．５に調整した。
【００７６】
それぞれの研磨組成物の粒子径分布は、ＣＰＳディスク遠心機、型式DC24000HR（CPS Instruments（Prairieville、ルイジアナ州）から入手可能）を用いて評価した。標準勾配（standard gradient）をＣＰＳInstruments Autogradient（８％および２４％のスクロース溶液を用いて）を用いて調製した。粒子径分布が、図１に示されている。
【００７７】
図１に示した結果から明らかなように、評価された研磨組成物は、異なる粒子径分布を有している。研磨組成物９Ａは、５０ｎｍにピークを備えた粒子径分布を有している。研磨組成物９Ｂは、７０ｎｍにピークを備えた粒子径分布を有している。研磨組成物９Ｃは、１１５ｎｍにピークを備えた粒子径分布を有している。研磨組成物９Ｄは、５０ｎｍに第１のピークおよび１１５ｎｍに第２のピークを備えた二峰性の分布を有している。研磨組成物９Ｅは、７５ｎｍに第１のピークおよび１１０ｎｍに第２のピークを備えた二峰性の分布を有している。
【００７８】
本明細書における値の範囲の記載は、特に断りのない限り、単に、その範囲に含まれるそれぞれの個々の値を個別に表すための簡便な方法としての役割を果たすことが意図されており、そしてそれぞれの個別の値は、それが明細書中に個々に記載されているように、本明細書中に組み込まれていることが理解されるであろう。ここに記載された全ての方法は、ここに特に断りのない限り、または文脈によって明確に否定されない限り、いずれかの好適な順序で行うことができる。ここで与えられる、いずれかの、そして全ての例の使用、または例示的な術語（例えば、「例えば」）は、本発明をより明らかにすることを単に意図しており、そして特に断りのない限り、本発明の範囲に限定を与えるものではない。本明細書のいずれの記載も、いずれかの特許請求されていない要素が、本発明の実施に必須であると解釈されてはならない。
【００７９】
本発明を実施するための、本発明者らに知られたベストモードを含めた、本発明の好ましい態様がここに記載されている。これらの好ましい態様の変更が、前述の説明を読むことによって、当業者には明らかとなるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変更を必要に応じて用いることを想定しており、そして本発明者らは、本発明が、ここに具体的に記載したのとは別のように実施されることを意図している。従って、本発明は、適用可能な法によって許容されるように、ここに添付した特許請求の範囲に記載した主題の全ての変更および等価物を含んでいる。更に、上記の要素の、それらの全ての可能な変更のいずれかの組み合わせも、特に断りのない限り、または文脈によって明確に否定されない限り、本発明によって包含される。
【図１】
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