JP2024058695A - シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 - Google Patents
シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024058695A JP2024058695A JP2022165945A JP2022165945A JP2024058695A JP 2024058695 A JP2024058695 A JP 2024058695A JP 2022165945 A JP2022165945 A JP 2022165945A JP 2022165945 A JP2022165945 A JP 2022165945A JP 2024058695 A JP2024058695 A JP 2024058695A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arc
- silica fine
- silica
- pseudo
- dispersion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 432
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 208
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 148
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000003703 image analysis method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 75
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 15
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 claims description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- -1 pH adjusters Substances 0.000 description 38
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 10
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 8
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 6
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 6
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 6
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 5
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 5
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyethyl acetate Chemical compound COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 4
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 4
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 4
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical class OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 1,2-Dichloroethane Chemical compound ClCCCl WSLDOOZREJYCGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KNKRKFALVUDBJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloropropane Chemical compound CC(Cl)CCl KNKRKFALVUDBJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940093475 2-ethoxyethanol Drugs 0.000 description 2
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPPOGHDFAVQKLN-UHFFFAOYSA-N N-Octyl-2-pyrrolidone Chemical compound CCCCCCCCN1CCCC1=O WPPOGHDFAVQKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 2
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 2
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical class C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920002503 polyoxyethylene-polyoxypropylene Polymers 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N (dimethylsulfonio)acetate Chemical compound C[S+](C)CC([O-])=O PSBDWGZCVUAZQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- QWENRTYMTSOGBR-UHFFFAOYSA-N 1H-1,2,3-Triazole Chemical compound C=1C=NNN=1 QWENRTYMTSOGBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KJUGUADJHNHALS-UHFFFAOYSA-N 1H-tetrazole Chemical compound C=1N=NNN=1 KJUGUADJHNHALS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOC(C)=O NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical compound NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSIAIROWMJGMQZ-UHFFFAOYSA-N 2h-triazol-4-amine Chemical compound NC1=CNN=N1 JSIAIROWMJGMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQSBZDLZCZUJCJ-UHFFFAOYSA-N 2h-triazole-4,5-diamine Chemical compound NC=1N=NNC=1N DQSBZDLZCZUJCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHLVCLIPMVJYKS-UHFFFAOYSA-N 3-octanone Chemical compound CCCCCC(=O)CC RHLVCLIPMVJYKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 4H-1,2,4-triazole Chemical compound C=1N=CNN=1 NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2h-tetrazole Chemical compound CC=1N=NNN=1 XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical compound NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical class NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001879 Curdlan Substances 0.000 description 1
- 229920002558 Curdlan Polymers 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- BUDQDWGNQVEFAC-UHFFFAOYSA-N Dihydropyran Chemical compound C1COC=CC1 BUDQDWGNQVEFAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGEGHDBEHXKFPX-UHFFFAOYSA-N N-methylthiourea Natural products CNC(N)=O XGEGHDBEHXKFPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 description 1
- 108010020346 Polyglutamic Acid Proteins 0.000 description 1
- 108010039918 Polylysine Proteins 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical class CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 description 1
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical class C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N [14c]-nicotinamide Chemical compound N[14C](=O)C1=CC=CN=C1 DFPAKSUCGFBDDF-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000004781 alginic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000003973 alkyl amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000008051 alkyl sulfates Chemical class 0.000 description 1
- 229940045714 alkyl sulfonate alkylating agent Drugs 0.000 description 1
- 150000008052 alkyl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- FDIWRLNJDKKDHB-UHFFFAOYSA-N azanium;2-aminoacetate Chemical compound [NH4+].NCC([O-])=O FDIWRLNJDKKDHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLXUHJYLQGWQRT-UHFFFAOYSA-N azanium;ethoxymethanesulfonate Chemical compound [NH4+].CCOCS([O-])(=O)=O SLXUHJYLQGWQRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- UREZNYTWGJKWBI-UHFFFAOYSA-M benzethonium chloride Chemical compound [Cl-].C1=CC(C(C)(C)CC(C)(C)C)=CC=C1OCCOCC[N+](C)(C)CC1=CC=CC=C1 UREZNYTWGJKWBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960001950 benzethonium chloride Drugs 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N benzyl(dimethyl)azanium;chloride Chemical class [Cl-].C[NH+](C)CC1=CC=CC=C1 CADWTSSKOVRVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- SNCZNSNPXMPCGN-UHFFFAOYSA-N butanediamide Chemical compound NC(=O)CCC(N)=O SNCZNSNPXMPCGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCFKHWSNVPJBEP-UHFFFAOYSA-N butylazanium;sulfate Chemical compound CCCCN.CCCCN.OS(O)(=O)=O KCFKHWSNVPJBEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 235000019316 curdlan Nutrition 0.000 description 1
- 229940078035 curdlan Drugs 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000001923 cyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical class OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- ZGARNLJTTXHQGS-UHFFFAOYSA-N ethanamine;sulfuric acid Chemical compound CCN.CCN.OS(O)(=O)=O ZGARNLJTTXHQGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002431 foraging effect Effects 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PKWIYNIDEDLDCJ-UHFFFAOYSA-N guanazole Chemical compound NC1=NNC(N)=N1 PKWIYNIDEDLDCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 150000001261 hydroxy acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N iso-butyl acetate Natural products CC(C)COC(C)=O GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M isocaproate Chemical compound CC(C)CCC([O-])=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid methyl ester Natural products COC(=O)CC(C)C OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- XGEGHDBEHXKFPX-NJFSPNSNSA-N methylurea Chemical compound [14CH3]NC(N)=O XGEGHDBEHXKFPX-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical class C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920003175 pectinic acid Polymers 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 description 1
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 description 1
- 229920000656 polylysine Polymers 0.000 description 1
- 229920001444 polymaleic acid Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N propionamide Chemical compound CCC(N)=O QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940080818 propionamide Drugs 0.000 description 1
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 125000003748 selenium group Chemical group *[Se]* 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- KKDONKAYVYTWGY-UHFFFAOYSA-M sodium;2-(methylamino)ethanesulfonate Chemical compound [Na+].CNCCS([O-])(=O)=O KKDONKAYVYTWGY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WUWHFEHKUQVYLF-UHFFFAOYSA-M sodium;2-aminoacetate Chemical compound [Na+].NCC([O-])=O WUWHFEHKUQVYLF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QJEOJNTXXKYIDP-UHFFFAOYSA-M sodium;3-ethoxypropane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCOCCCS([O-])(=O)=O QJEOJNTXXKYIDP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BWYYYTVSBPRQCN-UHFFFAOYSA-M sodium;ethenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C=C BWYYYTVSBPRQCN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NFOSJIUDGCORCI-UHFFFAOYSA-M sodium;methoxymethanesulfonate Chemical compound [Na+].COCS([O-])(=O)=O NFOSJIUDGCORCI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DZXBHDRHRFLQCJ-UHFFFAOYSA-M sodium;methyl sulfate Chemical compound [Na+].COS([O-])(=O)=O DZXBHDRHRFLQCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003445 sucroses Chemical class 0.000 description 1
- FDDDEECHVMSUSB-UHFFFAOYSA-N sulfanilamide Chemical compound NC1=CC=C(S(N)(=O)=O)C=C1 FDDDEECHVMSUSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940117986 sulfobetaine Drugs 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 150000003460 sulfonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940104261 taurate Drugs 0.000 description 1
- XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N taurine Chemical compound NCCS(O)(=O)=O XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical group [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003536 tetrazoles Chemical class 0.000 description 1
- AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N urea hydrogen peroxide Chemical compound OO.NC(N)=O AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
【課題】シリカ膜、Siウェハや難加工材であっても高速で研磨することができるシリカ微粒子分散液の提供。【解決手段】下記の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液。[1]電子顕微鏡写真上において擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。(I)弓形図形Xの弦と、少なくとも部分的に内接する。(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。【選択図】図1
Description
本発明は、半導体デバイス製造等に使用される研磨剤として好適なシリカ微粒子分散液に関し、特に基板上に形成された被研磨膜を、化学機械的研磨(ケミカルメカニカルポリッシング:CMP)で平坦化するためのシリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液に関する。
半導体基板、配線基板などの半導体デバイスなどは、高密度化・微細化することで高性能化を実現している。この半導体の製造工程においては、いわゆるケミカルメカニカルポリッシング(CMP)が適用されており、具体的にはシャロートレンチ素子分離、層間絶縁膜の平坦化、コンタクトプラグやCuダマシン配線の形成などに必須の技術となっている。
一般にCMP用研磨剤は、砥粒とケミカル成分とからなり、ケミカル成分は対象被膜を酸化や腐食などさせることにより研磨を促進させる役割を担う。一方で砥粒は機械的作用により研磨する役割を持ち、コロイダルシリカやヒュームドシリカ、セリア粒子が砥粒として使われる。特にセリア粒子は酸化ケイ素膜に対して特異的に高い研磨速度を示すことから、シャロートレンチ素子分離工程での研磨に適用されている。
シャロートレンチ素子分離工程では、酸化ケイ素膜の研磨だけではなく、窒化ケイ素膜の研磨も行われる。素子分離を容易にするためには、酸化ケイ素膜の研磨速度が高く、窒化ケイ素膜の研磨速度が低い事が望ましく、この研磨速度比(選択比)も重要である。
シャロートレンチ素子分離工程では、酸化ケイ素膜の研磨だけではなく、窒化ケイ素膜の研磨も行われる。素子分離を容易にするためには、酸化ケイ素膜の研磨速度が高く、窒化ケイ素膜の研磨速度が低い事が望ましく、この研磨速度比(選択比)も重要である。
従来、このような部材の研磨方法として、比較的粗い1次研磨処理を行った後、精密な2次研磨処理を行うことにより、平滑な表面あるいはスクラッチなどの傷が少ない極めて高精度の表面を得る方法が行われている。
本発明は、シリカ膜、Siウェハや難加工材であっても高速で研磨することができるシリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液を提供することを目的とする。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の(1)~(9)である。
(1)下記[1]~[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液。
[1]その電子顕微鏡写真上において、前記擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、更に前記擬球欠状シリカ微粒子の像は、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。
[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。
(2)前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接している、上記(1)に記載のシリカ微粒子分散液。
(3)更に前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、円弧の全長を二等分する円弧上における等分点Dの両側に、円弧に沿ってw/6(w:円弧の全長)ずつの長さに及ぶ円弧曲線と少なくとも部分的に内接し、該円弧曲線の両末端と接続する2つの円弧曲線とも、それぞれ少なくとも部分的に内接している、上記(1)または(2)に記載のシリカ微粒子分散液。
(4)画像解析法において、全ての粒子の平均粒子径が50~350nmである、上記(1)~(3)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液。
(5)電子顕微鏡写真上において、全ての粒子に占める前記擬球欠状シリカ微粒子の個数割合が5~20%である、上記(1)~(4)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液。
(6)上記(1)~(5)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液。
(7)シリカ膜が形成された半導体基板の平坦化用であることを特徴とする上記(6)に記載の研磨用砥粒分散液。
(8)球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とし、上記(1)~(5)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液が得られる、シリカ微粒子分散液の製造方法。
(9)前記解砕処理を施した後、相対遠心加速度300G以上にて遠心分離処理を行い、続いて沈降成分を除去する、上記(8)に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。
本発明は以下の(1)~(9)である。
(1)下記[1]~[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液。
[1]その電子顕微鏡写真上において、前記擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、更に前記擬球欠状シリカ微粒子の像は、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。
[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。
(2)前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接している、上記(1)に記載のシリカ微粒子分散液。
(3)更に前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、円弧の全長を二等分する円弧上における等分点Dの両側に、円弧に沿ってw/6(w:円弧の全長)ずつの長さに及ぶ円弧曲線と少なくとも部分的に内接し、該円弧曲線の両末端と接続する2つの円弧曲線とも、それぞれ少なくとも部分的に内接している、上記(1)または(2)に記載のシリカ微粒子分散液。
(4)画像解析法において、全ての粒子の平均粒子径が50~350nmである、上記(1)~(3)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液。
(5)電子顕微鏡写真上において、全ての粒子に占める前記擬球欠状シリカ微粒子の個数割合が5~20%である、上記(1)~(4)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液。
(6)上記(1)~(5)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液。
(7)シリカ膜が形成された半導体基板の平坦化用であることを特徴とする上記(6)に記載の研磨用砥粒分散液。
(8)球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とし、上記(1)~(5)のいずれかに記載のシリカ微粒子分散液が得られる、シリカ微粒子分散液の製造方法。
(9)前記解砕処理を施した後、相対遠心加速度300G以上にて遠心分離処理を行い、続いて沈降成分を除去する、上記(8)に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。
本発明のシリカ微粒子を含む研磨用砥粒分散液を用いると、対象物を高速で研磨することができる。本発明のシリカ微粒子分散液を、例えば、研磨用砥粒分散液として、シリカ膜あるいはSiウェハなどを含む難加工材を対象とした研磨用途に使用した場合、従来の研磨用砥粒分散液(例えば、球状のシリカ微粒子からなる砥粒を含む研磨用砥粒分散液)を使用した場合に較べて、高速で研磨することができる。この理由は明確ではないが、本発明のシリカ微粒子はその表面の一部が平面であるために、被研磨面に対して滑り摩擦の作用が働くことが要因となっていると本発明者は推定している。このように被研磨面に対して滑り摩擦が作用すると、転がり摩擦で作用する砥粒と比較して、研磨速度が向上すると考えられる。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法は、このような優れた性能を示すシリカ微粒子分散液を効率的に製造する方法を提供するものである。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の好適な態様においては、シリカ微粒子に含まれる不純物を著しく低減させ、高純度化させることも可能である。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の好適態様によって得られる、高純度化されたシリカ微粒子分散液は、不純物を含まないため、半導体基板、配線基板などの半導体デバイスの表面の研磨に特に好ましく用いることができる。
また、本発明のシリカ微粒子分散液は、研磨用砥粒分散液として使用した場合、半導体デバイス表面の平坦化に有効であり、特にはシリカ絶縁膜が形成された基板の研磨に好適である。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法は、このような優れた性能を示すシリカ微粒子分散液を効率的に製造する方法を提供するものである。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の好適な態様においては、シリカ微粒子に含まれる不純物を著しく低減させ、高純度化させることも可能である。
本発明のシリカ微粒子分散液の製造方法の好適態様によって得られる、高純度化されたシリカ微粒子分散液は、不純物を含まないため、半導体基板、配線基板などの半導体デバイスの表面の研磨に特に好ましく用いることができる。
また、本発明のシリカ微粒子分散液は、研磨用砥粒分散液として使用した場合、半導体デバイス表面の平坦化に有効であり、特にはシリカ絶縁膜が形成された基板の研磨に好適である。
本発明について説明する。
本発明は、下記[1]~[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液である。
[1]その電子顕微鏡写真上において、前記擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、更に前記擬球欠状シリカ微粒子の像は、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。
[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。
このようなシリカ微粒子分散液を、以下では「本発明の分散液」ともいう。
また、上記[1]から[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を、以下では「本発明のシリカ微粒子」ともいう。
本発明の分散液は本発明のシリカ微粒子が分散溶媒に分散したものであってよいが、本発明のシリカ微粒子を含むものであれば、本発明のシリカ微粒子に該当しない粒子を含んでいてよい。
本発明は、下記[1]~[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液である。
[1]その電子顕微鏡写真上において、前記擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、更に前記擬球欠状シリカ微粒子の像は、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。
[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。
このようなシリカ微粒子分散液を、以下では「本発明の分散液」ともいう。
また、上記[1]から[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を、以下では「本発明のシリカ微粒子」ともいう。
本発明の分散液は本発明のシリカ微粒子が分散溶媒に分散したものであってよいが、本発明のシリカ微粒子を含むものであれば、本発明のシリカ微粒子に該当しない粒子を含んでいてよい。
また、本発明は、球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とし、本発明の分散液が得られる、シリカ微粒子分散液の製造方法である。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
本発明の分散液は、本発明の製造方法によって製造することが好ましい。
以下において、単に「本発明」と記した場合、本発明の分散液、本発明のシリカ微粒子および本発明の製造方法のいずれをも意味するものとする。
本願明細書において、「シリカ微粒子の像」の記載は、特に断りの無い限り、「シリカ微粒子の電子顕微鏡写真」を意味する。
電子顕微鏡写真とは、走査型電子顕微鏡(SEM)の写真(画像)または透過型電子顕微鏡(TEM)の写真(画像)を意味する。なお、走査型電子顕微鏡(SEM)の写真(画像)を「SEM画像」、透過型電子顕微鏡(TEM)の写真(画像)を「TEM画像」と表示する場合がある。
また、「シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において」の記載は、特に断りの無い限り、「シリカ微粒子の電子顕微鏡写真において」を意味する。「シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真において」の記載は、「シリカ微粒子の電子顕微鏡写真において」を意味する。
電子顕微鏡写真とは、走査型電子顕微鏡(SEM)の写真(画像)または透過型電子顕微鏡(TEM)の写真(画像)を意味する。なお、走査型電子顕微鏡(SEM)の写真(画像)を「SEM画像」、透過型電子顕微鏡(TEM)の写真(画像)を「TEM画像」と表示する場合がある。
また、「シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において」の記載は、特に断りの無い限り、「シリカ微粒子の電子顕微鏡写真において」を意味する。「シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真において」の記載は、「シリカ微粒子の電子顕微鏡写真において」を意味する。
<本発明のシリカ微粒子>
本発明のシリカ微粒子は、後に述べるように擬球欠状の構造をとることを特徴とする。
本発明のシリカ微粒子の形状について、図1を用いて説明する。
図1(a)は、10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子のSEM画像である。また、図1(a)には、本発明のシリカ微粒子が内接する弓形図形Xを特定するための線も示している。そして、図1(b)は、図1(a)によって特定された弓形図形Xを示している。
図1(a)1:シリカ微粒子(以下、「シリカ微粒子1」ともいう。)
5:弦 3:円
図1(b)7:円弧 9:矢高 D:円弧7の等分点
10:弓形図形X
L1:円弧7の始点 L2:円弧7の終点
S:円弧7上であって、等分点DからL1側に、円弧7の全長(w)の6分の1相当に位置する点
T:円弧7上であって、等分点DからL2側に、円弧7の全長(w)の6分の1相当に位置する点
S-T:円弧7上であって、点Sと点Tを結ぶ円弧曲線
本発明のシリカ微粒子は、後に述べるように擬球欠状の構造をとることを特徴とする。
本発明のシリカ微粒子の形状について、図1を用いて説明する。
図1(a)は、10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子のSEM画像である。また、図1(a)には、本発明のシリカ微粒子が内接する弓形図形Xを特定するための線も示している。そして、図1(b)は、図1(a)によって特定された弓形図形Xを示している。
図1(a)1:シリカ微粒子(以下、「シリカ微粒子1」ともいう。)
5:弦 3:円
図1(b)7:円弧 9:矢高 D:円弧7の等分点
10:弓形図形X
L1:円弧7の始点 L2:円弧7の終点
S:円弧7上であって、等分点DからL1側に、円弧7の全長(w)の6分の1相当に位置する点
T:円弧7上であって、等分点DからL2側に、円弧7の全長(w)の6分の1相当に位置する点
S-T:円弧7上であって、点Sと点Tを結ぶ円弧曲線
本願明細書において、弓形図形Xにおける弦5以外の部分を構成する円弧の全部(始点L1から終点L2まで)又は一部を「円弧曲線」と称する場合がある。
図1を用いて、弓形図形Xの特定方法について説明する。
初めに、図1(a)に示すような10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子1の電子顕微鏡写真(図1の場合はSEM画像)を用意する。
次に、このSEM画像上の1つのシリカ微粒子について、そのシリカ微粒子の外周におけるできるだけ多くの部分が内接する円3を決定する。
次に、その円3において、そのシリカ微粒子の像の外周のできるだけ多くの部分に内接する弦5を決定する。
これによって、弦5と円弧7からなる弓形図形が特定される。ここで、弦5と円3の2つの交点をそれぞれ始点L1、終点L2とし、円周上で始点L1と終点L2を結ぶ曲線を円弧7とする(図1(b)参照)。
なお、この段階で特定された弓形図形は、本発明でいう「弓形図形X」に該当するとは限らない。
初めに、図1(a)に示すような10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子1の電子顕微鏡写真(図1の場合はSEM画像)を用意する。
次に、このSEM画像上の1つのシリカ微粒子について、そのシリカ微粒子の外周におけるできるだけ多くの部分が内接する円3を決定する。
次に、その円3において、そのシリカ微粒子の像の外周のできるだけ多くの部分に内接する弦5を決定する。
これによって、弦5と円弧7からなる弓形図形が特定される。ここで、弦5と円3の2つの交点をそれぞれ始点L1、終点L2とし、円周上で始点L1と終点L2を結ぶ曲線を円弧7とする(図1(b)参照)。
なお、この段階で特定された弓形図形は、本発明でいう「弓形図形X」に該当するとは限らない。
次に、図1(a)の方法で特定した弓形図形について、シリカ微粒子1の像との関係において、シリカ微粒子1の像が、円弧7を等分する等分点Dへ内接し、等分点Dから円弧7の始点L1方向の円弧曲線(D-L1)及び同じく等分点Dから円弧7の終点L2方向の円弧曲線(D-L2)の両円弧曲線にそれぞれ少なくとも部分的に内接する関係である弓形図形に該当するかを確認する。
そして、該当する場合は、円弧7と弦5とからなる弓形図形の弦5および矢高9の長さと、弓形図形の面積(面積SXとする)を求め、弦5の長さが80nm以上、矢高9の長さ40nm以上であって、かつ、その弓形図形の面積SXが本発明のシリカ微粒子1の像の面積(面積S0とする)に対して1.0~1.5倍(面積SX/面積S0)であるかを確認する。
そして、いずれの条件も満たす場合、その円弧7と弦5とからなる弓形図形を弓形図形Xとする。
そして、該当する場合は、円弧7と弦5とからなる弓形図形の弦5および矢高9の長さと、弓形図形の面積(面積SXとする)を求め、弦5の長さが80nm以上、矢高9の長さ40nm以上であって、かつ、その弓形図形の面積SXが本発明のシリカ微粒子1の像の面積(面積S0とする)に対して1.0~1.5倍(面積SX/面積S0)であるかを確認する。
そして、いずれの条件も満たす場合、その円弧7と弦5とからなる弓形図形を弓形図形Xとする。
このような弓形図形Xが特定される場合、それが特定されたシリカ微粒子(すなわち、図1(a)に示したシリカ微粒子)であって、かつ、後述するように画像解析法による粒子径が50~350nmであれば、それは本発明のシリカ微粒子に相当する。
また、このような本発明のシリカ微粒子の形状を擬球欠状ともいう。
なお、幾何学では、球を一つの面で切り取った立体構造を「球欠」と呼ぶ場合がある。
本発明のシリカ微粒子は、このような擬球欠状の構造をとり、特に研磨用砥粒として用いた場合、滑り摩擦の作用が働きやすいため、研磨速度向上に寄与するものと考えられる。
また、このような本発明のシリカ微粒子の形状を擬球欠状ともいう。
なお、幾何学では、球を一つの面で切り取った立体構造を「球欠」と呼ぶ場合がある。
本発明のシリカ微粒子は、このような擬球欠状の構造をとり、特に研磨用砥粒として用いた場合、滑り摩擦の作用が働きやすいため、研磨速度向上に寄与するものと考えられる。
ここで、本発明のシリカ微粒子における弦5に内接する直線部分は、実体的には本発明のシリカ微粒子が有する平面状構造に相当する。このような平面状構造を「平面状構造F」と称する場合がある。
ここで、電子顕微鏡写真上における本発明のシリカ微粒子1の像の面積S0の測定方法は、特に限定されない。例えば従来公知の画像処理装置を用いて測定することができる。
弓形図形Xの面積SXは、擬球欠状である本発明のシリカ微粒子1の像の面積S0に対し1.0~1.5倍であるが、この値(面積SX/面積S0)は1.0~1.3であることが好ましく、1.0~1.1であることがより好ましい。
弓形図形Xの面積SXは、擬球欠状である本発明のシリカ微粒子1の像の面積S0に対して1.0~1.5倍の範囲にあり、他の要件(弦の長さ範囲、矢高の長さ範囲、シリカ微粒子の粒子径範囲及び前記(I)と(II)の内接に関する要件、並びに後述する粒子径の要件)を満たす本発明のシリカ微粒子は、研磨用の砥粒として用いた場合、被研磨基板との間での滑り摩擦がはたらきやすく研磨レート向上に寄与することができる。
弓形図形Xの面積SXは、擬球欠状である本発明のシリカ微粒子1の像の面積S0に対して1.0~1.5倍の範囲にあり、他の要件(弦の長さ範囲、矢高の長さ範囲、シリカ微粒子の粒子径範囲及び前記(I)と(II)の内接に関する要件、並びに後述する粒子径の要件)を満たす本発明のシリカ微粒子は、研磨用の砥粒として用いた場合、被研磨基板との間での滑り摩擦がはたらきやすく研磨レート向上に寄与することができる。
本発明のシリカ微粒子の画像解析法により測定される粒子径は50~350nmである。本発明の分散液を研磨剤として用いた場合、研磨に伴うスクラッチの発生が少なくなる。前記の粒子径が50nm未満の場合、粒子径が小さく研磨レートが実用的な水準に達さない可能性がある。
また、粒子径が350nmを超える場合、研磨対象の基板の面精度低下を招く可能性もある。
また、粒子径が350nmを超える場合、研磨対象の基板の面精度低下を招く可能性もある。
なお、本発明のシリカ微粒子(擬球欠状シリカ微粒子)の粒子径は、次のような画像解析法によって測定するものとする。
本発明のシリカ微粒子に相当する可能性がある粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、その画像上において粒子を1個特定する。
次に、その粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。(ここで最大径とは、粒子画像における粒子外縁上の2点間を結ぶ線分のうち、最大の長さの線分を意味する。)また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。
このようにして測定された粒子径が50~350nmであって、かつ、前述の条件を満たす粒子が、本発明のシリカ微粒子である。
本発明のシリカ微粒子に相当する可能性がある粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、その画像上において粒子を1個特定する。
次に、その粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。(ここで最大径とは、粒子画像における粒子外縁上の2点間を結ぶ線分のうち、最大の長さの線分を意味する。)また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。
このようにして測定された粒子径が50~350nmであって、かつ、前述の条件を満たす粒子が、本発明のシリカ微粒子である。
本発明のシリカ微粒子1に対応する弓形図形Xにおける矢高9は、等分点Dから弦5に下ろした垂線における弦5と円弧7との距離である。なお、必然的に弓形図形毎に矢高の値はひとつに定められる。
このような矢高9は弓形図形Xにおいて40nm以上である。電子顕微鏡写真上において矢高が40nm以上の弓形図形と内接する本発明のシリカ微粒子は、砥粒として十分な厚さがあり、壊れにくく、滑り摩擦による研磨に好適である。
電子顕微鏡写真上において矢高が40nm未満の弓形図形と内接するシリカ微粒子の場合、砥粒として十分な厚さのシリカ微粒子ではない場合がある。
より好適には、電子顕微鏡写真上において矢高が50nm以上の弓形図形Xと内接する本発明のシリカ微粒子が推奨される。なお、本発明のシリカ微粒子の粒子径範囲(50~350nm)に対応して、矢高の上限は300nmないし300nm程度となる。
このような矢高9は弓形図形Xにおいて40nm以上である。電子顕微鏡写真上において矢高が40nm以上の弓形図形と内接する本発明のシリカ微粒子は、砥粒として十分な厚さがあり、壊れにくく、滑り摩擦による研磨に好適である。
電子顕微鏡写真上において矢高が40nm未満の弓形図形と内接するシリカ微粒子の場合、砥粒として十分な厚さのシリカ微粒子ではない場合がある。
より好適には、電子顕微鏡写真上において矢高が50nm以上の弓形図形Xと内接する本発明のシリカ微粒子が推奨される。なお、本発明のシリカ微粒子の粒子径範囲(50~350nm)に対応して、矢高の上限は300nmないし300nm程度となる。
本発明のシリカ微粒子1に対応する弓形図形Xにおける弦5は、弓形図形Xの円弧曲線の始点L1と、終点L2を結ぶ線分である。
本発明のシリカ微粒子1に対応する弓形図形Xにおける弦5の長さは、80nm以上であり、90nm以上が好ましい。
なお、本発明のシリカ微粒子の粒子径範囲(50~350nm)に対応して、弦の上限は430nmないし430nm程度となる。
本発明のシリカ微粒子1に対応する弓形図形Xにおける弦5の長さは、80nm以上であり、90nm以上が好ましい。
なお、本発明のシリカ微粒子の粒子径範囲(50~350nm)に対応して、弦の上限は430nmないし430nm程度となる。
研磨速度の向上を図るためには、粒子と基板の接触による摩擦が重要であり、動摩擦にはころがり摩擦と滑り摩擦があり、一般的に滑り摩擦の方がころがり摩擦より大きな摩擦力を生むとされている。本発明のシリカ微粒子は、少なくとも一つの平面状構造を有した擬球欠状の構造をとり、研磨用砥粒として用いた場合、滑り摩擦の作用がはたらき易く、研磨用砥粒として球状粒子を用いた場合よりも研磨速度向上に寄与しているものと推察される。
本発明のシリカ微粒子の像は弓形図形Xの弦へ少なくとも部分的に内接するが、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分と内接していることが望ましい。係る割合は50%以上が好ましく、75%以上が更に好ましく、100%であることが最も好ましい。
本発明のシリカ微粒子の像と、弦との内接の割合が高い程、平面状構造Fの領域は広くなり、滑り摩擦の作用効果をより発揮しやすくなるものと推察される。
本発明のシリカ微粒子の像と、弓形図形Xの弦との内接割合は、TEM画像ないしTEM写真上で実測し、シリカ微粒子の像と、弓形図形Xの弦との内接した長さの合計値を、
弓形図形Xの弦の長さで除した値を単位[%]で表示する。
本発明のシリカ微粒子の像と、弦との内接の割合が高い程、平面状構造Fの領域は広くなり、滑り摩擦の作用効果をより発揮しやすくなるものと推察される。
本発明のシリカ微粒子の像と、弓形図形Xの弦との内接割合は、TEM画像ないしTEM写真上で実測し、シリカ微粒子の像と、弓形図形Xの弦との内接した長さの合計値を、
弓形図形Xの弦の長さで除した値を単位[%]で表示する。
本発明のシリカ微粒子の像は、円弧7の全長を二等分する円弧上の等分点Dに内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線(D-L1)及び反対側の円弧曲線(D-L2)と、それぞれ少なくとも部分的に内接するものである。そして、より好適には本発明のシリカ微粒子の像が、円弧7の全長を二等分する円弧上の等分点Dの両側にw/6(w:円弧の全長)ずつの長さに及ぶ円弧曲線STと少なくとも部分的に内接し、該円弧曲線STの両末端に接続する2つの円弧曲線(S―L1、T―L1)ともそれぞれ少なくとも部分的に内接していることが好ましい。
なお、前記のとおり、その電子顕微鏡写真上において擬球欠状であり、これが内接する円が存在し、更にその円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の(I)と(II)の関係を満たす。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
更に図1(a)で示す本発明のシリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.1倍であり、弦の長さが271nmであり、矢高が157nmであり、本発明のシリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が171nmであった。また、図1(a)で示す本発明のシリカ微粒子は、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
なお、前記のとおり、その電子顕微鏡写真上において擬球欠状であり、これが内接する円が存在し、更にその円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の(I)と(II)の関係を満たす。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
更に図1(a)で示す本発明のシリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.1倍であり、弦の長さが271nmであり、矢高が157nmであり、本発明のシリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が171nmであった。また、図1(a)で示す本発明のシリカ微粒子は、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
<本発明の分散液>
本発明の分散液について説明する。
本発明の分散液は、上記のような本発明のシリカ微粒子が分散溶媒に分散しているものである。本発明の分散液は、上記のような本発明のシリカ微粒子に加え、本発明のシリカ微粒子以外の粒子が分散溶媒に分散していてもよい。
本発明の分散液について説明する。
本発明の分散液は、上記のような本発明のシリカ微粒子が分散溶媒に分散しているものである。本発明の分散液は、上記のような本発明のシリカ微粒子に加え、本発明のシリカ微粒子以外の粒子が分散溶媒に分散していてもよい。
本発明の分散液は、上記のような擬球欠状の本発明のシリカ微粒子を含む。
本発明の分散液が含む粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真を用意し、画像上の全ての粒子について、上記の要領で擬球欠状の本発明のシリカ微粒子に該当するか否かを判断する。そして、擬球欠状の本発明のシリカ微粒子の個数比率を求める。このような本発明の分散液が含む粒子に占める本発明のシリカ微粒子の個数比率は5%以上が擬球欠状の粒子であることが好ましく、この比率は7%以上であることがより好ましい。また、その個数比率は20%以下であってよい。
本発明の分散液が含む粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真を用意し、画像上の全ての粒子について、上記の要領で擬球欠状の本発明のシリカ微粒子に該当するか否かを判断する。そして、擬球欠状の本発明のシリカ微粒子の個数比率を求める。このような本発明の分散液が含む粒子に占める本発明のシリカ微粒子の個数比率は5%以上が擬球欠状の粒子であることが好ましく、この比率は7%以上であることがより好ましい。また、その個数比率は20%以下であってよい。
本発明の分散液に含まれ得る0.51μm以上の粗大粒子数は、ドライ換算で100百万個/cc以下であることが好ましい。粗大粒子数は、100百万個/cc以下が好ましく、80百万個/cc以下がより好ましい。0.51μm以上の粗大粒子は研磨傷の原因となり、さらに研磨基板の表面粗さを悪化させる原因となり得る。
なお、本発明の分散液に含まれ得る粗大粒子数の測定法は、以下の通りである。
試料を純水で0.1質量%に希釈調整した後、5mlを採取し、これを従来公知の粗大粒子数測定装置に注入する。そして、0.51μm以上の粗大粒子の個数を求める。この測定を3回行い、単純平均値を求め、その値を1000倍して、0.51μm以上の粗大粒子数の値とする。
試料を純水で0.1質量%に希釈調整した後、5mlを採取し、これを従来公知の粗大粒子数測定装置に注入する。そして、0.51μm以上の粗大粒子の個数を求める。この測定を3回行い、単純平均値を求め、その値を1000倍して、0.51μm以上の粗大粒子数の値とする。
本発明の分散液に含まれる粒子の比表面積は、格別に制限されるものではないが、5~60m2/gであることが好ましく、7~43m2/gであることがより好ましい。
ここで、比表面積(BET比表面積)の測定方法について説明する。
まず、乾燥させた試料(0.2g)を測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に平衡吸着させる。次に、上記混合ガスを流しながら試料の温度を徐々に室温まで上昇させ、その間に脱離した窒素の量を検出し、予め作成した検量線により、試料の比表面積を測定する。
このようなBET比表面積測定法(窒素吸着法)は、例えば従来公知の表面積測定装置を用いて行うことができる。
本発明において比表面積は、特に断りがない限り、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
まず、乾燥させた試料(0.2g)を測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に平衡吸着させる。次に、上記混合ガスを流しながら試料の温度を徐々に室温まで上昇させ、その間に脱離した窒素の量を検出し、予め作成した検量線により、試料の比表面積を測定する。
このようなBET比表面積測定法(窒素吸着法)は、例えば従来公知の表面積測定装置を用いて行うことができる。
本発明において比表面積は、特に断りがない限り、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
本発明の分散液に含まれる全ての粒子の画像解析法により測定される平均粒子径は50~350nmであることが好ましい。この場合、本発明の分散液を研磨剤として用いると、研磨に伴うスクラッチの発生が少なくなる傾向がある。この平均粒子径が50nm未満の場合、粒子径が小さく研磨レートが実用的な水準に達さない可能性がある。逆に、この平均粒子径が350nmを超えると、研磨対象の基板の面精度低下を招く可能性もある。
なお、本発明の分散液に含まれる全ての粒子の平均粒子径は、次のような画像解析法によって測定するものとする。
本発明の分散液に含まれる粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、その画像上において、無作為に粒子を50個特定する。
次に、各々の粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。
このようにして50個の粒子について粒子径を測定し、これを単純平均して得た値を、本発明の分散液の全ての粒子の平均粒子径とする。
本発明の分散液に含まれる粒子を10万倍に拡大した電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、その画像上において、無作為に粒子を50個特定する。
次に、各々の粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。
このようにして50個の粒子について粒子径を測定し、これを単純平均して得た値を、本発明の分散液の全ての粒子の平均粒子径とする。
本発明の分散液は分散溶媒として、水及び/又は有機溶媒を含む。この分散溶媒として、例えば純水、超純水、イオン交換水のような水を用いることが好ましい。さらに、本発明の分散液は、研磨性能を制御するための添加剤として、研磨促進剤、界面活性剤、pH調整剤及びpH緩衝剤からなる群より選ばれる1種以上を添加することで研磨スラリーとして好適に用いられる。
また、本発明の分散液が備える分散溶媒として、例えばメタノール、エタノールなどのアルコール類;アセトン、2-ブタノンなどのアミド類;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテルなどのエーテル類;2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノールなどのグリコールエーテル類;2-メトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルアセテートなどのグリコールエーテルアセテート類;酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類;塩化メチレン、1,2-ジクロルエタン、ジクロロプロパン、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;N-メチル-2-ピロリドン、N-オクチル-2-ピロリドンなどのピロリドン類などの有機溶媒を用いることができる。これらを水と混合して用いてもよい。
本発明の分散液に含まれる固形分濃度は0.3~50質量%の範囲にあることが好ましい。
<本発明の製造方法>
本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とする。
本発明の製造方法によって、本発明の分散液を得ることができる。
本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とする。
本発明の製造方法によって、本発明の分散液を得ることができる。
前記球状のシリカ粒子は公知のものであってよく、これをpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲にて、湿式で解砕処理をする。ここで、pH調整と、電気電導度の何れかあるいは両方の調整が必要な場合は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ水溶液からなる調整剤を用いてpH調整と、電気電導度の調整を行うことができる。湿式解砕は、例えば、10~18時間行うことが好ましい。この様な条件で球状シリカ粒子の湿式解砕を行うことにより、本発明の分散液を得ることができる。なお、前記pH範囲は、好適には9.5~10.5の範囲が推奨される。前記電気電導度の範囲は好適には0.7~2.8mS/cmの範囲が推奨される。前記液温の範囲は好適には8~40℃に保つことが推奨される。前記湿式解砕に要する時間は10~15時間行うことが推奨される。
本発明の製造方法において、解砕後に得られた分散液について所望のメッシュの金網を通過させ、ビーズを分離して、本発明の分散液を得ることができる。なお、解砕処理を施した後、更に所望により、例えば相対遠心加速度300G以上にて遠心分離装置を用いて遠心分離処理し、軽液(沈降成分を除去して得られる分散液)または重液を回収し、イオン交換水等で希釈した後、超音波照射による分散処理を加えることで本発明の分散液を得ても構わない。
本発明の製造方法において、解砕後に得られた分散液について所望のメッシュの金網を通過させ、ビーズを分離して、本発明の分散液を得ることができる。なお、解砕処理を施した後、更に所望により、例えば相対遠心加速度300G以上にて遠心分離装置を用いて遠心分離処理し、軽液(沈降成分を除去して得られる分散液)または重液を回収し、イオン交換水等で希釈した後、超音波照射による分散処理を加えることで本発明の分散液を得ても構わない。
<研磨用砥粒分散液>
本発明の分散液を含む液体は、研磨用砥粒分散液(以下では「本発明の研磨用砥粒分散液」ともいう)として好ましく用いることができる。特にはSiO2絶縁膜が形成された半導体基板の平坦化用の研磨用砥粒分散液として好適に使用することができる。また研磨性能を制御するためにケミカル成分を添加し、研磨スラリーとしても好適に用いることができる。
本発明の分散液を含む液体は、研磨用砥粒分散液(以下では「本発明の研磨用砥粒分散液」ともいう)として好ましく用いることができる。特にはSiO2絶縁膜が形成された半導体基板の平坦化用の研磨用砥粒分散液として好適に使用することができる。また研磨性能を制御するためにケミカル成分を添加し、研磨スラリーとしても好適に用いることができる。
本発明の研磨用砥粒分散液は半導体基板などを研磨する際の研磨速度が高く、また研磨時に研磨面のキズ(スクラッチ)が少ない、基板への砥粒の残留が少ないなどの効果に優れている。
<研磨促進剤>
本発明の研磨用砥粒分散液に、被研磨材の種類によっても異なるが、必要に応じて従来公知の研磨促進剤を添加することで研磨スラリーとして、使用することができる。この様な例としては、過酸化水素、過酢酸、過酸化尿素など及びこれらの混合物を挙げることができる。このような過酸化水素等の研磨促進剤を含む研磨剤組成物を用いると、被研磨材が金属の場合には効果的に研磨速度を向上させることができる。
本発明の研磨用砥粒分散液に、被研磨材の種類によっても異なるが、必要に応じて従来公知の研磨促進剤を添加することで研磨スラリーとして、使用することができる。この様な例としては、過酸化水素、過酢酸、過酸化尿素など及びこれらの混合物を挙げることができる。このような過酸化水素等の研磨促進剤を含む研磨剤組成物を用いると、被研磨材が金属の場合には効果的に研磨速度を向上させることができる。
研磨促進剤の別の例としては、硫酸、硝酸、リン酸、シュウ酸、フッ酸等の無機酸、酢酸等の有機酸、あるいはこれら酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、アミン塩及びこれらの混合物などを挙げることができる。これらの研磨促進剤を含む研磨用組成物の場合、シリカ成分からなる被研磨材を研磨する際に、被研磨材の特定の成分についての研磨速度を促進することにより、最終的に平坦な研磨面を得ることができる。
本発明の研磨用砥粒分散液が研磨促進剤を含有する場合、その含有量としては、0.1~10質量%であることが好ましく、0.5~5質量%であることがより好ましい。
<界面活性剤及び/又は親水性化合物>
本発明の研磨用砥粒分散液の分散性や安定性を向上させるためにカチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系の界面活性剤又は親水性化合物を添加することができる。界面活性剤と親水性化合物は、いずれも被研磨面への接触角を低下させる作用を有し、均一な研磨を促す作用を有する。界面活性剤及び/又は親水性化合物としては、例えば、以下の群から選ばれるものを使用することができる。
本発明の研磨用砥粒分散液の分散性や安定性を向上させるためにカチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性系の界面活性剤又は親水性化合物を添加することができる。界面活性剤と親水性化合物は、いずれも被研磨面への接触角を低下させる作用を有し、均一な研磨を促す作用を有する。界面活性剤及び/又は親水性化合物としては、例えば、以下の群から選ばれるものを使用することができる。
陰イオン界面活性剤として、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩が挙げられ、カルボン酸塩として、石鹸、N-アシルアミノ酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチド;スルホン酸塩として、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼン及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、α-オレフィンスルホン酸塩、N-アシルスルホン酸塩;硫酸エステル塩として、硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩;リン酸エステル塩として、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレン又はポリオキシプロピレンアルキルアリルエーテルリン酸塩を挙げることができる。
陽イオン界面活性剤として、脂肪族アミン塩、脂肪族4級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩;両性界面活性剤として、カルボキシベタイン型、スルホベタイン型、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、アルキルアミンオキサイドを挙げることができる。
非イオン界面活性剤として、エーテル型、エーテルエステル型、エステル型、含窒素型が挙げられ、エーテル型として、ポリオキシエチレンアルキル及びアルキルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが挙げられ、エーテルエステル型として、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、エステル型として、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、ショ糖エステル、含窒素型として、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミド等が例示される。その他に、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
界面活性剤としては陰イオン界面活性剤もしくは非イオン系界面活性剤が好ましく、また、塩としては、アンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられ、特にアンモニウム塩及びカリウム塩が好ましい。
さらに、その他の界面活性剤、親水性化合物等としては、グリセリンエステル、ソルビタンエステル及びアラニンエチルエステル等のエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリエチレングリコール、アルキルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリエチレングリコール、アルケニルポリエチレングリコールアルキルエーテル、アルケニルポリエチレングリコールアルケニルエーテル、ポリプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルキルポリプロピレングリコール、アルキルポリプロピレングリコールアルキルエーテル、アルキルポリプロピレングリコールアルケニルエーテル、アルケニルポリプロピレングリコール等のエーテル;アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、カードラン及びプルラン等の多糖類;グリシンアンモニウム塩及びグリシンナトリウム塩等のアミノ酸塩;ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ(p-スチレンカルボン酸)、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸及びその塩;ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ;メチルタウリン酸アンモニウム塩、メチルタウリン酸ナトリウム塩、硫酸メチルナトリウム塩、硫酸エチルアンモニウム塩、硫酸ブチルアンモニウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、1-アリルスルホン酸ナトリウム塩、2-アリルスルホン酸ナトリウム塩、メトキシメチルスルホン酸ナトリウム塩、エトキシメチルスルホン酸アンモニウム塩、3-エトキシプロピルスルホン酸ナトリウム塩等のスルホン酸及びその塩;プロピオンアミド、アクリルアミド、メチル尿素、ニコチンアミド、コハク酸アミド及びスルファニルアミド等のアミド等を挙げることができる。
なお、適用する被研磨基材がガラス基板等である場合は、何れの界面活性剤であっても好適に使用できるが、半導体集積回路用シリコン基板などの場合であって、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はハロゲン化物等による汚染の影響を嫌う場合にあっては、酸もしくはそのアンモニウム塩系の界面活性剤を使用することが望ましい。
本発明の研磨用砥粒分散液が界面活性剤及び/又は親水性化合物を含有する場合、その含有量は、総量として、研磨用砥粒分散液の1L中、0.001~10gとすることが好ましく、0.01~5gとすることがより好ましく0.1~3gとすることが特に好ましい。
界面活性剤及び/又は親水性化合物の含有量は、充分な効果を得る上で、研磨用砥粒分散液の1L中、0.001g以上が好ましく、研磨速度低下防止の点から10g以下が好ましい。
界面活性剤又は親水性化合物は1種のみでもよいし、2種以上を使用してもよく、異なる種類のものを併用することもできる。
<複素環化合物>
本発明の研磨用砥粒分散液については、被研磨基材に金属が含まれる場合に、金属に不動態層又は溶解抑制層を形成させて、被研磨基材の侵食を抑制する目的で、複素環化合物を含有させても構わない。ここで、「複素環化合物」とはヘテロ原子を1個以上含んだ複素環を有する化合物である。ヘテロ原子とは、炭素原子、又は水素原子以外の原子を意味する。複素環とはヘテロ原子を少なくとも一つ持つ環状化合物を意味する。ヘテロ原子は複素環の環系の構成部分を形成する原子のみを意味し、環系に対して外部に位置していたり、少なくとも一つの非共役単結合により環系から分離していたり、環系のさらなる置換基の一部分であるような原子は意味しない。ヘテロ原子として好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。複素環化合物の例として、イミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、テトラゾールなどを用いることができる。より具体的には、1,2,3,4-テトラゾール、5-アミノ-1,2,3,4-テトラゾール、5-メチル-1,2,3,4-テトラゾール、1,2,3-トリアゾール、4-アミノ-1,2,3-トリアゾール、4,5-ジアミノ-1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾールなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の研磨用砥粒分散液については、被研磨基材に金属が含まれる場合に、金属に不動態層又は溶解抑制層を形成させて、被研磨基材の侵食を抑制する目的で、複素環化合物を含有させても構わない。ここで、「複素環化合物」とはヘテロ原子を1個以上含んだ複素環を有する化合物である。ヘテロ原子とは、炭素原子、又は水素原子以外の原子を意味する。複素環とはヘテロ原子を少なくとも一つ持つ環状化合物を意味する。ヘテロ原子は複素環の環系の構成部分を形成する原子のみを意味し、環系に対して外部に位置していたり、少なくとも一つの非共役単結合により環系から分離していたり、環系のさらなる置換基の一部分であるような原子は意味しない。ヘテロ原子として好ましくは、窒素原子、硫黄原子、酸素原子、セレン原子、テルル原子、リン原子、ケイ素原子、及びホウ素原子などを挙げることができるがこれらに限定されるものではない。複素環化合物の例として、イミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、テトラゾールなどを用いることができる。より具体的には、1,2,3,4-テトラゾール、5-アミノ-1,2,3,4-テトラゾール、5-メチル-1,2,3,4-テトラゾール、1,2,3-トリアゾール、4-アミノ-1,2,3-トリアゾール、4,5-ジアミノ-1,2,3-トリアゾール、1,2,4-トリアゾール、3-アミノ1,2,4-トリアゾール、3,5-ジアミノ-1,2,4-トリアゾールなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
本発明の研磨用砥粒分散液に複素環化合物を配合する場合の含有量については、0.001~1.0質量%であることが好ましく、0.001~0.7質量%であることがより好ましく、0.002~0.4質量%であることがさらに好ましい。
<pH調整剤>
上記各添加剤の効果を高めるためなどに必要に応じて酸又は塩基およびそれらの塩類化合物を添加して研磨用組成物のpHを調節することができる。
上記各添加剤の効果を高めるためなどに必要に応じて酸又は塩基およびそれらの塩類化合物を添加して研磨用組成物のpHを調節することができる。
本発明の研磨用砥粒分散液をpH7以上に調整するときは、pH調整剤として、アルカリ性のものを使用する。望ましくは、水酸化ナトリウム、アンモニア水、炭酸アンモニウム、エチルアミン、メチルアミン、トリエチルアミン、テトラメチルアミンなどのアミンが使用される。
本発明の研磨用砥粒分散液をpH7未満に調整するときは、pH調整剤として、酸性のものが使用される。例えば、酢酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グリセリン酸などのヒドロキシ酸類の様な、塩酸、硝酸などの鉱酸が使用される。
<pH緩衝剤>
本発明の研磨用砥粒分散液のpH値を一定に保持するために、pH緩衝剤を使用しても構わない。pH緩衝剤としては、例えば、リン酸2水素アンモニウム、リン酸水素2アンモニウム、4ホウ酸アンモ四水和水などのリン酸塩及びホウ酸塩又は有機酸塩などを使用することができる。
本発明の研磨用砥粒分散液のpH値を一定に保持するために、pH緩衝剤を使用しても構わない。pH緩衝剤としては、例えば、リン酸2水素アンモニウム、リン酸水素2アンモニウム、4ホウ酸アンモ四水和水などのリン酸塩及びホウ酸塩又は有機酸塩などを使用することができる。
また、本発明の研磨用砥粒分散液の分散溶媒として、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、メチルイソカルビノールなどのアルコール類;アセトン、2-ブタノン、エチルアミルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのアミド類;ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、3,4-ジヒドロ-2H-ピランなどのエーテル類;2-メトキシエタノール、2-エトキシエタノール、2-ブトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;2-メトキシエチルアセテート、2-エトキシエチルアセテート、2-ブトキシエチルアセテートなどのグリコールエーテルアセテート類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、エチレンカーボネートなどのエステル類;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類;塩化メチレン、1,2-ジクロルエタン、ジクロロプロパン、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類;N-メチル-2-ピロリドン、N-オクチル-2-ピロリドンなどのピロリドン類などの有機溶媒を用いることができる。これらを水と混合して用いてもよい。
本発明の研磨用砥粒分散液に含まれる固形分濃度は0.3~50質量%の範囲にあることが好ましい。この固形分濃度が低すぎると必要とする研磨速度に達しない場合がある。逆に固形分濃度が高すぎても研磨速度はそれ以上向上する場合は少ない。
以下、本発明について実施例に基づき説明する。本発明はこれらの実施例に限定されない。
<実験1>
初めに、実施例及び比較例における各測定方法及び試験方法の詳細について説明する。各実施例及び比較例について、以下の各測定結果および試験結果を表1に記す。
初めに、実施例及び比較例における各測定方法及び試験方法の詳細について説明する。各実施例及び比較例について、以下の各測定結果および試験結果を表1に記す。
[擬球欠状シリカ微粒子についての弓形図形Xの面積(Sx)、面積(S0)、弦の長さ、矢高および円弧の全長(w)ならびに粒子径]
実施例および比較例において得られたシリカ微粒子分散液が含む粒子について、図1を用いて説明した前記方法によって面積(S0)を求め、弓形図形Xの面積(Sx)、弦の長さ、矢高および円弧の全長(w)を求め、面積比(Sx/S0)を求め、さらに前述した本発明のシリカ微粒子(擬球欠状シリカ微粒子)の粒子径の測定方法によって粒子径を求めて、その粒子が本発明のシリカ微粒子に該当するか否かを判断した。
実施例および比較例において得られたシリカ微粒子分散液が含む粒子について、図1を用いて説明した前記方法によって面積(S0)を求め、弓形図形Xの面積(Sx)、弦の長さ、矢高および円弧の全長(w)を求め、面積比(Sx/S0)を求め、さらに前述した本発明のシリカ微粒子(擬球欠状シリカ微粒子)の粒子径の測定方法によって粒子径を求めて、その粒子が本発明のシリカ微粒子に該当するか否かを判断した。
<平均粒子径>
実施例および比較例で得られたそれぞれのシリカ微粒子分散液について、これに含まれる全ての粒子の平均粒子径の値は、特に断りの無い限り、透過型電子顕微鏡を用いて写真撮影して得た写真投影図を基に測定を行って得たものである。即ち、次のとおりである。
10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子の電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、画像上の無作為に選んだ50個の粒子について、各々、その粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。このようにして50個の粒子について粒子径を測定し、これを単純平均して得た値を平均粒子径とする。
実施例および比較例で得られたそれぞれのシリカ微粒子分散液について、これに含まれる全ての粒子の平均粒子径の値は、特に断りの無い限り、透過型電子顕微鏡を用いて写真撮影して得た写真投影図を基に測定を行って得たものである。即ち、次のとおりである。
10万倍に拡大した本発明のシリカ微粒子の電子顕微鏡写真(透過型電子顕微鏡写真)を用意し、画像上の無作為に選んだ50個の粒子について、各々、その粒子の最大径を長軸とし、その長さを測定して、その値を長径(DL)とする。また、長軸上にて長軸を2等分する点を定め、それに直交する直線が粒子の外縁と交わる2点を求め、同2点間の距離を測定し短径(DS)とする。そして、長径(DL)と短径(DS)との幾何平均値を求め、これをその粒子の粒子径とする。このようにして50個の粒子について粒子径を測定し、これを単純平均して得た値を平均粒子径とする。
<比表面積>
実施例及び比較例で得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を、前述の方法によって測定した。ここで表面積測定装置(マウンテック社製、品番:Mascsorb HM-1220)を用いて行うことができる。
本発明において比表面積は、特に断りがない限り、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
実施例及び比較例で得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を、前述の方法によって測定した。ここで表面積測定装置(マウンテック社製、品番:Mascsorb HM-1220)を用いて行うことができる。
本発明において比表面積は、特に断りがない限り、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
[擬球欠状シリカ微粒子の個数比率]
10万倍に拡大した本発明の分散液に含まれる粒子についての電子顕微鏡写真を用意し、画像上の全ての粒子について、前述の方法で擬球欠状シリカ微粒子に該当するか否かを判断する。そして、擬球欠状シリカ微粒子の個数比率を求めた。
10万倍に拡大した本発明の分散液に含まれる粒子についての電子顕微鏡写真を用意し、画像上の全ての粒子について、前述の方法で擬球欠状シリカ微粒子に該当するか否かを判断する。そして、擬球欠状シリカ微粒子の個数比率を求めた。
[研磨試験方法]
<SiO2膜の研磨>
実施例及び比較例の各々において得られたシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液を調整した。ここで固形分濃度は0.6質量%であり、硝酸を添加してpHは5.0とした。
次に、被研磨基板として、熱酸化法により作製したSiO2絶縁膜(厚み1μm)を有する基板を準備した。
次に、この被研磨基板を研磨装置(ナノファクター株式会社製、NF300)にセットし、研磨パッド(ニッタハース社製「IC-1000/SUBA400同心円タイプ」)を使用し、基板荷重0.5MPa、テーブル回転速度90rpmで研磨用砥粒分散液を50ml/分の速度で1分間供給して研磨を行った。
そして、研磨前後の被研磨基材の重量変化を求めて研磨速度を計算した。
<SiO2膜の研磨>
実施例及び比較例の各々において得られたシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液を調整した。ここで固形分濃度は0.6質量%であり、硝酸を添加してpHは5.0とした。
次に、被研磨基板として、熱酸化法により作製したSiO2絶縁膜(厚み1μm)を有する基板を準備した。
次に、この被研磨基板を研磨装置(ナノファクター株式会社製、NF300)にセットし、研磨パッド(ニッタハース社製「IC-1000/SUBA400同心円タイプ」)を使用し、基板荷重0.5MPa、テーブル回転速度90rpmで研磨用砥粒分散液を50ml/分の速度で1分間供給して研磨を行った。
そして、研磨前後の被研磨基材の重量変化を求めて研磨速度を計算した。
[研磨基板表面粗さ]
上記のようなSiO2膜の研磨試験を行って得られた被研磨基材の表面の平滑性(表面粗さRa)を原子間力顕微鏡(AFM、株式会社日立ハイテクサイエンス社製)を用いて測定した。平滑性と表面粗さは概ね比例関係にあるため、表1には表面粗さを記載した。
上記のようなSiO2膜の研磨試験を行って得られた被研磨基材の表面の平滑性(表面粗さRa)を原子間力顕微鏡(AFM、株式会社日立ハイテクサイエンス社製)を用いて測定した。平滑性と表面粗さは概ね比例関係にあるため、表1には表面粗さを記載した。
以下に実施例を記す。
<実施例1>
[擬球欠状シリカ微粒子を含むシリカ微粒子分散液の調製]
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:スフェリカスラリーSS-300、平均粒子径341nm)500gにイオン交換水を451g添加して、希釈スラリーを得た。
次に、この希釈スラリーに水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.6に調整した後、φ0.05mmのジルコニアビーズ(株式会社ニッカトー製)を用いて湿式解砕機(カンペ(株)製、バッチ式卓上サンドミル)にて湿式解砕を900分行った。ここで、湿式解砕中に水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを9.5~10.5、電気電導度を0.7~2.8mS/cm、液温を8~40℃に保った。
[擬球欠状シリカ微粒子を含むシリカ微粒子分散液の調製]
シリカゾル(日揮触媒化成(株)製:スフェリカスラリーSS-300、平均粒子径341nm)500gにイオン交換水を451g添加して、希釈スラリーを得た。
次に、この希釈スラリーに水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH9.6に調整した後、φ0.05mmのジルコニアビーズ(株式会社ニッカトー製)を用いて湿式解砕機(カンペ(株)製、バッチ式卓上サンドミル)にて湿式解砕を900分行った。ここで、湿式解砕中に水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを9.5~10.5、電気電導度を0.7~2.8mS/cm、液温を8~40℃に保った。
そして、解砕後に44メッシュの金網を通してビーズを分離した。得られたシリカ微粒子分散液に分散している粒子のSEM画像(10万倍)の一部を図2(a)に、TEM画像(10万倍)の一部を図2(b)に示す。
図2(a)に示すように、粒子は擬球欠状シリカ微粒子を含むものであった。すなわち、図2(a)においてAで示した擬球欠状シリカ微粒子は、弓形図形Xの弦と、少なくとも部分的に内接していることが確認できた。また、弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dと内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接していることが確認できた。更に同弓形図形Xの面積は、同擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、1.1倍であり、弦の長さが300nmであり、矢高が214nmであることを確認した。更に弓形図形Xの円弧の全長(w)が612nm(w/6の値は102nm)であることを確認した。
また、図2(a)においてAで示した擬球欠状シリカ微粒子の粒子径は214nmであった。
また、シリカ微粒子分散液に分散している全ての粒子の平均粒子径は232nmであった。さらに図2から、実施例1において用いた擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
さらに固形分濃度は4.6質量%、重量は1375gであった。
なお、図2(a)のSEM画像を含む、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液のSEM画像(10万倍)の全体について、前記の擬球欠状シリカ微粒子の個数比率測定方法に従って個数比率を測定したところ10%であった。
さらに、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を測定したところ、8m2/gであった。
ここで擬球欠状シリカ微粒子に該当した全粒子については、擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍の範囲にあり、弦の長さが80nm~430nmの範囲にあり、矢高が40nm~300nmの範囲にあることを確認した。
図2(a)に示すように、粒子は擬球欠状シリカ微粒子を含むものであった。すなわち、図2(a)においてAで示した擬球欠状シリカ微粒子は、弓形図形Xの弦と、少なくとも部分的に内接していることが確認できた。また、弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dと内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接していることが確認できた。更に同弓形図形Xの面積は、同擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、1.1倍であり、弦の長さが300nmであり、矢高が214nmであることを確認した。更に弓形図形Xの円弧の全長(w)が612nm(w/6の値は102nm)であることを確認した。
また、図2(a)においてAで示した擬球欠状シリカ微粒子の粒子径は214nmであった。
また、シリカ微粒子分散液に分散している全ての粒子の平均粒子径は232nmであった。さらに図2から、実施例1において用いた擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
さらに固形分濃度は4.6質量%、重量は1375gであった。
なお、図2(a)のSEM画像を含む、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液のSEM画像(10万倍)の全体について、前記の擬球欠状シリカ微粒子の個数比率測定方法に従って個数比率を測定したところ10%であった。
さらに、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を測定したところ、8m2/gであった。
ここで擬球欠状シリカ微粒子に該当した全粒子については、擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍の範囲にあり、弦の長さが80nm~430nmの範囲にあり、矢高が40nm~300nmの範囲にあることを確認した。
そして、得られたシリカ微粒子分散液について研磨試験を行った。結果を表1に示す。
<実施例2>
実施例1と同様の操作を行い、解砕後に44メッシュの金網を通してビーズを分離して得たシリカ微粒子分散液について、遠心分離装置(日立工機株式会社製、型番「CR21G」)にて、1700Gで102秒処理し、重液を回収し、イオン交換水を加え59gに希釈した後、超音波照射を行い分散し、シリカ微粒子分散液を得た。
実施例1と同様の操作を行い、解砕後に44メッシュの金網を通してビーズを分離して得たシリカ微粒子分散液について、遠心分離装置(日立工機株式会社製、型番「CR21G」)にて、1700Gで102秒処理し、重液を回収し、イオン交換水を加え59gに希釈した後、超音波照射を行い分散し、シリカ微粒子分散液を得た。
得られた粒子のSEM画像(10万倍)を得た。そして、擬球欠状シリカ微粒子が含まれることが確認できた。その擬球欠状シリカ微粒子の粒子径は250nmであった。
得られたシリカ微粒子分散液に含まれる全ての粒子の平均粒子径は232nmであった。
すなわち、擬球欠状シリカ微粒子を内接させた場合の面積比が1.1倍であり、弦の長さが257nmであり、矢高が243nmである弓形図形Xが存在していた。また、得られた擬球欠状シリカ微粒子のSEM画像から、実施例2において得られた擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦と、少なくとも部分的に内接していることを確認した。また、弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dと内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接していることが確認できた。
更に弓形図形Xの円弧の全長(w)が674nm(w/6の値は112nm)であることを確認した。
さらに得られた粒子のSEM画像(10万倍)から、実施例1の場合と同様に擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
さらに固形分濃度は10.3質量%、重量は59gであった。
得られたシリカ微粒子分散液に含まれる全ての粒子の平均粒子径は232nmであった。
すなわち、擬球欠状シリカ微粒子を内接させた場合の面積比が1.1倍であり、弦の長さが257nmであり、矢高が243nmである弓形図形Xが存在していた。また、得られた擬球欠状シリカ微粒子のSEM画像から、実施例2において得られた擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦と、少なくとも部分的に内接していることを確認した。また、弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dと内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接していることが確認できた。
更に弓形図形Xの円弧の全長(w)が674nm(w/6の値は112nm)であることを確認した。
さらに得られた粒子のSEM画像(10万倍)から、実施例1の場合と同様に擬球欠状シリカ微粒子が弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接していることを確認できた。
さらに固形分濃度は10.3質量%、重量は59gであった。
本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液のSEM画像(10万倍)の全体について、前記の擬球欠状シリカ微粒子の個数比率測定方法に従って個数比率を測定したところ10%であった。
さらに、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を測定したところ、8m2/gであった。
ここで擬球欠状シリカ微粒子に該当した全粒子については、擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍の範囲にあり、弦の長さが80nm~430nmの範囲にあり、矢高が40nm~300nmの範囲にあることを確認した。
さらに、本実施例によって得られたシリカ微粒子分散液に含まれる粒子の比表面積を測定したところ、8m2/gであった。
ここで擬球欠状シリカ微粒子に該当した全粒子については、擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍の範囲にあり、弦の長さが80nm~430nmの範囲にあり、矢高が40nm~300nmの範囲にあることを確認した。
そして、得られたシリカ微粒子分散液について研磨試験を行った。結果を表1に示す。
<比較例1>
シリカ微粒子分散液の調製-1
エタノール12,090gと正珪酸エチル6,363.9gとを混合し、混合液a1とした。
次に、超純水6,120gと29%アンモニア水444.9gとを混合し、混合液b1とした。
次に、超純水192.9gとエタノール444.9gとを混合して敷き水とした。
そして、敷き水を撹拌しながら75℃に調整し、ここへ、混合液a1及び混合液b1を、各々10時間で添加が終了するように、同時添加を行った。添加が終了したら、液温を75℃のまま3時間保持して熟成させた後、固形分濃度を調整し、SiO2固形分濃度19質量%、レーザー回折・散乱法により測定された平均粒子径60nmのシリカ微粒子分散液を9,646.3g得た。
シリカ微粒子分散液の調製-1
エタノール12,090gと正珪酸エチル6,363.9gとを混合し、混合液a1とした。
次に、超純水6,120gと29%アンモニア水444.9gとを混合し、混合液b1とした。
次に、超純水192.9gとエタノール444.9gとを混合して敷き水とした。
そして、敷き水を撹拌しながら75℃に調整し、ここへ、混合液a1及び混合液b1を、各々10時間で添加が終了するように、同時添加を行った。添加が終了したら、液温を75℃のまま3時間保持して熟成させた後、固形分濃度を調整し、SiO2固形分濃度19質量%、レーザー回折・散乱法により測定された平均粒子径60nmのシリカ微粒子分散液を9,646.3g得た。
シリカ微粒子分散液の調製-2
メタノール2,733.3gと正珪酸エチル1,822.2gとを混合し、混合液a2とした。
次に、超純水1,860.7gと29%アンモニア水40.6gとを混合し、混合液b2とした。
次に、超純水59gとメタノール1,208.9gとを混合して敷き水として、前工程(シリカ微粒子分散液の調製-1)で得た平均粒子径60nmのシリカ微粒子が溶媒に分散してなる前記シリカ微粒子分散液922.1gを加えた。そして、このシリカ微粒子分散液を含んだ敷き水を撹拌しながら65℃に調整し、ここへ、混合液a2及び混合液b2を、各々18時間で添加が終了するように、同時添加を行った。添加が終了したら、液温を65℃のまま3時間保持して熟成させた後、固形分濃度(SiO2固形分濃度)を19質量%に調整し、3,600gのシリカ微粒子分散液を得た。
このシリカ微粒子分散液に含まれるシリカ微粒子は、動的光散乱法(大塚電子社製PAR-III)により測定した平均粒子径が108nmであった。なお、同じくシリカ微粒子の短径/長径比を透過型電子顕微鏡写真に基づいて測定したところ、短径/長径比=1.0であった。
このシリカ微粒子分散液の透過型電子顕微鏡写真(10万倍)を確認したところ、擬球欠状シリカ微粒子は存在しなかった。このシリカ微粒子分散液に含まれる全ての粒子の平均粒子径 は、105nmであった。
メタノール2,733.3gと正珪酸エチル1,822.2gとを混合し、混合液a2とした。
次に、超純水1,860.7gと29%アンモニア水40.6gとを混合し、混合液b2とした。
次に、超純水59gとメタノール1,208.9gとを混合して敷き水として、前工程(シリカ微粒子分散液の調製-1)で得た平均粒子径60nmのシリカ微粒子が溶媒に分散してなる前記シリカ微粒子分散液922.1gを加えた。そして、このシリカ微粒子分散液を含んだ敷き水を撹拌しながら65℃に調整し、ここへ、混合液a2及び混合液b2を、各々18時間で添加が終了するように、同時添加を行った。添加が終了したら、液温を65℃のまま3時間保持して熟成させた後、固形分濃度(SiO2固形分濃度)を19質量%に調整し、3,600gのシリカ微粒子分散液を得た。
このシリカ微粒子分散液に含まれるシリカ微粒子は、動的光散乱法(大塚電子社製PAR-III)により測定した平均粒子径が108nmであった。なお、同じくシリカ微粒子の短径/長径比を透過型電子顕微鏡写真に基づいて測定したところ、短径/長径比=1.0であった。
このシリカ微粒子分散液の透過型電子顕微鏡写真(10万倍)を確認したところ、擬球欠状シリカ微粒子は存在しなかった。このシリカ微粒子分散液に含まれる全ての粒子の平均粒子径 は、105nmであった。
比較例1で得られたシリカ微粒子のSEM画像(5万倍)を図3(a)に、TEM画像(5万倍)を図3(b)に示す。
本発明の分散液に含まれる粒子は、粗大粒子を含まないため低スクラッチで、かつ高研磨速度である。よって、本発明の分散液を含む研磨用砥粒分散液は、半導体基板、配線基板などの半導体デバイスの表面の研磨に好ましく用いることができる。具体的には、シリカ膜が形成された半導体基板の平坦化用として好ましく用いることができる。
Claims (9)
- 下記[1]~[3]の特徴を備える擬球欠状シリカ微粒子を含む、シリカ微粒子分散液。
[1]その電子顕微鏡写真上において、前記擬球欠状シリカ微粒子の像が内接する円が存在し、更に前記擬球欠状シリカ微粒子の像は、その円の円周上の円弧と弦からなる弓形図形Xに対し、次の関係にあること。
(I)弓形図形Xの弦へ、少なくとも部分的に内接する。
(II)弓形図形Xの円弧の全長を二等分する円弧上の等分点Dにおいて内接し、かつ、等分点Dを中心として円弧上の片側の円弧曲線及び反対側の円弧曲線と、それぞれ少なくとも部分的に内接する。
[2]前記擬球欠状シリカ微粒子の像の面積に対し、弓形図形Xの面積は1.0~1.5倍であり、弦の長さが80nm以上であり、矢高が40nm以上である。
[3]前記擬球欠状シリカ微粒子は、画像解析法による粒子径が50~350nmであること。 - 前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、弓形図形Xの弦における少なくとも20%の部分へ内接している、請求項1記載のシリカ微粒子分散液。
- 更に前記擬球欠状シリカ微粒子は、その電子顕微鏡写真上において、円弧の全長を二等分する円弧上における等分点Dの両側に、円弧に沿ってw/6(w:円弧の全長)ずつの長さに及ぶ円弧曲線と少なくとも部分的に内接し、該円弧曲線の両末端と接続する2つの円弧曲線とも、それぞれ少なくとも部分的に内接している、請求項1または2記載のシリカ微粒子分散液。
- 画像解析法において、全ての粒子の平均粒子径が50~350nmである、請求項1または2に記載のシリカ微粒子分散液。
- 電子顕微鏡写真上において、全ての粒子に占める前記擬球欠状シリカ微粒子の個数割合が5~20%である、請求項1または2に記載のシリカ微粒子分散液。
- 請求項1または2に記載のシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液。
- シリカ膜が形成された半導体基板の平坦化用であることを特徴とする請求項6に記載の研磨用砥粒分散液。
- 球状のシリカ粒子を含む分散液をpH8.5~11.5、電気電導度を0.6~3.5mS/cm、液温を5~40℃の範囲内に保ちながら、これを湿式で解砕処理を施す工程を含むことを特徴とし、請求項1または2に記載のシリカ微粒子分散液が得られる、シリカ微粒子分散液の製造方法。
- 前記解砕処理を施した後、相対遠心加速度300G以上にて遠心分離処理を行い、続いて沈降成分を除去する、請求項8に記載のシリカ微粒子分散液の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022165945A JP2024058695A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022165945A JP2024058695A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024058695A true JP2024058695A (ja) | 2024-04-30 |
Family
ID=90826789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022165945A Pending JP2024058695A (ja) | 2022-10-17 | 2022-10-17 | シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024058695A (ja) |
-
2022
- 2022-10-17 JP JP2022165945A patent/JP2024058695A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI760589B (zh) | 可得到經改善之表面形狀的鎢緩衝拋光組合物 | |
JP3899456B2 (ja) | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 | |
JP5413456B2 (ja) | 半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法 | |
TWI542676B (zh) | CMP polishing solution and grinding method using the same | |
US20070037892A1 (en) | Aqueous slurry containing metallate-modified silica particles | |
TWI679272B (zh) | 研磨用組成物及使用其之研磨方法 | |
KR102322420B1 (ko) | 저결점의 화학적 기계적 폴리싱 조성물 | |
JP2017206411A (ja) | シリカ系複合微粒子分散液、その製造方法及びシリカ系複合微粒子分散液を含む研磨用スラリー | |
WO2011158718A1 (ja) | 半導体基板用研磨液及び半導体ウエハの製造方法 | |
JP7037918B2 (ja) | セリア系複合微粒子分散液、その製造方法及びセリア系複合微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP2013021291A (ja) | 研磨用組成物 | |
JP2017206410A (ja) | シリカ系複合微粒子分散液の製造方法 | |
TW201615778A (zh) | 化學機械研磨用水系分散體及化學機械研磨方法 | |
JP2006080406A (ja) | 研磨用組成物 | |
JP2017063173A (ja) | 半導体基板を研磨する方法 | |
JP2024058695A (ja) | シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP2020023408A (ja) | セリア系微粒子分散液、その製造方法およびセリア系微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP6601209B2 (ja) | Cmp用研磨液及びこれを用いた研磨方法 | |
JP2024002535A (ja) | シリカ微粒子分散液、その製造方法及びシリカ微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP7038031B2 (ja) | セリア系複合微粒子分散液、その製造方法及びセリア系複合微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP2006012969A (ja) | 研磨用シリカゾルおよびその製造方法 | |
JP2017197429A (ja) | シリカ系複合微粒子分散液、その製造方法及びシリカ系複合微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP7100552B2 (ja) | 異形シリカ微粒子を含む研磨砥粒分散液およびその製造方法 | |
JP2020079163A (ja) | セリア系複合微粒子分散液、その製造方法及びセリア系複合微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液 | |
JP2013177617A (ja) | 研磨用シリカゾルおよび研磨用組成物 |