JP6011361B2 - シリカ粒子分散液の製造方法およびシリカ粒子分散液を用いた研磨方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様は、研磨剤を用いて所定の対象物を研磨する方法であって、研磨剤は、第1の態様のシリカ粒子分散液の製造方法によって得られたシリカ粒子分散液であることを特徴とする。
本実施の形態では、公知の火炎加水分解法を用いてシリカ(フュームドシリカ、乾式シリカ)粒子を生成する。シリカ粒子を生成するための原料としては、たとえば、四塩化ケイ素(SiCl4)、四フッ化ケイ素(SiF4)、モノシラン(SiH4)、オクタメチルシクロテトラシロキサン(以下、OMCTSと呼ぶ)、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン等のケイ素化合物を用いることができる。ガス化された原料を、水素ガスと酸素ガスとによって得られる酸水素火炎中に噴出させ、火炎加水分解することでシリカ粒子を生成する。
火炎101中でシリカ粒子の原料を火炎加水分解し、生成されたシリカ粒子を、火炎101の先端近傍に配置した容器30に満たされた液体301で捕捉して、シリカ粒子を液体301中に分散させるようにした。これにより、シリカ粒子の凝集が抑制されるので、シリカ粒子が凝集して大きな粒子塊が生成することを抑制できる。その結果、粒子の粒径が小さく、研磨キズ等の発生しにくいCMP用途等の高品質な表面とすることを要求される研磨に適した研磨剤を得ることができる。さらに、火炎加水分解により生成したシリカ粒子を生成直後に液体301に分散させてスラリー(シリカ粒子分散液)を得るので、従来の技術のように、シリカ粒子を液体に混合させてスラリーとする工程が不要となり、生産性を向上させることができる。
図2に示すように、製造装置1は、シリカ粒子が生成されるに際して、バーナー10からの火炎101の影響により蒸発した液体301を補うための液体供給装置60を備えるものや、液体301を攪拌するための攪拌装置50を備えるもの、液体301中のシリカ粒子の濃度が高くなると液体301とともにシリカ粒子を回収する液体回収装置70を備えるものについても本発明の一態様に含まれる。なお、図2では、製造装置1が液体供給装置60と攪拌装置50と液体回収装置70と備える場合を例示しているが、液体供給装置60、攪拌装置50および液体回収装置70のうち少なくとも何れか1つを備えるものについても本発明の一態様に含まれる。
シリカ粒子分散液を次に示す製造装置1を用いて製造した。炉20は、直径800mmの開口部を有するドーム形状であり、アルミナ耐火物によりなる。排気口201は炉20の2か所に設けられスクラバーに接続されている。排気風速を約2m/secに調整した。昇降機40の試料台401はアルミナ耐火物からなり、その上部(z軸+側)に耐熱のためのSiC板を配置した。容器30としては直径200mm、高さ200mmの石英ガラスを使用した。液体301として純水を用い、容器30内に収容した。
実施例でのスラリーを製造する際に用いた製造装置1を用いてスラリーを製造した。シリカ粒子の原料およびガス条件については、実施例の場合と同様であり、シリカ粒子の生成までは実施例と同様の条件で行った。ただし、液体301として純水が収容された容器30に代えて、試料台401には石英板が配置され、生成されたシリカ粒子を石英板上に堆積させた。石英板上に堆積したシリカ粒子を回収しシリカ粒子粉末を純水中に混合してスラリーを製造した。このスラリーについて、動的散乱法を用いてシリカ粒子の粒径分布を求めた。なお、比較例の動的散乱法に用いた測定装置は実施例の動的散乱法に用いた測定装置と同一のものである。
30…容器、50…攪拌装置、
60…液体供給装置、101…火炎、
301…液体、501…攪拌部
Claims (6)
- シリカ粒子と液体とを含むシリカ粒子分散液の製造方法であって、
酸素ガスと水素ガスとで形成される酸水素火炎中にケイ素化合物を供給し、前記酸水素火炎中で生成されるシリカ粒子を所定の容器に収容された液体に向けて噴射し、
前記液体をpH5〜10に保ちながら、前記シリカ粒子を前記液体で捕捉することを特徴とするシリカ粒子分散液の製造方法。 - 請求項1に記載のシリカ粒子分散液の製造方法において、
前記液体にアルカリ性溶液を供給しながら前記液体をpH5〜10に保つことを特徴とするシリカ粒子分散液の製造方法。 - 請求項1または2に記載のシリカ粒子分散液の製造方法において、
前記液体を攪拌させながら、前記シリカ粒子を捕捉することを特徴とするシリカ粒子分散液の製造方法。 - 請求項1乃至3の何れか一項に記載のシリカ粒子分散液の製造方法において、
前記ケイ素化合物が有機材料であることを特徴とするシリカ粒子分散液の製造方法。 - 請求項1乃至4の何れか一項に記載のシリカ粒子分散液の製造方法において、
所定の容器に収容された前記液体の液面位置を計測することと、
前記液面位置が所定位置よりも低下した場合に、前記液体を前記容器に供給することとを含むことを特徴とするシリカ粒子分散液の製造方法。 - 研磨剤を用いて所定の対象物を研磨する方法であって、
前記研磨剤は、請求項1乃至5の何れか一項に記載のシリカ粒子分散液の製造方法によって得られたシリカ粒子分散液であることを特徴とする研磨方法。
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