KR101173313B1

KR101173313B1 - 내알칼리성 고치형 콜로이달 실리카 입자 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101173313B1
Application number: KR1020057012610A
Authority: KR
Inventors: 도시오 노자끼
Original assignee: 가부시끼가이샤 타이템
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2012-08-10
Also published as: US20060150860A1; KR20050107395A; JP4712556B2; JPWO2004074180A1; WO2004074180A1

Abstract

본 발명은 연마입자로서 우수한 고치형 형상의, 우수한 성능을 유지하면서, 내알칼리성이 우수한 콜로이달 실리카 및 그 제조 방법을 제공한다. 알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에 가수분해시킴으로써 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카이다. 또한, 알콕시실란의 축합체 또는 이들의 수성 용매 용액을 암모니아 또는 암모늄염의 수용액 또는 암모니아 또는 암모늄염과 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 알콕시실란을 가수분해하고, 또한, 가압하에 가열하여 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카이다. 상기 콜로이달 실리카를 가압하에 가열하는 온도는 105 내지 374.1 ℃가 바람직하고, 상기 알콕시실란의 축합체는, 평균 축합도가 2 내지 8이 바람직하다.

고치형 연마입자, 내알칼리성, 콜로이달 실리카

Description

내알칼리성 고치형 콜로이달 실리카 입자 및 그의 제조 방법 {ALKALI-RESISTANT COCOON-SHAPED COLLOIDAL SILICA PARTICLE AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}

본 발명은 알칼리성이 우수한 고치형 콜로이달 실리카 입자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

더욱 자세하게는 예를 들면 실리콘 웨이퍼로 대표되는 반도체의 연마, 하드 디스크 기반 등의 전자 재료의 연마, 집적 회로를 제조할 때의 평탄화 공정 (일반적으로는 CMP라고 불린다)에 있어서의 연마 등에서 이용되는 연마용 입자에 응용 가능한 내알칼리성을 향상시킨 고치형 콜로이달 실리카 입자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

컴퓨터, 가전에 탑재되어 있는 반도체 집적 회로나 하드 디스크 등의 전자 재료를 제조하는 공정에서, 정밀 연마가 하는 역할은 재료의 소형화, 고집적화의 경향과 더불어 최근 중요시되어 오고 있다. 연마 공정은 실리콘 웨이퍼나 하드 디스크의 연마와 같이, 연마가 조연마, 마무리 연마와 다단층으로 행하여지지만 집적 회로의 평탄화 공정과 같이, 하나의 집적 회로 소자를 만드는데 몇번이나 연마 공정이 실시되는 것이 있다. 그리고 이들의 공정, 특히 그 연마의 최종 단계에서, 연마입자로서 직경이 수십 나노미터의 실리카 미세 입자가 일반적으로 넓게 채용되어 오고 있다. 이는, 실리카인 경우, 정밀 연마에 요구되는 입경 분포가 좁은 미세 입자의 연마입자를 비교적 쉽게 제조할 수 있기 때문이다.

각종 전자 재료의 정밀 연마에 사용되는 실리카 연마입자는 1) 흄드(fumed)ㆍ실리카에 대표되는 바와 같이 사염화 규소 등을 화염 가수분해하는 방법, 2) 물 유리 등 규산의 알칼리 금속염을 탈양이온하는 방법, 3) 알콕시실란을 가수분해하는, 소위 졸겔법 등으로 제조되어 있다. 이 3종의 실리카를 형상 면에서 정밀 연마 성능을 비교하면 다음과 같다. 화염 가수분해법에 의해 얻어지는 실리카는 입자가 스트링형으로 결합되어 있기 때문에 연마 시의 스크래치가 생기는 일이 있다. 또한, 탈양이온법에 의해 얻어지는 콜로이달 실리카는 입경이 불균일해지기 쉽고 이것을 연마에 사용하면 연마 조도가 커지는 경우가 있다. 이 두가지에 비하여, 졸겔법에 의해 얻어지는 콜로이달 실리카는 연마에 바람직한 고치형의 형성이 가능하고, 또한 입경이 균일한 것으로부터 정밀 연마에 가장 적합한 형상이라 되어 있다.

한편, 전자 재료의 정밀 연마에 있어서, 연마 촉진제를 사용하지만 연마 촉진제에는 산성의 것과 알칼리성의 것이 있다. 산성하에서는 실리카는 매우 안정적이기 때문에 연마입자로서의 연마 능력은 충분히 발휘된다. 그러나 암모니아, 각종 아민류, 수산화 칼륨 등의 알칼리성 물질을 연마 촉진제로서 사용할 경우에는 실리카는 알칼리에 침범되는 성질이 있기 때문에 알칼리성 영역에 있어서의 실리카 연마입자에 의한 연마는 문제가 있고, 실리카의 내알칼리성이 연마 성능이 중요한 요소가 되고 있다. 즉, 알칼리성의 조건으로서는 실리카가 점차로 용해하고 그 형상이 경시적으로 변화하여 연마 성능이 저하하여 온다는 문제가 있다. 상기 1) 내지 3)의 3종의 실리카의 내알칼리성은 화염 가수분해법 실리카가 가장 우수하고, 졸겔법 실리카가 가장 나쁘다고 되어 있다. 따라서, 실용 단계에서는 이러한 특성을 가미하여 응용 분야마다 연마입자와 연마 촉진제의 종류를 선택하고 있는 것이 실정이다.

이러한 전자 재료의 정밀 연마에 사용되는 실리카에 관하여 일본 특허 공개 평 7-221059호 공보에는 단경과 장경의 비가 0.3 내지 0.8로 장경이 7 내지 1000 nm의 콜로이달 실리카가 기재되어 있다. 상기 콜로이달 실리카의 제조 방법으로서 실시예에 규산나트륨 수용액을 원료로 한 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로 얻어진 실리카졸에는 규소 이외에 칼슘, 마그네슘, 바륨 등의 알칼리 토류 금속, 구리, 철, 니켈 등의 전이 금속, 또한 원료 규산나트륨에 유래하는 나트륨이 포함되고, 이들 알칼리 토류 금속, 전이 금속이나 알칼리 금속이 웨이퍼 연마 시에 웨이퍼 표면에 불순물로서 부착하고, 그 결과 웨이퍼 표면이 오염되어 반도체 특성에 악영향을 미치게 하거나 웨이퍼 표면에 산화 막을 형성시켰을 때 산화 막의 전기 특성을 저하시킨다는 문제점이 있었다.

또한 특허 제3195569호 공보에는 규산메틸 또는 규산메틸과 메탄올의 혼합물을, 물, 메탄올 및 암모니아 등을 포함하는 혼합 용매 중 교반하에서 10 내지 40 분간으로 적하하고, 규산메틸과 물을 10 내지 40 분간 반응시켜 단경이 10 내지 200 nm으로 장경/단경비가 1.4 내지 2.2의 고치형 콜로이달 실리카가 얻어지는 것 이 기재되어 있다. 이 고치형 콜로이달 실리카는 전자 재료 등의 정밀 연마에 우수한 성능을 나타내지만 내알칼리성이라는 점에서 문제가 남는다. 즉, 특히 pH가 높은 조건에서는 콜로이달 실리카가 점차로 용해하고 그 형상이 경시적으로 변화하여 연마 성능이 저하되어 간다는 현상이 확인된다.

본 발명은 상기한 상황에 감안하여 고치형 형상을 갖고, 또한 우수한 연마 성능을 유지하면서 내알칼리성이 우수한 콜로이달 실리카 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 연마에 적합한 입자 형상을 가지고, 또한 우수한 연마 성능을 유지하면서 내알칼리성을 향상시킨, 지금까지 없는 신종의 실리카 미립자와 그 제조 방법을 발견하여 본 발명을 완성시킨 것이다. 즉, 본 발명의 요지는 pH 11.5 이하인 알칼리성 수용액 중에서 용해하지 않는 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카이다. 구체적으로는 알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해, 축합시킴으로써 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카이다. 이 콜로이달 실리카는 연마용 입자로서 우수한 성능을 가짐과 동시에 우수한 내알칼리성을 갖는 것이다.

또한, 고치형 콜로이달 실리카를 가압하에서 가열함으로써 내알칼리성을 향상시킨 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다. 즉, 알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해시켜 얻은 콜로이달 실리카를 더 가압하에서 가열함으로써 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카이다.

상기 콜로이달 실리카를 가압하에서 가열하는 온도는 105 내지 374.1 ℃가 바람직하다. 또한, 상기 알콕시실란의 축합체가 평균 축합도가 2 내지 8인 것이 바람직하다.

이상, 본 발명은 내알칼리성이 우수한 고치형 콜로이달 실리카를 제공하는 것이다. 적어도, 본 발명의 콜로이달 실리카는 pH 11.5 이하의 알칼리성하에서 안정된 고치형 콜로이달 실리카이다. 종래의 알콕시실란의 가수분해로 제조된 고치형 콜로이달 실리카의 내알칼리성은 pH 11 이하였다. 본 발명에 의해서 고치형 콜로이달 실리카의 내알칼리성을 pH 11.5까지 향상시킨 것이다.

이와 같이 하여 얻은 내알칼리성이 우수한 고치형 콜로이달 실리카는 연마용 입자로서 바람직하게 사용할 수 있다.

내알칼리성이 우수한 고치형 콜로이달 실리카는 알콕시실란의 축합체를 암모니아 등의 촉매의 존재하에서 가수분해, 축합시킴으로써 제조할 수가 있다. 즉, 알콕시실란의 축합체 또는 그의 수성 용매 용액을 암모니아 또는 암모늄염의 수용액 또는 암모니아 또는 암모늄염과 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 알콕시실란을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카의 제조 방법이다. 또한, 고치형 콜로이달 실리카를 가압하에서 가열함으로써도 내알칼리성이 우수한 콜로이달 실리카를 제조할 수 있다. 즉, 알콕시실란의 축합체 또는 이들의 수성 용매 용액을 암모니아 또는 암모늄염의 수용액 또는 암모니아 또는 암모늄염과 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 알콕시실란을 가수분해하고, 또한 가압하에서 가열하는 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카의 제조 방법이다.

알콕시실란의 축합체를 가수분해하는 방법에 대해서는 알콕시실란의 축합체와 메탄올 등의 수성 용매와의 혼합물을 물, 메탄올 등의 수성 용매 및 암모니아 또는 암모니아와 암모늄염을 포함하는 혼합 용매 중에 교반하에서 10 내지 40 분간으로 적하하여 반응시키는 방법이 바람직하게 적용된다. 이 때, 용매 중의 암모늄 이온의 함량이 용매 전체 중량의 0.5 내지 3 중량％, 반응 온도가 10 내지 40 ℃에서 반응을 행하는 것이 바람직하다.

또한 알콕시실란의 축합체의 가수분해물을 가압하에서 가열하는 온도는 105 내지 374.1 ℃인 것이 바람직하고, 상기 알콕시실란의 축합체는 평균 축합도가 2 내지 8인 것이 바람직하다. 콜로이달 실리카를 가압하에서 가열하기 위해서는 100 ℃ 이상의 온도로 할 필요가 있다. 또한, 물의 임계 온도가 374.1 ℃이기 때문에 콜로이달 실리카의 가열은 105 내지 374.1 ℃의 온도에서 행할 수 있다.

내알칼리성이 우수한 콜로이달 실리카를 얻는 데에 있어서, 본 발명자는 우선 제조 방법이 다른 각종 실리카의 내알칼리성을 조사하였다. 조사된 실리카는 앞에서 진술한 정밀 연마용 연마입자로서 대표적으로 실용화되어 있는, 1) 화염 가수분해 실리카, 2) 규산 알칼리 금속염을 탈양이온한 콜로이달 실리카 및 3) 알콕시실란을 가수분해하여 얻은 고치형 콜로이달 실리카, 이 세가지다. 각각의 실리카가 상온에서 용해하는 pH는 제조 조건에 의해 다소의 차는 있지만, 대략 1)의 화염 가수분해 실리카는 pH 12 이상, 2)의 규산 알칼리 금속염을 탈양이온한 콜로이달 실리카는 pH 11.5 전후, 그리고 3)의 알콕시실란을 가수분해하여 얻은 고치형 콜로이달 실리카는 pH 11 전후인 것이 판명되었다.

이와 같은 제조 방법에 의해 내알칼리성에 차이가 생기는 것은 실리카의 말단의 구조에 기초하는 것으로 생각된다. 즉, 1)의 화염가수분해 실리카는 거의 실록산 결합 (-Si-0-Si-)으로 형성된 실리카인데 대하여 2)와 3)의 콜로이달 실리카는 콜로이드 형태를 유지하기 때문에 또는 축합 반응이 불완전하기 때문에, 실록산 결합이 일부 수화된 형태의 규산 결합 (-Si-OH)이 남아 있다고 생각할 수 있다. 또한, 2)와 3)에서 내알칼리성이 다른 것은 이 규산 결합이 포함되는 비율이 다른 것으로 생각된다.

이들 생각에 기초하여, 본 발명자는 규산 결합의 수를 콜로이드 형태를 유지하기에 충분한 것을 유지하면서 규산 결합을 최대한 줄이는 것에 착안하여 규산 결합이 적은 고치형 콜로이달 실리카의 제조를 예의 연구하여 왔다. 알콕시실란의 가수분해는 반응식 1과 같이 알콕시실란이 부분적으로 축합한 알콕시실란 축합체를 경유하고, 최종적으로 실리카를 생성한다. 첨가하는 물의 양이 적으면 알콕시실란의 가수분해는 완전히 진행하지 않고, 알콕시실란 축합체의 상태에서 정지한다. 알콕시실란이 축합하는 값, 즉, 축합도 n은 첨가하는 물의 양을 조절함으로써 n이 크지 않은 범위에서 제어할 수 있다.

종래 알려져 있는 연마용의 콜로이달 실리카를 제조하는 방법은 알콕시실란 단체(單體)를 원료로 하고 있지만 본 발명자는 알콕시실란 단체를 원료에 사용하는 것이 아니고, 알콕시실란을 축합시킨 알콕시실란 축합체를 사용함으로써 규산 결합의 수를 감소시킬 수 있다고 생각하였다. 일반적으로 알콕시실란의 축합도가 커짐에 따라 축합체는 점도가 높은 액체가 되고 최종적으로는 고체가 된다. 원료로서 사용하는 알콕시 실란 축합체는 원료로서의 취급의 용이함, 가수분해의 정도를 감안하여, 축합도로서 2 내지 8 정도의 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 축합도가 높은 것을 얻고자 하면 물의 첨가량이 아주 조금 다른 것 만으로도 축합도가 크게 변하기 때문에 이 점으로부터도 적합한 축합도의 것을 선택하는 것이 바람직하다.

알콕시실란 축합체는 단독 또는 수성 용매의 용액으로서 사용한다. 여기서 수성 용액이라고 하는 것은 물에 용해하는 용매라는 의미이고, 구체적으로는 메틸알코올, 에틸알코올, 프로필알코올 등의 저급 알코올, 디옥산, 디메틸술폭시드, 아세톤 등의 저급 케톤류 등이지만 메틸알코올, 에틸알코올 등의 저급 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다.

알콕시실란 축합체의 가수분해는, 알콕시실란의 축합체 단독 또는 그의 수성 용매 용액을, 알칼리성의 촉매를 포함하는 수용액 또는 촉매와 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 행할 수 있다. 촉매로서는 암모니아, 암모늄염 등을 사용할 수 있다. 또한, 알콕시실란으로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란, 2-옥시에톡시실란 등을 사용할 수 있다. 구체적인 반응 조건으로서는, 예를 들면 테트라메톡시실란의 축합체를 메탄올에 용해하고, 암모니아를 포함하는 메탄올과 물과의 혼합 용매 중에 교반하에서 10 내지 40 분간으로 적하하고, 테트라메톡시실란을 가수분해한다. 촉매의 양은 메탄올과 물의 혼합 용매 중 암모니아의 함량이 혼합 용매의 0.5 내지 3 중량％ 정도이다. 반응 온도는 0 내지 40 ℃에서 행하는 것이 좋다. 반응이 종료 후는 반응액을 적당한 콜로이달 실리카의 농도가 될 때까지 농축하고, 또한 메탄올을 물로 치환하여 콜로이달 실리카의 졸을 얻는다.

이와 같이 하여 알콕시실란 축합체의 가수분해에 의해서 고치형의 형상을 한 콜로이달 실리카를 얻을 수 있다. 반응 초기에 생성한 실리카 입자가 2 개 응집하여 고치형 실리카의 원형을 형성하고, 이 원형 실리카에 가수분해로 생긴 실리카가 성장하여 최종적으로 고치형의 콜로이달 실리카가 얻어진다. 그리고 얻어진 콜로이달 실리카는 특히 전자 부품의 연마용 연마입자로서 우수한 성능을 가짐과 동시에 우수한 내알칼리성을 나타낸다.

다음으로, 콜로이달 실리카를 가압하에서 가열함으로써 내알칼리성이 우수한 콜로이달 실리카를 얻을 수 있었다. 이는 가압하에서 가열함으로써 콜로이달 실리 카의 규산 결합끼리 반응하여 실록산 결합이 되고, 그 결과 규산 결합의 양이 감소한 것이다. 구체적으로는 알콕시실란 축합체의 가수분해로 제조한 콜로이달 실리카를, 졸의 상태로 오토 클레이브 중에서 105 내지 374.1 ℃의 온도로 가열하는 방법이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명을 실시 형태에 의하여 설명한다.

<실시예 1>

테트라메톡시실란을 산촉매로 대략 4 량체로 축합한 것 (이하, 테트라메톡시실란 4 량체라 칭한다)과 메탄올을 중량비로 1:0.62의 비율로 혼합하고 원료 용액을 제조하였다. 한편, 반응조에 반응 매체로서 전체가 65O g이고, 물의 농도가 15 중량％, 암모니아가 1 중량％가 되도록 메탄올, 물 및 암모니아를 투입하였다. 반응계의 온도가 20 ℃를 유지할 수 있도록 냉각하면서 3.6 ㎖/분의 첨가 속도로써 원료 용액을 25 분간 첨가하여 반응시켰다. 반응 후, 이 반응액을 약 3 배로 가열 농축하고, 또한 용량이 변하지 않도록 물을 가하면서 액의 온도가 물의 비점이 될 때까지 가열함으로써 용매를 물로 대체하고, 수분산된 고치형 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸을 얻었다. 이 졸의 실리카 입자를 니키소샤 제조의 마이크로 트랙 입도 분석계 (미립자의 브라운 운동 속도를 검출하는 레이저 도플러법에 기초하는 측정기) Model-9340 UPA를 사용하여 입경을 측정하였더니 평균 입경은 35 nm이고 입경 분포는 매우 좁은 것이었다. 이 졸의 실리카 입자를 투과형 전자 현미경 으로 관찰하였더니 단경은 20 nm이고, 장경은 35 nm의 고치형 형상인 것을 확인하였다. 또한 실시예 1에 사용한 테트라메톡시실란 축합체는 상기 실란을 완전히 가수분해하여 얻어진 산화규소의 양이 51 중량％인 것으로부터 대략 4량체인 것을 확인하였다.

다음으로 이 졸을 사용하여 콜로이달 실리카가 1 중량％, 암모니아가 400 중량 ppm, 히드록시에틸셀룰로오스 (HEC)가 350 중량 ppm의 수분산된 연마용 조성물을 제조하고, 실리콘 웨이퍼 연마 시험을 행하였다. 그 결과, 연마 속도는 0.14 ㎛/분이었다. 연마 기구와 연마 조건은 이하와 같다.

연마기 마루토(Marutoh) 제조 ML-461

연마 패드 후지미 제조 써핀(Surfin)

회전수 1OO rpm

연마 압력 237 g/cm²

실리콘 웨이퍼 30 mmΦ

연마한 웨이퍼를 SC-1 세정하고, Digital Instruments사 제조의 AFM (NanoScope IIIa Dimension 3100)을 사용하여 토핑 모드로 표면 조도를 측정하면 Ra가 0.177 nm였다. 또한, 수분산의 고치형 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸의 소량에 별도로 조정한 pH 11.5의 알칼리성 수용액을 비교적 다량으로 가하여 상온에서 1 개월 방치하였지만 그 혼합액은 백탁하였고, 고치형 콜로이달 실리카 입자가 알칼리 용액에 용해하지 않았다.

실시예 1은 테트라메톡시실란을 산촉매로 대략 4 량체로 축합한 테트라메톡시실란 4 량체를 원료로서 사용하고, 가수분해와 축합 반응을 실시하여 고치형 콜로이달 실리카로 한 것이다. 후술하는 비교예 1에서 얻어진 고치형 콜로이달 실리카와 비교하여 비교예 1의 콜로이달 실리카의 입경이 70 nm인데 대하여, 실시예 1의 콜로이달 실리카의 입경은 35 nm로 작아졌다. 연마 효율 (연마 속도)는 0.14 ㎛/분이고 비교예 1의 연마 속도 0.09 ㎛/분 이상이었다. 또한, AFM에 의한 연마면의 조도도 Ra가 0.177 nm이고 비교예 1의 Ra 0.267 nm 보다 상당히 우수하다는 것이 확인되었다. 또한, 내알칼리성에 대해서도 비교예 1의 콜로이달 실리카가 pH 11.5의 알칼리성 수용액에 용해한데 비하여, 실시예 1의 콜로이달 실리카는 pH 11.5의 알칼리성 수용액에 장시간 방치하여도 용해하지 않은 것으로부터 내알칼리성이 향상하고 있는 것이 확인되었다.

<실시예 2>

실시예 1에서 얻은 수분산의 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸을 소량의 암모니아를 첨가한 후에 오토 클레이브에 넣고 200 ℃까지 가열하여 30 분간 방치하였다. 얻어진 콜로이달 실리카는 실시예 1의 콜로이달 실리카의 고치형 형상을 유지하고, 연마 시험에서는 실시예 1 이상의 연마 속도와 실시예 1과 동일한 연마면 조도가 확인되었다. 또한 얻어진 고치형 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸의 소량에, 별도로 조정한 pH 11.5의 알칼리성 수용액을 비교적 다량으로 가하여 상온에서 1 개월 방치하였지만 그 혼합액은 백탁하고 있어, 고치형 콜로이달 실리카 입자가 알칼리 용액에 용해되지는 않고 있었다. 이것은 콜로이달 실리카의 내 알칼리성이 가압 가열에 의해 향상한 것을 나타내는 것이다.

<비교예 1>

테트라메톡시실란과 메탄올을 중량비로 1:0.27의 비율로 혼합하여 원료 용액을 제조하였다. 한편, 반응조에 반응 매체로서 전체가 650 g이고, 물의 농도가 14.7 중량％, 암모니아 농도가 0.93 중량％가 되도록 메탄올, 물, 암모니아를 투입하였다. 반응계의 온도가 20 ℃로 유지되도록 냉각하면서 3.6 ㎖/분의 첨가 속도로 원료 용액을 25 분간 첨가하여 반응시켰다. 이하, 실시예 1과 동일하게 하여 농축 및 물 치환을 행함으로써 수분산된 고치형 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸이 얻어졌다. 이 졸의 실리카 입자를 레이저 도플러법으로 입경을 측정하였더니 평균 입경은 70 nm이었다. 이 졸의 실리카 입자를 투과형 전자 현미경으로 관찰하였더니 단경은 40 nm이고, 장경은 70 nm의 고치형 형상인 것을 확인하였다. 이하, 실시예 1과 동일하게 하여 농축 및 물 치환을 행함으로써 수분산된 고치형 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸이 얻어졌다. 다음으로, 이 졸을 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 연마용 조성물을 제조하고, 실시예 1과 동일하게 하여 실리콘 웨이퍼 연마 시험을 행하였다. 그 결과, 연마 속도는 0.09 ㎛/분이었다. 이 연마한 웨이퍼를 실시예 1과 동일한 방법으로 표면 조도를 측정하였더니 Ra가 0.267 nm였다. 또한, 이 수분산의 콜로이달 실리카 입자를 포함하는 졸의 소량에, 별도 조정한 pH 11.5의 알칼리성 수용액을 비교적 다량 가하여 상온에서 1 개월 방치하였더니 그 혼합액은 투명하고, 콜로이달 실리카 입자가 알칼리 용액에 용해되어 있었다.

알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해, 축합을 행함으로써 고치형의 콜로이달 실리카가 얻어지고, 이 고치형 콜로이달 실리카는 전자 재료 등의 연마용 연마입자로서 우수한 성능을 가짐과 동시에 우수한 내알칼리성을 갖는 것이다. 또한, 알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해, 축합을 행함으로써 얻은 고치형의 콜로이달 실리카를, 또한 가압하에서 가열함으로써 고치형 콜로이달 실리카가 얻어지고, 이 고치형 콜로이달 실리카는 전자 재료 등의 연마용 연마입자로서 우수한 성능을 가짐과 동시에 우수한 내알칼리성을 갖는 것이다.

Claims

삭제
알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해시킴으로써 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카.
알콕시실란의 축합체를 암모니아 또는 암모늄염 촉매의 존재하에서 가수분해시켜 얻은 콜로이달 실리카를 또한 수성 용액 중에서 오토 클레이브 중에서 105 내지 374.1 ℃로 가열함으로써 얻어지는 고치형 콜로이달 실리카.
삭제
제2항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알콕시실란의 축합체가, 평균 축합도가 2 내지 8인 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카.
제2항 또는 제3항에 기재된 고치형 콜로이달 실리카를 포함하는 정밀 연마용의 연마입자.
알콕시실란의 축합체 또는 그의 수성 용매 용액을 암모니아 또는 암모늄염의 수용액에; 또는 암모니아 또는 암모늄염과 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 알콕시실란을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카의 제조 방법.
알콕시실란의 축합체 또는 그의 수성 용매 용액을 암모니아 또는 암모늄염의 수용액에; 또는 암모니아 또는 암모늄염과 수성 용매를 포함하는 수용액 중에 적하하면서 알콕시실란을 가수분해하고, 또한, 수성 용액 중에서 오토 클레이브 중에서 105 내지 374.1 ℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카의 제조 방법.
삭제
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 알콕시실란의 축합체가, 평균 축합도가 2 내지 8인 것을 특징으로 하는 고치형 콜로이달 실리카의 제조 방법.