TW201817846A - 研磨用氧化矽系粒子及研磨材 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種研磨用氧化矽系粒子，其可抑制刮痕之產生，且以充分之研磨速度將基板表面研磨為平坦，進而實現抑制於研磨後粒子後續殘留於基板。 本發明之研磨用氧化矽系粒子係含有烷氧基之三維縮聚結構之粒子，且平均粒徑(d)為5～300 nm，縱橫比為1.00以上且1.20以下，碳含量為0.005質量%以上且未達0.50質量%。

Description

研磨用氧化矽系粒子及研磨材
本發明係關於一種用於基板之平坦化，尤其是於半導體積體電路中之金屬配線層之形成等中有用之研磨用氧化矽系粒子及包含該研磨用粒子而成之研磨材。
於電腦、各種電子設備中使用各種積體電路，伴隨著該等之小型化、高性能化，而要求電路之高密度化及高性能化。 例如，半導體積體電路係於矽晶圓等基材上成膜配線層間膜(絕緣膜)，於該配線層間膜(絕緣膜)上形成金屬配線用之槽圖案，並視需要藉由濺鍍法等形成氮化鉭(TaN)等障壁金屬層，繼而，藉由化學蒸鍍(CVD)法等使金屬配線用之銅成膜。此處，於設置TaN等障壁金屬層之情形時，可防止伴隨銅或雜質等向層間絕緣膜擴散或侵蝕而使層間絕緣膜之絕緣性降低等，又，可提高層間絕緣膜與銅之接著性。 繼而，將於槽內以外成膜之不需要之銅及障壁金屬(有時稱為犧牲層)藉由化學機械研磨(CMP)法研磨去除，並且儘可能使上部表面平坦化，而僅於槽內殘留金屬膜，從而形成銅之配線、電路圖案。 於該CMP法中使用之研磨材通常包含含有氧化矽或氧化鋁等金屬氧化物之平均粒徑為5～300 nm左右之球狀之研磨用粒子、用以加快配線、電路用金屬之研磨速度之氧化劑、有機酸等添加劑、及純水等溶劑。 於先前之藉由氧化矽或氧化鋁等研磨用粒子之研磨中，存在於研磨後於被研磨材之表面觀察到刮痕(刮傷)、或因殘留之研磨粒子導致新產生刮痕之問題。關於此方面，作為用以抑制刮痕之產生之研磨用粒子，揭示有一種有機質無機質複合體粒子，其包含有機聚合物骨架、及於分子內具有矽原子與該有機聚合物骨架中之至少1個碳原子直接化學鍵結而成之有機矽的聚矽氧烷骨架，且構成該聚矽氧烷骨架之SiO2 之量為25重量%以上(例如參照專利文獻1)。 又，作為可抑制刮痕之產生，且以充分之研磨速度將基板表面研磨為平坦之研磨用粒子，揭示有一種研磨用粒子，其於氧化矽粒子中源自烷氧化物之烷氧基殘基之碳含量含有0.5～5重量%，10%壓縮彈性模數為500～3000 kgf/mm2 ，氧化矽粒子中之Na含量以Na計為100 ppm以下(參照專利文獻2)。 又，作為雜質成分較少之研磨用氧化矽粒子，揭示有平均二次粒徑為20～1000 nm，氧化矽濃度為10～50重量%，金屬雜質含量為1 ppm以下者(參照專利文獻3)；或者CV(Coefficient of Variation，變異係數)值為20以下，且選自鈉、鈣及鎂中之鹼土金屬、選自鐵、鈦、鎳、鉻、銅、鋅、鉛、銀、錳及鈷中之重金屬類、以及除羥基陰離子以外之陰離子之含量分別為1重量%以下(參照專利文獻4)之研磨用粒子。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開平9-324174號公報 [專利文獻2]日本專利特開2003-213249號公報 [專利文獻3]日本專利特開2005-060217號公報 [專利文獻4]日本專利特開2013-082584號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，專利文獻1之有機質無機質複合體粒子根據具有聚矽氧烷骨架之SiO2 之含量不同而粒子之硬度不同，於有機聚合物含量較多而SiO2 之含量較少之情形時，刮痕之產生較少，但研磨速度變慢。反之，於有機聚合物含量較少而SiO2 之含量較多之情形時，研磨速度變快，但有容易產生刮痕之傾向。然而，難點在於即便於不產生刮痕之範圍內使SiO2 含量變多，亦無法獲得充分之研磨速度。 其次，於專利文獻2中，雖可獲得研磨速率或面精度較高為某種程度之研磨材，但存在於研磨後研磨粒(研磨用氧化矽粒子)附著而即便進行洗淨亦不輕易掉落之問題。該附著之原因並不明確，推測其原因或許在於：由於該研磨粒具有過量之-OR基(烷氧基)，故而因製備研磨漿料(研磨材)時添加之酸或鹼，導致烷氧基殘基水解而生成活性之-OH基，從而與基板之相互作用變強。 此處，於源自烷氧基殘基之碳含量未達0.50重量%之情形時，10%壓縮彈性模數成為3000 kgf/mm2 以上，具有充分之研磨速度，但存在產生刮痕而研磨面之平滑性變得不充分之問題。推測其原因在於：由於進行矽氧烷鍵結而為烷氧化物殘基較少之粒子，故而粒子較硬，其結果，研磨速度較快，但研磨面之平滑性受損。 其次，於專利文獻3及4中，作為原料之矽烷氧化物由於本身為高純度，故而即便直接使用醇或觸媒，於先前之電子設備中亦無問題，但伴隨著半導體之高積體化、高密度化，必須進一步減少金屬雜質成分含量。 該等問題在於研磨速度、表面平滑性、粒子附著性、雜質成分量。尤其是，研磨速度與表面平滑性存在取捨之關係。為了解決此問題，於專利文獻2中，藉由將氧化矽粒子中源自烷氧化物之碳含量設為0.5～5重量%，且將10%壓縮彈性模數設為500～3000 kgf/mm2 而解決。然而，可明確於研磨後進行洗淨時，附著於基板之粒子無法完全去除，而成為粒子附著於基板之狀態(存在所謂因粒子附著性引起之粒子之「後續殘留」之狀態)。 本發明之課題在於提供一種研磨用氧化矽系粒子及包含該研磨用氧化矽系粒子而成之研磨材，該研磨用氧化矽系粒子可抑制刮痕之產生，且以充分之研磨速度將基板表面研磨為平坦，進而實現抑制於研磨後粒子後續殘留於基板。 [解決問題之技術手段] 本發明之研磨用氧化矽系粒子係含有烷氧基之三維縮聚結構之氧化矽系粒子，其特徵在於：平均粒徑(d)為5～300 nm，縱橫比為1.00以上且1.20以下，碳含量為0.005質量%以上且未達0.50質量%。若為上述範圍，則該氧化矽系粒子具有較高之硬度，並且為真球或接近真球之形狀，於製備研磨漿料時粒子之凝集較少而分散性較高。即，本發明之研磨用氧化矽粒子因具有較高之硬度而研磨時之研磨速度變快，因為接近真球之形狀而於漿料製備時粒子之凝集較少，分散性較高，故而研磨時之平滑性亦變高，因粒子中之烷氧基較少而於基板之「後續殘留」變少，從而可同時滿足研磨速度、平滑性、刮痕產生之抑制、後續殘留之抑制等對研磨材所謀求之4個要求。 該氧化矽系粒子較佳為處於如下範圍：鹼金屬、鹼土金屬、Fe、Ti、Zn、Pd、Ag、Mn、Co、Mo、Sn、Al、Zr之各者之含量未達0.1 ppm，Cu、Ni、Cr之各者之含量未達1 ppb，U、Th之各者之含量未達0.3 ppb。藉由為該範圍，可用作配線節點為40 nm以下之高積體之邏輯或記憶體、及三維安裝用之研磨粒。 又，該氧化矽系粒子較佳為動態光散射粒徑(γ)與平均粒徑(d)之比(γ/d)為1.00以上且1.50以下。若為該範圍，則由於氧化矽系粒子為不凝集之狀態，故而即便無粒子之彈力性，亦可獲得研磨時之研磨速度較高，平滑性亦較高，且粒子於基板之「後續殘留」較少之效果。 進而，較佳為根據BET(Brunauer-Emmett-Tellern，布厄特)法之比表面積算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)為0.8以上且未達1.00。若比(γ1 /d)為該範圍，則氧化矽系粒子包含多孔性粒子，故而即便粒子本身無彈力性，粒子亦不硬，即便研磨速度較高，亦可獲得平滑性更高之研磨基材。 本發明之研磨材之特徵在於包含上述氧化矽系粒子而成。 [發明之效果] 本發明之研磨用氧化矽系粒子及包含該研磨用氧化矽系粒子而成之研磨材可抑制刮痕之產生，且以充分之研磨速度將基板表面研磨為平坦，進而可抑制於研磨後粒子後續殘留於基板。
＜研磨用粒子＞ 本發明之研磨用氧化矽系粒子之平均粒徑(d)為5～300 nm，可根據所要求之研磨速度或研磨精度等適當設定。該平均粒徑(d)係拍攝電子顯微鏡照片，對任意之100個粒子，如圖1所例示般測定各粒子之一次粒子之最長直徑，而以其平均值獲得者。 此處，於平均粒徑未達5 nm之情形時，有氧化矽系粒子分散液之穩定性變得不充分之傾向，又，粒徑過小而無法獲得充分之研磨速度，又，由於表面積較大，故而存在於研磨後粒子容易「後續殘留」於基板之情形。於平均粒徑超過300 nm之情形時，雖亦取決於基板或絕緣膜之種類，但存在產生刮痕而無法獲得充分之平滑性之情況。平均粒徑較佳為10～200 nm，更佳為15～100 nm。 本發明之研磨用氧化矽系粒子之縱橫比為1.00以上且1.20以下。 該縱橫比係藉由掃描式電子顯微鏡觀察粒子，對100個粒子如圖2所例示般將以長方形包圍粒子時最長之邊作為邊(b)測定縱橫比，而以其平均值獲得者。若為該範圍，則粒子成為真球或接近真球之形狀。又，若為該範圍，則於粒子表面不存在凸起之部分，故而於研磨時應力集中之點分散，因此容易獲得面精度較高(即，平坦)之基板。 此處，若縱橫比超過1.20，則粒子為凝集之狀態，或者粒子之形狀為異形之情形或矩形之情形較多，有於研磨中無法期待均勻之研磨，產生刮傷或條紋等刮痕，從而研磨面之平滑性變得不充分之虞。 本發明之研磨用氧化矽系粒子之一次粒子採取三維縮聚結構。其原因在於：烷氧基矽烷之水解及縮聚藉由在鹼性側進行，不僅平面狀(二維)地進行，而且立體(三維)地進行。使用具有此種結構之粒子之研磨基材由於粒子之分散性較高，可獲得充分之研磨速度，故而較佳。另一方面，若在酸性側進行水解及縮聚，則二維地進行，而無法獲得球狀粒子。 該結構可藉由穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡進行確認，藉由以粒子之形式存在而判斷。 本發明之研磨用氧化矽系粒子係含有烷氧基之氧化矽系粒子。該研磨用氧化矽系粒子中之源自烷氧基之碳之含量為0.005質量%以上且未達0.50質量%。若碳含量為該範圍，則使用其之研磨基材之粒子附著較低，而可獲得粒子容易被沖洗(粒子之「後續殘留」較少)之基板。又，滿足本發明之平均粒徑及縱橫比之要件且碳含量為該範圍者成為面精度(平滑性)亦較高者。 該機制未被特定出，但推測先前粒子之「後續殘留」較多之原因在於：如上所述般於研磨漿料(研磨材)之製備時，因酸或鹼之添加，導致研磨用氧化矽系粒子之過量之烷氧基殘基水解，從而活性之-OH基之生成變多。相對於此，認為本發明由於研磨用氧化矽系粒子中之碳含量為0.005質量%以上且未達0.50質量%之範圍，於製備研磨材之階段中，基於烷氧基殘基之水解之-OH基之生成量較微少，故而與基板之相互作用變低，從而可獲得粒子附著量較少(粒子之「後續殘留」較少)之基板。 此處，於碳含量為0.50質量%以上之情形時，烷氧基殘基變多，故而無法獲得充分之研磨速度，研磨後之粒子附著亦變多，故而欠佳。 另一方面，於碳含量未達0.005質量%之情形時，作為碳源之烷氧基殘基較少，而進行矽氧烷鍵結。因此，粒子變得非常硬，研磨速度較快，但即便調整其他條件，亦會產生刮痕，而研磨面之平滑性變得不充分。又，由於氧化矽系粒子與其他材料之混合穩定性變低，故而存在於研磨漿料化時引起凝集，於研磨時產生刮痕之情形。如此，即便為了提高氧化矽系粒子之純度而使碳含量較0.005質量%進一步減少，亦有作為研磨材之性能變得不充分之虞。 更佳之碳含量為0.01質量%以上且未達0.30質量%，進而較佳為0.01質量%以上且未達0.20質量%。 本發明之研磨用氧化矽系粒子較佳為處於如下範圍：鹼金屬、鹼土金屬、Fe、Ti、Zn、Pd、Ag、Mn、Co、Mo、Sn、Al、Zr之各者之含量未達0.1 ppm，Cu、Ni、Cr之各者之含量未達1 ppb，U、Th之各者之含量未達0.3 ppb。 若該等雜質成分之金屬元素之含量超過上述範圍而較多地存在，則存在如下情況：於使用氧化矽系粒子進行研磨後之基板殘存金屬元素，該金屬元素引起形成於半導體基板之電路之絕緣不良或使電路短路，絕緣用而設置之膜(絕緣膜)之介電常數降低，於金屬配線中阻抗增大，而引起應答速度延遲、消耗電力增大等。又，存在如下情況：金屬元素離子移動(擴散)，於使用條件或使用歷時長期之情形時，產生上述不良情況。尤其是，於U、Th之情形時，由於會產生放射線，故而於即便殘存微量之情形時，亦會因放射線而引起半導體之誤動作，就此方面而言欠佳。 此處，所謂鹼金屬係表示Li、Na、K、Rb、Cs、Fr。所謂鹼土金屬係表示Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra。 為了獲得此種雜質成分之含量少之高純度氧化矽系粒子，較佳為將製備粒子時之裝置之材質設為不含有該等元素且耐化學品性較高者，具體而言，較佳為鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)、FRP(fiber reinforced plastic，纖維強化塑膠)、碳纖維等塑膠、無鹼玻璃等。 又，對於所使用之原料，較佳為藉由蒸餾、離子交換、過濾器去除而進行精製。尤其是於烷氧化物之水解時所使用之醇有殘存來自貯槽等之金屬雜質成分或合成時之觸媒之虞，存在尤其需要精度較高之精製之情形。 作為獲得高純度氧化矽系粒子之方法，如上所述，有預先準備雜質成分較少之原料，或者抑制自粒子製備用之裝置之混入之方法。除此以外，亦可於獲得未充分採用此種對策而製備之粒子後減少雜質成分。然而，由於雜質成分會被取入至氧化矽粒子內，故而有藉由離子交換或過濾器去除進行精製之效率較差，且成本變高之虞。因此，藉由此種方法獲得雜質成分之含量較少之氧化矽系粒子並不現實。 本發明之研磨用氧化矽系粒子較佳為動態光散射粒徑(γ)與平均粒徑(d)之比(γ/d)為1.00以上且1.50以下。藉由動態光散射法所測定之平均粒徑、即動態光散射粒徑(γ)係藉由測定原理基於動態光散射法之測定設備而獲得。若為該範圍，則氧化矽系粒子之凝集小，故而可獲得研磨時之研磨速度較高，平滑性亦較高，且粒子於基板之「後續殘留」少之效果。 本發明之研磨用氧化矽系粒子較佳為根據氮吸附法(BET法)之比表面積(SA)算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)為0.80以上且未達1.00。該等效球換算粒徑(γ1 )係使用BET法，根據氮之吸附量，藉由BET1點法算出比表面積，並根據等效球換算粒徑(γ1 )＝6000/(SA×密度)之式，將氧化矽之密度設為2.2而求出等效球換算粒徑(γ1 )。 若比(γ1 /d)為該範圍，則等效球換算粒徑(γ1 )小於表觀之粒子尺寸(平均粒徑d)，故而粒子為多孔性。因此，即便粒子本身無彈力性，粒子亦不硬，故而於研磨中，可獲得平滑性更高之基板。 此處，於比(γ1 /d)為1.00時，粒子自身之內部為密實(實心)之狀態而粒子本身無彈力性，此時存在於研磨中不易獲得平滑性較高之基板之情形。於比(γ1 /d)未達0.80之情形時，粒子為稀疏之狀態而較脆，有無法進行充分之研磨之虞。 ＜研磨用氧化矽系粒子之製造＞ 作為本發明之研磨用氧化矽系粒子之製造方法，只要可獲得上述粒子，則並無特別限制。 再者，作為使鹼金屬等雜質成分、或源自烷氧基殘基之碳成分之含量減少之方法，亦可將專利文獻2所揭示之源自烷氧化物之烷氧基殘基之碳含量含有0.5～5質量%的氧化矽粒子使用超濾膜等進一步進行洗淨，或者使用高壓釜等進行水熱處理，或者進行焙燒並壓碎。該等方法亦可併用。 以下，例示具體之研磨用氧化矽系粒子之製造方法。 研磨用氧化矽系粒子係將下述式[1]所表示之烷氧基矽烷之1種或2種以上進行水解，其後視需要於300℃以下之溫度下進行水熱處理而獲得。 Xn Si(OR)4 － n [1] 式中，X表示氫原子、氟原子、碳數1～8之烷基、芳基或乙烯基，R表示氫原子、碳數1～8之烷基、芳基或乙烯基，n表示0～3之整數。 該等烷氧基矽烷中，尤佳為使用四甲氧基矽烷(TMOS)或四乙氧基矽烷(TEOS)等烷基鏈較短者。其原因在於：於使用該等烷氧基矽烷之情形時，有水解速度變快而獲得碳含量較少之氧化矽粒子之傾向。 烷氧基矽烷之水解係於水、有機溶劑及觸媒之存在下進行。該水解所需之水之量較理想為如構成烷氧基矽烷之Si-OR基每1莫耳成為0.5～50莫耳、較佳為1～25莫耳之量。若成為未達0.5莫耳，則存在獲得縱橫比超過1.20之粒子、或根據BET法之比表面積算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)為1.00之實心粒子之情形。 又，觸媒較理想為以烷氧基矽烷每1莫耳成為0.005～1莫耳、較佳為0.01～0.8莫耳之方式添加。若未達0.005莫耳，則存在不易產生水解而獲得粒度分佈較廣之粒子之情形。若超過1莫耳，則水解速度明顯加快，故而存在不易獲得粒子而成為凝膠狀物之情形。 上述烷氧基矽烷之水解通常於常壓下且於所使用之溶劑之沸點以下之溫度、較佳為較沸點低5～10℃左右之溫度下進行，但於使用高壓釜等耐熱耐壓容器之情形時，亦可於較該溫度更高之溫度下進行。 若於如上所述之條件下進行水解，則烷氧基矽烷之縮聚三維地進行，而可獲得具有平均粒徑為5～300 nm之粒徑之研磨用氧化矽系粒子。又，藉由於所獲得之粒子之存在下再次將上述烷氧基矽烷進行水解，可獲得較大或者粒徑分佈均勻之研磨用氧化矽系粒子。 進而，可視需要對所生成之氧化矽系粒子(1)進一步進行洗淨處理，或者(2)於300℃以下之溫度下進行水熱處理，或者(3)進行焙燒並進行壓碎處理。藉由進行該等處理之任一者或者將該等處理組合進行，可減少至所需之碳含量。 用於上述洗淨處理之洗淨劑只要為溶解烷氧基矽烷者即可，其中較佳為醇。若藉由醇進行洗淨，則雖亦取決於洗淨條件，但由於烷氧化物之溶解性較高，故而連粒子內部之未反應烷氧化物都能去除。因此，容易獲得根據BET法之比表面積(SA)算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)為0.80以上且未達1.00者。另一方面，若藉由烷氧化物之溶解度較低之水進行洗淨，則容易將粒子表面之烷氧化物洗淨，容易獲得比(γ1 /d)為1.00者。又，雖理由並不確定，但若藉由水進行洗淨，則存在比(γ1 /d)變大之情形。雖理由無法特定出，但推測其係受粒子表面之烷氧化物量之影響。 於共存之氨等之濃度較低之情形或酸性側之情形時，若水熱處理溫度超過150℃，尤其是若超過250℃，則有獲得數個以上之粒子二維地連結而成之短纖維狀氧化矽系粒子而並非單分散粒子之虞。又，於此情形時，有獲得動態光散射粒徑(γ)與平均粒徑(d)之比(γ/d)超過1.50之凝集狀態者。若將此種短纖維狀氧化矽系粒子或凝集之氧化矽系粒子用作研磨材，則存在產生刮痕之情況，故而欠佳。 因此，水熱處理溫度較佳為100～300℃，更佳為100～250℃，進而較佳為100～150℃以下。 進而，水熱處理之pH值較佳為9～11。若為該範圍，則維持於氧化矽系粒子之分散性較高之區域且為氧化矽之溶解度較高之區域，故而引起均勻之奧士華生長，而容易獲得球狀且縱橫比為1.00以上且1.20以下者。 若pH值為8以下，則氧化矽系粒子之分散性亦較低且氧化矽系粒子之溶解度亦較低，故而於粒子彼此凝集之狀態下進行水熱處理，因此容易獲得異形狀之粒子，而獲得縱橫比超過1.20者，因而欠佳。 於不進行水熱處理之情形時，粒子容易獲得多孔性較高者，因此，存在獲得根據BET法之比表面積(SA)算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)未達0.80者之情形。 於進行焙燒並壓碎之情形時，焙燒溫度較佳為200℃～600℃。此處，若焙燒溫度未達200℃，則存在未反應之烷氧化物不反應而獲得粒子中之碳含量為0.50質量%以上之粒子之情形。反之，若焙燒溫度超過600℃，則存在烷氧化物分解而獲得碳含量未達0.005質量%之粒子之情形。此時，即便獲得碳含量為0.005質量%以上者，亦有粒子間接合而於壓碎後亦無法獲得球狀之粒子之虞。壓碎法可使用先前公知之壓碎法，較佳為藉由珠磨機進行壓碎之方法。 作為上述有機溶劑，可列舉醇類、酮類、醚類、酯類等。更具體而言，例如可使用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類；甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類；甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丙二醇單丙醚等二醇醚類；乙二醇、丙二醇、己二醇等二醇類；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯等酯類。 作為上述觸媒，可使用氨、胺、鹼金屬氫化物、四級銨化合物、胺系偶合劑等顯示鹼性之化合物。再者，亦可使用鹼金屬氫化物作為觸媒，但由於會促進上述烷氧基矽烷之烷氧基之水解，因此殘存於所獲得之粒子中之烷氧基(碳)減少，故而雖研磨速度較高，但存在產生刮痕之情況，進而有鹼金屬元素之含量進一步變高之虞。 作為上述式[1]所表示之烷氧基矽烷，除了四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷以外，還可列舉四異丙氧基矽烷、四丁氧基矽烷、四辛基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、三甲氧基矽烷、三乙氧基矽烷、三異丙氧基矽烷、一氟三甲氧基矽烷、一氟三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二甲氧基矽烷、二乙氧基矽烷、二氟二甲氧基矽烷、二氟二乙氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷、三氟甲基三乙氧基矽烷等。 為了獲得碳含量少之研磨用氧化矽系粒子，必須於粒子製備時去除源自上述烷氧基矽烷之烷氧基之碳成分。作為該碳成分之去除方法，可列舉藉由進行水洗淨、醇洗淨、水熱處理而促進水解之去除。該等方法可單獨進行亦可組合進行。碳成分之去除於碳鏈越短之結構之烷氧基矽烷越容易，上述烷氧基矽烷中，較佳為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷。尤其是，四甲氧基矽烷之碳鏈最短，故而可藉由簡單之水洗淨去除碳成分。 ＜研磨材＞ 本發明之研磨材係將上述研磨用氧化矽系粒子分散於分散介質所得者。 作為分散介質，通常使用水，可視需要使用甲醇、乙醇、異丙醇等醇類，除此以外，還可使用醚類、酯類、酮類等水溶性之有機溶劑。 研磨材中之研磨用氧化矽系粒子之濃度較佳為2～50質量%之範圍，進而較佳為5～30質量%之範圍。此處，於濃度未達2質量%之情形時，根據基材或絕緣膜之種類，存在濃度過低，研磨速度較慢，而生產性成為問題之情況。若氧化矽系粒子之濃度超過50質量%，則研磨材之穩定性變得不充分，研磨速度或研磨效率亦不會進一步提高，而且存在於為了研磨處理而供給分散液之步驟中生成乾燥物而附著之情況，且存在成為產生刮痕之原因之情況。 本發明之研磨材亦根據被研磨材之種類而不同，可視需要添加先前公知之過氧化氫、過乙酸、過氧化脲等及該等之混合物而使用。若添加此種過氧化氫等而使用，則於被研磨材為金屬之情形時，可有效地使研磨速度提高。 又，本發明之研磨材可視需要添加硫酸、硝酸、磷酸、氫氟酸等酸、或者該等酸之鈉鹽、鉀鹽、銨鹽及該等之混合物等而使用。於此情形時，對複數種材質之被研磨材進行研磨時，藉由使特定成分之被研磨材之研磨速度變快或變慢，可最終獲得平坦之研磨面。作為其他添加劑，例如為了於金屬被研磨材表面形成鈍態層或溶解抑制層而防止基材之浸蝕，可使用咪唑、苯并三唑、苯并噻唑等。 又，為了使上述鈍態層擴散，亦可使用檸檬酸、乳酸、乙酸、草酸、苯二甲酸等有機酸或該等之有機酸鹽等錯合物形成材料。 為了使研磨材漿料之分散性或穩定性提高，可適當選擇添加陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性系之界面活性劑。 進而，為了提高上述各添加劑之效果，可視需要添加酸或鹼而調節研磨材漿料之pH值。 本發明之研磨用氧化矽系粒子及包含該研磨用氧化矽系粒子而成之研磨材之研磨速度較高，不會產生刮痕，而可將基板表面研磨得極其平坦且平滑。又，該氧化矽系粒子由於碳含量少，故而粒子於基板之「後續殘留」較少，進而，該氧化矽系粒子由於實質上不含鈉等雜質成分之金屬元素成分，故而金屬元素不會附著於經研磨之半導體基板或氧化膜表面，因此於基板之平坦化、尤其是半導體積體電路中之金屬配線層之形成等中尤其有用。 [實施例] 以下，藉由實施例對本發明進行說明，但本發明並不限定於該等實施例。 [實施例1] ＜研磨用氧化矽系粒子(A)之製造＞ 將使純水139.1 g與甲醇(中國精油股份有限公司製造(以下相同))169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷(多摩化學股份有限公司製造，矽酸乙酯28，SiO2 ＝28質量%(以下相同))之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於150℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(A)之分散液。 再者，設備係使用鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)襯裡之設備(以下相同)。四乙氧基矽烷、甲醇、氨係使用進行蒸餾而使表2所記載之鈉等雜質成分減少至未達0.01 ppb所得者(以下相同)。測定研磨用氧化矽系粒子(A)之平均粒徑、縱橫比、動態光散射粒徑、等效球換算粒徑、烷氧基之有無、碳含量、鈉等雜質成分之金屬元素之含量，將結果示於表1及表2(以下相同)。 《平均粒徑之測定》 平均粒徑(d)係拍攝氧化矽系粒子之電子顯微鏡照片，對任意之100個粒子，如圖1所例示般測定一次粒子之直徑最長之部分，而以其平均值獲得。 《縱橫比之測定》 縱橫比係拍攝氧化矽系粒子之電子顯微鏡照片，對任意之100個粒子，如圖2所例示般將以長方形包圍粒子時最長之邊作為邊(b)測定縱橫比，而以其平均值獲得。 《烷氧基之測定》 氧化矽系粒子中之烷氧基係使氧化矽系粒子分散液於150℃下進行乾燥，使用傅立葉變換型紅外分光裝置(日本分光製造，型號：FT/IR-6100)進行測定，而確認-OR基之有無。 《碳含量之測定》 氧化矽系粒子中之碳含量係使氧化矽系粒子分散液於150℃下進行乾燥，使用碳硫分析裝置(HORIBA製造，EMIA-320V)進行測定。 《金屬元素含量之測定》 對於氧化矽系粒子中之鹼金屬、鹼土金屬、Fe、Ti、Zn、Pd、Ag、Mn、Co、Mo、Sn、Al、Zr之含量、Cu、Ni、Cr之含量、及U、Th之含量，藉由氫氟酸將本發明之氧化矽系粒子溶解並進行加熱而去除氫氟酸，其後，視需要添加純水，對所獲得之溶液使用ICP感應耦合電漿發射光譜質譜分析裝置(島津製作所股份有限公司製造，ICPM-8500)進行測定。 《動態光散射粒徑之測定》 動態光散射粒徑(γ)係使用動態光散射粒度分佈測定裝置(大塚電子股份有限公司製造，PAR-III)進行測定，將其累積粒徑設為γ。 《等效球換算粒徑之測定》 等效球換算粒徑(γ1 )係使氧化矽系粒子分散液於150℃下進行乾燥，藉由比表面積測定裝置(Mountech公司製造，裝置名Macsorb-1200)使用BET法而進行測定。根據氮之吸附量藉由BET1點法算出比表面積(SA)，並根據等效球換算粒徑(γ1 )＝6000/(SA×密度)之式，將氧化矽之密度設為2.2而求出等效球換算粒徑(γ1 )。 ＜研磨材(A)之製造＞ 於研磨用氧化矽系粒子(A)之分散液500 g中，混合濃度30質量%之過氧化氫水333 g、草酸銨5 g及水162 g，而製造粒子濃度10質量%、過氧化氫10質量%、草酸銨0.5質量%之研磨材(A)。所製造之液體為半透明。 ＜研磨用基板＞ 於作為絕緣膜而於包含氮化矽之絕緣膜(厚度0.2 μm)之表面積層包含氧化矽之絕緣膜(厚度0.4 μm)，進而依序形成包含氮化矽之絕緣膜(厚度0.2 μm)所得之矽晶圓(8英吋晶圓)基板上塗佈正型光阻劑，進行0.3 μm之線與間隙之曝光處理。繼而，藉由四甲基氫化銨(TMAH)之顯影液去除曝光部分。繼而，使用CF4 與CHF3 之混合氣體，於下層之絕緣膜形成圖案，其後，藉由O2 電漿去除光阻劑，而形成寬度(WC)為0.3 μm且深度為0.6 μm之配線槽。於形成有該配線槽之基板藉由CVD法進行薄層之銅(Cu)之成膜，進而藉由電鍍法進行成膜，而進行絕緣膜上之銅層(犧牲層)之合計之厚度為0.2 μm之銅之成膜，從而準備研磨用基板。 《研磨試驗》 使用研磨用基板，設置於研磨裝置(Nano Factor股份有限公司製造，NF300)，以基板加重5 psi、平台旋轉速度50 rpm、轉軸速度60 rpm，將上述研磨材(A)以60 ml/分鐘之速度進行研磨直至絕緣膜上之犧牲層(厚度0.2 μm)消失為止。此時之研磨所需時間為80秒。將研磨速度示於表3。其後，藉由純水進行洗淨並風乾。觀察所獲得之研磨基板之研磨表面，以如下基準評價表面之平滑性。將結果示於表3。 未確認到刮痕：◎ 略微確認到較小之刮痕：○ 於較廣之範圍內確認到較小之刮痕：△ 確認到較大之刮痕散佈：× 於較廣之範圍內確認到較大之刮痕：×× 研磨基板上之粒子之「後續殘留」係以使用雷射顯微鏡(基恩士股份有限公司製造，VK-X250)對粒子之數量進行計數所得之下述評價基準進行評價。將結果示於表3。 粒子之「後續殘留」0個：◎ 粒子之「後續殘留」1～10個：○ 粒子之「後續殘留」11～50個：△ 粒子之「後續殘留」51～100個：× 粒子之「後續殘留」101個～：×× 《綜合判定》 考慮上述研磨試驗之結果、及作為高積體半導體電路用之研磨材之使用，綜合地判斷作為研磨材之性能。判定結果之區分如下所述。將結果示於表3。 很適合作為研磨材：◎ 適合作為研磨材：○ 可作為研磨材：△ 不適合作為研磨材：× 明顯不適合作為研磨材：×× [實施例2] ＜研磨用氧化矽系粒子(B)之製造、研磨材(B)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於10℃，向其中歷時10秒同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷53.25 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2503.25 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.0034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於100℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(B)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(B)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(B)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例3] ＜研磨用氧化矽系粒子(C)之製造、研磨材(C)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於40℃，將研磨用氧化矽系粒子作為種子粒子以濃度成為1質量%之方式添加至該混合溶劑，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比0.5/9.5)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25重量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於200℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(C)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(C)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(C)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例4] ＜研磨用氧化矽系粒子(D)之製造、研磨材(D)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於200℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(D)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(D)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(D)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例5] ＜研磨用氧化矽系粒子(E)之製造、研磨材(E)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於120℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(E)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(E)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(E)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例6] ＜研磨用氧化矽系粒子(F)之製造、研磨材(F)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於100℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(F)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(F)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(F)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例7] ＜研磨用氧化矽系粒子(G)之製造、研磨材(G)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於150℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(G)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(G)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(G)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例8] ＜研磨用氧化矽系粒子(H)之製造、研磨材(H)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，進而使用甲醇並藉由超濾膜將粒子內之烷氧化物洗淨去除，進而使用純水並藉由超濾膜而置換為水。其後，藉由氨水使pH值成為11，並藉由高壓釜於100℃下進行3小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(H)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(H)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(H)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例9] ＜研磨用氧化矽系粒子(I)之製造、研磨材(I)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，於pH值成為7之後，亦進而使用純水10 kg並藉由超濾膜將烷氧化物洗淨去除。其後，藉由氨水使pH值成為11，並藉由高壓釜於150℃下進行3小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(I)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(I)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(I)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例10] ＜研磨用氧化矽系粒子(J)之製造、研磨材(J)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於40℃，向其中歷時20小時同時添加四甲氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四甲氧基矽烷387.3 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2837.3 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四甲氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，於80℃下進行3小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(J)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(J)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(J)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 再者，四甲氧基矽烷係使用進行蒸餾而使表2所記載之鈉等雜質成分減少至未達0.01 ppb所得者。 [實施例11] ＜研磨用氧化矽系粒子(K)之製造、研磨材(K)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由鹽酸水使pH值成為3，藉由高壓釜於150℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(K)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(K)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(K)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例12] ＜研磨用氧化矽系粒子(L)之製造、研磨材(L)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於150℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(L)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(L)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(L)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例13] ＜研磨用氧化矽系粒子(M)之製造、研磨材(M)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，進而使用甲醇並藉由超濾膜將粒子內之烷氧化物洗淨去除，進而使用純水並藉由超濾膜而置換為水。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(M)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(M)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(M)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [實施例14] ＜研磨用氧化矽系粒子(N)之製造、研磨材(N)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷10809.70 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)13259.7 g及濃度0.25質量%之氨水12106.9 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，進而使用甲醇並藉由超濾膜將粒子內之烷氧化物洗淨去除，進而使用純水並藉由超濾膜而置換為水。其後，藉由氨水使pH值成為11，並藉由高壓釜於100℃下進行3小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(N)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(N)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(N)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例1] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-A)之製造、研磨材(RF-A)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於10℃，向其中歷時1秒添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷53.25 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2503.25 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.0034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於100℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(RF-A)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-A)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-A)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例2] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-B)之製造、研磨材(RF-B)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於40℃，將研磨用氧化矽粒子作為種子粒子以濃度成為0.5質量%之方式添加至該混合溶劑，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比0.5/9.5)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由氨水使pH值成為11，藉由高壓釜於200℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(RF-B)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-B)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-B)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例3] ＜研磨用氧化矽粒子(RF-C)之製造、研磨材(RF-C)之製造、研磨試驗＞ 使於實施例1中獲得之研磨用氧化矽系粒子(A)之分散液於120℃下進行乾燥，並使用瑪瑙研缽及瑪瑙杵將其壓碎。其後，加入至石英製之匣缽，於700℃下進行5小時焙燒。使所獲得之氧化矽粉30 g於純水70 g中分散，並使用氨水調整為pH值11。繼而，藉由Φ0.1 mm之石英製之珠粒進行粉碎。其後，去除珠粒，藉由離子交換及1 μm之過濾器進行過濾，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽粒子(RF-C)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-C)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-C)。所製造之液體白濁。使用該研磨材(RF-C)，以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例4] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-D)之製造、研磨材(RF-D)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由兩性離子交換樹脂進行精製，繼而藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽粒子(RF-D)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-D)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-D)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例5] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-E)之製造、研磨材(RF-E)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，並藉由鹽酸水使pH值成為3，藉由高壓釜於250℃下進行20小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽粒子(RF-E)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-E)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-E)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例6] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-F)之製造、研磨材(RF-F)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，且添加純水而調整為1質量%。繼而，藉由高壓釜於220℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，並藉由超濾膜進行濃縮，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(RF-F)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-F)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-F)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [比較例7] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-G)之製造＞ 將實施例1之0.25%氨水變更為0.25%鹽酸，除此以外，以同樣之方式獲得研磨用氧化矽系粒子(RF-G)之分散液。使用SEM(Scanning Electronic Microscopy，掃描式電子顯微鏡)對其進行觀察，結果未獲得粒子形狀者。 [比較例8] ＜研磨用氧化矽系粒子(RF-H)之製造、研磨材(RF-H)之製造、研磨試驗＞ 將使純水139.1 g與甲醇169.9 g混合所得之混合溶劑保持於60℃，向其中歷時20小時同時添加四乙氧基矽烷之水-甲醇溶液(將四乙氧基矽烷532.5 g溶解於水/甲醇(質量比2/8)混合溶劑2450 g所得者)2982.5 g及濃度0.25質量%之氨水596.4 g(觸媒/烷氧基矽烷之莫耳比＝0.034)。於添加結束後，進而於該溫度下進行3小時熟化。其後，使用純水並藉由超濾膜將未反應之四乙氧基矽烷、甲醇、氨大致完全地去除，且添加純水而調整為1質量%。繼而，藉由高壓釜於220℃下進行10小時熟化。繼而，藉由兩性離子交換樹脂進行精製，繼而藉由超濾膜濃縮至即將凝膠化前之濃度即45%，並藉由純水進行稀釋，而獲得固形物成分濃度20質量%之研磨用氧化矽系粒子(RF-H)之分散液。 除了使用研磨用氧化矽系粒子(RF-H)以外，以與實施例1同樣之方式製造研磨材(RF-H)，並以與實施例1同樣之方式進行研磨試驗。 [表1] [表2] [表3]
A‧‧‧邊
B‧‧‧邊
D‧‧‧平均粒徑
圖1係說明本發明中之平均粒徑(d)之算出方法之圖。塗黑部分係粒子間之接合部之示意圖，接合部亦可包含空間。 圖2係說明本發明中之縱橫比(b/a；其中，b≧a)之算出方法之圖。塗黑部分係粒子間之接合部之示意圖，接合部亦可包含空間。

Claims (5)

  1. 一種研磨用氧化矽系粒子，其特徵在於：其係含有烷氧基之三維縮聚結構之氧化矽系粒子，且 平均粒徑(d)為5～300 nm，縱橫比為1.00以上且1.20以下，碳含量為0.005質量%以上且未達0.50質量%。
  2. 如請求項1之研磨用氧化矽系粒子，其中鹼金屬、鹼土金屬、Fe、Ti、Zn、Pd、Ag、Mn、Co、Mo、Sn、Al、Zr之各者之含量未達0.1 ppm，Cu、Ni、Cr之各者之含量未達1 ppb，U、Th之各者之含量未達0.3 ppb。
  3. 如請求項1或2之研磨用氧化矽系粒子，其中動態光散射粒徑(γ)與平均粒徑(d)之比(γ/d)為1.00以上且1.50以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之研磨用氧化矽系粒子，其中根據BET法之比表面積(SA)算出之等效球換算粒徑(γ1 )與平均粒徑(d)之比(γ1 /d)為0.80以上且未達1.00。
  5. 一種研磨材，其係包含如請求項1至4中任一項之研磨用氧化矽系粒子而成。
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