JP2003342554A - Abrasive composition - Google Patents

Abrasive composition

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JP2003342554A
JP2003342554A JP2002151422A JP2002151422A JP2003342554A JP 2003342554 A JP2003342554 A JP 2003342554A JP 2002151422 A JP2002151422 A JP 2002151422A JP 2002151422 A JP2002151422 A JP 2002151422A JP 2003342554 A JP2003342554 A JP 2003342554A
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Japan
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silica
slurry
particles
silica particles
polishing composition
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JP2002151422A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Morii
俊夫 森井
Masamichi Murota
正道 室田
Hirokuni Kino
博州 城野
Mitsuru Ochiai
満 落合
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Nippon Aerosil Co Ltd
Original Assignee
Nippon Aerosil Co Ltd
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Publication date
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasive composition excellent in both abrasive rate and abrasive accuracy. <P>SOLUTION: The abrasive composition comprises mixed particles of silica particles A in which hardness is increased by introducing a dope element with silica particles B without introducing the dope element. In the abrasive composition, a mixed ratio of the silica particles A with the silica particles B is preferably 0.5-2.0 and average primary particle diameter of silica particles A is 5-60 nm and average primary particle diameter of silica particles B is 1-100 nm. Slurry having the mixed particles has low viscosity and small change of viscosity with time while keeping high concentration. Consequently, the abrasive composition has relatively fast abrasion rate and excellent abrasive accuracy in chemical polishing, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、硬度の異なるシリ
カ粒子を混合することによって研磨性能を高めた研磨組
成物に関する。本発明の研磨組成物は濃度40%以上の
高濃度シリカスラリーにした場合でも低粘性で取り扱い
性がよく、化学的研磨(CMP)に適する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polishing composition having improved polishing performance by mixing silica particles having different hardness. The polishing composition of the present invention has low viscosity and good handleability even when made into a high-concentration silica slurry having a concentration of 40% or more, and is suitable for chemical polishing (CMP).

【0002】[0002]

【従来の技術】化学的研磨(CMP)において、フュームド
シリカやコロイダルシリカの分散液スラリーが用いられ
ている。研磨用分散液のフュームドシリカは研磨速度が
速い反面、精度面で劣ると言われており、一方、コロイ
ダルシリカは研磨速度が遅いが精度面で優れている。何
れの分散液についても、ハンドリング面では高濃度で取
り扱うほうが好ましいが、従来の分散液は高濃度スラリ
ーの経時安定性に問題があった。また、コロイダルシリ
カをベース研磨剤として、これに粒子径の異なるフュー
ムドシリカやフュームドアルミナを分散ないし含有せし
めた研磨剤も開示されているが(特開2001−342
455)、スラリー濃度を高めようとすると分散状態が
不安定になるため、スラリー濃度の上限は50%程度に
過ぎず、高濃度スラリーが得られないと云う問題があ
る。
2. Description of the Related Art In chemical polishing (CMP), a dispersion slurry of fumed silica or colloidal silica is used. The fumed silica of the polishing dispersion has a high polishing rate, but is inferior in accuracy. On the other hand, colloidal silica has a low polishing rate but is excellent in accuracy. It is preferable to handle each of the dispersions at a high concentration in terms of handling, but the conventional dispersions have a problem in stability with time of the high-concentration slurry. Also disclosed is an abrasive in which colloidal silica is used as a base abrasive and fumed silica or fumed alumina having different particle diameters is dispersed or contained therein (JP-A-2001-342).
455), when the slurry concentration is increased, the dispersed state becomes unstable, so the upper limit of the slurry concentration is only about 50%, and there is a problem that a high concentration slurry cannot be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来のシリカ
スラリーにおける上記問題を解決したものであり、ドー
プ元素を導入して硬度を高めたシリカ粒子Aとドープ元
素を含まないシリカ粒子Bとの混合粒子を用いることに
よって、研磨速度と研磨精度の両方の性能に優れた研磨
組成物を達成したものであり、この混合粒子はシリカ濃
度40%以上、好ましくはシリカ濃度60%以上の高濃
度スラリーにしても粘性が低く、経時安定性に優れる。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above problems in conventional silica slurries, and comprises a silica particle A having a hardness increased by introducing a doping element and a silica particle B containing no doping element. By using the mixed particles, a polishing composition excellent in both polishing speed and polishing accuracy is achieved, and the mixed particles have a silica concentration of 40% or more, preferably a silica concentration of 60% or more. However, it has low viscosity and excellent stability over time.

【0004】[0004]

【課題を解決する手段】すなわち、本発明は、(1)ド
ープ元素を導入して硬度を増強したシリカ粒子Aと、ド
ープ元素を導入しないシリカ粒子Bとの混合粒子からな
ることを特徴とする研磨組成物に関する。本発明の研磨
組成物は、(2)シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合比
が0.5〜2.0である研磨組成物、(3)アルミニウム
またはカリウムを導入して硬度を高めたシリカ粒子Aを
用いる研磨組成物、(4)シリカ粒子Aの平均一次粒子
径が5〜60nmであり、シリカ粒子Bの平均一次粒子径
が1〜100nmである研磨組成物、(5)シリカ粒子A
とシリカ粒子Bの混合粒子において、凝集粒子の平均粒
子径が0.05〜1.0μmであり、この粒子径範囲に9
5%以上の凝集粒子が一山に分布している研磨組成物を
含む。
Means for Solving the Problems That is, the present invention is characterized by comprising (1) mixed particles of silica particles A having a hardness enhanced by introducing a doping element and silica particles B having no doping element introduced therein. A polishing composition. The polishing composition of the present invention is (2) a polishing composition in which the mixing ratio of silica particles A and silica particles B is 0.5 to 2.0, and (3) silica in which aluminum or potassium is introduced to increase hardness. Polishing composition using particles A, (4) Polishing composition in which silica particles A have an average primary particle diameter of 5 to 60 nm, and silica particles B have an average primary particle diameter of 1 to 100 nm, (5) silica particles A
In the mixed particles of silica particles and silica particles B, the average particle size of the agglomerated particles is 0.05 to 1.0 μm, and the average particle size is 9
The polishing composition contains 5% or more of aggregated particles distributed in a mountain.

【0005】さらに、本発明は、(6)上記何れかのシ
リカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合粒子を溶媒に分散させ
てなる高シリカ濃度シリカスラリーからなる研磨組成物
に関し、また(7)フュームドシリカからなるシリカ粒
子Aを、コロイダルシリカからなるシリカ粒子Bに添加
して分散させたシリカスラリーからなる研磨組成物に関
する。このスラリー状の研磨組成物は、(8)シリカ濃
度40wt%以上であって、スラリー粘度が600mPa・s
以下である研磨組成物、(9)シリカ濃度60wt%以上
であって、スラリー粘度が500mPa・s以下である研磨
組成物、(10)スラリー調製時の粘度と1ヶ月経過後
のスラリー粘度との比が1.5以下である研磨組成物を
含む。
Further, the present invention relates to (6) a polishing composition comprising a silica slurry having a high silica concentration obtained by dispersing the mixed particles of any one of the above silica particles A and silica particles in a solvent, and (7) fumes. The present invention relates to a polishing composition composed of silica slurry in which silica particles A made of do silica are added to and dispersed in silica particles B made of colloidal silica. This slurry type polishing composition (8) has a silica concentration of 40 wt% or more and a slurry viscosity of 600 mPa · s.
The following polishing composition, (9) a silica concentration of 60 wt% or more and a slurry viscosity of 500 mPa · s or less, (10) a viscosity at the time of preparing the slurry and a slurry viscosity after one month has passed. The polishing composition has a ratio of 1.5 or less.

【0006】本発明の研磨組成物は、ドープ元素を導入
して硬度を増強したシリカ粒子Aとドープ元素を導入し
ないシリカ粒子Bの混合粒子を用いており、異なった硬
度のシリカ粒子が研磨作用を発揮するので、研磨速度と
研磨精度の両方の性能に優れている。また、シリカ粒子
Aをフュームドシリカによって形成し、シリカ粒子Bを
コロイダルシリカによって形成すれば、シリカ濃度40
%以上、好ましくはシリカ濃度60wt%以上の高濃度ス
ラリーでも低粘性であって、しかも粘度の経時変化が少
ないスラリーを得ることができる。
The polishing composition of the present invention uses a mixed particle of silica particles A having a hardness enhanced by introducing a doping element and silica particles B not having a doping element introduced therein, and silica particles having different hardness are used for polishing. Therefore, it excels in both polishing rate and polishing accuracy. If the silica particles A are made of fumed silica and the silica particles B are made of colloidal silica, the silica concentration is 40%.
% Or more, preferably a high-concentration slurry having a silica concentration of 60 wt% or more, it is possible to obtain a slurry having a low viscosity and a small viscosity change with time.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態に基づい
て具体的に説明する。なお、%は特に示さない限り重量
%である。本発明の研磨組成物は、ドープ元素を導入し
て硬度を増強したシリカ粒子Aとドープ元素を導入しな
いシリカ粒子Bとの混合粒子からなる研磨組成物であ
り、好ましくは、シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合比
が0.5〜2.0であり、シリカ粒子Aの平均一次粒子径
が5〜60nm、シリカ粒子Bの平均一次粒子径が1〜1
00nmのものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below based on embodiments. In addition,% is weight% unless otherwise indicated. The polishing composition of the present invention is a polishing composition composed of mixed particles of silica particles A having a hardness enhanced by introducing a doping element and silica particles B having no doping element introduced therein, preferably the silica particles A and silica. The mixing ratio of the particles B is 0.5 to 2.0, the average primary particle diameter of the silica particles A is 5 to 60 nm, and the average primary particle diameter of the silica particles B is 1 to 1
00 nm.

【0008】シリカ粒子Aに導入するドープ元素はシリ
カ粒子の硬度を高めるものが用いられる。具体的には、
例えば、アルミニウムやカリウムなどをドープすること
によってシリカ粒子の硬度を高めることができる。一般
にアルミニウムをドープしたシリカ粒子を製造する方法
としては、アルミニウム化合物、例えば塩化アルミニウ
ム(AlCl3)を含む溶液中にシリカ粒子を入れて、その表
面に溶液をコーティングし、その後、乾燥、焼成する方
法(溶液法)やアルミニウムおよびケイ素の化合物をガ
ス化し、その混合ガスを火炎(フレーム)中で反応させ
て混合酸化物を得る方法(火炎加水分解法)が知られて
いるが、本発明のアルミニウムドープシリカ粒子は、例
えば、EP第080876号、特開平10−16771
7号、特開平12−127618号、特開2000−1
69132号で示される火炎加水分解法による熱分解に
基づき、本発明が意図するアルミニウムドープシリカが
得られる条件下で製造することによって得ることができ
る。このような方法でアルミニウムドープシリカを製造
することにより、シリカ粒子の表面層のみがアルミニウ
ムでドープされたシリカ粒子を得ることができ、しかも
微量のアルミニウムを均一にドープすることができる。
The doping element introduced into the silica particles A is one that increases the hardness of the silica particles. In particular,
For example, the hardness of the silica particles can be increased by doping with aluminum or potassium. In general, as a method of producing silica particles doped with aluminum, a method of depositing silica particles in a solution containing an aluminum compound, for example, aluminum chloride (AlCl 3 ), coating the surface with the solution, and then drying and firing the solution. (Solution method) and a method of gasifying a compound of aluminum and silicon and reacting the mixed gas in a flame (flame) to obtain a mixed oxide (flame hydrolysis method) are known. Doped silica particles are described, for example, in EP No. 080876, JP-A-10-16771.
7, JP-A-12-127618, JP-A-2000-1
It can be obtained by producing under the conditions where the aluminum-doped silica intended by the present invention is obtained, based on the thermal decomposition by the flame hydrolysis method shown in No. 69132. By producing aluminum-doped silica by such a method, it is possible to obtain silica particles in which only the surface layer of the silica particles is doped with aluminum, and it is possible to uniformly dope a trace amount of aluminum.

【0009】本発明の製造方法は、ガス化したケイ素化
合物(典型的には、SiCl4などのハロゲン化物)をフレ
ーム(火炎)中に送り、エアロゾルと反応させる。この
際、エアロゾルとしてアルミニウム化合物、例えば塩化
アルミニウム(AlCl3)を含むエアロゾルを用意する。こ
のようなエアロゾルは、アルミニウム化合物を含む溶液
または分散液を、エアロゾル発生器を用い、好適には超
音波法により噴霧状にすることにより調製する。このエ
アロゾルとケイ素化合物を含むガス混合物とを均一に混
合した状態で、フレーム中で反応させる。これにより表
面がアルミニウムでドープされたシリカが生成するの
で、これを常法によりガスから分離する。
In the production method of the present invention, a gasified silicon compound (typically, a halide such as SiCl 4 ) is sent into a flame (flame) to react with an aerosol. At this time, an aerosol containing an aluminum compound, for example, aluminum chloride (AlCl 3 ) is prepared as the aerosol. Such an aerosol is prepared by atomizing a solution or dispersion containing an aluminum compound using an aerosol generator, preferably by an ultrasonic method. The aerosol and the gas mixture containing the silicon compound are allowed to react in a flame in a uniformly mixed state. This produces silica whose surface is doped with aluminum, which is separated from the gas by conventional methods.

【0010】このような方法により製造されたアルミニ
ウムドープシリカ粒子は、アルミナ粒子とシリカ粒子が
混合したものとは異なり、シリカ粒子の表面層にアルミ
ニウムがドープされた粒子になる。また塩化アルミニウ
ム(AlCl3)の代わりに塩化カリウム(KCl)を用いるとシリ
カ粒子表面がカリウムでドープされたシリカを得ること
ができる。これらのシリカ粒子のBET比表面積は概ね5
〜400m2/gである。このようにして得たシリカ粒子の
アルミニウムないしカリウムのドープ量は酸化物換算で
2.0重量%以下のものが適当であり、1×10-2〜0.
5重量%がより好ましい。ドープ量が2.0重量%より
多いと大きなサイズの粒子ができやすくなるので経時的
に沈降等の問題を生じる。
The aluminum-doped silica particles produced by such a method are particles in which the surface layer of the silica particles is doped with aluminum, unlike particles in which alumina particles and silica particles are mixed. When potassium chloride (KCl) is used instead of aluminum chloride (AlCl 3 ), silica whose surface is doped with potassium can be obtained. The BET specific surface area of these silica particles is approximately 5
~ 400 m 2 / g. The doping amount of aluminum or potassium in the silica particles thus obtained is preferably 2.0% by weight or less in terms of oxide, and 1 × 10 -2 to 0.
5% by weight is more preferred. If the dope amount is more than 2.0% by weight, large-sized particles are likely to be formed, which causes problems such as sedimentation over time.

【0011】表面層にアルミニウムやカリウムがドープ
されたシリカ粒子Aは、これらをドープしないシリカ粒
子Bよりも硬度が大きく、この混合粒子からなる研磨組
成物は異なった硬度のシリカ粒子A、Bがおのおの研磨
作用を発揮するので、研磨速度と研磨精度の両方の性能
に優れている。さらに、単にアルミナ粒子やシリカ粒子
を混合したものでは得られない特性、例えば、優れた液
流動性や分散性を有する。
The silica particles A whose surface layer is doped with aluminum or potassium have a higher hardness than the silica particles B not doped with aluminum or potassium, and the polishing composition comprising the mixed particles has silica particles A and B having different hardnesses. Since each exerts a polishing action, it excels in both polishing speed and polishing accuracy. Furthermore, it has characteristics that cannot be obtained by simply mixing alumina particles and silica particles, for example, excellent liquid flowability and dispersibility.

【0012】シリカ粒子Aの平均一次粒子径は5〜60
nmが好ましく、シリカ粒子Bの平均一次粒子径は1〜1
00nmが好ましい。シリカ粒子Aをフュームドシリカに
よって形成し、シリカ粒子Bをコロイダルシリカによっ
て形成する場合、一次粒子径5nm以下のフュームドシリ
カ粒子は製造が困難であり、60nm以上のフュームドシ
リカ粒子はスラリーの経時変化に影響を起こしやすくな
り、粘度の経時変化やスラリー沈降物を生じさせる。ま
た、一次粒子径が1nm以下のコロイダルシリカ粒子は製
造が困難であり、100nm以上のコロイダルシリカ粒子
はスラリー粘度の経時変化を生じやすくなり、またスラ
リーに沈降物を生じさせる。
The average primary particle diameter of the silica particles A is 5 to 60.
nm is preferable, and the average primary particle diameter of the silica particles B is 1 to 1
00 nm is preferred. When the silica particles A are formed of fumed silica and the silica particles B are formed of colloidal silica, it is difficult to produce fumed silica particles having a primary particle size of 5 nm or less, and fumed silica particles having a particle size of 60 nm or more are used in the slurry over time. It tends to affect the change and causes a change in viscosity with time and a slurry sediment. Further, it is difficult to produce colloidal silica particles having a primary particle diameter of 1 nm or less, and colloidal silica particles having a primary particle diameter of 100 nm or more tend to cause a change in slurry viscosity with time, and also to cause sediment in the slurry.

【0013】シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合比は
0.5〜2.0が好ましい。何れか一方が0.5倍未満あ
るいは2.0倍を上回ると、各々の特性が乏しくなり、
またシリカスラリーをを調製したときに高濃度化および
経時安定性が低下する。
The mixing ratio of silica particles A and silica particles B is preferably 0.5 to 2.0. If either one is less than 0.5 times or more than 2.0 times, each characteristic becomes poor,
Further, when a silica slurry is prepared, the concentration becomes high and the stability with time decreases.

【0014】また、シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合
粒子は、その凝集粒子の平均粒子径が0.05〜1.0μ
mであり、この粒子径範囲に95%以上の凝集粒子が一
山に分布しているものが好ましい。この混合シリカの凝
集粒子の分布ピークが一山95%以下であると、スラリ
ーの経時変化に影響を起こしやすくなる。また、この分
布ピークにある凝集粒子の平均粒子径が1.0μmより大
きいとスラリー粘度が経時的に不安定である。一方、こ
の凝集粒子の平均粒子径が0.05μmより小さいと十分
な効果が得られない。
The mixed particles of the silica particles A and the silica particles B have an average particle diameter of the agglomerated particles of 0.05 to 1.0 μm.
It is m, and it is preferable that 95% or more of aggregated particles are distributed in a mountain in this particle size range. When the distribution peak of the aggregated particles of this mixed silica is 95% or less for one peak, the change over time of the slurry tends to be affected. If the average particle size of the aggregated particles at this distribution peak is larger than 1.0 μm, the slurry viscosity becomes unstable over time. On the other hand, if the average particle size of the aggregated particles is smaller than 0.05 μm, a sufficient effect cannot be obtained.

【0015】本発明の研磨組成物は、上記シリカ粒子A
とシリカ粒子Bの混合粒子を溶媒に分散させてなる高シ
リカ濃度シリカスラリーからなる研磨組成物として用い
ることができる。この場合、フュームドシリカからなる
シリカ粒子Aをコロイダルシリカからなるシリカ粒子B
に添加して分散させればシリカ濃度の高いシリカスラリ
ーを容易に得ることができる。具体的には、フュームド
シリカからなるシリカ粒子Aを、コロイダルシリカから
なるシリカ粒子Bに添加して分散させることにより、シ
リカ濃度40%以上、好ましくはシリカ濃度60%以上
の高濃度スラリーであって、しかも粘性が低く、かつ粘
性の経時変化が少ないスラリーを得ることができる。
The polishing composition of the present invention comprises the above silica particles A.
It can be used as a polishing composition comprising a silica slurry having a high silica concentration obtained by dispersing mixed particles of silica particles B with a silica particle in a solvent. In this case, the silica particles A made of fumed silica are replaced by the silica particles B made of colloidal silica.
A silica slurry having a high silica concentration can be easily obtained by adding it to and dispersing it. Specifically, a silica particle A made of fumed silica is added to and dispersed in a silica particle B made of colloidal silica to obtain a high-concentration slurry having a silica concentration of 40% or more, preferably a silica concentration of 60% or more. Moreover, it is possible to obtain a slurry having a low viscosity and a small change in viscosity over time.

【0016】因みに、一般にはコロイダルシリカスラリ
ーのシリカ濃度は20〜40%程度であり、50%以上
の高濃度スラリーを得るのは難しい。また、通常、フュ
ームドシリカのスラリー濃度は蒸留水中で20%程度が
限度であるが、本発明において、アルミナや酸化カリウ
ムをドープしたフュームドシリカは蒸留水中で40%程
度まで分散させることが可能であり、このフュームドシ
リカをコロイダルシリカスラリーに添加することによっ
て、シリカ濃度40%以上、好ましくはシリカ濃度60
%以上の高濃度シリカスラリーを得ることができる。
Incidentally, the silica concentration of colloidal silica slurry is generally about 20 to 40%, and it is difficult to obtain a high concentration slurry of 50% or more. Further, usually, the concentration of the fumed silica slurry is limited to about 20% in distilled water, but in the present invention, fumed silica doped with alumina or potassium oxide can be dispersed up to about 40% in distilled water. By adding this fumed silica to the colloidal silica slurry, the silica concentration is 40% or more, preferably the silica concentration is 60%.
It is possible to obtain a high-concentration silica slurry having a concentration of at least%.

【0017】また、アルミニウムおよび/またはカリウ
ムをドープしたフュームドシリカを用いることによっ
て、シリカスラリーの粘度が安定し、pH4.5以下な
いしpH8以上のシリカスラリーについて、粘度が10
0/sのせん断速度で600mPa・s以下、好ましくは50
0mPa・s以下の低粘性シリカスラリーを得ることができ
る。しかも、このシリカスラリーはスラリー調製時の粘
度と1ヶ月経過後のスラリー粘度との比が1.5以下で
あり、経時安定性に優れたものである。
The use of fumed silica doped with aluminum and / or potassium stabilizes the viscosity of the silica slurry, and the viscosity of silica slurries having a pH of 4.5 or less to a pH of 8 or more has a viscosity of 10 or less.
600 mPa · s or less at a shear rate of 0 / s, preferably 50
A low-viscosity silica slurry having a viscosity of 0 mPa · s or less can be obtained. Moreover, this silica slurry has a ratio of the viscosity at the time of slurry preparation to the viscosity of the slurry after one month is 1.5 or less, and is excellent in stability over time.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
具体的に示す。なお、各例において粘度はHAAKE社のRhe
oStress計を用いて測定し、粒子径はHORIBA社のレーザ
ー散乱式粒度分布計を用いて測定した。粘度は100s
-1のせん断速度での値、経時変化粘度はスラリー調製時
から1ヶ月経過後の粘度である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples. In each case, the viscosity is Rhe of HAAKE.
The particle size was measured using a laser scattering type particle size distribution meter manufactured by HORIBA. Viscosity is 100s
The value at a shear rate of -1 and the viscosity with time change are the viscosities after one month has elapsed from the time of slurry preparation.

【0019】〔実施例1〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#30)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ
゛ク゛サ社製品)を40%添加し、攪拌分散させてスラリー
化し、pH9.1に調整し、シリカ濃度70%のスラリ
ーを調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定し
た。またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測
定した。この結果をスラリー化条件と共に表1に示し
た。
Example 1 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 30) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger). 40% was added and dispersed by stirring to make a slurry, and the pH was adjusted to 9.1 to prepare a slurry having a silica concentration of 70%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0020】〔実施例2〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#20)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ
゛ク゛サ社製品)を40%添加し、攪拌分散させてスラリー
化し、pH3.4に調整し、シリカ濃度60%のスラリ
ーを調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定し
た。またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測
定した。この結果をスラリー化条件と共に表1に示し
た。
Example 2 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 20) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger). 40% was added, and the mixture was stirred and dispersed to form a slurry, which was adjusted to pH 3.4 to prepare a slurry having a silica concentration of 60%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0021】〔実施例3〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#40)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ
゛ク゛サ社製品)を20%添加し、攪拌分散させてスラリー
化し、pH9.4に調整し、シリカ濃度60%のスラリ
ーを調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定し
た。またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測
定した。この結果をスラリー化条件と共に表1に示し
た。
Example 3 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 40) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger). 20% was added and dispersed by stirring to make a slurry, and the pH was adjusted to 9.4 to prepare a slurry having a silica concentration of 60%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0022】〔実施例4〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#20)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ
゛ク゛サ社製品)を40%添加し、湿式ジェットミルで分散
させてスラリー化し、pH3.1に調整し、シリカ濃度
60%のスラリーを調製した。このスラリーの粘度と粒
子径を測定した。またスラリー中の凝集粒子径および凝
集一山率を測定した。この結果をスラリー化条件と共に
表1に示した。
[Example 4] A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd. product: Snowtex # 20) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger Company). 40% was added and dispersed by a wet jet mill to form a slurry, and the pH was adjusted to 3.1 to prepare a slurry having a silica concentration of 60%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0023】〔実施例5〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#30)にフュームドシリ
カ(商品名VP3779、比表面積300m2/g、酸化カリウム0.2%含
有、テ゛ク゛サ社製品)を40%添加し、攪拌分散させてスラ
リー化し、pH1.3に調整し、シリカ濃度70%のス
ラリーを調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定
した。またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を
測定した。この結果をスラリー化条件と共に表1に示し
た。
Example 5 Fumed silica (trade name VP3779, specific surface area 300 m 2 / g, containing 0.2% potassium oxide, product of Debugger Co.) in commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd. product: Snowtex # 30). Was added to 40%, stirred and dispersed to form a slurry, and the pH was adjusted to 1.3 to prepare a slurry having a silica concentration of 70%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0024】〔実施例6〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#40)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ
゛ク゛サ社製品)を40%添加し、攪拌分散させてスラリー
化し、pH8.9に調整し、シリカ濃度80%のスラリ
ーを調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定し
た。またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測
定した。この結果をスラリー化条件と共に表1に示し
た。
Example 6 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 40) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger). 40% was added, stirred and dispersed to form a slurry, and the pH was adjusted to 8.9 to prepare a slurry having a silica concentration of 80%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 1 together with the slurry conditions.

【0025】〔比較例1〕蒸留水にフュームドシリカ
(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ゛ク゛
サ社製品)を70%添加し、攪拌分散させてスラリー化
し、pH9.1に調整し、シリカ濃度70%のスラリー
を調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定した。
またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測定し
た。この結果をスラリー化条件と共に表2に示した。
[Comparative Example 1] 70% of fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, containing 0.2% alumina, product of DGEA Co., Ltd.) was added to distilled water, stirred and dispersed to form a slurry, and pH was adjusted to 9. The slurry was adjusted to 1 to prepare a slurry having a silica concentration of 70%. The viscosity and particle size of this slurry were measured.
In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 2 together with the slurry conditions.

【0026】〔比較例2〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#40)にアルミナ(商品
名:酸化アルミニウムC、比表面積100m2/g、アルミナ100%、
テ゛ク゛サ社製品)を6%添加し、pH9.8に調整し、シリ
カ・アルミナ濃度46%のスラリーを調製した。このス
ラリーの粘度と粒子径を測定した。またスラリー中の凝
集粒子径および凝集一山率を測定した。この結果をスラ
リー化条件と共に表2に示した。
Comparative Example 2 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 40) was added to alumina (trade name: aluminum oxide C, specific surface area 100 m 2 / g, alumina 100%,
6% of a product manufactured by Degsa Co., Ltd. was added to adjust the pH to 9.8 to prepare a slurry having a silica / alumina concentration of 46%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 2 together with the slurry conditions.

【0027】〔比較例3〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#20)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積700m2/g、アルミナ0.2%含有、
テ゛ク゛サ社製品)を60%添加し、pH9.4に調整し、シ
リカ濃度80%のスラリーを調製した。このスラリーの
粘度と粒子径を測定した。またスラリー中の凝集粒子径
および凝集一山率を測定した。この結果をスラリー化条
件と共に表2に示した。
Comparative Example 3 A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd .: Snowtex # 20) containing fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 700 m 2 / g, alumina 0.2%,
60% of a product manufactured by Degsa Co., Ltd. was added to adjust the pH to 9.4 to prepare a slurry having a silica concentration of 80%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 2 together with the slurry conditions.

【0028】〔比較例4〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#40)にフュームドシリ
カ(商品名Aerosil#200、比表面積200m2/g、日本アエロシ゛ル
社製品)を16%添加し、攪拌分散させてスラリー化
し、pH3.1に調整し、シリカ濃度56%のスラリー
を調製した。このスラリーの粘度と粒子径を測定した。
またスラリー中の凝集粒子径および凝集一山率を測定し
た。この結果をスラリー化条件と共に表2に示した。
[Comparative Example 4] 16% of commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical Co., Ltd. product: Snowtex # 40) with fumed silica (trade name Aerosil # 200, specific surface area 200 m 2 / g, product of Nippon Aerogel Co., Ltd.) The mixture was added, stirred and dispersed to form a slurry, and the pH was adjusted to 3.1 to prepare a slurry having a silica concentration of 56%. The viscosity and particle size of this slurry were measured.
In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 2 together with the slurry conditions.

【0029】〔比較例5〕市販のコロイダルシリカスラ
リー(日産化学社製品:スノーテックス#20)にフュームドシリ
カ(商品名VP3375、比表面積70m2/g、アルミナ0.2%含有、テ゛
ク゛サ社製品)を50%添加し、pH10.0に調整し、シ
リカ濃度70%のスラリーを調製した。このスラリーの
粘度と粒子径を測定した。またスラリー中の凝集粒子径
および凝集一山率を測定した。この結果をスラリー化条
件と共に表2に示した。
[Comparative Example 5] A commercially available colloidal silica slurry (Nissan Chemical's product: Snowtex # 20) was mixed with fumed silica (trade name VP3375, specific surface area 70 m 2 / g, alumina 0.2% content, manufactured by Debugger). 50% was added and the pH was adjusted to 10.0 to prepare a slurry having a silica concentration of 70%. The viscosity and particle size of this slurry were measured. In addition, the aggregate particle size and the aggregate peak rate in the slurry were measured. The results are shown in Table 2 together with the slurry conditions.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明の研磨組成物は硬度の異なるシリ
カ粒子A、Bがおのおの研磨作用を発揮するので両方の
利点を併せ持つ。また高濃度のシリカスラリーを得るこ
とができ、このスラリーは高濃度でありながら粘性が低
く、粘度の経時変化も小さい。従って、化学的研磨(CM
P)などにおいて、研磨速度が比較的速く、しかも研磨精
度も優れる。
EFFECTS OF THE INVENTION The polishing composition of the present invention has both advantages because silica particles A and B having different hardnesses exert polishing effects. Further, a high-concentration silica slurry can be obtained, and this slurry has a low viscosity while having a high concentration, and its viscosity changes little with time. Therefore, chemical polishing (CM
In P) and the like, the polishing rate is relatively fast and the polishing accuracy is excellent.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城野 博州 三重県四日市市三田町3番地 日本アエロ ジル株式会社四日市工場内 (72)発明者 落合 満 東京都新宿区西新宿2丁目3番1号 新宿 モノリス13階 日本アエロジル株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 CB01 CB03 DA02 DA12   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Jono Hakushu             3 Mita-cho, Yokkaichi-shi, Mie Japan Aero             Jill Co., Ltd. Yokkaichi factory (72) Inventor Mitsuru Ochiai             2-3-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Shinjuku             Monolith 13th floor, within Aerosil Japan F term (reference) 3C058 AA07 CB01 CB03 DA02 DA12

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ドープ元素を導入して硬度を増強したシ
リカ粒子Aと、ドープ元素を導入しないシリカ粒子Bと
の混合粒子からなることを特徴とする研磨組成物。
1. A polishing composition comprising mixed particles of silica particles A having a hardness enhanced by introducing a doping element and silica particles B having no doping element introduced therein.
【請求項2】 シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合比が
0.5〜2.0である請求項1の研磨組成物。
2. The polishing composition according to claim 1, wherein the mixing ratio of the silica particles A and the silica particles B is 0.5 to 2.0.
【請求項3】 アルミニウムまたはカリウムを導入して
硬度を高めたシリカ粒子Aを用いる請求項1または2の
研磨組成物。
3. The polishing composition according to claim 1, wherein silica particles A having an increased hardness by introducing aluminum or potassium are used.
【請求項4】 シリカ粒子Aの平均一次粒子径が5〜6
0nmであり、シリカ粒子Bの平均一次粒子径が1〜10
0nmである請求項1、2または3に記載する研磨組成
物。
4. The silica particles A have an average primary particle diameter of 5 to 6.
0 nm, and the average primary particle diameter of the silica particles B is 1 to 10
The polishing composition according to claim 1, 2 or 3, which has a thickness of 0 nm.
【請求項5】 シリカ粒子Aとシリカ粒子Bの混合粒子
において、凝集粒子の平均粒子径が0.05〜1.0μm
であり、この粒子径範囲に95%以上の凝集粒子が一山
に分布している請求項1〜請求項4の何れかに記載する
研磨組成物。
5. A mixed particle of silica particle A and silica particle B, wherein the average particle diameter of the agglomerated particles is 0.05 to 1.0 μm.
The polishing composition according to any one of claims 1 to 4, wherein 95% or more of the aggregated particles are distributed in one peak in this particle size range.
【請求項6】 請求項1〜5の何れかのシリカ粒子Aと
シリカ粒子Bの混合粒子を溶媒に分散させてなる高シリ
カ濃度シリカスラリーからなる研磨組成物。
6. A polishing composition comprising a high-silica-concentration silica slurry obtained by dispersing the mixed particles of the silica particles A and the silica particles B according to claim 1 in a solvent.
【請求項7】 フュームドシリカからなるシリカ粒子A
を、コロイダルシリカからなるシリカ粒子Bに添加して
分散させたシリカスラリーからなる請求項1〜6の何れ
かに記載する研磨組成物。
7. Silica particles A made of fumed silica
7. The polishing composition according to any one of claims 1 to 6, which comprises a silica slurry in which is added to and dispersed in silica particles B made of colloidal silica.
【請求項8】 シリカ濃度40wt%以上であって、スラ
リー粘度が600mPa・s以下である請求項1〜7の何れ
かに記載する研磨組成物。
8. The polishing composition according to claim 1, which has a silica concentration of 40 wt% or more and a slurry viscosity of 600 mPa · s or less.
【請求項9】 シリカ濃度60wt%以上であって、スラ
リー粘度が500mPa・s以下である請求項8に記載する
研磨組成物。
9. The polishing composition according to claim 8, which has a silica concentration of 60 wt% or more and a slurry viscosity of 500 mPa · s or less.
【請求項10】 スラリー調製時の粘度と1ヶ月経過後
のスラリー粘度との比が1.5以下である請求項1〜9
の何れかに記載する研磨組成物。
10. The ratio of the viscosity at the time of preparing the slurry to the viscosity of the slurry after one month has elapsed is 1.5 or less.
The polishing composition as described in any one of 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006256913A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Admatechs Co Ltd Spherical silica particle, resin composition and semiconductor liquid sealing material
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JP2010036290A (en) * 2008-08-04 2010-02-18 Jsr Corp Aqueous dispersing element for chemical mechanical polishing to be used for manufacturing circuit board, method of manufacturing circuit board, circuit board, and multilayer circuit board
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JP2018104547A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 ニッタ・ハース株式会社 Slurry for polishing

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