JP5843613B2 - シラン変性金属酸化物を含む組成物 - Google Patents
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Description
下記の例は、本発明の化学機械研磨組成物中に用いるためのシラン変性金属酸化物の調製を説明している。これらの例では、試料のゼータ電位は、Brookhaven Instruments(ニューヨーク州、ホールトヴィル)のZeta Plus、またはColloidal Dynamics(ロードアイランド州、ウォーウィック)のZetaProbeのいずれかを用いて測定した。平均体積粒径(mv)は、脱イオン水中で、Microtrac(登録商標)Ultrafine Particle Analyzerを用いて、動的光散乱法によって測定した。
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(7.07g)を、177.8g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、64gの水、および160gのメタノールの攪拌されている混合物へと加えた。この混合物を次いで、50℃で90時間加熱した。この混合物を室温に冷却し、そしてその一部200gを取り出した。過酸化水素(30%溶液を6.05g)を、その取り出した一部に加え、そしてこの混合物を50時間にわたり65℃で加熱した。更なる過酸化水素(30%溶液を6.12g)加え、そして加熱を15時間継続し、スルホネート基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液を形成した。この分散液のpHは、1.7であった。
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(7.07g)を、177.8g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma- Aldrichから入手可能)、64gの水および160gのメタノールの攪拌されている混合物へと加えた。この混合物を、次いで50℃で90時間にわたって加熱した。この混合物を室温に冷却し、そしてその一部163gを取り出した。この取り出した一部に、過酸化水素(30%溶液を24.5g)を加えて、そしてこの混合物を51時間にわたり、65℃で加熱した。結果として得られた、スルホネート基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、1.1のpHを有していた。
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(10.67g)を、266.8g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma- Aldrichから入手可能)、および233.8gの水の攪拌されている混合物へと加えた。この混合物を、次いで50℃で2時間にわたって加熱した。この混合物を室温に冷却し、そしてその一部402gを取り出した。この取り出した一部に、過酸化水素(30%溶液を28.9g)を加えて、そしてこの混合物を、室温で30分間振とうし、次いで17時間にわたり50℃で加熱して、そして更に5.5時間に亘って最終的に85℃で加熱した。結果として得られた、スルホネート基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、1.3のpHを有していた。
水(472g)および34gのCab-O-Sil M5フュームドシリカ(マサチューセッツ州、ボストン、Cabot Corp.から入手可能)を、1リットルのワーリングブレンダー中で、15分間混合した。更に、103gのCab-O-Sil M5フュームドシリカを加えて、そして混合を、更に15分間続けた。1Mの水酸化ナトリウム水溶液(56.5g)を、結果として得られるスラリーに少しずつ加え、そして更に30分間混合した。4.74gの濃硝酸の添加で、pHを10.0に低下させて、そして混合を更に25分間続けて、フュームドシリカ分散液を形成した。
クロロプロピルトリメトキシシラン(16.0g)を、400g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma- Aldrichから入手可能)、および424gのメタノールの攪拌されている混合物へと加えた。この混合物を、次いで65℃で一晩加熱した。Na2S2O3(12.8g)を加えて、そしてこの混合物を65℃で2日間加熱した。結果として得られた、チオ硫酸ナトリウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、9.3のpHを有していた。
N−メチル−アザ−2,2,4−トリメチル−2−シラシクロペンタン(5.91g)を、200.4g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、63gの水、および177gのメタノールの攪拌されている混合物に加えた。この混合物を、次いで50℃で15.5時間に亘って加熱して、そしてこの混合物を室温に冷却した。その一部128gを取り出し、そしてこれに硫黄トリオキシドトリメチルアミン錯体(25.78g)を加えた。結果として得られた混合物を、室温で、一晩攪拌した。結果として得た、スルファメート基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、7.9のpHを有していた。
N−トリメトキシシリルプロピル−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロリドのメタノール中の50%溶液(12.4g)を、89g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、28.4gの水、および71gのメタノールの攪拌されている混合物に加えた。この混合物を、68℃で、24時間に亘って加熱した。結果として得た、第四級アンモニウムクロリド基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.4のpHを有していた。
(3−クロロプロピル)トリメトキシシラン(23.9g)を、444.5g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、145gの水および388gのメタノールの攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で18時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部103gを取り出した。3,4−ルチジン(2.69g)を加え、そしてこの混合物を151時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、7.0のpHを有していた。
(3−ブロモプロピル)トリメトキシシラン(4.39g)を、66.8g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、23.2gの水および60.0gのメタノールの攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で5時間に亘って加熱した。トリメチルアミンの25%水溶液(4.39g)を加え、そしてこの混合物を、日中は室温で攪拌しながら、二晩に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、9.5のpHを有していた。
(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(15.98g)を、400.0g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)および484.8gの水の攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で23時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部121gを取り出した。(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドの75%(3.06g)水溶液をこの取り出した一部に加え、そしてこの混合物を43時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.5のpHを有していた。
(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(18.86g)を、356.6g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、115.8gの水および311.1gのメタノールの攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で12時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部160gを取り出した。(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドの75%水溶液(5.36g)を、この取り出した一部に加え、そしてこの混合物を23時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.2のpHを有していた。
(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(15.98g)を、400.0g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)および484.8gの水の攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で23時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部133gを取り出した。グリシジルトリメチルアンモニウムクロリドの90%水溶液(2.03g)を、この取り出した一部に加え、そしてこの混合物を43時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.0のpHを有していた。
(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(18.86g)を、356.6g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、115.8gの水および311.1gのメタノールの攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で12時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部114.4gを取り出した。グリシリルトリメチルアンモニウムクロリドの90%水溶液(2.44g)を、この取り出した一部に加え、そしてこの混合物を23時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.1のpHを有していた。
(3−アミノプロピル)トリメトキシシラン(14.53g)を、400.1g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)および484.8gの水の攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで66℃で17時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部99gを取り出した。(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリドの75%水溶液(2.46g)を、この取り出した一部に加え、そしてこの混合物を73時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、8.6のpHを有していた。
(3−アミノプロピル)トリメトキシシラン(20.07g)を、400.1g(45%固形分)のLudox CL-Xコロイド状シリカ分散液(Sigma-Aldrichから入手可能)、484.8gの水および359.0gのメタノールの攪拌されている混合物へ加えた。この混合物を、次いで65℃で17時間に亘って加熱した。この混合物を室温に冷却して、そしてその一部116gを取り出した。グリシジルトリメチルアンモニウムクロリドの90%水溶液(2.32g)を、この取り出した一部に加え、そしてこの混合物を5時間に亘って65℃で加熱した。結果として得た、第四級アンモニウム基が結合されているシラン変性金属酸化物の水性分散液は、10.0のpHを有していた。
例1〜15中に記載されているように、これらのシラン変性金属酸化物のそれぞれは、化学機械研磨組成物の研磨材として用いることができることが予期される。
本発明は、以下の態様を含んでいる。
(1)少なくとも1つのシラン変性金属酸化物を含んでなる化学機械研磨組成物であって、該シラン変性金属酸化物は、式−Si(X) n [(R''−HET) m L−(R−I)] 3−n を有する少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、ここでXは、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは該金属酸化物の表面金属原子であり;RおよびR''は、独立して、分岐もしくは分岐していないアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレン基あるいはアリーレン、ヘテロアリーレン、アルキルアリーレンまたはアリールアルキレン基であり;HETは、ヘテロ原子基であり;Lは結合基であり;mは0、1、2、3、4、5もしくは6であり;nは0、1、もしくは2であり;そしてIは、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−SSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、−NR’SO 3 − M + 、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基であり、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、Q + は、複素環式もしくは芳香族複素環式第四級アンモニウム基であり、M + は、カチオン性対イオンであり、およびA − は、アニオン性対イオンである、
化学機械研磨組成物。
(2)HETが、S、NR’またはOである、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(3)mが、1、2、3、4、5または6であり、かつHETが、SまたはOであり、かつIが、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−SSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、−NR’SO 3 − M + 、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(4)mが、1、2、3、4、5または6であり、かつHETが、NR’であり、かつIが、−NR’ 3 + A − または−Q + A − 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(5)Lが、結合あるいは−CO−、−CONR’−、−SO 3 −、−SO 2 −、−SO 2 NR’−、−CH 2 CH 2 CO−、−CH 2 CH 2 COO−、−CH 2 CH 2 CONR’−、または−CH 2 CH(OH)−基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(6)mが、0であり、かつLが結合である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(7)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する酸化金属と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m L−(R−I)] 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成品であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、かつYは、−OHまたは加水分解性置換基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(8)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m L−(R−Z) 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZは、ハロゲン、チオール基またはアミノ基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(9)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m H] 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体、との結合生成物であって、次いで式Z’−(R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、mは0でなく、かつZ’は、親電子基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(10)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n (R''−Z'') 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成品であって、次いで式H−(HET−L−R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZ''は、親電子基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(11)Iが、−SO 3 − M + 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(12)Iが、−SSO 3 − M + 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(13)Iが、−NHSO 3 − M + または−NR’SO 3 − M + 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(14)Iが、−NR’ 3 + A − または−Q + A − 基である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(15)前記金属酸化物が、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、シリカ、セリア、酸化タンタル、それらの混合物、およびそれらの化学混和剤である、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(16)前記金属酸化物が、フュームドシリカ、コロイド状シリカ、沈降シリカ、シリカゲルまたはシリカエーロゲルである、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(17)前記金属酸化物が、フュームドシリカまたはコロイド状シリカである、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(18)前記化学機械研磨組成物が、少なくとも1種の水性媒体を含む、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(19)前記水性媒体が、水である、(18)記載の化学機械研磨組成物。
(20)前記化学機械研磨組成物が、2〜11のpHを有する、(1)記載の化学機械研磨組成物。
(21)pHが、3〜10である、(20)記載の化学機械研磨組成物。
(22)前記化学機械研磨組成物が、2〜8のpHを有する、(20)記載の化学機械研磨組成物。
(23)少なくとも1つのシラン変性金属酸化物を含んでなる化学機械研磨組成物であって、該シラン変性金属酸化物は、少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、該シリル基は、少なくとも1つの−SSO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、−NR’SO 3 − M + 、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基を含み、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換の、アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、あるいは置換もしくは非置換のアリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、M + はカチオン性対イオンであり、かつA − はアニオン性対イオンである、化学機械研磨組成物。
(24)前記シリル基が、少なくとも1つの−SSO 3 − M + 基を含む、(23)記載の化学機械研磨組成物。
(25)前記シリル基が、少なくとも1つの−NHSO 3 − M + または−NR’SO 3 − M + 基を含む、(23)記載の化学機械研磨組成物。
(26)前記シリル基が、少なくとも1つの−NR’ 3 + A − または−Q + A − 基を含む、(23)記載の化学機械研磨組成物。
(27)少なくとも1つのシリル基が結合されている金属酸化物を含んでなるシラン変性金属酸化物であって、該シリル基が、少なくとも1つの−SSO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、または−NR’SO 3 − M + 基を含み、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、かつM + は、カチオン性対イオンである、シラン変性金属酸化物。
(28)前記シリル基が、少なくとも1つの−SSO 3 − M + 基を含む、(27)記載のシラン変性金属酸化物。
(29)前記シリル基が、少なくとも1つの−NHSO 3 − M + または−NR’SO 3 − M + 基を含む、(27)記載のシラン変性金属酸化物。
(30)シラン変性金属酸化物であって、該シラン変性金属酸化物が、式−Si(X) n [(R''−HET) m L−(R−I)] 3−n を有する少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、Xは、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは該金属酸化物の表面金属原子であり;RおよびR''は、独立して、分岐もしくは分岐していないアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレン基あるいはアリーレン、ヘテロアリーレン、アルキルアリーレンまたはアリールアルキレン基であり;HETは、ヘテロ原子基であり;Lは、結合基であり;mは、1、2、3、4、5または6であり;nは、0、1または2であり;かつIは、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−SSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、−NR’SO 3 − M + 、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基であり、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換のアルキル、アルケニルまたはアルキニル基あるいは置換もしくは非置換のアリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、Q + は、複素環式または芳香族複素環式第四級アンモニウム基であり、M + は、カチオン性対イオンであり、かつA − はアニオン性対イオンである、シラン変性金属酸化物。
(31)HETが、S、NR’またはOである、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(32)HETが、SまたはOであり、かつIが、−SO 3 − M + 、−OSO 3 − M + 、−SSO 3 − M + 、−NHSO 3 − M + 、−NR’SO 3 − M + 、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(33)HETが、NR’であり、かつIが、−NR’ 3 + A − 、または−Q + A − 基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(34)Lが、結合あるいは、−CO−、−CONR’−、−SO 3 −、−SO 2 −、−SO 2 NR’−、−CH 2 CH 2 −CO−、−CH 2 CH 2 COO−,−CH 2 CH 2 CONR’−、または−CH 2 CH(OH)−基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(35)mが、0であり、かつLが、結合である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(36)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m L−(R−I)] 3−n を有する少なくとも1つのシラン化合物およびその部分的加水分解誘導体、との結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、かつYは、−OHまたは加水分解性置換基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(37)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m L−(R−Z) 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで、反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZは、ハロゲン、チオール基またはアミノ基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(38)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n [(R''−HET) m H] 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで式Z’−(R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、mは0ではなく、かつZ’は、親電子基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(39)前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’) n (R''−Z'') 3−n を有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的に加水分解された誘導体との結合生成物であって、次いで式H−(HET−L−R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは前記金属酸化物の表面金属原子であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZ''は、親電子基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(40)Iが、−SSO 3 − M + 基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
(41)Iが、−NHSO 3 − M + または−NR’SO 3 − M + 基である、(30)記載のシラン変性金属酸化物。
Claims (19)
- 少なくとも1つのシラン変性金属酸化物を含んでなる化学機械研磨組成物であって、該シラン変性金属酸化物は、式−Si(X)n[(R''−HET)mL−(R−I)]3−nを有する少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、ここでXは、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、ここでGは、ケイ素含有基のSiまたは該金属酸化物の表面金属原子であり;RおよびR''は、独立して、分岐もしくは分岐していないアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレン基あるいはアリーレン、ヘテロアリーレン、アルキルアリーレンまたはアリールアルキレン基であり;HETは、O、S、NH、もしくはNR’であり;Lは結合基であり;mは0、1、2、3、4、5もしくは6であり;nは0、1、もしくは2であり;かつ
a)mが0である場合には、Iは−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、または−NR’SO3 −M+基であり;
b)mが1以上であり、かつHETがSである場合には、Iは、−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 −M+、−NR’3 +A−または−Q+A−基であり、
c)mが1以上であり、かつHETがOである場合には、Iは−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 −M+、もしくは−Q+A−基であり、そして
d)mが1以上であり、かつHETがNHまたはNR’である場合には、Iは、−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 −M+、または−Q+A− 基であり;
R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、Q+は、複素環式もしくは芳香族複素環式第四級アンモニウム基、M+は、カチオン性対イオンであり、A −は、アニオン性対イオンであり、かつ該金属酸化物が、フュームドシリカ、コロイド状シリカ、沈降シリカ、シリカゲルまたはシリカエーロゲルである、
化学機械研磨組成物。 - HETが、SまたはOである、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- HETが、NR’またはNHであり、かつIが、−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、または−NR’SO3 −M+基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- Lが、結合あるいは−CO−、−CONR’−、−SO3−、−SO2−、−SO2NR’−、−CH2CH2CO−、−CH2CH2COO−、−CH2CH2CONR’−、または−CH2CH(OH)−基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- mが、0であり、かつLが、結合である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mL−(R−I)]3−nを有する少なくとも1つのシラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成品であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、かつYは−OHまたは加水分解性置換基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mL−(R−Z)]3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZはハロゲン、チオール基またはアミノ基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mH]3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで式Z’−(R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、mは0でなく、かつZ’は、親電子基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X')n(R''−Z'')3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成品であって、次いで式H−(HET−L−R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、ここでX’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZ''は、親電子基である、請求項1記載の化学機械研磨組成物。
- 少なくとも1つのシラン変性金属酸化物を含んでなる化学機械研磨組成物であって、該シラン変性金属酸化物は、少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、該シリル基は、少なくとも1つの−SSO3 −M+、−OSO3 −M+、−NHSO3 −M+、または−NR’SO3 −M+基を含み、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基、あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、M+はカチオン性対イオンであり、A −はアニオン性対イオンであり、かつ該金属酸化物が、フュームドシリカ、コロイド状シリカ、沈降シリカ、シリカゲルまたはシリカエーロゲルである、化学機械研磨組成物。
- 少なくとも1つのシリル基が結合されている金属酸化物を含んでなるシラン変性金属酸化物であって、該シリル基が、少なくとも1つの−SSO3 −M+、−OSO3 −M+、−NHSO3 −M+、または−NR’SO3 −M+基を含み、R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、M +は、カチオン性対イオンであり、かつ該金属酸化物が、フュームドシリカ、コロイド状シリカ、沈降シリカ、シリカゲルまたはシリカエーロゲルである、シラン変性金属酸化物。
- シラン変性金属酸化物であって、該シラン変性金属酸化物が、式−Si(X)n[(R''−HET)mL−(R−I)]3−nを有する少なくとも1つの非両性イオン性シリル基が結合されている金属酸化物を含んでおり、Xは、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基または式−O−G−を有する酸素含有置換基であり、Gは、ケイ素含有基のSiまたは該金属酸化物の表面金属原子であり;RおよびR''は、独立して、分岐もしくは分岐していないアルキレン、アルケニレンまたはアルキニレン基あるいはアリーレン、ヘテロアリーレン、アルキルアリーレンまたはアリールアルキレン基であり;HETは、O、S、NH、もしくはNR’であり;Lは、結合基であり;mは、0、1、2、3、4、5または6であり;nは、0、1または2であり;かつ
a)mが0である場合には、Iは−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+または−NR’SO3 −M+基であり;
b)mが1以上であり、かつHETがSである場合には、Iは、−SO3 −M+、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 − M + または−Q+A−基であり、
c)mが1以上であり、かつHETがOである場合には、Iは−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 −M+、もしくは−Q+A−基であり、そして
d)mが1以上であり、かつHETがNHまたはNR’である場合には、Iは、−OSO3 −M+、−SSO3 −M+、−NHSO3 −M+、−NR’SO3 −M+、または−Q+A−基であり;
R’は、同じでも異なっていてもよく、分岐もしくは分岐していない、置換もしくは非置換アルキル、アルケニルまたはアルキニル基あるいは置換もしくは非置換アリール、ヘテロアリール、アルキルアリールまたはアリールアルキル基であり、Q+は、芳香族複素環式第四級アンモニウム基であり、M+は、カチオン性対イオンであり、A −はアニオン性対イオンであり、かつ該金属酸化物が、フュームドシリカ、コロイド状シリカ、沈降シリカ、シリカゲルまたはシリカエーロゲルである、シラン変性金属酸化物。 - HETが、SまたはOである、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- HETが、NR’またはNHである、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- Lが、結合あるいは、−CO−、−CONR’−、−SO3−、−SO2−、−SO2NR’−、−CH2CH2CO−、−CH2CH2COO−,−CH2CH2CONR’−、または−CH2CH(OH)−基である、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mL−(R−I)]3−nを有する少なくとも1つのシラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、かつYは、−OHまたは加水分解性置換基である、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mL−(R−Z)]3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZは、ハロゲン、チオール基またはアミノ基である、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n[(R''−HET)mH]3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで式Z’−(R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、mは0ではなく、かつZ’は、親電子基である、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
- 前記シラン変性金属酸化物が、少なくとも1つの表面金属水酸化物を有する金属酸化物と、式Y−Si(X’)n(R''−Z'')3−nを有する少なくとも1つの前駆体シラン化合物およびその部分的加水分解誘導体との結合生成物であって、次いで式H−(HET−L−R−I)を有する化合物と反応して前記シラン変性金属酸化物を形成する結合生成物であり、X’は、独立して、同じでも異なっていてもよく、−OH、加水分解性置換基、非加水分解性置換基、または酸素含有置換基であり、Yは、−OHまたは加水分解性置換基であり、かつZ''は、親電子基である、請求項12記載のシラン変性金属酸化物。
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