条件下,二氧化娃颗粒之间不会相互电排斥,容易聚集。与此相对,对 于进行了表面修饰而使得即使在酸性条件下Zeta电位也具有较大的负值的磨粒,在酸性条 件下也相互强烈地排斥,从而良好地分散,结果使研磨用组合物的保存稳定性提高。运样的 表面修饰磨粒例如可W通过将侣、铁或错等金属或它们的氧化物与磨粒混合,使其渗杂到 磨粒的表面来获得。
[0028] 其中,特别优选的是固定化有有机酸而得到的胶态二氧化娃。有机酸在研磨用组 合物中所含的胶态二氧化娃的表面上的固定化例如可W通过将有机酸的官能团化学键合 在胶态二氧化娃的表面来进行。仅通过使胶态二氧化娃和有机酸简单地共存不会实现有机 酸在胶态二氧化娃上的固定化。如果将作为有机酸的一种的横酸固定化在胶态二氧化娃 上,例女日可U通过('Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups",化 em.Commun.246-247(2003)中记载的方法进行。具体而 言,使3-琉基丙基Ξ甲氧基硅烷等具有琉基的硅烷偶联剂与胶态二氧化娃偶联后,用过氧 化氨将琉基氧化,由此可W得到在表面固定化有横酸的胶态二氧化娃。或者,如果将簇酸固 定化在胶态二氧化娃上,例如可W通过"Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel",Qiemistry Letters,3,228-229(2000)中记载的方法进行。具体 而言,使含有光反应性2-硝基节醋的硅烷偶联剂与胶态二氧化娃偶联后,进行光照射,由此 可W得到在表面固定化有簇酸的胶态二氧化娃。
[0029] 磨粒的平均一次粒径的下限优选为5nmW上,更优选为7nmW上,进一步优选为 1化mW上。此外,磨粒的平均一次粒径的上限优选为500nmW下,更优选为300nmW下,进一 步优选为200nmW下。如果是运样的范围,则利用研磨用组合物的研磨对象物的研磨速度提 高,此外,能够进一步抑制在用研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面产生凹陷 (dishing)。需要说明的是,磨粒的平均一次粒径例如基于通过BET法测定的磨粒的比表面 积来算出。
[0030] 研磨用组合物中的磨粒的含量(浓度)的下限优选为0.0002g/LW上,更优选为 0.002g/LW上,进一步优选为0.02g/LW上。此外,研磨用组合物中的磨粒的含量(浓度)的 上限优选为200g/LW下,更优选为lOOg/LW下,进一步优选为50g/LW下。如果是运样的范 围,则成本被抑制,并且可得到高研磨速率,能够有效地进行加工。
[0031] 在本发明的研磨用组合物中,研磨用组合物中含有的磨粒所具有的硅烷醇基数量 的总和(A)(单位:个)除W研磨用组合物中的氧化剂的浓度(B)(单位:质量%)得到的值(A/ B)为8 X 1023W下的范围。该A/B是指氧化剂浓度和影响氧化剂分解的硅烷醇基数量的比率, 认为通过控制该值,氧化剂的分解的比率被抑制在允许范围内,研磨用组合物的保管稳定 性提局。
[0032] A/B超过8 X 1023时,硅烷醇基导致的氧化剂的分解比率变高,会产生研磨性能大幅 变化的不良情况。A/B的上限值为8X 102?下,优选为3X 102?下。
[0033] 研磨用组合物中含有的磨粒所具有的硅烷醇基数量的总和(A)可W根据W下方法 来算出。
[0034] ?磨粒的一次粒径[皿](实测值):基于根据BET法算出的比表面积(SA),假定磨粒 为正球,用SA =如护的公式算出磨粒的直径(一次粒径)。
[0035] ?每1个磨粒的体积(计算值):用由比表面积(SA)算出的一次粒径,根据下式计 算。
[0036] 每1个磨粒的体积= 4/331X (磨粒的一次粒径/2)3
[0037] .每1个磨粒的重量(计算值):用通过计算求出的每1个磨粒的体积,根据W下的 公式计算。
[003引每1个磨粒的重量=每1个磨粒的体积X磨粒的比重(在胶态二氧化娃的情况下为 2.2)
[0039] .每1个磨粒的表面积(计算值):用由比表面积(SA)算出的一次粒径,根据W下的 公式计算。
[0040] 每1个磨粒的表面积= 43iX (磨粒的一次粒径/2)2
[0041] ?研磨用组合物中的磨粒的个数(计算值):用研磨用组合物中的磨粒的浓度除W 每1个磨粒的重量来计算。
[0042] .研磨用组合物中的磨粒的总表面积[皿2](计算值):通过每1个磨粒的表面积和 研磨用组合物中的磨粒的个数的乘积来算出。
[0043] ?硅烷醇基数量(实测值):算出通过希尔斯滴定法(Sears method)求出的单位表 面积的硅烷醇基数量[Silanol count/nm2]。
[0044] 希尔斯滴定法是在参照G.W.Sears,Jr. , "Determination of Specific Su;rface Area of Colloidal Silica by Titration with Sodium Hydroxide".Analytical 化emis化y,28( 12),1981 (1956).的基础上实施的。测定中使用二氧化娃水溶液(Iwt % ),滴 加的NaOH的每1次的滴加量为0.01ml,滴加间隔为30秒。
[0045] ?研磨用组合物中的磨粒所具有的硅烷醇基数量的总和(个)(A)(计算值):利用 通过希尔斯滴定法求出的硅烷醇基数量(实测值)[个/nm2]与研磨用组合物中的磨粒的总 表面积[nm2](计算值)的乘积来计算,所述研磨用组合物中的磨粒的总表面积[nm2](计算 值)是用BE化k表面积和研磨用组合物中的磨粒浓度计算出的。
[0046] ?氧化剂浓度(B)(实测值):在使用氧化剂浓度已知的化学试剂时,根据添加量来 计算。或者通过氧化还原滴定来定量。例如,在化CIO的情况下,用平成15年9月29日厚生劳 动省告示第318号的方法,通过滴定来定量。
[0047] ?相对于每1质量%的氧化剂的磨粒的硅烷醇基数量(计算值):用研磨用组合物 中的磨粒所具有的硅烷醇基数量的总和(个KA)(计算值)除W氧化剂浓度(B)来算出。
[0048] 研磨用组合物中含有的磨粒所具有的硅烷醇基数量的总和(A)可W通过磨粒浓度 的增减、磨粒的单位面积的硅烷醇基数量的增减来控制。此外,对于研磨用组合物中含有的 磨粒所具有的硅烷醇基数量的总和(A)(单位:个)除W研磨用组合物中的氧化剂的浓度(B) (单位:质量% )得到的值(A/B),除了可W通过磨粒浓度的增减、磨粒的单位面积的硅烷醇 基数量的增减来控制W外,还可W通过氧化剂的添加量的增减来控制。
[0049] [氧化剂]
[0050] 本发明中使用的氧化剂含有面原子。作为运样的氧化剂的具体的例子,例如,可W 举出氨面酸及其盐、亚氯酸化C1化)、亚漠酸化化〇2)、亚舰酸化1〇2)、亚氯酸钢(NaCl〇2)、亚 氯酸钟化C1化)、亚漠酸钢(化化化)、亚漠酸钟化化化)等亚面酸或其盐;氯酸钢(化C1化)、氯 酸钟化C1化)、氯酸银(AgCl〇3)、氯酸领(Ba(Cl化)2)、漠酸钢(化化化)、漠酸钟化化化)、舰酸 钢(NaI〇3)等面酸或其盐;高氯酸化C1化)、高漠酸化化化)、高舰酸化I化)、高舰酸钢(Nal化)、 高舰酸钟化1〇4)、四下基高舰酸锭((C姐9)4NI化)等高面酸或其盐;次氣酸化F0)、次氯酸 化CIO)、次漠酸化化0)、次舰酸化10)等次面酸;次氣酸裡化iFO)、次氣酸钢(化F0)、次氣酸 钟(KF0)、次氣酸儀(Mg(F0)2)、次氣酸巧(Ca(F0)2)、次氣酸领(Ba(F0)2)等次氣酸的盐;次氯 酸裡化iClO)、次氯酸钢(NaClO)、次氯酸钟化CIO)、次氯酸儀(Mg(C10)2)、次氯酸巧(Ca (C10)2)、次氯酸领(Ba(C10)2)、次氯酸叔下醋(t-BuClO)、次氯酸锭(畑此10)、次氯酸Ξ乙醇 胺((C出C出0H)3N · CIO)等次氯酸的盐;次漠酸裡化iBrO)、次漠酸钢(NaBrO)、次漠酸钟 化BrO)、次漠酸儀(Mg(B;r0)2)、次漠酸巧(Ca(B;r0)2)、次漠酸领(Ba(B;r0)2)、次漠酸锭 (NH4BrO)、次漠酸Ξ乙醇胺((C出C出0H) 3N ·化0)等次漠酸的盐;次舰酸裡化i 10)、次舰酸钢 (NalO)、
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