(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
式ＡＯ・ｘＺ2Ｏ3（式中、Ａは少なくとも一種の二価カチオンであり、Ｚは少なくとも一種の三価カチオンであり、０．０１≦ｘ≦１００である）を有するスピネル粒子を含む、化学機械的研磨用スラリー組成物。
【請求項２】
８．５超のモース硬度を有する粒子が実質的にない、請求項１に記載のスラリー組成物。
【請求項３】
アルファ相アルミナ粒子が実質的にない、請求項１または２に記載のスラリー組成物。
【請求項４】
前記スピネル粒子は、５ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇの比表面積を有する、請求項１〜３のいずれか1項に記載のスラリー組成物。
【請求項５】
前記粒子は、５〜５００ｎｍの平均結晶子直径、および２０〜５０００ｎｍの平均凝集体粒子直径を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項６】
１≦ｘ≦１００である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項７】
１≦ｘ≦１２．５である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項８】
ＡはＭｇ、Ｆｅ2+、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃａおよびこれらの組合せからなる群から選択され、ＺはＡｌ、Ｆｅ3+、Ｃｒ、Ｔｉおよびこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項９】
スピネル粒子は、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、Ｂ、Ｌｉ、希土類カチオンおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種のカチオンの少量を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項１０】
ＡはＭｇであり、ＺはＡｌである、請求項１〜９のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項１１】
ＡはＺｎであり、ＺはＡｌである、請求項１〜９のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項１２】
さらに、酸化剤を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項１３】
前記スピネル粒子は、０．１〜１０ｗｔ％の量で存在する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のスラリー組成物。
【請求項１４】
アルミナ、シリカ、セリア、ゲルマニア、ジルコニア、酸化錫、炭化ケイ素、二酸化チタン、炭化チタンおよびこれらの混合物からなる群から選択される別の粒子をさらに含み、該別の粒子は、０．１〜１０ｗｔ％の量で存在する、請求項１〜１３のいずれかに記載のスラリー組成物。
【請求項１５】
＋１０ｍＶ超または−１０ｍＶ未満のゼータ電位を有する、請求項１〜１４のいずれかに記載のスラリー組成物。
【請求項１６】
１≦ｘ≦１２であり、前記スピネル粒子は０．１〜１０ｗｔ％の量で存在し、前記組成物はさらに１〜１５％の酸化剤および水を含みかつ８．５超のモース硬度を有する粒子が実質的にない、請求項１に記載のスラリー組成物。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のスラリー組成物を基板表面に適用し、基板表面を研磨することを含む、基板の化学機械的研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、基板を研磨するためのスラリー組成物に関し、より詳しくは基板を化学機械的に研磨するためのスピネル粒子を含むスラリー組成物に関する。
【０００２】
発明の背景
化学機械的研磨または平坦化（ＣＭＰ）は、半導体工業における急速に成長する分野である。ＣＭＰは、ウェーハ表面のグローバル平坦化をもたらし、そのために絶縁基板（絶縁体）および金属基板を有するウェーハのカバレッジが改良される。また、この平坦性は、リソグラフィー、エッチングおよび堆積プロセスの許容範囲を高める。
【０００３】
ＣＭＰはこの１５年間発展し、これは、多層金属（ＭＬＭ）構成物のための層間絶縁膜（ＩＬＤ）の平坦化用に適合されてきた。特に、ＣＭＰは、酸化ケイ素、ＢＰＳＧ、窒化ケイ素および金属フィルムの層間絶縁膜レベルの平坦化に成功裏に適用された。最近興味ある表面のいくつかには、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、低Ｋおよび高Ｋの絶縁体、シリコン、ポリシリコン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、ホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）の表面が含まれる。
【０００４】
半導体工業において、ＣＭＰの役割は、コンピューターチップが高性能化のために変更されていることから益々重要になっている。特に、コンピューターチップのパターンサイズ（ｆｅａｔｕｒｅ ｓｉｚｅｓ）が低下し続け、金属層または「ワイヤ」の数およびチップ当たりの「ワイヤ」の長さが増大し続け、チップの動作回数もまた上昇し続けている。２００１年には、ＤＲＡＭチップは１ギガビットのメモリーを有し、典型的なＣＰＵは１３００万トランジスター／ｃｍ２を有すると予想される。コンピューターチップにおけるこれらの性能向上は、電気信号の遅れを低減するウェーハチップの三次元構造、およびこれらの構造の製造方法の必要性を高める。したがって、これらの変化が実現されるにつれ、特にパターンサイズがより小さくなるにつれて、より良好なリソグラフィのための平坦性の要求が重要になる。
【０００５】
これらの新しい要求を満たすために、従来のＣＭＰ法のある側面もまた、改良されねばならない。例えば、以下の点が強く強調される。すなわち、金属および絶縁体層におけるＣＭＰ欠陥を低減すること、ウェーハ内およびウェーハ間に良好な平坦性をもたらすこと、使用時の混合を必要とする予混合濃縮物（ｐｒｅ−ｍｉｘｅｄ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｓ）を回避すること、高度な研磨選択性をもたらすこと、ＣＭＰ後清浄方法を改良すること、および良好な終点検出（ＥＰＤ）を提供することである。また、ＣＭＰおよびＣＭＰ後清浄に伴う環境、健康および安全上の問題がある。例えば、蒸気を取扱う必要性の低減、スラリー再利用またはより環境に優しいスラリー残渣を提供すること、研磨材を伴って使用するためのより安定な化学薬品を製造することである。
【０００６】
ウェーハを研磨するのに用いられる従来のＣＭＰプロセスは、典型的には、表面物質をグラインディングして除く研磨媒体及び研磨パッドの存在下における回転盤上でのウェーハの回転からなる。ＣＭＰプロセスは、現時点では二つの要素メカニズムであると考えられる。すなわち、物質表面の化学修飾、および機械的グラインディングによる修飾物質の機械的除去である。プロセスの挑戦目標は、基板上の化学作用およびグラインディング速度を制御し、一方所望のパターンに重要な障害を及ぼすことなく、障害となるウェーハパターンを除去するための高い選択性または優先性を維持することである。
【０００７】
さらなる問題は、ＣＭＰプロセスが構造のパターン密度に対して非常に敏感であることである。特に、大面積パターン（ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｆｅａｔｕｒｅｓ）は、小面積パターン（ｓｍａｌｌ ａｒｅａ ｆｅａｔｕｒｅ）より遅く平坦化される。結果として、異なる面積のパターンを有するウェーハを研磨することによって、金属プラグコネクターが、平坦化された表面よりも下に凹む、金属構造の「ディッシング」をもたらす。さらにまた、酸化物腐食が生じる。これは望ましい酸化物のパターン（ｏｘｉｄｅ ｆｅａｔｕｒｅ）を除去する結果となる。「ディッシング」および酸化物腐食は、いずれもウェーハの動作に悪影響を及ぼす。
【０００８】
さらに、異なるタイプの表面を研磨することに伴う別の問題がある。例えば、金属研磨用のＣＭＰスラリーは、高い金属除去速度（数１０００Å／分）を有さなければならず、また金属を除去し、ウェーハ上の絶縁体パターン（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｅａｔｕｒｅｓ）を除去しないために高い選択性を有さなければならない。このタイプの研磨は、金属表面の酸化およびこれに引続くＣＭＰスラリー組成物による酸化物表面の研磨に依る。一般的な酸化反応は、次のようである（Ｍ＝金属原子）。
【化１】
Ｍｏ→Ｍｎ＋＋ｎｅ−
Ｍｎ＋＋［Ｏｘ］ ｙ→ＭＯｘまたは［Ｍ（ＯＨ） ｘ］
【０００９】
理想条件下では、金属酸化物（ＭＯｘ）の形成速度Ｖｆは、金属酸化物の研磨速度Ｖｐに等しい。すなわち、Ｖｆ＝Ｖｐである。金属表面の除去速度は、典型的には１７００〜７０００Å／分である。加えて、金属：絶縁体の研磨選択性は、一般的に、金属の種類によって２０：１〜１００：１の範囲であり、１：１の低さでさえありうる。
【００１０】
研磨に用いられるスラリーのｐＨは、研磨プロセスに顕著に影響する。ｐＨが非常に低い場合には、スラリー中の化学剤は、急速に金属酸化物に浸透し、金属を攻撃する。すなわちＶｆ＜Ｖｐであり、したがってさらなる酸化物を何ら形成することもなく金属が露出される。この場合には、金属表面は、山および谷のいずれにおいても同じ速度で除去される。したがって、表面の平坦化は達成されない。さらに、この状態は、上記の「ディッシング」を引起す。これは、結局不十分なステップカバレッジを導き、恐らくは劣った接触抵抗をもたらす。別に、ｐＨが非常に高い場合には、金属表面に形成された酸化物層は、スラリー中の化学剤に対して実質的に不浸透性になる。この場合には、金属は不動態となる。すなわちＶｆ＞Ｖｐであり、金属研磨速度は遅くなる。
【００１１】
いくつかの金属スラリーに伴う一つの特定の問題は、低いｐＨ、および金属ＣＭＰプロセスで用いられる高度に腐食性の酸化剤によって、研磨装置が腐食されることである。例えば、硝酸鉄（ＩＩＩ）酸化剤を含むスラリーは、低いｐＨを必要とする。これらのスラリーは研磨装置を汚し、またこれを腐食することが知られる。
【００１２】
加えて、化学安定性の問題から、多くのスラリーは、貯蔵寿命が殆どないか、または全くないが故に使用時点で調製されねばならない。例えば、過酸化水素酸化剤を含むスラリーは、他のスラリー成分と予混合される場合に、一般に安定でなく、したがってこれは別個のポンプシステムを用いて研磨装置に配送され、使用時点で混合されねばならない。さらに、他のスラリー、例えばヨウ素酸カリウム系を用いるものは、特別の取扱いを必要とする。また、金属研磨スラリーは、移動イオンを混入する原因となり、スラリー粒子の分布および組成に影響し、環境に対して毒性をもたらす可能性がある。
【００１３】
ＩＬＤ（酸化物）表面の研磨に関しても、同様の問題がある。ＩＬＤ研磨に伴う一つの特定の問題は、スクラッチなどの表面損傷である。ＩＬＤ研磨における他の重要な問題には、研磨速度、平坦性、およびウェーハ内およびウェーハ間の双方におけるウェーハ研磨の均一性が含まれる。
【００１４】
ＩＬＤ研磨のＣＭＰメカニズムは、依然として展開されているが、研磨プロセスは、二つの並行プロセスを含むとみなされる。すなわち、表面の塑性変形を含む機械的プロセス、およびシラノール結合を形成する水酸化物（−ＯＨ）による化学的攻撃である。化学反応は、次のように起こると考えられる。
【化２】
（１）ＳｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｓｉ（ＯＨ）４（ａｑ）        ｐＨ＜９
ｌｏｇＫｓ＝−２．７
（２）Ｓｉ（ＯＨ）４＋−ＯＨ  ⇔  ＳｉＯ（ＯＨ）３−＋２Ｈ２Ｏ  ｐＨ＞９
ｌｏｇＫｓ＝−１．７
（３）ＳｉＯ（ＯＨ）３−  ⇒  多環状種        ｐＨ＞１０．５
（４）Ｓｉ （ＯＨ）４＋Ｏ２  ⇒  （ＨＯ）３Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ（ＯＨ）３＋Ｈ２Ｏ
【００１５】
金属研磨スラリーを用いる場合のように、ＩＬＤ研磨スラリーのｐＨは重要である。特に、酸化ケイ素の場合、ｐＨは１０〜１１．５になければならない。ｐＨが非常に高い場合には、多環状種が予測できない態様で沈殿し始める。この沈殿はゲル化を導き、これは微小なスクラッチを引起す。また、酸化プロセスは、上記方程式（４）に示されるように、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成する可能性がある。Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合の形成は、基本的に制御不能に起こる。したがって、これは研磨プロセスを逆戻りさせ、不十分な平坦化をもたらす。ｐＨが非常に低い場合には、除去速度は非常に遅い。
【００１６】
上記のように、典型的なシリコン表面は、中性または塩基性条件下で、末端−ＯＨ基を有する。結果として、シリコン表面は親水性であり、そのため表面は湿潤性がある。−ＯＨ基は、多くの可能な化学および吸着現象に対して表面を活性化する。例えば、これらの基は、塩を形成させる弱酸効果を分け与える。加えて、Ｓｉ−ＯＨ基は、種々の金属に対してプロトン（Ｈ＋）を交換する。また、これらのＳｉ−Ｏ−およびＳｉ−ＯＨ基は、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｕ、ＳｎおよびＣａを含む錯化カチオンに対してリガンドとして作用する。さらに、ＩＬＤ表面は高度に両性であり、静電荷は溶液全体のｐＨ、イオン濃度および電荷（ゼータ電位によって測定される）によって、蓄積または放電される。これらの現象は、それぞれ除去速度、最終の表面状態、残留金属の混入、およびＩＬＤ表面のスクラッチ頻度に影響を与える。
【００１７】
シリカ（ＳｉＯ２）表面に関する他の問題は、金属がシリカ表面上を覆うことである。特に、シリカは、適度の酸化還元電位を有しており、シリカ層直下の層が過度に攻撃的な研磨プロセスによって、露出される場合には、Ｃｕ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｂ、ＨｇおよびＡｇなどの金属が、シリカ表面を覆う結果となる。また、露光は、半導体Ｓｉ物質中に電子が生成され、それによって銅イオンがＣｕ０に還元されることによって、Ｃｕの酸化還元反応に影響する。
【００１８】
金属およびＩＬＤの研磨プロセスは、いずれも結果的に最終の清浄工程に送られて、粒子および液体の痕跡量が除去される。金属およびＩＬＤの両表面に対するＣＭＰプロセスは、多大なＣＭＰ後洗浄プロセスを必要としないのが好ましい。このために、ウェーハは比較的汚れがなく、かつこれには金属の混入、沈殿したスラリーおよびパッド粒子などの欠陥が最小限度に含まれることが重要である。これは、多大な後洗浄プロセスの必要性を制限する。特に、後洗浄の残留粒子レベルは０．０５粒子／ｃｍ２未満であり、その９０％が０．２ミクロン未満のサイズを持つ粒子であることが必要である。チップが改良されるにつれてライン幅が減少し続けることから、残留粒子レベルは、０．０３５粒子／ｃｍ２未満でなければならない。残留粒子の不完全な除去は、ウェーハの収率を低下させる。
【００１９】
上記のすべての理由から、ウェーハを研磨するための研磨スラリー組成物を選択することは、ＣＭＰプロセスの重要な部分である。最近の研磨スラリーは、通常水溶液である研磨材の懸濁液（シリカ、アルミナ、セリアまたはジルコニアなど）からなる。研磨材のタイプおよびサイズ、溶液のｐＨ、ならびに酸化剤の有無は、ＣＭＰプロセスを成功させるのに非常に重要である。
【００２０】
特定のＣＭＰスラリーに対して研磨材粒子を選択する場合に、粒子サイズ、粒子サイズの分布、結晶相および結晶相の均一性は、化学機械的研磨プロセスに影響を及ぼす特性のすべてである。例えば、アルミナ研磨材は、アルファおよびガンマ相を含む種々の結晶相で存在する。アルファ相アルミナ粒子は一般に大きな結晶子サイズを有し、ガンマ相アルミナ粒子より大きな硬度を有することから、アルファ相アルミナ粒子を含むスラリーは、特に最終の研磨工程で用いられる場合には、表面のスクラッチの原因となる。この問題は、転移ガンマ相アルミナ粒子が、高温で容易に転化して、より望ましいガンマ相アルミナ粒子のみならずアルファ相アルミナ粒子になるという事実によって、さらに複雑化する。
【００２１】
また、研磨材粒子の物理的特性、および特に結晶形態は、研磨された表面の表面電荷またはゼータ電位に影響を及ぼす。ゼータ電位は、スラリーの研磨性能に顕著な影響を有する。加えて、望ましくないゼータ電位は、ＣＭＰ後洗浄前の研磨された表面における残留粒子の表面電荷に影響を及ぼす。
【００２２】
上記の理由により、当分野においては、望ましい平坦化速度および望ましい選択性を有するウェーハ研磨用の化学機械的研磨スラリーを提供する必要性がある。また、当分野においては、研磨された表面にスクラッチを発生させない、または装置を腐食しない化学機械的研磨組成物を製造する必要性がある。加えて、当分野においては、安定性があり、またさらなる取扱い手順またはＣＭＰ後洗浄工程を必要としないウェーハ用の化学機械的研磨スラリーを製造する必要性がある。また、当分野においては、ハードディスク表面、磁気書換えディスクヘッドおよびセラミック部品を含む他の基板を研磨するのに用いられるＣＭＰスラリーを改良する必要性がある。
【００２３】
発明の概要
本発明のスラリー組成物は、金属および酸化物の両表面について、表面に望ましくないスクラッチを発生させることなく、望ましいレベルの平坦化および選択性を提供する。加えて、本発明のスラリー組成物は、望ましくない装置の汚染および腐食を形成しない。本発明の化学機械的研磨組成物は、さらなる取扱い操作またはＣＭＰ後洗浄工程を必要としない。また、これは種々のタイプの基板で用いられる。
【００２４】
本発明は、式ＡＯ・ｘＺ２Ｏ３を有するスピネル粒子を含む、化学機械的研磨用のスラリー組成物を提供する。式中、Ａは少なくとも一種の二価カチオンであり、Ｚは少なくとも一種の三価カチオンであり、０．０１≦ｘ≦１００である。本発明のスラリー組成物は、最終の化学機械的研磨工程で用いられる場合には、好ましくは８．５超のモース硬度を有する粒子（例えばアルファ相アルミナ粒子）が実質的になく、そのためにスクラッチのない表面が得られる。さらに、本発明のスラリー組成物におけるスピネル粒子は安定であり、良好な貯蔵寿命を有する。
【００２５】
本発明のスラリー組成物で用いられるスピネル粒子は、好ましくは、約５ｍ２／ｇ〜約２００ｍ２／ｇの比表面積、約５〜約５００ｎｍの平均結晶子直径、および約１０〜約５０００ｎｍの平均凝集体粒子直径を有する。また、スピネル粒子においては、１≦ｘ≦１００が好ましく、より好ましくは１≦ｘ≦１２．５である。好ましくは、本発明のスラリー組成物におけるＡカチオンは、Ｍｇ、Ｆｅ２＋、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃａおよびこれらの組合せからなる群から選択される。Ｚカチオンは、好ましくはＡｌ、Ｆｅ３＋、Ｃｒ、Ｔｉおよびこれらの混合物からなる群から選択される。また、スピネル粒子は、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、Ｂ、Ｌｉ、希土類カチオンおよびこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種のカチオンの少量を含むことができる。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態においては、ＡはＭｇであり、ＺはＡｌであり、スピネル粒子の式はＭｇＯ・ｘＡｌ２Ｏ３である。スラリー組成物は、特に最終の化学機械的研磨工程で用いられる場合には、好ましくはアルファアルミナ粒子が実質的にない。好ましくは、マグネシウム−アルミニウムスピネル粒子は、マグネシウムおよびアルミニウム源化合物の高温における熱分解によって調製される。この好ましい実施形態においては、比表面積は約５ｍ２／ｇ〜約２００ｍ２／ｇであり、平均結晶子直径は約５〜約５００ｎｍであり、平均凝集体粒子直径は約１０〜約５０００ｎｍであり、１≦ｘ≦１２．５である。また、マグネシウム−アルミニウムスピネル粒子は、ある特定の比表面積およびｘ値を有する。これは、高い安定性をもたらし、転移相ガンマアルミナ粒子のアルファ相アルミナ粒子への転化を制限する。
【００２７】
本発明の他の好ましい実施形態においては、ＡはＺｎであり、ＺはＡｌである。すなわち、スピネル粒子の式はＺｎＯ・ｘＡｌ２Ｏ３である。この実施形態においては、スラリー組成物は、特に最終研磨工程で用いられる場合には、好ましくはアルファアルミナ粒子が実質的にない。好ましくは、亜鉛−アルミニウムスピネル粒子は、亜鉛およびアルミニウム源化合物の高温における熱分解によって調製される。この実施形態における物理特性および好ましいｘ値は、概してにマグネシウム−アルミニウムスピネルについて上記されるものと同様である。
【００２８】
本発明のスラリー組成物は、好ましくは水性組成物であり、典型的にはスピネル粒子および少なくとも一種の液体（水以外）を水性媒体中に含む。好ましくは、液体成分は、硝酸鉄（ＩＩＩ）、過ヨウ素酸、過酸化水素、ヒドロキシルアミンまたはヒドロキシルアミン塩溶液などの酸化剤である。スラリー組成物においては、スピネル粒子は、好ましくは約０．１〜約１０ｗｔ％の量で存在する。また、スラリー組成物は、他の研磨材を０．１〜１０ｗｔ％含むことができる。
【００２９】
また、本発明は、本発明のスラリー組成物を基板表面に適用し、基盤表面を研磨する工程を含む、基板の化学機械的研磨方法を提供する。本発明のＣＭＰ法は、金属および金属酸化物の表面などの種々のタイプの表面に用いられ、また半導体、金属、セラミックス、ハードディスク表面、磁気書換えディスクヘッドなどを含む種々の基板に用いられる。
【００３０】
本発明のこれらおよび他の特性および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面を考慮することによって、当業者においてより容易に自明となる。詳細な説明および添付の図面には、本発明の好ましいおよび別の実施形態の両方が開示される。
【００３１】
好ましい実施形態の詳細な説明
図面および以下の詳細な説明に、好ましい実施形態を詳細に開示して、本発明を実施可能にする。本発明はこれらの特定の好ましい実施形態を引用して開示されるものの、本発明はこれらの好ましい実施形態に限定されると理解してはならない。しかし、逆に、本発明には、以下の詳細な説明および添付の図面の考察から自明となるように、多数の選択肢、変更および等価物が含まれる。
【００３２】
本発明は、水性媒体中にスピネル粒子を含む化学機械的研磨組成物を提供する。スピネル粒子は、式ＡＯ・ｘＺ２Ｏ３、または［ＡＯ］１／Ｘ・Ｚ２Ｏ３を有する。式中、Ａは少なくとも一種の二価カチオンであり、Ｚは少なくとも一種の三価カチオンであり、０．０１≦ｘ≦１００である。好ましくは１≦ｘ≦１００、より好ましくは１≦ｘ≦１２．５である。ｘが０．０１未満または１００超の場合には、スピネル特性は、それぞれＡＯ型またはＺ２Ｏ３型の相と実質的に同一である。本発明のスピネル粒子は、式ＡＯ・ｘＺ２Ｏ３によって特徴付けられるが、これらの粒子は、ＡＯおよびＺ２Ｏ３の混合物ではなく、ＡおよびＺが共に結晶子構造を形成する粒子である。
【００３３】
本発明のスピネル粒子においては、Ａは、一般に＋２の酸化状態を有する少なくとも一種の二価カチオンであり、Ｚは、一般に＋３の酸化状態を有する少なくとも一種の三価カチオンである。好ましくは、ＡはＭｇ、Ｆｅ２＋、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃａおよびこれらの混合物からなる群から選択され、ＺはＡｌ、Ｆｅ３＋、Ｃｒ、Ｔｉおよびこれらの混合物からなる群から選択される。これらのスピネル粒子には、実質的にマグヘマイト（ガンマ−Ｆｅ２Ｏ３）またはクロマイト構造を有するものが含まれる。本発明の好ましい実施形態においては、ＡはＭｇであり、ＺはＡｌであり、１≦ｘ≦１２．５である。本発明のさらに別の好ましい実施形態においては、ＡはＺｎであり、ＺはＡｌであり、１≦ｘ≦１２．５である。
【００３４】
本発明のスラリー組成物で用いられるスピネル粒子のひとつの利点は、これらの粒子が、化学機械的研磨で用いるのに望ましい結晶子サイズ、凝集体サイズ、凝集体サイズの分布および結晶相分布を有して、製造することができることである。スピネル粒子およびこれらの粒子の特性は、ｘを変化させ、Ａとして一種よりも多くの二価カチオンを用い、Ｚとして一種よりも多くの三価カチオンを用いることによって変更されうる。加えて、少量の他のカチオン（例えば、全カチオンのモル量当たりで各カチオンが約１％まで）もまた、スピネル構造に含まれていてもよい。例えば、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｖ、Ｂ、Ｌｉ、希土類カチオンおよびこれらの混合物である。例としての希土類カチオンには、ネオジム、プラセオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、イッテルビウム、ルテチウム、セリウム、ツリウムなどが含まれる。これらのさらなるカチオンは、スピネル構造の熱安定性をさらに高め、素スピネル結晶子の凝集を制御することができる。また、これらのさらなるカチオンは、各素結晶子の表面活性を変更することができる。
【００３５】
本発明にしたがって、本発明のスピネル粒子は、特定の望ましい特性を有するように調製される。特に、スピネル粒子の平均結晶子直径は、好ましくは５〜５００ｎｍ、より好ましくは５〜１００ｎｍである。平均結晶子直径は、例えばＸ線回折を用いて測定されうる。スピネル粒子は、好ましくは５ｍ２／ｇ〜２００ｍ２／ｇ、より好ましくは５０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇの比表面積を有する。本発明で用いられるスピネル粒子の凝集体は、好ましくは１０〜５０００ｎｍ、より好ましくは１００〜３０００ｎｍの平均凝集体粒子直径を有し、さらに、合成プロセスの最終工程（例えばグラインディング、選別、アトマイゼーションなど）に従って種々の粒子直径を有する最終的な粒子に凝集する。比表面積および平均凝集体粒子サイズは、例えば、以下に述べられる粒子サイズ分析装置を用いて測定されうる。また、本発明のスピネル粒子は、Ｘ線回折を用いて測定されるように、約９５％超、好ましくは約９８％超、より好ましくは約９９％超のガンマ様スピネル相を含む結晶子相分布を有する。このガンマ様相は、高レベルのカチオン空孔（ｃａｔｉｏｎｉｃ ｖａｃａｎｃｉｅｓ）のあるスピネル構造を有する。
【００３６】
このガンマ様相は、特にスクラッチなしに表面を研磨するのに有効であることが見出された。加えて、スラリー組成物にはまた、基板を研磨する最終の研磨スラリーとして用いられる場合に特に、８．５超の高いモース硬度を有する粒子（例えばα−Ａｌ２Ｏ３粒子）、これは研磨表面にスクラッチを発生させうるが、これが実質的にない。特に、スラリー組成物中の研磨材粒子には、合計で約５％未満、好ましくは約２％未満、より好ましくは約１％未満のα−Ａｌ２Ｏ３および他の高モース硬度の粒子が含まれる。
【００３７】
本発明のスピネル粒子においては、Ａカチオンの存在は、得られるスピネルに特定の構造特性を与えるだけでなく、転移ガンマ相粒子を主としてガンマのスピネル相に安定化させることが見出された。加えて、Ａカチオンは、ガンマスピネル結晶子の粒子サイズおよび凝集体形成を制御するのに用いられうる。典型的には、ガンマ相の安定化、ならびに粒子サイズおよび凝集体形成の制御は、Ａ含有量が増加するにつれて高まる。本発明のこれらの特性は、スラリー組成物の研磨効率は、素ガンマ相結晶子の凝集体によって実質的に現れると考えられることから重要である。さらに、ガンマアルミナは、その形成中の熱処理に敏感であり、転移ガンマ相粒子からのアルファ相粒子の形成は、一般には避けられない。例えば、転移ガンマアルミナは、ガンマまたはアルファアルミナ粒子に転化し、アルファアルミナ相への転化はガンマ相前駆体よりも顕著に大きな直径を有する結晶子を形成する。上記のように、スラリー組成物中にアルファ相アルミナおよび他の高硬度の粒子が存在することは、たとえ少量であっても、最終研磨工程で用いられる際に研磨された基板表面上にスクラッチを発生させる。したがってこれは望ましくない。
【００３８】
図１に説明されるように、本発明の好ましい実施形態（式中、ＡはＭｇであり、ＺはＡｌである）について、特定比表面積かつ特定値１／ｘ（すなわちＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）において、粒子凝集がアルファ粒子を形成することなく生じる値の範囲がある。この範囲では、スピネル粒子の硬度は、ＣＭＰに望ましいスピネル粒子を形成するように制御することができる。特に、ＳＮ６（−）、ＳＮ３（−）およびＳＮ１（−）で形成される線より上のいかなる値も、本発明で用いるのに望ましいスピネル化合物を形成する。この場合、ＳＮ６、ＳＮ３およびＳＮ１は、それぞれＭｇＯ・６Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ・３Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３に相当する。なお、図１は本発明のスピネル粒子の例証であるが、ＡおよびＺの他の組合せによって異なる結晶子相図がもたらされることは、当業者によって理解されることが特筆される。加えて、ＡおよびＺの他の組合せはまた、異なる結晶子型、表面電位および他の特性をもたらすことが理解される。
【００３９】
本発明のスピネル粒子は、種々の方法によって調製される。好ましくは、熱分解を用いて調製される。特に、スピネル粒子は、好ましくは、Ａカチオンを含む一種以上の源化合物、およびＺカチオンを含む一種以上の源化合物の分解によって調製される。好ましくは、源化合物は無機塩である。Ａカチオン源化合物／Ｚカチオン源化合物の比率は、スピネル粒子における望ましい化学量論に基いてあらかじめ決定される。出発物質の平均粒子サイズは、少なくとも部分的に溶解するより大きな粒子もまた用いることができるものの、典型的には３ｍｍ未満、好ましくは約１００ミクロン以下である。これは、源化合物の十分な混合および／または溶解を可能にする。好ましくは、源化合物は、完全に水中に溶解するが、水不溶性の源化合物の水への懸濁は許容範囲である。また、その溶液または懸濁液には、米国特許第４，５３２，１２１号に開示されるように、炭水化物および尿素などのある種の添加剤が含まれていてもよい。
【００４０】
本発明の特定の実施形態にしたがって、アンモニウムミョウバン（例えば硫酸アルミニウムアンモニウム粉末）は、好ましくはアルミニウムカチオン源として用いられるが、酸化アルミニウム（例えばγ−Ａｌ２Ｏ３）もまた用いることができる。ＡがＭｇである場合には、マグネシウム化合物源には、硫酸マグネシウムおよび／または硫酸マグネシウムアンモニウム粉末が含まれる。ＡがＺｎである場合には、亜鉛塩（例えば硫酸亜鉛）が、亜鉛カチオン源として用いることができる。
【００４１】
混合された源化合物は、精密な温度調節が可能な炉または他の加熱源に送られて熱分解が達成される。典型的には、混合された源化合物は、約９００℃〜約１６００℃、好ましくは約１０００℃〜約１３５０℃の温度で加熱される。分解温度は、スピネル粒子を形成するのに用いられる特定のカチオン源化合物に依存する。物質を加熱する温度上昇速度は重要ではなく、約１０〜約１００℃／分の速度が用いられる。物質は、典型的には望ましい温度で約３０〜約１８０分間保持されてスピネル粒子が形成される。また、温度低下または冷却の速度は重要ではなく、約２０〜約１００℃／分の速度が用いられる。
【００４２】
スピネル粒子は冷却されると、スピネル粒子は、さらなる処理工程に供される。すなわち、グラインディング、ミリング、選別、アトマイジングまたは当業者に知られる他の技術である。適切なグラインディングまたはミリング装置は、水平または垂直であり、湿式または乾式であり、Ｎｅｔｚｓｃｈ社、ＣＢ  Ｍｉｌｌｓ社、Ｇｌｅｎ  Ｍｉｌｌｓ社、Ｅｉｇｅｒ社、Ｃｈｉｃａｇｏ  Ｂｏｉｌｅｒ社、Ｍｏｒｅｈｏｕｓｅ社、Ｓｗｅｃｏ社およびＪｅｔ  Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｒ社から入手可能である。粒子サイズを測定するのに適切な装置は、Ｃｏｕｌｔｅｒ社、Ｈｏｒｉｂａ社、Ｍａｔｅｃ社、Ｃｉｌａｓ社、Ｍａｌｖｅｒｎ社およびＰａｒｔｉｃｌｅ  Ｓｉｚｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社から入手可能である。一つの好ましいプロセスは、粒子をジェットミル中でミリングして、研磨スラリーに用いるために約１０ｎｍ〜約２ミクロンの平均粒子サイズにする。
【００４３】
上記のように、本発明のスラリー組成物には、水性媒体中にあるスピネル粒子が含まれる。好ましくは、水性媒体中のスピネル粒子の量は、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。他の研磨粒子、例えば、アルミナ（例えばガンマアルミナ）、シリカ、セリア、ゲルマニア、ジルコニア、酸化錫、炭化ケイ素、二酸化チタン、炭化チタンなどをスピネル粒子と共に用いることができる。これらのさらなる粒子は、０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の量で存在する。例えば、スラリー組成物には、１ｗｔ％のスピネル粒子および０．５ｗｔ％のシリカ粒子が含まれていてもよい。また、スラリー組成物は、移送または貯蔵のために濃縮することができる。
【００４４】
水に加えて、スラリー組成物には、典型的には他の液体成分が含まれる。また、これらの液体成分の選択は、ＣＭＰプロセスにとって重要である。例としての液体成分には、ヒドロキシルアミンおよびその誘導体（塩化物、硫酸塩、硝酸塩および他の塩類）を含むヒドロキシルアミン化合物などの酸化剤および還元剤が含まれる。これらのヒドロキシルアミン化合物は、特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９７／１２２２０号（公表番号ＷＯ９８／０４６４６号）に開示される。これは、すべてを本明細書に引用して含まれる。ヒドロキシルアミンまたはヒドロキシルアミン塩は、酸化還元反応または標準的な化学反応のいずれかにより、粒子表面上の末端基と反応しうる。ヒドロキシルアミンの化学は、ｐＨを調節することによって化学的に「調整」されることから、金属ＣＭＰにとって、より低腐食性のｐＨにおいても未だ活性である。これらの化合物により、スラリーのゼータ電位を調節するためのより広いプロセス領域が提供される。粒子のゼータ電位を同様に「調整」する能力は、表面を効果的に研磨し、研磨後の表面から除去できるスラリーを設計する際に、極めて大きな利点を有する。本発明の粒子は「調整」されうる。そのために、これは、一般に、研磨に適用するのに有用であると知られるすべての液体組成物と共に用いることができる。
【００４５】
また、他の酸化剤または還元剤も、本発明で用いることができる。これには以下のものが含まれる。すなわち、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、過酢酸、過ヨウ素酸、硝酸鉄（ＩＩＩ）、アンモニウムペルオキシ化合物、フッ化水素アンモニウム、多価電解質、有機酸（例えばマロン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸および蓚酸）、ペルオキシモノ硫酸、ペルオキシモノ硫酸カリウムまたはマロンアミド、過ヨウ素酸リチウム、ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸カリウム、過ホウ酸塩、過酸化水素化物、尿素過酸化水素錯体、無機ハロゲン化物（特にフッ化物）、硝酸塩、次亜ハロゲン酸塩（例えば次亜塩素酸塩）、シアン化物、過マンガン酸塩などである。また、キレート試薬には、アルキルベータ−ジケトン、アルキレン四酢酸、芳香族フェノール系アルデヒド、ビス（ヒドロキシプロピル）ヒドロキシルアミン、アニスアルデヒド、アルファヒドロキシイソ酪酸、芳香族二酸素化化合物、カテコール化合物および没食子酸化合物を用いることができる。また、他の添加剤には、表面活性剤、安定化剤、懸濁剤、緩衝剤、潤滑油などを用いることができる。
【００４６】
化学機械的研磨に用いられる本発明のスラリーには、典型的に重量で１〜１０％の量の研磨材粒子、１〜１５％の量の酸化剤および残部の水が含まれる。好ましくは、化学機械的研磨スラリーには、２〜５％の研磨材粒子、５〜１０％の酸化剤および残部の水が含まれる。また、化学機械的研磨スラリーには、約１％までのキレート試薬または上記の他の添加剤のいかなるものも含むことができる。スラリーのｐＨは、研磨される表面に依存する。しかしながら、本発明のスピネル粒子は、用いられるｐＨに関わらず安定であることが見出された。
【００４７】
本発明にしたがって用いられるスラリー組成物の望ましい点を決定するのに用いられる特定の特性がある。特に、上記されるように、結晶子サイズ、凝集体サイズ、凝集体サイズ分布および結晶相分布は、本発明での使用に対して望ましい点を決定する際して、スピネル粒子の重要な特性である。
【００４８】
また、ゼータ電位は、特定のスラリー組成物の望ましい点を決定するのに用いることができる。ゼータ電位は、溶液中の各粒子周りに存在する静電二重層イオン（アニオンおよびカチオン）の相互作用の静電位の大きさである。ゼータ電位は正、ゼロまたは負である。本発明のスラリーについては、好ましくは＋１０ｍＶ以上または−１０ｍＶ以下である。スラリー組成物中の粒子のタイプおよび溶液のｐＨは、どちらもゼータ電位値に影響を及ぼしうる。特に、ゼータ電位の一つの要素は、粒子に対する等電点（ＩＥＰ）である。ＩＥＰは、ゼータ電位値がゼロである点でのｐＨであり、化学組成によって影響される。酸化アルミニウム粒子のＩＥＰは、約３．８〜９．４で変化する。一方、酸化ケイ素は約１．５〜３．７の範囲を有する。他のＩＥＰ値は、ＴｉＯ２については約９．５であり、一方タングステンは約１である。これらの広範囲の値は、スピネル粒子または金属不純物のゼータ電位を制御して、それらがウェーハ表面に付着しないようにするための化学を発展させるに際して、高度な難題を突きつける。もう一つの問題は、スラリーおよび金属粒子およびウェーハ間のゼータ電位が以下のようなものである。すなわち、粒子がウェーハ表面に引き寄せられて、付着し、それによって付着する粒子を除去するように働くべく、さらなるＣＭＰ後洗浄工程を恐らくは必要とすることである。スラリー組成物のゼータ電位が所望の値でない場合には、スラリー組成物はスラリー粒子の沈析を起こしやすい。沈析は、ＣＭＰ研磨プロセスにおけるスラリーの性能に対して有害である。
【００４９】
本発明のスピネル粒子は、典型的には望ましいゼータ電位を有し、したがってスラリー粒子がスラリーから沈析するか、もしくはスラリー粒子または金属イオンがウェーハ表面に付着する可能性を制限する。特に、本発明の好ましい実施形態に関連して、アルミナ表面上に吸着された水（水和されたアルミナ）は、解離して、プロトン化点および水酸基点を形成する。ＭｇＯおよびＡｌ２Ｏ３を組み合わせてスピネルを形成することよって、表面の化学および特性は、望ましいゼータ電位および電気化学的電位を形成するべく変更されうる。加えて、表面活性剤は、水の表面電荷を低減するべく添加することができる。
【００５０】
また、本発明には、上記のスラリー組成物を用いて基板を化学機械的に研磨する方法が含まれる。スラリー組成物は基板表面に適用され、基板表面は、所望の表面を得るべく、スラリーを用いて所望の終点または平坦化にまで研磨される。種々のタイプの金属および非金属の表面を研磨することができる。これには、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タンタル（Ｔａ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、低Ｋおよび高Ｋの絶縁体、シリコン、ポリシリコン、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、窒化タンタル（ＴａＮ）およびホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）の表面が含まれる。例としての基板には、以下のものが含まれる。すなわち、半導体ウェーハ（装置を含む）、金属、セラミックス、ハードディスク表面、磁気書換えディスクヘッドなどである。スラリー組成物は、表面にスクラッチを生じさせないことから、表面を研磨するのに用いられる最後のスラリーとして特に有用であることが特筆される。このために、他のスラリーは、アルファ相粒子を含むものであっても、本発明のスラリーを用いる前に表面を研磨するのに用いることができる。
【００５１】
半導体ウェーハの場合には、化学機械的研磨方法は、回転盤上でウェーハを回転することからなる。スラリー組成物は研磨されるウェーハ表面に適用され、研磨パッドはその表面に接触して、表面物質が研磨されて除去される。別に、ウェーハは同じ場所に保持され、パッドが回転するか、またはウェーハおよびパッドの両方が、同一または逆方向に回転して、同様の効果がもたらされる。
【００５２】
化学機械的研磨が完結すると、ウェーハは、典型的にはＣＭＰ後洗浄工程に供されて、金属混入物質またはパッドまたはスラリーからの残留粒子が除去される。粒子またはイオンなどの不純物をウェーハ表面から除去する適切な方法には、溶剤を用いる物理的脱離、酸または塩基のいずれかを用いる表面電荷の変化、イオン競合、酸化または不純物の分解、および表面のエッチングが含まれる。例えば、ＣＭＰ後洗浄プロセスには、ＤＩ水および水酸化アンモニウム若しくはＨＦのいずれかを組み合わせる組成物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）、又は標準ＲＣＡ  ＳＣ−１（ＮＨ４ＯＨ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ）およびＳＣ−２（ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ）洗浄工程が含まれる。他の適切なＣＭＰ後洗浄プロセスは、特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９７／１２２２０号に開示される。
【００５３】
ここで、本発明は、以下の限定しない実施例により、さらに説明される。
【００５４】
実施例１
式ＭｇＯ・ｘＡｌ２Ｏ３のスピネルをミョウバン分解プロセスを用いて調製した。表面積はＢＥＴ法を用いて記録された。スピネルはＸ線回折により試験された。１％未満のアルファ相の含有量レベルは、ゼロとして記録される。マグネシウム含有量がゼロの三つの比較例を調製した。本発明にしたがって調製されたスピネルおよび比較例の性状を以下に示す。
【００５５】
【表１】
0003616802.tif 000002
【００５６】
この実施例は、スピネルマトリックス中にマグネシウムを含むことにより、結晶子の比表面積の低下によって示されるように、素結晶子サイズの増大がもたらされることを示す。比表面積の低下は、Ｘ線回折により１％未満アルファアルミナが測定されたことによって示されるように、アルファアルミナが出現することなく実質的に達成される。したがって、アルファ相粒子が形成されないことから、研磨材の性状は、マグネシウム含有量によって変化しうる。加えて、この実施例に示されるように、焼成温度の上昇と共に表面積は減少し、凝集の程度は増大する。
【００５７】
実施例２
式ＭｇＯ・ｘＡｌ２Ｏ３のスピネルを調製し、表面積および結晶子サイズを記録した。
【００５８】
【表２】
0003616802.tif 000003
【００５９】
実施例３
式ＭｇＯ・６Ａｌ２Ｏ３のスピネルを本発明にしたがって調製した。これには、Ｘ線回折およびＨｏｒｉｂａ  ＬＡ−９１０粒子サイズ分析計を用いて測定された以下の性状が含まれる。
【００６０】
【表３】
0003616802.tif 000004
【００６１】
実施例４
本発明のスピネル粒子をスラリー組成物中に形成し、これをＣＭＰプロセスで用いて金属表面を研磨した。プロセス条件は以下の通りである。すなわち、ＩＣ１４００パッドを有するＩＰＥＣ４７２研磨装置、５ｐｓｉ下降圧力、平盤５０ｒｐｍ、キャリヤ５１ｒｐｍである。スラリーを１５０ｍｌ／分で６０分間圧送した。研磨後の表面状態は、光学顕微鏡を用いての検査で目に見えるスクラッチがなく平滑であった。
【００６２】
【表４】
0003616802.tif 000005
【００６３】
実施例５
スラリーを本発明にしたがって調製した。これには、次表に列記される化合物が含まれる（残部は水である）。粒子の次の値は、ミリングされた平均粒子サイズに相当し、また粉末はミリングされない粒子であった。以下の結果が、これらのスラリーに関して、タングステン、チタンおよびＴＥＯＳフィルムを研磨して得られた。
【００６４】
【表５】
0003616802.tif 000006
【００６５】
この実施例で示されるように、本発明にしたがって調製されたサンプルＡおよびＦ〜Ｍは、従来のサンプルＢ〜ＥおよびＮのものに比較して、良好なタングステンおよびチタン除去速度を有した。加えて、サンプルＡおよびＦ〜Ｍは、この分野で望まれるような、比較的低いＴＥＯＳ除去速度を有した。
【００６６】
実施例６
研磨試験を、従来のアルミナ製品（Ｂａｉｋｏｗｓｋｉ  ＣｈｉｍｉｅからのＣＲ−８５アルミナ）、および二つのスピネル粒子スラリー（一つはシリカ粒子をさらに含む）を含むスラリーを用いて、タングステンについて行なった。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）走査を用いて、研磨されたウェーハの試験表面について、表面仕上がりおよびタングステンのプラグ凹み（ｐｌｕｇ ｒｅｃｅｓｓｅｓ）が測定された。結果を以下に要約する。
【００６７】
【表６】
0003616802.tif 000007
【００６８】
上記表に示されるように、本発明のスピネル研磨材を含むスラリーは、平滑な仕上がりを形成した。ＣＲ−８５アルミナを用いるサンプルは、さらなる処理の前にスクラッチを除くべく、さらなるバフ研磨または酸化物研磨工程を要した。
【００６９】
実施例７
試験を、Ｔｅｎｃｏｒ  Ｐ−２  Ｐｒｏｆｉｌｅｒを用いて行い、０．５μｍタングステンプラグの２５００μｍ配列（５０％密度）を含む試験ウェーハについて、中央部および端部の位置で酸化物腐食が測定された。ウェーハは、Ｒｏｄｅｌ  ＩＣ１０００／Ｓｕｂａ  ＩＶ  パッドを用いて、下降力５ｐｓｉ、平盤速度５０ｒｐｍ、キャリヤ速度５１ｒｐｍ、スラリー流速１５０ｍｌ／分で研磨された。クリア時間は、タングステンおよびチタンフィルムを除去し、ＴＥＯＳを残してタングステンプラグ配列を露出するための総研磨時間である。種々のスラリー組成物に対する結果を以下に示す。
【００７０】
【表７】
0003616802.tif 000008
【００７１】
上記示されるように、過ヨウ素酸中のＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３スピネル粒子は、過酸化水素中のシリカより良好な腐食性結果をもたらした。硝酸鉄（ＩＩＩ）の場合は、ＭｇＯ・６Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の組合せは、５０−５０アルミナおよび湿式ミリングされたＭｇＯ・６Ａｌ２Ｏ３を超える酸化物腐食の利点をもたらす。この組合せは、ＣＲ−８５アルミナを超える酸化物腐食の利点をもたらさない。しかし、ＣＲ−８５アルミナは、表面にスクラッチを発生させ、微小スクラッチを除去するべく酸化物研磨工程を必要とする。
【００７２】
本発明の上記の説明を理解することにより、また添付の図面を精査することにより、当業者においては、それらの変更および修正をなし得ると解される。これらの変更および修正は、添付の請求項の精神および範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にしたがって調製されたＭｇＯ・ｘＡｌ２Ｏ３粒子について、１／ｘ（ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３）：比表面積の結晶相図である。
【図１】
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