(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子を含む研磨用組成物であって、前記シリカ粒子がコロイド状シリカ分散液に基づき、その分散液のパルスＮＭＲを用いて測定されたＲｓｐが０．１５〜０．７であり、且つ前記コロイド状シリカ粒子の形状係数ＳＦ１が１．２０〜１．８０であり、前記Ｒｓｐは下記の式（１）
Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ−Ｒｂ）／（Ｒｂ）（１）
（式（１）中、Ｒｓｐは水親和性を示す指標であり、Ｒａｖはコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数であり、Ｒｂはコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の緩和時間逆数である。）
より算出され、
前記形状係数ＳＦ１は下記の式（２）
ＳＦ１＝（粒子の最大径を直径とする円の面積）／（投影面積）（２）
より算出される研磨用組成物。
【請求項２】
前記コロイド状シリカ分散液の動的光散乱法により測定された平均粒子径が４０〜２００ｎｍであり、前記分散液中のシリカ粒子は窒素ガス吸着法により測定された平均一次粒子径が１０〜８０ｎｍである請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記コロイド状シリカ分散液が、活性珪酸をカリウムイオンの存在下アルカリ性で粒子成長するときに温度１１０℃以上１５０℃未満の熱履歴を経たものである請求項１又は請求項２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
さらに、酸性成分、アルカリ性成分、水溶性化合物、キレート剤、酸化剤、及び金属防蝕剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤を含む請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記アルカリ性成分が水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウム、又は水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウムと、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化第１級アンモニウム、水酸化第２級アンモニウム、水酸化第３級アンモニウム、水酸化第４級アンモニウム、炭酸第１級アンモニウム、炭酸第２級アンモニウム、炭酸第３級アンモニウム、炭酸化第４級アンモニウム、炭酸水素第１級アンモニウム、炭酸水素第２級アンモニウム、炭酸水素第３級アンモニウム、炭酸水素第４級アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、若しくは炭酸水素ナトリウムとの混合物である請求項４に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記キレート剤が、アミノカルボン酸系キレート剤又はホスホン酸系キレート剤である請求項４に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
前記研磨用組成物のｐＨが１〜１２である請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項８】
前記研磨用組成物は、シリコンウエハ又はデバイスウエハの研磨に用いるものである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
シリカ系砥粒を用いた研磨用組成物及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリカ系砥粒を用いた研磨用組成物がシリコンウエハの研磨に用いられている。【０００３】
また、近年半導体基板表面の多層配線化に伴い、デバイスを形成する際に段差基板上にシリコン酸化膜や金属配線を埋め込みそれを平坦化してその表面上に更にリソグラフィーを行い、多層配線を施し集積回路を製造している。パターンの集積化が進むにつれ、パターンの微細化は一層進み、リソグラフィーに用いられる化学線は近紫外線、遠紫外線、極端紫外線となり、レジストの露光波長も２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１３．６ｎｍと短波長化され、更には電子線リソグラフィーも使われるようになってきている。多層配線化により幾度もリソグラフィーを施す時に、リソグラフィーに使われる露光波長が短波長の場合には、研磨面が高度に平坦化されなければその表面でレジストと基板との界面で露光光が乱反射を生じ矩形なレジストパターンが形成できず、レジストパターンを下層に転写する事ができない。【０００４】
そのためにシリコン酸化膜の研磨速度の向上だけでなく、研磨面上のスクラッチ発生やデフェクトの低減は必須事項である。【０００５】
これら研磨用組成物は水性媒体に、シリカ系砥粒、アルカリ性成分、水溶性化合物、キレート剤、酸化剤、金属防蝕剤等が含まれるものである。【０００６】
砥粒であるシリカ粒子が、パルスＮＭＲの緩和時間の逆数とシリカ粒子の総表面積との関係から求められる水との親和性を示す関数を用いて定義した研磨用組成物が開示されている（特許文献１参照）。【０００７】
砥粒に含まれるシリカ粒子のＢＥＴ比表面積とパルスＮＭＲ法による比表面積との関係を定義した研磨用組成物が開示されている（特許文献２参照）。【０００８】
砥粒の溶媒親和性をＮＭＲ緩和時間を用いて評価した研磨用組成物が開示されている（特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開パンフレットＷＯ２０１８／１１６８９０
【特許文献２】国際公開パンフレットＷＯ２０１５／１５２１５１
【特許文献３】特開２０１７−１１７８９４
【特許文献４】国際公開パンフレットＷＯ２０１８／０１２１７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は砥粒に用いるシリカ粒子が研磨組成物の水性媒体中で、水性媒体との親和性に着目し、親和性の指標となるパラメータの値を定めた。そして、シリカ粒子の形状との関係から、親和性の最適値との組み合わせで研磨速度の向上と、研磨表面が良好になる事を見出したものである。即ち、デバイスウエハのＣＭＰ研磨に用いた時に高い研磨速度が得られると共に、デフェクトの発生を抑制する事を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は第１観点として、シリカ粒子を含む研磨用組成物であって、前記シリカ粒子がコロイド状シリカ分散液に基づき、その分散液のパルスＮＭＲを用いて測定されたＲｓｐが０．１５〜０．７であり、且つ前記コロイド状シリカ粒子の形状係数ＳＦ１が１．２０〜１．８０であり、前記Ｒｓｐは下記の式（１）
Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ−Ｒｂ）／（Ｒｂ）（１）
（式（１）中、Ｒｓｐは水親和性を示す指標であり、Ｒａｖはコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数であり、Ｒｂはコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の緩和時間逆数である。）
より算出され、
前記形状係数ＳＦ１は下記の式（２）
ＳＦ１＝（粒子の最大径を直径とする円の面積）／（投影面積）（２）
より算出される研磨用組成物、
第２観点として、前記コロイド状シリカ分散液の動的光散乱法により測定された平均粒子径が４０〜２００ｎｍであり、該分散液中のシリカ粒子は窒素ガス吸着法により測定された平均一次粒子径が１０〜８０ｎｍである第１観点に記載の研磨用組成物、
第３観点として、前記コロイド状シリカ分散液が、活性珪酸をカリウムイオンの存在下アルカリ性で粒子成長するときに温度１１０℃以上１５０℃未満の熱履歴を経たものである第１観点又は第２観点に記載の研磨用組成物、
第４観点として、前記研磨用組成物が更に、酸性成分、アルカリ性成分、水溶性化合物、キレート剤、酸化剤、及び金属防蝕剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤を含む第１観点乃至第３観点のいずれか一つに記載の研磨用組成物、
第５観点として、前記アルカリ性成分が水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウム、又は水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウムと、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化第１級アンモニウム、水酸化第２級アンモニウム、水酸化第３級アンモニウム、水酸化第４級アンモニウム、炭酸第１級アンモニウム、炭酸第２級アンモニウム、炭酸第３級アンモニウム、炭酸化第４級アンモニウム、炭酸水素第１級アンモニウム、炭酸水素第２級アンモニウム、炭酸水素第３級アンモニウム、炭酸水素第４級アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、若しくは炭酸水素ナトリウムとの混合物である第４観点に記載の研磨用組成物、
第６観点として、前記キレート剤が、アミノカルボン酸系キレート剤又はホスホン酸系キレート剤である第４観点に記載の研磨用組成物、
第７観点として、前記研磨組成物のｐＨが１〜１２である第１観点乃至第６観点のいずれか一つに記載の研磨用組成物、及び
第８観点として、前記研磨用組成物が、シリコンウエハ又はデバイスウエハの研磨に用いるものである第１観点乃至第７観点のいずれか一つに記載の研磨用組成物である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は砥粒に用いるシリカ粒子が研磨組成物の水性媒体中で、水性媒体との親和性（水親和性）に着目し、親和性の指標となるパラメータの値を定めた。そして、シリカ粒子の形状との関係から、親和性の最適値との組み合わせで研磨速度の向上と、研磨表面に発生するデフェクトが低減できる事を見出すことができた。デフェクト発生は段差基板上においてスクラッチ発生、又は異物付着に起因するものあり、スクラッチ発生の原因は明確には解明されていないが、砥粒から生じるものと被研磨物から生じるものと考えられ、それらは混在して存在する。【００１３】
デフェクト（研磨後に基板上に残存する数十ｎｍ以上の微小異物）の発生は、研磨面の平坦化後に上層にリソグラフィーを行う時にレジストの露光光の乱反射やデフォーカス不良による矩形なパターン形成ができなくなったり、基板加工時にマスクとなりエッチング抵抗を生じ基板加工不良を起こし半導体素子製造上で欠陥を生じるため、デフェクトの低減が必要である。【００１４】
研磨速度の向上と研磨表面の平坦化は相反する効果であって、両立させる事は難しかったが、シリカ粒子が特定範囲の水親和性と、特定範囲のシリカ粒子の形状にする事で相反する両効果を両立させる事ができた。【００１５】
研磨用組成物中には研磨砥粒としてシリカ粒子が含まれている。シリカ粒子は表面状態により研磨用組成物中の水性媒体との相互作用により、研磨速度や研磨面に対する平坦化性に影響を及ぼす。【００１６】
研磨用組成物中の研磨砥粒としてのシリカ粒子は、その表面に関与する水の状態として結合水と自由水に分けられる。自由水は溶剤としての水というより、シリカ粒子の周辺に存在するがシリカ粒子に結合せずにフリーな状態に存在しているものである。結合水はシリカ粒子表面のシラノール基により水素結合でシリカ粒子に結合しているものである。結合水はシリカ粒子が水との接触を良好に担保するために重要な役割を果たす。【００１７】
水分子のプロトンの緩和時間測定から水の状態について知ることができる。
緩和には吸収したエネルギーの放出過程と、核スピンの歳差運動の位相がそろった状態からばらばらになる過程があり、前者をスピン格子緩和（縦緩和）、その緩和時間をＴ１、後者をスピン−スピン緩和（横緩和）、その緩和時間をＴ２と呼んでいる。Ｔ１緩和においては、分子運動の速さが共鳴周波数と同じ程度の時に最も緩和が生じやすく、シリカ粒子に接触していない自由な水分子と、シリカ粒子に接触している水分子とは磁場変化に対する応答時間、即ち緩和時間は異なる。緩和時間が短いという事は、水と接触する粒子表面が大きく、粒子の分散性が高いと考えられる。
また、Ｔ２緩和は磁気的な相互作用により緩和が生じる。パルスＮＭＲによる緩和時間の測定はＴ２緩和の差を利用した測定法と言える。【００１８】
この結合水が特定の範囲に存在する事により研磨において、研磨速度と研磨面のスクラッチ低減、デフェクトの低減に有効に機能する。また、この結合水が特定の範囲に存在するためには、シリカ粒子の形状にも影響し、形状因子（形状係数ＳＦ１）が特定の数値にある事が必要である。【００１９】
また、シリカ粒子の形状因子（形状係数ＳＦ１）は研磨速度とも大きく関係する。球状から異形化する事で被研磨面との接触回数が増大し、研磨速度が向上する事と考えられるが、一方でスクラッチ発生の可能性も増大し、形状因子（形状係数ＳＦ１）も特定の範囲が好ましいものである。【００２０】
本発明では研磨砥粒としてのシリカ粒子の水性媒体との親和性と、形状因子（形状係数ＳＦ１）を高度にコントロールする事により、特にＣＭＰ研磨において研磨速度の向上とスクラッチ低減（デフェクト低減）を達成する事ができた。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明はシリカ粒子を含む研磨用組成物であって、該シリカ粒子がコロイド状シリカ分散液に基づき、その分散液のパルスＮＭＲの測定値Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ−Ｒｂ）／（Ｒｂ）が０．１５〜０．７、０．３５〜０．７、又は０．３５〜０．６５であり、且つ
該シリカ粒子の形状係数ＳＦ１＝（粒子の最大径を直径とする円の面積）／（投影面積）が１．２０〜１．８０、又は１．２３〜１．８０、又は１．２４〜１．６０である上記研磨用組成物。
ただし、Ｒｓｐは水親和性を示す指標であり、Ｒａｖはコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数であり、Ｒｂはコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の緩和時間逆数である。
【００２２】
コロイド状シリカ分散液の動的光散乱法により測定した平均粒子径が４０〜２００ｎｍ、又は３０〜１５０ｎｍであり、該分散液中のシリカ粒子は窒素ガス吸着法により測定した平均一次粒子径が１０〜８０ｎｍ、又は２０〜７０ｎｍである。
【００２３】
本手法（パルスＮＭＲ）の測定原理は、粒子表面に接触または吸着している溶媒分子と溶媒バルク中の溶媒分子（粒子表面と接触していない自由な状態の溶媒分子）とでは、磁場の変化に対する応答が異なることに基づいている。一般に粒子表面に吸着している液体分子の運動は制限を受けるが、バルク液中のそれは自由に動くことができる。その結果、粒子表面に吸着している液体分子のＮＭＲ緩和時間は、バルク液中の分子の緩和時間よりも短時間である。
【００２４】
また、粒子分散液で測定される緩和時間は、粒子表面上の液体体積濃度と自由状態（バルク液中ではあるが、粒子表面に吸着されていない液体）の液体体積濃度を反映した二つの緩和時間の平均値である。
ここで、緩和時定数Ｒは、緩和時間Ｔの逆数であり、
Ｒａｖ＝ＰｓＲｓ＋ＰｂＲｂ
により求められる。
Ｒａｖ：平均緩和時定数、即ちコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数である。
Ｐｓ：粒子表面上の液体の体積濃度、即ちコロイド状シリカ分散液の体積濃度である。
Ｒｓ：粒子表面への吸着相液体分子の緩和時定数、即ちコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数である。
Ｐｂ：バルク液の体積濃度、即ちコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の体積濃度である。
Ｒｂ：バルク液体分子の緩和時定数、即ちコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の緩和時間逆数である。
その分散液のパルスＮＭＲの測定値は、Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ−Ｒｂ）／（Ｒｂ）として求められる。
Ｒａｖ、ＲｂはＸｉｇｏ  ｎａｎｏｔｏｏｌｓ社製（米国）のパルスＮＭＲ装置Ａｃｏｒｎ  ａｒｅａを用いて測定した緩和時間（横緩和時間Ｔ２、具体的には、シリカ砥粒を分散させた後のＮＭＲ緩和時間、及びシリカ砥粒を分散させる前（分散媒のみ）のＮＭＲ緩和時間）の逆数である。測定条件は、磁場：０．３Ｔ、測定周波数１３ＭＨｚ、測定核：１Ｈ  ＮＭＲ、測定方法：ＣＰＭＧ  パルスシークエンス法、サンプル量０．４ｍＬ、温度：３０℃とする事ができる。
Ｒｓｐは粒子表面の水親和性の指標となる。尚、比表面積が同じ場合はこの値（Ｒｓｐ）が大きい程、水親和性が高いことを示す。
形状係数ＳＦ１は、（粒子の最大径を直径とする円の面積）／（投影面積）として求められる。
即ち、ＳＦ１＝（ＤＬ２×π／４）／Ｓ
である。
ＤＬは粒子の最大径ｎｍであり、透過型電子顕微鏡写真から求められるシリカ粒子の最大長（ｎｍ）であり、画像の周上の任意の２点間のうち最大の長さである。
Ｓは、そのシリカ粒子の投影面積（ｎｍ２）である。
ＤＬは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真の画像解析から求められるシリカ粒子の最大長であり、また、Ｓは透過型顕微鏡写真の画像解析から求められるシリカ粒子の投影面積である。詳細には倍率１万倍、又は３万倍で撮影した透過型電子顕微鏡写真を電子データで画像解析装置（株式会社ニレコ製、商品名ＬＵＺＥＸ）に解像度１４６ｄｐｉで取り込み、シリカ粒子の占める画素数から面積に換算したものを投影面積としている。例えば、１万倍の写真においては、１画素の一辺の長さは１７．８ｎｍとなり、従って１画素当たりの面積は３１９ｎｍ２と換算される。また、３万倍の写真においては、１画素の一辺の長さは６．０ｎｍとなり、従って、１画素当たりの面積は３６ｎｍ２と換算される。
ＳＦ１は、画像解析装置で認識した３００個の粒子について、それぞれ最大長ＤＬと投影面積Ｓを求め、粒子それぞれについて、前記式の計算値を算出し、それらの平均値をＳＦ１とした。
【００２５】
本発明に用いられるコロイド状シリカ分散液（シリカゾル）は、活性珪酸を得る工程（Ｉ）、活性珪酸を加熱し整粒する工程（ＩＩ）、得られたシリカゾルを濃度調整する工程（ＩＩＩ）に大別する事ができる。
【００２６】
活性珪酸を得る工程（Ｉ）は、活性珪酸を得る工程（ａ）と、それを高純度化する工程（ａ１）と、高純度化された活性珪酸を回収する工程（ａ２）に分けられる。（ａ）は必須であり、（ａ１）と（ａ２）は任意の工程である。
【００２７】
例えば、（ａ）工程：シリカ以外の金属酸化物をシリカに対し、３００〜１００００ｐｐｍの比率に含有する水溶性のアルカリ金属珪酸塩がこのケイ酸塩に由来するＳｉＯ２分として、１〜６重量％の濃度に溶解しているアルカリ金属珪酸塩の水溶液を、水素型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させることによりＳｉＯ２濃度１〜６質量％の活性珪酸の水溶液を生成させ、この生成液を回収する工程である。
【００２８】
活性珪酸を加熱し整粒する工程（ＩＩ）は、以下の（ｂ）、（ｃ）工程が挙げられる。
（ｂ）工程：（ａ）工程で回収された活性珪酸の水溶液に、カリウムの水酸化物の水溶液を添加し、１〜６質量％のＳｉＯ２濃度と７〜９のｐＨを有する安定化された活性珪酸の水溶液を生成させる工程、
（ｃ）工程：（ｂ）工程で回収された活性珪酸の水溶液に、カリウムの水酸化物の水溶液を加えることにより得られるアルカリ金属珪酸塩水溶液、又はこの水溶液を濃縮又は希釈することにより得られるｐＨ１０〜１２．５、及びＳｉＯ２濃度０．１〜８重量％を有するアルカリ金属珪酸塩水溶液、上記（ｂ）工程と同様にして得られた活性珪酸の水溶液を、得られる混合液の温度を１１０〜１５０℃未満、又は１１０〜１４５℃、又は１１０〜１４０℃、又は１１０〜１３５℃、又は１１０〜１３０℃に保って充分な攪拌下に、この混合液中のｐＨが９〜１２になるまで１〜３０時間の間に供給する工程が挙げられる。
【００２９】
得られたシリカゾルを濃度調整する工程（ＩＩＩ）は、シリカゾルを１０〜５０質量％まで濃縮する工程であるが、濃縮前後で不純物の除去を行う事ができる。この工程（ＩＩＩ）は必須ではないが所望により行われる。
【００３０】
例えば、（ｄ）工程：（ｃ）工程で得られた安定な水性シリカゾルを水素型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させた後、この接触により生成した水性シリカゾルを水酸基型強塩基性陰イオン交換樹脂と接触させることによりシリカ以外の多価金属酸化物を実質的に含まない酸性の水性シリカゾルを生成させる工程、
（ｅ）工程：（ｄ）工程で生成した酸性の水性ゾルに、そのゾルのｐＨが８〜１１となるようにアンモニア又は水酸化カリウムを加えることにより、１０〜５０質量％、又は３０〜５０質量％のＳｉＯ２濃度を有し、シリカ以外の多価金属酸化物を実質的に含まず、そしてコロイダルシリカの平均粒子径が１０〜３０ｎｍである安定な水性シリカゾルを生成させる工程が挙げられる。
【００３１】
上記（ａ）工程では、安価な工業製品であるＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比が２〜４程度のナトリウム水ガラスを用いるのが好ましい。不純物として、比較的に高い多価金属の主なものはアルミニウム、鉄、カルシウム、マグネシウム等である。アルカリ金属珪酸塩水溶液を上記水素型強酸性陽イオン交換樹脂に接触させることが行なわれる。この接触は、このイオン交換樹脂充填のカラム中を通液させることにより好ましく行うことができ、カラム通過液は、ＳｉＯ２濃度１〜６質量％、好ましくは２〜６質量％の活性珪酸の水溶液として回収される。用いられる水素型陽イオン交換樹脂の量としては、アルカリ金属珪酸塩水溶液中のアルカリ金属イオンの全量を水素イオンで交換するに充分な量でよい。カラムを通過させる速度は１時間当たり１〜１０程度の空間速度が好ましい。
【００３２】
（ａ１）工程に用いられる強酸の例としては、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸が挙げられるが、アルミニウム分と鉄分の除去率を高めるには硝酸が最も好ましい。
【００３３】
（ａ２）工程では、（ａ１）工程で得られた水溶液を先ず、上記水素型強酸性陽イオン交換樹脂と接触させる。この接触は、０〜６０℃、好ましくは５〜５０℃で上記水素型強酸性陽イオン交換樹脂充填のカラム中を１時間当たり２〜２０の空間速度で通液させることにより好ましく行うことができる。次いで、この通液によって得られた水溶液は、好ましくは、得られた直後に、上記水酸基型強塩基性陰イオン交換樹脂と、０〜６０℃、好ましくは５〜５０℃で接触させる。
【００３４】
（ｂ）工程に用いられる水酸化カリウムの水溶液は、好ましくは純度９５％以上の市販工業製品の水酸化カリウムを陽イオンを除去した工業用水やイオン交換水に、好ましくは２〜２０質量％濃度となるように溶かすことにより得られる。
【００３５】
（ｃ）工程に用いられる装置は、通常の、耐酸性、耐アルカリ性及び耐圧性の容器に攪拌機、温度制御装置、液面感知装置、減圧装置、液供給装置、上記冷却装置等が具備されたものを用いる事ができる。
（ｃ）工程では、容器内は液温１１０〜１５０℃未満に保たれる。
【００３６】
（ｄ）工程における安定な水性ゾルとイオン交換樹脂との接触は、（ａ）工程における接触と同様にして行うことができる。
【００３７】
（ｅ）工程に用いられるアンモニア又は水酸化カリウムは、市販工業製品でよいが、高純度のものが好ましく、そしてアンモニアの場合は５〜２８質量％程度のアンモニア水として用いるのが好ましい。このアンモニアの代りに、第４級アンモニウム水酸化物、グアニジン水酸化物、水溶性アミン等も用いることができる。本発明では水酸化カリウムを好適に用いる事ができる。
【００３８】
本発明では研磨用組成物が、砥粒としてのシリカ粒子と水性媒体に更に、アルカリ性成分、水溶性化合物、キレート剤、酸化剤、及び金属防蝕剤からなる群より選ばれた少なくとも１種の添加剤を含む事ができる。
研磨用組成物から水性媒体を除いた固形分は、０．０１〜２０質量％、又は０．１〜１０質量％であり、固形分中のシリカ粒子は９０〜１００質量％、又は９０〜９９．９質量％である。
【００３９】
アルカリ性成分は水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウム、又は水酸化カリウム若しくは炭酸水素カリウムと、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化第１級アンモニウム、水酸化第２級アンモニウム、水酸化第３級アンモニウム、水酸化第４級アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、若しくは炭酸水素ナトリウムとの混合物が挙げられる。
【００４０】
水酸化カリウム又は炭酸水素カリウムを用いる事が好ましく、水酸化カリウム又は炭酸水素カリウムに対して質量比で１０％以内の範囲で上記のそれ以外のアルカリ性成分を併用する事ができる。
【００４１】
これらアルカリ性成分の添加によりｐＨを７〜１２、又は８〜１１の範囲に調整する事ができる。
【００４２】
水溶性化合物は任意の水溶性化合物を用いる事ができる。例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のカルボン酸基を有するモノマー、及びそれらの重合物としてポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、そしてそれらの塩類としてポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸カリウム、ポリメタクリル酸アンモニウム、ポリメタクリル酸カリウムが挙げられる。また、アルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロース、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、グリセリン、ポリグリセリン、ポリビニルアルコール、又はカルボキシル基若しくはスルホン酸基変性ポリビニルアルコールを用いる事ができる。
【００４３】
水溶性化合物はシリカ粒子に対して０．０１〜１０質量％の割合で含有する事ができる。
キレート剤は、アミノカルボン酸系キレート剤又はホスホン酸系キレート剤を用いる事ができる。キレート樹脂はシリカ粒子に対して０．０１〜１０質量％の割合で含有する事ができる。
【００４４】
酸化剤としては、例えば、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン水等が挙げられる。酸化剤はシリカ粒子に対して０．０１〜１０質量％の割合で含有する事ができる。
【００４５】
金属防蝕剤は、例えばトリアゾール化合物、ピリジン化合物、ピラゾール化合物、ピリミジン化合物、イミダゾール化合物、グアニジン化合物、チアゾール化合物、テトラゾール化合物、トリアジン化合物、及びヘキサメチレンテトラミンが挙げられる。
【００４６】
トリアゾール化合物としては、１，２，３−トリアゾ−ル、１，２，４−トリアゾ−ル、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル、ベンゾトリアゾ−ル（ＢＴＡ）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、１−ヒドロキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、４−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、４−カルボキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾ−ル、４−カルボキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾ−ルメチルエステル（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−４−カルボン酸メチル）、４−カルボキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾ−ルブチルエステル（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−４−カルボン酸ブチル）、４−カルボキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾ−ルオクチルエステル（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−４−カルボン酸オクチル）、５−ヘキシルベンゾトリアゾ−ル、（１，２，３−ベンゾトリアゾリル−１−メチル）（１，２，４−トリアゾリル−１−メチル）（２−エチルヘキシル）アミン、トリルトリアゾ−ル、ナフトトリアゾ−ル、ビス［（１−ベンゾトリアゾリル）メチル］ホスホン酸、３Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジン−３−オール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジン、１−アセチル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾロ［４，５−ｂ］ピリジン、３−ヒドロキシピリジン、１，２，４−トリアゾロ［１，５−ａ］ピリミジン、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン、２−メチル−５，７−ジフェニル−［１，２，４］トリアゾロ［１，５−ａ］ピリミジン、２−メチルサルファニル−５，７−ジフェニル−［１，２，４］トリアゾロ［１，５−ａ］ピリミジン、２−メチルサルファニル−５，７−ジフェニル−４，７−ジヒドロ−［１，２，４］トリアゾロ［１，５−ａ］ピリミジン等が挙げられる。
【００４７】
ピリジン化合物としては、ピリジン、８−ヒドロキシキノリン、プロチオナミド、２−ニトロピリジン−３−オール、ピリドキサミン、ニコチンアミド、イプロニアジド、イソニコチン酸、ベンソ［ｆ］キノリン、２，５−ピリジンジカルボン酸、４−スチリルピリジン、アナバシン、４−ニトロピリジン−１−オキシド、ピリジン−３−酢酸エチル、キノリン、２−エチルピリジン、キノリン酸、アレコリン、シトラジン酸、ピリジン−３−メタノール、２−メチル−５−エチルピリジン、２−フルオロピリジン、ペンタフルオロピリジン、６−メチルピリジン−３−オール、ピリジン−２−酢酸エチル等が挙げられる。
【００４８】
ピラゾール化合物としては、ピラゾール、１−アリル−３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジ（２−ピリジル）ピラゾール、３，５−ジイソプロピルピラゾール、３，５−ジメチル−１−ヒドロキシメチルピラゾール、３，５−ジメチル−１−フェニルピラゾール、３，５−ジメチルピラゾール、３−アミノ−５−ヒドロキシピラゾール、４−メチルピラゾール、Ｎ−メチルピラゾール、３−アミノピラゾール等が挙げられる。
【００４９】
ピリミジン化合物としては、ピリミジン、１，３−ジフェニル−ピリミジン−２，４，６−トリオン、１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、２，４，５，６−テトラアミノピリミジンサルフェイト、２，４，５−トリヒドロキシピリミジン、２，４，６−トリアミノピリミジン、２，４，６−トリクロロピリミジン、２，４，６−トリメトキシピリミジン、２，４，６−トリフェニルピリミジン、２，４−ジアミノ−６−ヒドロキシルピリミジン、２，４−ジアミノピリミジン、２−アセトアミドピリミジン、２−アミノピリミジン、４−アミノピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン等が挙げられる。
【００５０】
イミダゾール化合物としては、イミダゾール、１，１’−カルボニルビス−１Ｈ−イミダゾール、１，１’−オキサリルジイミダゾール、１，２，４，５−テトラメチルイミダゾール、１，２−ジメチル−５−ニトロイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−（３−アミノプロピル）イミダゾール、１−ブチルイミダゾール、１−エチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、ベンズイミダゾール等が挙げられる。
【００５１】
グアニジン化合物としては、グアニジン、１，１，３，３−テトラメチルグアニジン、１，２，３−トリフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン等が挙げられる。
【００５２】
チアゾール化合物としては、チアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２，４−ジメチルチアゾール等が挙げられる。
【００５３】
テトラゾール化合物としては、テトラゾール、５−メチルテトラゾール、５−アミノ−１Ｈ−テトラゾール、１−（２−ジメチルアミノエチル）−５−メルカプトテトラゾール等が挙げられる。
【００５４】
トリアジン化合物としては、トリアジン、３，４−ジヒドロ−３−ヒドロキシ−４−オキソ−１，２，４−トリアジン等が挙げられる。
【００５５】
金属防蝕剤は、シリカ粒子に対して０．０００１〜１０質量％の割合で添加する事ができる。
【００５６】
本発明の研磨用組成物は半導体ウエハや、半導体デバイスの研磨に用いる事が出来る。
【００５７】
半導体デバイスに用いる研磨としてはＣＭＰ（ケミカルメカニカル研磨）であり、半導体基板の配線形成のために適用できる。研磨対象としては例えば、導電性物質層（配線層）、バリア層（バリア金属で構成された層、例えば銅が絶縁層に拡散するのを防止するための窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。）、絶縁層（層間絶縁材料で構成された層、ｌｏｗ−ｋ材料、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ポーラスシリカ等が挙げられる。）の研磨に適用する事ができる。
【００５８】
より具体的には、導電性物質層を構成する材料としては、例えば、銅、銅合金、銅の酸化物、銅合金の酸化物等の銅系金属；タングステン、窒化タングステン、タングステン合金等のタングステン系金属；コバルト、コバルト合金、コバルトの酸化物、コバルト合金の酸化物等のコバルト系金属；銀；金などが挙げられる。これらの中でも、銅、銅合金、銅の酸化物及び銅合金の酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の銅系金属が好ましく、銅がより好ましい。導電性物質は、公知のスパッタ法、メッキ法等により形成することができる。
【００５９】
バリア層を構成するバリア金属は、絶縁材料中に導電性物質が拡散することを防止するため、及び、絶縁材料と導電性物質との密着性を向上させるために形成される。バリア金属を構成するバリア金属材料としては、タンタル系金属、チタン系金属、タングステン系金属、ルテニウム系金属、コバルト系金属及びマンガン系金属からなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。具体的には、例えば、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金等のタンタル系金属；チタン、窒化チタン、チタン合金等のチタン系金属；タングステン、タングステン合金等のタングステン系金属；ルテニウム、ルテニウム合金等のルテニウム系金属；コバルト、コバルト合金等のコバルト系金属；マンガン、マンガン合金等のマンガン系金属などが挙げられる。
【００６０】
絶縁材料の構成材料としては、例えば、シリコン系材料、有機ポリマー等が挙げられる。絶縁材料は、膜状（絶縁膜。例えば層間絶縁膜）であってもよい。絶縁膜としては、シリコン系被膜、有機ポリマー膜等が挙げられる。絶縁膜は、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、スプレー法等によって形成することができる。
【００６１】
前記シリコン系材料としては、シリカ系材料、ｌｏｗ−ｋ材料（低誘電率材料）等が挙げられる。シリカ系材料としては、二酸化珪素；フルオロシリケートグラス；トリメチルシラン又はジメトキシジメチルシランを出発原料として得られるオルガノシリケートグラス；ポーラスオルガノシリケートグラス；シリコンオキシナイトライド；水素化シルセスキオキサン等が挙げられる。
【００６２】
ｌｏｗ−ｋ材料としては、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド等が挙げられる。
【００６３】
本発明に係る研磨方法としては、例えばシリコン基板上に導電性物質からなり導電性薄膜を形成し、その上部にレジスト膜を形成し、リソグラフィーにより回路パターンをマスクにしてレジスト層の露光と現像が行われ、レジスト層にパターンを転写する。その転写されたパターンをマスクにして導電性膜を異方性の強いイオン性ガスによりドライエッチングが行われる。用いられるガス種は例えばテトラフルオロメタン（ＣＦ４）、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、パーフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、トリフルオロメタン、一酸化炭素、アルゴン、酸素、窒素、六フッ化硫黄、ジフルオロメタン、三フッ化窒素及び三フッ化塩素、塩素、トリクロロボラン及びジクロロボラン等のガスを使用することができる。
【００６４】
更にレジスト膜を酸素ガスでアッシングを行いレジスト層を除去する。このレジスト層の除去は基板の保護の為に薬液（例えば、硫酸と過酸化水素の混合液、アンモニアと過酸化水素の混合液）によっても除去する事もできる。
【００６５】
その後に上層配線との短絡を防止するために絶縁膜を成膜する。この層間絶縁膜が成膜されたウエハ表面は下層配線のパターンを反映し、絶縁膜に大小様々な凹凸が生じる。この凹凸を有する状態では更に上層にレジスト膜を被覆してリソグラフィーによる配線加工を行う場合に、レジストが絶縁膜との界面でレジストの露光時に乱反射が生じるため、矩形なレジストパターンが形成されず下層面の加工が困難になるため、ウエハ表面の平坦化が行われる。この層間絶縁膜の平坦化はＣＭＰにより行われる。
【００６６】
また、配線材料には従来アルミニウムが用いられてきたが、融点が低く大電流が流れた時に断線等の信頼性の問題があり、アルミニウム配線から銅配線に変わってきている。しかし、銅の絶縁層への拡散が問題となる。そのためダマシンプロセスではダマシンと呼ばれる溝を形成してから銅を埋め込むが、銅の絶縁層への拡散を防止するために銅と絶縁層の間にバリア層を形成する事も行われている。銅配線層形成のための銅の埋め込みによって生じた銅の凹凸は、更に上層のリソグラフィーの為に銅配線層表面の平坦化が必要であり、銅の平坦化は硬度的にガスによるドライエッチングでは困難であるため、やはりＣＭＰによる研磨が行われる。
【実施例】
【００６７】
（活性珪酸の製造）
（ａ）工程
原料の水溶性アルカリ金属珪酸塩として、ＪＩＳ３号のナトリウム水ガラスを用意した。この水ガラスの水以外の主な成分は、ＳｉＯ２  ２８．８重量％、Ｎａ２Ｏ  ９．４７質量％であった。上記水ガラス４７８ｇを純水２９９２ｇに溶かし、珪酸ナトリウム水溶液（ａ）３５００ｇを調製した。次いで、上記珪酸ナトリウム水溶液（ａ）を、水素型強酸性陽イオン交換樹脂アンバーライトＩＲ−１２０Ｂ充填のカラムに１時間当たりの空間速度４．５で通液した後、得られた活性珪酸の水溶液３０００ｇを容器に回収した。【００６８】
（合成例１）
内容積３ＬのＳＵＳ製耐圧容器に、攪拌機、加熱装置等が具備された反応装置が用いられた。活性珪酸の水溶液（ＳｉＯ２分として３．２質量％）、１０質量％の水酸化カリウム水溶液、及び純水を用いて、ｐＨ＝１１．１に調整後、加熱によって容器内液温を１１０〜１３０℃に調節した。容器内の温度が１００〜１３０℃に達した後、容器内を１１０〜１３０℃に保ったまま、更に活性珪酸の水溶液を供給液として、反応液のｐＨを１１．２に達するまで、連続的に供給した。
引続き、得られた反応液を１１０〜１３０℃に保ちながら２時間加熱を続け、シリカゾルを得た。
得られたシリカゾルを、孔径約５ｎｍのポリサルホン製の管状限外ろ過膜が装着された市販の限外ろ過装置を用いて、室温でＳｉＯ２濃度４０質量％となるまで濃縮した。この濃縮中、液は安定であり、濃縮は極めて円滑であった。【００６９】
（合成例２）
内容積３ＬのＳＵＳ製耐圧容器に、攪拌機、加熱装置等が具備された反応装置が用いられた。活性珪酸の水溶液（ＳｉＯ２分として３．２質量％）、１０質量％の水酸化カリウム水溶液、及び純水を用いて、ｐＨ１１．２に調整後、加熱によって容器内液温を１１０〜１３０℃に調節した。容器内の温度が１２０〜１４０℃に達した後、容器内を１２０〜１４０℃に保ったまま、活性珪酸の水溶液を供給液として、反応液のｐＨを１１．３に達するまで、連続的に供給した。活性珪酸の水溶液の供給後、容器内の温度を１２０〜１４０℃に保ち、１時間反応させ、更に活性珪酸の水溶液を供給液として、反応液のｐＨが１０．９に達するまで、連続的に供給した。
引続き、得られた反応液を１２０〜１４０℃に保ちながら２時間加熱を続けシリカゾルを得た。
得られたシリカゾルを、孔径約５ｎｍのポリサルホン製の管状限外ろ過膜が装着された市販の限外ろ過装置を用いて、室温でＳｉＯ２濃度４０質量％となるまで濃縮した。この濃縮中、液は安定であり、濃縮は極めて円滑であった。【００７０】
（合成例３）
内容積３ＬのＳＵＳ製耐圧容器に、攪拌機、加熱装置等が具備された反応装置が用いられた。活性珪酸の水溶液（ＳｉＯ２分として３．２質量％）、１０質量％の水酸化カリウム水溶液、及び純水を用いて、ｐＨ１１．１に調整後、加熱によって容器内液温を１１０〜１３０℃に調節した。容器内の温度が１１０〜１３０℃に達した後、容器内を１１０〜１３０℃に保ったまま、活性珪酸の水溶液を供給液として６．０時間を要し、反応液のｐＨが９．６に達するまで、連続的に供給した。
得られたシリカゾルを、孔径約５ｎｍのポリサルホン製の管状限外ろ過膜が装着された市販の限外ろ過装置を用いて、室温でＳｉＯ２濃度４０質量％となるまで濃縮した。この濃縮中、液は安定であり、濃縮は極めて円滑であった。【００７１】
（合成例４）
内容積３ＬのＳＵＳ製耐圧容器に、攪拌機、加熱装置等が具備された反応装置が用いられた。活性珪酸の水溶液（ＳｉＯ２分として３．２質量％）、１０質量％の水酸化カリウム水溶液、及び純水を用いて、ｐＨ１２．０に調整後、加熱によって容器内液温を１１０〜１３０℃に調節した。容器内の温度が１１０〜１３０℃に達した後、容器内を１１０〜１３０℃に保ったまま、上記（ａ）〜（ｃ）工程で得られた活性珪酸の水溶液を供給液として、反応液のｐＨが１１．４に達するまで、連続的に供給した。活性珪酸の水溶液の供給後、容器内の温度を１１０℃に保ち、１時間反応させ、更に活性珪酸の水溶液を供給液として、反応液のｐＨが１１．１に達するまで、連続的に供給した。
引続き、得られた反応混合液を１１０〜１３０℃に保ちながら２時間加熱を続けた。
得られたシリカゾルを、孔径約５ｎｍのポリサルホン製の管状限外ろ過膜が装着された市販の限外ろ過装置を用いて、室温でＳｉＯ２濃度４０質量％となるまで濃縮した。この濃縮中、液は安定であり、濃縮は極めて円滑であった。【００７２】
（比較合成例１）
内容積３ＬのＳＵＳ製耐圧容器に、攪拌機、加熱装置等が具備された反応装置が用いられた。活性珪酸の水溶液（ＳｉＯ２分として３．２質量％）、１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液、及び純水を用いて、ｐＨを７．６に調整後、加熱によって容器内液温を１５０〜２３０℃に調節した。
得られたシリカゾルを１５０〜２００℃で２〜５時間加熱した。
得られたシリカゾルを、純水を用いて、室温でＳｉＯ２濃度３０質量％となるまで希釈した。【００７３】
（比較合成例２）
テトラメトキシシランをアルカリ触媒（アンモニア）による室温（２０℃）〜６０℃で加水分解と縮合を行ってシリカゾルを得た。【００７４】
表１に研磨用組成物の動的光散乱法によるシリカ粒子の平均粒子径（ＤＬＳ粒子径、単位はｎｍ）、窒素ガス吸着法による比表面積から換算したシリカ粒子の球状換算による平均一次粒子径（ＢＥＴ径、単位はｎｍ）、シリカ粒子の形状係数ＳＦ１値、シリカ粒子のパルスＮＭＲのＲｓｐ値を示した。【００７５】
下記表の合成例１は合成例１で得られたシリカゾルを、合成例２は合成例２で得られたシリカゾルを、合成例３は合成例３で得られたシリカゾルを、合成例４は合成例４で得られたシリカゾルを、比較合成例１は比較合成例１で得られたシリカゾルを、比較合成例２は比較合成例２で得られたシリカゾルを用いた。
【表１】
0006718157.tif 000002
【００７６】
（研磨用組成物の調製）
上記合成例１〜２、比較合成例１〜４で得られた水性シリカゾルを１０質量％の水酸化カリウム水溶液と純水を用いて、ＳｉＯ２濃度は５質量％、ｐＨ１０．０に調整後、孔径０．５μｍのカートリッジフィルターでろ過を用いて研磨用組成物とした。【００７７】
研磨条件、洗浄方法を以下に示す通りである。
［研磨条件］
研磨機：東京精密株式会社製ＣｈａＭＰ３３２（１２インチ用）
加工圧力：１．７ｐｓｉ
定盤回転数：９０ｒｐｍ
ヘッド回転数：９０ｒｐｍ
研磨パッド：Ｎｉｔｔａ＆Ｈａａｓ  ＩＣ１４００ＸＹ＋Ｐｅｒｆｏｒａｔｅ
ドレッサー：３Ｍ  Ａ２８６５（＃８０ダイヤ）
研磨希釈液の供給量：３００ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：６０ｓｅｃ
基板：ＴＥＯＳ膜付きウエハ
［洗浄条件］
ケミカルブラシで行い、最初に酸性薬液洗浄、次いで純水リンス、その後、乾燥を行った。
合成例１で得られたシリカゾルを用いた実施例１、合成例２で得られたシリカゾルを用いた実施例２、合成例３で得られたシリカゾルを用いた実施例３、合成例４で得られたシリカゾルを用いた実施例４、比較合成例１で得られたシリカゾルを用いた比較例１、比較合成例２で得られたシリカゾルを用いた比較例２として研磨試験を行った。
［研磨速度の測定］
研磨速度（ｎｍ／分）は、ナトメトリクス光学式膜厚計ナノスペック７８３００を用いて測定を行った。
［デフェクトの測定］
デフェクト数の測定は、１８０ｎｍ以上のデフェクトを日立ＬＳ６７００を用いて測定を行った。【００７８】
【表２】
0006718157.tif 000003
【００７９】
本発明の実施例では研磨用組成物に用いられるシリカゾルが特定の数値範囲を有するパルスＮＭＲのＲｓｐ値と、そのシリカゾル中に含まれるシリカ粒子の形状係数ＳＦ１値が特定の数値を有する事で、それらを研磨用組成物として、デバイスウエハのＣＭＰ研磨に用いた時に高い研磨速度が得られると共に、デフェクトの発生を抑制する事ができる。本発明の研磨用組成物はデバイスウエハのＣＭＰ用研磨だけでなく、研磨速度が高い事からシリコンウエハ用研磨剤としても利用する事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
研磨用組成物に用いられるシリカゾルが特定の数値範囲を有するパルスＮＭＲのＲｓｐ値と、そのシリカゾル中に含まれるシリカ粒子の形状係数ＳＦ１値が特定の数値を有する事で、デバイスウエハのＣＭＰ研磨に用いた時に高い研磨速度が得られると共に、デフェクトの発生を抑制する事ができる。
【要約】
【課題】  デバイスウエハのＣＭＰ研磨に用いて高い研磨速度とデフェクトの発生を抑制する事が可能な研磨用組成物の提供。
【解決手段】  シリカ粒子を含む研磨用組成物であって、該シリカ粒子がコロイド状シリカ分散液に基づき、その分散液のパルスＮＭＲの測定値Ｒｓｐ＝（Ｒａｖ−Ｒｂ）／（Ｒｂ）が０．１５〜０．７であり、且つ該シリカ粒子の形状係数ＳＦ１＝（粒子の最大径を直径とする円の面積）／（投影面積）が１．２０〜１．８０である上記研磨用組成物。Ｒｓｐは水親和性を示す指標であり、Ｒａｖはコロイド状シリカ分散液の緩和時間逆数であり、Ｒｂはコロイド状シリカ分散液においてシリカ粒子を除いたブランク水溶液の緩和時間逆数である。コロイド状シリカ分散液の動的光散乱法により測定した平均粒子径が４０〜２００ｎｍであり、該分散液中のシリカ粒子は窒素ガス吸着法により測定した平均一次粒子径が１０〜８０ｎｍである。
【選択図】  なし