(57)【要約】【課題】　コロイダルシリカで半導体ウェーハーを鏡面状にまで研磨する方法において、研磨速度を著しく向上せしめる如き研磨剤及び研磨方法を提供すること。【解決手段】　電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカの安定なゾルからなる半導体ウェーハーの研磨剤、及びその研磨方法。【選択図】　なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカの安定なゾルからなる半導体ウェーハーの研磨剤。
【請求項２】
電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカの７〜11.5 のpHを有するアルカリ性の安定なゾルからなる珪素半導体ウェーハーの研磨剤。
【請求項３】
半導体ウェーハーの表面が圧力を受けるように研磨布と該半導体ウェーハーの表面とを接触させて、相対運動させながら、該接触面に、電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカを供給する工程を含む、半導体ウェーハーの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、コロイダルシリカによる半導体ウェーハーの研磨剤及び研磨方法の改良に関する。特に、本発明の研磨剤及び研磨方法は、珪素等単体の半導体、ガリウム砒素等化合物の半導体などのウェーハーを高速度で鏡面状に磨き上げるのに好適である。
【背景技術】
【０００２】
　半導体素子の製造には、鏡面状の平滑度を有する半導体ウェーハーが用いられている。このような鏡面を有するウェーハー、例えば、珪素ウェーハーは、単結晶珪素棒を薄い円板状に切断した後、逐次、この薄い円板を鏡面状を呈するまで磨き上げて行くことにより造られている。通常、この研磨には、上記切断直後の粗い表面に施されるラッピング工程と、これに続く精密研磨のためのポリシング工程が採用されている。そしてこのポリシング工程において、粗研磨と最終研磨が行われ、鏡面状を呈する半導体ウェーハーが造られている。上記ラッピング工程には主としてアルミナ粉末等が使用されるが、上記粗研磨及び最終研磨にはコロイダルシリカ、特にシリカゾルが使用されることが多い。そしてこの粗研磨と最終研磨では、通常、研磨布とウェーハー表面とを圧接下に相対運動させながら、この接触面にシリカゾルを供給する方法でウェーハー表面の研磨が行われる。
【０００３】
　珪素ウェーハー等を、４〜100 ナノメートル (以下、nmで表す。) の粒子径を有するシリカゾルと水溶性アミンと第４級アンモニウム塩基又はその塩とを含有する研磨剤で研磨することによって、研磨速度を高めるという改良された方法が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
　珪素ウェーハーの研磨効率の低下を防止できる改良された研磨剤として、７〜100 nmの粒子径を有するシリカゾルと水溶性アミンと弱酸のアルカリ金属塩を含有する組成物が開示されている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】米国特許第４４６２１８８号明細書
【特許文献２】特開平０４−３１３２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　上記米国特許第4462188 号明細書に開示の研磨剤には、研磨速度を高めるためにシリカゾル中にアミンや第４級アンモニウム塩基又はその塩が添加されているが、この研磨剤を、上記鏡面を有するウェーハーを造るための粗研磨及び最終研磨に使用しても、十分な研磨速度が得られない。上記特開平 04-313224 号公報に開示の研磨剤を使用してもやはり同様である。
【０００６】
　本発明は、シリカゾルによる半導体ウェーハーの粗研磨及び最終研磨において、これら研磨工程に要する時間を短縮できる如き改良された研磨剤及び研磨方法を提供しようとするものである。特に、研磨後の半導体ウェーハーが鏡面を呈する高精度に、このウェーハーを短時間に研磨することができるような安定なシリカゾルからなる研磨剤を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　解決手段は以下の通りである。
【０００８】
　第一観点は、電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカの安定なゾルからなる半導体ウェーハーの研磨剤である。
【０００９】
　第二観点は、電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカの７〜11.5 のpHを有するアルカリ性の安定なゾルからなる珪素半導体ウェーハーの研磨剤である。
【００１０】
　第三観点は、半導体ウェーハーの表面が圧力を受けるように研磨布と該半導体ウェーハーの表面とを接触させて、相対運動させながら、該接触面に、電子顕微鏡写真の画像解析により求められる７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めると共に、10〜550 m2/gの比表面積を有するコロイダルシリカを供給する工程を含む、半導体ウェーハーの研磨方法である。
【００１１】
　本発明の半導体ウェーハーの研磨方法は、７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ、好ましくはその安定なゾルを用いて研磨することを特徴とする。
【００１２】
　本発明の研磨方法に用いられるコロイダルシリカ粒子は、電子顕微鏡写真に現れた画像により容易に観察することができる。このコロイダルシリカ粒子は球形ではなく、短い径と長い径を有する歪な形状を有する。このコロイダルシリカの短い径と長い径の比は、短径／長径の比で表して 0.3〜0.8 、特に 0.5〜0.8 程度が好ましい。そしてこのコロイダルシリカ粒子としては、７〜1000 nm 、特に10〜500 nmの長径を有する粒子が好ましい。コロイダルシリカの大きさは、比表面積によっても表すことができ、10〜550 m２/gの比表面積を有するコロイダルシリカが好ましい。
【００１３】
　本発明の研磨方法に用いられるコロイダルシリカとしては、その粒子の短径／長径比と長径がなるべく揃っていることが好ましい。上記のような歪な形状を有するコロイダルシリカ粒子の他に、0.8 以上の短径／長径比と1000 nm 以下の長径を有する球状〜略球状のコロイダルシリカ粒子、或いは 0.3以下の短径／長径比と1000 nm 以下の長径を有する細長いコロイダルシリカ粒子などの異粒子が混在していてもよいが、その混在粒子数はなるべく少ないのがよく、上記歪な形状を有するコロイダルシリカ粒子の数が全粒子中50％以上を占めるようなコロイダルシリカが好ましい。このような粒子数の割合は、コロイダルシリカの電子顕微鏡写真の画像解析により求めることができる。
【００１４】
　本発明の研磨方法には、コロイダルシリカを、安定なゾルの形態で、特に、安定な水性ゾルとして用いるのが好ましい。この安定なゾルのSiO２濃度としては、0.5〜50重量％程度、特に 0.5〜30重量％が好ましい。そしてこの安定なゾルとしては、好ましい研磨が達成される限り、任意の成分、例えば、溶解したアルカリ性物質、溶解した酸性物質、溶解した塩などを含有することができる。
【００１５】
　珪素半導体ウェーハーの研磨には、上記歪な形状を有するコロイダルシリカを７〜11.5、特に 8.5〜11.5のpHを有するアルカリ性の安定な水性ゾルとして用いるのが好ましい。このようなアルカリ性の水性ゾルは、例えば、NaOHなどアルカリ金属水酸化物、アンモニア、モノエタノールアミンなどアミン類、テトラメチルアンモニウム水酸化物など第４級アンモニウム水酸化物類等、シリカゾルに通常加えられる水溶性のアルカリ性物質をゾル中に含有させることにより得られる。
【発明の効果】
【００１６】
　７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有する歪な形状のコロイダルシリカを研磨剤として、半導体ウェーハーの精密研磨に使用すると、単位時間当たりの研磨量が著しく増加し、研磨された半導体ウェーハーの生産能率を顕著に高めることができる。そしてこの歪な形状のコロイダルシリカからなる研磨剤は、従来の半導体ウェーハーの精密研磨に使用される装置に適用することがでる。
【００１７】
　この歪な形状のコロイダルシリカは、その安定な水性ゾルの形態で研磨に提供することができる。このゾルにアルカリ性物質を含有させることにより、半導体ウェーハーの研磨に好ましいアルカリ性のゾルが得られる。酸性のシリカゾルは、このアルカリ性のゾルに水溶性酸性物質を添加することにより、或いはこのアルカリ性のゾルを脱陽イオン処理することにより得られ、化合物半導体ウェーハーの研磨に使用することができる。
【００１８】
　この歪な形状のコロイダルシリカは、球状コロイダルシリカよりも研磨力が高いので、半導体ウェーハーのみならず種々の材料、例えば、サファイア等基板材料、リチウムタンタレート等電気光学材料、ガドリニウムガリウムガーネット等磁気材料、磁気ディスク用のアルミニウム、ガラス等の精密研磨にも有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
　本発明の研磨方法に用いられるアルカリ性の安定な水性ゾルは、種々の方法で造ることができる。その例としては、水ガラスなどのアルカリ金属珪酸塩の水溶液を脱陽イオン処理することにより得られるSiO２濃度２〜６重量％程度の活性珪酸の酸性水溶液に、アルカリ土類金属、例えば、Ca、Mg、Baなどの塩をその酸化物換算で上記活性珪酸のSiO２に対し 100〜1500 ppmの重量比に添加し、更にこの液中SiO２/M２O (M は、アルカリ金属原子、NH４　又は第４級アンモニウム基を表す。) モル比が20〜150 となる量の上記アルカリ物質を添加することにより得られる液を当初ヒール液とし、上記同様にして得られる２〜６重量％のSiO２濃度と20〜150 のSiO２/M２O (M は、上記に同じ。) モル比を有する活性珪酸水溶液をチャージ液として、60〜150 ℃で上記当初ヒール液に上記チャージ液を、１時間当たり、チャージ液SiO２／当初ヒール液SiO２の重量比として0.05〜1.0 の速度で、液から水を蒸発除去しながら又はせずに、添加する方法が挙げられる。上記の水を蒸発除去しながら造る方法では、加えられたチャージ液とヒール液の全容積が一定となるような速度でチャージ液を添加するのが好ましい。
【００２０】
　別の例としては、水ガラス等のアルカリ金属珪酸塩の水溶液を脱陽イオン処理することにより得られるSiO２濃度２〜６重量％程度の活性珪酸の酸性水溶液に、アルカリ土類金属、例えば、Ca、Mg、Baなどの塩をその酸化物換算で上記活性珪酸のSiO２に対し 100〜1500 ppmの重量比に添加し、更にこの液中SiO２/M２O (M は、上記に同じ。) モル比が20〜200 となる量の上記アルカリ物質を添加した後、70〜150 ℃で加熱することにより一旦シリカゾルを生成させ、最後にこのシリカゾルにアルカリ金属水酸化物、水溶性有機塩基等を加え、そしてこのアルカリ添加のシリカゾルを70〜150 ℃に保ちながら、攪拌下に、上記と同じ活性珪酸の酸性水溶液を上記ゾル中のSiO２に対し活性珪酸のSiO２の重量比が、１時間当たり、0.01〜10となる速度でゾル中のSiO２/M２O (M は、上記に同じ。) モル比が20〜200 となるまで加える方法が挙げられる。
【００２１】
　化合物半導体ウェーハーの研磨には、上記歪な形状を有するアルカリ性ゾルのみならず、酸性の、好ましくは 1.5〜５のpHを有する安定な水性ゾルとして用いることもできる。このような酸性の水性ゾルは、上記アルカリ性の水性ゾルに、例えば、水溶性の酸性物質を含有させることにより、或いは上記アルカリ性の水性ゾルを脱陽イオン処理することにより得られる。更に、上記アルカリ性又は酸性の水性シリカゾルに水溶性のアルミニウム塩やジルコニウム塩などを添加して、コロイダルシリカ表面をこれらアルミニウムイオンやジルコニウムイオンなどで被覆した安定なゾルも使用することができる。
【００２２】
　本発明による研磨の対象とする半導体としては、珪素、ゲルマニウムなどの単体からなる半導体、ガリウム砒素等化合物からなる半導体など従来から知られているものでよい。
【００２３】
　本発明の半導体ウェーハーの研磨方法は、通常の半導体ウェーハーの研磨装置を使用して行うことができる。例えば、上方に設置された回転できるセラミックス製定盤と下方に設置された研磨布張設の回転ディスクからなる研磨装置を使用して、このセラミックス製定盤に半導体ウェーハーを固定した後、このウェーハーの表面が 0.1〜1.0 kg/cm２程度の圧力を受けるように、ウェーハー表面と研磨布とを接触させ、この研磨布上に上記シリカゾルを供給しながら、セラミックス製定盤とディスクを回転させる方法で行うことができる。
【００２４】
　通常、球形を有するコロイダルシリシカのゾルが市販され、半導体ウェーハーの研磨にも、この球形のコロイダルシリカのゾルが使用されていたが、これに替えて、上記歪な形状を有するコロイダルシリカのゾルを半導体ウェーハーの研磨に使用すると、粗研磨及び最終研磨において研磨速度が顕著に向上することが見出された。
【００２５】
　この意外な効果は、恐らく、上記のように研磨布と半導体ウェーハーとが圧接下相対運動するときに、この布材料表面とウェーハー表面との間に挟まれて介在するコロイダルシリカ粒子は回転するが、その際、この歪形状のコロイダルシリカ粒子は、球形のコロイダルシリカ粒子に比べて回転しにくいので、その結果、布材料表面とウェーハー表面との間の摩擦力が著しく増大する。しかし、研磨布と半導体ウェーハーとの圧接下の相対運動速度は一定に保たれるから、この増大した摩擦力によってウェーハー表面の研磨量が顕著に高まるものと考えられる。
【００２６】
　けれども、 0.3〜0.8 の短径／長径の比は有していても、1000 nm より大きい長径を有するコロイダルシリカは、1000 nm より小さい長径のコロイダルシリカに比べて、同一SiO２濃度では、研磨速度を増加させない。コロイダルシリカ粒子の長径が小さい程、そのコロイダルシリカは研磨速度を増加せしめるが、７nmより小さい長径を有するコロイダルシリカでは、繰り返し使用の場合の安定性に乏しい。0.3 より小さい短径／長径比を有するコロイダルシリカも、研磨速度を顕著には増加させない。
【００２７】
　半導体ウェーハーの研磨に、50重量％を越える程の高濃度にSiO２を含有するシリカゾルを使用すると、このようなゾルは研磨中にゲル化を起こし易く、好ましくは30重量％以下のSiO２濃度を有するシリカゾルを使用するのがよい。しかし、0.5 重量％以下のSiO２濃度を有するシリカゾルを使用すると、やはり十分な研磨速度が得られない。
【００２８】
　珪素半導体ウェーハーの研磨には、コロイダルシリカによる研磨が行われる限り、酸性、アルカリ性のいずれのゾルも使用できるが、8.5 以下のpHを有するシリカゾルを使用すると、化学研磨に貢献するアルカリ分が不足し、十分な研磨速度が得られない。ゾル中のアルカリ分が多いゾル程、そのようなゾルは大きい研磨速度を与えるが、そのpHが11.5を越える程の強アルカリ性のシリカゾルを使用すると、研磨中に、この強アルカリによってゾル中のコロイダルシリカが溶解することがあり、ゾルの増粘を引き起こす原因となるばかりでなく、珪素半導体ウェーハー表面に新たな荒れを生じさせ易い。
【００２９】
　一般に、長径が小さくなる程シリカゾルの安定性は低下する傾向にあり、20〜30 nm 程度の長径を有するコロイダルシリカをSiO２として20重量％程度以上に含有するシリカゾルは、pH５〜７の中性付近で不安定であるが、SiO２として20重量％以下であればpH５〜７を有していても使用することができる。また、30nmより大きい長径を有するコロイダルシリカのゾルでは、20重量％以上の高濃度でも、pH５〜７の中性付近で使用することができる。
【００３０】
　化合物半導体ウェーハーの研磨には、７〜11.5のpHを有するアルカリ性シリカゾル又は 1.5〜５のpHを有する酸性シリカゾルを使用するのが好ましい。 1.5以下のpHを有するシリカゾルは、その強い酸性によって研磨装置に用いられている鉄材に腐蝕を起こさせ易く好ましくない。
【実施例】
【００３１】
　実施例１
　この例では、半導体ウェーハーの研磨に使用するための下記６種類のシリカゾル(S１)、(S２)、(S３)、(S４)、(S５)及び(S６)が調製された。
【００３２】
　シリカゾル(S１)の調製：
　29.8重量％のSiO２濃度と9.6 重量％のNa２O濃度を有する市販の水ガラス溶液に水を加えることにより、 4.0重量％のSiO２濃度を有する珪酸ナトリウム水溶液を調製した。
【００３３】
　次いで、この珪酸ナトリウム水溶液を、陽イオン交換樹脂のカラムに通すことにより、 2.6のpHと4.0 重量％のSiO２濃度を有する活性珪酸水溶液を調製した。この活性珪酸水溶液に、塩化マグネシウム水溶液をMgO として上記活性珪酸のSiO２に対し400 ppm の重量比に添加し、更に水酸化ナトリウムを加えることにより、90のSiO２/Na２O モル比を有するアルカリ安定化活性珪酸水溶液(A) を調製した。
【００３４】
　この水溶液(A) からその900gをヒール液としてガラス製反応器に投入し、加熱することにより液の沸点の温度に到達させた。次いで、別途採取された上記水溶液(A) をチャージ液として、攪拌下のこのヒール液中に、１時間当たり85g の添加速度で48時間にわたり連続的に添加することによりシリカゾルを調製した。この間、反応器内の液容積が一定となるように液から水を蒸発除去した。
【００３５】
　得られたシリカゾルは、1.131 の比重、20.5重量％のSiO２濃度、9.7 のpH、3.0cp の25℃粘度及び160m２/g の比表面積を有していた。このゾルのコロイダルシリカ粒子を電子顕微鏡写真に撮影し、画像解析装置を使用して形状を解析したところ、 0.3〜0.8 の短径／長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数は71％を占めていた。残りのコロイダルシリカ粒子は殆どが球形に近いものであった。この写真に撮影されたコロイダルシリカ粒子は、20〜40nmの範囲の長径を有していた。
【００３６】
　このシリカゾルに水を加えることにより、 2.0重量％のSiO２濃度と9.3 のpHを有するシリカゾル(S１)を調製した。
【００３７】
　シリカゾル(S２)の調製：
　ゾル(S１)の調製と同様にして得られた 2.6のpHと4.0 重量％のSiO２濃度を有する活性珪酸水溶液2000g に、攪拌下、10重量％の塩化マグネシウム水溶液を1.8gを加えた後、更に10重量％の水酸化ナトリウム水溶液13.3g を加えることにより、80のSiO２/Na２O モル比を有する変性された活性珪酸水溶液を調製した。この変性された水溶液を３リットルのステンレス製オートクレーブに仕込み、150 ℃で６時間の加熱を行うことにより第１段のシリカゾルを生成させた。
【００３８】
　次いで、この生成ゾルを冷却後、限外ろ過装置により、SiO２濃度20.5重量％まで濃縮した。この濃縮ゾル138gと水762gを、攪拌機及び蒸発管を備えたがラス製反応器に投入し、更にゾル(S１)の調製に用いられたSiO２濃度4.0 重量％の珪酸ナトリウム水溶液29.4g を除々に投入した後、反応器内を沸騰状態に保った。この反応器中へ、上記調製直後の活性珪酸の水溶液を、１時間当たり100gの速度で7.2 時間を要して添加すると同時に、容器内の水を蒸発除去することにより容器内の液量を一定に保った。この添加終了後、0.5 時間同温度で加熱を行うことにより第２段のシリカゾルを生成させた。
【００３９】
　次いで、この反応器中の第２段のゾルに、上記と同じ珪酸ナトリウム水溶液52.1g を除々に添加し、上記調製直後の活性珪酸の水溶液を、１時間当たり100gの速度で14時間を要して添加すると同時に、容器内の水を蒸発除去することにより容器内の液量を一定に保った。この添加終了後、0.5 時間同温度で加熱を行うことにより第３段のシリカゾルを生成させた。
【００４０】
　次いで、この反応器中の第３段のゾルに、上記と同じ珪酸ナトリウム水溶液48.8g を除々に添加し、上記調製直後の活性珪酸の水溶液を、１時間当たり100gの速度で15.8時間を要して添加すると同時に、容器内の水を蒸発除去することにより容器内の液量を一定に保った。この添加終了後、２時間同温度で加熱を行うことにより最終のシリカゾルを生成させた。
【００４１】
　得られた最終のシリカゾルは、1.130 の比重、20.4重量％のSiO２濃度、10.5のpH、2.1cp の25℃粘度、及び75m２/gの比表面積を有していた。
【００４２】
　上記同様にして、コロイダルシリカ粒子の形状を解析したところ、 0.3〜0.8の短径/ 長径比を有するコロイダルシリカ粒子の数は58％を占めていた。残りのコロイダルシリカ粒子は、殆どが球形に近いものであった。電子顕微鏡写真に撮影されたコロイダルシリカ粒子は45〜80nmの範囲の長径を有していた。
【００４３】
　このゾルに水を加えることにより、4.0 重量％のSiO２濃度と10.3のpHを有するシリカゾル(S２)を調製した。
【００４４】
　シリカゾル(S３)の調製：
　ゾル(S１)の調製と同様にして得られた20.5重量％のSiO２濃度を有するシリカゾルに、モノエタノールアミンを加えることにより、20重量％のSiO２濃度と11.1のpHを有するシリカゾル(S３)を調製した。
【００４５】
　シリカゾル(S４)の調製：
　上記同様にして調製されたシリカゾル(S１)を陽イオン交換樹脂で処理して、アルカリの一部を除去することにより、 2.0重量％のSiO２濃度と7.8 のpHを有するシリカゾル(S４)を調製した。
シリカゾル(S５)の調製：ゾル(S１)の調製と同様にして得られた20.5重量％のSiO２濃度を有するシリカゾルに、水とNaOHを加えることにより、 8.0重量％のSiO２濃度と11.8のpHを有するシリカゾル(S５)を調製した。
【００４６】
　シリカゾル(S６)の調製：
　市販の水性シリカゾル (日産化学工業株式会社製の商品名スノーテックス-30)に水を加えることにより、 2.0重量％のSiO２濃度と 9.4のpHを有するシリカゾル(S６)を調製した。このゾルのコロイダルシリカは、230m２/g の比表面積を有し、電子顕微鏡写真に撮影された粒子の画像によれば、殆どの粒子は球形に近く、そして画像解析の結果によれば、 0.3〜0.8 以下の短径／長径比を有する粒子の数は22％であった。
【００４７】
　実施例２
　この例は、上記ゾル(S１)〜(S６)を研磨剤として使用して、珪素半導体ウェーハーを研磨した例である。
【００４８】
　従来から使用されている通常の研磨装置が用意された。この装置は、上方に設置された回転できるセラミックス製定盤と下方に設置された研磨布張設の回転ディスクを備えている。
【００４９】
　この研磨装置のセラミックス製定盤に、 500ミクロンの厚さと５インチの直径を有する珪素半導体ウェーハーを取り付けた。研磨布に十分の研磨剤が保持されるように研磨剤を注ぎながら、接触圧 350g/cm２　で20分間研磨を続けた後、研磨を停止して、研磨前後のウェーハーの厚みの差から研磨厚さを測定し研磨量を算出した。第１表には、用いられたゾルのSiO２濃度 (％）、pH、コロイダルシリカの比表面積(m２/g)、及び 0.3〜0.8 の短径／長径比を有する歪な形状の粒子数の％と共に、ゾル(S６)の研磨量を 100としたときのゾル(S１)〜(S５)の研磨量の相対値を示した。
【００５０】
　尚、ゾル(S５)を使用した例では、研磨終了後のウェーハー表面に新たな荒れが発生していた。
【００５１】
【表１】
2004140394.tif 000002
【００５２】
　７〜1000 nm の長径と 0.3〜0.8 の短径／長径比を有する歪な形状のコロイダルシリカを研磨剤として、半導体ウェーハーの精密研磨に使用すると、単位時間当たりの研磨量が著しく増加し、研磨された半導体ウェーハーの生産能率を顕著に高めることができる。そしてこの歪な形状のコロイダルシリカからなる研磨剤は、従来の半導体ウェーハーの精密研磨に使用される装置に適用することがでる。
【００５３】
　この歪な形状のコロイダルシリカは、その安定な水性ゾルの形態で研磨に提供することができる。このゾルにアルカリ性物質を含有させることにより、半導体ウェーハーの研磨に好ましいアルカリ性のゾルが得られる。酸性のシリカゾルは、このアルカリ性のゾルに水溶性酸性物質を添加することにより、或いはこのアルカリ性のゾルを脱陽イオン処理することにより得られ、化合物半導体ウェーハーの研磨に使用することができる。
【００５４】
　この歪な形状のコロイダルシリカは、球状コロイダルシリカよりも研磨力が高いので、半導体ウェーハーのみならず種々の材料、例えば、サファイア等基板材料、リチウムタンタレート等電気光学材料、ガドリニウムガリウムガーネット等磁気材料、磁気ディスク用のアルミニウム、ガラス等の精密研磨にも有用である。