研磨用组合物的制作方法_3

文档序号:9308737阅读:来源:国知局
速度提高的观点来看是特别优选的,使用有机酸作为PH调节剂时,优 选乙醇酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、和衣康酸。
[0039] 作为可以用作pH调节剂的碱,可列举出:脂肪族胺、芳香族胺等胺、氢氧化季铵等 有机碱、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、四甲基氢氧化铵和氨等。其 中,从获取容易性出发,优选为氢氧化钾或氨。
[0040] 另外,可以使用前述酸的铵盐、碱金属盐等盐代替前述酸或与前述酸组合来作为 PH调节剂。尤其,为弱酸和强碱、强酸和弱碱、或弱酸和弱碱的组合时,可以期待pH的缓冲 作用。
[0041] 对pH调节剂的添加量没有特别的限制,适宜调节研磨用组合物为所期望的pH即 可。
[0042] 本发明的研磨用组合物的pH的下限优选为5以上,更优选为7以上。随着研磨用 组合物的pH增大,作为磨粒的胶体二氧化硅颗粒的分散性提高。
[0043] 另外,本发明的研磨用组合物的pH的上限优选为11以下,更优选为10以下。随 着研磨用组合物的PH减小,胶体二氧化硅颗粒的分散性、组合物的安全性、组合物的经济 性等进一步提高。从降低(或防止)划痕产生的观点出发,PH的上限进一步优选为11以 下。
[0044] [研磨用组合物的制造方法]
[0045] 对本发明的研磨用组合物的制造方法没有特别的限制,例如可以通过将胶体二氧 化硅颗粒和根据需要的pH调节剂等其它成分在水中进行搅拌混合而得到。
[0046] 对各成分进行混合的顺序、混合时的温度和混合时间没有特别限制。
[0047] [研磨方法和蓝宝石基板的制造方法]
[0048] 如上所述,本发明的研磨用组合物适宜用于对具有无极性面(A面、M面等)或半 极性面(R面等)的蓝宝石基板进行研磨的用途。因此,本发明提供一种使用本发明的研磨 用组合物研磨具有无极性面或半极性面的蓝宝石基板的研磨方法。另外,本发明提供一种 包括用前述研磨方法研磨具有无极性面或半极性面的蓝宝石基板的工序的蓝宝石基板的 制造方法。
[0049] 使用本发明的研磨用组合物研磨蓝宝石基板时,可以使用通常在蓝宝石基板研磨 中使用的装置、条件来进行。作为一般的研磨装置,有单面研磨装置、双面研磨装置,单面研 磨装置中,使用粘贴在以陶瓷板等为代表的粘贴板上的、被称作承载器的保持工具保持基 板,一边供给研磨用组合物,一边将粘贴有研磨布的平板按压在基板单面,并使平板旋转, 由此来研磨基板的单面。在使用单面研磨装置的加工中,可以增大研磨载荷和可以将蓝宝 石基板固定于粘贴板,由此可以提高基板与磨粒的密合性,因此可以有效地进行基板与磨 粒的固相反应,即使在个数平均粒径小的情况下,也可以提高研磨效率。双面研磨装置中, 使用被称作承载器的保持工具保持基板,一边从上方供给研磨用组合物,一边将粘贴有研 磨布的平板按压在基板的相对面,使它们向相对方向旋转,由此来研磨基板的双面。使用双 面研磨装置的加工时,对装置的结构方面、研磨载荷存在制约,无法施加较大载荷,蓝宝石 基板不能被完全固定于承载器,因此研磨载荷容易被分散。因此,为了有效地进行基板与磨 粒的固相反应、使研磨效率充分发挥,个数平均粒径优选为较大。另一方面,可以推定在双 面研磨装置中,可以期待由于磨粒为凹凸造成的摩擦力使研磨效率提高。无论哪种情况,都 是通过研磨垫和研磨用组合物与基板的摩擦造成的物理的作用、以及研磨用组合物对基板 带来的化学作用来进行研磨,因此有效地进行基板与磨粒的固相反应是重要的。
[0050] 作为本发明的研磨方法中的研磨条件,可列举出研磨载荷。通常,载荷变得越高则 磨粒的摩擦力变得越高,机械加工力提高,因此研磨速度上升。对本发明的研磨方法的载 荷的上限值没有特别限定,相对于基板的每单位面积优选为50g/cm2以上,更优选为100g/ cm2以上,进一步优选为300g/cm2以上。另一方面,对载荷的下限值没有特别限定,优选为 1000g/cm2以下,更优选为800g/cm2以下,进一步优选为600g/cm2以下。若研磨载荷低,贝Ij 有时无法发挥充分的研磨速度。另外,若研磨载荷高,则有时载荷造成基板破损、在表面产 生损伤等缺陷。
[0051] 另外,作为本发明的研磨方法的研磨条件,可列举出研磨中的线速度。通常,线速 度受到研磨垫的转速、承载器的转速、基板的大小、基板的数量等的影响,线速度大时对基 板施加的摩擦力也变大,因此边缘受到机械研磨的作用也变大。另外,因摩擦而产生摩擦 热,有时研磨用组合物的化学作用增大。对本发明的研磨方法的线速度的下限值没有特别 限定,优选为IOm/分钟以上,更优选为25m/分钟。另一方面,对线速度的上限值没有特别 限定,优选为300m/分钟以下,更优选为200m/分钟以下。若线速度低,则有时无法得到充 分的研磨速度。另外,若线速度大,则存在因基板的摩擦而使研磨垫破损的情况、反而无法 充分传递对基板的摩擦,有时成为所谓的基板滑动状态,无法充分地研磨。
[0052] 对在本发明的研磨方法中使用的研磨垫没有特别限定,例如有:聚氨酯型、无纺布 型、绒面革型等材质不同的研磨垫,除此以外还有硬度、厚度等物性不同、进而包含磨粒的 研磨垫、不包含磨粒的研磨垫等,可以使用这些当中的任意种垫。
[0053] 使用上述研磨用组合物研磨蓝宝石基板时,可以回收曾经在研磨中使用的研磨用 组合物并再次用于研磨。作为研磨用组合物的再使用的方法的一个例子,可列举出将从研 磨装置排出的研磨用组合物暂时回收在容器内,使其再次向研磨装置内循环来使用的方 法。循环使用研磨用组合物在能够通过减少作为废液排出的研磨用组合物的量来降低环境 负担的方面、和能够通过减少使用的研磨用组合物的量来抑制蓝宝石基板研磨所耗费的制 造成本的方面是有用的。
[0054] 在循环使用本发明的研磨用组合物时,可以将因研磨而消耗/损失的胶体二氧化 硅颗粒和添加剂的一部分或全部作为组合物调节剂添加到循环使用中。此时,作为组合物 调节剂,可以是使胶体二氧化硅颗粒和添加剂的一部分或全部以任意混合比率混合得到的 混合物。通过追加添加组合物调节剂,从而将研磨用组合物调节为适宜再利用的组合物,可 适宜地维持研磨。组合物调节剂中含有的胶体二氧化硅颗粒和添加剂的浓度为任意浓度, 没有特别限定,优选根据循环容器的大小、研磨条件而适宜调节。
[0055] 作为本发明的研磨方法的研磨条件,可列举出研磨用组合物的供给量。供给量根 据所研磨的基板的种类、研磨装置、研磨条件而不同,只要是可以将研磨用组合物没有不均 地向基板与研磨垫之间整面供给的充分量即可。研磨用组合物的供给量少时,有时不能向 基板整体供给研磨用组合物、研磨用组合物干燥凝固而使基板表面产生缺陷。相反,供给量 多时不经济,此外,有时由于过剩的研磨用组合物、尤其是水等介质使摩擦受到妨碍,阻碍 研磨。
[0056] 本发明的研磨用组合物可以为单组分型,也可以为以将研磨用组合物的一部分或 全部以任意混合比率混合的双组分型为首的多组分型的组合物。另外,在使用具有多个研 磨用组合物的供给路径的研磨装置时,为了使研磨用组合物在研磨装置上混合,可以使用 预先进行了调节的两种以上的研磨用组合物。
[0057] 另外,本发明的研磨用组合物也可以通过用水对研磨用组合物
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