JP2003188121A - Polishing liquid composition for oxide single crystal substrate and polishing method using the same - Google Patents
Polishing liquid composition for oxide single crystal substrate and polishing method using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】タンタル酸リチウムあるいはニオブ酸リチウム
等の酸化物単結晶基板の精密研磨加工において、被研磨
物表面に表面欠陥を生じさせること無く、研磨速度を向
上し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた研磨
方法、表面品質に優れた酸化物単結晶基板を提供するこ
と。
【解決手段】水と、コロイダルシリカと、並びにポリア
ミノカルボン酸系化合物、ポリアミン系化合物、ホスホ
ン酸系化合物、ビピリジン系化合物、ポリカルボニル系
化合物、芳香族ポリヒドロキシ系化合物及びこれらの塩
よりなる群から選択される少なくとも一種のキレート性
化合物とを含有してなる酸化物単結晶基板用研磨液組成
物、該研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する酸化
物単結晶基板の研磨方法、並びに該研磨方法により研磨
して得られる酸化物単結晶基板。(57) Abstract: A polishing liquid capable of improving a polishing rate without causing surface defects on the surface of a workpiece in precision polishing of an oxide single crystal substrate such as lithium tantalate or lithium niobate. A composition, a polishing method using the polishing composition, and an oxide single crystal substrate having excellent surface quality. The present invention relates to water, colloidal silica, and polyaminocarboxylic acid compounds, polyamine compounds, phosphonic acid compounds, bipyridine compounds, polycarbonyl compounds, aromatic polyhydroxy compounds, and salts thereof. A polishing composition for an oxide single crystal substrate comprising at least one selected chelating compound, a method for polishing an oxide single crystal substrate for polishing a substrate to be polished using the polishing composition, and An oxide single crystal substrate obtained by polishing by the polishing method.
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、弾性表面波素子や
電気光学素子等の基板となる強誘電体基板として広く用
いられるタンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム等の
酸化物単結晶基板の表面を精密に研磨加工するために用
いられる研磨液組成物、及び該研磨液組成物を用いた研
磨方法、並びに該研磨方法により研磨して得られる酸化
物単結晶基板に関するものである。The present invention relates to a surface of an oxide single crystal substrate, such as lithium tantalate or lithium niobate, which is widely used as a ferroelectric substrate for a surface acoustic wave device, an electro-optical device or the like. The present invention relates to a polishing liquid composition used for polishing, a polishing method using the polishing liquid composition, and an oxide single crystal substrate obtained by polishing by the polishing method.
【0002】[0002]
【従来技術】圧電性、焦電性、電気光学効果に優れるタ
ンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の酸化物単結晶
は、従来より、テレビやビデオ機器等の映像機器用各種
弾性表面波デバイス用基板材料として用いられてきた
が、近年、急速に市場拡大している移動体通信機器(携
帯電話、PHS、ページャー、等)に使用される各種弾
性表面波デバイス用基板としても必要不可欠な基板材料
となっている。2. Description of the Related Art Oxide single crystals such as lithium tantalate and lithium niobate, which are excellent in piezoelectricity, pyroelectricity, and electro-optic effect, have been conventionally used as substrates for various surface acoustic wave devices for video equipment such as televisions and video equipment. Although it has been used as a material, it has been used as a substrate material for various surface acoustic wave devices used in mobile communication devices (cell phones, PHS, pagers, etc.), which are rapidly expanding their markets in recent years. Has become.
【0003】各種弾性表面波デバイス用基板表面には、
通常、鏡面を得るために、ポリッシング加工が施され
る。タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの酸化
物単結晶は、硬度(モース硬度で5〜6)が高く、ま
た、化学的にも極めて安定な材料であることから、研磨
速度は非常に遅く、通常、工業的には、研磨液を供給、
回収の繰り返しによる循環供給方式で使用しているが、
所望の厚みを得るために10時間近い研磨時間を必要と
する場合もあり、その生産性と効率の低さが課題となっ
ていた。On the surface of the substrate for various surface acoustic wave devices,
Usually, polishing is performed to obtain a mirror surface. Oxide single crystals such as lithium tantalate and lithium niobate have a high hardness (5 to 6 Mohs hardness) and are chemically very stable materials, so that the polishing rate is very slow, , Industrially, supply polishing liquid,
Although it is used in a circulating supply system by repeating collection,
In some cases, a polishing time of nearly 10 hours is required to obtain a desired thickness, and its productivity and low efficiency have been problems.
【0004】そこで、この課題に対して現在まで様々な
研磨用組成物が提案されている。例えば、特開平6−1
91988号公報では、コロイダルシリカ、コロイダル
アルミナあるいはコロイダルジルコニアよりなる研磨剤
に、加工液としてKOH、NaOH、NaClO、Br
−メタノールを加えて用いることが提案されている。し
かしながら、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムよ
りなる酸化物単結晶は、前述の通り硬度が高いことの他
に、化学的にも非常に安定な化合物であるため、研磨速
度が十分改善されていない。Therefore, various polishing compositions have been proposed to date for this problem. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-1
No. 91988, a polishing agent made of colloidal silica, colloidal alumina or colloidal zirconia is used, and KOH, NaOH, NaClO and Br are used as working fluids.
-It has been proposed to use with the addition of methanol. However, since the oxide single crystal made of lithium tantalate and lithium niobate has a high hardness as described above and is a chemically very stable compound, the polishing rate has not been sufficiently improved.
【0005】一方、特開平3−54287号公報では、
仮焼アルミナ粉末含有の研磨用組成物が、特開平5−1
279号公報では、BET比表面積が10〜60m2 /
gで、二次粒子径が0.5〜5μmである微粒状二酸化
ケイ素の水性スラリー分散液を研磨用組成物として使用
する方法が、そして特開2001−239652号公報
では、0.3μm以下の平均粒子径(D50)を有し、
且つBET比表面積が15〜50m2 /gのα−アルミ
ナを水性媒体中に分散した研磨液組成物が提案されてい
る。しかしながら、これらの方法は、平均粒子径の比較
的大きな研磨剤砥粒を使用しているため高精度の鏡面は
得られず、またスクラッチも多く発生するという問題が
ある。On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-54287,
A polishing composition containing calcined alumina powder is disclosed in JP-A-5-1.
In Japanese Patent No. 279, the BET specific surface area is 10 to 60 m 2 /
g, and a method of using an aqueous slurry dispersion of finely divided silicon dioxide having a secondary particle diameter of 0.5 to 5 μm as a polishing composition, and in JP 2001-239652 A, a method of Have an average particle size (D50),
Further, there has been proposed a polishing composition in which α-alumina having a BET specific surface area of 15 to 50 m 2 / g is dispersed in an aqueous medium. However, these methods have a problem that a highly accurate mirror surface cannot be obtained because many abrasive grains having a relatively large average particle diameter are used, and scratches often occur.
【0006】更に、特開2001−93866号公報で
は、平均一次粒子径が8〜150nm、かつ平均二次粒
子径が12〜400nmである酸化珪素粒子を含み、酸
化珪素1重量%あたり10mS/m以上の導電性を付与
された研磨用組成物が、また特開2001−15213
4号公報では、平均一次粒子径Aが40〜150nmで
あり、平均二次粒子径Bとの径の比率B/Aが1以上
1.4未満の酸化珪素粒子を含み、酸化珪素1重量%あ
たり10mS/m以上の導電性を付与された研磨用組成
物が提案されているが、いずれも研磨速度や表面品質が
十分に改善されてはいない。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-93866, silicon oxide particles having an average primary particle diameter of 8 to 150 nm and an average secondary particle diameter of 12 to 400 nm are included, and 10 mS / m per 1% by weight of silicon oxide. The polishing composition provided with the above-mentioned conductivity is also disclosed in JP-A 2001-15213.
According to Japanese Patent Laid-Open No. 4, the average primary particle diameter A is 40 to 150 nm, the ratio B / A of the diameter to the average secondary particle diameter B is 1 or more and less than 1.4, and the silicon oxide particles are 1 wt%. Although a polishing composition having a conductivity of 10 mS / m or more has been proposed, none of them has sufficiently improved the polishing rate and the surface quality.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タン
タル酸リチウムあるいはニオブ酸リチウム等の酸化物単
結晶基板の精密研磨加工において、被研磨物表面に表面
欠陥を生じさせること無く、研磨速度を向上し得る研磨
液組成物及び該研磨液組成物を用いた研磨方法、表面品
質に優れた酸化物単結晶基板を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to perform a precision polishing process on an oxide single crystal substrate such as lithium tantalate or lithium niobate without causing surface defects on the surface of the object to be polished. A polishing liquid composition capable of improving the above, a polishing method using the polishing liquid composition, and an oxide single crystal substrate excellent in surface quality are provided.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
〔1〕水と、コロイダルシリカと、並びにポリアミノカ
ルボン酸系化合物、ポリアミン系化合物、ホスホン酸系
化合物、ビピリジン系化合物、ポリカルボニル系化合
物、芳香族ポリヒドロキシ系化合物及びこれらの塩より
なる群から選択される少なくとも一種のキレート性化合
物とを含有してなる酸化物単結晶基板用研磨液組成物、
〔2〕前記〔1〕記載の研磨液組成物を用いて被研磨基
板を研磨する酸化物単結晶基板の研磨方法、〔3〕前記
〔2〕記載の研磨方法により研磨して得られる酸化物単
結晶基板に関する。The summary of the present invention is as follows.
[1] Water, colloidal silica, and selected from the group consisting of polyaminocarboxylic acid compounds, polyamine compounds, phosphonic acid compounds, bipyridine compounds, polycarbonyl compounds, aromatic polyhydroxy compounds and salts thereof. An oxide single crystal substrate polishing composition containing at least one chelating compound
[2] A method for polishing an oxide single crystal substrate, which comprises polishing a substrate to be polished using the polishing composition of [1], and [3] an oxide obtained by polishing by the polishing method of [2]. It relates to a single crystal substrate.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明においては、酸化物単結晶
基板の表面品質を向上させる観点から、コロイダルシリ
カを用いる。本発明に用いるコロイダルシリカとして
は、特に製法には限定されないが、例えば、水ガラス
(珪酸ナトリウム水溶液)から脱アルカリを行なって製
造されるコロイダルシリカ、エチルシリケート等の有機
ケイ素化合物を加水分解して製造されるコロイダルシリ
カ、フュームドシリカを水に分散することにより製造さ
れるコロイダルシリカ等を使用することが出来る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, colloidal silica is used from the viewpoint of improving the surface quality of an oxide single crystal substrate. The colloidal silica used in the present invention is not particularly limited to the production method, for example, colloidal silica produced by dealkalization from water glass (sodium silicate aqueous solution), an organosilicon compound such as ethyl silicate is hydrolyzed. Colloidal silica produced, colloidal silica produced by dispersing fumed silica in water, and the like can be used.
【0010】コロイダルシリカの平均粒径は、十分な研
磨速度を達成する観点から、好ましくは10nm以上、
より好ましくは20nm以上、更に好ましくは30nm
以上であり、スクラッチの低減や表面粗さの低減等、表
面品質を向上させる観点から好ましくは200nm以
下、より好ましくは180nm以下、更に好ましくは1
50nm以下である。該平均粒径は、好ましくは10n
m〜200nm、より好ましくは20nm〜180n
m、更に好ましくは30nm〜150nmである。The average particle size of colloidal silica is preferably 10 nm or more from the viewpoint of achieving a sufficient polishing rate.
More preferably 20 nm or more, further preferably 30 nm
From the viewpoint of improving surface quality such as scratch reduction and surface roughness reduction, the thickness is preferably 200 nm or less, more preferably 180 nm or less, and further preferably 1 nm or less.
It is 50 nm or less. The average particle size is preferably 10 n
m-200 nm, more preferably 20 nm-180 n
m, and more preferably 30 nm to 150 nm.
【0011】なお、本発明におけるコロイダルシリカの
平均粒径は、走査型電子顕微鏡(以下SEMという)を
用いて以下の方法により求めることができる。本発明の
コロイダルシリカを含有する研磨液組成物をコロイダル
シリカ濃度が0.5重量%になるようにエタノールで希
釈する。この希釈した溶液を約50℃に加温したSEM
用の試料台に均一に塗布する。その後、過剰の溶液を濾
紙で吸い取り溶液が凝集しないように均一に自然乾燥さ
せる。自然乾燥させたコロイダルシリカ粒子にPt−P
dを蒸着させて、日立製作所社製電界効果走査型電子顕
微鏡(FE−SEM:S−4000型)を用いて、視野
中に500個前後のコロイダルシリカ粒子が観察される
ように倍率を3000倍〜10万倍で調節し、1つの試
料台について2点観察し写真を撮影する。撮影された写
真(4インチ×5インチサイズ)をコピー機等によりA
4サイズに拡大して、各コロイダルシリカの粒径をノギ
スにより計測し集計する。この操作を数回繰り返して計
測するコロイダルシリカの数が2000個以上になるよ
うにする。SEMによる測定点数を増やすことは、正確
な平均粒径を求める観点からより好ましい。粒径分布を
集計し、小さい粒径からその頻度(%)を加算し、その
値が50%となる粒径を平均粒径とした。The average particle size of the colloidal silica in the present invention can be determined by the following method using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM). The polishing liquid composition containing the colloidal silica of the present invention is diluted with ethanol so that the colloidal silica concentration becomes 0.5% by weight. This diluted solution was heated to about 50 ° C by SEM
Apply evenly to the sample stand. Then, the excess solution is sucked with a filter paper and air-dried uniformly so that the solution does not aggregate. Pt-P on naturally dried colloidal silica particles
d is vapor-deposited and the magnification is 3000 times so that about 500 colloidal silica particles can be observed in the visual field using a field effect scanning electron microscope (FE-SEM: S-4000 type) manufactured by Hitachi, Ltd. Adjust at 100,000 times and observe two points on one sample stand to take a picture. Take a photo (4 inches x 5 inches) with a copy machine, etc.
Expand to 4 sizes and measure the particle size of each colloidal silica with a caliper and tabulate. The number of colloidal silica to be measured by repeating this operation several times is set to 2000 or more. Increasing the number of measurement points by SEM is more preferable from the viewpoint of obtaining an accurate average particle size. The particle size distribution was aggregated, the frequency (%) was added from the smallest particle size, and the particle size at which the value was 50% was taken as the average particle size.
【0012】研磨液組成物中におけるコロイダルシリカ
の含有量は、十分な研磨速度を達成する観点から、好ま
しくは1重量%以上、より好ましくは3重量%以上、更
に好ましくは5重量%以上であり、スクラッチの低減や
表面粗さの低減等、表面品質を向上させる観点、および
経済性の観点から好ましくは60重量%以下、より好ま
しくは55重量%以下、更に好ましくは50重量%以下
である。該コロイダルシリカ含有量は、好ましくは1〜
60重量%、より好ましくは3〜55重量%、更に好ま
しくは5〜50重量%である。The content of colloidal silica in the polishing composition is preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more, further preferably 5% by weight or more, from the viewpoint of achieving a sufficient polishing rate. From the viewpoint of improving surface quality such as scratch reduction and surface roughness reduction, and from the viewpoint of economy, the amount is preferably 60% by weight or less, more preferably 55% by weight or less, and further preferably 50% by weight or less. The colloidal silica content is preferably 1 to
It is 60% by weight, more preferably 3 to 55% by weight, still more preferably 5 to 50% by weight.
【0013】本発明で用いられるキレート性化合物は、
金属イオンと結合して錯体を形成し得る多座配位子をも
つ化合物である。本発明で用いられるキレート性化合物
の分子量は、水への溶解性の観点から、1000以下が
好ましい。本発明で用いられるキレート性化合物は、配
位基として、−OH基、−COOH基、>C=O基、−
O−基、−COOR基(但し、Rはメチル基、エチル基
等のアルキル基を示す)、−CONH2 基、−NO基、
−NO2 基、−SO3 H基、−PHO(OH)基、−P
O(OH)2 基、−NH2 基、>NH基、>N−基、−
N=N−基、>C=N−OH基及び>C=NH基の群よ
り選択される官能基を、2つ以上有する化合物である。
これらの配位基の中で、−OH基、−COOH基、>C
=O基、−NH2 基、>NH基、>N−基、−PO(O
H)2 基及び>C=NH基が好ましい。本発明におい
て、キレート性化合物として、具体的には、ポリアミノ
カルボン酸系化合物、ポリアミン系化合物、ホスホン酸
系化合物、ビピリジン系化合物、ポリカルボニル系化合
物、芳香族ポリヒドロキシ系化合物及びこれらの塩が挙
げられる。The chelating compound used in the present invention is
It is a compound having a polydentate ligand capable of binding to a metal ion to form a complex. The molecular weight of the chelating compound used in the present invention is preferably 1,000 or less from the viewpoint of solubility in water. The chelating compound used in the present invention has, as a coordinating group, an —OH group, a —COOH group, a> C═O group, a —CO group.
O- group, -COOR group (wherein, R represents an alkyl group such as methyl group, ethyl group), - CONH 2 group, -NO group,
-NO 2 group, -SO 3 H group, -PHO (OH) group, -P
O (OH) 2 group, -NH 2 group,> NH group,> N- group,-
It is a compound having two or more functional groups selected from the group of N = N- group,> C = N-OH group and> C = NH group.
Among these coordination groups, -OH group, -COOH group,> C
= O group, -NH 2 group,> NH group,> N-group, -PO (O
H) 2 groups and> C = NH groups are preferred. In the present invention, specific examples of the chelating compound include polyaminocarboxylic acid compounds, polyamine compounds, phosphonic acid compounds, bipyridine compounds, polycarbonyl compounds, aromatic polyhydroxy compounds and salts thereof. To be
【0014】より具体的には、ポリアミノカルボン酸系
化合物としては、ニトリロトリ酢酸、ジエチレントリア
ミンペンタ酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレン
トリアミン五酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、エチレ
ンジアミン四プロピオン酸、ヒドロキシエチルエチレン
ジアミン三酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、
ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジヒ
ドロキシエチルグリシン、およびトリエチレンテトラア
ミン六酢酸等およびこれらのアンモニウム塩、アミン
塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の塩等が挙げられる。More specifically, the polyaminocarboxylic acid compounds include nitrilotriacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, propylenediaminetetraacetic acid, ethylenediaminetetrapropionic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, glycol ether. Diamine tetraacetic acid,
Examples thereof include nitrilotriacetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, dihydroxyethylglycine, triethylenetetraaminehexaacetic acid and the like, and salts thereof such as ammonium salts, amine salts, sodium salts and potassium salts.
【0015】ポリアミン系化合物としては、エチレンジ
アミン、ジエチレントリアミン等の単量体、これらの塩
酸塩等の塩が挙げられる。Examples of the polyamine compound include monomers such as ethylenediamine and diethylenetriamine, and salts such as hydrochlorides thereof.
【0016】ホスホン酸系化合物としては、ジエチレン
トリアミンペンタメチレンホスホン酸、ホスホノブタン
トリカルボン酸、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキシ
エチルジメチレンホスホン酸、アミノトリスメチレンホ
スホン酸、ヒドロキシエタンジホスホン酸、エチレンジ
アミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジア
ミンテトラメチレンホスホン酸等およびこれらのアンモ
ニウム塩、アミン塩、ナトリウム塩、カリウム塩等の塩
等が挙げられる。The phosphonic acid compounds include diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid, phosphonobutanetricarboxylic acid, phosphonohydroxyacetic acid, hydroxyethyldimethylenephosphonic acid, aminotrismethylenephosphonic acid, hydroxyethanediphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid. Examples thereof include acids, hexamethylenediaminetetramethylenephosphonic acid and the like, and salts thereof such as ammonium salts, amine salts, sodium salts and potassium salts.
【0017】ビピリジン系化合物としては、2,2′−
ビピリジン、O−フェナントロリン等が挙げられる。As the bipyridine compound, 2,2'-
Examples include bipyridine and O-phenanthroline.
【0018】ポリカルボニル系化合物としては、アセチ
ルアセトン、アセチル酢酸等が挙げられる。Examples of polycarbonyl compounds include acetylacetone and acetylacetic acid.
【0019】芳香族ポリヒドロキシ系化合物としては、
カテコール、ピロガロール、2−アミノフェノール等が
挙げられる。As the aromatic polyhydroxy compound,
Catechol, pyrogallol, 2-aminophenol, etc. are mentioned.
【0020】これらのうち、キレート安定性、研磨くず
の目詰まり防止性、研磨速度及び表面品質向上の観点か
ら、ポリアミノカルボン酸系化合物及びホスホン酸系化
合物が好ましい。Of these, polyaminocarboxylic acid compounds and phosphonic acid compounds are preferred from the viewpoints of chelate stability, anti-clogging property of polishing debris, polishing rate and improvement of surface quality.
【0021】本発明において、使用するキレート性化合
物は単独で使用しても良いし、或いは2種以上併用して
も構わず、研磨液組成物中におけるキレート性化合物の
含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは
0.05重量%以上、より好ましくは0.1重量%以
上、更に好ましくは0.2重量%以上であり、また、表
面品質を向上させる観点から好ましくは20重量%以
下、より好ましくは10重量%以下、更に好ましくは5
重量%以下である。該含有量は好ましくは0.05〜2
0重量%、より好ましくは0.1〜10重量%、更に好
ましくは0.2〜5重量%である。In the present invention, the chelating compound to be used may be used alone or in combination of two or more kinds. The content of the chelating compound in the polishing composition depends on the polishing rate. From the viewpoint of improving, it is preferably 0.05% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, further preferably 0.2% by weight or more, and preferably 20% by weight from the viewpoint of improving the surface quality. Or less, more preferably 10% by weight or less, and further preferably 5
It is less than or equal to wt. The content is preferably 0.05 to 2
It is 0% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, still more preferably 0.2 to 5% by weight.
【0022】本発明において、酸化物被研磨基板の研磨
速度が遅い(加工時間の長い)要因の一つとして、研磨
くずの研磨パッドへの目詰まりが考えられるが、キレー
ト性化合物は、研磨加工時に研磨くず表面に吸着し、研
磨くずの分散性を高め、パッドへの目詰まりを抑制する
作用が推定され、これにより、研磨液本来の研磨速度を
維持でき、その結果、加工時間の短縮が可能となると推
定される。また、キレート性化合物は、研磨くずの表面
に速やかに吸着し、研磨くずの被研磨物への付着を防止
すると推定され、それにより、研磨速度、並びに被研磨
物の表面品質の向上効果を示すものと推定される。In the present invention, clogging of the polishing pad with polishing debris is considered as one of the causes of the slow polishing rate of the oxide substrate (long processing time). It is presumed that it is sometimes adsorbed on the surface of the polishing debris, increasing the dispersibility of the polishing debris and suppressing the clogging of the pad, which makes it possible to maintain the original polishing rate of the polishing liquid and, as a result, reduce the processing time. It is estimated that it will be possible. Further, the chelating compound is presumed to be rapidly adsorbed on the surface of the polishing waste and prevent the adhesion of the polishing waste to the object to be polished, thereby showing the effect of improving the polishing rate and the surface quality of the object to be polished. It is estimated that
【0023】また、キレート性化合物以外の添加剤を加
えても良く、その例としては、増粘剤、分散剤、防錆
剤、界面活性剤等が挙げられる。Further, additives other than the chelating compound may be added, and examples thereof include thickeners, dispersants, rust preventives, surfactants and the like.
【0024】本発明の研磨液組成物中の水は、媒体とし
て使用されるものであり、その含有量は、被研磨物を効
率良く研磨する観点から、好ましくは20重量%以上、
より好ましくは35重量%以上、更に好ましくは45重
量%以上であり、また、好ましくは98.95重量%以
下、より好ましくは96.9重量%以下、更に好ましく
は94.8重量%以下である。該含有量は、好ましくは
20〜98.95重量%、より好ましくは35〜96.
9重量%、更に好ましくは45〜94.8重量%であ
る。The water in the polishing composition of the present invention is used as a medium, and the content thereof is preferably 20% by weight or more from the viewpoint of efficiently polishing an object to be polished.
It is more preferably 35% by weight or more, still more preferably 45% by weight or more, preferably 98.95% by weight or less, more preferably 96.9% by weight or less, still more preferably 94.8% by weight or less. . The content is preferably 20 to 98.95% by weight, more preferably 35 to 96.
It is 9% by weight, and more preferably 45-94.8% by weight.
【0025】なお、前記研磨液組成物中の各成分の濃度
は、該組成物製造時の濃度、および使用時の濃度のいず
れであっても良い。通常、濃縮液として組成物は製造さ
れ、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。The concentration of each component in the polishing composition may be either the concentration at the time of producing the composition or the concentration at the time of use. Usually, the composition is produced as a concentrated solution, and it is often used by diluting the composition.
【0026】本発明の研磨液組成物のpHは、コロイダ
ルシリカ粒子の分散性を向上させ、表面品質を向上させ
る観点から、好ましくはpHは6以上、より好ましくは
7以上、さらに好ましくは8以上であり、また、好まし
くは12以下、より好ましくは11.5以下、さらに好
ましくは11以下である。該pHは、好ましくは6〜1
2、より好ましくは7〜11.5、さらに好ましくは8
〜11である。pHは硝酸、硫酸等の無機酸、蟻酸、酢
酸等の有機酸等の単量体、これらのリチウム、ナトリウ
ム、カリウム、カルシウム、ニッケル等の金属塩、アン
モニウム塩、アミン塩や、過酸化水素等の過酸化物、ア
ンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アミン
などの塩基性物質を適宜、所望量で配合することにより
調整することができる。From the viewpoint of improving the dispersibility of the colloidal silica particles and improving the surface quality, the pH of the polishing composition of the present invention is preferably 6 or more, more preferably 7 or more, still more preferably 8 or more. And preferably 12 or less, more preferably 11.5 or less, and further preferably 11 or less. The pH is preferably 6-1
2, more preferably 7 to 11.5, even more preferably 8
~ 11. The pH is a monomer such as an inorganic acid such as nitric acid and sulfuric acid, an organic acid such as formic acid and acetic acid, a metal salt such as lithium, sodium, potassium, calcium and nickel, an ammonium salt, an amine salt, hydrogen peroxide and the like. The basic substance such as the above-mentioned peroxide, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, and amine can be adjusted by appropriately mixing them in desired amounts.
【0027】本発明の研磨液組成物が対象とする酸化物
単結晶基板は、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウ
ム、これらのMgO、ZnO等のドープ品、サファイ
ヤ、四ホウ酸リチウム、化学式A3 BC3 D2 O14で表
されるランガサイト系化合物等の単結晶基板が好まし
い。The oxide single crystal substrate targeted by the polishing composition of the present invention includes lithium tantalate, lithium niobate, doped products of these MgO and ZnO, sapphire, lithium tetraborate, and a chemical formula A 3 BC. A single crystal substrate such as a Langasite compound represented by 3 D 2 O 14 is preferable.
【0028】被研磨物の形状には特に制限がなく、例え
ば、ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等
の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形
状が本発明の研磨液組成物を用いた研磨の対象となる。The shape of the object to be polished is not particularly limited. For example, a shape having a flat surface portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, a prism shape, or a shape having a curved surface portion such as a lens is used for the polishing of the present invention. It becomes the object of polishing using the liquid composition.
【0029】本発明の酸化物単結晶基板の研磨方法は、
本発明の研磨液組成物を用いて、あるいは本発明の研磨
液組成物の組成となるように各成分を混合して研磨液を
調製して被研磨基板を研磨する工程を有しており、酸化
物単結晶基板を好適に製造することができる。The method for polishing an oxide single crystal substrate of the present invention is as follows:
Using the polishing liquid composition of the present invention, or a step of polishing the substrate to be polished by preparing a polishing liquid by mixing each component so that the composition of the polishing liquid composition of the present invention, An oxide single crystal substrate can be manufactured suitably.
【0030】本発明の研磨液組成物を用いる研磨方法と
しては、例えば、不織布状の有機高分子系研磨布等を貼
り付けた研磨盤で基板を挟み込み、研磨液組成物を研磨
面に供給し、一定圧力を加えながら研磨盤や基板を動か
すことにより研磨する方法などが挙げられる。研磨液組
成物の供給形態として、経済性の観点から、該研磨液組
成物を繰り返して使用する循環供給方式を用いても良
い。As a polishing method using the polishing composition of the present invention, for example, the substrate is sandwiched by a polishing plate having a non-woven organic polymer polishing cloth attached thereto, and the polishing composition is supplied to the polishing surface. Examples include a method of polishing by moving a polishing disk or a substrate while applying a constant pressure. As a supply form of the polishing composition, from the viewpoint of economy, a circulation supply system in which the polishing composition is repeatedly used may be used.
【0031】本発明の研磨方法により製造された酸化物
単結晶基板は、その表面に表面欠陥が極めて少ない表面
品質に優れたものである。The oxide single crystal substrate produced by the polishing method of the present invention has excellent surface quality with very few surface defects.
【0032】[0032]
【実施例】実施例1
研磨剤として、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 S
−4000型)を用い、発明の詳細な説明の項に記載し
た方法により算出された平均粒径が60nmのコロイダ
ルシリカの50重量%水性スラリー(pH9)を用意し
た。このコロイダルシリカ50重量%水性スラリー52
00gへ、キレート性化合物としてエチレンジアミン四
酢酸二ナトリウム100gをイオン交換水1150gに
溶解させ、25%アンモニア水50gにてpHを約9に
調整したものを加え十分に撹拌混合を行い、コロイダル
シリカが40重量%、エチレンジアミン四酢酸二ナトリ
ウム1.5重量%のスラリーを得た。このスラリーをイ
オン交換水にて2容量倍希釈し研磨液―1とした。EXAMPLES Example 1 A scanning electron microscope (S, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as an abrasive.
-4000 type) and a 50 wt% aqueous slurry (pH 9) of colloidal silica having an average particle size of 60 nm calculated by the method described in the detailed description of the invention was prepared. This colloidal silica 50% by weight aqueous slurry 52
Dissolve 100 g of ethylenediaminetetraacetic acid disodium as a chelating compound in 1150 g of ion-exchanged water to 00 g, add 25% ammonia water 50 g to adjust the pH to about 9, and sufficiently stir and mix. A slurry of wt% and disodium ethylenediaminetetraacetate 1.5 wt% was obtained. This slurry was diluted with ion-exchanged water to a volume of 2 times to obtain a polishing liquid-1.
【0033】実施例2
研磨剤として、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 S
−4000型)を用い、発明の詳細な説明の項に記載し
た方法により算出された平均粒径が100nmのコロイ
ダルシリカを使用した以外は実施例1に同じ方法で研磨
液を調製した。これを研磨液−2とした。Example 2 A scanning electron microscope (S, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as an abrasive.
The polishing liquid was prepared by the same method as in Example 1 except that colloidal silica having an average particle size of 100 nm calculated by the method described in the detailed description of the invention was used. This was designated as polishing liquid-2.
【0034】実施例3
研磨剤として、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 S
−4000型)を用い、発明の詳細な説明の項に記載し
た方法により算出された平均粒径が60nmのコロイダ
ルシリカの50重量%水性スラリー(pH9)を用意し
た。このコロイダルシリカ50重量%水性スラリー52
00gへ、キレート性化合物として1−ヒドロキシエタ
ン−1,1−ジホスホン酸の60重量%水溶液166g
をイオン交換水1022gに溶解させ、25%アンモニ
ア水112gにてpHを約9に調整したものを加え十分
に撹拌混合を行い、コロイダルシリカが40重量%、1
−ヒドロキシエタン−1,1−ジホスホン酸1.5重量
%のスラリーを得た。このスラリーをイオン交換水にて
2容量倍希釈し研磨液―3とした。Example 3 A scanning electron microscope (S, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as an abrasive.
-4000 type) and a 50 wt% aqueous slurry (pH 9) of colloidal silica having an average particle size of 60 nm calculated by the method described in the detailed description of the invention was prepared. This colloidal silica 50% by weight aqueous slurry 52
To OO g, 166 g of a 60 wt% aqueous solution of 1-hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid as a chelating compound
Was dissolved in 1022 g of ion-exchanged water, pH of which was adjusted to about 9 with 112 g of 25% ammonia water was added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed, and 40% by weight of colloidal silica was added.
A slurry of 1.5% by weight of hydroxyethane-1,1-diphosphonic acid was obtained. This slurry was diluted with ion-exchanged water to a volume of 2 times to obtain a polishing liquid-3.
【0035】比較例1
研磨剤として、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 S
−4000型)を用い、発明の詳細な説明の項に記載し
た方法により算出された平均粒径が60nmのコロイダ
ルシリカの50重量%水性スラリー(pH9)を用意し
た。このコロイダルシリカ50重量%水性スラリー52
00gへ、イオン交換水1300gを加え十分に撹拌混
合を行い、コロイダルシリカが40重量%のスラリーを
得た。このスラリーをイオン交換水にて2容量倍希釈し
研磨液―Aとした。Comparative Example 1 A scanning electron microscope (S, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as an abrasive.
-4000 type) and a 50 wt% aqueous slurry (pH 9) of colloidal silica having an average particle size of 60 nm calculated by the method described in the detailed description of the invention was prepared. This colloidal silica 50% by weight aqueous slurry 52
To 300 g, 1300 g of ion-exchanged water was added and sufficiently stirred and mixed to obtain a slurry containing 40% by weight of colloidal silica. This slurry was diluted with ion-exchanged water to a volume of 2 times to obtain a polishing liquid-A.
【0036】比較例2
研磨剤として、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 S
−4000型)を用い、発明の詳細な説明の項に記載し
た方法により算出された平均粒径が100nmのコロイ
ダルシリカを使用した以外は比較例1に同じ方法で研磨
液を調製した。これを研磨液−Bとした。Comparative Example 2 A scanning electron microscope (S, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used as an abrasive.
The polishing liquid was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that colloidal silica having an average particle size of 100 nm calculated by the method described in the detailed description of the invention was used. This was designated as Polishing Liquid-B.
【0037】<研磨試験、評価方法>被研磨ワークとし
て、タンタル酸リチウム基板(厚さ:0.5mm、直
径:3インチ)を用い、下記条件で研磨試験を行い、評
価を行った。<Polishing Test and Evaluation Method> A lithium tantalate substrate (thickness: 0.5 mm, diameter: 3 inches) was used as a work to be polished, and a polishing test was conducted under the following conditions for evaluation.
【0038】研磨試験
被研磨物:タンタル酸リチウム基板(厚さ:0.5m
m、直径:3インチ)
研磨試験機:スピードファム社製 9B型両面研磨機
研磨パッド:ロデール・ニッタ社製 suba 800
定盤回転数:30r/min
スラリー供給量:500ml/min(循環供給方式)
研磨時間:60分
研磨荷重:12.7kPa
投入した基板の枚数:10枚Polishing test Polishing object: Lithium tantalate substrate (thickness: 0.5 m
m, diameter: 3 inches) Polishing tester: Speedfam's 9B type double-sided polishing machine Polishing pad: Rodel Nitta's suba 800 Plate speed: 30r / min Slurry supply rate: 500ml / min (circulation supply method) Polishing time: 60 minutes Polishing load: 12.7 kPa Number of loaded substrates: 10
【0039】評価
・研磨速度:研磨前後のタンタル酸リチウム基板の重量
変化より求めた。
・平坦度(LTV:Local Thickness
Variation、TTV:Total Thick
ness Variation):TROPEL社製
「レーザー干渉式平面度測定装置FM100XR」によ
りタンタル酸リチウム基板(直径3インチ)全域につい
て測定した。Evaluation / polishing speed: Determined from the weight change of the lithium tantalate substrate before and after polishing.・ Flatness (LTV: Local Thickness)
Variation, TTV: Total Thick
(Nest Variation): Measured over the entire area of the lithium tantalate substrate (diameter 3 inches) by "Laser interference type flatness measuring device FM100XR" manufactured by TROPEL.
【0040】なお、LTVとは、吸着固定された基板の
縦5mm×横5mmの正方形分割域における厚さ(背面
基準平面から表面までの距離)の最大値と最小値との差
を表し、基板内、約140サイトでの最大値を示すLT
V値にて評価した。一方、TTVとは、吸着固定された
基板の厚さの最大値と最小値との差を表し、基板全域で
のTTV値にて評価した。The LTV represents the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness (distance from the back reference plane to the surface) in a square divided area of 5 mm in length and 5 mm in width of the substrate fixed by suction. LT showing the maximum value at about 140 sites
The V value was evaluated. On the other hand, TTV represents the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the suction-fixed substrate, and was evaluated by the TTV value over the entire substrate.
【0041】LTV、TTVの数値は共に小さい程、平
坦度が高いことを意味し、LTVが1μm以下、且つT
TVが5〜10μm以下のものが、酸化物単結晶基板に
対する一般的な要求レベルであり、LTVが1μm以
下、且つTTVが5μm以下のものを合格品とする。
・スクラッチ:ハロゲンランプ照射下、目視観察により
評価した。これらの評価の結果を表1に示す。The smaller the values of LTV and TTV are, the higher the flatness is. The LTV is 1 μm or less, and T
A TV having a TV of 5 to 10 μm or less is a generally required level for an oxide single crystal substrate, and a TV having an LTV of 1 μm or less and a TTV of 5 μm or less is a passing product. -Scratch: evaluated by visual observation under irradiation with a halogen lamp. The results of these evaluations are shown in Table 1.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】表1の結果から明らかなように、本発明の
研磨液を使用したものは、研磨速度が高く、また、基板
の研磨面には、スクラッチ等の欠陥は観察されず、高い
平坦性を持つ、高品質な表面を有する。As is clear from the results shown in Table 1, those using the polishing liquid of the present invention have a high polishing rate, and no defects such as scratches are observed on the polished surface of the substrate, and high flatness is obtained. Having a high quality surface.
【0044】[0044]
【発明の効果】本発明の研磨液組成物により、タンタル
酸リチウムあるいはニオブ酸リチウム等の酸化物単結晶
基板の精密研磨加工において、スクラッチ等の表面欠陥
を生じさせること無く、高平坦度の鏡面加工基板を効率
よく製造することができる。EFFECTS OF THE INVENTION The polishing composition of the present invention has a high flatness mirror surface without causing surface defects such as scratches in precision polishing of an oxide single crystal substrate such as lithium tantalate or lithium niobate. The processed substrate can be efficiently manufactured.
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09K 3/14 C09K 3/14 550Z Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C09K 3/14 C09K 3/14 550Z
Claims (3)
アミノカルボン酸系化合物、ポリアミン系化合物、ホス
ホン酸系化合物、ビピリジン系化合物、ポリカルボニル
系化合物、芳香族ポリヒドロキシ系化合物及びこれらの
塩よりなる群から選択される少なくとも一種のキレート
性化合物とを含有してなる酸化物単結晶基板用研磨液組
成物。1. A group consisting of water, colloidal silica, and polyaminocarboxylic acid compounds, polyamine compounds, phosphonic acid compounds, bipyridine compounds, polycarbonyl compounds, aromatic polyhydroxy compounds, and salts thereof. A polishing liquid composition for an oxide single crystal substrate, which comprises at least one chelating compound selected from
研磨基板を研磨する酸化物単結晶基板の研磨方法。2. A method for polishing an oxide single crystal substrate, which comprises polishing a substrate to be polished using the polishing composition of claim 1.
得られる酸化物単結晶基板。3. An oxide single crystal substrate obtained by polishing by the polishing method according to claim 2.
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JP2001384260A JP2003188121A (en) | 2001-12-18 | 2001-12-18 | Polishing liquid composition for oxide single crystal substrate and polishing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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2001
- 2001-12-18 JP JP2001384260A patent/JP2003188121A/en active Pending
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