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TWI576420B - A polishing composition, a polishing method, and a method for producing a sapphire substrate - Google Patents

A polishing composition, a polishing method, and a method for producing a sapphire substrate Download PDF

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TWI576420B
TWI576420B TW103105100A TW103105100A TWI576420B TW I576420 B TWI576420 B TW I576420B TW 103105100 A TW103105100 A TW 103105100A TW 103105100 A TW103105100 A TW 103105100A TW I576420 B TWI576420 B TW I576420B
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polishing composition
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堀田和利
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森永均
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Description

研磨用組成物、研磨方法、及藍寶石基板之製造方法
本發明關於一種研磨用組成物，更詳細而言，關於一種研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板的用途所使用的研磨用組成物。
製造LED或電子裝置時，作為基板材料使用的藍寶石的加工方法，一般而言是經過使養成的藍寶石結晶的結晶面露出之步驟、外周研磨步驟、定向平面研磨步驟、切斷步驟，使用平面切割機將切片完工製成基板，將厚度切割成足以研磨的既定厚度，然後對於平面切割的藍寶石基板實施研磨步驟。藍寶石基板的性質會隨著其面方位而有所不同，可依照其用途選擇適合的面方位的基板。已知C面等的極性面或R面等的半極性面適合使用於例如LED或電子裝置材料等、結晶成長基板材料，另外，A面或M面等的無極性面適合使用於薄膜用基板或鐘錶的玻璃蓋等高硬度且必須無刮傷的基板。但是，藍寶石極難被酸或鹼侵蝕，在化學上具有非常安定的性質，而且具有僅次於鑽石的高硬度。因此在研磨步驟中，使用鑽石等的高硬度材 料作為研磨粒，使完工的藍寶石基板具有所希望的表面粗糙度或平坦度。然而，因為上述切斷或切割步驟，在加工後的藍寶石基板表面會有加工所造成的損傷，為了得到平滑表面，必須除去具有這些損傷的表層部分，因此藍寶石基板的研磨必須花費很多加工時間。因為有這樣的問題，研磨藍寶石基板的用途所使用的研磨用組成物的重要課題在於降低研磨粒成本與得到高研磨速度。
在日本特表2008-531319號公報(美國專利申請公開第2006/196849號)中揭示了一種方法，其係以含有既定量無機研磨材物質且pH為鹼性的研磨泥漿來研磨藍寶石基板的表面(例如C面或R面)，該無機研磨材物質，例如為懸浮於溶有足量鹽化合物作為添加劑的水性溶劑中的膠體二氧化矽。藉由此方法，與不存在前述鹽化合物的研磨泥漿相比，藍寶石除去速度約提升45%。
此外，在日本特開2008-44078號公報中還揭示了一種用以使藍寶石基板表面平滑度更高且含有較高濃度的膠狀二氧化矽研磨用組成物；以及使用其之研磨方法。
然而上述專利文獻日本特表2008-531319號公報(美國專利申請公開第2006/196849號)及日本特開2008-44078號公報所記載之研磨用組成物在使用於研磨藍寶石基板，尤其在使用於研磨具有無極性面(A面、M面等)或半極性面(R面等)的藍寶石基板的情況，這些藍寶石 基板與具有極性面(C面等)的藍寶石基板相比硬度較高，研磨加工困難，因此會有無法得到夠高的研磨速度的問題。
本發明基於上述見解而完成，目的在於提供一種研磨用組成物，能夠以高研磨速度來研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板。
為了解決上述課題，本發明人等反覆潛心研究。結果發現藉由一種研磨用組成物可解決上述課題，該組成物含有比表面積(單位：m2/g)除以個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下的膠狀二氧化矽粒子。於是基於上述見解而完成了本發明。
亦即本發明為一種研磨用組成物，其係研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板的用途所使用的研磨用組成物，並且含有膠狀二氧化矽粒子與水，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下。
本發明為一種研磨用組成物，其係研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板的用途所使用的研磨用組成物，並且含有膠狀二氧化矽粒子與水，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的 個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下。由於具有這種構成，本發明之研磨用組成物能夠以高研磨速度來研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板。
本發明人等針對在無極性面或半極性面的藍寶石基板表現出高研磨速度的膠狀二氧化矽粒子反覆作檢討，結果發現藉由調整膠狀二氧化矽粒子的比表面積除以個數量平均粒徑之值，可提升研磨速度。其機制並未充分解明，然而可如以下所述般推測。已知藍寶石基板的研磨是藉由研磨粒與藍寶石基板的固相反應來進行。例如使用相同的研磨用組成物研磨無極性面的A面時，比較研磨速度與研磨極性面的C面時的研磨速度，則發現A面的研磨速度較低，因此A面與C面相比，研磨較為不易。作為此理由，將研磨後的A面洗淨並且觀察，則發現原因是A面具有較C面容易疏水的特性。因此認為在研磨時A面會成為疏水性。為了解決前述問題，若欲在研磨用組成物中添加水溶性高分子等的潤濕劑以提升基板表面的潤濕性，則會導致研磨粒凝集或研磨粒在藍寶石基板上發生滑動，而會有研磨效率降低的傾向。
所以，為了以高研磨速度研磨藍寶石基板的無極性面或半極性面，必須使作為研磨粒的膠狀二氧化矽粒子表面的凹凸形狀或供給至研磨墊與藍寶石基板之間的膠狀二氧化矽粒子的粒度分布達到最適化。研磨中的研磨粒會因為研磨機的加工壓力而被按壓在基板，並與基板表面發生固 相反應，因為固相反應而軟化的部位會被研磨粒的摩擦力而除去。在研磨粒表面有許多凹凸的情況，認為研磨粒與藍寶石基板會更有效地進行固相反應。另外，在研磨粒的長：寬比大的情況，研磨粒的摩擦力變高，能夠有效除去固相反應的生成物。研磨粒的個數量平均粒徑在同等級時，認為研磨粒表面凹凸多的情況下，比表面積較高，比表面積除以研磨粒的個數量平均粒徑之值愈大，認為愈適合於藍寶石基板的研磨。然而，比表面積也會隨著微粒子的增加而變大，然而在含有過量微粒子的情況，施加在研磨粒的加工壓力會被分散，固相反應不足，而認為研磨效率變低。所以可推測比表面積除以研磨粒的個數量平均粒徑之值在適當的範圍。另外，此傾向與極性面的C面相異，可說是與以往的技術明顯區別。
以下針對本發明之研磨用組成物的構成作詳細說明。
[研磨對象物]
本發明所關連之研磨對象物係具有A面、M面等的無極性面或R面等的半極性面的藍寶石基板。其中以具有無極性面的藍寶石基板為佳，具有A面的藍寶石基板為較佳。
[膠狀二氧化矽粒子]
研磨粒採用本發明所關連之膠狀二氧化矽粒子，該膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以該膠狀二 氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數平均分子量)為0.5以上3.0以下。
膠狀二氧化矽粒子的種類並不受特別限制，可採用藉由周知的各種製造方法所得到者。另外該膠狀二氧化矽粒子還可採用市售品。市售品的例子可列舉例如日產化學工業股份有限公司製、日揮觸媒化成股份有限公司製、日本化學工業股份有限公司製、扶桑化學工業股份有限公司製、ADEKA股份有限公司製、Akzo Nobel公司製、AZ Electronic Materials公司製、Nalco公司製、WRGrace公司製的膠狀二氧化矽。進一步準備兩種以上不同的來自這種製法或製造商的膠狀二氧化矽粒子，藉由將該等以任意比例混合，可得到適合的膠狀二氧化矽粒子。
膠狀二氧化矽粒子的比表面積除了會受一次粒徑的大小或形狀影響之外，也會受表面形狀或細孔量的影響，尤其是在含有許多微粒子成分或粒子表面有許多凹凸或細孔的情況，比表面積之值會變大。本發明所關連之膠狀二氧化矽粒子的比表面積的下限值係以40m2/g以上為佳，45m2/g以上為較佳。另外，膠狀二氧化矽粒子的比表面積的上限值係以90m2/g以下為佳，85m2/g以下為較佳，65m2/g以下為更佳，60m2/g以下為特佳。比表面積之值在上述的範圍的情況，容易得到較高的研磨速度。此外，膠狀二氧化矽粒子的比表面積之值可藉由氮吸附法(BET法)求得。
膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑尤其會受到粒子 大小所影響。膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑的下限值係以25nm以上為佳，30nm以上為較佳，35nm以上為更佳，50nm以上為特佳。另外，膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑的上限值係以70nm以下為佳，65nm以下為較佳。個數量平均粒徑之值在上述範圍時，容易得到高研磨速度。此外，膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑，可藉由例如使用一般的影像解析軟體對於掃描式電子顯微鏡所觀察到的影像進行影像解析來計算。
在本發明中，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下。在該值(比表面積/個數量平均粒徑)未達0.5的情況，會有無法得到足夠的研磨速度或研磨抵抗增加造成研磨不安定的顧慮。另一方面，在超過3.0的情況，無法得到足夠的研磨速度，這被推測是因為研磨粒與基板之間的接觸不足。膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)宜為0.7以上。另外，膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)宜為2.0以下，較佳為1.8以下，更佳為1.5以下。
在該膠狀二氧化矽粒子的累積個數分布之中，由小粒徑側累積3%時的粒徑及由小粒徑側累積97%時的粒徑分別定為D3、D97時，D97除以D3之值(D97/D3)係以2.0 以上為佳，2.5以上為較佳，3.0以上為更佳。
上述D97/D3表示膠狀二氧化矽粒子的粒徑分布的寬度，在其值為2.0以上的情況，較適合利用膠狀二氧化矽粒子與藍寶石基板的固相反應來進行研磨。
另外，上述D97/D3係以10以下為佳，7以下為較佳。
前述D3及前述D97，可藉由例如使用一般的影像解析軟體對於由掃描式電子顯微鏡觀察到的影像進行影像解析來計算。
本發明所關連之膠狀二氧化矽粒子的長寬比係以1.10以上為佳，1.12以上為較佳。另外，膠狀二氧化矽粒子的長寬比係以1.25以下為佳，1.20以下為較佳。在膠狀二氧化矽粒子的長寬比在上述範圍的情況，膠狀二氧化矽粒子與藍寶石基板的摩擦變得較大，因此膠狀二氧化矽粒子與藍寶石基板的固相反應會適當地進行。
膠狀二氧化矽粒子的長寬比可藉由例如利用電子顯微鏡進行影像解析而求得。具體而言，使用掃描式電子顯微鏡觀察既定個數(例如每個視野100個×10張影像合計1000個)的粒子，並描繪出與各粒子影像外切的最小長方形。然後計算出在各粒子的影像描繪出的長方形的長邊長度(長徑之值)除以短邊長度(短徑的值)之值，並且計算出其平均值，藉此可求得膠狀二氧化矽粒子的長寬比。此外，利用像這樣的影像解析處理來計算長寬比，可使用一般的影像解析軟體來進行。
本發明之研磨用組成物中，膠狀二氧化矽粒子的含量的下限值係以1質量%以上為佳，2質量%以上為較佳。在：膠狀二氧化矽粒子的含量的下限值在上述範圍的情況，容易得到高研磨速度。
另外，本發明之研磨用組成物中，膠狀二氧化矽粒子的含量的上限值係以40質量%以下為佳，30質量%以下為較佳。在膠狀二氧化矽粒子的含量的上限值在上述範圍的情況，研磨用組成物的製造成本降低，而且使用研磨用組成物進行研磨容易得到刮傷少的表面。
本發明之研磨用組成物除了上述膠狀二氧化矽粒子以外，還可含有其他研磨粒。其他研磨粒的例子可列舉例如發煙二氧化矽等的膠狀二氧化矽粒子以外的二氧化矽、或氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈰、二氧化鈦等。但是，其他研磨粒在研磨用組成物中所占的比例以低為佳，實質上不含膠狀二氧化矽粒子以外的其他研磨粒為較佳。
[水]
本發明之研磨用組成物含有水以作為使各成分分散或溶解的分散媒或溶劑。從抑制對其他成分的作用造成阻礙的觀點看來，宜為盡量不含雜質的水，具體而言宜以離子交換樹脂除去雜質離子之後通過濾膜除去異物的純水、超純水、或蒸餾水。
[其他成分]
本發明之研磨用組成物中，可因應必要進一步含有其他成分，例如錯化劑、蝕刻劑、氧化劑等的用以進一步提高研磨速度的添加劑、或對藍寶石基板的表面賦予親水性或分散效果的添加劑、防腐劑、防黴劑、防銹劑、螯合劑、提升研磨粒分散性的分散劑、使研磨粒的凝集體容易再分散的分散助劑、pH調整劑等。
但是在添加對藍寶石基板的表面賦予親水性或分散效果的添加劑或分散劑、分散助劑等的情況，利用膠狀二氧化矽粒子與藍寶石基板的固相反應所進行的加工會受到抑制，會有無法得到適合的研磨速度的顧慮。因此在添加這些添加劑的情況，添加量係以在研磨用組成物中未達1質量%為佳，未達0.5質量%為較佳，未達0.1質量%為更佳。
以下針對合適的其他成分的pH調整劑作說明。
[pH調整劑]
本發明之研磨用組成物宜含有pH調整劑。pH調整劑是用來調整研磨用組成物的pH，藉此可控制藍寶石基板的研磨速度或膠狀二氧化矽粒子的分散性等。該pH調節劑可單獨使用或混合兩種以上來使用。
pH調整劑可採用周知的酸、鹼、或其鹽。可作為pH調整劑使用的酸的具體例，可列舉例如鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、硼酸、碳酸、次亞磷酸、亞磷酸、及磷酸等的無機酸、或蟻酸、醋酸、丙酸、酪酸、纈草酸、2-甲基 酪酸、正己酸、3,3-二甲基酪酸、2-乙基酪酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、安息香酸、羥乙酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、酞酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、二羥乙酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氫呋喃羧酸、甲氧基醋酸、甲氧基苯基醋酸、及苯氧基醋酸等的有機酸。在pH調整劑採用無機酸的情況，從提升研磨速度的觀點看來，尤其以硫酸、硝酸、磷酸等為特佳，在pH調整劑採用有機酸的情況，以羥乙酸、琥珀酸、馬來酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡萄糖酸、及伊康酸等為佳。
可作為pH調整劑使用的鹼，可列舉脂肪族胺、芳香族胺等的胺、氫氧化第四銨等的有機鹼、氫氧化鉀等的鹼金屬氫氧化物、鹼土類金屬氫氧化物、四甲基氫氧化銨、及氨等。從取得方便性看來，該等之中以氫氧化鉀或氨為佳。
另外，pH調整劑可採用前述酸的銨鹽或鹼金屬鹽等的鹽來代替前述酸或者與前述酸組合。尤其在弱酸與強鹼、強酸與弱鹼、或弱酸與弱鹼的組合的情況，可期待pH的緩衝作用。
pH調整劑的添加量並未受到特別限制，只要能夠將研磨用組成物適當地調整所希望的pH即可。
本發明之研磨用組成物的pH的下限係以5以上為佳，7以上為較佳。隨著研磨用組成物的pH變大，作為 研磨粒的膠狀二氧化矽粒子的分散性也會提升。
另外，本發明之研磨用組成物的pH的上限係以11以下為佳，10以下為較佳。隨著研磨用組成物的pH變小，膠狀二氧化矽粒子的分散性、或組成物的安全性、組成物的經濟性等也會更提升。刮傷發生減低(或防止)的觀點看來，pH的上限係以11以下為較佳。
[研磨用組成物的製造方法]
本發明之研磨用組成物的製造方法並未受到特別限制，可藉由例如在水中將膠狀二氧化矽粒子、及因應必要pH調整劑等的其他成分攪拌混合而得到。
各成分混合的順序、混合時的溫度、以及混合時間皆不受特別限制。
[研磨方法及藍寶石基板之製造方法]
如上述般，本發明之研磨用組成物適合使用研磨具有無極性面(A面、M面等)或半極性面(R面等)的藍寶石基板的用途。所以本發明提供一種研磨方法，其係使用本發明之研磨用組成物來研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板。另外本發明還提供一種藍寶石基板之製造方法，其係包括以前述研磨方法研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板之步驟。
在使用本發明之研磨用組成物研磨藍寶石基板時，可採用通常研磨藍寶石基板所使用的裝置或條件來進行。一 般的研磨裝置為單面研磨裝置或雙面研磨裝置，單面研磨裝置是藉由使用貼附於以陶瓷板等為代表的貼板且稱為載具的保持具來保持住基板，並供給研磨用組成物，同時將貼附了研磨布的定盤按壓在基板的一面並使定盤旋轉來研磨基板的一面。在使用單面研磨裝置進行加工時，由於可增加研磨荷重並且可將藍寶石基板固定於貼板，所以能夠提高基板與研磨粒的密著性，因此基板與研磨粒的固相反應能夠有效地進行，即使是在個數量平均粒徑小的情況也能夠提升研磨效率。雙面研磨裝置使用了稱為載具的保持具來保持住基板，由上方供給研磨用組成物，同時將貼附了研磨布的定盤按壓在基板的對向面，使該等往相反方向旋轉，藉此研磨基板的兩面。在使用雙面研磨裝置進行加工的情況，在裝置的構造上看來，研磨荷重會受到限制，無法施加高荷重，而無法將藍寶石基板完全固定在載具，因此研磨荷重容易分散。因此，為了使基板與研磨粒的固相反應能夠有效率地進行並充分發揮研磨效率，個數量平均粒徑以較大為佳。另一方面，可推測雙面研磨裝置可期待藉由研磨粒凹凸所產生的摩擦力來提升研磨效率。在任一情況中都是藉由研磨墊及研磨用組成物與基板摩擦產生的物理作用以及研磨用組成物對基板造成的化學作用來進行研磨，因此重點在於使基板與研磨粒的固相反應有效地進行。
本發明的研磨方法中，研磨條件可列舉研磨荷重。一般而言，荷重愈高，研磨粒產生的摩擦力愈大，機械加工 力提升，因此研磨速度上昇。本發明的研磨方法，荷重的下限值不受特別限定，而以每單位面積基板50g/cm2以上為佳，100g/cm2以上為較佳，300g/cm2以上為更佳。另一方面，荷重的上限值並不受特別限制，而以1,000g/cm2以下為佳，800g/cm2以下為較佳，600g/cm2以下為更佳。若研磨荷重低，則會有無法發揮足夠的研磨速度的情形。另外，若研磨荷重高，則會有荷重造成基板破損或表面刮傷等缺陷的情形。
另外，本發明的研磨方法中，研磨條件可列舉研磨時的線速度。一般而言，研磨墊轉速、載具轉速、基板大小、基板數目等會對線速度產生影響，而在線速度大的情況，基板上的摩擦力會變大，因此邊緣受到機械研磨的作用變大。另外，因為摩擦而產生摩擦熱，會有研磨用組成物產生的化學作用變大的情形。本發明的研磨方法中，線速度的下限值不受特別限定，而以10m/分鐘以上為佳，25m/分鐘為較佳。另一方面，線速度的上限值並不受特別限制，以300m/分鐘以下為佳，200m/分鐘以下為較佳。若線速度低，則會有無法得到足夠的研磨速度的情況。另外，若線速度大，則會因為基板的摩擦造成研磨墊破損，或者摩擦反而無法充分傳達至基板，成為所謂基板打滑的狀態而無法充分研磨。
本發明之研磨方法所使用的研磨墊並未受到特別限定，可分成例如聚胺甲酸乙酯型、不織布型、麂皮型等不同的材質，除此之外還有不同的硬度或厚度等物性，甚至 還分成含研磨粒或不含研磨粒者等，而這些研磨墊的任一種皆可使用。
使用上述研磨用組成物研磨藍寶石基板時，將在研磨中已使用過一次的研磨用組成物回收，可再次使用於研磨。研磨用組成物再使用的方法的一例，可列舉將由研磨裝置排出的研磨用組成物回收至槽內，再度在研磨裝置內循環使用的方法。從減少研磨用組成物廢液的排出量以降低環境負荷，以及從減少研磨用組成物的使用量以抑制藍寶石基板研磨相關的製造成本的觀點看來，循環使用研磨用組成物是有效的。
在循環使用研磨用組成物時，可將因為研磨而消耗的膠狀二氧化矽粒子及添加劑的一部分或全部添加作為循環使用中的組成物調整劑。此情況下，組成物調整劑可為將膠狀二氧化矽粒子及添加劑的一部分或全部以任意混合比率混合而成者。藉由補充添加組成物調整劑，將研磨用組成物調整成適合於再利用的組成物，適當地維持研磨。組成物調整劑所含的膠狀二氧化矽粒子及添加劑可為任意濃度並不受特別限定，宜因應循環槽的大小或研磨條件適當地調整。
本發明的研磨方法中，研磨條件可列舉研磨用組成物的供給量。供給量會依照研磨基板的種類、或研磨裝置、研磨條件而有所不同，研磨用組成物的供給量只要可使基板與研磨墊之間沒有不均勻，足以供給至全面即可。研磨用組成物的供給量少的情況，則會有研磨用組成物無法供 給至基板全體、或研磨用組成物乾燥凝固，基板表面發生缺陷的情形。相反地，在供給量高的情況，沒有經濟效益，除此之外，還會有過剩的研磨用組成物，尤其是水等的溶劑妨礙到摩擦而阻礙研磨的情形。
本發明之研磨用組成物可為單液型，或可為以將研磨用組成物的一部分或全部以任意混合比率混合的雙液型為首的多液型。另外，在使用具有多個研磨用組成物的供給路徑的研磨裝置時，亦可使用兩個以上預先調製的研磨用組成物，並在研磨裝置上混合研磨用組成物。
另外，本發明之研磨用組成物可藉由以水稀釋研磨用組成物的原液來調製。在研磨用組成物為雙液型的情況，混合及稀釋的順序為任意，可列舉例如在以水稀釋一種組成物之後將該等混合，或混合同時以水稀釋，另外還可列舉以水稀釋混合的研磨用組成物等。
[實施例]
藉由以下的實施例及比較例對本發明進一步作詳細說明。但是本發明之技術的範圍並不受以下的實施例侷限。
(實施例1~10、比較例1~2)
藉由混合具有下述表4所示般的性狀的膠狀二氧化矽、水、及pH調整劑，而調製出實施例1~10及比較例1~2的研磨用組成物。pH調整劑採用硝酸或氫氧化鉀。使用實施例1~10及比較例1~2的研磨用組成物，以表 1所示的條件同時研磨5枚藍寶石基板(具有A面的藍寶石基板)的兩面。另外，使用實施例1~7、實施例10及比較例1~2的研磨用組成物，以表2所示的條件同時研磨3枚具有C面的藍寶石基板的單面。進一步使用實施例1~3、實施例6~10及比較例1的研磨用組成物，以表3所示的條件同時研磨48枚具有A面的藍寶石基板的單面。另外，進一步使用實施例1~10及比較例1~2的研磨用組成物，以表3所示的條件同時研磨48枚具有C面的藍寶石基板的單面。所使用的藍寶石基板皆為圓形(直徑2英吋)。
膠狀二氧化矽比表面積的測定是使用Micromeritics公司製的"Flow SorbII 2300"並藉由BET法來進行。另外，膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑、D3、D97、及長寬比是由掃描式電子顯微鏡(日立HighTechnologies股份有限公司製，S-4700)所得到的該膠狀二氧化矽粒子的影像並利用影像解析軟體等來計算。使用各實施例及比較例的研磨用組成物研磨60分鐘，測定研磨前後的藍寶石基板的質量，由研磨前後的質量的差來計算，將所求得的研磨速度揭示於下述表4。
[表1]<藍寶石基板的研磨條件1>研磨裝置：濱井產業股份有限公司製的雙面研磨裝置"6B"(定盤直徑380mm)研磨墊：Nitta Haas股份有限公司製的不織布研磨墊"SUBA(商標)800"研磨荷重：300g/cm2(29.4kpa)定盤轉速：40rpm線速度：26m/分鐘研磨用組成物的供給速度：160mL/分鐘研磨用組成物的體積：1.000mL
[表2]<藍寶石基板的研磨條件2>研磨裝置：日本ENGIS股份有限公司製的單面研磨裝置"EJ-3801N"(定盤直徑380mm)研磨墊：Nitta Haas股份有限公司製的不織布研磨墊"SUBA(商標)800"研磨荷重：300g/cm2(29.4kPa)定盤轉速：40rpm線速度：26m/分鐘研磨用組成物的供給速度：100mL/分鐘研磨用組成物的體積：500mL
[表3]<藍寶石基板的研磨條件3>研磨裝置：不二越機械工業製的單面研磨裝置"SPM-12"(定盤直徑760mm)研磨墊：Nitta Haas股份有限公司製的不織布研磨墊"SUBA(商標)800"研磨荷重：300g/cm2(29.4kPa)定盤轉速：40rpm線速度：58m/分鐘研磨用組成物的供給速度：1000mL/分鐘研磨用組成物的體積：12000mL
由上述表4明顯可知實施例1~10的本發明之研磨用組.成物在研磨具有A面的藍寶石基板時具有高研磨速度。
[產業上的可利用性]
依據本發明，能夠以高研磨速度來研磨具有無極性面(A面、M面等)或半極性面(R面等)的藍寶石基板，因此可期待在提升藍寶石基板的生產性或減低製造成本方面帶來很大的貢獻。
此外，本申請以2013年2月20日所申請的日本專利申請第2013-31228號及2013年8月28日所申請的日本專利申請第2013-177027號為為基礎，因參照而引用其揭示的全部內容。

Claims (8)

  1. 一種研磨用組成物，其係研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板的用途所使用之研磨用組成物，並且含有膠狀二氧化矽粒子與水，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積為60m2/g以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨用組成物，其中前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上2.0以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之研磨用組成物，其中在將前述膠狀二氧化矽粒子的累積個數分布之中，由小粒徑側累積3%時的粒徑及由小粒徑側累積97%時的粒徑分別定為D3及D97時，D97除以D3之值(D97/D3)為2.0以上。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之研磨用組成物，其中前述膠狀二氧化矽粒子的長寬比為1.10以上。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之研磨用組成物，其中pH為5以上11以下。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之研磨用組成物，其中前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之 值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.7以上2.0以下。
  7. 一種研磨方法，其係使用研磨用組成物研磨具有無極性面或半極性面的藍寶石基板之研磨方法，前述研磨用組成物係含有膠狀二氧化矽粒子與水，前述膠狀二氧化矽粒子的比表面積(單位：m2/g)除以前述膠狀二氧化矽粒子的個數量平均粒徑(單位：nm)之值(比表面積/個數量平均粒徑)為0.5以上3.0以下。
  8. 一種藍寶石基板之製造方法，其係包括藉由如申請專利範圍第7項之研磨方法研磨之步驟。
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