CN105038698A - 研磨用组合物 - Google Patents

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诸江泰宏
水谷俊美
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Abstract

提供一种研磨用组合物，在使用具有研磨垫的研磨装置研磨由硬脆材料形成的研磨对象物时，可以在150g/cm2以上的高研磨载荷(研磨压力)条件下以高研磨速度研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物、且可以抑制该研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。一种研磨用组合物，其用于使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的用途，所述研磨用组合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨垫表面、降低前述研磨垫与前述研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂。

Description

研磨用组合物
技术领域
本发明涉及研磨用组合物。
背景技术
作为维氏硬度超过1500HV的所谓硬脆材料的氧化铝、碳化硅的单晶用于LED、功率半导体的支承基板，此外，氧化铝的单晶基板由于具有难以产生划痕的性质，因此还用于钟表护罩玻璃等。
以往，为了将上述硬脆材料的晶体表面制成高度平坦化、高品质的面状态，通过包含高浓度的胶体二氧化硅的研磨用组合物研磨来完成(参照专利文献1)。
然而，上述硬脆材料晶体表面由于难以被划伤的特性而存在研磨速度非常低、需要长的加工时间，因此生产率差、制造成本上升的问题。
为了改善研磨速度，有提高研磨载荷(研磨压力)的方法。在高研磨载荷下，接触研磨对象物的被研磨表面的磨粒的个数增加，因此磨粒与被研磨表面的摩擦力增大，研磨效率提高。
对于内存硬盘使用的玻璃基板等，由于在高研磨载荷下进行研磨而产生的摩擦，从而容易产生基板表面的损伤、难以提高研磨载荷。但是，由硬脆材料氧化铝、碳化硅形成的单晶基板由于难以被划伤、硬的性质而在高研磨载荷下提高研磨效率进行研磨(参照专利文献2)。
现有专利文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-44078号公报
专利文献2：日本特开2009-297818号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献2记载的在高研磨载荷下研磨硬脆材料时，研磨速度增高，但存在基板表面产生损伤等缺陷，制品的成品率降低这样的问题。另外，还存在研磨垫或保持夹具等产生损伤这样的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种研磨用组合物，在使用具有研磨垫的研磨装置研磨由硬脆材料形成的研磨对象物时，可以在150g/cm2以上的高研磨载荷(研磨压力)条件下以高研磨速度研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物、且可以抑制该研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题，本发明人等反复进行了深入研究。其结果发现，在使用具有研磨垫的研磨装置研磨硬脆材料时，通过使用一种研磨用组合物可以解决上述课题，所述研磨用组合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨垫表面、降低前述研磨垫与前述研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂。于是，基于上述见解完成本发明。
即，本发明的上述课题通过以下手段的至少一种达成。
1.一种研磨用组合物，其用于使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的用途，所述研磨用组合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨垫表面、降低前述研磨垫与前述研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂。
2.根据上述1.所述的研磨用组合物，其中，前述添加剂为选自由阴离子性表面活性剂和阴离子性水溶性高分子组成的组中的至少1种。
3.根据上述1.或2.所述的研磨用组合物，其中，前述添加剂具有选自由磷酸基、膦酸基、硫酸基、磺酸基、羧基、羟基、和它们的盐组成的组中的至少1种官能团。
4.根据上述1.～3.中任1项所述的研磨用组合物，其中，前述添加剂包含选自由烷基苯磺酸、萘磺酸、聚磺酸(polysulfonicacid)、聚乙烯醇、和它们的盐或缩合物组成的组中的至少1种。
5.一种完成了研磨的研磨对象物的制造方法，其包括使用上述1.～4.中任1项所述的研磨用组合物，使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500Hv的硬脆材料形成的研磨对象物的工序。
6.根据上述5.所述的制造方法，其中，前述研磨对象物为由蓝宝石形成的单晶基板或成形体。
发明的效果
根据本发明，提供一种研磨用组合物，在使用具有研磨垫的研磨装置研磨由硬脆材料形成的研磨对象物时，可以在150g/cm2以上的高研磨载荷条件下以高研磨速度研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物、且可以抑制该研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等损伤的产生。
具体实施方式
本发明为一种研磨用组合物，其用于使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的用途，所述研磨用组合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨垫表面、降低前述研磨垫与前述研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂。
一般，研磨由硬脆材料形成的研磨对象物时的磨粒浓度高，因此磨粒赋予润滑作用。但是，认为在高研磨载荷(研磨压力)条件下，磨粒变得难以进入研磨对象物的被研磨面与研磨垫之间而失去润滑作用，研磨对象物与研磨垫接触的面积也增大，两面研磨时变得容易产生所谓的承载器噪音。在产生承载器噪音的研磨条件下，研磨对象物与研磨垫之间产生强的摩擦，因此存在研磨对象物表面产生损伤等缺陷、或研磨垫、保持夹具等产生损伤这样的问题。
对此，本发明的研磨用组合物包含的吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂具有至少吸附在研磨垫表面的作用，进一步具有吸附于研磨对象物表面的作用。认为通过该添加剂，在研磨对象物的被研磨面与研磨垫之间可以形成空间。认为通过形成这样的空间，研磨用组合物包含的磨粒变得容易进入，磨粒通过发挥润滑效果从而降低研磨对象物与研磨垫之间不必要的摩擦阻力(研磨阻力)，在使用具有研磨垫的研磨装置在150g/cm2以上研磨载荷的条件下研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物时，可以体现高研磨速度。进一步认为可以抑制研磨对象物表面的损伤等缺陷、研磨垫或保持夹具等损伤的产生。研磨载荷越高越能显著发挥本发明的该效果。
需要说明的是，上述机理为推测，本发明不受上述机理的任何限制。
[研磨对象物]
本发明的研磨用组合物用于使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料、优选维氏硬度为2000HV以上的硬脆材料形成的研磨对象物。维氏硬度表示对按压压力的坚牢度，具体而言是指通过JISZ2244：2009记载的方法测定的硬度。
作为这样的硬脆材料的例子，例如可优选列举出：氧化硅、氧化铝、氧化镓、和氧化锆等氧化物，氮化铝、氮化硅、和氮化镓等氮化物，以及碳化硅等碳化物等陶瓷。
其中，本发明的研磨用组合物用于研磨作为对氧化、络合、蚀刻这样的化学作用稳定的材料的氧化铝、尤其是蓝宝石的用途是优选的。进一步，本发明的研磨用组合物适用的研磨对象物可以用于任意用途，例如可以是光学器件用材料、功率器件用材料或化合物半导体。对研磨对象物的形态没有特别的限定，可以是基板、膜或其它成形体，优选为成形体。另外，从杂质少的观点来看，研磨对象物更优选为由硬脆材料形成的单晶基板。
一般，研磨载荷越高，磨粒的摩擦力越高，机械加工力提高，从而研磨速度增高。本发明的研磨用组合物可使用的研磨载荷(研磨压力)为150g/cm2以上，优选为200g/cm2以上。即使在这样高的研磨载荷下，通过使用本发明的研磨用组合物，也可以以高研磨速度研磨硬脆材料，可以抑制研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。
接着，详细说明本发明的研磨用组合物的构成。
[磨粒]
本发明的研磨用组合物包含磨粒。
作为磨粒的具体例子，可列举出选自由氧化硅(silica)、氧化铝(alumina)、氧化锆(zirconia)、氧化铈(ceria)、和氧化钛(titania)组成的组中的至少1种。这些之中，氧化硅(silica)和氧化铝(alumina)在比较容易得到，并且使用研磨用组合物研磨容易得到高平滑且低缺陷的表面的方面有利而优选。更优选为胶体二氧化硅。
磨粒也可以被表面修饰。通常的胶体二氧化硅在酸性条件下的ζ电势值接近0，因此在酸性条件下，二氧化硅颗粒彼此互相不产生电排斥而容易产生聚集。对此，经表面修饰的磨粒即使在酸性条件下ζ电势也具有比较大的正或者负的值，在酸性条件下互相强烈排斥而良好地分散，结果研磨用组合物的保存稳定性提高。这种表面修饰磨粒例如可以如下得到：将铝、钛或锆等金属或它们的氧化物与磨粒混合而掺杂到磨粒表面。
或者，研磨用组合物中表面修饰磨粒也可以是固定化有有机酸的二氧化硅。其中，可以优选使用固定化有有机酸的胶体二氧化硅。向胶体二氧化硅固定化有机酸通过使有机酸的官能团与胶体二氧化硅表面化学键合来进行。仅使胶体二氧化硅与有机酸共存不能达到向胶体二氧化硅固定化有机酸的效果。如果使作为有机酸的一种的磺酸固定化到胶体二氧化硅，例如可以使用“Sulfonicacid-functionalizedsilicathroughquantitativeoxidationofthiolgroups”,Chem.Commun.246-247(2003)记载的方法进行。具体而言，使3-巯丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与胶体二氧化硅偶联后，用过氧化氢将巯基氧化，由此可以得到磺酸固定化于表面的胶体二氧化硅。或者，如果使羧酸固定化到胶体二氧化硅，例如可以使用“NovelSilaneCouplingAgentsContainingaPhotolabile2-NitrobenzylEsterforIntroductionofaCarboxyGroupontheSurfaceofSilicaGel”,ChemistryLetters,3,228-229(2000)记载的方法进行。具体而言，使含有光反应性2-硝基苄酯的硅烷偶联剂与胶体二氧化硅偶联后进行光照射，由此可得到羧酸固定化于表面的胶体二氧化硅。
该磨粒可以单独或混合2种以上使用。另外，该磨粒可以使用市售品也可以使用合成品。
另外，该磨粒可以是球形状，也可以是非球形状。作为非球形状的具体例子，没有特别限制，可列举出：三棱柱、四棱柱等多棱柱状、圆柱状、圆柱的中央部比端部膨大的袋状、圆盘的中央部被贯通的环状、板状、中央部具有收缩的所谓的茧型形状、表面具有多个突起的所谓的金平糖形状、橄榄球形状等各种形状。
研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径优选为5nm以上，更优选为10nm以上，进一步优选为20nm以上。
随着磨粒的平均一次粒径增大，基于研磨用组合物的研磨对象物的研磨速度提高。
研磨用组合物中包含的磨粒的平均一次粒径优选为2μm以下，更优选为500nm以下，进一步优选为200nm以下。随着磨粒的平均一次粒径减小，使用研磨用组合物研磨容易得到低缺陷且粗度小的表面。需要说明的是，磨粒的平均一次粒径的值通过例如BET法测定的磨粒的比表面积算出。磨粒的比表面积的测定例如可以使用Micromeritics制造的“FlowSorbII2300”进行。
研磨用组合物中磨粒的含量的下限值优选为0.01质量％以上，更优选为0.1质量％以上。随着磨粒的含量增多，基于研磨用组合物的研磨对象物的研磨速度提高。
另外，研磨用组合物中磨粒的含量的上限值优选为50质量％以下，更优选为40质量％以下。随着磨粒的含量减少，研磨用组合物的制造成本降低，此外，变得容易得到使用研磨用组合物研磨造成的损伤等缺陷少的表面。
[水]
本发明的研磨用组合物包含水作为用于使各成分分散或溶解的分散介质或溶剂。从抑制阻碍其它成分的作用的观点来看，优选尽可能不含有杂质的水，具体而言，用离子交换树脂去除杂质离子后，通过过滤器去除异物的纯水、超纯水、或蒸馏水是优选的。
[添加剂]
吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂具有至少吸附于研磨垫表面，进一步吸附于研磨对象物表面的功能。该添加剂抑制研磨对象物与研磨垫直接接触，起到降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力(研磨阻力)的作用。
使用包含这样的添加剂的本发明的研磨用组合物，使用具有研磨垫的研磨装置研磨由硬脆材料形成的研磨对象物时，可以在150g/cm2以上的高研磨载荷(研磨压力)条件下以高研磨速度研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物、且可以抑制该研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。
本发明的添加剂为选自由阴离子性表面活性剂和阴离子性水溶性高分子组成的组中的至少1种。
作为用作上述添加剂的阴离子性表面活性剂的具体例子例如可列举出：月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、硬脂基硫酸钠、十六烷基硫酸钠等烷基硫酸酯盐；聚氧乙烯十三烷基醚乙酸钠等聚氧化烯烷基醚乙酸盐；十二烷基苯磺酸钠等烷基苯磺酸盐；聚氧化烯烷基醚硫酸、聚氧化烯烷基醚硫酸盐；硬脂酰基甲基牛磺酸钠、月桂酰基甲基牛磺酸钠、豆蔻酰基甲基牛磺酸钠、棕榈酰基甲基牛磺酸钠等高级脂肪酸酰胺磺酸盐；月桂酰基肌氨酸钠等N-酰基肌氨酸盐；单硬脂基磷酸钠等烷基磷酸盐；聚氧乙烯油醚磷酸钠、聚氧乙烯硬脂醚磷酸钠等聚氧化烯烷基醚磷酸酯盐；聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚膦酸盐、月桂基醚膦酸盐等膦酸盐；二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠、磺基琥珀酸二辛酯钠等长链磺基琥珀酸盐、N-月桂酰基谷氨酸钠单钠、N-硬脂酰基-L-谷氨酸二钠等长链N-乙酰谷氨酸盐等。
另外，作为用作上述添加剂的阴离子性水溶性高分子的例子，例如可列举出：棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、二十二碳六烯酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、聚马来酸酐、马来酸与异丁烯的共聚物、马来酸酐与异丁烯的共聚物、马来酸与二异丁烯的共聚物、马来酸酐与二异丁烯的共聚物、丙烯酸与衣康酸的共聚物、甲基丙烯酸与衣康酸的共聚物、马来酸与苯乙烯的共聚物、马来酸酐与苯乙烯的共聚物、丙烯酸与甲基丙烯酸的共聚物、丙烯酸与丙烯酸甲酯的共聚物、丙烯酸与乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸与马来酸的共聚物、丙烯酸与马来酸酐的共聚物、和它们的碱金属盐(锂盐、钠盐、钾盐等)、2族元素的盐(镁盐、钙盐等)、铵盐和胺盐等聚羧酸盐；烷基二苯基醚二磺酸、萘磺酸、烷基萘磺酸、萘磺酸的福尔马林缩合物、烷基萘磺酸的福尔马林缩合物、和它们的碱金属盐(锂盐、钠盐、钾盐等)、2族元素的盐(镁盐、钙盐等)、铵盐和胺盐等萘磺酸盐；聚苯乙烯磺酸、三聚氰胺磺酸、烷基三聚氰胺磺酸、三聚氰胺磺酸的福尔马林缩合物、烷基三聚氰胺磺酸的福尔马林缩合物、和它们的碱金属盐(锂盐、钠盐、钾盐等)、2族元素的盐(镁盐、钙盐等)、铵盐和胺盐等磺酸盐等；聚乙烯醇；等。
上述添加剂可以单独使用，也可以组合2种以上使用。这些之中，从骨架中具有易电离的结构来看，优选具有选自由磷酸基、膦酸基、硫酸基、磺酸基、羧基、羟基、和它们的盐组成的组中的至少1种官能团。更优选为、烷基苯磺酸、萘磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚磺酸、聚乙烯醇、它们的盐或缩合物等。进而，作为具体例子，可适宜列举出：癸基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基苯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、萘磺酸福尔马林缩合物、聚乙烯醇等。
研磨用组合物中包含的吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的重均分子量优选为200以上，更优选为300以上。随着上述添加剂的重均分子量增大，研磨速度保持增高。
吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的重均分子量优选为1500000以下，更优选为1000000以下，进一步优选为500000以下。随着上述添加剂的重均分子量减小，研磨垫与研磨对象物之间的摩擦阻力(研磨阻力)降低。
进而，上述添加剂之中，阴离子性表面活性剂的重均分子量优选为5000以下，更优选为2000以下。
需要说明的是，上述添加剂之中，阴离子性水溶性高分子的重均分子量采用以聚苯乙烯为标准物质，通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的值。
另外，上述添加剂之中，阴离子性表面活性剂的重均分子量采用通过高效液相色谱法(HPLC)测定的值。
研磨用组合物中吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的含量优选为0.0001质量％以上，更优选为0.0005质量％以上，进一步优选为0.001质量％以上。随着研磨用组合物中上述添加剂的含量增加，由于对抑制摩擦充分的保护膜容易形成在研磨对象物表面，因此降低研磨中的承载器噪音，可以抑制研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。
另外，研磨用组合物中上述添加剂的含量优选为0.5质量％以下，更优选为0.2质量％以下，进一步优选为0.1质量％以下。随着研磨用组合物中上述添加剂的含量减少，进一步抑制基于保护膜的研磨对象物的研磨速度的降低。
[其它成分]
本发明的研磨用组合物根据需要，可以进一步包含：pH调节剂、络合剂、蚀刻剂、氧化剂等用于进一步提高研磨速度的添加剂、赋予硬脆材料表面亲水性、分散效果的添加剂、防腐剂、防霉剂、防锈剂、螯合剂、提高磨粒的分散性的分散剂、使磨粒的聚集体的再分散容易的分散助剂等其它成分。
以下，对于作为优选的其它成分的pH调节剂、防腐剂、和防霉剂进行说明。
[pH调节剂]
本发明的研磨用组合物优选包含pH调节剂。pH调节剂调节研磨用组合物的pH，由此可以控制硬脆材料的研磨速度、磨粒的分散性等。该pH调节剂可以单独或混合2种以上使用。
作为pH调节剂可以使用公知的酸、碱、或它们的盐。
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。
本发明的研磨用组合物的pH的下限优选为7以上，更优选为8以上。随着研磨用组合物的pH增大，磨粒的分散性提高。
另外，本发明的研磨用组合物的pH的上限优选为14以下，更优选为13以下。随着研磨用组合物的pH减小，磨粒的分散性、组合物的安全性、组合物的经济性等进一步提高。
[防腐剂和防霉剂]
作为本发明使用的防腐剂和防霉剂，例如可列举出：2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等异噻唑啉系防腐剂、对羟基苯甲酸酯类、和苯氧乙醇等。这些防腐剂和防霉剂可以单独或混合2种以上使用。
[研磨用组合物的制造方法]
对本发明的研磨用组合物的制造方法没有特别的限制，例如可以通过将磨粒、吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂、和根据需要的其它成分在水中搅拌混合来得到。
对混合各成分时的温度没有特别的限制，优选为10～40℃，为了提高溶解速度也可以加热。另外，对混合时间也没有特别的限制。
[完成了研磨的研磨对象物的制造方法]
如上所述，本发明的研磨用组合物适宜用于由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的研磨。因此，本发明提供一种完成了研磨的研磨对象物的制造方法，其包括使用本发明的研磨用组合物，使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的工序。前述研磨对象物优选为由蓝宝石形成的单晶基板或成形体。
使用本发明的研磨用组合物研磨硬脆材料时，可以使用通常的硬脆材料的研磨使用的具有研磨垫的研磨装置、研磨条件进行。作为一般的研磨装置有单面研磨装置、双面研磨装置，单面研磨装置使用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(研磨垫)的平板压在基板单面，使平板旋转来研磨硬脆材料的单面。双面研磨装置使用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(研磨垫)的平板按在基板的相对面，使它们向相对方向旋转来研磨硬脆材料的双面。此时，通过研磨垫和研磨用组合物与硬脆材料的摩擦的物理作用、和研磨用组合物给硬脆材料带来的化学作用来研磨。
作为本发明的研磨方法的研磨条件可举出研磨的线速度。一般，线速度受到研磨垫的转速、承载器的转速、基板的大小、基板的个数等的影响，线速度大时对基板产生的摩擦力也变大，因此边缘受到机械研磨的作用也变大。另外，摩擦产生摩擦热，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没有特别的限定，优选为10～300m/分钟，更优选为25～200m/分钟。线速度低则有时不能得到充分的研磨速度。另外，线速度大，则有时基板的摩擦使研磨垫破损、反之对基板传递的摩擦不充分、变为所谓基板滑动状态而不能充分研磨。
对本发明的研磨方法使用的研磨垫没有特别的限定，例如有聚氨酯型、无纺布型、绒面革型等材质不同的研磨垫，此外，硬度、厚度等物性不同的研磨垫，进一步包含磨粒的研磨垫，不包含磨粒的研磨垫等，可以使用这些之中任意的垫。
作为本发明的研磨方法的研磨条件，可举出研磨用组合物的供给量。供给量根据研磨的基板的种类、研磨装置、研磨条件而不同，为对研磨用组合物无不均匀地向研磨对象物与研磨垫之间全面地供给充分的量即可。研磨用组合物的供给量少时，有时不能将研磨用组合物向基板整体供给、组合物产生干燥凝固而基板表面产生缺陷。相反，供给量多时，不经济，此外，过剩的研磨用组合物、妨碍尤其是水等介质的摩擦而阻碍研磨。
本发明的研磨用组合物含有的各成分也可以在即将进行研磨用组合物制造之前通过过滤器进行过滤处理的物质。另外，本发明的研磨用组合物也可以使用在即将使用之前通过过滤器进行过滤处理。通过实施过滤处理，可以除去研磨用组合物中的粗大异物，提高研磨用组合物的品质。
使用本发明的研磨用组合物研磨硬脆材料时，可以回收一次研磨使用的研磨用组合物用于再次研磨。作为研磨用组合物的再使用的方法的一个例子，可举出将从研磨装置排出的研磨用组合物回收在容器内，再次向研磨装置内循环使用的方法。循环使用研磨用组合物在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荷的方面，和能够减少使用的研磨用组合物的量来抑制硬脆材料研磨所需的制造成本的方面有用。
循环使用本发明的研磨用组合物时，由于研磨消费/损失的磨粒、吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂、和其它添加剂的一部分或全部可以作为组合物调节剂向循环使用中进行添加。此时，作为组合物调节剂，可以以任意混合比率混合磨粒、吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂、和其它添加剂的一部分或全部。追加组合物调节剂添加，从而将研磨用组合物调节为适宜再利用的组合物，适宜维持研磨。组合物调节剂含有的磨粒、吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂、和其它添加剂的浓度为任意浓度，没有特别的限定，根据循环容器的大小、研磨条件适宜调节是优选的。
本发明的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为研磨用组合物的一部分或全部以任意混合比率混合成的以双组分型为首的多组分型。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，可以使用预先调节的2种以上的研磨用组合物来使研磨用组合物在研磨装置上混合。
另外，本发明的研磨用组合物可以通过用水稀释研磨用组合物的原液来制备。研磨用组合物为双组分型时，混合和稀释的顺序是任意的，例如可列举出：将一种组合物用水稀释后将它们混合的情况、混合同时用水稀释的情况、或混合好的研磨用组合物用水稀释的情况。
实施例
使用以下实施例和比较例进一步详细说明本发明。但本发明的技术范围并不仅限定于以下实施例。
(研磨用组合物的制备)
用水稀释包含平均一次粒径为20nm的胶体二氧化硅的胶体二氧化硅溶胶，进一步加入下述表2记载的吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂，制备实施例1～8和比较例1～6的研磨用组合物。实施例1～8和比较例1～5的研磨用组合物中任一者的胶体二氧化硅的含量均为20质量％，吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的含量为0.01质量％。另外，比较例6作为控制组，准备胶体二氧化硅的含量为20质量％，不包含吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的研磨用组合物。
(研磨速度和承载器噪音的测定)
使用实施例1～8、和比较例1～6的各研磨用组合物，在下述的研磨条件下研磨蓝宝石基板表面(A面(＜1120＞、维氏硬度：2300HV)。
使用的蓝宝石基板均为直径52mm(约2英寸)的同种基板。
＜蓝宝石基板的研磨条件＞
研磨机：双面研磨机6BN(浜井产业株式会社制造)
研磨布(研磨垫)：NittaHaasIncorporated.制造、无纺布垫SUBA800
被研磨物：蓝宝石基板A面2英寸圆盘
加工张数：(1张/1承载器)×3承载器
载荷：300g/cm2
转速：40rpm
研磨用组合物供给量：200mL/分钟(循环使用)
研磨时间：60分钟
使用各实施例和比较例的研磨用组合物进行研磨后，测定蓝宝石基板的质量，由研磨前后的质量差测定研磨速度，求出以比较例6的不包含吸附于研磨垫表面、降低研磨垫与研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂的研磨用组合物的情况的研磨速度作为1时的比率。
另外，在下述条件下测定承载器噪音，依据下述表1的标准进行评价。
＜承载器噪音测定条件＞
测定器：SOUNDLEVELMETERSM-325(ASONECORPORATION.制造)
测定范围：50～100dB
频率特性：C特性
从研磨机到测定器为止的距离：100cm
表1
各评价结果示于下述表2。
表2
由表2表明可知，使用实施例1～8的研磨用组合物时，可以以高研磨速度研磨研磨对象物。另外可知，使用实施例1～8的研磨用组合物时，承载器噪音小、研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等损伤的产生受到抑制。
比较例1～6的研磨用组合物的承载器噪音大、暗示研磨对象物表面的损伤等缺陷的产生、研磨垫或保持夹具等的损伤的产生。使用比较例3的纤维素的研磨用组合物的研磨速度低。

Claims (6)

1.一种研磨用组合物，其用于使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500HV的硬脆材料形成的研磨对象物的用途，
所述研磨用组合物包含磨粒，和
水，和
吸附于所述研磨垫表面、降低所述研磨垫与所述研磨对象物之间不必要的摩擦阻力的添加剂。
2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述添加剂为选自由阴离子性表面活性剂和阴离子性水溶性高分子组成的组中的至少1种。
3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述添加剂具有选自由磷酸基、膦酸基、硫酸基、磺酸基、羧基、羟基、和它们的盐组成的组中的至少1种官能团。
4.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述添加剂包含选自由烷基苯磺酸、萘磺酸、聚磺酸、聚乙烯醇、和它们的盐或缩合物组成的组中的至少1种。
5.一种完成了研磨的研磨对象物的制造方法，其包括使用权利要求1～4中任1项所述的研磨用组合物，使用具有研磨垫的研磨装置以150g/cm2以上的研磨载荷研磨由维氏硬度超过1500Hv硬脆材料形成的研磨对象物的工序。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中，所述研磨对象物为由蓝宝石形成的单晶基板或成形体。
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