JP2000038572A - Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof - Google Patents

Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof

Info

Publication number
JP2000038572A
JP2000038572A JP20990798A JP20990798A JP2000038572A JP 2000038572 A JP2000038572 A JP 2000038572A JP 20990798 A JP20990798 A JP 20990798A JP 20990798 A JP20990798 A JP 20990798A JP 2000038572 A JP2000038572 A JP 2000038572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cerium oxide
glass
polishing
particle size
polishing composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20990798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Yoshida
明利 吉田
Yoshihisa Ogawa
佳久 小川
Hiroaki Tanaka
弘明 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP20990798A priority Critical patent/JP2000038572A/en
Publication of JP2000038572A publication Critical patent/JP2000038572A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an abrasive composition for efficiently effecting mirror finish at an extremely high, finished surface roughness of glass, quartz or the like and a method for preparing the same which, more specifically, relate to the particle size distribution of cerium oxide to be used as the abrasive grain in the abrasive composition. SOLUTION: This glass or quartz abrasive composition is composed of an aqueous dispersion containing fine cerium oxide particles composed of two main peaks in the particle size-in-diameter distribution with a peak value DL of the larger peak of 1-10 μm at a ratio (DL/DS) of the peak value DL of the larger peak to the peak value DS of the smaller peak of 3-25, preferably 5-15. The concentration of the cerium oxide in the abrasive composition is 3-20 wt.% and the ratio (WL/WS) of the weight WL of the larger particles to that of the smaller particles WS is in the range of 0.2-9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、ガラス、石英等に
おいて、特に極めて高い仕上げ面粗さでの鏡面仕上げを
効率よく施すための研磨用組成物およびその製造方法に
関わるものである。更に詳しくは、研磨用組成物中で砥
粒として用いられる酸化セリウムの粒度分布に関わるも
のである。本発明でいうガラスとは、珪酸が主成分の珪
酸塩ガラス類を示し、シリコンウェーハ表面の熱酸化膜
およびデバイス表面の層間絶縁膜も包括する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing composition for efficiently performing mirror finishing with extremely high finished surface roughness on glass, quartz and the like, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to the particle size distribution of cerium oxide used as abrasive grains in the polishing composition. The glass in the present invention refers to silicate glasses containing silicic acid as a main component, and includes a thermal oxide film on a silicon wafer surface and an interlayer insulating film on a device surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラスあるいは石英は、建材、容
器、装飾品、光学用レンズ等に使用される用途以外に、
磁気ディスク基板、フォトマスク、液晶ガラスあるいは
水晶発振子等電子部品関連の新用途への展開が著しく、
特に磁気ディスク基板や水晶発振子用途の場合は、極端
に高精密な仕上げ面粗さが要求されると同時に生産性の
向上も要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, glass or quartz has been used for building materials, containers, decorative articles, optical lenses, and the like.
Significant development in new applications related to electronic components such as magnetic disk substrates, photomasks, liquid crystal glass, and crystal oscillators.
In particular, in the case of a magnetic disk substrate or a crystal oscillator, an extremely high-precision finished surface roughness is required, and at the same time, an improvement in productivity is also required.

【0003】従来、ガラス、金属材料、半導体材料、セ
ラミックスあるいは炭素材料等で、極めて高い平面度や
平行度が特に要求される板状の材料の面を鏡面に仕上る
ためのポリッシング加工は、ポリッシング用の研磨布、
所謂ポリッシングパッドを貼付した回転可能な定盤を配
し、その上に被加工体を載置して、研磨剤を含有した加
工液を定量的に供給しつつ被加工体を定盤に押圧し、定
盤及び被加工体を回転させ、その作用で面粗さの向上を
行なうという方法で行なわれている。ポリッシングパッ
ドとしては様々なものが使用されるが、例えば、不織
布、合成樹脂発泡体、合成皮革あるいはその複合体を挙
げることができ、また、少量の砥粒をその中に内包して
いるものも使用される。
[0003] Conventionally, a polishing process for finishing a plate-like material such as glass, metal material, semiconductor material, ceramics or carbon material, etc., which requires extremely high flatness and parallelism, to a mirror-finished surface is used for polishing. Polishing cloth,
A rotatable surface plate to which a so-called polishing pad is attached is arranged, and a workpiece is placed thereon, and the workpiece is pressed against the surface plate while a working fluid containing an abrasive is supplied quantitatively. The surface plate and the workpiece are rotated, and the surface roughness is improved by the action. Various polishing pads are used, for example, non-woven fabric, synthetic resin foam, synthetic leather or a composite thereof, and those having a small amount of abrasive grains contained therein. used.

【0004】研磨剤としては、酸化アルミニウム、炭化
珪素、ガーネット、ダイヤモンド、酸化珪素、酸化セリ
ウム、酸化クロム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、酸
化マンガン、酸化ジルコニウム等の砥粒微粒子が一般的
に使用されるが、その種類については、各々の被加工体
の種類や加工目的に応じて適宜選定され使用されてお
り、特にガラスあるいは石英等(以下ガラス等と略記す
る)を被加工体としたポリッシング加工においては、従
来より酸化セリウム(CeO2)の砥粒微粒子が選択的
に使用されている。その粒子サイズについては、目的に
応じて一定の粒子径を中心に正規分布するように分級さ
れたものを用いるのが通常であるが、ガラス等のポリッ
シングにおいて使用される酸化セリウムの平均粒子径は
サブミクロンのサイズから高々20ミクロン程度のもの
であり、それより大きなサイズのものは存在せず、また
細かいものも製造困難である。
As abrasives, abrasive fine particles such as aluminum oxide, silicon carbide, garnet, diamond, silicon oxide, cerium oxide, chromium oxide, calcium carbonate, barium carbonate, manganese oxide and zirconium oxide are generally used. However, the type is appropriately selected and used according to the type and processing purpose of each workpiece, and is particularly used in polishing using glass or quartz (hereinafter abbreviated as glass or the like) as a workpiece. Heretofore, abrasive grains of cerium oxide (CeO 2 ) have been selectively used. Regarding the particle size, it is usual to use those classified so that they are normally distributed around a certain particle diameter according to the purpose, but the average particle diameter of cerium oxide used in polishing of glass or the like is The size is from the submicron size to at most about 20 microns, and there is no size larger than that, and it is difficult to manufacture fine ones.

【0005】ポリッシング用の加工液は、研磨剤となる
砥粒微粒子を数%ないし数十%の濃度でスラリー状に分
散された水系の分散液であり、分散剤、アルカリ成分、
有機溶剤、更には他の添加剤を必要に応じて加えたもの
である。含有する砥粒微粒子は表示される粒子径を中心
としてほぼ正規分布しているものであり、酸化セリウム
砥粒の場合は二次凝集したものも含有されていてもよ
い。また、酸化セリウム砥粒の場合出発原料となる鉱石
が、セリウム以外の稀土類屬元素を多く含むため、純度
は比較的低く一般的にはCeO2含有量が45%以上の
ものを酸化セリウム砥粒と称して用いている。
[0005] The working fluid for polishing is an aqueous dispersion in which abrasive grains serving as an abrasive are dispersed in a slurry state at a concentration of several% to several tens%, and a dispersant, an alkali component,
An organic solvent and further other additives are added as required. The contained abrasive grains are substantially normally distributed around the displayed particle diameter, and in the case of cerium oxide abrasive grains, secondary aggregates may be contained. Further, ore the case of cerium oxide abrasive grains starting material, because it contains many rare earth屬元element other than cerium, purity is relatively low generally cerium oxide abrasive what CeO 2 content of more than 45% It is referred to as a grain.

【0006】ガラス等のポリッシング加工は、被加工体
よりも硬度が高い砥粒の引掻き作用や微小破砕作用によ
る一般的な機械的な力による加工とは異なり、ガラス等
を構成する材質と介在する水との水和反応と、更にそれ
と酸化セリウムとの化学反応を利用し、それに機械的除
去作用とを加えた所謂メカノケミカル作用によってポリ
ッシングが進むものである。すなわち、酸化セリウム砥
粒微粒子がガラス等被加工体の表面に接触した時の塑性
変形に伴う歪エネルギーと摩擦熱により、ガラス等被加
工体の表面が化学的に活性化された状態になり溶去が促
進され、それが砥粒微粒子の機械的作用にて除去される
のであって、ガラス等よりも硬度の低い酸化セリウムを
砥粒として用いることによりダメージの少ない、面粗さ
に優れた鏡面仕上げの超精密加工が可能となるのであ
る。
[0006] Polishing of glass or the like is different from processing by general mechanical force due to scratching action or fine crushing action of abrasive grains having hardness higher than that of a workpiece, and intervenes with a material constituting glass or the like. Polishing proceeds by a so-called mechanochemical action that utilizes a hydration reaction with water and a chemical reaction of the hydration reaction with water and cerium oxide, and adds a mechanical removal action thereto. In other words, the surface of the workpiece such as glass becomes chemically activated due to the strain energy and frictional heat associated with plastic deformation when the cerium oxide abrasive particles come into contact with the surface of the workpiece such as glass and melts. The removal is promoted, and it is removed by the mechanical action of the abrasive particles. The use of cerium oxide, which has a lower hardness than glass etc., as the abrasive particles causes less damage and a mirror surface with excellent surface roughness. This enables ultra-precision finishing.

【0007】しかしながら、ガラス等を構成する材質と
水との間の反応は極めて微弱かつ緩慢なものであって、
従ってそのポリッシング加工速度(除去速度)も極めて
遅いものであり、その効率の低さがガラス等のポリッシ
ング加工の問題点として従来より指摘されている。この
作用は加工液をアルカリ性にすることによって多少促進
することはできるがそれほど顕著なものではない。通
常、これらの加工効率の向上は、粒子径の大きい砥粒微
粒子を用いることで対応しているが、酸化セリウムによ
るガラス等の加工の場合、上述のような機構で加工が進
むため、この方法は加工効率の向上には寄与せず、むし
ろスクラッチや潜傷等の好ましからざる現象の発生につ
ながり、期待する効果を得ることはできない。
However, the reaction between the material constituting glass and the like and water is extremely weak and slow,
Therefore, the polishing processing speed (removal speed) is extremely low, and its low efficiency has been pointed out as a problem of the polishing of glass or the like. This effect can be somewhat accelerated by making the working fluid alkaline, but not very noticeable. Usually, the improvement of these processing efficiencies is supported by using abrasive fine particles having a large particle diameter.However, in the case of processing of glass or the like by cerium oxide, the processing proceeds by the mechanism described above. Does not contribute to the improvement of the processing efficiency, but rather leads to the occurrence of undesired phenomena such as scratches and latent scratches, and cannot achieve the expected effects.

【0008】酸化セリウムの微粒子をガラス等のポリッ
シング加工用の砥粒として用いることは、従来より公知
の技術であるが、その改良技術として酸化セリウムの二
次凝集や硬化を防止する技術が例えば、特開平3−14
6584公報あるいは特開平3−146585公報に開
示されている。これらの技術は、加工効率の持続性、ス
クラッチ等異常欠点の発生の防止等には大きな効果を有
するが、加工効率自体の向上を目的としたものではな
い。また、加工効率の向上を目的として、加工液中の酸
化セリウム濃度を上げる試みや加工圧力を上げる試みも
なされているがこれらも目的とする効果を得ることはで
きない。また、酸化セリウム以外の砥粒、例えば酸化ジ
ルコニウムをガラス等のポリッシング加工用の砥粒とし
て使用する方法も開示されているが(例えば特開平−1
46584号公報)加工速度の面からは酸化セリウムに
は及ぶものではない。従って、加工効率(加工速度)の
向上に対しては決定的な対策がなく、ガラス等の一連の
加工においてこのポリッシング加工がネックになってい
るのが現実である。
The use of fine particles of cerium oxide as abrasive grains for polishing processing of glass or the like is a conventionally known technique. As an improvement technique, a technique for preventing secondary aggregation and hardening of cerium oxide is known, for example. JP-A-3-14
No. 6584 or JP-A-3-146585. These techniques have a great effect on the continuity of the processing efficiency and the prevention of the occurrence of abnormal defects such as scratches, but they are not aimed at improving the processing efficiency itself. Attempts have been made to increase the concentration of cerium oxide in the working fluid or to increase the working pressure for the purpose of improving the working efficiency, but none of these methods can achieve the desired effects. A method is also disclosed in which abrasive grains other than cerium oxide, for example, zirconium oxide are used as abrasive grains for polishing a glass or the like (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI-1).
No. 46584) The processing speed does not reach cerium oxide. Therefore, there is no decisive measure for improving the processing efficiency (processing speed), and in reality, this polishing processing is a bottleneck in a series of processing of glass or the like.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、ガラス
等の従来のポリッシング加工における上述の問題点に鑑
み、鋭意研究を行なった結果、使用する酸化セリウム砥
粒の粒度分布に工夫を加えることにより、仕上げ面粗さ
に悪影響を与えることなく加工効率を向上させ得ること
見出して本発明を完成するに至ったものであり、その目
的となす所は、ガラス、石英等において、特に極めて高
い仕上げ面粗さでの鏡面仕上げを効率よく施すための研
磨用組成物を提供することにあり、更に他の目的はその
研磨用組成物を製造する方法を提供することにある。
In view of the above-mentioned problems in the conventional polishing of glass or the like, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, have devised the particle size distribution of the cerium oxide abrasive used. By doing so, it has been found that the processing efficiency can be improved without adversely affecting the finished surface roughness, and the present invention has been completed, and the object thereof is glass, quartz, etc. An object of the present invention is to provide a polishing composition for efficiently performing mirror finishing with a finished surface roughness, and still another object is to provide a method for producing the polishing composition.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述の目的は、砥粒とし
て酸化セリウムの微粒子を含む水系分散液よりなるガラ
スまたは石英用研磨組成物において、酸化セリウム微粒
子の粒子径の粒度分布が二つの主ピークより構成されて
なり、大きい粒径のピーク値DLが1μm以上10μm
以下であり、かつ小さい粒径のピーク値DSが、前記大
きい方のピーク値DLに対する比率DL/DSにおい
て、3ないし25の範囲、好ましくは5ないし15の範
囲にあることを特徴とするガラスまたは石英用研磨組成
物により達成される。砥粒としての酸化セリウムの濃度
は、研磨用組成物中の重量比において3ないし20%で
あることを特徴とすることが好ましい。さらに、前記ガ
ラスまたは石英用研磨組成物は、酸化セリウム微粒子の
粒子径の粒度分布の二つの主ピーク値の中間の粒子径の
値より大きい粒子の占める重量WLと、それより小さい
粒子の占める重量WSの比率WL/WSが0.2ないし
9の範囲にあるものであることが好ましい。さらに本発
明の他の目的は、粒度分布のピーク値DLが、1μm以
上10μm以下の酸化セリウムを含む研磨用組成物と、
粒度分布のピーク値DSが前記ピーク値DLに対しDL
/DSの比率で3ないし25である酸化セリウムを含む
研磨用組成物を混合してガラスまたは石英用研磨組成物
を製造する方法にて達成される。
The object of the present invention is to provide a polishing composition for glass or quartz comprising an aqueous dispersion containing fine particles of cerium oxide as abrasive grains, wherein the particle size distribution of the fine particles of cerium oxide is two. The peak value DL of a large particle diameter is 1 μm or more and 10 μm or more.
A glass having a peak value DS of the following particle diameter and a small particle diameter in a range of 3 to 25, preferably 5 to 15 in a ratio DL / DS to the larger peak value DL. Achieved by a polishing composition for quartz. It is preferable that the concentration of cerium oxide as abrasive grains is 3 to 20% by weight in the polishing composition. Further, the polishing composition for glass or quartz includes a weight WL occupied by particles larger than a value of a particle diameter intermediate between two main peak values of a particle size distribution of cerium oxide fine particles, and a weight occupied by particles smaller than that. Preferably, the WS ratio WL / WS is in the range of 0.2 to 9. Still another object of the present invention is to provide a polishing composition comprising cerium oxide having a peak value DL of a particle size distribution of 1 μm or more and 10 μm or less,
The peak value DS of the particle size distribution is DL with respect to the peak value DL.
This is achieved by a method of manufacturing a polishing composition for glass or quartz by mixing a polishing composition containing cerium oxide having a ratio of / DS of 3 to 25.

【0011】本発明で使用される微粒子の砥粒の粒子径
の大きさや粒度分布は例えば、沈降試験方法、電気抵抗
試験方法、拡大顕微鏡写真方法、レーザー散乱式粒度分
布測定方法等様々な方法により測定されるが、本発明に
おいてはレーザー散乱式測定方法を使用し、実際の測定
においては、MICROTRAC−SPA型(HONE
YWELL社製)レーザー散乱式粒度分布測定装置によ
る測定を行ない、またCPS DISK CENTRI
FUGE型(セントラル科学貿易)遠心沈降法粒度分布
測定機にて確認を行なっている。従って、本発明におい
て規定する粒子径を表すDL、DS、とはいずれも本装
置に基づく数値を示すものである。また、遠心沈降法粒
度分布測定機を補助的に使用するのは、この方が分解能
が高く良好であるからである。
The size and particle size distribution of the abrasive grains of the fine particles used in the present invention can be measured by various methods such as a sedimentation test method, an electric resistance test method, a magnifying microscope photographing method, and a laser scattering particle size distribution measuring method. In the present invention, a laser scattering measurement method is used, and in actual measurement, a MICROTRAC-SPA type (HONE
Measurement by a laser scattering particle size distribution analyzer, and CPS DISK CENTRI
It has been confirmed with a FUGE type (Central Science Trading) centrifugal sedimentation method particle size distribution analyzer. Therefore, DL and DS representing the particle diameter specified in the present invention are all numerical values based on the present apparatus. The reason why the centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer is used as auxiliary is that this method has higher resolution and is better.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明において使用するポリッシ
ング加工機とは、ポリッシングパッドを貼付した回転可
能な定盤を有し、その上に被加工体たるガラスまたは石
英の板状のものを載置しつつ前記定盤を回転し、加工液
たるスラリー状の酸化セリウムの微粒子を含む水系分散
液を定量的に供給してポリッシングを行なうものであ
る。図1に本発明において使用するポリッシング加工機
の要部断面説明図を示す。被加工体5はホルダー2に接
着された状態で、定盤1上のポリッシングパッド4に押
圧される。研磨用組成物6はノズル3からポリッシング
パッド上に定量的に供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A polishing machine used in the present invention has a rotatable surface plate to which a polishing pad is attached, and on which a glass or quartz plate-like material to be processed is placed. The polishing is performed by rotating the platen while quantitatively supplying an aqueous dispersion liquid containing slurry-like cerium oxide fine particles as a processing liquid. FIG. 1 is an explanatory sectional view of a main part of a polishing machine used in the present invention. The workpiece 5 is pressed against the polishing pad 4 on the surface plate 1 while being adhered to the holder 2. The polishing composition 6 is quantitatively supplied from the nozzle 3 onto the polishing pad.

【0013】本発明に用いる研磨用組成物に含まれる酸
化セリウム微粒子はモナザイト、バストネサイト等の鉱
石から採取されるもので、CeO2純分が原料鉱石とほ
ぼ同等の50%程度のもの、および精製して90%以上
としたものがあるが、本発明においてはいずれのタイプ
も使用することができる。一般的に砥粒微粒子としては
表示された粒径をピーク値としてそれを中心に正規分布
するように分級されている。ここでいう粒径とはレーザ
ー散乱式粒度分布測定装置に従って測定されたものであ
る。本発明において規定するDLとは前述のMICRO
TRAC−SPA型(HONEYWELL社製)レーザ
ー散乱式粒度分布測定装置に従って測定された粒度分布
曲線(重量比表示)において大きい方の主ピークの粒径
の値を示すもの、DSとは同じく小さい方の主ピークの
粒径の値を示すものである。また、WLとはDLとDS
の間の中間値DMより大きい粒径のものの重量、WSと
は同じくDLとDSの間の中間値より小さい粒径のもの
の重量の割合を示す数値である。このような酸化セリウ
ム砥粒を、分散剤、PH調整剤、その他必要な添加剤を
加えた上で安定なスラリーとしたものが研磨用組成物で
あるが、ここで含まれる酸化セリウム砥粒は二次凝集し
ていてもよい。
The cerium oxide fine particles contained in the polishing composition used in the present invention are collected from ores such as monazite and bastnaesite, and have a CeO 2 pure content of about 50%, which is almost the same as the raw material ore. In addition, any of these types can be used in the present invention. Generally, the abrasive particles are classified so that the displayed particle size is a peak value and a normal distribution is centered on the peak value. The particle size here is measured according to a laser scattering type particle size distribution analyzer. The DL defined in the present invention is the aforementioned MICRO
TRAC-SPA (manufactured by HONEYWELL) showing the value of the particle size of the larger main peak in the particle size distribution curve (indicated by weight) measured according to the laser scattering type particle size distribution analyzer, and DS is the smaller value. It shows the value of the particle size of the main peak. WL is DL and DS
, And WS is a numerical value indicating the ratio of the weight of particles having a particle diameter smaller than the intermediate value between DL and DS. A polishing composition is obtained by adding such a cerium oxide abrasive to a stable slurry after adding a dispersant, a pH adjuster, and other necessary additives, but the cerium oxide abrasive included here is It may be secondary aggregated.

【0014】本発明になる研磨用組成物においては、含
まれる酸化セリウムの粒径が単一のピークを持つもので
なく、二つの主ピークを持ついわゆるダブルピークのも
のを用いることによって優れたポリッシング加工速度
(除去速度)を得ることをその要旨とするものであっ
て、大きい粒子と小さい粒子を併せ持つことによって、
被加工体表面に対する砥粒微粒子の有効接触面積を増や
し、それにより単一ピークの研磨用組成物のポリッシン
グ加工速度(除去速度)を改善するものである。大きい
方の粒子の粒径は1〜10μmでありこれに対し1/3
から1/25程度のサイズの小さい粒子を混合すること
によって上述の効果を得ることができる。小さい方の粒
子のサイズはこの範囲より大きくても小さくても効果は
低下する。また、本発明において特に留意されるべきこ
とは、このようにダブルピークの砥粒を使用することに
より、ポリッシング加工速度は改善されるが、得られる
表面粗は全く影響を受けず、また、スクラッチ等の異状
傷が増加するといった好ましからざる現象を惹起するこ
ともない点である。なお、ここでいうダブルピークとは
主となるピークが二つということであり、これ以外に山
の低い小さいピークがいくつか存在することも当然ある
のである。
In the polishing composition according to the present invention, the cerium oxide contained has not a single particle but a so-called double peak having two main peaks. The main purpose is to obtain a processing speed (removal speed). By having both large and small particles,
The object of the present invention is to increase the effective contact area of the abrasive fine particles with the surface of the workpiece, thereby improving the polishing processing rate (removal rate) of the single-peak polishing composition. The larger particles have a particle size of 1 to 10 μm,
The above-mentioned effect can be obtained by mixing small particles having a size of about 1/25 from the above. The effect is reduced if the size of the smaller particles is larger or smaller than this range. Also, it should be particularly noted in the present invention that the use of such double-peak abrasive grains improves the polishing speed, but does not affect the obtained surface roughness at all, It does not cause undesired phenomena such as an increase in abnormal scratches. Note that the double peak here means that there are two main peaks, and it is natural that there are some other small peaks with low peaks.

【0015】砥粒としての酸化セリウム微粒子の濃度
は、ポリッシング加工時において3〜20重量%、好ま
しくは10〜15重量%である。濃度が3重量%以下で
あると相対的にポリッシング加工速度は低下し、また濃
度が上がれば相対的に加工速度は上がってくるが、約1
5重量%を越えるあたりでその値はその条件でのピーク
値に達し、それ以上は濃度を高くした意味がなくなる。
さらに、加工に伴う加工屑は、循環使用を行なう場合は
それに伴い液中に残存し、液中固形分濃度を高めてゆ
く。砥粒濃度が最初から高濃度であると、リサイクル液
の濃度が上がり粘性も上昇し、スラリーとしての安定性
を欠くようになる。
The concentration of cerium oxide fine particles as abrasive grains is 3 to 20% by weight, preferably 10 to 15% by weight during polishing. When the concentration is 3% by weight or less, the polishing processing speed relatively decreases, and when the concentration increases, the processing speed relatively increases.
When the content exceeds 5% by weight, the value reaches the peak value under the condition, and beyond that, the meaning of increasing the concentration becomes meaningless.
Furthermore, when the circulating use is performed, the processing wastes associated with the processing remain in the liquid and increase the solid concentration in the liquid. If the concentration of the abrasive grains is high from the beginning, the concentration of the recycled liquid increases and the viscosity increases, so that the slurry lacks stability.

【0016】更に、本発明になる研磨用組成物において
は含まれる酸化セリウムの粒径は、前述の通り二つの主
ピークに分けられるのであるが、その好ましい比率は以
下に示す通りである。すなわち、DLとDSの間の中間
値DMより大きい粒子の占める重量WLと、それより小
さい粒子の占める重量WSの比率WL/WSが0.2な
いし9の範囲、より好ましくは0.4ないし8の範囲に
ある場合本発明にいうポリッシング加工効率の顕著な改
善が認められるのである。つまり、両者の比率がほぼ同
じ、即ちWL/WSの数値がほぼ1である所でポリッシ
ング加工速度がピークに達し、WL/WSの数値が上述
の範囲を外れた場合は両者の混合による改善効果は殆ん
ど認めることはできない。更にまた、本発明においては
酸化セリウムの微粒子の分布のシャープさについては限
定するものではないが、あまり分布がブロードであると
本発明の効果は少なくなる。
Further, the particle size of cerium oxide contained in the polishing composition according to the present invention is divided into two main peaks as described above, and the preferable ratio is as follows. That is, the ratio WL / WS of the weight WL occupied by the particles larger than the intermediate value DM between DL and DS and the weight WS occupied by the smaller particles is in the range of 0.2 to 9, more preferably 0.4 to 8. In this case, a remarkable improvement in the polishing efficiency according to the present invention is recognized. That is, when the polishing processing speed reaches a peak when the ratio between the two is almost the same, that is, when the numerical value of WL / WS is approximately 1, and when the numerical value of WL / WS is out of the above-mentioned range, the improvement effect by the mixing of the two is obtained. Can hardly be admitted. Furthermore, in the present invention, the sharpness of the distribution of the fine particles of cerium oxide is not limited, but if the distribution is too broad, the effect of the present invention is reduced.

【0017】砥粒としての酸化セリウム微粒子の製造は
原料となる粉体を例えば水簸等によって分級するのであ
るから、ダブルピークのものを意図的に製造することは
困難である。従って、本発明の如きダブルピークのもの
を得るためには、各々所期のピークを持つものを所定量
混合して用いることができる。更に簡便さを求めれば、
市販の所期の粒径の研磨用組成物を、必要に応じて適宜
混合して製造することができる。
In the production of cerium oxide fine particles as abrasive grains, a powder as a raw material is classified by elutriation, for example, and it is difficult to intentionally produce a double peak. Therefore, in order to obtain a double peak as in the present invention, those having respective expected peaks can be mixed and used in a predetermined amount. If you want more simplicity,
A commercially available polishing composition having an intended particle size can be produced by appropriately mixing as necessary.

【0018】[0018]

【実施例】以下実施例および比較例をあげて本発明の研
磨用組成物、およびそれを用いたポリッシング加工方法
を具体的に説明するが、特にこれにより限定を行うもの
ではない。実施例および比較例における研磨用組成物
は、表1に示す市販の酸化セリウム砥粒で異なる平均粒
子径を有するもの5種を準備し、それを適宜混合して水
に分散し、所期のDL、DS値およびWL、WS値を持
つスラリーを調整した。被加工体としては、無アルカリ
ガラス製の25mm×25mmサイズの試験片で、表面
粗さRaが12nmのものを選定した。
EXAMPLES The polishing composition of the present invention and the polishing method using the polishing composition of the present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not particularly limited thereto. Polishing compositions in Examples and Comparative Examples were prepared by preparing five commercially available cerium oxide abrasive grains having different average particle diameters as shown in Table 1, mixing them appropriately and dispersing them in water. Slurries having DL, DS values and WL, WS values were prepared. As the workpiece, a 25 mm × 25 mm size test piece made of non-alkali glass having a surface roughness Ra of 12 nm was selected.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】研磨装置およびそれによる加工条件を以下
の通りとし、上述の被加工体の鏡面ポリッシング加工を
実施した。 ポリッシング装置:株式会社マルトー製ドクターラップ
型片面加工機 ポリッシングパッド:セリウムパッドMH14E(ロデ
ールニッタ社製) ポリッシング条件 定盤回転数:150rpm、プレッシャープレート回転
数:100rpm、加工圧力165g/cm2、研磨用
組成物供給量:20ml/分 加工時間:10分 また、評価に必要な諸量の測定は以下の装置を用いて以
下の方法にて行なった。 表面粗さの測定:AFM原子間顕微鏡を使用し、10μ
m×10μm領域の面粗さ(Ra)を測定した。 加工速度:加工前後の試験片の重量を測定し、その差を
除去量とし単位時間あたりに換算して加工速度とした。 粒度分布:MICROTRAC−SPA(HONEYW
ELL社製)レーザー散乱式粒度分布測定装置を利用し
測定を行なった。CPS DISK CENTRIFU
GE型(セントラル科学貿易)遠心沈降法粒度分布測定
機にて適宜確認を行なった。
The polishing apparatus and the processing conditions by the polishing apparatus were as follows, and the above-mentioned mirror polishing of the workpiece was performed. Polishing equipment: Doctor lap type single-side processing machine manufactured by Maruto Co., Ltd. Polishing pad: Cerium pad MH14E (manufactured by Rodel Nitta) Polishing conditions Surface plate rotation speed: 150 rpm, pressure plate rotation speed: 100 rpm, processing pressure 165 g / cm 2 , polishing composition Material supply amount: 20 ml / min Processing time: 10 minutes In addition, measurement of various amounts required for evaluation was performed by the following method using the following apparatus. Measurement of surface roughness: 10 μm using an AFM atomic microscope.
The surface roughness (Ra) in the mx10 μm region was measured. Processing speed: The weight of the test piece before and after processing was measured, and the difference was taken as the removal amount and converted per unit time to obtain the processing speed. Particle size distribution: MICROTRAC-SPA (HONEYW
The measurement was performed using a laser scattering particle size distribution analyzer (manufactured by ELL). CPS DISK CENTRIFU
Confirmation was appropriately performed using a GE (Central Science Trade) centrifugal sedimentation particle size distribution analyzer.

【0021】実施例1 表1に示す酸化セリウム砥粒BとEとを混合し、実験番
号1〜15の組成の研磨用組成物を調整し、それぞれポ
リッシング加工実験を行なった。実験結果を表2に集約
して示す。
Example 1 Cerium oxide abrasive grains B and E shown in Table 1 were mixed, polishing compositions having compositions of Experiment Nos. 1 to 15 were prepared, and polishing experiments were performed. Table 2 summarizes the experimental results.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】実施例2 表1に示す酸化セリウム砥粒AとDとを混合し、実験番
号16〜19の組成の研磨用組成物を調整し、それぞれ
ポリッシング加工実験を行なった。実験結果を表3に集
約して示す。
Example 2 Cerium oxide abrasive grains A and D shown in Table 1 were mixed, polishing compositions having compositions of Experiment Nos. 16 to 19 were prepared, and polishing experiments were performed. The experimental results are summarized in Table 3.

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】実施例3 表1に示す酸化セリウム砥粒CとDとを混合し、実験番
号20〜23の組成の研磨用組成物を調整し、それぞれ
ポリッシング加工実験を行なった。実験結果を表4に集
約して示す。
Example 3 Cerium oxide abrasive grains C and D shown in Table 1 were mixed, polishing compositions having compositions of Experiment Nos. 20 to 23 were prepared, and polishing experiments were performed. Table 4 summarizes the experimental results.

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】実施例4 表1に示す酸化セリウム砥粒AとCとを混合し、実験番
号24〜27の組成の研磨用組成物を調整し、それぞれ
ポリッシング加工実験を行なった。実験結果を表5に集
約して示す。
Example 4 Cerium oxide abrasive grains A and C shown in Table 1 were mixed, polishing compositions having the compositions of Experiment Nos. 24 to 27 were prepared, and polishing experiments were performed. Table 5 summarizes the experimental results.

【0028】[0028]

【表5】 [Table 5]

【0029】比較例 表1に示す酸化セリウム砥粒A〜Eを使用し、その濃度
を適宜変更して28〜36の研磨用組成物を調整し、そ
れぞれポリッシング加工実験を行なった。実験結果を表
6に集約して示す。
Comparative Example Using cerium oxide abrasive grains A to E shown in Table 1, the concentrations of the cerium oxide abrasive grains were appropriately changed to prepare polishing compositions of 28 to 36, and polishing experiments were respectively performed. Table 6 summarizes the experimental results.

【0030】[0030]

【表6】 [Table 6]

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の記載内容から明らかな通り、酸化
セリウム砥粒の分布をダブルピークとした本発明になる
研磨用組成物は、ガラス等のポリッシング加工において
仕上がり面粗さを悪化するといった好ましからざる影響
を及ぼすことなく、ポリッシング加工速度を約30%向
上することが可能である。本発明により、従来ガラスあ
るいは石英の中で特に超精密加工を必要とする磁気ディ
スク基板や水晶発振子等の生産プロセスの中で、特に効
率に問題があり、工程の中においてネックとされていた
ポリッシング加工工程の効率を顕著に改善することがで
きた。また、本発明になる研磨用組成物の製造は、従来
の砥粒粒子系の異なる研磨用組成物を適宜混合すること
で容易に製造可能であり、本発明によりガラス等の超精
密加工の生産性を顕著に改善することが可能である。
As is apparent from the above description, the polishing composition of the present invention having a double peak of the distribution of cerium oxide abrasive grains is preferred because it deteriorates the finished surface roughness in polishing of glass or the like. The polishing speed can be increased by about 30% without any adverse effect. According to the present invention, in the production process of a magnetic disk substrate or a crystal oscillator that requires ultra-precision processing, particularly in glass or quartz, there is a problem in efficiency in particular, which has been a bottleneck in the process. The efficiency of the polishing process can be significantly improved. In addition, the production of the polishing composition according to the present invention can be easily produced by appropriately mixing a conventional polishing composition having a different abrasive particle system, and according to the present invention, the production of ultra-precision processing of glass or the like is performed. It is possible to significantly improve the performance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】片面ポリッシング加工機の要部断面説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a main part of a single-side polishing machine;

【図2】本発明になる研磨用組成物を用いたポリッシン
グ加工結果のうち実験番号4、5、6、7、8(実施例
1)および実験番号29、33(比較例)をプロットし
たグラフである。表中〇は加工速度のプロット、△は仕
上げ面粗さのプロットを示す。
FIG. 2 is a graph plotting experiment numbers 4, 5, 6, 7, and 8 (Example 1) and experiment numbers 29 and 33 (comparative examples) among polishing results using the polishing composition according to the present invention. It is. In the table, 〇 indicates a plot of processing speed, and △ indicates a plot of finished surface roughness.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定盤 2 ホルダー 3 ノズル 4 ポリッシングパッド 5 被加工体 6
研磨用組成物 〇 加工速度のプロット △ 仕上げ面粗さのプロ
ット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface plate 2 Holder 3 Nozzle 4 Polishing pad 5 Workpiece 6
Polishing composition プ ロ ッ ト Plot of processing speed △ Plot of finished surface roughness

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】砥粒として酸化セリウムの微粒子を含む水
系分散液よりなるガラスまたは石英用研磨組成物におい
て、酸化セリウム微粒子の粒子径の粒度分布が二つの主
ピークより構成されてなり、大きい粒径のピーク値DL
が1μm以上10μm以下であり、かつ小さい粒径のピ
ーク値DSが、前記大きい粒径のピーク値DLに対する
比率DL/DSにおいて、3ないし25の範囲、好まし
くは5ないし15の範囲にあることを特徴とするガラス
または石英用研磨組成物。
1. A polishing composition for glass or quartz comprising an aqueous dispersion containing fine particles of cerium oxide as abrasive particles, wherein the particle size distribution of the fine particles of cerium oxide is composed of two main peaks. Diameter peak value DL
Is not less than 1 μm and not more than 10 μm, and the peak value DS of the small particle size is in the range of 3 to 25, preferably 5 to 15 in the ratio DL / DS to the peak value DL of the large particle size. Characteristic polishing composition for glass or quartz.
【請求項2】研磨用組成物における砥粒としての酸化セ
リウムの濃度が、研磨用組成物中の重量%において3な
いし20%であることを特徴とする請求項第1項記載の
ガラスまたは石英用研磨組成物。
2. The glass or quartz according to claim 1, wherein the concentration of cerium oxide as abrasive grains in the polishing composition is 3 to 20% by weight in the polishing composition. Polishing composition.
【請求項3】酸化セリウム微粒子の粒子径の粒度分布の
二つの主ピーク値の中間の粒子径の値より大きい粒子の
占める重量WLと、それより小さい粒子の占める重量W
Sの比率WL/WSが0.2ないし9の範囲にあること
を特徴とする請求項第1項および第2項記載のガラスま
たは石英用研磨組成物。
3. A weight WL occupied by a particle larger than a value of a particle diameter intermediate between two main peak values of a particle size distribution of cerium oxide fine particles, and a weight W occupied by a particle smaller than the value WL.
3. The polishing composition for glass or quartz according to claim 1, wherein a ratio WL / WS of S is in a range of 0.2 to 9.
【請求項4】粒度分布のピーク値DLが1μm以上10
μm以下の酸化セリウムを含む研磨用組成物と、粒度分
布のピーク値DSが前記ピーク値DLに対しDL/DS
の比率で3ないし25である酸化セリウムを含む研磨用
組成物を混合して請求項第1項、第2項および第3項記
載のガラスまたは石英用研磨組成物を製造する方法。
4. The peak value DL of the particle size distribution is not less than 1 μm and not more than 10 μm.
a polishing composition containing cerium oxide of not more than μm, and a peak value DS of the particle size distribution is DL / DS with respect to the peak value DL.
4. The method for producing a polishing composition for glass or quartz according to claim 1, wherein a polishing composition containing cerium oxide having a ratio of 3 to 25 is mixed.
JP20990798A 1998-07-24 1998-07-24 Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof Pending JP2000038572A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20990798A JP2000038572A (en) 1998-07-24 1998-07-24 Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20990798A JP2000038572A (en) 1998-07-24 1998-07-24 Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000038572A true JP2000038572A (en) 2000-02-08

Family

ID=16580635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20990798A Pending JP2000038572A (en) 1998-07-24 1998-07-24 Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000038572A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001000744A1 (en) * 1999-06-28 2001-01-04 Nissan Chemical Industries, Ltd. Abrasive compound for glass hard disk platter
US6551175B2 (en) 2000-05-12 2003-04-22 Kao Corporation Polishing composition
CN105666309A (en) * 2016-01-29 2016-06-15 柳州市安龙机械设备有限公司 Finish machining method of hard alloy workpiece
CN115558426A (en) * 2022-09-23 2023-01-03 无锡兴华衡辉科技有限公司 Method for grinding chip surface, suspension grinding and polishing liquid for grinding chip surface and preparation method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001000744A1 (en) * 1999-06-28 2001-01-04 Nissan Chemical Industries, Ltd. Abrasive compound for glass hard disk platter
US7578862B2 (en) 1999-06-28 2009-08-25 Nissan Chemical Industries, Ltd. Abrasive compound for glass hard disk platter
US6551175B2 (en) 2000-05-12 2003-04-22 Kao Corporation Polishing composition
CN105666309A (en) * 2016-01-29 2016-06-15 柳州市安龙机械设备有限公司 Finish machining method of hard alloy workpiece
CN115558426A (en) * 2022-09-23 2023-01-03 无锡兴华衡辉科技有限公司 Method for grinding chip surface, suspension grinding and polishing liquid for grinding chip surface and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100429940B1 (en) Improved ceria powder
JP4113282B2 (en) Polishing composition and edge polishing method using the same
US6451696B1 (en) Method for reclaiming wafer substrate and polishing solution compositions therefor
JP2000336344A (en) Abrasive
CN109545680B (en) Rapid preparation method of high-flatness and low-damage monocrystalline silicon carbide substrate
JP5907081B2 (en) Method for producing synthetic quartz glass substrate
JPH09132770A (en) Abradant, its production and abrasion
US20060218867A1 (en) Polishing composition and polishing method using the same
CN114231182A (en) Easy-to-cleave gallium oxide wafer chemical mechanical polishing process, polishing solution and preparation method thereof
JPH10296610A (en) Grinding method
JP5516594B2 (en) CMP polishing liquid, and polishing method and semiconductor substrate manufacturing method using the same
JP3668647B2 (en) Semiconductor wafer substrate regeneration method and semiconductor wafer substrate regeneration polishing liquid
JP2009111094A (en) Wafer mirror polishing method
JP2000038572A (en) Glass or quartz abrasive composition and preparation thereof
JP2020029472A (en) Slurry composition for polishing polycrystalline YAG
JP2018195641A (en) Method for polishing silicon wafer
JP4396963B2 (en) Polishing composition, method for preparing the same, and method for polishing a wafer using the same
Duc et al. Analysis of solid and ionic surface reaction form to surface quality when using chemical-mechanical slurry polishing
Li et al. Effect of FAP characteristics on fixed abrasive polishing of CaF2 crystal
JP3578975B2 (en) High-speed mirror polishing method for silicon wafer
JP2004261942A (en) Polishing grinding wheel
JPH11138422A (en) Machining method for semiconductor substrate
JP3819750B2 (en) Polishing pad and polishing method
JP2003257902A (en) Chemical reactive abrasive
JP2000256657A (en) Glass abrasion abrasive material and method for abrading glass