JP2003277730A - 研磨剤及び研磨方法 - Google Patents
研磨剤及び研磨方法Info
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- JP2003277730A JP2003277730A JP2002085179A JP2002085179A JP2003277730A JP 2003277730 A JP2003277730 A JP 2003277730A JP 2002085179 A JP2002085179 A JP 2002085179A JP 2002085179 A JP2002085179 A JP 2002085179A JP 2003277730 A JP2003277730 A JP 2003277730A
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- polishing
- abrasive grains
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 どのような砥粒であっても、複合粒子研磨法
により効率よく研磨ができるようにする。 【解決手段】 キャリア粒子１０３と酸化セリウムなど
からなる砥粒１０４とが含まれた水溶液からなる研磨剤
１０５中に、研磨剤１０５中に含まれるキャリア粒子１
０３や砥粒１０４などの粒子を凝集させる添加剤を添加
し、これを水晶などの研磨に用いる。キャリア粒子１０
３は、例えば、ウレタンやナイロンもしくはポリイミド
またはポリエステルなどの有機高分子化合物からなる粒
子であり、平均粒径が１〜２０μｍである。キャリア粒
子１０３を構成する高分子材料としては、例えば、ベン
ゾグアナミン樹脂を用いることができる。また、添加剤
は、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン類を
含むものである。
により効率よく研磨ができるようにする。 【解決手段】 キャリア粒子１０３と酸化セリウムなど
からなる砥粒１０４とが含まれた水溶液からなる研磨剤
１０５中に、研磨剤１０５中に含まれるキャリア粒子１
０３や砥粒１０４などの粒子を凝集させる添加剤を添加
し、これを水晶などの研磨に用いる。キャリア粒子１０
３は、例えば、ウレタンやナイロンもしくはポリイミド
またはポリエステルなどの有機高分子化合物からなる粒
子であり、平均粒径が１〜２０μｍである。キャリア粒
子１０３を構成する高分子材料としては、例えば、ベン
ゾグアナミン樹脂を用いることができる。また、添加剤
は、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン類を
含むものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャリア粒子と砥
粒とからなる研磨剤及びこの研磨剤を用いた研磨方法に
関する。
粒とからなる研磨剤及びこの研磨剤を用いた研磨方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板，磁気ディスク基板の製造な
どにおける基板の仕上げ工程や、半導体集積回路装置に
おける埋め込み金属配線などの形成において、種々の研
磨方法が用いられている。このような、ナノメータオー
ダの平坦度を要求される精密研磨においては、種々の研
磨布を用いた遊離砥粒研磨が採用されている。この研磨
方法では、一般には、織布，不織布，発泡体などの弾性
のある研磨布が使用されてきた。
どにおける基板の仕上げ工程や、半導体集積回路装置に
おける埋め込み金属配線などの形成において、種々の研
磨方法が用いられている。このような、ナノメータオー
ダの平坦度を要求される精密研磨においては、種々の研
磨布を用いた遊離砥粒研磨が採用されている。この研磨
方法では、一般には、織布，不織布，発泡体などの弾性
のある研磨布が使用されてきた。
【０００３】織布や不織布を用いる場合、折り目や密度
のムラが荒さやうねりに悪影響を与えるため、近年で
は、発泡体が研磨布として主に用いられるようになって
いる。しかしながら、研磨布を用いる研磨方法には、ま
ず、切り屑により研磨対象の表面に傷を付けてしまう問
題がある。上記研磨布には、微細な複数の穴が存在し、
これらに砥粒を保持する機能を有しているが、ここに切
り屑も保持される。研磨布に保持される切り屑が適当に
処理されないと、これらで大きな砥粒を形成し、これに
より研磨対象に傷を付ける場合がある。
のムラが荒さやうねりに悪影響を与えるため、近年で
は、発泡体が研磨布として主に用いられるようになって
いる。しかしながら、研磨布を用いる研磨方法には、ま
ず、切り屑により研磨対象の表面に傷を付けてしまう問
題がある。上記研磨布には、微細な複数の穴が存在し、
これらに砥粒を保持する機能を有しているが、ここに切
り屑も保持される。研磨布に保持される切り屑が適当に
処理されないと、これらで大きな砥粒を形成し、これに
より研磨対象に傷を付ける場合がある。
【０００４】また、研磨布は、研磨処理時間とともに表
面の凹凸が少なくなり、また、切り屑や研磨材が堆積し
て研磨能率を低下させる現象がある。このため、ダイヤ
モンド砥石で研磨布の表面を削りなおし、研磨処理を引
き続き行うようにしている。しかしながらこれでは、研
磨布の寿命を短くしてしまう。また、研磨布は、一般に
２〜３ｍｍ程度の厚さを有しているため、弾性による変
形により研磨布自体が研磨対象に接触し、摩擦抵抗を増
加させて研磨機の動作を阻害する場合もある。しかも、
複数の研磨対象を一度に処理しようとするため、より大
きな面積の研磨布を用いるようになっている。このよう
な大きな研磨布を研磨機の定盤上に貼り付けることは、
容易ではない。
面の凹凸が少なくなり、また、切り屑や研磨材が堆積し
て研磨能率を低下させる現象がある。このため、ダイヤ
モンド砥石で研磨布の表面を削りなおし、研磨処理を引
き続き行うようにしている。しかしながらこれでは、研
磨布の寿命を短くしてしまう。また、研磨布は、一般に
２〜３ｍｍ程度の厚さを有しているため、弾性による変
形により研磨布自体が研磨対象に接触し、摩擦抵抗を増
加させて研磨機の動作を阻害する場合もある。しかも、
複数の研磨対象を一度に処理しようとするため、より大
きな面積の研磨布を用いるようになっている。このよう
な大きな研磨布を研磨機の定盤上に貼り付けることは、
容易ではない。
【０００５】以上のような従来の研磨布を用いた研磨の
問題点を解消する技術として、つぎに説明する複合粒子
研磨法がある（文献：特開２００１−３００８４３）。
複合粒子研磨法は、研磨布の代わりに、研磨剤（砥粒）
を保持する複数のキャリア粒子を用いるようにしたもの
である。キャリア粒子は、砥粒の５〜５００倍程度であ
る１０μｍ前後と大きな粒径を有し、また弾性を有する
粒子であり、一般には有機高分子材料の微粒子が用いら
れる。
問題点を解消する技術として、つぎに説明する複合粒子
研磨法がある（文献：特開２００１−３００８４３）。
複合粒子研磨法は、研磨布の代わりに、研磨剤（砥粒）
を保持する複数のキャリア粒子を用いるようにしたもの
である。キャリア粒子は、砥粒の５〜５００倍程度であ
る１０μｍ前後と大きな粒径を有し、また弾性を有する
粒子であり、一般には有機高分子材料の微粒子が用いら
れる。
【０００６】キャリア粒子は、定盤と研磨対象の表面と
の間に介在して研磨対象を弾性保持し、研磨対象を堅い
定盤に直接接触させないようにしている。また、研磨布
を用いる場合と異なり、切り屑の排出がよく、加工能率
や加工精度も研磨布を用いる場合より優れている。とこ
ろで、研磨においては、砥粒を研磨対象の表面に運搬し
て摺り合わせて研磨している。したがって、複合粒子研
磨法による研磨では、キャリア粒子と研磨対象との間に
砥粒が存在していることが要件となる。このため、複合
粒子研磨法では、キャリア粒子に砥粒を付着させ、研磨
対象とキャリア粒子との間に効率よく砥粒を介在させる
必要がある。
の間に介在して研磨対象を弾性保持し、研磨対象を堅い
定盤に直接接触させないようにしている。また、研磨布
を用いる場合と異なり、切り屑の排出がよく、加工能率
や加工精度も研磨布を用いる場合より優れている。とこ
ろで、研磨においては、砥粒を研磨対象の表面に運搬し
て摺り合わせて研磨している。したがって、複合粒子研
磨法による研磨では、キャリア粒子と研磨対象との間に
砥粒が存在していることが要件となる。このため、複合
粒子研磨法では、キャリア粒子に砥粒を付着させ、研磨
対象とキャリア粒子との間に効率よく砥粒を介在させる
必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、水晶の研磨
などには、上述した複合粒子研磨法が適用しにくいとい
う問題があった。水晶やガラスなどの研磨では、酸化セ
リウム砥粒が古くから用いられている。これは、シリコ
ン酸化物である水晶やガラスの表面における水酸化物の
形成を、酸化セリウムが促進させる作用があるためと考
えられており、シリカを用いた場合より高速な研磨を可
能としている。しかしながら、酸化セリウム砥粒を用い
た複合粒子研磨法では、水晶やガラスをほとんど研磨で
きないという問題があった。
などには、上述した複合粒子研磨法が適用しにくいとい
う問題があった。水晶やガラスなどの研磨では、酸化セ
リウム砥粒が古くから用いられている。これは、シリコ
ン酸化物である水晶やガラスの表面における水酸化物の
形成を、酸化セリウムが促進させる作用があるためと考
えられており、シリカを用いた場合より高速な研磨を可
能としている。しかしながら、酸化セリウム砥粒を用い
た複合粒子研磨法では、水晶やガラスをほとんど研磨で
きないという問題があった。
【０００８】酸化セリウムを砥粒として用いた場合、複
合粒子研磨法に用いられる一般的なキャリア粒子に、酸
化セリウム砥粒が付着しないことが、上述の原因と考え
られている。複合粒子研磨法では、図５に示すように、
定盤５０１と研磨対象５０２との間に複数のキャリア粒
子５０３と酸化セリウム砥粒５０４とが分散した研磨剤
５０５を介在させ、研磨対象５０２と定盤５０１とを摺
り合わせることで、研磨対象５０２を研磨する。
合粒子研磨法に用いられる一般的なキャリア粒子に、酸
化セリウム砥粒が付着しないことが、上述の原因と考え
られている。複合粒子研磨法では、図５に示すように、
定盤５０１と研磨対象５０２との間に複数のキャリア粒
子５０３と酸化セリウム砥粒５０４とが分散した研磨剤
５０５を介在させ、研磨対象５０２と定盤５０１とを摺
り合わせることで、研磨対象５０２を研磨する。
【０００９】しかしながら、酸化セリウム砥粒５０４
が、キャリア粒子５０３に付着しないため、研磨対象５
０２の研磨面に酸化セリウム砥粒５０４を作用させるこ
とができない。このため、従来では、酸化セリウム砥粒
を用いた複合粒子研磨法では、水晶やガラスなどの研磨
が容易に行えないものと考えられている。このように、
従来では、キャリア粒子に砥粒が付着しない状態では、
複合粒子研磨法による研磨が困難であるという問題があ
った。
が、キャリア粒子５０３に付着しないため、研磨対象５
０２の研磨面に酸化セリウム砥粒５０４を作用させるこ
とができない。このため、従来では、酸化セリウム砥粒
を用いた複合粒子研磨法では、水晶やガラスなどの研磨
が容易に行えないものと考えられている。このように、
従来では、キャリア粒子に砥粒が付着しない状態では、
複合粒子研磨法による研磨が困難であるという問題があ
った。
【００１０】本発明は、以上のような問題点を解消する
ためになされたものであり、どのような砥粒であって
も、複合粒子研磨法により効率よく研磨ができるように
することを目的とする。
ためになされたものであり、どのような砥粒であって
も、複合粒子研磨法により効率よく研磨ができるように
することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨剤は、
水からなる母液と、この母液に含まれた複数の砥粒と、
母液に含まれ、砥粒より粒径の大きい弾性部材からなる
複数のキャリア粒子と、母液に含まれて母液中の粒子を
凝集させる添加剤とを少なくとも備えたものである。こ
の研磨剤によれば、研磨対象と定盤との間に研磨剤が供
給されると、添加剤によりキャリア粒子が部分的に凝集
して集団を形成し、このキャリア粒子集団に砥粒が保持
される状態が得られる。上記研磨剤において、例えば、
砥粒は酸化セリウムから構成され、キャリア粒子は高分
子材料から構成され、添加剤は、例えばジエタノールア
ミンやトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン
類から構成されたものである。
水からなる母液と、この母液に含まれた複数の砥粒と、
母液に含まれ、砥粒より粒径の大きい弾性部材からなる
複数のキャリア粒子と、母液に含まれて母液中の粒子を
凝集させる添加剤とを少なくとも備えたものである。こ
の研磨剤によれば、研磨対象と定盤との間に研磨剤が供
給されると、添加剤によりキャリア粒子が部分的に凝集
して集団を形成し、このキャリア粒子集団に砥粒が保持
される状態が得られる。上記研磨剤において、例えば、
砥粒は酸化セリウムから構成され、キャリア粒子は高分
子材料から構成され、添加剤は、例えばジエタノールア
ミンやトリエタノールアミンなどのアルカノールアミン
類から構成されたものである。
【００１２】また、本発明に係る研磨方法は、水からな
る母液と、この母液に含まれた複数の砥粒と、母液に含
まれて砥粒より粒径の大きい弾性部材からなる複数のキ
ャリア粒子と、母液に含まれて母液中の粒子を凝集させ
る添加剤とを少なくとも備えた研磨剤を用意し、研磨対
象の研磨面と定盤の上面との間に研磨剤を介在させて研
磨対象と定盤とを相対的に摺動させるようにしたもので
ある。この研磨方法によれば、研磨対象と定盤との間に
介在している研磨剤は、添加剤によりキャリア粒子が部
分的に凝集して集団を形成し、このキャリア粒子集団に
砥粒が保持され、保持された砥粒が研磨対象に作用可能
な状態となる。
る母液と、この母液に含まれた複数の砥粒と、母液に含
まれて砥粒より粒径の大きい弾性部材からなる複数のキ
ャリア粒子と、母液に含まれて母液中の粒子を凝集させ
る添加剤とを少なくとも備えた研磨剤を用意し、研磨対
象の研磨面と定盤の上面との間に研磨剤を介在させて研
磨対象と定盤とを相対的に摺動させるようにしたもので
ある。この研磨方法によれば、研磨対象と定盤との間に
介在している研磨剤は、添加剤によりキャリア粒子が部
分的に凝集して集団を形成し、このキャリア粒子集団に
砥粒が保持され、保持された砥粒が研磨対象に作用可能
な状態となる。
【００１３】上記研磨方法において、例えば、砥粒は酸
化セリウムから構成され、キャリア粒子は高分子材料か
ら構成され、添加剤は、アルカノールアミン類から構成
されたものを用いればよい。また、このような研磨剤を
用いれば、例えば水晶板を研磨することができる。
化セリウムから構成され、キャリア粒子は高分子材料か
ら構成され、添加剤は、アルカノールアミン類から構成
されたものを用いればよい。また、このような研磨剤を
用いれば、例えば水晶板を研磨することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態
における研磨剤を用いた研磨方法における研磨状態を模
式的に示す断面図である。本実施の形態では、キャリア
粒子１０３と砥粒１０４とが含まれた水溶液からなる研
磨剤１０５中に、研磨剤１０５中に含まれるキャリア粒
子１０３や砥粒１０４などの粒子を凝集させる添加剤を
添加し、これを水晶などの研磨に用いるようにした。
て図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態
における研磨剤を用いた研磨方法における研磨状態を模
式的に示す断面図である。本実施の形態では、キャリア
粒子１０３と砥粒１０４とが含まれた水溶液からなる研
磨剤１０５中に、研磨剤１０５中に含まれるキャリア粒
子１０３や砥粒１０４などの粒子を凝集させる添加剤を
添加し、これを水晶などの研磨に用いるようにした。
【００１５】キャリア粒子１０３は、例えば、ウレタン
やナイロンもしくはポリイミドまたはポリエステルなど
の有機高分子化合物からなる粒子であり、平均粒径が１
〜２０μｍと砥粒１０４より大きい粒径を有している。
キャリア粒子１０３を構成する高分子材料としては、例
えば、ベンゾグアナミン樹脂を用いることができる。ま
た、砥粒１０４は、例えば酸化セリウムから構成された
ものを用いることができる。
やナイロンもしくはポリイミドまたはポリエステルなど
の有機高分子化合物からなる粒子であり、平均粒径が１
〜２０μｍと砥粒１０４より大きい粒径を有している。
キャリア粒子１０３を構成する高分子材料としては、例
えば、ベンゾグアナミン樹脂を用いることができる。ま
た、砥粒１０４は、例えば酸化セリウムから構成された
ものを用いることができる。
【００１６】また、添加剤は、ジエタノールアミンなど
のアルカノールアミン類を含むものである。アルカノー
ルアミン類は、研磨剤１０５中に酸化セリウムからなる
砥粒１０４を分散させる作用があるが、研磨剤１０５中
に酸化セリウムからなる砥粒１０４とともにキャリア粒
子１０３などが存在する場合、研磨剤中の粒子を凝集さ
せるように作用する。
のアルカノールアミン類を含むものである。アルカノー
ルアミン類は、研磨剤１０５中に酸化セリウムからなる
砥粒１０４を分散させる作用があるが、研磨剤１０５中
に酸化セリウムからなる砥粒１０４とともにキャリア粒
子１０３などが存在する場合、研磨剤中の粒子を凝集さ
せるように作用する。
【００１７】例えば、キャリア粒子と砥粒とを水に分散
させただけでは、図２に示すように、キャリア粒子や砥
粒の凝集は観察されない。これに対し、キャリア粒子と
砥粒とを分散させた研磨剤中に、前述したようにジエタ
ノールアミンを添加した場合、図３に示すように、キャ
リア粒子と砥粒との凝集が観察されるようになる。これ
らの結果から、ジエタノールアミンを添加することで、
キャリア粒子と酸化セリウムからなる砥粒とが、凝集す
ることがわかる。
させただけでは、図２に示すように、キャリア粒子や砥
粒の凝集は観察されない。これに対し、キャリア粒子と
砥粒とを分散させた研磨剤中に、前述したようにジエタ
ノールアミンを添加した場合、図３に示すように、キャ
リア粒子と砥粒との凝集が観察されるようになる。これ
らの結果から、ジエタノールアミンを添加することで、
キャリア粒子と酸化セリウムからなる砥粒とが、凝集す
ることがわかる。
【００１８】また、ガラスなどの透明な容器内の水に、
砥粒を５ｗｔ％，キャリア粒子を２．５ｗｔ％を加えて
攪拌したもの（試料１）と、同様の容器内に砥粒を５ｗ
ｔ％，キャリア粒子を２．５ｗｔ％およびこれらにジエ
タノールアミンを添加して攪拌したもの（試料２）とを
用意し、攪拌した後２０分間静置した。この結果、両試
料とも完全沈降したが、試料１より試料２の方が沈降高
さが高い状態となった。粒子が凝集している方が沈降高
さが高くなるものと考えられるので、これらの結果から
も、ジエタノールアミンを添加することで、キャリア粒
子と酸化セリウムからなる砥粒とが、凝集することがわ
かる。
砥粒を５ｗｔ％，キャリア粒子を２．５ｗｔ％を加えて
攪拌したもの（試料１）と、同様の容器内に砥粒を５ｗ
ｔ％，キャリア粒子を２．５ｗｔ％およびこれらにジエ
タノールアミンを添加して攪拌したもの（試料２）とを
用意し、攪拌した後２０分間静置した。この結果、両試
料とも完全沈降したが、試料１より試料２の方が沈降高
さが高い状態となった。粒子が凝集している方が沈降高
さが高くなるものと考えられるので、これらの結果から
も、ジエタノールアミンを添加することで、キャリア粒
子と酸化セリウムからなる砥粒とが、凝集することがわ
かる。
【００１９】以上に説明したように、本実施の形態で
は、研磨剤１０５中に存在する粒子を凝集させる添加剤
を研磨剤１０５添加して研磨に用いるようにし、水晶板
１０２の研磨面と定盤１０１の上面との間に研磨剤１０
５を介在させ、水晶板１０２と定盤１０１とを相対的に
摺動させることで、水晶板１０２の表面を研磨するよう
にした。このため、定盤１０１の上面と研磨対象の水晶
板１０２の研磨面との間に供給される研磨剤１０５にお
いては、図１に示すように、キャリア粒子１０３や砥粒
１０４が凝集して偏在するようになる。この結果、砥粒
１０４がキャリア粒子１０３に付着しないものであって
も、複数のキャリア粒子１０３及び砥粒１０４の集団に
よる凝集体上には、砥粒１０４が保持されるようにな
る。
は、研磨剤１０５中に存在する粒子を凝集させる添加剤
を研磨剤１０５添加して研磨に用いるようにし、水晶板
１０２の研磨面と定盤１０１の上面との間に研磨剤１０
５を介在させ、水晶板１０２と定盤１０１とを相対的に
摺動させることで、水晶板１０２の表面を研磨するよう
にした。このため、定盤１０１の上面と研磨対象の水晶
板１０２の研磨面との間に供給される研磨剤１０５にお
いては、図１に示すように、キャリア粒子１０３や砥粒
１０４が凝集して偏在するようになる。この結果、砥粒
１０４がキャリア粒子１０３に付着しないものであって
も、複数のキャリア粒子１０３及び砥粒１０４の集団に
よる凝集体上には、砥粒１０４が保持されるようにな
る。
【００２０】以上のことにより、砥粒１０４は、粒子の
凝集体上に保持され、図１に示すように、水晶板１０２
の研磨面に作用するようになり、この結果、本実施の形
態によれば、実用的な研磨速度で水晶板１０２の表面を
鏡面に研磨することが可能となる。例えば、砥粒として
セイミケミカル株式会社製のＴＥ−５０８（酸化セリウ
ム）５ｗｔ％，キャリア粒子として日本触媒株式会社製
のエポスターＬ１５２．５ｗｔ％，ジエタノールアミン
０．５ｗｔ％含む水溶液を研磨剤として用い、加工圧力
として１０ｋＰａ加えてアルミナからなる定盤（加工プ
レート）を６０ｒｐｍで回転させることにより、水晶基
板を鏡面研磨することが可能となる。
凝集体上に保持され、図１に示すように、水晶板１０２
の研磨面に作用するようになり、この結果、本実施の形
態によれば、実用的な研磨速度で水晶板１０２の表面を
鏡面に研磨することが可能となる。例えば、砥粒として
セイミケミカル株式会社製のＴＥ−５０８（酸化セリウ
ム）５ｗｔ％，キャリア粒子として日本触媒株式会社製
のエポスターＬ１５２．５ｗｔ％，ジエタノールアミン
０．５ｗｔ％含む水溶液を研磨剤として用い、加工圧力
として１０ｋＰａ加えてアルミナからなる定盤（加工プ
レート）を６０ｒｐｍで回転させることにより、水晶基
板を鏡面研磨することが可能となる。
【００２１】図４は、この実施の形態における研磨方法
を行う両面研磨装置の部分的な構成を概略的に示す平面
図（ａ）と断面図（ｂ）である。この両面研磨装置は、
両面研磨を行う水晶基板１０２をキャリア２０３で保持
し、キャリア２０３の外周歯に太陽歯車２０４と内歯歯
車２０５の各歯部を噛合させてキャリア２０３を自転と
同時に公転させるようにしたものである。定盤（下定
盤）１０１と上定盤２０１との間では、上述したように
キャリア２０３が自転，公転して移動し、また、上定盤
２０１に設けられた研磨剤供給穴２０２より研磨剤が供
給された状態となっている。
を行う両面研磨装置の部分的な構成を概略的に示す平面
図（ａ）と断面図（ｂ）である。この両面研磨装置は、
両面研磨を行う水晶基板１０２をキャリア２０３で保持
し、キャリア２０３の外周歯に太陽歯車２０４と内歯歯
車２０５の各歯部を噛合させてキャリア２０３を自転と
同時に公転させるようにしたものである。定盤（下定
盤）１０１と上定盤２０１との間では、上述したように
キャリア２０３が自転，公転して移動し、また、上定盤
２０１に設けられた研磨剤供給穴２０２より研磨剤が供
給された状態となっている。
【００２２】また、定盤１０１と上定盤２０１は、互い
に異なる方向に回転している。したがって、キャリア２
０３に保持されている水晶基板１０２は、研磨剤を介し
て定盤１０１及び上定盤２０１と摺動している。この摺
動により、水晶基板１０２の下面が定盤１０１との間の
研磨剤中の砥粒により研磨され、水晶基板１０２の上面
が上定盤２０１との間の研磨剤中の砥粒により研磨され
る。
に異なる方向に回転している。したがって、キャリア２
０３に保持されている水晶基板１０２は、研磨剤を介し
て定盤１０１及び上定盤２０１と摺動している。この摺
動により、水晶基板１０２の下面が定盤１０１との間の
研磨剤中の砥粒により研磨され、水晶基板１０２の上面
が上定盤２０１との間の研磨剤中の砥粒により研磨され
る。
【００２３】このような両面研磨装置において、本実施
の形態における研磨材を用いるようにすれば、まず、研
磨布を用いることが無く、研磨対象である水晶基板１０
２の両面を研磨できるようになる。加えて、本実施の形
態における研磨材によれば、砥粒がキャリア粒子に付着
しないものであっても、母液中の粒子を凝集させるよう
にしているので、キャリヤ粒子や砥粒が凝集して凝集体
を構成するようになるため砥粒を研磨対象の表面に作用
させることが可能となり、実用的な研磨速度が得られる
ようになる。
の形態における研磨材を用いるようにすれば、まず、研
磨布を用いることが無く、研磨対象である水晶基板１０
２の両面を研磨できるようになる。加えて、本実施の形
態における研磨材によれば、砥粒がキャリア粒子に付着
しないものであっても、母液中の粒子を凝集させるよう
にしているので、キャリヤ粒子や砥粒が凝集して凝集体
を構成するようになるため砥粒を研磨対象の表面に作用
させることが可能となり、実用的な研磨速度が得られる
ようになる。
【００２４】なお、上述では、水晶を例にして説明した
が、これに限るものではなく、上述した研磨方法は、Ｓ
ｉＯ2系の他のガラス材料などでも適用できることはい
うまでもない。また、上述では、酸化セリウムを砥粒と
して用いるようにしたが、酸化クロム，ベンガラ（Ｆｅ
2Ｏ3）などを砥粒として用いるようにしても同様であ
る。また、コランダムやニオブ酸リチウムなどの他の材
料を研磨する場合であっても、これらを研磨するための
砥粒にキャリア粒子を加えた研磨剤中に、粒子を凝集さ
せる添加剤を加えて研磨（複合粒子研磨法）に用いるよ
うにすれば、同様の効果を奏する。
が、これに限るものではなく、上述した研磨方法は、Ｓ
ｉＯ2系の他のガラス材料などでも適用できることはい
うまでもない。また、上述では、酸化セリウムを砥粒と
して用いるようにしたが、酸化クロム，ベンガラ（Ｆｅ
2Ｏ3）などを砥粒として用いるようにしても同様であ
る。また、コランダムやニオブ酸リチウムなどの他の材
料を研磨する場合であっても、これらを研磨するための
砥粒にキャリア粒子を加えた研磨剤中に、粒子を凝集さ
せる添加剤を加えて研磨（複合粒子研磨法）に用いるよ
うにすれば、同様の効果を奏する。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、研磨
対象と定盤との間に研磨剤が供給されると、添加剤によ
り研磨剤中の粒子が部分的に凝集して集団を形成し、こ
の粒子の集団に砥粒が保持される状態が得られるように
なり、保持された砥粒が研磨対象に作用可能な状態とな
る。この結果、本発明によれば、どのような砥粒であっ
ても、キャリア粒子を用いる複合粒子研磨法により効率
よく研磨ができるようになるという優れた効果が得られ
る。
対象と定盤との間に研磨剤が供給されると、添加剤によ
り研磨剤中の粒子が部分的に凝集して集団を形成し、こ
の粒子の集団に砥粒が保持される状態が得られるように
なり、保持された砥粒が研磨対象に作用可能な状態とな
る。この結果、本発明によれば、どのような砥粒であっ
ても、キャリア粒子を用いる複合粒子研磨法により効率
よく研磨ができるようになるという優れた効果が得られ
る。
【図１】 本発明の実施の形態における研磨剤を用いた
研磨方法における研磨状態を模式的に示す断面図であ
る。
研磨方法における研磨状態を模式的に示す断面図であ
る。
【図２】 走査型電子顕微鏡でキャリア粒子と砥粒の状
態を観察した結果を示す写真である。
態を観察した結果を示す写真である。
【図３】 走査型電子顕微鏡でキャリア粒子と砥粒の状
態を観察した結果を示す写真である。
態を観察した結果を示す写真である。
【図４】 実施の形態における研磨方法を行う両面研磨
装置の部分的な構成を概略的に示す平面図（ａ）と断面
図（ｂ）である。
装置の部分的な構成を概略的に示す平面図（ａ）と断面
図（ｂ）である。
【図５】 複合粒子研磨法の研磨状態を模式的に示す断
面図である。
面図である。
１０１…定盤、１０２…水晶板、１０３…キャリア粒
子、１０４…砥粒、１０５…研磨剤。
子、１０４…砥粒、１０５…研磨剤。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年５月２日（２００２．５．２）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】以上のような従来の研磨布を用いた研磨の
問題点を解消する技術として、つぎに説明する複合粒子
研磨法がある（文献：特開２００１−３００８４３）。
複合粒子研磨法は、研磨布の代わりに、研磨材（砥粒）
を保持する複数のキャリア粒子を用いるようにしたもの
である。キャリア粒子は、砥粒の５〜５００倍程度であ
る１０μｍ前後と大きな粒径を有し、また弾性を有する
粒子であり、一般には有機高分子材料の微粒子が用いら
れる。
問題点を解消する技術として、つぎに説明する複合粒子
研磨法がある（文献：特開２００１−３００８４３）。
複合粒子研磨法は、研磨布の代わりに、研磨材（砥粒）
を保持する複数のキャリア粒子を用いるようにしたもの
である。キャリア粒子は、砥粒の５〜５００倍程度であ
る１０μｍ前後と大きな粒径を有し、また弾性を有する
粒子であり、一般には有機高分子材料の微粒子が用いら
れる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 谷 泰弘
東京都世田谷区宮坂３丁目47番12号
(72)発明者 河田 研治
神奈川県横浜市泉区和泉町7407番地１ ホ
ーユーパレス306号室
(72)発明者 榎本 俊之
東京都世田谷区赤堤１丁目19番16号
(72)発明者 礪波 時夫
東京都昭島市武蔵野３−４−１ 日本ミク
ロコーティング株式会社内
(72)発明者 高橋 敦哉
東京都狛江市和泉本町１丁目８番１号 キ
ンセキ株式会社内
Ｆターム(参考） 3C047 FF08 GG20
3C058 AA07 CB03 DA02 DA17
Claims (4)
- 【請求項１】 水からなる母液と、 この母液に含まれた複数の砥粒と、 前記母液に含まれ、前記砥粒より粒径の大きい弾性部材
からなる複数のキャリア粒子と、 前記母液に含まれて前記母液中の粒子を凝集させる添加
剤とを少なくとも備えたことを特徴とする研磨剤。 - 【請求項２】 請求項１記載の研磨剤において、 前記砥粒は酸化セリウムから構成され、 前記キャリア粒子は高分子材料から構成され、 前記添加剤は、アルカノールアミン類から構成されたも
のであることを特徴とする研磨剤。 - 【請求項３】 水からなる母液と、 この母液に含まれた複数の砥粒と、 前記母液に含まれて前記砥粒より粒径の大きい弾性部材
からなる複数のキャリア粒子と、 前記母液に含まれて前記母液中の粒子を凝集させる添加
剤とを少なくとも備えた研磨剤を用意し、 研磨対象の研磨面と定盤の上面との間に前記研磨剤を介
在させて前記研磨対象と前記定盤とを相対的に摺動させ
ることを特徴とした研磨方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の研磨方法において、 前記砥粒は酸化セリウムから構成され、 前記キャリア粒子は高分子材料から構成され、 前記添加剤は、アルカノールアミン類から構成されたも
のであることを特徴とする研磨方法。
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|---|---|---|---|
| JP2002085179A JP4057322B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 研磨剤及び研磨方法 |
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| JP2002085179A JP4057322B2 (ja) | 2002-03-26 | 2002-03-26 | 研磨剤及び研磨方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277730A true JP2003277730A (ja) | 2003-10-02 |
| JP4057322B2 JP4057322B2 (ja) | 2008-03-05 |
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001007061A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法 |
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| JP2001187877A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nec Corp | 化学的機械的研磨用スラリー |
| JP2001300843A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Yasuhiro Tani | 研磨剤及び製造方法並びに研磨方法 |
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| JP2002080825A (ja) * | 2000-09-07 | 2002-03-22 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨粒子及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-03-26 JP JP2002085179A patent/JP4057322B2/ja not_active Expired - Fee Related
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