JP2010014774A - Aqueous dispersion for polishing and polishing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aqueous dispersion for polishing a color filter, polishing uneven part generated on a color filter in a color filter manufacturing process while attaining high polishing speed and high flattening characteristic, and to provide a color filter polishing method using the aqueous dispersion for polishing a color filter. <P>SOLUTION: This aqueous dispersion for polishing a color filter includes: (A) inorganic particles having a mean primary particle diameter of 10-100 nm and a means secondary particle diameter of 30-300 nm, and (B) water soluble polymer having a molecular weight of 5,000-5,000,000. Further it may include (C) organic particles. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイやカラー撮像管素子、カラーセンサー等に用いられるカラーフィルターの平坦化に関するものであり、さらに詳しくはカラーフィルターの平坦化に有用な研磨用水系分散体および研磨方法に関する。   The present invention relates to flattening of color filters used in flat panel displays, color image pickup tube elements, color sensors, and the like, and more particularly to an aqueous dispersion for polishing and a polishing method useful for flattening color filters.

近年、パソコン、テレビ、携帯電話等の表示デバイスとして液晶ディスプレイやプラズマディスプレイおよび、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの利用が広がっている。フラットパネルディスプレイの多くはカラー表示を行っており、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイでは一般にカラー表示行うためにカラーフィルターが使用されている。カラーフィルターはガラスやプラスチックの基板にRGB3原色のパターンを形成したもので、バックライトの光を通過させることによりカラー表示を行うことができる。また、カラー撮像管素子、カラーセンサー等にもカラーフィルターが使用されている。   In recent years, the use of flat panel displays such as liquid crystal displays, plasma displays, and organic EL displays as display devices such as personal computers, televisions, and mobile phones has spread. Many flat panel displays perform color display, and a liquid crystal display or an organic EL display generally uses a color filter to perform color display. The color filter is formed by forming a pattern of RGB three primary colors on a glass or plastic substrate, and color display can be performed by passing light from a backlight. Color filters are also used for color imaging tube elements, color sensors, and the like.

カラーフィルターはガラス基板と共にスペーサーを介して液晶を封入し、偏光板やバックライトモジュールと組み合わせることで液晶ディスプレイが形成されている。このような液晶ディスプレイを製造する際、カラーフィルター上に微小な異物や突起があると、スペーサーによってカラーフィルターとガラス基板との間隔(セルギャップ)を均一にすることができず、適切な電圧を印加して液晶の配向をコントロールすることが困難となる。このため、カラーフィルター上の異物や突起は、レーザーによる除去や研磨フィルムよる除去などの方法が行われてきた(たとえば、特許文献1〜3参照。)。また、カラーフィルターの製造は顔料を分散させたフォトレジスト法および、印刷法式等が用いられている。いずれの方法においてもカラーフィルターの表面が平滑でないと色再現性、コントラスト、輝度などの性能低下につながるためアルミナ等の懸濁液を用いてカラーフィルターを平坦化する方法が提案されている(特許文献4参照。)。
しかしながら、いずれも高品位の色再現性、コントラスト、輝度等を得るにはカラーフィルターの表面平滑性が十分ではなく、さらには十分な研磨速度と表面平滑性を両立できるものではなかった。
特開平8−25205号公報 特開平9−57634号公報 特開2001−62696号公報 特開平7−151911号公報
A color filter encloses a liquid crystal together with a glass substrate through a spacer and is combined with a polarizing plate or a backlight module to form a liquid crystal display. When manufacturing such a liquid crystal display, if there are minute foreign objects or protrusions on the color filter, the spacer cannot make the gap (cell gap) between the color filter and the glass substrate uniform, and an appropriate voltage must be applied. It becomes difficult to control the orientation of the liquid crystal by application. For this reason, methods such as removal by a laser or removal by a polishing film have been performed on foreign matters and protrusions on the color filter (see, for example, Patent Documents 1 to 3). The color filter is manufactured using a photoresist method in which a pigment is dispersed, a printing method, or the like. In any of the methods, if the surface of the color filter is not smooth, the color reproducibility, contrast, brightness, and other performances are degraded. Therefore, a method of flattening the color filter using a suspension of alumina or the like has been proposed (patent) Reference 4).
However, in all cases, the surface smoothness of the color filter is not sufficient to obtain high-quality color reproducibility, contrast, luminance, and the like, and furthermore, sufficient polishing speed and surface smoothness cannot be achieved at the same time.
JP-A-8-25205 JP-A-9-57634 JP 2001-62696 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-151911

本発明は、カラーフィルター製造工程でカラーフィルター上に発生する凹凸を、高い研磨速度と高平坦化特性を両立させながら研磨することができるカラーフィルター研磨用水系分散体、およびそのカラーフィルター研磨用水系分散体を用いたカラーフィルター研磨方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a color filter polishing aqueous dispersion capable of polishing unevenness generated on a color filter in a color filter manufacturing process while achieving both a high polishing rate and a high flattening characteristic, and the color filter polishing aqueous system. It is an object of the present invention to provide a color filter polishing method using a dispersion.

本発明者らは(A)平均一次粒子径が10〜100nmで平均二次粒子径が30〜300nmである無機粒子と、(B)分子量が5000〜500万の水溶性高分子とを含むカラーフィルター研磨用水系分散体を用いて前記課題を解決できることを見出した。   The present inventors have a color comprising (A) inorganic particles having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and an average secondary particle diameter of 30 to 300 nm, and (B) a water-soluble polymer having a molecular weight of 5,000 to 5,000,000. It has been found that the above problems can be solved by using an aqueous dispersion for filter polishing.

上記カラーフィルター研磨用水系分散体によれば、カラーフィルター製造工程でカラーフィルター上に発生する凹凸を、高い研磨速度と高平坦化特性を両立させながら研磨することができる。   According to the color filter polishing aqueous dispersion, unevenness generated on the color filter in the color filter manufacturing process can be polished while achieving both a high polishing rate and a high leveling property.

本発明に係るカラーフィルターの研磨用水系分散体は、(A)平均一次粒子径が10〜100nmで平均二次粒子径が30〜300nmである無機粒子と、(B)分子量が5000〜500万の水溶性高分子と、を含むことを特徴とする。
本発明に係るカラーフィルターの研磨用水系分散体は、さらに(C)有機粒子を含むことができる。
本発明に係るカラーフィルターの研磨用水系分散体は、前記(A)成分がシリカであることができる。
本発明に係るカラーフィルターの研磨用水系分散体は、前記(C)成分の平均二次粒子径が、前記(A)成分の平均平均二次粒子径より小さいことができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
The color filter polishing aqueous dispersion according to the present invention includes (A) inorganic particles having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and an average secondary particle diameter of 30 to 300 nm, and (B) a molecular weight of 5,000 to 5,000,000. And a water-soluble polymer.
The color filter polishing aqueous dispersion according to the present invention may further contain (C) organic particles.
In the color filter polishing aqueous dispersion according to the present invention, the component (A) may be silica.
In the aqueous dispersion for polishing color filters according to the present invention, the average secondary particle size of the component (C) can be smaller than the average average secondary particle size of the component (A).
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

<(A)無機粒子>
本発明に用いられる(A)平均一次粒子径が10〜100nmで平均二次粒子径が30〜300nmである無機粒子としては、シリカ、アルミナ、セリア、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウムから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。好ましくは気相中で塩化ケイ素等を、酸素および水素と反応させるヒュームド法により合成されたヒュームド法シリカ、金属アルコキシドから加水分解縮合して合成するゾルゲル法により合成されたシリカ、精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカ等を用いることができる。特に、精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカが好ましい。
<(A) Inorganic particles>
Examples of inorganic particles (A) having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and an average secondary particle diameter of 30 to 300 nm used in the present invention include silica, alumina, ceria, talc, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and carbonic acid. One or more selected from calcium can be used. Preferably, fumed silica synthesized by the fumed method in which silicon chloride or the like reacts with oxygen and hydrogen in the gas phase, silica synthesized by hydrolytic condensation from metal alkoxide, and impurities removed by purification Colloidal silica synthesized by an inorganic colloid method or the like can be used. In particular, colloidal silica synthesized by an inorganic colloid method in which impurities are removed by purification is preferred.

本発明に用いられる上記(A)成分の平均一次粒子径は10〜100nmが好ましく、12〜90nmがさらに好ましく、15〜80nmが最も好ましい。平均一次粒子径が前記範囲であれば、研磨速度が大きく、平坦性にも優れた研磨用水系分散体を作成することができる。平均一次粒子径が上記範囲より小さい場合には、十分に研磨速度の大きい水系分散体を得ることができないことがある。一方、平均一次粒子径が上記範囲より大きい場合には、平坦性が悪化することがある。なお、本発明で定義する平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡による直接観察で一次粒子100個の直径を平均した値である。   The average primary particle size of the component (A) used in the present invention is preferably 10 to 100 nm, more preferably 12 to 90 nm, and most preferably 15 to 80 nm. When the average primary particle size is in the above range, a polishing aqueous dispersion having a high polishing rate and excellent flatness can be produced. When the average primary particle size is smaller than the above range, an aqueous dispersion having a sufficiently high polishing rate may not be obtained. On the other hand, when the average primary particle diameter is larger than the above range, the flatness may be deteriorated. In addition, the average primary particle diameter defined by this invention is the value which averaged the diameter of 100 primary particles by direct observation with a transmission electron microscope.

本発明に用いられる上記(A)成分の平均二次粒子径は30〜300nmが好ましく、30〜250nmがさらに好ましく、40〜200nmが最も好ましい。平均二次粒子径が前記範囲であれば、粒子の沈降、分離が生じにくい安定な研磨用水系分散体を作成することができる。平均二次粒子径が上記範囲より小さい場合には、十分に研磨速度の大きい水系分散体を得ることができない場合がある。一方、平均二次粒子径が上記範囲より大きい場合には、粒子の沈降、分離が生じる場合があり好ましくない。なお、本発明で定義する平均二次粒子径は光散乱回折法または動的光散乱法によって測定した値である。   The average secondary particle size of the component (A) used in the present invention is preferably 30 to 300 nm, more preferably 30 to 250 nm, and most preferably 40 to 200 nm. When the average secondary particle diameter is in the above range, a stable polishing aqueous dispersion in which particles do not settle or separate can be produced. When the average secondary particle diameter is smaller than the above range, an aqueous dispersion having a sufficiently high polishing rate may not be obtained. On the other hand, when the average secondary particle diameter is larger than the above range, the particles may be settled and separated, which is not preferable. The average secondary particle size defined in the present invention is a value measured by a light scattering diffraction method or a dynamic light scattering method.

本発明に用いられる上記(A)成分の研磨用水系分散体総量に対する添加量は、0.1〜10.0%が好ましく、より好ましくは0.5〜8.0%、さらに好ましくは1.0〜5.0%である。この添加量が0.1%より少ないと十分な研磨速度が得られず10.0%を超えるとコストが上がり実用性が低下するため好ましくない。   The addition amount of the component (A) used in the present invention relative to the total amount of the polishing aqueous dispersion is preferably 0.1 to 10.0%, more preferably 0.5 to 8.0%, still more preferably 1. 0 to 5.0%. If the amount added is less than 0.1%, a sufficient polishing rate cannot be obtained, and if it exceeds 10.0%, the cost increases and the practicality decreases, which is not preferable.

<(B)水溶性高分子>
本発明に用いられる(B)分子量が5000〜500万の水溶性高分子としては、たとえばポリアクリル酸(PAA)およびその塩、ポリメタクリル酸およびその塩、アクリル酸とメタクリル酸の共重合体およびその塩、ポリマレイン酸およびその塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリルアミド、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホン酸含有ポリマーおよびその塩、ヒドロキシエチルアクリレート、ポリビニルアルコール等の水酸基含有ポリマー等などをあげることができる。これらの水溶性高分子は、水系GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)によって測定された、ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)が5000を超え500万以下、好ましくは6000を超えて400万以下、より好ましくは8000〜250万である。重量平均分子量が上記範囲にあると、研磨摩擦を低減することができ、研磨面を平滑にすることができる。重量平均分子量が上記下限より小さいと研磨摩擦が大きくなり研磨面の平滑性が悪化するため好ましくない。また、重量平均分子量が大きすぎると水系分散体の安定性が悪くなったり、また、水系分散体の粘度が過度に上昇して、研磨液供給装置に負荷がかかったりする等の問題が生じることがある。
<(B) Water-soluble polymer>
Examples of the water-soluble polymer (B) having a molecular weight of 5,000 to 5,000,000 used in the present invention include polyacrylic acid (PAA) and a salt thereof, polymethacrylic acid and a salt thereof, a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid, and Examples thereof include sulfonic acid-containing polymers such as salts thereof, polymaleic acid and salts thereof, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyacrylamide, and polyisoprene sulfonic acid, and salts thereof, and hydroxyl group-containing polymers such as hydroxyethyl acrylate and polyvinyl alcohol. be able to. These water-soluble polymers have a weight average molecular weight (Mw) in terms of polyethylene glycol of more than 5,000 and not more than 5,000,000, preferably more than 6,000 and not more than 4,000,000, as measured by aqueous GPC (gel permeation chromatography). More preferably, it is 8000 to 2.5 million. When the weight average molecular weight is in the above range, polishing friction can be reduced and the polished surface can be smoothed. If the weight average molecular weight is smaller than the above lower limit, the polishing friction is increased and the smoothness of the polished surface is deteriorated. In addition, if the weight average molecular weight is too large, the stability of the aqueous dispersion is deteriorated, and the viscosity of the aqueous dispersion is excessively increased, which causes a load on the polishing liquid supply device. There is.

本発明に用いられる上記(B)成分の添加量は、研磨用水系分散対体中の濃度として0.01〜5%である。より好ましくは0.05〜3%、さらに好ましくは0.05〜2%である。上記(B)成分の添加量が前記範囲であれば、研磨用水系分散体の粘度を1.5〜100mPa・s、好ましくは1.5〜50mPa・s、さらに好ましくは1.5〜20mPa・sに調整することができ、より良好な平坦性を得ることができる。上記(B)成分の添加量が上記範囲より小さい場合には、研磨用水系分散体の粘度を1.5mPa・s以上とすることが難しく、十分な研磨速度および表面平滑性が低下する傾向があり好ましくない。また上記(B)成分の添加量が上記範囲を超えると研磨用水系分散体の粘度が100Pa・sを超える場合があり研磨用水系分散体の安定性が低下する場合や、研磨用水系分散体の流れが悪くなり基板内のムラが生じやすくなる傾向があるため好ましくない。   The amount of the component (B) used in the present invention is 0.01 to 5% as a concentration in the polishing aqueous dispersion. More preferably, it is 0.05-3%, More preferably, it is 0.05-2%. When the addition amount of the component (B) is within the above range, the viscosity of the polishing aqueous dispersion is 1.5 to 100 mPa · s, preferably 1.5 to 50 mPa · s, more preferably 1.5 to 20 mPa · s. s can be adjusted, and better flatness can be obtained. When the added amount of the component (B) is smaller than the above range, it is difficult to make the viscosity of the polishing aqueous dispersion 1.5 mPa · s or more, and the sufficient polishing rate and surface smoothness tend to be lowered. There is not preferable. Further, when the amount of the component (B) exceeds the above range, the viscosity of the polishing aqueous dispersion may exceed 100 Pa · s, and the stability of the polishing aqueous dispersion may be reduced. This is not preferable because the flow of liquid tends to be poor and unevenness in the substrate tends to occur.

<(C)有機粒子>
(C)前記(A)成分の平均二次粒子径より小さな粒子径である有機粒子としてはポリ塩化ビニル、ポリスチレンおよびスチレン系共重合体、ポリアセタール、飽和ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン等のポリオレフィンおよびオレフィン系共重合体、フェノキシ樹脂、ポリメチルメタクリレート等の(メタ)アクリル樹脂およびアクリル系共重合体等、を好適に用いることができる。
本発明に用いられる上記(C)成分の平均二次粒子径は、上記(A)成分の平均二次粒子径より小さいことが好ましく、上記(A)成分の平均二次粒子径の50〜95%がさらに好ましい。上記(C)成分の平均二次粒子径が上記(A)成分の平均二次粒子径より大きいと、研磨速度が低下するため好ましくない。上記(C)成分の平均二次粒子径は光散乱回折法または動的光散乱法によって測定することができる。
<(C) Organic particles>
(C) Organic particles having a particle size smaller than the average secondary particle size of the component (A) include polyvinyl chloride, polystyrene and styrene copolymers, polyacetal, saturated polyester, polyamide, polycarbonate, polyethylene, polypropylene, poly Preferably, polyolefins such as -1-butene and poly-4-methyl-1-pentene, and olefin copolymers, (meth) acrylic resins such as phenoxy resin and polymethyl methacrylate, and acrylic copolymers are used. Can do.
The average secondary particle size of the component (C) used in the present invention is preferably smaller than the average secondary particle size of the component (A), and the average secondary particle size of the component (A) is 50 to 95. % Is more preferable. When the average secondary particle size of the component (C) is larger than the average secondary particle size of the component (A), the polishing rate is lowered, which is not preferable. The average secondary particle diameter of the component (C) can be measured by a light scattering diffraction method or a dynamic light scattering method.

<その他の添加剤>
本発明には、さらに有機無機複合粒子を添加することもできる。有機無機複合粒子としては、有機粒子と無機粒子とが研磨時に容易に分離しない程度に一体に形成されていれば、その種類、構成等は特に限定されない。たとえば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート等の重合体粒子の存在下で、アルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を重縮合させ、重合体粒子の少なくとも表面に、ポリシロキサン、ポリアルミノキサン、ポリチタノキサン等の重縮合物が形成された複合粒子が挙げられる。形成された重縮合物は、重合体粒子の官能基に直接結合していてもよいし、シランカップリング剤等を介して結合していてもよい。またアルコキシシラン等に代えてシリカ粒子、アルミナ粒子等を用いることもできる。これらはポリシロキサン等と絡み合って保持されていてもよいし、それらが有するヒドロキシル基等の官能基により重合体粒子に化学的に結合されていてもよい。さらに、有機無機複合粒子として、ゼータ電位の符号が互いに異なる有機粒子と無機粒子とが、これらの粒子を含む水分散体において、静電力により結合している複合粒子を使用することもできる。有機無機複合粒子の粒径は(A)無機砥粒の平均二次粒子径より小さいもの好適に用いられる。さらに好ましくは無機砥粒の平均二次粒子径の80%以下のものを用いることができる。この平均二次粒子径が(A)無機砥粒より大きいと研磨速度が低下するため好ましくない。この平均二次粒子径は光散乱回折法または動的光散乱法によって測定することができる。
<Other additives>
Organic-inorganic composite particles can also be added to the present invention. The organic-inorganic composite particles are not particularly limited in type and configuration as long as the organic particles and the inorganic particles are integrally formed to such an extent that they are not easily separated during polishing. For example, polycondensation of alkoxysilane, aluminum alkoxide, titanium alkoxide, etc. in the presence of polymer particles such as polystyrene and polymethyl methacrylate, and polycondensation of polysiloxane, polyaluminoxane, polytitanoxane, etc. on at least the surface of the polymer particles The composite particle in which the thing was formed is mentioned. The formed polycondensate may be directly bonded to the functional group of the polymer particles, or may be bonded via a silane coupling agent or the like. Further, silica particles, alumina particles, or the like can be used instead of alkoxysilane or the like. These may be held in entanglement with polysiloxane or the like, or may be chemically bonded to the polymer particles by a functional group such as a hydroxyl group which they have. Furthermore, as the organic-inorganic composite particles, composite particles in which organic particles and inorganic particles having different signs of zeta potential are combined by an electrostatic force in an aqueous dispersion containing these particles may be used. The organic-inorganic composite particles having a particle size smaller than the average secondary particle size of the (A) inorganic abrasive are preferably used. More preferably, inorganic abrasive grains having an average secondary particle diameter of 80% or less can be used. When this average secondary particle diameter is larger than (A) inorganic abrasive grains, the polishing rate is lowered, which is not preferable. This average secondary particle diameter can be measured by a light scattering diffraction method or a dynamic light scattering method.

有機粒子のゼータ電位は、全pH域、または低pH域を除く広範なpH域に渡って、負であることが多い。有機粒子は、カルボキシル基、スルホン酸基等を有すると、より確実に負のゼータ電位を有することが多い。有機粒子がアミノ基等を有すると、特定のpH域において正のゼータ電位を有することもある。
一方、無機粒子のゼータ電位は、pH依存性が高く、ゼータ電位が0となる等電点を有し、pHによってその前後でゼータ電位の符号が逆転する。
したがって、特定の有機粒子と無機粒子とを、これらのゼータ電位が逆符号となるpH域で混合することによって、静電力により有機粒子と無機粒子とが結合し、一体化して複合粒子を形成することができる。また、混合時のpHではゼータ電位が同符号であっても、その後、pHを変化させ、一方の粒子、特に無機粒子のゼータ電位を逆符号にすることによって、有機粒子と無機粒子とを一体化することもできる。
このように静電力により一体化された複合粒子は、この複合粒子の存在下で、アルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を重縮合させることにより、その少なくとも表面に、ポリシロキサン、ポリアルミノキサン、ポリチタノキサン等の重縮合物をさらに形成してもよい。
The zeta potential of organic particles is often negative over the entire pH range or a wide pH range excluding a low pH range. In many cases, the organic particles have a negative zeta potential more reliably when they have a carboxyl group, a sulfonic acid group, or the like. When the organic particle has an amino group or the like, it may have a positive zeta potential in a specific pH range.
On the other hand, the zeta potential of inorganic particles is highly pH-dependent and has an isoelectric point at which the zeta potential is 0, and the sign of the zeta potential is reversed before and after the pH depending on the pH.
Therefore, by mixing specific organic particles and inorganic particles in a pH range in which the zeta potential has an opposite sign, the organic particles and the inorganic particles are combined by electrostatic force to form a composite particle. be able to. In addition, even if the zeta potential has the same sign at the pH at the time of mixing, the pH is changed thereafter, and the zeta potential of one particle, especially the inorganic particle, is reversed, thereby integrating the organic particles and the inorganic particles. It can also be converted.
In this way, the composite particles integrated by electrostatic force are polycondensed with alkoxysilane, aluminum alkoxide, titanium alkoxide, etc. in the presence of the composite particles, so that at least the surface thereof has polysiloxane, polyaluminoxane, polytitanoxane. A polycondensate such as the above may be further formed.

本発明の研磨用水系分散体には、さらに界面活性剤、PH調整剤、スラリーの泡立ちを低減する抑泡剤や消泡剤等の各種添加剤等のその他成分を添加することも出来る。本発明に用いられる界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれも用いることができる。   The polishing aqueous dispersion of the present invention may further contain other components such as a surfactant, a pH adjusting agent, and various additives such as a foam suppressor and an antifoaming agent that reduce foaming of the slurry. As the surfactant used in the present invention, any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, and a nonionic surfactant can be used.

上記アニオン系界面活性剤としては、例えば脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル等のリン酸エステル塩などが挙げられる。上記カチオン界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩および脂肪族アンモニウム塩などが挙げられる。上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等のエーテル型、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル等のエーテルエステル型、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリンエステル、ソルビタンエステル等のエステル型、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールなどが挙げられる。また、シリコーン系界面活性剤、ポリビニルアルコール、シクロデキストリン、ポリビニルメチルエーテル、およびヒドロキシエチルセルロースなども挙げられる。これらの界面活性剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Examples of the anionic surfactant include fatty acid soaps, carboxylates such as alkyl ether carboxylates, sulfonates such as alkylbenzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, α-olefin sulfonates, and higher alcohol sulfates. Examples thereof include ester salts, sulfuric acid ester salts such as alkyl ether sulfates, and phosphoric acid ester salts such as alkyl phosphoric acid esters. Examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salts and aliphatic ammonium salts. Examples of the nonionic surfactant include ether types such as polyoxyethylene alkyl ether, ether ester types such as glycerol ester polyoxyethylene ether, ester types such as polyethylene glycol fatty acid ester, glycerol ester, and sorbitan ester, Examples include acetylene glycol, ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and acetylene alcohol. Also included are silicone surfactants, polyvinyl alcohol, cyclodextrin, polyvinyl methyl ether, and hydroxyethyl cellulose. These surfactants can be used singly or in combination of two or more.

本発明に用いられる界面活性剤の含有量は、研磨用水系分散体の総量に対して0.005〜2.0重量%が好ましく、さらに0.01〜1重量%が好ましく、特に0.02〜0.5重量%が好ましい。界面活性剤の含有量が0.005重量%未満であると平坦性が悪化したり基盤面内の研磨性能がばらつくことがある。また、界面活性剤の含有量が1.0重量%を超えて添加された場合、含有量に対する平坦性改良効果が低下するとともに、該水系分散体が泡立ちやすくなるため取り扱い性が悪化し、好ましくない。   The content of the surfactant used in the present invention is preferably from 0.005 to 2.0% by weight, more preferably from 0.01 to 1% by weight, particularly preferably 0.02%, based on the total amount of the polishing aqueous dispersion. -0.5 wt% is preferred. If the content of the surfactant is less than 0.005% by weight, the flatness may deteriorate or the polishing performance in the substrate surface may vary. In addition, when the surfactant content is added in excess of 1.0% by weight, the flatness improving effect on the content is reduced, and the aqueous dispersion is liable to foam, so that the handleability is deteriorated. Absent.

本発明に用いるPH調整剤として、酸性物質としては、有機酸もしくは無機酸を使用することが出来る。有機酸としては、パラトルエンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、イソプレンスルホン酸、グルコン酸、乳酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、マロン酸、ギ酸、シユウ酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸およびフタル酸等が挙げられる。無機酸としては硝酸、硫酸およびリン酸等を用いることができる。これらの酸は1種のみを用いてもよいし、2種以上を併用することもできる。   As the pH adjusting agent used in the present invention, an organic acid or an inorganic acid can be used as the acidic substance. Organic acids include p-toluenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, isoprenesulfonic acid, gluconic acid, lactic acid, citric acid, tartaric acid, malic acid, glycolic acid, malonic acid, formic acid, oxalic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic Examples thereof include acid and phthalic acid. As the inorganic acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like can be used. These acids may use only 1 type and can also use 2 or more types together.

pH調整を行うために添加するアルカリとしては、有機塩基としてエチレンジアミン、エタノールアミン及びテトラメチルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられ、無機塩基として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、および水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物、並びにアンモニア等を使用することができる。
水系分散体のpHを調整することにより、研磨速度を高めることもでき、砥粒の分散性、安定性にも影響を与えることから、砥粒が安定して存在し得る範囲内で適宜pHを設定することが好ましい。
Examples of the alkali added to adjust the pH include ethylenediamine, ethanolamine and tetramethylammonium hydroxide as the organic base, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide as the inorganic base. Alkali metal hydroxides, ammonia, and the like can be used.
By adjusting the pH of the aqueous dispersion, it is possible to increase the polishing rate, which also affects the dispersibility and stability of the abrasive grains. Therefore, the pH is appropriately adjusted within the range where the abrasive grains can exist stably. It is preferable to set.

<研磨用水系分散体の調整方法>
本発明では、純水に、(A)無機砥粒、(B)水溶性高分子、さらに必要に応じその他の添加剤を適時添加混合して研磨用水系分散体を調製し、これをそのまま研磨に使用してもよいが、純水の量を減らした濃縮品として調整しておいて、使用前に希釈し、本発明の組成物とすることもできる。また、貯蔵時の安定性を維持するために、少なくとも(A)成分および純水を含む分散体と、少なくとも(B)成分および純水を含む溶液または分散体の2液として調整しておいて、使用前にこの2液を混合または、2液を混合後、純水により希釈して本発明の組成物とすることもできる。この場合、複数の液を混合してカラーフィルター研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、複数の液を個別に化学機械研磨装置に供給して研磨パッド上でカラーフィルター研磨用水系分散体を形成してもよい。
<Method for adjusting polishing aqueous dispersion>
In the present invention, (A) inorganic abrasive grains, (B) water-soluble polymer, and other additives as needed are added to and mixed with pure water as needed to prepare a polishing aqueous dispersion, which is then polished as it is. However, it may be prepared as a concentrated product with a reduced amount of pure water and diluted before use to obtain the composition of the present invention. In addition, in order to maintain the stability at the time of storage, it is prepared as two liquids, that is, a dispersion containing at least the component (A) and pure water and a solution or dispersion containing at least the component (B) and pure water. The two liquids can be mixed before use, or the two liquids can be mixed and then diluted with pure water to obtain the composition of the present invention. In this case, after preparing a color filter polishing aqueous dispersion by mixing a plurality of liquids, this may be supplied to a chemical mechanical polishing apparatus, or a plurality of liquids may be supplied individually to a chemical mechanical polishing apparatus. A color filter polishing aqueous dispersion may be formed on the polishing pad.

前記カラーフィルター研磨用水系分散体は、必要に応じろ過により粗大な砥粒を取り除いて化学機械研磨に用いることができる。好ましくは、孔径10um以下のPP(ポリプロピレン)製デプスタイプフィルターを用いてろ過したものが好適に用いられる。好ましくは孔径5um以下のフィルターを用いることができる。   The color filter polishing aqueous dispersion can be used for chemical mechanical polishing by removing coarse abrasive grains by filtration if necessary. Preferably, those filtered using a PP (polypropylene) depth type filter having a pore diameter of 10 μm or less are suitably used. Preferably, a filter having a pore size of 5 μm or less can be used.

本発明に用いる研磨装置としては、特に限定されるものではないが、回転する研磨パッドに研磨用水系分散体を供給しながらカラーフィルターを押し付けるとともに回転および、必要に応じ揺動することによりカラーフィルターの表面を研磨することができるような装置を好適に用いることができる。   The polishing apparatus used in the present invention is not particularly limited, but the color filter is pressed while rotating and, if necessary, swung while supplying the polishing aqueous dispersion to the rotating polishing pad. An apparatus capable of polishing the surface of the substrate can be suitably used.

本発明に用いる研磨パッドとしては、特に限定されるものではないが不織布や発泡樹脂製等の研磨パッドを好適に用いることができる。研磨パッドの表面にはスラリーの供給および排出性を向上させる目的等で必要に応じて溝及びドットパターンを所定の形状で形成できる。更に、この研磨パッドの裏面(研磨面と反対側)に、研磨面より硬質または軟質な層を張り合わせた多層構造を有する研磨パッドとすることもできる。この研磨パッドの形状は特に限定されず、円盤状、ベルト状、ローラー状等、研磨装置に応じて適宜選択することができる。また、研磨中の表面状態が安定していることが好ましく、必要に応じてブラシやダイヤモンドドレッサーによる表面処理いわゆるドレッシングを行うことにより研磨性能を安定化することができる。   Although it does not specifically limit as a polishing pad used for this invention, The polishing pad made from a nonwoven fabric or foamed resin can be used conveniently. Grooves and dot patterns can be formed in a predetermined shape on the surface of the polishing pad as needed for the purpose of improving the supply and discharge properties of the slurry. Further, a polishing pad having a multilayer structure in which a harder or softer layer than the polishing surface is bonded to the back surface (opposite side of the polishing surface) of the polishing pad may be used. The shape of the polishing pad is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the polishing apparatus, such as a disk shape, a belt shape, and a roller shape. Further, it is preferable that the surface state during polishing is stable, and the polishing performance can be stabilized by performing surface treatment so-called dressing with a brush or a diamond dresser as necessary.

以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳しく説明する。
<評価用カラーフィルターの作成>
4インチのガラス基板にブラックマトリクスを形成した後、JSR(株)製の赤色顔料分散レジスト、オプスターCRシリーズ(RED759)をスピンコーターを用いて塗布したのち、70℃で3分間プレベークして、膜厚2.5μmの被膜を形成した。その後、基板を室温に冷却したのち、高圧水銀ランプ(照度 250W/m)を用い、所定のフォトマスクを介して200J/m の露光量で露光した。その後現像液としてJSR(株)製現像液CD150CRを用い、23℃、現像液吐出圧0.3MPaにて1分間シャワー現像したのち、超純水で洗浄し、さらに200℃で30分間ポストベークして、基板上に赤色のカラーパターンを有するカラーフィルターを形成した。ついで赤色パターンと同様にして、それぞれ緑色顔料および青色顔料を含有する顔料分散レジスト(GREEN783、BLUE778)を用いて、緑色および青色パターンを形成しRGBのカラーパターンを有する評価用カラーフィルター(図1)を得た。KLAテンコール社製、P−10を用いて測定したR,G,B画素間の表面段差は、約0.5umであった。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
<Creation of evaluation color filter>
After forming a black matrix on a 4-inch glass substrate, a red pigment dispersion resist manufactured by JSR Corporation, Opstar CR series (RED759) was applied using a spin coater, and then pre-baked at 70 ° C. for 3 minutes to form a film. A film having a thickness of 2.5 μm was formed. Then, after cooling to room temperature the substrate, using a high pressure mercury lamp (illuminance 250 W / m 2), it was exposed with an exposure amount of 200 J / m 2 via a predetermined photomask. After that, using developer CD150CR manufactured by JSR Co., Ltd. as a developer, shower developing at 23 ° C. and developer discharge pressure of 0.3 MPa for 1 minute, washing with ultrapure water, and further post-baking at 200 ° C. for 30 minutes. A color filter having a red color pattern was formed on the substrate. Then, in the same manner as the red pattern, a color dispersion filter (GREEN783, BLUE778) containing a green pigment and a blue pigment is used to form a green and blue pattern and an RGB color pattern (FIG. 1). Got. The surface level difference between the R, G, and B pixels measured using P-10 manufactured by KLA Tencor was about 0.5 μm.

<コロイダルシリカ(A1)を含む水分散体の調製>
濃度25重量%のアンモニア水12重量部、イオン交換水18重量部、エタノール170重量部をフラスコに仕込み、回転速度180rpmで撹拌しながら40℃に昇温した。テトラメトキシシラン25重量部とエタノール15重量部の混合液を30min間で滴下した後、温度を40℃に維持しながら撹拌を2時間継続した後室温まで冷却した。これにより、コロイダルシリカ粒子のアルコール分散体を得た。次いで、ロータリーエバポレータを用い、得られた分散体の温度を80℃に維持しながらイオン交換水を添加しつつアルコールを除去する操作を数回繰り返した。この操作により、コロイダルシリカ(A1)を20重量%含む水分散体を調製した。
この水系分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子(A1)のTEM観察により測定した100個の粒子の平均一次粒子径は35nmであり、動的光散乱法(堀場製作所製LB−550)により測定した平均二次粒子径は80nmであった。
<Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica (A1)>
A flask was charged with 12 parts by weight of ammonia water having a concentration of 25% by weight, 18 parts by weight of ion exchange water, and 170 parts by weight of ethanol, and the temperature was raised to 40 ° C. while stirring at a rotation speed of 180 rpm. After a mixed solution of 25 parts by weight of tetramethoxysilane and 15 parts by weight of ethanol was added dropwise for 30 minutes, stirring was continued for 2 hours while maintaining the temperature at 40 ° C., and then cooled to room temperature. Thereby, an alcohol dispersion of colloidal silica particles was obtained. Subsequently, using a rotary evaporator, the operation of removing alcohol while adding ion-exchanged water was repeated several times while maintaining the temperature of the obtained dispersion at 80 ° C. By this operation, an aqueous dispersion containing 20% by weight of colloidal silica (A1) was prepared.
The average primary particle diameter of 100 particles measured by TEM observation of the colloidal silica particles (A1) contained in this aqueous dispersion is 35 nm, and the average measured by a dynamic light scattering method (LB-550 manufactured by Horiba, Ltd.). The secondary particle size was 80 nm.

<コロイダルシリカ(A2)を含む水分散体の調製>
濃度25重量%のアンモニア水24重量部、イオン交換水6重量部、エタノール170重量部をフラスコに仕込み、回転速度180rpmで撹拌しながら40℃に昇温した。テトラメトキシシラン25重量部とエタノール15重量部の混合液を30min間で滴下した後、温度を40℃に維持しながら撹拌を2時間継続した後室温まで冷却した。これにより、コロイダルシリカ粒子のアルコール分散体を得た。次いで、ロータリーエバポレータを用い、得られた分散体の温度を80℃に維持しながらイオン交換水を添加しつつアルコールを除去する操作を数回繰り返した。この操作により、コロイダルシリカ(A2)を20重量%含む水分散体を調製した。
この水系分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子(A2)のTEM観察により測定した100個の粒子の平均一次粒子径は78nmであり、動的光散乱法(堀場製作所製LB−550)により測定した平均二次粒子径は190nmであった。
<Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica (A2)>
A flask was charged with 24 parts by weight of ammonia water having a concentration of 25% by weight, 6 parts by weight of ion exchange water, and 170 parts by weight of ethanol, and the temperature was raised to 40 ° C. while stirring at a rotation speed of 180 rpm. After a mixed solution of 25 parts by weight of tetramethoxysilane and 15 parts by weight of ethanol was added dropwise for 30 minutes, stirring was continued for 2 hours while maintaining the temperature at 40 ° C., and then cooled to room temperature. Thereby, an alcohol dispersion of colloidal silica particles was obtained. Subsequently, using a rotary evaporator, the operation of removing alcohol while adding ion-exchanged water was repeated several times while maintaining the temperature of the obtained dispersion at 80 ° C. By this operation, an aqueous dispersion containing 20% by weight of colloidal silica (A2) was prepared.
The average primary particle diameter of 100 particles measured by TEM observation of the colloidal silica particles (A2) contained in this aqueous dispersion is 78 nm, and the average measured by a dynamic light scattering method (LB-550 manufactured by Horiba, Ltd.). The secondary particle size was 190 nm.

<有機砥粒(C1)を含む水分散体の調製>
メチルメタクリレ−ト95部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名「NKエステルM−90G」、#400)5部、アゾ系重合開始剤(和光純薬株式会社製、商品名「V50」)2部、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム4部およびイオン交換水400部を、容量2リットルのフラスコに投入し、窒素ガス雰囲気下、攪拌しながら70℃に昇温し、6時間重合させた。これによりポリエチレングリコール鎖を有する、平均粒子径70nmのポリメチルメタクリレート系粒子(D1)を20重量%含む水分散体を得た。
<Preparation of water dispersion containing organic abrasive grains (C1)>
95 parts of methyl methacrylate, 5 parts of methoxypolyethylene glycol methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name “NK ester M-90G”, # 400), azo polymerization initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., (Product name “V50”) 2 parts, 4 parts ammonium dodecylbenzenesulfonate and 400 parts ion-exchanged water were put into a 2 liter flask, heated to 70 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere, and 6 hours Polymerized. As a result, an aqueous dispersion containing 20% by weight of polymethyl methacrylate-based particles (D1) having a polyethylene glycol chain and an average particle diameter of 70 nm was obtained.

<有機無機複合砥粒(D1)を含む水分散体の調製>
(3)において得られたポリメチルメタクリレート系粒子を10重量%となるよう純水で希釈し水分散体を得た。得られた水分散体100部を、容量2リットルのフラスコに投入し、メチルトリメトキシシラン1部を添加し、40℃で2時間攪拌した。その後、硝酸によりpHを2に調整し有機砥粒水分散体(a)を得た。また、コロイダルシリカ(日産化学株式会社製、商品名「スノーテックス」)を10重量%含む水分散体のpHを水酸化カリウムにより8に調整しコロイダルシリカ(b)を得た。有機砥粒水分散体(a)に含まれるポリメチルメタクリレート系粒子のゼータ電位は+17mV、コロイダルシリカ(b)に含まれるシリカ粒子のゼータ電位は−40mVであった。
その後、(a)100部に水分散体(b)50部を2時間かけて徐々に添加、混合し、2時間攪拌して、ポリメチルメタクリレート系粒子にシリカ粒子が付着した粒子を含む水分散体を得た。次いで、この水分散体に、ビニルトリエトキシシラン2部を添加し、1時間攪拌した後、テトラエトキシシラン1部を添加し、60℃に昇温し、3時間攪拌を継続した後、冷却することにより、複合粒子を含む水分散体を得た。この複合粒子の平均粒子径は120nmであり、ポリメチルメタクリレート系粒子の表面の80%にシリカ粒子が付着した有機無機複合砥粒(D1)を含む水分散体を得た。
<Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite abrasive grains (D1)>
The polymethylmethacrylate particles obtained in (3) were diluted with pure water so as to be 10% by weight to obtain an aqueous dispersion. 100 parts of the obtained aqueous dispersion was put into a 2 liter flask, 1 part of methyltrimethoxysilane was added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours. Thereafter, the pH was adjusted to 2 with nitric acid to obtain an organic abrasive water dispersion (a). Further, the pH of an aqueous dispersion containing 10% by weight of colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., “Snowtex”) was adjusted to 8 with potassium hydroxide to obtain colloidal silica (b). The zeta potential of the polymethyl methacrylate-based particles contained in the organic abrasive water dispersion (a) was +17 mV, and the zeta potential of the silica particles contained in the colloidal silica (b) was −40 mV.
Thereafter, 50 parts of aqueous dispersion (b) is gradually added to 100 parts of (a) over 2 hours, mixed, stirred for 2 hours, and water dispersion containing particles having silica particles attached to polymethyl methacrylate particles. Got the body. Next, 2 parts of vinyltriethoxysilane is added to the aqueous dispersion and stirred for 1 hour, then 1 part of tetraethoxysilane is added, the temperature is raised to 60 ° C., and stirring is continued for 3 hours, followed by cooling. As a result, an aqueous dispersion containing composite particles was obtained. The average particle size of the composite particles was 120 nm, and an aqueous dispersion containing organic-inorganic composite abrasive grains (D1) having silica particles attached to 80% of the surface of the polymethyl methacrylate-based particles was obtained.

<水溶性高分子(B1)水溶液の調製>
還流冷却管を備えた容量500mLのフラスコに、脱気したN−ビニル−2−ピロリドン60g及び蒸留水240gを仕込んだ。これを窒素気流中、攪拌下60℃に昇温し、10重量%の亜硫酸ナトリウム水溶液0.3g及び10重量%のt−ブチルヒドロパーオキシド水溶液0.3gを添加した。60℃にて3時間攪拌を継続した後、10重量%の亜硫酸ナトリウム水溶液1.8g及び10重量%のt−ブチルヒドロパーオキシド水溶液1.2gを添加し、さらに3時間攪拌を継続した。ポリビニルピロリドン(B1)の20重量%水溶液を得た。
なお、ここで調製したポリビニルピロリドン(B1)について、0.1モル/LのNaCl水溶液/アセトニトリル=80/20(vol/vol)を溶離液とした水系ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにて測定したポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)は1,000,000であった。また、フィケンチャー(Fikentscher)法により求めたK値は95であった。
<Preparation of water-soluble polymer (B1) aqueous solution>
A 500 mL flask equipped with a reflux condenser was charged with 60 g of degassed N-vinyl-2-pyrrolidone and 240 g of distilled water. This was heated to 60 ° C. with stirring in a nitrogen stream, and 0.3 g of a 10 wt% aqueous sodium sulfite solution and 0.3 g of a 10 wt% aqueous t-butyl hydroperoxide solution were added. After stirring at 60 ° C. for 3 hours, 1.8 g of a 10 wt% aqueous sodium sulfite solution and 1.2 g of a 10 wt% aqueous t-butyl hydroperoxide solution were added, and stirring was further continued for 3 hours. A 20% by weight aqueous solution of polyvinylpyrrolidone (B1) was obtained.
In addition, about the polyvinylpyrrolidone (B1) prepared here, polyethylene glycol measured by water-based gel permeation chromatography using 0.1 mol / L NaCl aqueous solution / acetonitrile = 80/20 (vol / vol) as an eluent. The converted weight average molecular weight (Mw) was 1,000,000. In addition, the K value obtained by the Fikenscher method was 95.

<水溶性高分子(B2)水溶液の調製>
還流冷却管を備えた容量1000mLのフラスコに、蒸留水350gおよび、3重量%の過硫酸アンモニウム水溶液150gを仕込み、窒素雰囲気下、攪拌を行いながら80℃に昇温した。次いで、アクリル酸モノマー60gを60分で滴下した。ポリアクリル酸の滴下終了後、3重量%の過硫酸アンモニウム水溶液40gを仕込み、さらに80℃にて2時間攪拌を継続した。この反応混合物を蒸留水で希釈することにより、ポリアクリル酸(B2)の5重量%水溶液を得た。
得られたポリアクリル酸の水系GPCにより測定したポリエチレングリコール換算の重量平均分子量(Mw)は、1,200,000であった。
<Preparation of water-soluble polymer (B2) aqueous solution>
A 1000 mL flask equipped with a reflux condenser was charged with 350 g of distilled water and 150 g of a 3 wt% ammonium persulfate aqueous solution, and the temperature was raised to 80 ° C. while stirring in a nitrogen atmosphere. Next, 60 g of acrylic acid monomer was added dropwise in 60 minutes. After completion of dropping of polyacrylic acid, 40 g of a 3% by weight aqueous ammonium persulfate solution was added, and stirring was further continued at 80 ° C. for 2 hours. The reaction mixture was diluted with distilled water to obtain a 5% by weight aqueous solution of polyacrylic acid (B2).
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polyethylene glycol measured by aqueous GPC of the obtained polyacrylic acid was 1,200,000.

<カラーフィルター研磨用水系分散体の調整>
各成分が表1に記載の含有量となるように純水を所定量容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し(1)で調製したコロイダルシリカ粒子(A1)を含む水分散体を所定量添加した。攪拌混合した後(5)で調製した(B1)ポリビニルピロリドンを表1に記載の含有量となるように添加し十分に攪拌した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、実施例1および2の研磨用水系分散体を得た。
<Adjustment of aqueous dispersion for polishing color filter>
A predetermined amount of an aqueous dispersion containing colloidal silica particles (A1) prepared in (1) is charged into a polyethylene bottle with a predetermined amount of 1 liter of pure water so that each component has the content shown in Table 1. Added. After stirring and mixing, (B1) polyvinylpyrrolidone prepared in (5) was added so as to have the content shown in Table 1, and sufficiently stirred. Then, it filtered with the filter of 5 micrometers of hole diameters, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of Examples 1 and 2.

各成分が表1に記載の含有量となるように純水を所定量容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し(1)で調製したコロイダルシリカ粒子(A1)を所定量添加した。攪拌混合した後、表1に記載の含有量となるように(B2)ポリアクリル酸を所定量加え十分に攪拌混合した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、実施例3の研磨用水系分散体を得た。   Pure water was put into a polyethylene bottle having a predetermined volume of 1 liter so that each component had a content shown in Table 1, and a predetermined amount of colloidal silica particles (A1) prepared in (1) was added. After stirring and mixing, a predetermined amount of (B2) polyacrylic acid was added and mixed sufficiently with stirring so as to achieve the contents shown in Table 1. Then, it filtered with the filter of 5 micrometers of hole diameters, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of Example 3.

各成分が表1に記載の含有量となるように純水を所定量容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し(1)で調製したコロイダルシリカ粒子(A1)および、(3)で調製した有機粒子(C1)を所定量添加した。十分に攪拌混合した後、表1に記載の含有量となるように(B1)ポリビニルピロリドンまたは(B2)ポリアクリル酸を所定量加え十分に攪拌混合した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、実施例4〜6の研磨用水系分散体を得た。   Colloidal silica particles (A1) prepared in (1) and (3) were prepared by putting pure water into a polyethylene bottle having a predetermined volume of 1 liter so that each component had the contents shown in Table 1. A predetermined amount of organic particles (C1) was added. After sufficiently stirring and mixing, a predetermined amount of (B1) polyvinyl pyrrolidone or (B2) polyacrylic acid was added and mixed sufficiently with stirring so as to achieve the contents shown in Table 1. Then, it filtered with the filter of 5 micrometers of hole diameters, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of Examples 4-6.

各成分が表1に記載の含有量となるように純水を所定量容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し(2)で調製したコロイダルシリカ粒子(A2)を含む水分散体を所定量添加し攪拌混合した後、(B2)ポリアクリル酸を所定量添加し十分に攪拌混合した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、実施例7の研磨用水系分散体を得た。   A predetermined amount of an aqueous dispersion containing colloidal silica particles (A2) prepared in (2) is charged in a predetermined amount of 1 liter of polyethylene bottle so that each component has the content shown in Table 1. After the addition and stirring and mixing, a predetermined amount of (B2) polyacrylic acid was added and sufficiently stirred and mixed. Then, it filtered with the filter of the hole diameter of 5 micrometers, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of Example 7.

各成分が表1に記載の含有量となるように純水を所定量容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し(2)で調製したコロイダルシリカ粒子(A2)を含む水分散体および(4)で調製した(D1)有機無機複合粒子を所定量加え攪拌混合した。さらに(B2)ポリアクリル酸を所定量添加し十分に攪拌混合した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、実施例8の研磨用水系分散体を得た。   An aqueous dispersion containing colloidal silica particles (A2) prepared in (2), in which pure water is introduced into a polyethylene bottle having a predetermined volume of 1 liter so that each component has the content shown in Table 1, and (4 (D1) The organic-inorganic composite particles prepared in (1) were added in a predetermined amount and mixed with stirring. Further, (B2) a predetermined amount of polyacrylic acid was added and sufficiently stirred and mixed. Then, it filtered with the filter of 5 micrometers of hole diameters, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of Example 8.

(1)で調製したヒュームド法シリカ粒子(A1)を含む水分散体の所定量を容量1リットルのポリエチレン製の瓶に投入し、これに、表1に記載の化合物を各々の含有量となるように添加し、十分に攪拌した。その後、孔径5μmのフィルタで濾過し、比較例1の研磨用水系分散体を得た。   A predetermined amount of the aqueous dispersion containing the fumed silica particles (A1) prepared in (1) is put into a polyethylene bottle having a capacity of 1 liter, and the compounds shown in Table 1 are contained in respective amounts. And stirred well. Then, it filtered with the filter of the hole diameter of 5 micrometers, and obtained the aqueous dispersion for grinding | polishing of the comparative example 1.

(1)および(3)で調製したヒュームド法シリカ粒子(A1)を含む水分散体と有機砥粒(A3)を含む水分散体を用い、実施例1と同様の方法で表1に記載の組成からなる比較例2および3の研磨用水系分散体を得た。   Using the aqueous dispersion containing the fumed silica particles (A1) prepared in (1) and (3) and the aqueous dispersion containing the organic abrasive grains (A3), the method described in Table 1 was used in the same manner as in Example 1. The polishing aqueous dispersions of Comparative Examples 2 and 3 having the composition were obtained.

<研磨用水系分散体の物性評価>
実施例1〜8および比較例1〜3の研磨用水系分散体の粘度は、BL型粘度計を用いて測定した。また、固形分はマイクロウエーブ式固形分測定機をそれぞれ用いて測定した。結果を表1に示す。
<Evaluation of physical properties of polishing aqueous dispersion>
The viscosities of the polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were measured using a BL type viscometer. Moreover, solid content was measured using the microwave type solid content measuring machine, respectively. The results are shown in Table 1.

<カラーフィルター研磨>
実施例1〜8および比較例1〜3の研磨用水系分散体を用いて評価用カラーフィルターを以下の条件で研磨した。
研磨装置 : Lapmaster LM15
研磨パッド : Politex(ニッタ・ハース製)
キャリア荷重 : 150hPa
定盤回転数 : 60pm
研磨時間 :5min
研磨剤供給量 : 100ミリリットル/min
<Color filter polishing>
The color filters for evaluation were polished under the following conditions using the polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3.
Polishing device: Lapmaster LM15
Polishing pad: Politex (Nitta Haas)
Carrier load: 150 hPa
Surface plate rotation speed: 60pm
Polishing time: 5 min
Abrasive supply amount: 100 ml / min

<表面粗さ評価>
実施例1〜8および、比較例1〜3の研磨用水系分散体で研磨したカラーフィルターの表面粗さを、デジタル・インスツルメンツ社製原子間力顕微鏡を用いて評価した。結果を表1に示す。
<Surface roughness evaluation>
The surface roughness of the color filters polished with the polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated using an atomic force microscope manufactured by Digital Instruments. The results are shown in Table 1.

<平坦性評価>
実施例1〜8および、比較例1〜3の研磨用水系分散体で研磨したカラーフィルターのR,G,B画素間の表面段差を、KLAテンコール社製、P−10を用いて測定して評価した。画素間の表面段差の最大値を平坦性評価結果とし表1に示す。
<Evaluation of flatness>
The surface steps between the R, G and B pixels of the color filters polished with the polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 were measured using P-10 manufactured by KLA Tencor. evaluated. Table 1 shows the maximum value of the surface level difference between the pixels as the flatness evaluation result.

<スクラッチの評価>
実施例1〜8および、比較例1〜3の研磨用水系分散体で研磨したカラーフィルターの表面を光学顕微鏡を用いて暗視野にて、範囲100μm×100μmの領域を観察しスクラッチ数を測定した。結果を表1に示す。
<Evaluation of scratch>
The surface of the color filter polished with the polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 was observed in an area of 100 μm × 100 μm in the dark field using an optical microscope, and the number of scratches was measured. . The results are shown in Table 1.

Figure 2010014774
Figure 2010014774

表1より、本発明の研磨用水系分散体を用いて研磨したカラーフィルターは表面粗さが小さく、平坦性にも優れ、スクラッチも少ないことが分かる。本発明の研磨用水系分散体を用いカラーフィルターを研磨することにより、色再現性、コントラスト、輝度などの表示性能に優れる高平坦性のカラーフィルターを得ることができる。   From Table 1, it can be seen that the color filter polished using the polishing aqueous dispersion of the present invention has a small surface roughness, excellent flatness, and few scratches. By polishing the color filter using the polishing aqueous dispersion of the present invention, a highly flat color filter excellent in display performance such as color reproducibility, contrast, and luminance can be obtained.

Claims (5)

(A)平均一次粒子径が10〜100nmで平均二次粒子径が30〜300nmである無機粒子と、
(B)分子量が5000〜500万の水溶性高分子と
を含む、カラーフィルター研磨用水系分散体。
(A) inorganic particles having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm and an average secondary particle diameter of 30 to 300 nm;
(B) A color filter polishing aqueous dispersion comprising a water-soluble polymer having a molecular weight of 5,000 to 5,000,000.
さらに(C)有機粒子を含む、請求項1に記載のカラーフィルター研磨用水系分散体。   The color filter polishing aqueous dispersion according to claim 1, further comprising (C) organic particles. 前記(A)成分がシリカである、請求項1〜2のいずれか一項に記載のカラーフィルター研磨用水系分散体。   The aqueous dispersion for color filter polishing according to claim 1, wherein the component (A) is silica. 前記(C)成分の平均二次粒子径が、前記(A)成分の平均二次粒子径より小さい、請求項2〜3のいずれか一項に記載のカラーフィルター研磨用水系分散体。   The aqueous dispersion for color filter polishing according to any one of claims 2 to 3, wherein the average secondary particle size of the component (C) is smaller than the average secondary particle size of the component (A). 請求項1〜4のいずれか一項に記載のカラーフィルター研磨用水系分散体を用いたカラーフィルターの研磨方法。   A color filter polishing method using the color filter polishing aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 4.
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