JP2018154789A - Composition for polishing and polishing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for polishing which is more suitably usable for use in polishing lithium tantalate or lithium niobate.SOLUTION: A composition for polishing a lithium tantalate or lithium niobate substrate contains colloidal silica, a potassium salt of an ethylenediaminetetraacetic acid or a potassium salt of a diethylenetriamine pentaacetic acid, and water, where a ratio of a content of the colloidal silica to the composition is 10-35 mass%, a neutralization rate of a hydrogen atom in the carboxyl group with the potassium atom in the potassium salt of the ethylenediaminetetraacetic acid or the potassium salt of the diethylenetriamine pentaacetic acid is 60-100 mol%, a ratio of a content of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the potassium salt of the diethylenetriamine pentaacetic acid in the contents is 0.2-4.0 mass%, and pH is 7 to 12.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムの研磨対象物を研磨する用途に用いられる研磨用組成物、及びそうした研磨用組成物を用いてタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムの研磨対象物を研磨する方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition used for polishing a polishing object of lithium tantalate or lithium niobate, and a polishing object of lithium tantalate or lithium niobate using such a polishing composition. Regarding the method.

テレビの中間周波数フィルターや共振器等のエレクトロニクス部品材料として、圧電体における圧電効果により発生する弾性表面波を利用した弾性表面波デバイスを構成する圧電体ウェーハの需要が増大してきている。このような圧電体ウェーハ材料としては、圧電性、焦電性、電気光学効果に優れたタンタル酸リチウム材料やニオブ酸リチウム材料等の硬脆材料が、広く採用されている。   Demand for piezoelectric wafers constituting surface acoustic wave devices using surface acoustic waves generated by the piezoelectric effect in piezoelectric bodies is increasing as electronic component materials for television intermediate frequency filters and resonators. As such piezoelectric wafer materials, hard and brittle materials such as lithium tantalate materials and lithium niobate materials excellent in piezoelectricity, pyroelectricity, and electro-optic effect are widely used.

上記のタンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム材料は、硬くて脆いものであるところから、研磨材として粒子が粗く且つ硬い性質を有するアルミナや、ダイヤモンド等の硬質研磨材を採用すると、研磨速度は上がるものの、研磨表面にピットやスクラッチが生じたり、ウェーハ表面内部に加工歪みが残ったり、また表面精度が極めて悪くなる等といった問題があった。また、化学的にも安定な材料であるところから、メカノケミカル作用による研磨効果が極めて低く、有効な研磨促進剤も見出されていないのが現状である。   The above lithium tantalate and lithium niobate materials are hard and brittle, but if a hard abrasive such as alumina or diamond having coarse and hard particles is used as the abrasive, the polishing rate will increase. There have been problems such as pits and scratches on the polished surface, processing distortion remaining inside the wafer surface, and extremely poor surface accuracy. In addition, since it is a chemically stable material, the polishing effect by mechanochemical action is extremely low, and no effective polishing accelerator has been found.

このような硬脆材料の研磨特性を改善するために、特許文献1では、研磨材と、ウロン酸、アルドン酸、アルダル酸等のアルドースの酸化によって得られる酸及びそれの塩のうちの少なくともいずれか一方であるアルドース誘導体と、水とを含有する研磨用組成物を提案している。   In order to improve the polishing characteristics of such a hard and brittle material, Patent Document 1 discloses at least one of an abrasive and an acid obtained by oxidation of aldose such as uronic acid, aldonic acid, and aldaric acid, and a salt thereof. A polishing composition containing one of the aldose derivatives and water has been proposed.

また、特許文献2では、研磨材として、ベースとなるコロイダルシリカと、ベース研磨材と異なる粒子径のコロイダルシリカと、キレート性化合物を含有する研磨用組成物が提案されている。   Patent Document 2 proposes a polishing composition containing colloidal silica as a base, colloidal silica having a particle diameter different from that of the base abrasive, and a chelating compound.

しかしながら、特許文献1および2に開示されている研磨用組成物は、タンタル酸リチウム材料およびニオブ酸リチウム材料の硬脆材料に対して、高精度でかつ高研磨速度で研磨するという要求を十分に満足するものではない。   However, the polishing compositions disclosed in Patent Documents 1 and 2 sufficiently satisfy the demand for polishing with high accuracy and a high polishing rate for hard and brittle materials of lithium tantalate materials and lithium niobate materials. Not satisfied.

特開2006−150482号公報JP 2006-150482 A 特開2007−321159号公報JP2007-32159A

本発明の目的は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムを研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物を提供すること、及びそうした研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する研磨方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polishing composition that can be more suitably used in applications for polishing lithium tantalate or lithium niobate, and a polishing method for polishing a polishing object using such a polishing composition Is to provide.

上記の目的を達成するために、本発明の一実施態様は、以下の成分(a)、(b)および(c)を含有するタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム用研磨用組成物を提供する。
(a):コロイダルシリカ
(b):エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩であり、カルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率が60〜100モル%である化合物
(c):水
In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a polishing composition for lithium tantalate or lithium niobate containing the following components (a), (b) and (c).
(A): Colloidal silica (b): Compound (c) which is a potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid and has a neutralization rate of 60 to 100 mol% of the hydrogen atom of the carboxyl group with the potassium atom :water

本発明の他の実施形態は、上記実施形態の研磨用組成物において、(a)、(b)および(c)の合計に占める(a)の割合が10〜35質量%であり、(a)、(b)および(c)の合計に占める(b)の割合が0.2〜4.0質量%であり、pHが7〜12である、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム用研磨用組成物を提供する。   In another embodiment of the present invention, in the polishing composition of the above embodiment, the proportion of (a) in the total of (a), (b) and (c) is 10 to 35% by mass, (a Polishing composition for lithium tantalate or lithium niobate, wherein the proportion of (b) in the total of (b), (b) and (c) is 0.2-4.0% by mass and the pH is 7-12 Offer things.

本発明によれば、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物が提供される。また本発明によれば、そうした研磨用組成物を用いてタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板を研磨する研磨方法も提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polishing composition which can be used more suitably in the use which grind | polishes a lithium tantalate or a lithium niobate board | substrate is provided. The present invention also provides a polishing method for polishing a lithium tantalate or lithium niobate substrate using such a polishing composition.

以下、本発明の一実施形態を説明する。
本発明の一実施態様は、以下の成分(a)コロイダルシリカ、(b)エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩であり、カルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率が60〜100モル%である化合物、(c)水、を含有するタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム用研磨用組成物を提供する。以下、それぞれの含有物について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
One embodiment of the present invention is the following component (a) colloidal silica, (b) potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, and the neutralization rate of the hydrogen atom of the carboxyl group by the potassium atom is 60 Provided is a polishing composition for lithium tantalate or lithium niobate containing a compound that is ˜100 mol%, and (c) water. Hereinafter, each content is demonstrated.

<コロイダルシリカ>
コロイダルシリカの平均粒子径は特定されるものではない。しかしながら、一般に、平均粒子径が15nmよりも小さいコロイダルシリカ、さらに言えば25nmよりも小さいコロイダルシリカは、研磨対象物を研磨する能力があまり高くない。従って、研磨速度の向上のためには、コロイダルシリカの平均粒子径は、好ましくは15nm以上、より好ましくは25nm以上である。一方、平均粒子径が100nmよりも大きいコロイダルシリカ、さらに言えば80nmよりも大きいコロイダルシリカは、製造にコストがかかる。従って、コスト低減のためには、コロイダルシリカの平均粒子径は、好ましくは100nm以下、より好ましくは80nm以下である。なお、コロイダルシリカの平均粒子径は、例えば、日機装社製の型式「UPA−UT151」を用いた動的光散乱法により、平均二次粒子径をあらわす体積平均粒子径(体積基準の算術平均;Mv)として測定することができる。
<Colloidal silica>
The average particle diameter of colloidal silica is not specified. However, in general, colloidal silica having an average particle diameter of less than 15 nm, more specifically colloidal silica of less than 25 nm, does not have a very high ability to polish an object to be polished. Therefore, in order to improve the polishing rate, the average particle diameter of colloidal silica is preferably 15 nm or more, more preferably 25 nm or more. On the other hand, colloidal silica having an average particle diameter larger than 100 nm, and more specifically colloidal silica larger than 80 nm, is expensive to manufacture. Therefore, for cost reduction, the average particle size of colloidal silica is preferably 100 nm or less, more preferably 80 nm or less. The average particle diameter of colloidal silica is, for example, a volume average particle diameter (volume-based arithmetic mean; expressed by a dynamic light scattering method using a model “UPA-UT151” manufactured by Nikkiso Co., Ltd .; Mv).

また、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量が10質量%よりも少ない場合、研磨用組成物があまり高い研磨能力を有さない虞がある。従って、研磨速度の向上のためには、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は10質量%以上である。一方、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量が35質量%よりも多い場合、研磨用組成物の分散安定性が低下し経時的にゲル化するおそれがある。従って、研磨用組成物の分散安定性の低下防止のためには、研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は、35質量%以下である。研磨用組成物中のコロイダルシリカの含有量は好ましくは、15〜30質量%であり、より好ましくは15〜25質量%である。   Moreover, when content of colloidal silica in polishing composition is less than 10 mass%, there exists a possibility that polishing composition may not have very high polishing capability. Therefore, in order to improve the polishing rate, the content of colloidal silica in the polishing composition is 10% by mass or more. On the other hand, when the content of colloidal silica in the polishing composition is more than 35% by mass, the dispersion stability of the polishing composition is lowered, and there is a possibility of gelation with time. Therefore, in order to prevent a decrease in dispersion stability of the polishing composition, the content of colloidal silica in the polishing composition is 35% by mass or less. The content of colloidal silica in the polishing composition is preferably 15 to 30% by mass, more preferably 15 to 25% by mass.

本発明の一実施形態の研磨用組成物は、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩を含み、このとき、カルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率が60〜100モル%であることを要件とする。エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩は、市販のものを使用してもよいし、エチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸と、カリウムまたは水酸化カリウムを個別に配合して調製してもよい。コロイダルシリカに対して、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩を研磨促進剤として添加されることによって、研磨の際の研磨抵抗が適度に緩和されること等により、研磨速度が有利に向上せしめられると共に、そのような研磨速度が長期間に亘って維持され、優れた研磨寿命が実現されるのである。   Polishing composition of one Embodiment of this invention contains the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, and the neutralization rate by the potassium atom of the hydrogen atom of a carboxyl group is 60-100 mol% at this time It is a requirement that As the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, commercially available ones may be used, or ethylenediaminetetraacetic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid and potassium or potassium hydroxide may be separately blended. Good. The addition of potassium ethylenediaminetetraacetic acid or potassium diethylenetriaminepentaacetic acid as a polishing accelerator to colloidal silica has a favorable polishing rate due to moderate relaxation of polishing resistance during polishing. In addition, the polishing rate is maintained over a long period of time and an excellent polishing life is realized.

エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩のカルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率は60〜100モル%であり、好ましくは60〜90モル%である。エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩のカルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率が60モル%未満である場合は研磨用組成物が経時的に著しく粘度が増加したりゲル化する傾向があり、あるいは100モル%を超えると、研磨用組成物のpHが高くなり研磨用組成物中の研磨材が溶解するなどの問題が生じる傾向にある。   The neutralization rate by the potassium atom of the hydrogen atom of the carboxyl group of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid is 60 to 100 mol%, preferably 60 to 90 mol%. When the neutralization rate of the potassium atom of the carboxyl group of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid is less than 60 mol%, the polishing composition has a marked increase in viscosity over time or gel If the amount exceeds 100 mol%, the pH of the polishing composition tends to increase and problems such as dissolution of the abrasive in the polishing composition tend to occur.

エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の含有量は、0.2〜4.0質量%の割合で添加され、好ましくは、0.3〜3.0質量%の配合割合が良く、より好ましくは、0.4〜2.5質量%の配合割合が良く、これにより、より一層優れた研磨効率が得られることとなる。この配合割合が、0.2質量%より少ない場合には、研磨速度の向上は発現されない傾向にあり、4.0質量%より多い場合には、経時的に著しく粘度が増加したりゲル化する傾向にあるからである。   The content of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid is added at a rate of 0.2 to 4.0% by mass, preferably 0.3 to 3.0% by mass. More preferably, the blending ratio of 0.4 to 2.5% by mass is good, and thereby even better polishing efficiency can be obtained. When the blending ratio is less than 0.2% by mass, the improvement of the polishing rate tends not to be expressed. When the blending ratio is more than 4.0% by mass, the viscosity increases or gels with time. This is because there is a tendency.

本実施形態の研磨用組成物に配合される水は、研磨用組成物中の水以外の成分を分散又は溶解する媒質としての役割を担う。水は、工業用水、水道水、蒸留水、又はそれらをフィルター濾過したものであってもよく、不純物をできるだけ含有しないことが好ましい。   The water blended in the polishing composition of the present embodiment plays a role as a medium for dispersing or dissolving components other than water in the polishing composition. The water may be industrial water, tap water, distilled water, or those obtained by filtering them, and preferably contains as little impurities as possible.

研磨用組成物のpHが7よりも低い場合、さらに言えば8よりも低い場合には、研磨用組成物の分散安定性が低下し、経時的に著しく粘度が増加したりゲル化する傾向にある。従って、研磨用組成物の分散安定性の低下防止のためには、研磨用組成物のpHは7以上、好ましくは8以上である。一方、研磨用組成物のpHが12よりも高い場合、さらに言えば11よりも高い場合には、研磨用組成物中の研磨材が溶解する傾向にある。従って、研磨材の溶解の発生防止のためには、研磨用組成物のpHは12以下、好ましくは11以下である。   When the pH of the polishing composition is lower than 7, more specifically, lower than 8, the dispersion stability of the polishing composition decreases, and the viscosity tends to increase or gel with time. is there. Therefore, in order to prevent the dispersion stability of the polishing composition from being lowered, the pH of the polishing composition is 7 or more, preferably 8 or more. On the other hand, when the pH of the polishing composition is higher than 12, more specifically, higher than 11, the abrasive in the polishing composition tends to dissolve. Therefore, the pH of the polishing composition is 12 or less, preferably 11 or less, in order to prevent dissolution of the abrasive.

研磨用組成物のpHの調整には、研磨用組成物に配合する研磨材や配合剤に応じて、各種のpH調整剤を適宜配合することができる。   In order to adjust the pH of the polishing composition, various pH adjusting agents can be appropriately blended depending on the abrasive and the blending agent blended in the polishing composition.

本発明の他の実施形態は、上記実施態様のタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板用研磨用組成物を用いて、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板表面を研磨する方法を提供する。この際、例えば、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板である研磨対象物に研磨パッド等の研磨部材を接触させて、その接触部分に上記実施態様の研磨用組成物を供給しながら研磨対象物及び研磨部材のいずれか一方を他方に対して摺動させる。   Another embodiment of the present invention provides a method for polishing a lithium tantalate or lithium niobate substrate surface using the polishing composition for a lithium tantalate or lithium niobate substrate of the above embodiment. At this time, for example, the polishing object such as a polishing pad is brought into contact with the polishing object which is a lithium tantalate or lithium niobate substrate, and the polishing object of the above embodiment is supplied to the contact portion and the polishing object and Either one of the polishing members is slid with respect to the other.

本実施形態は、以下の利点を有する。
本実施形態に係る研磨用組成物は、研磨用組成物の研磨能力の向上に寄与するエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩を含有している。そのため、本実施形態に係る研磨用組成物は、従来の研磨用組成物と比べて高い研磨能力を有しており、タンタル酸リチウム基板及びニオブ酸リチウム基板を迅速に研磨することができる。
This embodiment has the following advantages.
The polishing composition according to this embodiment contains a potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or a potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid that contributes to improving the polishing ability of the polishing composition. Therefore, the polishing composition according to this embodiment has a higher polishing ability than the conventional polishing composition, and can quickly polish the lithium tantalate substrate and the lithium niobate substrate.

また、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩のカルボキシル基の水素原子のカリウム原子による中和率が60〜100モル%とすることにより、研磨用組成物の分散安定性の向上にも寄与するので、本実施形態に係る研磨用組成物は、従来の研磨用組成物と比べて高い分散安定性を有する。すなわち、研磨材を高濃度に含有する場合であっても、研磨用組成物中の研磨材がゲル化又は固化するおそれが少ない。   Further, the neutralization rate of the potassium atom of the carboxyl group of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid is 60 to 100 mol%, thereby improving the dispersion stability of the polishing composition. Therefore, the polishing composition according to this embodiment has higher dispersion stability than the conventional polishing composition. That is, even when the abrasive is contained at a high concentration, the abrasive in the polishing composition is less likely to be gelled or solidified.

中和率は、研磨用組成物中のエチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸のカルボキシル基と中和塩を形成する塩基性物質のモル数を、エチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸のカルボキシル基のモル数で除して算出する。または、研磨用組成物中のエチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム原子のモル当量をエチレンジアミン四酢酸またはジエチレントリアミン五酢酸のカルボキシル基のモル当量で除して算出してもよい。   The neutralization rate is the number of moles of the basic substance that forms a neutralization salt with the carboxyl group of ethylenediaminetetraacetic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid in the polishing composition, and the number of moles of carboxyl group of ethylenediaminetetraacetic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid. Divide and calculate. Alternatively, the molar equivalent of the potassium atom of ethylenediaminetetraacetic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid in the polishing composition may be divided by the molar equivalent of the carboxyl group of ethylenediaminetetraacetic acid or diethylenetriaminepentaacetic acid.

前記実施形態は以下のように変更されてもよい。前記実施形態に係る研磨用組成物は、アルミナ、フュームドシリカ、非晶質シリカパウダー、セリア又は二酸化マンガンをコロイダルシリカの代わりにあるいはコロイダルシリカに加えて研磨材として含有してもよい。ただし、研磨速度の向上のためには、研磨用組成物は、研磨材として少なくともコロイダルシリカ又はセリアを含有していることが好ましい。   The embodiment may be modified as follows. The polishing composition according to the above embodiment may contain alumina, fumed silica, amorphous silica powder, ceria or manganese dioxide as an abrasive instead of or in addition to colloidal silica. However, in order to improve the polishing rate, the polishing composition preferably contains at least colloidal silica or ceria as an abrasive.

前記実施形態に係る研磨用組成物は、pH調整剤、防カビ剤、界面活性剤等をさらに含有してもよい。pH調整剤は、硫酸や塩酸、硝酸、炭酸などの無機酸、又は酢酸やシュウ酸などの有機酸であってもよいし、無機酸又は有機酸の塩であってもよい。あるいはpH調整剤は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウムなどのアルカリ化合物であってもよい。防カビ剤は窒素及び硫黄を含有する有機系防カビ剤であることが好ましい。研磨用組成物中の防カビ剤の含有量は、好ましくは0.001〜1.0質量%、より好ましくは0.01〜0.1質量%である。界面活性剤は、例えば、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及びフッ素系界面活性剤のいずれであってもよい。界面活性剤は、研磨用組成物中の研磨材の分散性を向上させる作用を有する。   The polishing composition according to the embodiment may further contain a pH adjuster, an antifungal agent, a surfactant and the like. The pH adjuster may be an inorganic acid such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, or carbonic acid, or an organic acid such as acetic acid or oxalic acid, or a salt of an inorganic acid or an organic acid. Alternatively, the pH adjuster may be an alkaline compound such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonia, tetramethylammonium hydroxide. The fungicide is preferably an organic fungicide containing nitrogen and sulfur. The content of the antifungal agent in the polishing composition is preferably 0.001 to 1.0% by mass, more preferably 0.01 to 0.1% by mass. The surfactant may be, for example, any of an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and a fluorosurfactant. The surfactant has an effect of improving the dispersibility of the abrasive in the polishing composition.

前記実施形態に係る研磨用組成物は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板以外の研磨対象物を研磨する用途に用いられてもよい。例えば、前記実施形態に係る研磨用組成物は、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板以外の酸化物基板を研磨する用途において使用されてもよいし、酸化物基板以外の酸化物を研磨する用途において使用されてもよい。あるいは、磁気ディスク用のガラス基板を研磨する用途において使用されてもよい。   The polishing composition according to the embodiment may be used for polishing an object to be polished other than a lithium tantalate or lithium niobate substrate. For example, the polishing composition according to the embodiment may be used in an application for polishing an oxide substrate other than a lithium tantalate or lithium niobate substrate, or in an application for polishing an oxide other than an oxide substrate. May be used. Alternatively, it may be used in an application for polishing a glass substrate for a magnetic disk.

前記実施形態に係る研磨用組成物は原液を水で希釈することによって調製されてもよい。   The polishing composition according to the embodiment may be prepared by diluting the stock solution with water.

次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
<研磨用組成物の調製および物性の測定>
200mL容量樹脂製カップに水を84.2g、エチレンジアミン四酢酸の三カリウム塩を0.80g、平均粒径D50が69nmのコロイダルシリカを15.0gとなるように入れ、室温で30分間撹拌し、実施例1の研磨用組成物を得た。当該研磨用組成物のpHを測定したところ8.8であった。また、中和率は、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩中のカリウム原子のモル当量をエチレンジアミン四酢酸のカルボキシル基のモル当量で除して算出することにより、以下の通り算出された。
中和率(%)=3/4×100=75
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
Example 1
<Preparation of polishing composition and measurement of physical properties>
Into a 200 mL resin cup, put 84.2 g of water, 0.80 g of ethylenediaminetetraacetic acid tripotassium salt, 15.0 g of colloidal silica having an average particle diameter D50 of 69 nm, and stir at room temperature for 30 minutes. The polishing composition of Example 1 was obtained. It was 8.8 when pH of the said polishing composition was measured. Further, the neutralization rate was calculated as follows by dividing the molar equivalent of the potassium atom in the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid by the molar equivalent of the carboxyl group of ethylenediaminetetraacetic acid.
Neutralization rate (%) = 3/4 × 100 = 75

<粘度の測定>
調製された実施例1の研磨用組成物の25℃における粘度は1mPa・sであった。当該研磨用組成物を25℃で3か月間静置した後の、25℃での粘度は1mPa・sであった。表1において、25℃での粘度が300mPa・s以下であるものを「○」、25℃での粘度が300mP・sを超える、またはゲル化した場合を「×」として本実施例の経時変化の評価を示した。結果を表1に示した。
<Measurement of viscosity>
The viscosity of the prepared polishing composition of Example 1 at 25 ° C. was 1 mPa · s. After the polishing composition was allowed to stand at 25 ° C. for 3 months, the viscosity at 25 ° C. was 1 mPa · s. In Table 1, when the viscosity at 25 ° C. is 300 mPa · s or less, “◯”, when the viscosity at 25 ° C. exceeds 300 mP · s, or when gelled, “×” indicates change with time Evaluation of was shown. The results are shown in Table 1.

Figure 2018154789
Figure 2018154789

<研磨レートの測定>
上記の研磨用組成物の調製と同様の方法で研磨用組成物を10kg調製し、以下に示す機器および条件で研磨試験を行い、十分に洗浄を行った後、被研磨物の面積と研磨前後での重量変化から研磨レートを算出した。
研磨機:両面研磨機(スピードファム社製DSM 12B−8PV 4MH)
研磨パッド:ポリウレタン製研磨パッド(ニッタ・ハース(株)製SUBA 800)
研磨対象物:直径3インチ、厚さ0.5mmのタンタル酸リチウムウェハ((株)山寿セラミックス製)、9枚/バッチ
研磨圧力:39kPa
上定盤回転数:5rpm
下定盤回転数:16rpm
研磨用組成物の供給速度:3L/分(循環使用)
研磨時間:30分間
研磨レートは14.3μm/時間であった。表1において、研磨レートが13.0μm/時間を超える場合を「○」、研磨レートが13.0μm/時間以下の場合を「×」で評価した。結果を表1に示した。
<Measurement of polishing rate>
10 kg of the polishing composition was prepared in the same manner as the preparation of the polishing composition described above, the polishing test was performed with the equipment and conditions shown below, and after sufficient cleaning, the area of the object to be polished and before and after polishing The polishing rate was calculated from the weight change at.
Polishing machine: Double-side polishing machine (DSM 12B-8PV 4MH manufactured by Speedfam)
Polishing pad: Polyurethane polishing pad (SUBA 800 manufactured by Nitta Haas Co., Ltd.)
Polishing object: 3 inch diameter, 0.5 mm thick lithium tantalate wafer (manufactured by Yamato Ceramics Co., Ltd.), 9 wafers / batch
Upper platen rotation speed: 5rpm
Lower platen rotation speed: 16rpm
Polishing composition supply rate: 3 L / min (circulation use)
Polishing time: 30 minutes The polishing rate was 14.3 μm / hour. In Table 1, the case where the polishing rate exceeded 13.0 μm / hour was evaluated as “◯”, and the case where the polishing rate was 13.0 μm / hour or less was evaluated as “x”. The results are shown in Table 1.

<面粗さの測定>
非接触表面形状測定機(ZYGO社製NewView5032)を用い、上記研磨試験後のタンタル酸リチウム基板の視野角289×217μmでの表面の高さの算術平均値Raを、表面粗さとして測定した。Raは0.232nmであった。表1において、表面粗さの評価について、Raが0.500nm以下の場合を「○」、Raが0.500nmを超える場合を「×」で評価した。結果を表1に示した。
<Measurement of surface roughness>
Using a non-contact surface shape measuring instrument (New View 5032 manufactured by ZYGO), the arithmetic average value Ra of the surface height at a viewing angle of 289 × 217 μm of the lithium tantalate substrate after the polishing test was measured as the surface roughness. Ra was 0.232 nm. In Table 1, regarding the evaluation of the surface roughness, the case where Ra was 0.500 nm or less was evaluated as “◯”, and the case where Ra exceeded 0.500 nm was evaluated as “x”. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜9)
実施例1と同様の方法で、表1に示される、コリダルシリカの平均粒子径と配合割合、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の配合割合、及び水の配合割合により、実施例1〜9の研磨用組成物を調製した。実施例1と同様の方法により、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の中和率を算出した。また、研磨用組成物の物性(pH、粘度)及び研磨用組成物の性能(研磨レート、表面粗さ)を測定し、得られた結果及び評価を表1に示した。なおエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩として、実施例2〜4、7および9はエチレンジアミン四酢酸の三カリウム塩を、実施例8はジエチレントリアミン五酢酸の五カリウム塩を用いた。実施例5はエチレンジアミン四酢酸の二カリウム塩を0.37gとエチレンジアミン四酢酸の三カリウム塩を0.43gとを用いエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩の配合割合を表1に示される配合割合とし、実施例6はエチレンジアミン四酢酸の三カリウム塩を0.38gとエチレンジアミン四酢酸の四カリウム塩を0.42gとを用い、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩の配合割合を表1に示される配合割合とした。
(Examples 2-9)
In the same manner as in Example 1, the average particle size and blending ratio of colloidal silica shown in Table 1, the blending ratio of potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, and blending ratio of water 1-9 polishing compositions were prepared. By the same method as in Example 1, the neutralization rate of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid was calculated. Further, the physical properties (pH, viscosity) of the polishing composition and the performance (polishing rate, surface roughness) of the polishing composition were measured, and the obtained results and evaluation are shown in Table 1. In addition, as potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, Examples 2 to 4, 7 and 9 used tripotassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, and Example 8 used pentapotassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid. In Example 5, 0.37 g of ethylenediaminetetraacetic acid dipotassium salt and 0.43 g of ethylenediaminetetraacetic acid tripotassium salt were used, and the blending ratio of ethylenediaminetetraacetic acid potassium salt was set to the blending ratio shown in Table 1. In Example 6, 0.38 g of tripotassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid and 0.42 g of tetrapotassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid were used, and the blending ratio of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid was the blending ratio shown in Table 1.

(比較例1〜9)
実施例1と同様の方法で、表1に示される、コリダルシリカの平均粒子径、配合割合、エチレンジアミン四酢酸のカリウム、ナトリウムまたはアンモニウム塩、あるいはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の配合割合、及び水の配合割合により、比較例1〜9の研磨用組成物を調製した。中和率は、エチレンジアミン四酢酸のカリウム、ナトリウムまたはアンモニウム塩あるいはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩中の、カリウム原子、ナトリウム原子またはアンモニウム分子のモル当量をカルボキシル基のモル当量で除して算出した。また、実施例1と同様の方法により、研磨用組成物の物性(pH、粘度)及び研磨用組成物の性能(研磨レート、表面粗さ)の測定し、得られた結果及び評価を表1に示した。なおエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の代わりに比較例1ではエチレンジアミン四酢酸の三ナトリウム塩を、比較例2はエチレンジアミン四酢酸の三アンモニウム塩を、比較例9ではエチレンジアミン四酢酸の二アンモニウム塩を用いた。
(Comparative Examples 1-9)
In the same manner as in Example 1, as shown in Table 1, the average particle diameter, blending ratio, potassium, sodium or ammonium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, or blending ratio of potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, and blending of water shown in Table 1 The polishing composition of Comparative Examples 1-9 was prepared with the ratio. The neutralization rate was calculated by dividing the molar equivalent of potassium atom, sodium atom or ammonium molecule in potassium, sodium or ammonium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid by the molar equivalent of carboxyl group. Further, the physical properties (pH, viscosity) of the polishing composition and the performance (polishing rate, surface roughness) of the polishing composition were measured by the same method as in Example 1, and the obtained results and evaluation were shown in Table 1. It was shown to. In addition, instead of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid, trisodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid was used in Comparative Example 1, triammonium salt of ethylenediaminetetraacetic acid was used in Comparative Example 2, and ethylenediaminetetraacetic acid was used in Comparative Example 9. The diammonium salt of was used.

表1に示されるように、本発明で規定する組成及びエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の中和率を満たす実施例1〜9の研磨用組成物は、経時変化特性(粘度特性)が良好であり、かつ、研磨レートも高く、得られた研磨表面の表面粗さも良好であった。   As shown in Table 1, the polishing compositions of Examples 1 to 9 satisfying the composition specified in the present invention and the neutralization rate of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid are time-varying characteristics ( Viscosity characteristics) were good, the polishing rate was high, and the surface roughness of the resulting polished surface was also good.

これに対して、比較例1の研磨用組成物は、エチレンジアミン四酢酸のナトリウム塩を用いたために研磨レートが不十分であった。比較例2の研磨用組成物は、エチレンジアミン四酢酸のアンモニウム塩を用いたために研磨レートが不十分であった。比較例3の研磨用組成物は、エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩の中和率が本発明の範囲より小さいために、研磨用組成物が経時的にゲル化した。比較例4の研磨用組成物は、研磨用組成物中のコロイダルシリカの割合が本発明の範囲より小さいために、研磨レートが不十分であった。比較例5の研磨用組成物は、研磨用組成物中のコロイダルシリカの割合が本発明の範囲より大きいために、研磨用組成物が経時的にゲル化した。比較例6の研磨用組成物は、研磨用組成物中のコロイダルシリカの割合が本発明の範囲より小さいために、研磨レートが不十分であった。比較例7の研磨用組成物は、研磨用組成物中のエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩の割合が本発明の範囲より小さいために、研磨レートが不十分であった。比較例8の研磨用組成物は、研磨用組成物中のエチレンジアミン四酢酸のカリウム塩の割合が本発明の範囲より大きいために、研磨用組成物が経時的にゲル化した。比較例9の研磨用組成物は、エチレンジアミン四酢酸のアンモニウム塩を用い、また研磨用組成物中のコロイダルシリカの割合が本発明の範囲より大きいために、研磨用組成物が経時的にゲル化した。   On the other hand, since the polishing composition of Comparative Example 1 used a sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, the polishing rate was insufficient. Since the polishing composition of Comparative Example 2 used an ammonium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, the polishing rate was insufficient. In the polishing composition of Comparative Example 3, since the neutralization rate of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid was smaller than the range of the present invention, the polishing composition gelled with time. The polishing composition of Comparative Example 4 had an insufficient polishing rate because the proportion of colloidal silica in the polishing composition was smaller than the range of the present invention. In the polishing composition of Comparative Example 5, since the proportion of colloidal silica in the polishing composition was larger than the range of the present invention, the polishing composition gelled with time. The polishing composition of Comparative Example 6 had an insufficient polishing rate because the proportion of colloidal silica in the polishing composition was smaller than the range of the present invention. The polishing composition of Comparative Example 7 had an insufficient polishing rate because the proportion of ethylenediaminetetraacetic acid potassium salt in the polishing composition was smaller than the range of the present invention. In the polishing composition of Comparative Example 8, the polishing composition gelled with time because the ratio of the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid in the polishing composition was larger than the range of the present invention. The polishing composition of Comparative Example 9 uses an ammonium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, and since the proportion of colloidal silica in the polishing composition is larger than the range of the present invention, the polishing composition gelates with time. did.

Claims (2)

コロイダルシリカと、
エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩と、
水と
を含む、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板用研磨用組成物であって、
前記エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩またはジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩におけるカルボキシル基中の水素原子のカリウム原子による中和率が60〜100モル%であり、前記コロイダルシリカ、前記エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩または前記ジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩、及び水の含有量の合計に占める前記コロイダルシリカの含有量の割合が10〜35質量%であり、前記コロイダルシリカ、前記エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩または前記ジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩、及び水の含有量の合計に占める前記エチレンジアミン四酢酸のカリウム塩または前記ジエチレントリアミン五酢酸のカリウム塩の含有量の割合が0.2〜4.0質量%であり、かつpHが7〜12である、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板用研磨用組成物。
Colloidal silica,
A potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or a potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid;
A polishing composition for a lithium tantalate or lithium niobate substrate, comprising water,
The neutralization rate of the hydrogen atom in the carboxyl group in the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid is 60 to 100 mol%, the colloidal silica, the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the The proportion of the colloidal silica content in the total content of potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid and water is 10 to 35% by mass, the colloidal silica, the potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or the diethylenetriaminepentaacetic acid The ratio of the content of potassium salt of ethylenediaminetetraacetic acid or potassium salt of diethylenetriaminepentaacetic acid in the total content of potassium salt and water is 0.2 to 4.0% by mass, and the pH is 7 to Twelve Le lithium or polishing composition for a lithium niobate substrate.
請求項1に記載のタンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板用研磨用組成物を用いて、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウム基板表面を研磨する方法。   A method for polishing a surface of a lithium tantalate or lithium niobate substrate using the polishing composition for a lithium tantalate or lithium niobate substrate according to claim 1.
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