JP6425992B2 - Polishing liquid composition for sapphire plate - Google Patents

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Description

本発明は、サファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition for a sapphire plate, a method of manufacturing a sapphire plate using the same, and a method of polishing a sapphire plate to be polished.

サファイア等の硬脆材料は、光学材料、電子材料又は機械材料として必要不可欠である。   Hard and brittle materials such as sapphire are indispensable as optical materials, electronic materials or mechanical materials.

例えば、人工サファイア板は、集積回路基板、赤外線探知用レンズ、時計、スマートフォン等の携帯端末装置等のさまざまな用途の材料として用いられている。特に、LEDの急速な普及に伴い、その基板として利用されるサファイア板の需要が急増している。LED用サファイア基板は、LED素子の発光効率の向上のため、その表面平滑性が高いことが望まれる。   For example, artificial sapphire plates are used as materials for various applications such as integrated circuit substrates, lenses for infrared detection, clocks, and portable terminal devices such as smartphones. In particular, with the rapid spread of LEDs, the demand for sapphire plates used as the substrate thereof is rapidly increasing. It is desirable that the sapphire substrate for an LED has high surface smoothness in order to improve the light emission efficiency of the LED element.

サファイア板の表面平滑性を満足させるために、シリカ粒子を含む研磨液組成物を用いた仕上げ研磨が行われている。サファイア(α−アルミナ、モース硬度9)板よりも低硬度であるシリカ(モース硬度7)粒子を砥粒として用いることにより、サファイア板表面にピットやスクラッチが発生しないようにしている。しかしながら、サファイアは、機械的、化学的、熱的安定性に優れてはいるものの、シリカ粒子を用いた仕上げ研磨において、研磨速度が低いという問題がある。   In order to satisfy the surface smoothness of the sapphire plate, finish polishing using a polishing composition containing silica particles is performed. The use of silica (Mohs hardness 7) particles having a hardness lower than that of a sapphire (.alpha.-alumina, Mohs hardness 9) plate as abrasive grains prevents pits and scratches from being generated on the surface of the sapphire plate. However, although sapphire is excellent in mechanical, chemical and thermal stability, it has a problem that the polishing rate is low in finish polishing using silica particles.

研磨速度の問題に対し、例えば、特許文献1には、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の塩基性pHを有し且つ溶解した塩化合物を含むサファイア板用の研磨液組成物が開示されている。特許文献2、3には、研磨速度の向上を目的として砥粒としてアルミナ粒子が使用され、リン化合物等の添加剤を含む研磨液組成物が開示されている。特許文献4には、pHが酸性領域であり、リン酸又はホスホン酸系の化合物を含むことで研磨速度の向上を可能とした研磨液組成物が開示されている。特許文献5には、繰り返し使用に伴う研磨速度の低減を抑制することを目的として、2種以上の研磨粒子を使用することが開示されている。特許文献6には、研磨対象がステンレスであり、研磨粒子としてダイヤモンド砥粒を使用し、リン酸塩とアルキレングリコールとを含む水系加工研磨液が開示されている。特許文献7には、研磨速度の向上を目的として、アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の少なくとも一方を含むサファイア基板用研磨液組成物が開示されている。特許文献8には、酸化アルミニウム等の研磨対象物の表面欠陥(オレンジピール)の低減を目的として、ビニル系ポリマー、ポリアルキレンオキサイド等の表面吸着剤を含む研磨用組成物が開示されている。   For the problem of polishing rate, for example, Patent Document 1 discloses a polishing composition for a sapphire plate containing a salt compound having a basic pH such as sodium chloride or potassium chloride and dissolved. Patent Documents 2 and 3 disclose abrasive liquid compositions in which alumina particles are used as abrasive grains for the purpose of improving the polishing rate, and which contain an additive such as a phosphorus compound. Patent Document 4 discloses a polishing composition capable of improving the polishing rate by containing a phosphoric acid or phosphonic acid-based compound and having a pH in an acidic region. Patent Document 5 discloses that two or more types of abrasive particles are used for the purpose of suppressing a reduction in polishing rate associated with repeated use. Patent Document 6 discloses a water-based processed polishing liquid which is a stainless steel to be polished, uses a diamond abrasive as polishing particles, and contains a phosphate and an alkylene glycol. Patent Document 7 discloses a polishing composition for a sapphire substrate containing at least one of an alkanolamine and a fluorine compound having a perfluoroalkyl group for the purpose of improving the polishing rate. Patent Document 8 discloses a polishing composition containing a surface adsorbent such as a vinyl polymer and a polyalkylene oxide for the purpose of reducing surface defects (orange peel) of an object to be polished such as aluminum oxide.

特表2008−531319号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-531319 特表2006−524583号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-524583 特開2011−62815号公報JP, 2011-62815, A 特表2009−538236号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-538236 WO13/099595号WO 13/099595 特開2004−331686号公報JP 2004-331686 A 特開2009−297818号公報JP, 2009-297818, A 特開2014−641号公報JP, 2014-641, A

一方、生産性の向上を目的としてサファイア板の研磨速度をさらに向上させると同時に、良好な表面平滑性を担保することが望まれている。   On the other hand, at the same time as further improving the polishing rate of the sapphire plate for the purpose of improving the productivity, it is desired to secure good surface smoothness.

本発明は、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるサファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供する。   The present invention provides a polishing composition for a sapphire plate capable of achieving both high-speed polishing and low surface roughness, a method of manufacturing a sapphire plate using the same, and a method of polishing a sapphire plate to be polished.

本開示のサファイア板用研磨液組成物は、下記成分A〜Cを含み、25℃におけるpHが8以上である。
成分A:シリカ粒子
成分B:無機リン酸塩
成分C:アルカノールアミン、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物から選ばれる1種以上の添加剤
The polishing composition for a sapphire plate of the present disclosure contains the following components A to C, and the pH at 25 ° C. is 8 or more.
Component A: Silica particle component B: Inorganic phosphate component C: alkanolamine, fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group, water-soluble vinyl-based polymer, and water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton 1 More than a class of additives

本開示のサファイア板の製造方法の一例は、被研磨サファイア板に対して、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法である。   One example of a method of manufacturing a sapphire plate of the present disclosure includes the steps of supplying the polishing liquid composition for sapphire plate of the present invention to a polishing sapphire plate and polishing the sapphire plate. It is a method.

本発明の被研磨サファイア板の研磨方法は、被研磨サファイア板に対して、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法である。   The method for polishing a sapphire plate to be polished according to the present invention includes the step of supplying the polishing liquid composition for a sapphire plate according to the present invention to the sapphire plate to be polished and polishing the sapphire plate to be polished Polishing method.

本発明によれば、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるサファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a polishing composition for a sapphire plate capable of achieving both high-speed polishing and low surface roughness, a method of manufacturing a sapphire plate using the same, and a method of polishing a sapphire plate to be polished.

本発明は、シリカ粒子(成分A)と水系媒体(成分D)とを含む研磨液組成物が、そのpHが8以上である場合に、無機リン酸塩(成分B)と、アルカノールアミン、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む重合体から選ばれる1種以上の添加剤(成分C)とを含むことにより、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるという、知見に基づく。   The present invention relates to an inorganic phosphate (component B), an alkanolamine and a peroxy amine when the polishing composition containing silica particles (component A) and an aqueous medium (component D) has a pH of 8 or more. High-speed polishing and low surface roughness by including at least one additive (component C) selected from fluorine-based compounds having a fluoroalkyl group, water-soluble vinyl-based polymers, and polymers containing a polyalkylene oxide skeleton Based on the knowledge that both

本発明のサファイア板用研磨液組成物(以下「研磨液組成物」と略称する場合もある。)は、シリカ粒子(成分A)、無機リン酸塩(成分B)、アルカノールアミン、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物から選ばれる1種以上の添加剤(成分C)、及び水系媒体(成分D)を含む。本発明の研磨液組成物が無機リン酸塩(成分B)と前記添加剤(成分C)とを含むことにより、高速研磨と低表面粗さとの両立が行える理由は定かではないが、以下のように推察される。   The polishing composition for a sapphire plate of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as "polishing composition") may be a silica particle (component A), an inorganic phosphate (component B), an alkanolamine, a perfluoroalkyl And at least one additive (component C) selected from a fluorine-based compound having a group, a water-soluble vinyl-based polymer, and a water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton, and an aqueous medium (component D). It is not clear why it is possible to achieve both high speed polishing and low surface roughness by including the inorganic phosphate (component B) and the additive (component C) in the polishing composition of the present invention. It is guessed that.

被研磨サファイア板表面にアルカリ性の研磨液組成物が供給されると、サファイアのアルカリ加水分解により、被研磨サファイア板表面の結晶構造が軟質化する。軟質化された被研磨サファイア板表面を研磨する場合、軟質化されていない被研磨サファイア板表面を研磨する場合よりも、高速研磨及び表面粗さの低減が可能となる。シリカ粒子と水系媒体とを含み25℃におけるpHが8以上の研磨液組成物に無機リン酸塩が含まれていると、サファイアと無機リン酸塩とが反応してリン酸アルミニウムが生成される。リン酸アルミニウムの生成に伴って副生物としてアルカリが生じ、当該アルカリにより、被研磨サファイア板のより深部までその結晶構造が軟質化し、加えて、前記添加物(成分C)が、下記の通り、表面粗さの低減、及び/又は研磨速度の向上に寄与することで、高速研磨と低表面粗さとの両立が可能となったものと推測される。   When an alkaline polishing composition is supplied to the surface of the sapphire substrate to be polished, alkali hydrolysis of sapphire softens the crystal structure of the surface of the sapphire substrate to be polished. When the surface of the softened sapphire substrate is polished, high-speed polishing and reduction of the surface roughness can be performed as compared to the case where the surface of the unrefined sapphire plate is not polished. When an inorganic phosphate is contained in a polishing composition containing silica particles and an aqueous medium and having a pH of 8 or more at 25 ° C., sapphire reacts with the inorganic phosphate to produce aluminum phosphate. . With the formation of aluminum phosphate, an alkali is generated as a by-product, and the alkali softens the crystal structure to a deeper portion of the sapphire plate to be polished, and additionally, the additive (component C) is as follows: By contributing to the reduction of the surface roughness and / or the improvement of the polishing rate, it is presumed that both high speed polishing and low surface roughness can be achieved.

前記添加物(成分C)のうち、アルカノールアミンは、サファイア研磨屑を補足し、研磨された被研磨サファイア板上からのサファイア研磨屑の除去速度を向上させ、シリカ粒子の分散性向上に寄与することで、表面粗さの低減と研磨速度の向上に寄与しているものと推測される。パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物は、被研磨サファイア板と研磨パッドとの摩擦抵抗を低減し、シリカ粒子の被研磨サファイア板と研磨パッドとの間における循環性を改善することにより、表面粗さの低減と研磨速度の向上に寄与しているものと推測される。水溶性ビニル系ポリマーやポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物は、シリカ粒子や被研磨サファイア板の表面に吸着することで、表面粗さの低減に寄与しているものと推測される。但し、本発明はこれらの推定に限定されるものではない。   Among the additives (component C), alkanolamines capture sapphire polishing debris, improve the removal rate of sapphire polishing debris from the polished sapphire plate and contribute to the improvement of the dispersibility of silica particles. It is presumed that this contributes to the reduction of the surface roughness and the improvement of the polishing rate. The fluorine compound having a perfluoroalkyl group reduces the frictional resistance between the sapphire plate to be polished and the polishing pad, and improves the circulation of the silica particles between the sapphire plate to be polished and the polishing pad, thereby making the surface rough. It is presumed that it contributes to the reduction of the thickness and the improvement of the polishing rate. It is presumed that a water-soluble polymer containing a water-soluble vinyl polymer or a polyalkylene oxide skeleton contributes to the reduction of the surface roughness by adsorbing to the surface of the silica particles and the sapphire plate to be polished. However, the present invention is not limited to these estimations.

<シリカ粒子(成分A)>
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子(成分A)は砥粒として作用する。これらのシリカ粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、研磨された被研磨対象物の平滑性向上の観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
<Silica particles (component A)>
The silica particles (component A) contained in the polishing composition of the present invention act as abrasive grains. As these silica particles, colloidal silica, fumed silica and the like can be mentioned, but from the viewpoint of improving the smoothness of the object to be polished, colloidal silica is more preferable.

前記シリカ粒子の使用形態としては、操作性の観点からスラリー状が好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子がコロイダルシリカである場合、製造容易性及び経済性の観点から、コロイダルシリカは、水ガラスやアルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましく、水ガラスから得たものであることがより好ましい。水ガラスから得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。   The use of the silica particles is preferably in the form of a slurry from the viewpoint of operability. When the silica particles contained in the polishing composition of the present invention are colloidal silica, the colloidal silica may be obtained from a hydrolyzate of water glass or alkoxysilane from the viewpoint of easiness of production and economy. Preferably, it is more preferably obtained from water glass. Silica particles obtained from water glass can be produced by a conventionally known method.

前記シリカ粒子は、粒子表面をシランカップリング剤等で表面処理されたシリカ粒子であってもよいが、研磨速度向上の観点から、表面処理されていないシリカ粒子が好ましい。前記シリカ粒子には、AlやZr等のSi以外の無機元素が含まれていても良いが、研磨速度向上の観点から、固形分の主成分がSiO2であると好ましく、無水酸化物換算でSiO2が90質量%以上であると好ましく、95質量%以上であるとより好ましく、99質量%以上であると更に好ましい。 The silica particles may be silica particles whose surface is surface-treated with a silane coupling agent or the like, but from the viewpoint of improving the polishing rate, silica particles which are not surface-treated are preferable. The silica particles may contain an inorganic element other than Si such as Al or Zr, but from the viewpoint of improving the polishing rate, the main component of the solid content is preferably SiO 2 , in terms of anhydrous oxide The SiO 2 content is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 99% by mass or more.

本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の含有量は、研磨速度向上の観点から、SiO2換算濃度で、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましい。また、本発明の研磨液組成物中のシリカ粒子の含有量は、研磨液組成物のコスト低減及び保存安定性の向上の観点から、SiO2換算濃度で、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましい。 The content of the silica particles in the polishing composition of the present invention is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 10% by mass or more in terms of SiO 2 conversion concentration from the viewpoint of improving the polishing rate. More preferable. In addition, the content of the silica particles in the polishing composition of the present invention is preferably 40% by mass or less in terms of SiO 2 concentration, from the viewpoint of cost reduction of the polishing composition and improvement of storage stability. % Or less is more preferable, and 25 mass% or less is more preferable.

前記シリカ粒子の動的光散乱法で測定される平均二次粒径(平均粒径)は、研磨速度向上の観点から、10nm以上が好ましく、50nm以上がより好ましく、80nm以上が更に好ましく、研磨された被研磨対象物の平滑性向上の観点から、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましい。尚、前記シリカ粒子の動的光散乱法で測定される平均二次粒径は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。   The average secondary particle size (average particle size) measured by the dynamic light scattering method of the silica particles is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more, still more preferably 80 nm or more, from the viewpoint of improving the polishing rate. From the viewpoint of improving the smoothness of the object to be polished, the thickness is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, and still more preferably 200 nm or less. In addition, the average secondary particle size measured by the dynamic light scattering method of the said silica particle can be calculated | required by the method as described in the Example mentioned later.

本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子のBET比表面積は、研磨速度向上の観点から10m2/g以上が好ましく、20m2/g以上がより好ましく、30m2/g以上が更に好ましく、同様の観点から、200m2/g以下が好ましく、100m2/g以下がより好ましく、60m2/g以下が更に好ましい。 The BET specific surface area of the silica particles in the polishing composition of the present invention is preferably 10 m 2 / g or more, more preferably 20 m 2 / g or more, still more preferably 30 m 2 / g or more, from the viewpoint of improving the polishing rate. From the same viewpoint, 200 m 2 / g or less is preferable, 100 m 2 / g or less is more preferable, and 60 m 2 / g or less is more preferable.

前記シリカ粒子の平均一次粒径は、研磨された被研磨サファイア板表面の平滑性向上の観点から、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましく、150nm以下が更により好ましく、高研磨速度を担保する観点から、45nm以上が好ましく、70nm以上がより好ましい。尚、本前記シリカ粒子の平均一次粒径は、後述する実施例に記載のとおり、電子顕微鏡(TEM)観察画像において円相当径として求められる粒子径の数平均である。   The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, still more preferably 200 nm or less, still more preferably 150 nm or less, from the viewpoint of improving the smoothness of the polished sapphire plate surface. From the viewpoint of securing a high polishing rate, 45 nm or more is preferable, and 70 nm or more is more preferable. In addition, the average primary particle diameter of the said silica particle is a number average of the particle diameter calculated | required as a circle equivalent diameter in an electron microscope (TEM) observation image, as described in the Example mentioned later.

本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の平均一次粒径の下記変動係数は、研磨速度を向上させる観点から、1%以上50%以下であると好ましく、1%以上30%以下であるとより好ましく、1%以上10%以下であると更に好ましい。
変動係数=(標準偏差/平均一次粒径)
The following coefficient of variation of the average primary particle diameter of the silica particles in the polishing composition of the present invention is preferably 1% to 50%, and is 1% to 30% from the viewpoint of improving the polishing rate. And more preferably 1% to 10%.
Coefficient of variation = (standard deviation / average primary particle size)

本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子(成分A)の粒子形状は、球状、金平糖型、会合型等の異形形状等いずれでもよいが、研磨速度向上の観点から、球状又は金平糖型が好ましく、表面粗さ低減との両立の観点から球状がより好ましい。   The particle shape of the silica particles (component A) contained in the polishing liquid composition of the present invention may be any shape such as spherical, gold palm sugar type, association type etc., but spherical or gold palm sugar type Preferably, spherical shape is more preferable from the viewpoint of coexistence with surface roughness reduction.

<無機リン酸塩(成分B)>
本発明の研磨液組成物は、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、無機リン酸塩(成分B)を含有する。無機リン酸塩としては、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩が好ましく、オルトリン酸塩、亜リン酸塩がより好ましい。また、無機リン酸塩は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩からなる群から選ばれる1種以上であると好ましい。アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、及びカリウムが好ましい。これらのなかでも、シリカ粒子の凝集抑制の観点から、無機リン酸塩は、ナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
<Inorganic phosphate (component B)>
The polishing composition of the present invention contains an inorganic phosphate (component B) from the viewpoint of achieving both high-speed polishing and low surface roughness. As the inorganic phosphate, one or more inorganic phosphates selected from the group consisting of orthophosphates, phosphites, and hypophosphites from the viewpoint of achieving both high-speed polishing and low surface roughness Preferably, orthophosphate and phosphite are more preferable. The inorganic phosphate is preferably at least one selected from the group consisting of alkali metal salts, alkaline earth metal salts and ammonium salts. As the alkali metal or alkaline earth metal, magnesium, calcium, sodium and potassium are preferable. Among these, from the viewpoint of aggregation suppression of silica particles, the inorganic phosphate is more preferably at least one selected from sodium salt, potassium salt and ammonium salt.

無機リン酸塩(成分B)の具体例としては、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、リン酸ナトリウム(Na3PO4)、リン酸カリウム(K3PO4)、リン酸一水素二ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸二水素一ナトリウム(NaH2PO4)、リン酸二水素一カリウム(KH2PO4)、リン酸二水素一アンモニウム(NH42PO4)、リン酸一水素二カリウム(K2HPO4)、リン酸一水素二アンモニウム((NH42HPO4)等のオルトリン酸塩;亜リン酸ナトリウム(Na2HPO3)、亜リン酸カリウム(K2HPO3)等の亜リン酸塩;次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)、次亜リン酸カリウム(KH2PO2)、次亜リン酸アンモニウム(NH42PO2)等の次亜リン酸塩が挙げられるが、これらの中でも、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、好ましくはリン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、及び次亜リン酸アンモニウムからなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、より好ましくはリン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、及び亜リン酸ナトリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、更に好ましくはリン酸一水素二ナトリウムである。また、これらの無機塩は水和物構造をしていてもよい。 Specific examples of the inorganic phosphate (component B) include sodium phosphate (Na 3 PO 4 ), potassium phosphate (K 3 PO 4 ), and phosphoric acid monobasic from the viewpoint of achieving both high-speed polishing and low surface roughness. Disodium hydrogen (Na 2 HPO 4 ), monosodium dihydrogen phosphate (NaH 2 PO 4 ), monopotassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), monoammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ) , Orthophosphates such as dipotassium monohydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ), diammonium monohydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ), etc .; sodium phosphite (Na 2 HPO 3 ), potassium phosphite Phosphites such as (K 2 HPO 3 ); sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ), potassium hypophosphite (KH 2 PO 2 ), ammonium hypophosphite (NH 4 H 2 PO 2 ) And other hypophosphites. Among them, from the viewpoint of achieving both high-speed polishing and low surface roughness, preferably, disodium monohydrogen phosphate, dipotassium monohydrogen phosphate, sodium phosphite, sodium hypophosphite, and ammonium hypophosphite are preferable. At least one inorganic phosphate selected from the group consisting of: at least one inorganic phosphate selected from the group consisting of disodium monohydrogen phosphate, dipotassium monohydrogen phosphate, and sodium phosphite, more preferably It is a phosphate, more preferably disodium monohydrogenphosphate. Also, these inorganic salts may have a hydrate structure.

本発明の研磨液組成物に含まれる無機リン酸塩(成分B)の含有量は、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、0.0001質量%以上が好ましく、より好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上、更により好ましくは0.02質量%以上、更により好ましくは0.05質量%以上、0.08質量%以上である。また、本発明の研磨液組成物に含まれる無機リン酸塩(成分B)の含有量は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、1質量%以下が好ましく、より好ましく0.4質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下、更により好ましくは0.2質量%以下である。   The content of the inorganic phosphate (component B) contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0. from the viewpoint of achieving both high-speed polishing and low surface roughness. The content is 001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.02% by mass or more, and still more preferably 0.05% by mass or more and 0.08% by mass or more. The content of the inorganic phosphate (component B) contained in the polishing composition of the present invention is preferably 1% by mass or less, more preferably from the viewpoint of reducing the surface roughness of the object to be polished. It is 0.4% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, and still more preferably 0.2% by mass or less.

本発明の研磨液組成物中における、シリカ粒子(成分A)と無機リン酸塩(成分B)との含有量比[シリカ粒子の含有量(質量%)/無機リン酸塩の含有量(質量%)]は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは2以上、より好ましく20以上、更に好ましくは100以上、好ましくは10000以下、より好ましく5000以下、更に好ましくは2000以下である。   Content ratio of silica particles (component A) and inorganic phosphate (component B) in the polishing composition of the present invention [content of silica particles (mass%) / content of inorganic phosphate (mass %) Is preferably 2 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 100 or more, preferably 10000 or less, more preferably 5000 or less, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the object to be polished It is 2000 or less.

[添加剤(成分C)]
本発明の研磨液組成物は、表面粗さの低減と研磨速度の向上の観点から、アルカノールアミン、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物から選ばれる1種以上の添加剤を含有する。ここで、「水溶性」とは、水に対して2g/100ml以上の溶解度を有することをいう。
[Additive (Component C)]
The polishing composition of the present invention is an aqueous solution containing an alkanolamine, a fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group, a water-soluble vinyl-based polymer, and a polyalkylene oxide skeleton, from the viewpoint of reducing surface roughness and improving polishing rate. Containing one or more additives selected from organic polymer compounds. Here, "water soluble" means having a solubility of 2 g / 100 ml or more in water.

(アルカノールアミン)
本発明の研磨液組成物に含まれるアルカノールアミンとしては、サファイア研磨屑の除去速度の向上、及びシリカ粒子の分散性向上の観点から、好ましくは下記一般式(1)で示される化合物である。但し、一般式(1)中、aは2以上5以下、bは1以上3以下、cは0以上2以下、b+c=3である。
(H)cN[(CH2aOH]b (1)
(Alkanolamine)
The alkanolamine contained in the polishing composition of the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (1) from the viewpoint of improving the removal rate of sapphire polishing debris and the dispersibility of the silica particles. However, in the general formula (1), a is 2 or more and 5 or less, b is 1 or more and 3 or less, c is 0 or more and 2 or less, and b + c = 3.
(H) c N [(CH 2 ) a OH] b (1)

一般式(1)中、(CH2aは、炭素数が2以上5以下のアルキレン基を示すが、サファイア研磨屑の除去速度の向上、及びシリカ粒子の分散性向上の観点から、aは好ましくは2以上であり、アルカノールアミンの塩基度の観点から、aは好ましくは5以下である。本発明の研磨液組成物に含まれるアルカノールアミンは、具体的には、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリペンタノールアミンが挙げられるが、サファイア研磨屑の除去速度の向上、シリカ粒子の分散性向上の観点から、エタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンからなる群から選ばれる1種以上のアルカノールアミンがより好ましい。 In general formula (1), (CH 2 ) a represents an alkylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms, but from the viewpoint of improving the removal rate of sapphire polishing scraps and the dispersibility of silica particles, a is Preferably, it is 2 or more, and in view of the basicity of alkanolamine, a is preferably 5 or less. Specifically, the alkanolamine contained in the polishing composition of the present invention is ethanolamine, propanolamine, butanolamine, pentanolamine, diethanolamine, dipropanolamine, dibutanolamine, dipentanolamine, triethanolamine And tripropanolamine, tributanolamine, and tripentanolamine, but from the group consisting of ethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine from the viewpoint of improving the removal rate of sapphire polishing debris and improving the dispersibility of silica particles. One or more selected alkanolamines are more preferred.

本発明の研磨液組成物に含まれるアルカノールアミンの含有量は、サファイア研磨屑の除去速度の向上、シリカ粒子の分散性向上の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.7質量%以上であり、経済性の観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。   The content of the alkanolamine contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.1% by mass from the viewpoint of improving the removal rate of sapphire polishing debris and improving the dispersibility of silica particles. It is 5% by mass or more, more preferably 0.7% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less from the viewpoint of economy.

(パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物)
本発明の研磨液組成物に含まれるパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物は、被研磨サファイア板と研磨パッドとの摩擦抵抗を低減し、シリカ粒子の被研磨サファイア板と研磨パッドとの間における循環性を改善する観点から、好ましくは下記一般式(2)で示される化合物である。但し、一般式(2)中、nとmは、nとして1以上10以下、mとして0以上3以下、或いはn+mとして2以上13以下、Xはアミノ基、カルボン酸基、アンモニウム基、アミンオキサイド、又はベタインである。
CF3(CF2n(CH2mX (2)
(Fluorinated compound having a perfluoroalkyl group)
The fluorine compound having a perfluoroalkyl group contained in the polishing composition of the present invention reduces the frictional resistance between the sapphire plate to be polished and the polishing pad, and the silica particles are between the sapphire plate to be polished and the polishing pad. From the viewpoint of improving the circulation, the compound is preferably a compound represented by the following general formula (2). However, in general formula (2), n and m are 1 or more and 10 or less as n, 0 or more and 3 or less as m, or 2 or more and 13 or less as n + m, X is an amino group, carboxylic acid group, ammonium group, amine oxide Or betaine.
CF 3 (CF 2 ) n (CH 2 ) m X (2)

一般式(2)中、nは、鎖状フルオエロエチル基の炭素数を示すが、シリカ粒子の被研磨サファイア板と研磨パッドとの間における循環性を改善する観点から、好ましくは1以上、より好ましくは3以上、更に好ましくは4以上であり、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の水への溶解速度の観点から、好ましくは10以下、より好ましくは6以下である。mは、アルキレン基の炭素数を示すが、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の合成容易性の観点から、好ましくは0以上3以下である。本発明の研磨液組成物に含まれるパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物は、上記一般式(2)で示される化合物のうち、シリカ粒子の被研磨サファイア板と研磨パッドとの間における循環性を改善する観点から、パーフルオロアルキルアミノ酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルトリアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミンオキシド、及びパーフルオロアルキルベタインからなる群より選ばれる少なくとも1種のフッ素系化合物がより好ましく、パーフルオロアルキルベタイン及びパーフルオロアルキルアミンオキシドから選ばれる少なくとも1種のフッ素系化合物がより好ましい。   In the general formula (2), n represents the number of carbon atoms in the chain-like fluoroethyl group, but preferably 1 or more, from the viewpoint of improving the circulation of the silica particles between the polishing sapphire plate and the polishing pad. It is more preferably 3 or more, further preferably 4 or more, and preferably 10 or less, more preferably 6 or less from the viewpoint of the dissolution rate of the fluorine-containing compound having a perfluoroalkyl group in water. m represents the number of carbon atoms of the alkylene group, but is preferably 0 or more and 3 or less from the viewpoint of easiness of synthesis of the fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group. The fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group contained in the polishing liquid composition of the present invention is, among the compounds represented by the above general formula (2), recyclability between the abrasive sapphire plate to be polished of silica particles and the polishing pad. From the viewpoint of improving the properties, at least one fluorine system selected from the group consisting of perfluoroalkylamino acid salts, perfluoroalkylcarboxylates, perfluoroalkyltrialkylammonium salts, perfluoroalkylamine oxides, and perfluoroalkylbetaines The compound is more preferable, and at least one fluorine-based compound selected from perfluoroalkylbetaine and perfluoroalkylamine oxide is more preferable.

本発明の研磨液組成物に含まれるパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の含有量は、被研磨サファイア板と研磨パッドとの間における循環性を改善する観点から、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.0005質量%以上、更に好ましくは0.001質量%、更により好ましくは0.005質量%であり、経済性の観点から、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下、更により好ましくは0.01質量%以下である。   The content of the fluorine-containing compound having a perfluoroalkyl group contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.0001% by mass from the viewpoint of improving the circulation between the sapphire plate to be polished and the polishing pad. Or more, more preferably 0.0005% by mass or more, still more preferably 0.001% by mass, still more preferably 0.005% by mass, and from the viewpoint of economy, preferably 2% by mass or less, more preferably 1 It is at most mass%, more preferably at most 0.1 mass%, even more preferably at most 0.01 mass%.

本発明の研磨液組成物が、アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物のうちの少なくとも一方の水溶性添加剤を含む場合、表面粗さの低減と研磨速度向上の観点から、アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の両方を含むと好ましい。アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の組み合わせは、表面粗さの低減と研磨速度向上の両立の観点から、好ましくは、ジエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタイン、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルアミンオキシド、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタインであるが、より好ましくは、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタインである。本発明の研磨液組成物が、アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の両方を含む場合、これらの質量比(アルカノールアミン/パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物)は、表面粗さの低減と研磨速度向上の観点から、好ましくは80以上、好ましくは500以下である。   When the polishing composition of the present invention contains a water-soluble additive of at least one of an alkanolamine and a fluorine compound having a perfluoroalkyl group, the alkanolamine from the viewpoint of reduction of surface roughness and improvement of polishing rate. It is preferable to include both of the above and a fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group. The combination of an alkanolamine and a fluorine compound having a perfluoroalkyl group is preferably diethanolamine and perfluoroalkyl betaine, triethanolamine and perfluoroalkylamine oxide, from the viewpoint of achieving both reduction in surface roughness and improvement in polishing rate. , Triethanolamine and perfluoroalkylbetaine, but more preferably triethanolamine and perfluoroalkylbetaine. When the polishing composition of the present invention contains both an alkanolamine and a fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group, the mass ratio thereof (an alkanolamine / a fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group) has a surface roughness. From the viewpoint of reducing the polishing rate and improving the polishing rate, it is preferably 80 or more, and preferably 500 or less.

(表面吸着剤)
本発明の研磨液組成物は、表面粗さ低減の観点から、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物からなる群から選ばれる1種以上の表面吸着剤を含む。水溶性ビニル系ポリマーは、シリカ粒子や被研磨サファイア板の表面に吸着することで表面粗さを低減する観点から、好ましくは、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びn-ポリビニルホルムアミドから選ばれる一種以上の表面吸着剤である。ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物は、シリカ粒子や被研磨サファイア板の表面に吸着することで表面粗さを低減する観点から、好ましくはポリアルキレングリコールであり、より好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレングリコール(PPG)、及びエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体からなる群から選ばれる1種以上である。上記表面吸着剤の中でも、研磨速度の向上の観点から、好ましくはポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物であり、より好ましくはポリエチレングリコールである。
(Surface adsorbent)
The polishing composition of the present invention contains, from the viewpoint of surface roughness reduction, at least one surface adsorbent selected from the group consisting of water-soluble vinyl polymers and water-soluble polymer compounds containing a polyalkylene oxide skeleton. . The water-soluble vinyl polymer is preferably selected from polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and n-polyvinyl formamide from the viewpoint of reducing the surface roughness by adsorbing to the surface of the silica particles and the sapphire plate to be polished. One or more surface adsorbents. The water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton is preferably a polyalkylene glycol from the viewpoint of reducing the surface roughness by adsorbing to the surface of the silica particles and the sapphire plate to be polished, and is preferably polyethylene glycol (more preferably polyethylene glycol). PEG), polyethylene oxide (PEO), polypropylene glycol (PPG), and one or more selected from the group consisting of ethylene glycol and propylene glycol copolymers. Among the above-mentioned surface adsorbents, from the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably a water-soluble polymer compound having a polyalkylene oxide skeleton, more preferably polyethylene glycol.

本発明の研磨液組成物に含まれる水溶性ビニル系ポリマーの重量平均分子量は、研磨対象物の表面に吸着して保護膜を形成し易いという理由から、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上であり、好ましくは1000000以下、より好ましくは500000以下である。ここで、表面吸着剤の重量平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。   The weight average molecular weight of the water-soluble vinyl polymer contained in the polishing composition of the present invention is preferably 1000 or more, more preferably 5000 or more, because it easily adsorbs to the surface of the object to be polished and forms a protective film. Preferably it is 1000000 or less, More preferably, it is 500000 or less. Here, the weight average molecular weight of the surface adsorbent can be determined by the method described in the examples described later.

本発明の研磨液組成物に含まれるポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、研磨対象物の表面に吸着して保護膜を形成し易いという理由から、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上であり、好ましくは100000以下、より好ましくは50000以下である。ここで、表面吸着剤の重量平均分子量は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。   The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound having a polyalkylene oxide skeleton contained in the polishing composition of the present invention is preferably 1,000 or more, because it easily adsorbs to the surface of the object to be polished and forms a protective film. More preferably, it is 5000 or more, Preferably it is 100000 or less, More preferably, it is 50000 or less. Here, the weight average molecular weight of the surface adsorbent can be determined by the method described in the examples described later.

本発明の研磨液組成物に含まれる表面吸着剤の含有量は、表面粗さ低減の観点から、好ましくは0.002質量%以上、より好ましくは0.004質量%以上、更に好ましくは、0.006質量%以上であり、研磨速度の観点から、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下である。   The content of the surface adsorbent contained in the polishing composition of the present invention is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0.004% by mass or more, still more preferably 0 from the viewpoint of reducing surface roughness. The content is preferably not less than 0.5% by mass, more preferably not more than 0.2% by mass, and still more preferably not more than 0.1% by mass from the viewpoint of polishing rate.

[水系媒体(成分D)]
本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体(成分D)としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)が好ましい。なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水が更に好ましい。本発明の成分Dが、水と溶媒との混合媒体である場合、混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、実質的に100質量%が更に好ましく、100質量%が更により好ましい。
[Aqueous medium (component D)]
Examples of the aqueous medium (component D) contained in the polishing composition of the present invention include water such as ion-exchanged water and ultrapure water, or a mixed medium of water and a solvent. Solvents which can be mixed (eg, alcohols such as ethanol) are preferred. Among them, ion exchange water or ultrapure water is more preferable, and ultrapure water is more preferable. When Component D of the present invention is a mixed medium of water and a solvent, the ratio of water to the entire mixed medium is not particularly limited, but from the viewpoint of economy, 95% by mass or more is preferable, 98 % Or more is more preferable, substantially 100% by mass is further preferable, and 100% by mass is further more preferable.

本発明の研磨液組成物における水系媒体(成分D)の含有量は、特に限定されるわけではなく、成分A、成分B、成分C、後述する任意成分の残余であってよい。   The content of the aqueous medium (component D) in the polishing composition of the present invention is not particularly limited, and may be the remainder of component A, component B, component C, and optional components described later.

本発明の研磨液組成物の25℃におけるpHは、研磨速度向上の観点から、pH8以上であるが、好ましくは9以上、より好ましくは10以上であり、シリカ粒子の溶解抑制、安定性向上の観点から、好ましくは14未満であり、より好ましくは13未満である。本発明の研磨液組成物の25℃におけるpHは、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。   The pH of the polishing composition of the present invention at 25 ° C. is pH 8 or more, preferably 9 or more, more preferably 10 or more from the viewpoint of improving the polishing rate, and the dissolution suppression of silica particles and the stability improvement From the viewpoint, it is preferably less than 14, and more preferably less than 13. The pH at 25 ° C. of the polishing composition of the present invention can be determined by the method described in the examples described later.

本発明の研磨液組成物は、その使用用途に応じて、従来から公知の任意成分を更に含んでいてもよい。本発明の研磨液組成物が、例えば、半導体素子等の電子部品用サファイア基板用研磨液組成物(例えば、LED用サファイア基板用研磨液組成物)である場合は、本発明の研磨液組成物は、成分C以外の界面活性剤、防錆剤、分散剤、pH調整剤、抗菌剤、帯電防止剤等を更に含んでいてもよい。本発明の研磨液組成物は、過酸化水素等の酸化剤を微量なら含有しても構わないが、研磨速度向上の観点から、過酸化水素等の酸化剤を含有しないほうが好ましい。   The polishing composition of the present invention may further contain conventionally known optional components depending on the use application. When the polishing composition of the present invention is, for example, a polishing composition for sapphire substrates for electronic components such as semiconductor devices (for example, a polishing composition for sapphire substrates for LEDs), the polishing composition of the present invention May further contain a surfactant other than the component C, a rust inhibitor, a dispersant, a pH adjuster, an antibacterial agent, an antistatic agent and the like. The polishing composition of the present invention may contain an oxidizing agent such as hydrogen peroxide if it is in a small amount, but it is preferable not to contain an oxidizing agent such as hydrogen peroxide from the viewpoint of improving the polishing rate.

[研磨液組成物の調製方法]
本発明の研磨液組成物は、各成分を公知の方法で混合することにより、調製することができる。研磨液組成物は、経済性の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。前記研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度や研磨条件等に応じて適宜決定できる。尚、上記した各成分の含有量は、使用時における含有量である。
[Method of preparing polishing composition]
The polishing composition of the present invention can be prepared by mixing the respective components by a known method. The polishing composition is usually produced as a concentrate from the viewpoint of economy, and is often diluted at the time of use. The polishing composition may be used as it is, or it may be diluted if it is a concentrated solution. When the concentrate is diluted, the dilution ratio is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the concentration of each component in the concentrate, polishing conditions, and the like. In addition, content of each above-mentioned component is content at the time of use.

次に、本発明の研磨液組成物を用いた、本発明のサファイア板の製造方法の一例、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例について説明する。   Next, an example of a method of producing a sapphire plate of the present invention using the polishing composition of the present invention and an example of a method of polishing a sapphire substrate to be polished of the present invention will be described.

[被研磨対象]
本発明のサファイア板の製造方法の一例(「本発明の製造方法の一例」と略称する場合もある。)、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例(「本発明の研磨方法の一例」と略称する場合もある。)において研磨される被研磨対象の形状について特に制限はなく、例えば、ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平面部を有する形状のみならず、レンズ等の曲面部を有する形状であってもよい。また、前記被研磨対象は、スマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスとして用いられるサファイア板、LED用サファイア基板等さまざまであるが、本発明の研磨液組成物は、LED用サファイア基板、スマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスとして用いられるサファイア板の製造方法の研磨工程で使用される研磨液組成物として適している。
[Object to be polished]
An example of the method for producing a sapphire plate of the present invention (sometimes abbreviated as "an example of the method for producing the present invention"), and an example of a method for polishing a sapphire plate to be polished of the present invention ("the polishing method of the present invention There is no particular limitation on the shape of the object to be polished, which may be abbreviated as “an example.” There is no particular limitation, and for example, it is not only a shape having flat portions such as disc, plate, slab or prism, but also lenses It may be a shape having a curved surface portion, etc. The object to be polished is various, such as a sapphire plate used as a cover glass of a portable terminal device such as a smartphone, a sapphire substrate for an LED, etc., but the polishing composition of the present invention is a sapphire substrate for an LED, a smartphone, etc. It is suitable as a polishing composition used in the polishing step of the method of manufacturing a sapphire plate used as a cover glass of a portable terminal device.

故に、本発明のサファイア板の製造方法の一例は、LED用サファイア基板又はスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラス用サファイア板等のサファイア板の製造方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。また、本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例は、LED用サファイア基板又はスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラス用サファイア板等のサファイア板の研磨方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。   Therefore, an example of the method for producing a sapphire plate of the present invention is a method for producing a sapphire plate such as a sapphire substrate for LEDs or a sapphire plate for cover glass of portable terminal devices such as smartphones. And polishing the sapphire plate. Further, an example of the method for polishing a sapphire plate to be polished according to the present invention is a method for polishing a sapphire plate such as a sapphire substrate for LEDs or a sapphire plate for cover glass of portable terminal devices such as smartphones. Polishing the sapphire plate using a metal.

前記被研磨サファイア板を研磨する工程は、サファイア単結晶インゴットを薄円板状にスライスして得たウェーハを平面化する第一研磨工程(粗研磨工程)と粗研磨されたウェーハをエッチングした後、ウェーハ表面を鏡面化する第二研磨工程(仕上げ研磨)に分かれるが、本発明の研磨液組成物は、第一研磨工程及び第二研磨工程のいずれにも使用できる。しかし、本発明の研磨液組成物は、サファイア板の表面平滑性及び生産性の向上の観点から、第二研磨工程に使用するのが好ましい。第一研磨工程では、ダイヤモンドを砥粒として含む研磨液組成物を用いるのが一般的である。   In the step of polishing the sapphire plate to be polished, a first polishing step (rough polishing step) of planarizing a wafer obtained by slicing a sapphire single crystal ingot into a thin disk shape and etching of the roughly polished wafer The present invention is divided into a second polishing step (finishing polishing) for mirror-finishing the wafer surface, but the polishing composition of the present invention can be used in any of the first polishing step and the second polishing step. However, the polishing composition of the present invention is preferably used in the second polishing step from the viewpoint of improving the surface smoothness and productivity of the sapphire plate. In the first polishing step, it is general to use a polishing composition containing diamond as abrasive grains.

本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例で用いる研磨装置としては、特に制限はなく、被研磨サファイア板を保持する冶具(キャリア:ガラスエポキシ製材料等)と研磨布(研磨パッド)とを備える研磨装置を用いることができ、両面研磨装置及び片面研磨装置のいずれであってもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a polishing apparatus used by one example of the manufacturing method of this invention, and one example of the grinding | polishing method of this invention, A jig (Carrier: Material made of glass epoxy etc.) which holds a to-be-polished sapphire plate And a double-side polishing apparatus and a single-side polishing apparatus may be used.

前記研磨パッドは、特に制限されず、従来公知のものが使用できる。研磨パッドの材質としては、有機高分子等が挙げられ、前記有機高分子としては、ポリウレタン等が挙げられる。前記研磨パッドの形状は、不織布状が好ましい。例えば、不織布研磨パッドとしてSUBA800(ニッタハース社製)が好適に用いられる。   The polishing pad is not particularly limited, and conventionally known polishing pads can be used. Examples of the material of the polishing pad include organic polymers and the like, and examples of the organic polymers include polyurethane and the like. The shape of the polishing pad is preferably non-woven. For example, SUBA 800 (manufactured by Nitta Haas Co., Ltd.) is suitably used as a non-woven fabric polishing pad.

該研磨装置を用いる、本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、被研磨サファイア板をキャリアで保持し研磨パッドを貼り付けた研磨定盤で被研磨サファイア板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨パッドと被研磨サファイア板との間に供給し、被研磨サファイア板と前記研磨パッドとを接触させながら、研磨パッド及び/又は被研磨サファイア板を動かすことにより、被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。   In one example of the manufacturing method of the present invention and one example of the polishing method of the present invention using the polishing apparatus, the sapphire plate is sandwiched by a polishing table which holds the sapphire plate to be polished with a carrier and a polishing pad is attached. The polishing composition of the present invention is supplied between a polishing pad and a sapphire plate to be polished, and the polishing pad and / or the sapphire plate to be polished are moved while contacting the sapphire plate to be polished and the polishing pad. And polishing the sapphire plate.

本発明の製造方法の一例及び研磨方法の一例における研磨荷重は、研磨速度向上の観点から、50g/cm2以上が好ましく、100g/cm2以上がより好ましく、150g/cm2以上が更に好ましく、200g/cm2以上が更により好ましい。また、前記研磨荷重は、装置、パッドなどの耐久性を考慮すると、400g/cm2以下が好ましく、350g/cm2以下がより好ましい。前記研磨荷重の調整は、定盤や被研磨サファイア板等への空気圧や重りの負荷によって行うことができる。研磨荷重は、研磨時に被研磨サファイア板の研磨面に加えられる定盤の圧力を意味する。 The polishing load in one example of the production method of the present invention and one example of the polishing method is preferably 50 g / cm 2 or more, more preferably 100 g / cm 2 or more, and still more preferably 150 g / cm 2 or more from the viewpoint of improving the polishing rate. 200 g / cm 2 or more is even more preferable. Further, the polishing load, device, considering the durability, such as pad, preferably 400 g / cm 2 or less, 350 g / cm 2 or less being more preferred. The adjustment of the polishing load can be performed by the load of air pressure or a weight on a surface plate, a sapphire plate to be polished, or the like. The polishing load means the pressure of the platen applied to the polishing surface of the sapphire plate to be polished during polishing.

本発明の研磨液組成物の供給方法は、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法、研磨の直前の供給ライン内等で前記構成成分を混合して供給する方法等を用いることができる。研磨速度向上の観点及び装置負荷低減の観点から、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で、研磨液組成物を、研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法が好ましい。   The method for supplying a polishing composition according to the present invention includes a method of supplying a pump or the like between a polishing pad and a sapphire plate to be polished in a state in which components of the polishing composition are sufficiently mixed in advance; It is possible to use a method of mixing and supplying the above-mentioned components, etc. A method of supplying a polishing composition between a polishing pad and a sapphire plate with a pump or the like in a state in which the components of the polishing composition are sufficiently mixed in advance from the viewpoint of improving polishing speed and reducing load of apparatus Is preferred.

研磨液組成物の供給速度は、コスト低減の観点から、被研磨サファイア板1cm2あたり20mL/分以下が好ましく、10mL/分以下がより好ましく、5mL/分以下が更に好ましい。また、前記供給速度は、研磨速度向上の観点から、被研磨サファイア板1cm2あたり0.01mL/分以上が好ましく、0.1mL/分以上がより好ましく、0.5mL/分以上が更に好ましい。 The supply rate of the polishing composition is preferably 20 mL / min or less, more preferably 10 mL / min or less, and still more preferably 5 mL / min or less, per cm 2 of the sapphire plate from the viewpoint of cost reduction. The supply rate is preferably 0.01 mL / min or more per 1 cm 2 of the polished sapphire plate, more preferably 0.1 mL / min or more, and still more preferably 0.5 mL / min or more from the viewpoint of improving the polishing rate.

本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、本発明の研磨液組成物を用いているので、被研磨サファイア板の研磨速度が速く、研磨後の基板表面の表面粗さを低減できる。   In one example of the production method of the present invention and one example of the polishing method of the present invention, since the polishing composition of the present invention is used, the polishing rate of the sapphire plate to be polished is fast, and the surface roughness of the substrate surface after polishing is obtained. It can be reduced.

本発明の製造方法の他の一例では、被研磨サファイア板に対して、本発明の研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含む。   In another example of the manufacturing method of the present invention, the polishing liquid composition used in the step of supplying the polishing composition of the present invention to the polishing sapphire plate to polish the sapphire plate, and the polishing liquid composition used in the step Polishing an object-to-be-polished sapphire plate different from the object-to-be-polished sapphire plate using an object.

本発明は、更に以下〈1〉〜〈25〉を開示する。   The present invention further discloses the following <1> to <25>.

〈1〉 シリカ粒子と、無機リン酸塩と、アルカノールアミン、パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物、水溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物から選ばれる1種以上の添加剤とを含み、25℃におけるpHが8以上の、サファイア板用研磨液組成物。
〈2〉 前記無機リン酸塩は、好ましくはオルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、より好ましくはオルトリン酸塩及び亜リン酸塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩である、前記〈1〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈3〉 前記無機リン酸塩は、好ましくはアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、より好ましくはナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩から選ばれる少なくとも1種である、前記〈1〉又は〈2〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈4〉 前記無機リン酸塩は、好ましくはリン酸ナトリウム(Na3PO4)、リン酸カリウム(K3PO4)、リン酸一水素二ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸二水素一ナトリウム(NaH2PO4)、リン酸二水素一カリウム(KH2PO4)、リン酸二水素一アンモニウム(NH42PO4)、リン酸一水素二カリウム(K2HPO4)、リン酸一水素二アンモニウム((NH42HPO4)、亜リン酸ナトリウム(Na2HPO3)、亜リン酸カリウム(K2HPO3)、次亜リン酸ナトリウム(NaH2PO2)、次亜リン酸カリウム(KH2PO2)、及び次亜リン酸アンモニウム(NH42PO2)から選ばれる少なくとも1種の無機リン酸塩であり、より好ましくはリン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、及び次亜リン酸アンモニウムからなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、更に好ましくはリン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、及び亜リン酸ナトリウムからなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩であり、更により好ましくはリン酸一水素二ナトリウムである、前記〈1〉から〈3〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈5〉 前記サファイア板用研磨液組成物に含まれる前記無機リン酸塩の含有量は、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上、更に好ましくは0.01質量%以上、更により好ましくは0.02質量%以上、更により好ましくは0.05質量%以上、更により好ましくは0.08質量%以上であり、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.4質量%以下、更に好ましくは0.3質量%以下、更により好ましくは0.2質量%以下である、前記〈1〉から〈4〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈6〉 前記サファイア板用研磨液組成物に含まれる、前記シリカ粒子と前記無機リン酸塩の含有量比[シリカ粒子の含有量(質量%)/無機リン酸塩の含有量(質量%)]は、好ましくは2以上、より好ましく20以上、更に好ましくは100以上であり、好ましくは10000以下、より好ましく5000以下、更に好ましくは2000以下である、前記〈1〉から〈5〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈7〉 前記アルカノールアミンが、好ましくは下記一般式(1)で示される化合物である前記〈1〉から〈6〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
(H)cN[(CH2aOH]b (1)
但し、一般式(1)中、aは2以上5以下、bは1以上3以下、cは0以上2以下、b+c=3である。
〈8〉 前記アルカノールアミンは、好ましくはエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジブタノールアミン、ジペンタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、及びトリペンタノールアミンからなる群から選ばれる1種以上のアルカノールアミン、より好ましくはエタノールアミン、ジエタノールアミン、及びトリエタノールアミンからなる群から選ばれる1種以上のアルカノールアミンである、前記〈7〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈9〉 前記サファイア板用研磨液組成物に含まれるアルカノールアミンの含有量は、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.7質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である、前記〈1〉から〈8〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈10〉 前記パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物が、好ましくは下記一般式(2)で示される化合物である前記〈1〉から〈9〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
CF3(CF2n(CH2mX (2)
但し、一般式(2)中、nとmは、nとして1以上10以下、mとして0以上3以下、或いはn+mとして2以上13以下、Xはアミノ基、カルボン酸基、アンモニウム基、アミンオキサイド、又はベタインである。
〈11〉 前記パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物が、好ましくはパーフルオロアルキルアミノ酸塩、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルトリアルキルアンモニウム塩、パーフルオロアルキルアミンオキシド、及びパーフルオロアルキルベタインからなる群より選ばれる少なくとも1種のフッ素系化合物、より好ましくはパーフルオロアルキルベタイン及びパーフルオロアルキルアミンオキシドから選ばれる少なくとも1種のフッ素系化合物である前記〈10〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈12〉 前記サファイア板用研磨液組成物にパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の含有量は、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.0005質量%以上、更に好ましくは0.001質量%、更により好ましくは0.005質量%であり、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下、更により好ましくは0.01質量%以下である、前記〈1〉から〈11〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈13〉 前記サファイア板用研磨液組成物が、前記アルカノールアミンと前記パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の両方を含み、前記アルカノールアミンとパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物の組み合わせは、好ましくは、ジエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタイン、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルアミンオキシド、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタイン、より好ましくは、トリエタノールアミンとパーフルオロアルキルベタインである前記〈1〉から〈6〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈14〉 質量比(アルカノールアミン/パーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物)が、好ましくは80以上、好ましくは500以下である、前記〈13〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈15〉 前記水溶性ビニル系ポリマーが、好ましくはポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びn-ポリビニルホルムアミドから選ばれる一種以上の化合物であり、より好ましくはポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びn-ポリビニルホルムアミドから選ばれる一種以上の化合物である、前記〈1〉から〈14〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈16〉 前記水溶性ビニル系ポリマーの重量平均分子量が、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上であり、好ましくは1000000以下、より好ましくは500000以下である、前記〈1〉から〈15〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈17〉 前記ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物が、好ましくはポリアルキレングリコール、より好ましくはポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、及びエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体から選ばれる少なくとも一種の化合物である、前記〈1〉から〈16〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈18〉 前記ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物の重量平均分子量が、好ましくは1000以上、より好ましくは5000以上であり、好ましくは1000000以下、より好ましくは500000以下である、前記〈1〉から〈17〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈19〉 前記サファイア板用研磨液組成物が、前記水溶性ビニル系ポリマー及び前記ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物のうちの少なくとも一種の添加剤を表面吸着剤として含み、前記表面吸着剤の含有量は、好ましくは0.002質量%以上、より好ましくは0.004質量%以上、更に好ましくは、0.006質量%以上であり、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以下である、前記〈1〉から〈18〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈20〉 サファイア板用研磨液組成物の25℃におけるpHは、好ましくは9以上、より好ましくは10以上であり、好ましくは14未満であり、より好ましくは13未満である、前記〈1〉から〈19〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈21〉 前記シリカ粒子の含有量は、SiO2換算濃度で、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上が更に好ましく、40質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、25質量%以下が更に好ましい、前記〈1〉から〈20〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈22〉 前記シリカ粒子の動的光散乱法で測定される平均二次粒径(平均粒径)は、10nm以上が好ましく、50nm以上がより好ましく、80nm以上が更に好ましく、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましい、前記〈1〉から〈21〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈23〉 前記シリカ粒子の平均一次粒径は、500nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましく、200nm以下が更に好ましく、150nm以下が更により好ましく、45nm以上が好ましく、70nm以上がより好ましい、前記〈1〉から〈22〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈24〉 被研磨サファイア板に対して、前記〈1〉から〈23〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法。
〈25〉 被研磨サファイア板に対して、前記〈1〉から〈23〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。
<1> At least one selected from a water-soluble polymer compound containing a silica particle, an inorganic phosphate, an alkanolamine, a fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group, a water-soluble vinyl-based polymer, and a polyalkylene oxide skeleton The polishing liquid composition for sapphire boards which have the pH of 8 or more in 25 degreeC, and the additive of these.
<2> The inorganic phosphate is preferably at least one inorganic phosphate selected from the group consisting of orthophosphate, phosphite and hypophosphite, more preferably orthophosphate The polishing liquid composition for sapphire plates as described in said <1> which is 1 or more types of inorganic phosphates chosen from the group which consists of and phosphite.
<3> The inorganic phosphate is preferably at least one inorganic phosphate selected from the group consisting of alkali metal salts, alkaline earth metal salts and ammonium salts, more preferably sodium salts and potassium salts The polishing liquid composition for sapphire plates as described in said <1> or <2> which is at least 1 sort (s) chosen from and and ammonium salt.
<4> The inorganic phosphate is preferably sodium phosphate (Na 3 PO 4 ), potassium phosphate (K 3 PO 4 ), disodium monohydrogen phosphate (Na 2 HPO 4 ), monohydrogen phosphate monobasic Sodium (NaH 2 PO 4 ), monopotassium dihydrogen phosphate (KH 2 PO 4 ), monoammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), dipotassium monohydrogen phosphate (K 2 HPO 4 ), phosphorus Diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 ), sodium phosphite (Na 2 HPO 3 ), potassium phosphite (K 2 HPO 3 ), sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ), and sodium hypophosphite (NaH 2 PO 2 ) It is at least one inorganic phosphate selected from potassium phosphite (KH 2 PO 2 ) and ammonium hypophosphite (NH 4 H 2 PO 2 ), more preferably disodium monohydrogen phosphate, phosphorus Oxygen and hydrogen At least one inorganic phosphate selected from the group consisting of sodium, sodium phosphite, sodium hypophosphite, and ammonium hypophosphite, more preferably disodium monohydrogen phosphate, monohydrogen phosphate At least one inorganic phosphate selected from the group consisting of dipotassium and sodium phosphite, and even more preferably disodium monohydrogenphosphate, in any one of the above <1> to <3> Polishing liquid composition for sapphire boards as described.
<5> The content of the inorganic phosphate contained in the polishing composition for a sapphire plate is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, and still more preferably 0.01% by mass. %, Still more preferably 0.02% by mass or more, still more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.08% by mass or more, preferably 1% by mass or less, more preferably 0. The polishing composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <4>, which is 4% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, still more preferably 0.2% by mass or less.
<6> The content ratio of the silica particles to the inorganic phosphate [content of silica particles (mass%) / content of inorganic phosphate (mass%) contained in the polishing liquid composition for sapphire plate ] Is preferably 2 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 100 or more, preferably 10000 or less, more preferably 5000 or less, still more preferably 2000 or less, any one of the above <1> to <5> Polishing liquid composition for sapphire boards given in a.
<7> The polishing composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <6>, wherein the alkanolamine is preferably a compound represented by the following general formula (1).
(H) c N [(CH 2 ) a OH] b (1)
However, in the general formula (1), a is 2 or more and 5 or less, b is 1 or more and 3 or less, c is 0 or more and 2 or less, and b + c = 3.
<8> The alkanolamine is preferably ethanolamine, propanolamine, butanolamine, pentanolamine, diethanolamine, dipropanolamine, dibutanolamine, dipentanolamine, triethanolamine, tripropanolamine, tributanolamine, And <1> at least one alkanolamine selected from the group consisting of ethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, more preferably one or more alkanolamines selected from the group consisting of Polishing liquid composition for sapphire boards as described.
<9> The content of the alkanolamine contained in the polishing liquid composition for a sapphire plate is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and still more preferably 0.7% by mass or more. The polishing liquid composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <8>, wherein the content is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.
<10> The polishing liquid composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <9>, wherein the fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group is preferably a compound represented by the following general formula (2) .
CF 3 (CF 2 ) n (CH 2 ) m X (2)
However, in general formula (2), n and m are 1 or more and 10 or less as n, 0 or more and 3 or less as m, or 2 or more and 13 or less as n + m, X is an amino group, carboxylic acid group, ammonium group, amine oxide Or betaine.
<11> The fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group is preferably a perfluoroalkylamino acid salt, a perfluoroalkylcarboxylic acid salt, a perfluoroalkyltrialkylammonium salt, a perfluoroalkylamine oxide, and a perfluoroalkylbetaine. The polishing liquid for a sapphire plate according to <10>, which is at least one fluorine-based compound selected from the group consisting of at least one fluorine-based compound selected from perfluoroalkylbetaine and perfluoroalkylamine oxide. Composition.
<12> The content of the fluorine-based compound having a perfluoroalkyl group in the polishing liquid composition for sapphire plate is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.0005% by mass or more, still more preferably 0. The content is 001% by mass, more preferably 0.005% by mass, preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, still more preferably 0.1% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass The polishing liquid composition for sapphire boards in any one of said <1> to <11> which is the following.
<13> The polishing liquid composition for a sapphire plate contains both the alkanolamine and the fluorine compound having the perfluoroalkyl group, and the combination of the alkanolamine and the fluorine compound having the perfluoroalkyl group is preferable. Are selected from diethanolamine and perfluoroalkylbetaine, triethanolamine and perfluoroalkylamine oxide, triethanolamine and perfluoroalkylbetaine, more preferably triethanolamine and perfluoroalkylbetaine from <1> to <6>. Polishing liquid composition for sapphire boards given in either.
<14> The polishing liquid composition for a sapphire plate according to <13>, wherein the mass ratio (the alkanolamine / fluorinated compound having a perfluoroalkyl group) is preferably 80 or more, preferably 500 or less.
<15> The water-soluble vinyl polymer is preferably one or more compounds selected from polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and n-polyvinyl formamide, and more preferably polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and n− The polishing liquid composition for sapphire plates in any one of said <1> to <14> which is 1 or more types of compounds chosen from a polyvinyl formamide.
<16> The weight-average molecular weight of the water-soluble vinyl polymer is preferably 1000 or more, more preferably 5000 or more, preferably 1,000,000 or less, more preferably 500000 or less. The polishing liquid composition for sapphire plates in any one.
<17> The water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton is preferably selected from polyalkylene glycols, more preferably polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), and a copolymer of ethylene glycol and propylene glycol The polishing liquid composition for sapphire boards in any one of said <1> to <16> which is at least 1 type of compound.
<18> The weight average molecular weight of the water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton is preferably 1000 or more, more preferably 5000 or more, preferably 1,000,000 or less, more preferably 500000 or less. ] The polishing liquid composition for sapphire boards in any one of <17>.
<19> The polishing composition for a sapphire plate contains, as a surface adsorbent, at least one additive of the water-soluble vinyl polymer and the water-soluble polymer compound containing the polyalkylene oxide skeleton, and the surface adsorption The content of the agent is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0.004% by mass or more, still more preferably 0.006% by mass or more, preferably 0.5% by mass or less, more preferably The polishing liquid composition for sapphire plates in any one of said <1> to <18> which is 0.2 mass% or less, More preferably, it is 0.1 mass% or less.
<20> The pH of the polishing composition for a sapphire plate at 25 ° C. is preferably 9 or more, more preferably 10 or more, preferably less than 14 and more preferably less than 13. The polishing liquid composition for sapphire plates in any one of <19>.
<21> The content of the silica particles is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, in terms of SiO 2 concentration. The polishing composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <20>, wherein the following is more preferable, and 25 mass% or less is more preferable.
<22> The average secondary particle size (average particle size) measured by the dynamic light scattering method of the silica particles is preferably 10 nm or more, more preferably 50 nm or more, still more preferably 80 nm or more, and preferably 500 nm or less, The polishing liquid composition for sapphire plates in any one of said <1> to <21> whose 300 nm or less is more preferable and 200 nm or less is still more preferable.
<23> The average primary particle diameter of the silica particles is preferably 500 nm or less, more preferably 300 nm or less, still more preferably 200 nm or less, still more preferably 150 nm or less, preferably 45 nm or more, and more preferably 70 nm or more. The polishing liquid composition for sapphire plates in any one of <1> to <22>.
<24> A sapphire comprising the step of supplying the polishing composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <23> to a sapphire plate to be polished, and polishing the sapphire plate to be polished How to make a board.
<25> A process for polishing a sapphire plate by supplying the polishing composition for a sapphire plate according to any one of <1> to <23> to a sapphire plate to be polished, and polishing the sapphire plate to be polished Polishing method of sapphire plate.

下記の通り、実施例1〜20、比較例1〜12の研磨液組成物を調整した。実施例1〜20、比較例1〜12の研磨液組成物中における、シリカ粒子、無機リン酸塩又はその比較対象化合物、添加物の、含有量及び種類は各々表1に記載の通りとした。残余の成分はイオン交換水である。   The polishing liquid compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 12 were prepared as described below. The contents and types of the silica particles, the inorganic phosphate or the comparison target compound thereof and the additives in the polishing liquid compositions of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 12 were as described in Table 1, respectively. . The remaining component is ion exchanged water.

[実施例1〜20]
イオン交換水500gの入ったビーカー内に、無機リン酸塩の供給源を、その有効分の濃度が所定の値となるように添加した後、次いで、添加剤を添加した。その後、40質量%コロイダルシリカ(平均一次粒径80nm、日揮触媒化成(株)製、カタロイドSI-80P)水分散液625gを添加しこれらを撹拌して、無機リン酸塩と添加剤とを含むシリカ水分散液を得た。その後すぐに、pH調整剤を用いて25℃におけるpHが表1に記載の値になるように調整して、実施例1〜20の研磨液組成物を得た。尚、pH調整剤として、pH値を大きくする場合には、48質量%水酸化ナトリウム水溶液(関東化学社製)を水で0.1質量%に希釈したものを用い、pH値を小さくする場合は、62.5%硫酸(テイカ製)を0.1質量%になるように水で希釈したものを用いた。また、無機リン酸塩が、リン酸一水素二ナトリウムである場合は、その供給源として、リン酸一水素二ナトリウム12水和物(和光純薬工業(株)社製)を、亜リン酸ナトリウムである場合は、その供給源として、亜リン酸ナトリウム五水和物(和光純薬工業社製)を、リン酸一水素二カリウムである場合は、その供給源として、リン酸一水素二カリウム(和光純薬工業(株)社製)を、リン酸一水素二アンモニウムである場合は、その供給源として、リン酸一水素二アンモニウム(和光純薬工業(株)社製)を用いた。
[Examples 1 to 20]
After a source of inorganic phosphate was added to a beaker containing 500 g of ion-exchanged water so that the concentration of the active component reached a predetermined value, an additive was then added. Thereafter, 625 g of an aqueous dispersion of 40% by mass colloidal silica (average primary particle size 80 nm, Catalodic SI-80P manufactured by JGC Catalysts Chemical Co., Ltd.) is added, and the mixture is stirred to contain an inorganic phosphate and an additive. An aqueous silica dispersion was obtained. Immediately thereafter, the pH was adjusted to a value described in Table 1 using a pH adjuster to obtain polishing liquid compositions of Examples 1 to 20. In the case of increasing the pH value as the pH adjusting agent, the one obtained by diluting a 48% by mass aqueous sodium hydroxide solution (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) to 0.1% by mass with water and reducing the pH value Used a solution of 62.5% sulfuric acid (manufactured by Tayca) diluted with water to 0.1% by mass. In addition, when the inorganic phosphate is disodium monohydrogenphosphate, phosphorous acid is used as a source, such as disodium monohydrogenphosphate dihydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) When it is sodium, sodium phosphite pentahydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as its source, and when it is dipotassium monohydrogen phosphate, it is used as its source. When potassium (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used and diammonium monohydrogen phosphate is used, diammonium monohydrogen phosphate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is used as its supply source .

[比較例1]
無機リン酸塩又はその比較対象化合物の供給源及び添加剤を添加しないこと以外は、実施例1の研磨液組成物と同様にして、比較例1の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 1
A polishing composition of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 1, except that the inorganic phosphate or the source of the comparison target compound and the additive were not added.

[比較例2]
トリエタノールアミンを添加せず、研磨液組成物のpHを10.0としたこと以外は、実施例1の研磨液組成物と同様にして、比較例2の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 2
A polishing composition of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 1, except that triethanolamine was not added and the pH of the polishing composition was 10.0.

[比較例3]
無機リン酸塩又はその比較対象化合物の供給源を添加しないこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例3の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 3
A polishing composition of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 3 except that the inorganic phosphate or the source of the comparison target compound was not added.

[比較例4]
無機リン酸塩又はその比較対象化合物の供給源を添加しないこと以外は、実施例4の研磨液組成物と同様にして、比較例4の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 4
A polishing composition of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 4 except that the inorganic phosphate or the source of the comparison target compound was not added.

[比較例5]
無機リン酸塩の比較対象化合物として塩化ナトリウムを添加したこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例5の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 5
A polishing composition of Comparative Example 5 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 3 except that sodium chloride was added as a compound to be compared with the inorganic phosphate.

[比較例6]
無機リン酸塩の比較対象化合物として塩化ナトリウムを添加したこと以外は、実施例4の研磨液組成物と同様にして、比較例6の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 6
A polishing composition of Comparative Example 6 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 4 except that sodium chloride was added as a compound to be compared with the inorganic phosphate.

[比較例7]
無機リン酸塩の比較対象化合物としてHEDP(1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、イタルマッチ・ジャパン社製)を添加したこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例7の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 7
Comparison was carried out in the same manner as in the polishing composition of Example 3 except that HEDP (1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, manufactured by Italmatch Japan) was added as a compound to be compared with the inorganic phosphate. The polishing composition of Example 7 was prepared.

[比較例8]
無機リン酸塩の比較対象化合物としてATMP(アミノトリ(メチレンホスホン酸)(イタルマッチ・ジャパン社製)を添加したこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例8の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 8
The polishing liquid of Comparative Example 8 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 3, except that ATMP (amino tri (methylene phosphonic acid) (manufactured by Italmatch Japan) was added as a compound to be compared with the inorganic phosphate. The composition was prepared.

[比較例9]
pH調整剤として、62.5%硫酸(テイカ製)を使用し、研磨液組成物の25℃におけるpHを2.0としたこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例7の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 9
Comparative Example was the same as the polishing composition of Example 3 except that 62.5% sulfuric acid (manufactured by Tayca) was used as a pH adjuster, and the pH of the polishing composition at 25 ° C. was 2.0. A polishing composition of 7 was prepared.

[比較例10]
研磨液組成物のpHを7.1としたこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例8の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 10
A polishing composition of Comparative Example 8 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 3 except that the pH of the polishing composition was 7.1.

[比較例11]
40質量%コロイダルシリカ(平均一次粒径80nm、日揮触媒化成(株)製、カタロイドSI-80P)水分散液625gに代えて、45質量%アルミナ粒子(平均二次粒径0.8μm、α化率90%、結晶子サイズ32nm)水分散液488gを添加したこと以外は、実施例3の研磨液組成物と同様にして、比較例9の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 11
45% by mass of alumina particles (average secondary particle diameter: 0.8 μm, alpha conversion rate) instead of 625 g of 40% by mass colloidal silica (average primary particle diameter: 80 nm, cataloid SI-80P, manufactured by JGC Catalysts Chemical Co., Ltd.) A polishing composition of Comparative Example 9 was prepared in the same manner as the polishing composition of Example 3, except that 488 g of a 90% aqueous solution with a crystallite size of 32 nm was added.

[比較例12]
無機リン酸塩又はその比較対象化合物の供給源を添加しないこと以外は、比較例11の研磨液組成物と同様にして、比較例12の研磨液組成物を調製した。
Comparative Example 12
A polishing composition of Comparative Example 12 was prepared in the same manner as the polishing composition of Comparative Example 11 except that the inorganic phosphate or the source of the comparison target compound was not added.

[アルミナ粒子の体積平均粒子径(D50)の測定方法]
比較例11及び12の研磨液組成物の調製に使用したアルミナ粒子(砥粒)の体積平均粒子径(平均二次粒径)は、0.5%ポイズ530(花王社製;特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤)水溶液を分散媒とし、当該分散媒を下記測定装置内に投入し、続いて透過率が75〜95%になるようにサンプル(アルミナ粒子)を投入し、その後、5分間超音波を掛けた後、測定した。
測定機器 :堀場製作所製 レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 LA920
循環強度 :4
超音波強度:4
得られた体積分布粒径の累積体積頻度が50%となる粒径をアルミナ粒子の体積平均粒子径(D50)とし、平均二次粒径として表1に示した。
[Method of measuring volume average particle diameter (D50) of alumina particles]
The volume average particle diameter (average secondary particle diameter) of the alumina particles (abrasive particles) used in the preparation of the polishing composition of Comparative Examples 11 and 12 is 0.5% Poise 530 (manufactured by Kao; special polycarboxylic acid) Type polymer surfactant) aqueous solution is used as a dispersion medium, the dispersion medium is charged into the following measuring apparatus, and then a sample (alumina particles) is charged so that the transmittance is 75 to 95%, and then 5 After ultrasonication for a minute, it was measured.
Measuring equipment: Horiba, Ltd. Laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer LA920
Circulation strength: 4
Ultrasonic intensity: 4
The particle diameter at which the cumulative volume frequency of the obtained volume distribution particle diameter is 50% is defined as the volume average particle diameter (D50) of the alumina particles, and is shown in Table 1 as the average secondary particle diameter.

[アルミナ粒子のα化率及び結晶子サイズの測定方法]
アルミナスラリー20gを105℃で5時間乾燥させ、得られた乾燥物を乳鉢で解砕して粉末X線回折用サンプルを得た。各サンプルを粉末X線回折法にて分析し、104面におけるピーク面積をα化率99.9%のα―アルミナ(昭和電工社製、WA―1000)のピーク面積と比較した。粉末X線回折法による測定条件は下記のとおりとした。
(測定条件)
装置:(株)リガク製、粉末X線解析装置 RINT2500VC
X線発生電圧:40kV
放射線:Cu−Kα1線(λ=0.154050nm)
電流:120mA
Scan Speed:10度/分
測定ステップ:0.02度/分
α化率(%)=αアルミナ特有ピーク面積÷WA−1000のピーク面積×100
また、結晶子サイズは、得られた粉末X線回折スペクトルから、粉末X線回折装置付属の粉末X線回折パターン総合解析ソフトJADE(MDI社、シェラーの式による自動計算)を用いて算出した。上記ソフトによる算出処理は、上記ソフトの取扱説明書(Jade(Ver.5)ソフトウェア、取扱説明書 Manual No.MJ13133E02、理学電機〔株〕)に基づいて行った。
[Method for measuring the degree of alpha conversion and crystallite size of alumina particles]
20 g of the alumina slurry was dried at 105 ° C. for 5 hours, and the obtained dried product was crushed in a mortar to obtain a sample for powder X-ray diffraction. Each sample was analyzed by a powder X-ray diffraction method, and the peak area on the 104 side was compared with the peak area of α-alumina (manufactured by Showa Denko, WA-1000) having a degree of gelatinization of 99.9%. The measurement conditions by powder X-ray diffraction were as follows.
(Measurement condition)
Device: Powder X-ray analyzer RINT2500VC manufactured by Rigaku Corporation
X-ray generated voltage: 40kV
Radiation: Cu-Kα1 ray (λ = 0.154050 nm)
Current: 120 mA
Scan Speed: 10 ° / min Measurement step: 0.02 ° / min α conversion rate (%) = specific peak area of α-alumina ピ ー ク WA-1000 peak area × 100
In addition, the crystallite size was calculated from the obtained powder X-ray diffraction spectrum, using a powder X-ray diffraction pattern comprehensive analysis software JADE (MDI company, automatic calculation according to Schiller's equation) attached to the powder X-ray diffractometer. The calculation processing by the above software was performed based on the instruction manual of the above software (Jade (Ver. 5) software, instruction manual Manual No. MJ13133E02, Rigaku Denki Co., Ltd.).

<シリカ粒子の平均一次粒径の測定>
シリカ粒子の平均一次粒径は、下記の通り、電子顕微鏡(TEM)観察画像において測定される円相当径として求められる粒子径の数平均である。シリカ粒子を日本電子製透過型電子顕微鏡(TEM)(商品名「JEM-2000FX」、80kV、1〜5万倍)で観察した写真をパソコンにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト「WinROOF(Ver.3.6)」(販売元:三谷商事)を用いて1000〜2000個のシリカ粒子データについて1個1個のシリカ粒子の円相当径として求められる粒子径を求め、数平均により平均一次粒径を求めた。
<Measurement of Average Primary Particle Size of Silica Particles>
The average primary particle size of the silica particles is, as described below, a number average of particle sizes determined as equivalent circle diameters measured in an electron microscope (TEM) observation image. A photograph of silica particles observed with a transmission electron microscope (TEM) manufactured by JEOL Ltd. (trade name "JEM-2000FX", 80 kV, 1 to 50,000 magnifications) is taken into a computer as image data by a scanner, and analysis software "WinROOF (Ver The particle diameter determined as the equivalent circle diameter of one silica particle per 1000 to 2000 silica particle data is determined using “3.6.” (Sold by: Mitani Corporation), and the average primary particle diameter is determined by number average. I asked.

[シリカ粒子の平均二次粒径の測定]
シリカ粒子(砥粒)の平均二次粒径(分散粒径)は、動的光散乱(DLS)粒度分布計(マルバーン社製、ゼータサイザーナノS)を用いて下記の条件で測定し、得られる体積換算平均粒径を平均二次粒径(分散粒径)として求めた。
溶媒:水(屈折率1.333)
砥粒:コロイダルシリカ(屈折率1.45、減衰係数0.02)
測定温度:25℃
[Measurement of average secondary particle size of silica particles]
The average secondary particle size (dispersed particle size) of the silica particles (abrasive particles) is obtained by measurement under the following conditions using a dynamic light scattering (DLS) particle size distribution analyzer (manufactured by Malvern, Zetasizer Nano S). The volume conversion average particle diameter obtained was determined as an average secondary particle diameter (dispersed particle diameter).
Solvent: water (refractive index 1.333)
Abrasive grains: Colloidal silica (refractive index 1.45, damping coefficient 0.02)
Measurement temperature: 25 ° C

[シリカ粒子のBET比表面積の測定]
シリカ粒子の比表面積は、100℃で24時間乾燥させた粉末サンプルについて、測定サンプル約0.1gを測定セルに小数点以下4桁まで精量し、比表面積の測定直前に200℃の雰囲気下で30分間乾燥した後、比表面積測定装置(マイクロメリティック自動比表面積測定装置 フローソーブIII2305、(株)島津製作所製)を用いて窒素吸着法(BET法)により測定した。実施例1〜20、比較例1〜12の研磨液組成物の調製に用いたシリカ粒子のBET比表面積は40m2/gであった。
[Measurement of BET specific surface area of silica particles]
Regarding the specific surface area of the silica particles, about 0.1 g of the measurement sample is refined to 4 digits after the decimal point in the measurement cell for the powder sample dried at 100 ° C. for 24 hours, and immediately before the measurement of the specific surface area under an atmosphere of 200 ° C. After drying for 30 minutes, measurement was performed by a nitrogen adsorption method (BET method) using a specific surface area measurement device (Micromeritic automatic specific surface area measurement device Flowsorb III 2305, manufactured by Shimadzu Corporation). The BET specific surface area of the silica particle used for preparation of the polishing liquid composition of Examples 1-20 and Comparative Examples 1-12 was 40 m < 2 > / g.

[水溶性ビニル系ポリマー、ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物の重量平均分子量の測定]
上記重量平均分子量は、下記測定条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定した。
〔GPC条件〕
装置:HLC-8320 GPC(東ソー株式会社、検出器一体型)
カラム :GMPWXL+GMPWXL(アニオン)
溶離液 :0.2Mリン酸バッファー/CH3CN=9/1(体積比)
温度 :40℃
流速 :0.5mL/min
試料サイズ:5mg/mL
検出器 :RI
換算標準 :分子量既知の単分散ポリエチレングリコール
[Measurement of Weight Average Molecular Weight of Water-Soluble Vinyl Polymer, Water-Soluble Polymer Compound Containing Polyalkylene Oxide Skeleton]
The said weight average molecular weight was measured by the gel permeation chromatography (GPC) method in the following measurement conditions.
[GPC conditions]
Device: HLC-8320 GPC (Tosoh Corporation, detector integrated type)
Column: GMPWXL + GMPWXL (anion)
Eluent: 0.2 M phosphate buffer / CH3CN = 9/1 (volume ratio)
Temperature: 40 ° C
Flow rate: 0.5mL / min
Sample size: 5 mg / mL
Detector: RI
Conversion standard: Monodispersed polyethylene glycol of known molecular weight

<研磨液組成物のpH測定>
pHメーター(東亜電波工業社製、HM−30G)を用い、25℃にて研磨液組成物のpHを測定した。
<PH measurement of polishing composition>
The pH of the polishing composition was measured at 25 ° C. using a pH meter (HM-30G, manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.).

<研磨評価>
3インチのサファイア板(c面)に対して下記の研磨条件で、実施例1〜20、比較例1〜12の研磨液組成物を用いて、3時間循環研磨を行った。そして、サファイア板の研磨前後の重量変化を求め、サファイア密度(3.98g/cm3)、サファイア板面積(45.6cm2)から研磨速度(μm/h)を算出した。実施例1〜20、比較例1〜12の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例1の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「100」とした場合の相対値で、表1に示した。
<Abrasive evaluation>
Circulating polishing was performed for 3 hours using the polishing composition of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 12 on a sapphire plate (c surface) of 3 inches under the following polishing conditions. And the weight change before and behind grinding | polishing of a sapphire board was calculated | required, and the grinding | polishing speed (micrometer / h) was computed from sapphire density (3.98 g / cm < 3 >) and sapphire board area (45.6 cm < 2 >). The polishing rate in the case of using the polishing composition of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 12 is a relative value in the case of setting the polishing rate of the case of using the polishing composition of Comparative Example 1 to "100". And shown in Table 1.

(研磨条件)
片面研磨機(テクノライズ社製TR15M−TRK1、定盤径38cm)
不織布研磨パッド(ニッタハース社製SUBA800)
研磨荷重300g/cm2
定盤回転数120rpm
キャリア回転数120rpm
研磨液流量80mL/min(循環)
(Polishing conditions)
Single-side Polishing Machine (Technolize TR15M-TRK1, Plate diameter 38 cm)
Non-woven fabric polishing pad (Nita Hearth SUBA 800)
Polishing load 300g / cm 2
Plate rotation speed 120rpm
Carrier rotation speed 120rpm
Polishing fluid flow rate 80 mL / min (circulation)

[表面粗さの測定方法]
AFM(Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM)を用いて、以下に示す条件で、洗浄後のサファイア板の内周縁と外周縁との中央部分の異なる2箇所を測定し、中心線平均粗さAFM‐Raを測定した。2点の平均値を「表面粗さ」とし、表1に示した。値が小さいほど表面粗さの悪化が抑制されていることを示す。
〔AFMの測定条件〕
Mode: Tapping mode
Area: 5×5μm
Scan rate: 1.0Hz
Cantilever: OMCL−AC160TS−C3
Line: 512×512
[Method of measuring surface roughness]
Using AFM (Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM), measure the center line average roughness AFM-at two different places in the central part of the inner and outer peripheral edges of the sapphire plate after cleaning under the conditions shown below. Ra was measured. The average value of the two points is shown as “surface roughness” and is shown in Table 1. The smaller the value is, the more the deterioration of the surface roughness is suppressed.
[Measurement conditions of AFM]
Mode: Tapping mode
Area: 5 × 5 μm
Scan rate: 1.0 Hz
Cantilever: OMCL-AC160TS-C3
Line: 512 × 512

Figure 0006425992
Figure 0006425992

表1に示されるように、実施例の研磨液組成物を用いた場合、比較例の研磨液組成物を用いる場合よりも、高速研磨と低表面粗さとの両立が行える。   As shown in Table 1, when the polishing composition of the example is used, both high-speed polishing and low surface roughness can be achieved, compared to the case of using the polishing composition of the comparative example.

以上説明した通り、本発明の研磨液組成物を用いた被研磨サファイア板の研磨において、研磨速度が速く、研磨後のサファイア板について良好な表面平滑性が担保されている。したがって、本発明の研磨液組成物を用いれば、例えば、LEDの製造やスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスの製造に使用されるサファイア板等の生産性が向上する。   As explained above, in the polishing of a sapphire plate to be polished using the polishing composition of the present invention, the polishing rate is high, and good surface smoothness is ensured for the sapphire plate after polishing. Therefore, using the polishing composition of the present invention, for example, the productivity of a sapphire plate or the like used for manufacturing an LED or a cover glass of a portable terminal device such as a smartphone can be improved.

Claims (7)

シリカ粒子と、
無機リン酸塩と、
溶性ビニル系ポリマー、及びポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物から選ばれる1種以上の添加剤と、を含み、
前記シリカ粒子と前記無機リン酸塩の含有量比[シリカ粒子の含有量/無機リン酸塩の含有量]が2以上10000以下である、
25℃におけるpHが8以上の、サファイア板用研磨液組成物。
Silica particles,
Inorganic phosphate,
Water-soluble vinyl polymers, and viewed including the one or more additives selected from water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide backbone and,
The content ratio of the silica particles to the inorganic phosphate [content of silica particles / content of inorganic phosphate] is 2 or more and 10000 or less.
Polishing liquid composition for sapphire boards whose pH at 25 ° C is 8 or more.
前記無機リン酸塩が、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩である、請求項1に記載のサファイア板用研磨液組成物。 The polishing solution according to claim 1, wherein the inorganic phosphate is at least one inorganic phosphate selected from the group consisting of orthophosphate, phosphite and hypophosphite. Composition. 前記無機リン酸塩が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩からなる群から選ばれる1種以上の無機リン酸塩である、請求項1又は2に記載のサファイア板用研磨液組成物。   The polishing solution according to claim 1 or 2, wherein the inorganic phosphate is at least one inorganic phosphate selected from the group consisting of alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and ammonium salts. Composition. 前記水溶性ビニル系ポリマーが、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、及びn-ポリビニルホルムアミドから選ばれる一種以上の化合物である請求項1からのいずれか1項に記載のサファイア板用研磨液組成物。 The polishing liquid composition for a sapphire plate according to any one of claims 1 to 3 , wherein the water-soluble vinyl polymer is one or more compounds selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone and n-polyvinyl formamide. 前記ポリアルキレンオキサイド骨格を含む水溶性高分子化合物が、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、及びエチレングリコールとプロピレングリコールの共重合体から選ばれる少なくとも一種の化合物である、請求項1からのいずれか1項に記載のサファイア板用研磨液組成物。 The water-soluble polymer compound containing a polyalkylene oxide skeleton is at least one compound selected from polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), and a copolymer of ethylene glycol and propylene glycol. The polishing liquid composition for sapphire plates of any one of 4 . 被研磨サファイア板に対して、請求項1からのいずれか1項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板
の製造方法。
The manufacturing method of a sapphire board including the process of supplying the polish liquid composition for sapphire boards given in any 1 paragraph of Claims 1 to 5 to a polish sapphire board, and grinding the above-mentioned sapphire board for polish. .
被研磨サファイア板に対して、請求項1からのいずれか1項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。 A sapphire plate to be polished comprising the step of supplying the polishing liquid composition for a sapphire plate according to any one of claims 1 to 5 to a sapphire plate to be polished, and polishing the sapphire plate to be polished. Polishing method.
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