RU2646938C2 - Полировальная композиция - Google Patents
Полировальная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646938C2 RU2646938C2 RU2015139807A RU2015139807A RU2646938C2 RU 2646938 C2 RU2646938 C2 RU 2646938C2 RU 2015139807 A RU2015139807 A RU 2015139807A RU 2015139807 A RU2015139807 A RU 2015139807A RU 2646938 C2 RU2646938 C2 RU 2646938C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polishing
- colloidal silica
- polishing composition
- silica particles
- acid
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 232
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 103
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 97
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims abstract description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 39
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 11
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 5
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 5
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- -1 salt compound Chemical class 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- RMIODHQZRUFFFF-UHFFFAOYSA-N methoxyacetic acid Chemical compound COCC(O)=O RMIODHQZRUFFFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexanoic acid Chemical compound CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 2-furoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CO1 SMNDYUVBFMFKNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IHCCAYCGZOLTEU-UHFFFAOYSA-N 3-furoic acid Chemical compound OC(=O)C=1C=COC=1 IHCCAYCGZOLTEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dicarboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)O1 CHTHALBTIRVDBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-N isocaproic acid Chemical compound CC(C)CCC(O)=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- LCPDWSOZIOUXRV-UHFFFAOYSA-N phenoxyacetic acid Chemical compound OC(=O)COC1=CC=CC=C1 LCPDWSOZIOUXRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N pimelic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylbutanoic acid Chemical compound CCC(CC)C(O)=O OXQGTIUCKGYOAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLAMNBDJUVNPJU-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutyric acid Chemical compound CCC(C)C(O)=O WLAMNBDJUVNPJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVKMFSAVYPAZTQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylhexanoic acid Chemical compound CCCCC(C)C(O)=O CVKMFSAVYPAZTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MLMQPDHYNJCQAO-UHFFFAOYSA-N 3,3-dimethylbutyric acid Chemical compound CC(C)(C)CC(O)=O MLMQPDHYNJCQAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIDDFPFGMDDOLO-UHFFFAOYSA-N 5-fluoro-1-(1-oxothiolan-2-yl)pyrimidine-2,4-dione Chemical compound O=C1NC(=O)C(F)=CN1C1S(=O)CCC1 JIDDFPFGMDDOLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- QEVGZEDELICMKH-UHFFFAOYSA-N Diglycolic acid Chemical compound OC(=O)COCC(O)=O QEVGZEDELICMKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 1
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 229940121375 antifungal agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 150000004982 aromatic amines Chemical class 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 1
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N hexane carboxylic acid Natural products CCCCCCC(O)=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJJLJRQIPMGXEZ-UHFFFAOYSA-N tetrahydro-2-furoic acid Chemical compound OC(=O)C1CCCO1 UJJLJRQIPMGXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- UAXOELSVPTZZQG-UHFFFAOYSA-N tiglic acid Natural products CC(C)=C(C)C(O)=O UAXOELSVPTZZQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
- B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/20—Aluminium oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Представлена полировальная композиция, с помощью которой можно полировать сапфировую подложку, имеющую неполярную плоскость или полуполярную плоскость, с высокой скоростью полирования. Изобретение представляет полировальную композицию, используемую в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, причем полировальная композиция содержит частицы коллоидного кремнезема и воду, в которой значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более и 3,0 или менее. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к полировальной композиции, и более конкретно, к полировальной композиции, используемой в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В качестве способа обработки сапфира, применяемого как материал подложки, когда изготавливают светоизлучающие диоды (LED) или электронные устройства, как правило, используют следующий метод. Выполняют процесс вскрытия кристаллографической плоскости выращенного кристалла сапфира, процесс шлифования наружного периметра, процесс ориентированного плоского шлифования и процесс резки и затем вырезанный фрагмент прошлифовывают до предварительно заданной толщины, достигаемой с добавлением припуска на полирование, до целевой конечной толщины подложки с использованием устройства для шлифования поверхности. После этого выполняют процесс полирования прошлифованной поверхности сапфировой подложки. Сапфировая подложка имеет различные свойства в зависимости от ориентации ее кристаллографической плоскости, и можно выбрать подложку, имеющую более подходящую ориентацию кристаллографической плоскости сообразно варианту ее применения. Например, известно, что полярная плоскость, такая как С-плоскость, или полуполярная плоскость, такая как R-плоскость, пригодна для применения в качестве материала подложки для выращивания кристаллов, таких как материалы светоизлучающих диодов (LED) или электронных устройств, и неполярная плоскость, такая как А-плоскость или М-плоскость, пригодна для применения в качестве подложки для тонкой пленки или для обеспечения точности хода хронометра, для чего требуется безупречная подложка с высокой твердостью. Однако сапфир имеет очень стабильные химические свойства, то есть сапфир исключительно устойчив к воздействию кислоты или щелочи, и имеет твердость на втором месте после алмаза. По этой причине в процессе полирования доведение поверхности сапфировой подложки до желательной степени шероховатости или гладкости достигается с использованием материала с высокой твердостью, такого как алмаз, в качестве абразивного шлифовального зерна. Однако, поскольку имеется обусловленное обработкой повреждение поверхности сапфировой подложки, которая была подвергнута обработке в вышеописанных процессах резки или шлифования, и существует необходимость в удалении поверхностного слоя, имеющего такое повреждение, чтобы получить гладкую поверхность, полирование сапфировой подложки требует значительной продолжительности обработки. Из таких соображений, в отношении полировальной композиции, используемой в варианте применения с полированием сапфировой подложки, важно добиваться снижения стоимости абразивного шлифовального зерна и повышения скорости полирования.
[0003] Патентный документ JP 2008-531319 W (US 2006/196849 А) представляет способ полирования поверхности (например, С-плоскости или R-плоскости) сапфировой подложки с помощью полировальной пасты, которая содержит предварительно заданное количество неорганического абразивного материала, такого как коллоидный кремнезем, диспергированный в водной среде, содержащей достаточное количество растворенного в ней солевого соединения в качестве добавки, и имеет щелочное значение рН. Согласно этому скорость удаления сапфира повышается примерно на 45% по сравнению с полировальной пастой, которая не содержит солевое соединение.
[0004] Кроме того, патентный документ JP 2008-44078 А раскрывает полировальную композицию, содержащую коллоидный кремнезем с относительно высокой концентрацией, которую используют для выглаживания поверхности сапфировой подложки, и способ полирования с ее применением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Однако, когда полировальные композиции, описанные в вышеуказанных патентных документах JP 2008-531319 W (US 2006/196849 А) и JP 2008-44078 А, используют для полирования сапфировых подложек, в частности сапфировых подложек, имеющих неполярную плоскость (например, А-плоскость или М-плоскость) или полуполярную плоскость (например, R-плоскость), то, по сравнению с сапфировой подложкой, имеющей полярную плоскость (например, С-плоскость), эти сапфировые подложки имеют относительно высокую твердость, и выполнение обработки таких сапфировых подложек полированием оказывается затруднительным. Соответственно, возникает проблема в том, что достаточно высокая скорость полирования не может быть достигнута.
[0006] Изобретение было выполнено на основе описанных выше обнаруженных фактов, и его цель состоит в создании полировальной композиции, с помощью которой можно полировать сапфировую подложку, имеющую неполярную плоскость или полуполярную плоскость, с высокой скоростью полирования.
[0007] Авторы настоящего изобретения провели обстоятельные исследования, чтобы разрешить вышеуказанные проблемы. В результате они обнаружили, что вышеуказанные проблемы могли бы быть разрешены с помощью полировальной композиции, содержащей частицы коллоидного кремнезема, в которых значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр его частиц (единица: нм), то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более и 3,0 или менее. Поэтому изобретение было выполнено на основе вышеописанного обнаруженного научного факта.
[0008] То есть настоящее изобретение представляет полировальную композицию, используемую в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, и полировальная композиция содержит: частицы коллоидного кремнезема и воду, причем значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более, и 3,0 или менее.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Настоящее изобретение представляет полировальную композицию, используемую в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, и полировальная композиция содержит: частицы коллоидного кремнезема и воду, причем значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более, и 3,0 или менее. Полировальной композицией согласно изобретению, имеющей такую конфигурацию, можно полировать сапфировую подложку, имеющую неполярную плоскость или полуполярную плоскость, с высокой скоростью полирования.
[0010] Авторы настоящего изобретения провели обстоятельные исследования частиц коллоидного кремнезема, которые обеспечивают высокую скорость полирования в отношении сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, и в результате нашли, что скорость полирования могла бы быть повышена путем регулирования значения, полученного делением удельной площади поверхности частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр его частиц. Механизм этого действия еще не является достаточно ясным, но может быть оценен следующим образом. Известно, что полирование сапфировой подложки выполняется в результате твердофазного взаимодействия между абразивными шлифовальными зернами и сапфировой подложкой. Например, при сравнении скорости полирования в случае полирования А-плоскости, которая представляет собой неполярную плоскость, со скоростью полирования в случае полирования С-плоскости, которая представляет собой полярную плоскость, когда полирование выполняют с использованием такой же полировальной композиции, скорость полирования в случае А-плоскости является более низкой, чем скорость в случае С-плоскости, и тем самым можно было бы заключить, что А-плоскость полируется в меньшей степени сравнительно с С-плоскостью. Это обусловлено тем, что А-плоскость отличается более выраженным отталкиванием воды по сравнению с С-плоскостью, когда отполированную А-плоскость промывают и затем обследуют. По этой причине предполагается, что А-плоскость во время полирования становится гидрофобной. Когда в полировальную композицию добавляют смачивающий агент, такой как водорастворимый полимер, чтобы разрешить вышеуказанную проблему, и предполагается улучшение смачиваемости поверхности подложки, происходит агрегирование абразивных шлифовальных зерен, или проявляется проскальзывание абразивных шлифовальных зерен относительно поверхности сапфировой подложки. Соответственно этому проявляется тенденция к ухудшению эффективности полирования.
[0011] Поэтому, чтобы отполировать неполярную плоскость или полуполярную плоскость сапфировой подложки с высокой скоростью полирования, необходимо оптимизировать форму шероховатости поверхностей частиц коллоидного кремнезема, служащих в качестве абразивных шлифовальных зерен, или гранулометрический состав частиц коллоидного кремнезема, подаваемых между полировальным кругом и сапфировой подложкой. Абразивные шлифовальные зерна во время полирования прижимаются к подложке рабочим давлением полировального устройства, и затем абразивные шлифовальные зерна вступают в твердофазное взаимодействие с поверхностью подложки. Участок, размягченный в результате твердофазного взаимодействия, удаляется силами трения с абразивными шлифовальными зернами. В ситуации, когда на поверхностях абразивных шлифовальных зерен присутствуют многообразные неровности, предполагается, что твердофазное взаимодействие между абразивными шлифовальными зернами и сапфировой подложкой проводится с большей эффективностью. Кроме того, в случае, где велико аспектное отношение абразивных шлифовальных зерен, возрастает сила трения абразивных шлифовальных зерен, и тем самым продукты, образованные в результате твердофазного взаимодействия, могут быть удалены более эффективно. Когда на поверхностях абразивных шлифовальных зерен имеются многочисленные неровности, то даже в случае одинакового среднечисленного диаметра частиц абразивных шлифовальных зерен предполагается повышенной удельная площадь их поверхности. Соответственно этому предполагается, что абразивные шлифовальные зерна, имеющие большее значение удельной площади поверхности абразивных шлифовальных зерен относительно среднечисленного диаметра их частиц, являются более пригодными для полирования сапфировой подложки. Однако удельная площадь поверхности также возрастает при увеличении количества мелких частиц, но в случае, где мелкие частицы содержатся в чрезмерном количестве, создаваемое абразивными шлифовальными зернами рабочее давление рассеивается, и тем самым твердофазное взаимодействие становится слабым. Поэтому считается, что ухудшается эффективность полирования. Соответственно, можно прийти к выводу, что существует надлежащий диапазон значений удельной площади поверхности абразивных шлифовальных зерен относительно среднечисленного диаметра их частиц. Кроме того, эта тенденция отличается от ситуации с С-плоскостью, которая является полярной плоскостью, и можно сказать, что рассматриваемая тенденция безусловно отличается от ситуации в прототипе.
[0012] Далее будет подробно описана конфигурация полировальной композиции согласно изобретению.
[0013]
[Полируемый предмет]
Полируемый предмет согласно изобретению представляет собой сапфировую подложку, имеющую неполярную плоскость, такую как А-плоскость или М-плоскость, или полуполярную плоскость, такую как R-плоскость. Среди них предпочтительна сапфировая подложка, имеющая неполярную плоскость, и более предпочтительна сапфировая подложка, имеющая А-плоскость.
[0014]
[Частицы коллоидного кремнезема]
Частицы коллоидного кремнезема согласно изобретению используют в качестве абразивных шлифовальных зерен, и значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более, и 3,0 или менее.
[0015] Типы частиц коллоидного кремнезема не являются конкретно ограниченными, но могут быть использованы любые типы, полученные разнообразными известными способами изготовления. Кроме того, в качестве частиц коллоидного кремнезема могут быть применены имеющиеся в продаже на рынке продукты. Примеры продуктов промышленного производства включают коллоидный кремнезем, производимый фирмами Nissan Chemical Industries, Ltd., JGC Catalysts and Chemicals Ltd., NIPPON CHEMICAL INDUSTRIAL CO., LTD., FUSO CHEMICAL CO., LTD., ADEKA CORPORATION, Akzo Nobel Co., Ltd., AZ Electronic Materials, Nalco Chemical Company, или W.R. Grace & Co.-Conn. Кроме того, когда готовят частицы коллоидного кремнезема двух или более типов, изготовленные различными способами или производителями, как описано выше, и затем смешивают их между собой в произвольном соотношении, могут быть получены предпочтительные частицы коллоидного кремнезема.
[0016] На удельную площадь поверхности частиц коллоидного кремнезема влияет форма поверхности или количество пор, в дополнение к диаметру или форме первичной частицы, и, в частности, когда в большом количестве содержатся тонкодисперсные компоненты или на поверхностях частиц имеются многочисленные неровности или поры, значение удельной площади поверхности возрастает. Нижний предел удельной площади поверхности частиц коллоидного кремнезема согласно изобретению предпочтительно составляет 40 м2/г или более и более предпочтительно 45 м2/г или более. Кроме того, верхний предел удельной площади поверхности частиц коллоидного кремнезема согласно изобретению предпочтительно составляет 90 м2/г или менее, более предпочтительно 85 м2/г или менее, еще более предпочтительно 65 м2/г или менее и в особенности предпочтительно 60 м2/г или менее. Когда значение удельной площади поверхности находится в пределах вышеуказанных диапазонов, легко достигается более высокая скорость полирования. В этой связи, значение удельной площади поверхности частиц коллоидного кремнезема может быть получено методом адсорбции азота (методом BET, Брунауэра-Эммета-Теллера, БЭТ).
[0017] Среднечисленный диаметр частиц коллоидного кремнезема в особенности определяется размерами частиц. Нижний предел среднечисленного диаметра частиц коллоидного кремнезема предпочтительно составляет 25 нм или более, более предпочтительно 30 нм или более, еще более предпочтительно 35 нм или более и в особенности предпочтительно 50 нм или более. Кроме того, верхний предел среднечисленного диаметра частиц коллоидного кремнезема предпочтительно составляет 70 нм или менее и более предпочтительно 65 нм или менее. Когда значение среднечисленного диаметра частиц находится в пределах вышеуказанных диапазонов, легко достигается высокая скорость полирования. В частности, среднечисленный диаметр частиц коллоидного кремнезема рассчитывают, например, по изображению, наблюдаемому с использованием сканирующего электронного микроскопа, в результате анализа изображений с использованием общеизвестного пакета программ для анализа изображений.
[0018] В изобретении значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет 0,5 или более и 3,0 или менее. Когда полученное делением значение, то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, составляет менее 0,5, возникает проблема в том, что достаточная скорость полирования не может быть достигнута или полирование является нестабильным вследствие повышения сопротивления полированию. С другой стороны, когда значение составляет более 3,0, достаточная скорость полирования не достигается, и это обусловливается недостаточным контактом между абразивными шлифовальными зернами и подложкой. Значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр его частиц (единица: нм), то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, предпочтительно составляет 0,7 или более. Кроме того, значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр его частиц (единица: нм), то есть удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц, предпочтительно составляет 2,0 или менее, более предпочтительно 1,8 или менее и еще более предпочтительно 1,5 или менее.
[0019] Когда размер частиц при 3%-ной предельной точке размеров более мелких частиц обозначают как D3 и размер частиц при 97%-ной предельной точке размеров более мелких частиц обозначают как D97, в интегральном коэффициенте распределения частиц коллоидного кремнезема значение, полученное делением D97 на D3, то есть (D97/D3), предпочтительно составляет 2,0 или более, более предпочтительно 2,5 или более и еще более предпочтительно 3,0 или более.
[0020] Описанное выше соотношение «D97/D3» показывает ширину распределения по размерам частиц коллоидного кремнезема. Когда его значение составляет 2,0 или более, полирование в результате твердофазного взаимодействия между частицами коллоидного кремнезема и сапфировой подложкой выполняется более благоприятным образом.
[0021] Кроме того, описанное выше соотношение «D97/D3» предпочтительно составляет 10 или менее и более предпочтительно 7 или менее.
[0022] Описанные выше величины D3 и D97 рассчитывают, например, по изображению, наблюдаемому с использованием сканирующего электронного микроскопа, в результате анализа изображений с использованием общеизвестного пакета программ для анализа изображений.
[0023] Аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема согласно изобретению предпочтительно составляет 1,10 или более и более предпочтительно 1,12 или более. Кроме того, аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема согласно изобретению предпочтительно составляет 1,25 или менее и более предпочтительно 1,20 или менее. Когда аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема находится в пределах вышеуказанных диапазонов, трение между частицами коллоидного кремнезема и сапфировой подложкой дополнительно возрастает, и тем самым благоприятным образом проводится твердофазное взаимодействие между частицами коллоидного кремнезема и сапфировой подложкой.
[0024] Аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема может быть получено, например, анализом изображений с использованием электронного микроскопа. Более конкретно, предварительно заданное число (например, в целом 1000 частиц (= 100 частиц на одно поле зрения × 10 полей зрения)) частиц наблюдают с использованием сканирующего электронного микроскопа и вычерчивают минимальный прямоугольник, который оконтуривает каждую частицу. Затем аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема может быть определено расчетом значений, полученных делением длины длинной стороны (значение длинного диаметра) на длину короткой стороны (значение короткого диаметра) прямоугольника, вычерченного относительно изображения каждой частицы, и расчетом его среднего значения. В этой связи расчет аспектного отношения на основе процесса анализа изображений этим путем может быть выполнен с использованием общеизвестного пакета программ для анализа изображений.
[0025] Нижний предел содержания частиц коллоидного кремнезема в полировальной композиции согласно изобретению предпочтительно составляет 1% по массе или более и более предпочтительно 2% по массе или более. Когда нижний предел содержания частиц коллоидного кремнезема составляет величину в вышеуказанных диапазонах, легко достигается высокая скорость полирования.
[0026] Кроме того, верхний предел содержания частиц коллоидного кремнезема в полировальной композиции согласно изобретению предпочтительно составляет 40% по массе или менее и более предпочтительно 30% по массе или менее. Когда верхний предел содержания частиц коллоидного кремнезема составляет величину в вышеуказанных диапазонах, легко получается поверхность с меньшим процарапыванием от полирования при использовании полировальной композиции, со снижением в то же время затрат на изготовление полировальной композиции.
[0027] Полировальная композиция согласно изобретению может содержать иные абразивные шлифовальные зерна, нежели описанные выше частицы коллоидного кремнезема. Примеры других абразивных шлифовальных зерен включают кремнезем, такой как пирогенный кремнезем, иные, нежели частицы коллоидного кремнезема, частицы оксида алюминия, оксида циркония, оксида церия и оксида титана. Здесь доля других абразивных шлифовальных зерен в полировальной композиции предпочтительно является низкой, и более предпочтительно, чтобы она по существу не содержала иных абразивных шлифовальных зерен, нежели частицы коллоидного кремнезема.
[0028]
[Вода]
Полировальная композиция согласно изобретению содержит воду в качестве дисперсионной среды или растворитель, используемый для диспергирования или растворения каждого из компонентов. Из соображений подавления или предотвращения действий других компонентов, предпочтительна вода, которая по возможности не содержит примеси, и более конкретно, предпочтительной является чистая вода, сверхчистая вода или дистиллированная вода, из которой посторонние вещества удалены пропусканием через фильтр после удаления примесных ионов с помощью ионообменной смолы.
[0029]
[Другие компоненты]
Полировальная композиция согласно изобретению может дополнительно содержать другие компоненты, сообразно необходимости, такие как добавки, назначением которых является дополнительное повышение скорости полирования, такие как комплексообразователи, травильные средства и окислитель, добавки для придания поверхности сапфировой подложки гидрофильности или диспергирующего действия, консерванты, противогрибковые препараты, ингибиторы коррозии, хелатирующие реагенты, диспергаторы для улучшения диспергируемости абразивных шлифовальных зерен, вспомогательные диспергирующие добавки для облегчения повторного диспергирования агрегатов абразивных шлифовальных зерен и регуляторы величины рН.
[0030] Здесь, когда вводят добавки для придания поверхности сапфировой подложки гидрофильности или диспергирующего действия, диспергаторы или вспомогательные диспергирующие добавки, подавляется обработка в результате твердофазного взаимодействия частиц коллоидного кремнезема с сапфировой подложкой, и тем самым возникает такая проблема, что не может быть достигнута предпочтительная скорость полирования. По этой причине, когда вносят такие добавки, добавляемые количества их предпочтительно являются меньшими, чем 1% по массе, более предпочтительно меньше 0,5% по массе и еще более предпочтительно менее 0,1% по массе, относительно полировальной композиции.
[0031] Далее будет описан регулятор величины рН в качестве одного из предпочтительных других компонентов.
[0032]
[Регулятор величины рН]
Предпочтительно, чтобы полировальная композиция согласно изобретению содержала регулятор величины рН. Регулятор величины рН корректирует значение рН полировальной композиции. Согласно этому можно контролировать скорость полирования сапфировой подложки, дисперсность частиц коллоидного кремнезема или тому подобное. Регулятор величины рН может быть использован как единственный или в сочетании двух или более типов его.
[0033] В качестве регулятора величины рН могут быть использованы известные кислоты, основания или их соли. Конкретные примеры кислот, которые могут быть применены в качестве регулятора величины рН, включают неорганические кислоты, такие как соляная кислота, серная кислота, азотная кислота, фтористоводородная кислота, борная кислота, угольная кислота, фосфорноватая кислота, фосфористая кислота и фосфорная кислота; и органические кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, валериановая кислота, 2-метилмасляная кислота, н-капроновая кислота, 3,3-диметилмасляная кислота, 2-этилмасляная кислота, 4-метилвалериановая кислота, н-энантовая кислота, 2-метилкапроновая кислота, н-каприловая кислота, 2-этилкапроновая кислота, бензойная кислота, гликолевая кислота, салициловая кислота, глицериновая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, малеиновая кислота, фталевая кислота, яблочная кислота, винная кислота, лимонная кислота, молочная кислота, дигликолевая кислота, 2-фуранкарбоновая кислота, 2,5-фурандикарбоновая кислота, 3-фуранкарбоновая кислота, 2-тетрагидрофуранкарбоновая кислота, метоксиуксусная кислота, метоксифенилуксусная кислота и феноксиуксусная кислота. Когда в качестве регулятора величины рН применяют неорганические кислоты, в частности особенно предпочтительна серная кислота, азотная кислота или фосфорная кислота, с точки зрения улучшения скорости полирования. Когда в качестве регулятора величины рН используют органические кислоты, предпочтительными являются гликолевая кислота, янтарная кислота, малеиновая кислота, лимонная кислота, винная кислота, яблочная кислота, глюконовая кислота и итаконовая кислота.
[0034] Примеры оснований, которые могут быть применены в качестве регулятора величины рН, включают амины, такие как алифатический амин и ароматический амин, органические основания, такие как гидроксид четвертичного аммония, гидроксиды щелочных металлов, такие как гидроксид калия, гидроксиды щелочноземельных металлов, гидроксид тетраметиламмония, и аммиак. Среди них по соображениям легкодоступности предпочтительны гидроксид калия или аммиак.
[0035] Кроме того, в качестве регулятора величины рН могут быть использованы соли, такие как соль аммония и соль щелочного металла с описанными выше кислотами, либо вместо вышеописанных кислот, либо в комбинации с вышеуказанными кислотами. В частности, в случае, где применяют слабую кислоту в комбинации с сильным основанием, используют сильную кислоту в комбинации со слабым основанием, или применяют слабую кислоту в комбинации со слабым основанием, может быть ожидаемым проявление рН-буферного действия.
[0036] Количество добавляемого регулятора величины рН не является конкретно ограниченным, но может быть надлежащим образом скорректировано так, чтобы полировальная композиция имела желательное значение рН.
[0037] Нижний предел значения рН полировальной композиции согласно изобретению предпочтительно составляет 5 или выше, и более предпочтительно 7 или выше. Когда значение рН полировальной композиции возрастает, улучшается дисперсность частиц коллоидного кремнезема в качестве абразивных шлифовальных зерен.
[0038] Кроме того, верхний предел значения рН полировальной композиции согласно изобретению предпочтительно составляет 11 или ниже и более предпочтительно 10 или ниже. Когда значение рН полировальной композиции снижается, дополнительно улучшаются дисперсность частиц коллоидного кремнезема, безопасность композиции, экономическая эффективность композиции или тому подобные. Верхний предел значения рН более предпочтительно составляет 11 или ниже, из соображений сокращения (или предотвращения) возникновения царапин.
[0039]
[Способ получения полировальной композиции]
Способ получения полировальной композиции согласно изобретению не является конкретно ограниченным, но, например, полировальная композиция может быть получена смешением частиц коллоидного кремнезема и, сообразно необходимости, других компонентов, таких как регулятор величины рН, в воде при перемешивании.
[0040] Порядок смешения каждого из компонентов, температура во время смешения и продолжительность смешения не являются конкретно ограниченными.
[0041]
[Способ полирования и способ изготовления сапфировой подложки]
Как было описано выше, полировальную композицию согласно изобретению предпочтительно используют в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость (например, А-плоскость или М-плоскость) или полуполярную плоскость (например, R-плоскость). Поэтому изобретение состоит в создании способа полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, с использованием полировальной композиции согласно изобретению. Кроме того, изобретение направлено на создание способа изготовления сапфировой подложки, причем способ включает стадию, в которой проводят полирование сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, способом полирования.
[0042] Когда сапфировую подложку полируют с использованием полировальной композиции согласно изобретению, могут быть применены стандартные устройства и условия, используемые при полировании сапфировой подложки. В качестве стандартных полировальных устройств приведены примеры устройства для одностороннего полирования или устройства для двухстороннего полирования. В устройстве для одностороннего полирования одну поверхность подложки полируют таким образом, что подложка удерживается с использованием крепежной оправки, называемой носителем, которая присоединена к крепежной планке, которая представляет собой керамическую пластину или тому подобную, шабровочная пластина с присоединенным к ней абразивным полотном прижимается к одной поверхности подложки, и затем шабровочная пластина вращается при одновременной подаче полировальной композиции. Поскольку нагрузка при полировании может быть повышенной и сапфировая подложка может быть закреплена на крепежной планке при обработке с использованием устройства для одностороннего полирования, может быть усилена адгезия между подложкой и абразивными шлифовальными зернами. По этой причине эффективно реализуется твердофазное взаимодействие между предметом и абразивными шлифовальными зернами, и эффективность полирования может быть улучшена, даже когда среднечисленный диаметр частиц является малым. В устройстве для двухстороннего полирования обе поверхности подложки полируют таким образом, что подложка удерживается с использованием крепежной оправки, называемой носителем, каждая из шабровочных пластин с присоединенным к ним абразивным полотном прижимается к противолежащим поверхностям подложки, и затем эти шабровочные пластины вращаются в соответствующем направлении, тогда как полировальная композиция подается с верхней стороны. В случае обработки с использованием устройства для двухстороннего полирования существуют ограничения в отношении нагрузки для полирования в плане конфигурации устройства, и тем самым большая нагрузка не может быть приложена. Сапфировая подложка не полностью зафиксирована на носителе, и тем самым нагрузка для полирования может распределяться. По этой причине, чтобы эффективно проводить твердофазное взаимодействие между подложкой и абразивными шлифовальными зернами и в достаточной мере достигать эффективного полирования, предпочтительно, чтобы среднечисленный диаметр частиц был относительно большим. С другой стороны, в отношении устройства для двухстороннего полирования можно полагать, что может быть ожидаемым улучшение эффективности полирования благодаря силе трения в результате того обстоятельства, что абразивные шлифовальные зерна являются шероховатыми. Как бы то ни было, поскольку полирование выполняется физическим воздействием в результате трения между полировальным кругом, полировальной композицией и подложкой и химическим воздействием полировальной композиции на подложку, важным является эффективное выполнение твердофазного взаимодействия между подложкой и абразивными шлифовальными зернами.
[0043] В качестве примера условий полирования в способе полирования согласно изобретению приводится нагрузка при полировании. Как правило, чем выше нагрузка, тем большей становится сила трения абразивных шлифовальных зерен. Таким образом, улучшается механическая обрабатываемость, и тем самым повышается скорость полирования. Нижний предел нагрузки в способе полирования согласно изобретению не является конкретно ограниченным, но предпочтительно составляет 50 г/см2 или более, более предпочтительно 100 г/см2 или более и еще более предпочтительно 300 г/см2 или более, в расчете на единицу площади подложки. С другой стороны, верхний предел нагрузки не является конкретно ограниченным, но предпочтительно составляет 1000 г/см2 или менее, более предпочтительно 800 г/см2 или менее и еще более предпочтительно 600 г/см2 или менее. Когда нагрузка при полировании мала, в некоторых случаях достаточная скорость полирования может быть не обеспечена. Кроме того, когда нагрузка при полировании велика, в некоторых случаях может происходить повреждение подложки и возникновение поверхностных дефектов, таких как обусловленные нагрузкой царапины.
[0044] Кроме того, примером условий полирования в способе полирования согласно изобретению может быть названа линейная скорость при полировании. Линейная скорость обычно определяется числом оборотов полировального круга, числом оборотов носителя, размерами подложки, числом подложек, и тому подобными факторами. Поскольку более высокая линейная скорость ведет к повышению силы трения, приложенной к подложке, усиливается механическое полирующее действие на кромках. В дополнение, в результате трения выделяется теплота трения, и теплота трения может стимулировать химическое действие полировальной композиции. Нижний предел линейной скорости в способе полирования согласно изобретению не является конкретно ограниченным, но предпочтительно составляет 10 м/мин или более и более предпочтительно 25 м/мин. С другой стороны, верхний предел линейной скорости в способе полирования согласно изобретению не является конкретно ограниченным, но предпочтительно составляет 300 м/мин или менее и более предпочтительно 200 м/мин или менее. Когда линейная скорость является низкой, достаточная скорость полирования в некоторых случаях может быть не достигнута. Кроме того, когда линейная скорость высока, то в некоторых случаях полировальный круг может быть поврежден в результате трения подложки, или, наоборот, трение не может быть в достаточной степени передаваться на подложку, и тем самым полирование не может быть в достаточной мере выполнено вследствие так называемого состояния проскальзывания подложки.
[0045] Полировальный круг, применяемый в способе полирования согласно изобретению, не является конкретно ограниченным, но могут быть применены полировальные круги, изготовленные из различных материалов, например типа полиуретана, типа нетканого материала и типа замши, любые полировальные круги с разнообразными физическими свойствами, такими как твердость и толщина, и полировальные круги, содержащие абразивные шлифовальные зерна, полировальные круги без абразивных шлифовальных зерен, или тому подобные.
[0046] Когда сапфировую подложку полируют с использованием описанной выше полировальной композиции, полировальный материал, который был однократно применен для полирования, регенерируется и затем может быть использован повторно в полировании. В качестве одного примера способа повторного использования полировальной композиции, приводится способ регенерации полировальной композиции, выведенной из полировального устройства в резервуар, и использования регенерированной полировальной композиции с возвращением ее в полировальное устройство. Циклическое использование полировальной композиции полезно в том отношении, что может быть снижена нагрузка на окружающую среду в результате сокращения количества полировальной композиции, выводимой в виде жидких отходов, и производственные затраты на полирование сапфировой подложки могут быть снижены благодаря уменьшению количества применяемой полировальной композиции.
[0047] Когда полировальную композицию регенерируют для повторного использования, частицы коллоидного кремнезема и некоторые или все добавки, которые были израсходованы или потеряны в ходе полирования, могут быть добавлены для пополнения композиции во время многократного использования. В этом случае материал, полученный смешением частиц коллоидного кремнезема и некоторых или всех добавок в произвольном смесевом соотношении, может быть использован в качестве корректора композиции. Когда дополнительно добавляют корректор композиции, состав полировальной композиции корректируют до состояния, пригодного для повторного использования, и тем самым поддерживаются благоприятные условия полирования. Концентрации частиц коллоидного кремнезема и добавок, содержащихся в корректоре композиции, являются произвольными и конкретно не ограничены, но предпочтительно надлежащим образом регулировать их концентрацию сообразно размеру циркуляционного резервуара или условиям полирования.
[0048] В качестве примера условий полирования в способе полирования согласно изобретению приводится количество подаваемой полировальной композиции. Величина подачи может варьировать в зависимости от типа полируемой подложки, полировального устройства или условий полирования, но она может представлять собой количество, достаточное для равномерной подачи на всю поверхность между подложкой и полировальным кругом без неоднородностей. Когда величина подачи полировальной композиции мала, в некоторых случаях полировальная композиция может не поступать на всю подложку в целом, или же полировальная композиция высыхает и затвердевает, что может вызывать дефект на поверхности подложки. С другой стороны, когда величина подачи велика, это является экономически невыгодным, снижается трение вследствие чрезмерного количества полировальной композиции, в частности, такой среды, как вода, и тем самым полирование может быть затруднено.
[0049] Полировальная композиция согласно изобретению может быть однокомпонентного типа или многокомпонентного типа, в том числе двухкомпонентного типа, в котором некоторые или все полировальные композиции смешаны в произвольном смесевом соотношении. В дополнение, когда используют полировальное устройство, имеющее многочисленные каналы подачи полировальной композиции, две или более полировальных композиций, которые были скорректированы заблаговременно, могут быть применены так, чтобы полировальные композиции смешивались в полировальном устройстве.
[0050] Полировальная композиция согласно изобретению может быть приготовлена разбавлением маточного раствора полировальной композиции водой. Когда полировальная композиция относится к двухкомпонентному типу, порядок смешения и разбавления обеих композиций может быть произвольно изменен. Например, одна композиция может быть разбавлена водой, с последующим смешением с другой композицией и ее разбавлением, обе композиции могут быть смешаны друг с другом и разбавлены водой одновременно, или, альтернативно, обе композиции могут быть смешаны друг с другом, с последующим разбавлением смешанной полировальной композиции водой.
ПРИМЕР
[0051] Изобретение будет описано более подробно с помощью нижеследующих Примеров и Сравнительных Примеров. Однако техническая область изобретения не предполагает быть ограниченной только нижеследующими Примерами.
[0052]
(Примеры 1-10 и Сравнительные Примеры 1 и 2)
Полировальные композиции Примеров 1-10 и Сравнительных примеров 1 и 2 приготовили смешением коллоидного кремнезема, имеющего представленные в нижеследующей Таблице 4 свойства, воды и регулятора величины рН. В качестве регулятора величины рН использовали азотную кислоту или гидроксид калия. Пять листов сапфировых подложек (сапфировых подложек, имеющих А-плоскость) подвергли двухстороннему полированию одновременно в условиях, представленных в Таблице 1, с использованием каждой из полировальных композиций Примеров 1-10 и Сравнительных Примеров 1 и 2. В дополнение, три листа сапфировых подложек, имеющих С-плоскость, подвергли одностороннему полированию одновременно в условиях, представленных в Таблице 2, с использованием каждой из полировальных композиций Примеров 1-7, Примера 10, и Сравнительных Примеров 1 и 2. Кроме того, 48 листов сапфировых подложек, имеющих А-плоскость, подвергли одностороннему полированию одновременно в условиях, представленных в Таблице 3, с использованием каждой из полировальных композиций Примеров 1-3, Примеров 6-10, и Сравнительного Примера 1. Кроме того, 48 листов сапфировых подложек, имеющих С-плоскость, подвергли одностороннему полированию одновременно в условиях, представленных в Таблице 3, с использованием каждой из полировальных композиций Примеров 1-10 и Сравнительных Примеров 1 и 2. Все использованные сапфировые подложки были круглыми (с диаметром 2 дюйма (50,8 мм)).
[0053] Удельную площадь поверхности коллоидного кремнезема измерили с использованием прибора «Flow Sorb II 2300» производства фирмы Micromeritics Instrument Corporation согласно ВЕТ-методу. Кроме того, среднечисленный диаметр частиц, D3, D97 и аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема рассчитали по изображениям частиц коллоидного кремнезема, полученным с помощью сканирующего электронного микроскопа (S-4700, производства фирмы Hitachi High-Technologies Corporation) с использованием пакета программ для анализа изображений или тому подобного. Полирование выполняли в течение 60 минут с использованием полировальной композиции каждого из Примеров и Сравнительных Примеров, измеряли массы сапфировых подложек до и после полирования и затем определили скорости полирования расчетом по разности между массами до и после полирования. Полученные скорости полирования представлены в нижеследующей Таблице 4.
[0054]
[Таблица 1]
<Условие 1 полирования сапфировой подложки>
Полировальное устройство: устройство для двухстороннего полирования «6В» (диаметр шабровочной пластины: 380 мм), производства фирмы HAMAI CO., LTD.
Полировальный круг: полировальный круг из нетканого материала «SUBA 800» (торговое наименование), производства фирмы Nitta Haas Incorporated
Нагрузка при полировании: 300 г/см2 (29,4 кПа)
Скорость вращения шабровочной пластины: 40 об/мин
Линейная скорость: 26 м/мин
Скорость подачи полировальной композиции: 160 мл/мин
Объем полировальной композиции: 1000 мл
[0055]
[Таблица 2]
<Условие 2 полирования сапфировой подложки>
Полировальное устройство: устройство для одностороннего полирования «EJ-380IN» (диаметр шабровочной пластины: 380 мм), производства фирмы ENGIS JAPAN Corporation
Полировальный круг: полировальный круг из нетканого материала «SUBA 800» (торговое наименование), производства фирмы Nitta Haas Incorporated
Нагрузка при полировании: 300 г/см2 (29,4 кПа)
Скорость вращения шабровочной пластины: 40 об/мин
Линейная скорость: 26 м/мин
Скорость подачи полировальной композиции: 100 мл/мин
Объем полировальной композиции: 500 мл
[0056]
[Таблица 3]
<Условие 3 полирования сапфировой подложки>
Полировальное устройство: устройство для одностороннего полирования «БРМ-12» (диаметр шабровочной пластины: 760 мм), производства фирмы Fujikoshi Machinery Corp.
Полировальный круг: полировальный круг из нетканого материала «SUBA 800» (торговое наименование), производства фирмы Nitta Haas Incorporated
Нагрузка при полировании: 300 г/см2 (29,4 кПа)
Скорость вращения шабровочной пластины: 40 об/мин
Линейная скорость: 58 м/мин
Скорость подачи полировальной композиции: 1000 мл/мин
Объем полировальной композиции: 12000 мл
[0058] Как ясно показано в вышеописанной Таблице 4, было найдено, что каждая полировальная композиция согласно изобретению в Примерах 1-10 имела высокую скорость полирования, когда полировали сапфировую подложку, имеющую А-плоскость.
Промышленная Применимость
[0059] Согласно изобретению, поскольку сапфировая подложка, имеющая неполярную плоскость (например, А-плоскость или М-плоскость) или полуполярную плоскость (например, R-плоскость), может быть отполирована с высокой скоростью полирования, предполагается, что изобретение будет содействовать улучшению производительности изготовления сапфировой подложки или снижению затрат на ее изготовление.
[0060] В частности, настоящая заявка основывается на Японской Патентной Заявке №2013-31228, поданной 20 февраля 2013 года, и Японской Патентной Заявке №2013-177027, поданной 28 августа 2013 года, и содержание которых включено здесь ссылкой во всей их полноте.
Claims (10)
1. Полировальная композиция, используемая в варианте применения для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, причем полировальная композиция включает:
частицы коллоидного кремнезема и воду,
при этом значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица измерения: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица: нм) коллоидного кремнезема, то есть (удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц), составляет 0,5 или более и 3,0 или менее,
при этом, когда размер частиц при 3%-ной предельной точке размеров более мелких частиц обозначают как D3 и размер частиц при 97%-ной предельной точке размеров более мелких частиц обозначают как D97, в интегральном коэффициенте распределения частиц коллоидного кремнезема значение, полученное делением D97 на D3, то есть (D97/D3), составляет 2,0 или более.
2. Полировальная композиция по п. 1, в которой значение, полученное делением удельной площади поверхности (единица измерения: м2/г) частиц коллоидного кремнезема на среднечисленный диаметр частиц (единица измерения: нм) коллоидного кремнезема, то есть (удельная площадь поверхности/среднечисленный диаметр частиц), составляет 0,5 или более и 2,0 или менее.
3. Полировальная композиция по п. 1, в которой аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема составляет 1,10 или более.
4. Полировальная композиция по п. 2, в которой аспектное отношение частиц коллоидного кремнезема составляет 1,10 или более.
5. Полировальная композиция по любому из пп. 1-4, в которой значение рН составляет 5 или более и 11 или менее.
6. Способ полирования для полирования сапфировой подложки, имеющей неполярную плоскость или полуполярную плоскость, с использованием полировальной композиции по любому из пп. 1-5.
7. Способ изготовления сапфировой подложки, включающий стадию, в которой выполняют полирование способом полирования по п. 6.
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013031228 | 2013-02-20 | ||
JP2013-031228 | 2013-02-20 | ||
JP2013-177027 | 2013-08-28 | ||
JP2013177027A JP6436517B2 (ja) | 2013-02-20 | 2013-08-28 | 研磨用組成物 |
PCT/JP2014/052956 WO2014129328A1 (ja) | 2013-02-20 | 2014-02-07 | 研磨用組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015139807A RU2015139807A (ru) | 2017-03-27 |
RU2646938C2 true RU2646938C2 (ru) | 2018-03-12 |
Family
ID=51391124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015139807A RU2646938C2 (ru) | 2013-02-20 | 2014-02-07 | Полировальная композиция |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9879156B2 (ru) |
JP (1) | JP6436517B2 (ru) |
KR (1) | KR102176147B1 (ru) |
CN (1) | CN105027267A (ru) |
RU (1) | RU2646938C2 (ru) |
TW (1) | TWI576420B (ru) |
WO (1) | WO2014129328A1 (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6506913B2 (ja) * | 2014-03-31 | 2019-04-24 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨用組成物及び研磨方法 |
KR20170047307A (ko) * | 2014-08-29 | 2017-05-04 | 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 | 사파이어 표면을 연마하기 위한 방법 및 조성물 |
WO2016060113A1 (ja) * | 2014-10-14 | 2016-04-21 | 花王株式会社 | サファイア板用研磨液組成物 |
US9916985B2 (en) * | 2015-10-14 | 2018-03-13 | International Business Machines Corporation | Indium phosphide smoothing and chemical mechanical planarization processes |
CN107011804A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 浙江晶圣美纳米科技有限公司 | 一种蓝宝石化学机械抛光液 |
CN110072966B (zh) * | 2016-12-22 | 2021-06-15 | 霓达杜邦股份有限公司 | 研磨用组合物 |
RU2635132C1 (ru) * | 2017-02-20 | 2017-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Компас" (ООО "НТЦ "Компас") | Полировальная суспензия для сапфировых подложек |
EP3792327A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-17 | Fujimi Incorporated | Polishing composition, polishing method and method for manufacturing semiconductor substrate |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6398827B1 (en) * | 1999-07-02 | 2002-06-04 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Polishing composition |
US20040132306A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Bellman Robert A. | Method using multi-component colloidal abrasives for CMP processing of semiconductor and optical materials |
US20060196849A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Kevin Moeggenborg | Composition and method for polishing a sapphire surface |
JP2008044078A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア基板の研磨方法 |
RU2422259C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2011-06-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Способ механической обработки сапфировой подложки |
US20120094491A1 (en) * | 2009-08-19 | 2012-04-19 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Cmp polishing liquid and polishing method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2008308583B2 (en) * | 2007-10-05 | 2012-03-08 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Polishing of sapphire with composite slurries |
-
2013
- 2013-08-28 JP JP2013177027A patent/JP6436517B2/ja active Active
-
2014
- 2014-02-07 US US14/768,998 patent/US9879156B2/en active Active
- 2014-02-07 CN CN201480009493.3A patent/CN105027267A/zh active Pending
- 2014-02-07 KR KR1020157022114A patent/KR102176147B1/ko active IP Right Grant
- 2014-02-07 WO PCT/JP2014/052956 patent/WO2014129328A1/ja active Application Filing
- 2014-02-07 RU RU2015139807A patent/RU2646938C2/ru active
- 2014-02-17 TW TW103105100A patent/TWI576420B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6398827B1 (en) * | 1999-07-02 | 2002-06-04 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Polishing composition |
US20040132306A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-07-08 | Bellman Robert A. | Method using multi-component colloidal abrasives for CMP processing of semiconductor and optical materials |
US20060196849A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Kevin Moeggenborg | Composition and method for polishing a sapphire surface |
JP2008044078A (ja) * | 2006-08-18 | 2008-02-28 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | サファイア基板の研磨方法 |
RU2422259C2 (ru) * | 2006-12-28 | 2011-06-27 | Сэнт-Гобэн Керамикс Энд Пластикс, Инк. | Способ механической обработки сапфировой подложки |
US20120094491A1 (en) * | 2009-08-19 | 2012-04-19 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Cmp polishing liquid and polishing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102176147B1 (ko) | 2020-11-10 |
KR20150120980A (ko) | 2015-10-28 |
WO2014129328A1 (ja) | 2014-08-28 |
RU2015139807A (ru) | 2017-03-27 |
JP2014187348A (ja) | 2014-10-02 |
US20160002500A1 (en) | 2016-01-07 |
TW201446952A (zh) | 2014-12-16 |
CN105027267A (zh) | 2015-11-04 |
TWI576420B (zh) | 2017-04-01 |
JP6436517B2 (ja) | 2018-12-12 |
US9879156B2 (en) | 2018-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2646938C2 (ru) | Полировальная композиция | |
WO2012165376A1 (ja) | 研磨剤および研磨方法 | |
JP5614498B2 (ja) | 非酸化物単結晶基板の研磨方法 | |
WO2013051555A1 (ja) | 炭化ケイ素単結晶基板および研磨液 | |
JP6437762B2 (ja) | サファイア表面を研磨するための化学的機械研磨組成物及びその使用方法 | |
WO2013035539A1 (ja) | 研磨剤および研磨方法 | |
EP3406684B1 (en) | Polishing composition and method for polishing silicon substrate | |
EP2777878A1 (en) | Polishing composition | |
WO2017110315A1 (ja) | 研磨用組成物及びシリコン基板の研磨方法 | |
CN110099977B (zh) | 研磨用组合物及硅晶圆的研磨方法 | |
TW201704438A (zh) | 研磨用組成物、研磨方法及硬脆材料基板之製造方法 | |
WO2016075880A1 (ja) | 研磨用組成物およびそれを用いた基板の製造方法 | |
TWI566884B (zh) | 硏磨用組成物、及使用該硏磨用組成物之化合物半導體基板之製造方法 | |
TW201617432A (zh) | 研磨用組成物 | |
JP2014168067A (ja) | 非酸化物単結晶基板の研磨方法 | |
JP4396963B2 (ja) | 研磨用組成物、その調製方法及びそれを用いたウェーハの研磨方法 | |
US20160060487A1 (en) | Composition and method for polishing a sapphire surface | |
JPWO2018088370A1 (ja) | 研磨用組成物及びシリコンウェーハの研磨方法 | |
JPH11302635A (ja) | 研磨用組成物及びそれを使用した研磨方法 |