TW202204564A - 合成石英玻璃基板用之研磨劑及其研磨劑之製造方法及合成石英玻璃基板之研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本發明為一種合成石英玻璃基板用之研磨劑，其為至少包含研磨粒子及水的合成石英玻璃基板用之研磨劑，其中前述研磨粒子包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子，前述鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下，且前述鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下。藉此，可提供具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生的合成石英玻璃基板用之研磨劑。

Description

合成石英玻璃基板用之研磨劑及其研磨劑之製造方法及合成石英玻璃基板之研磨方法
本發明係關於一種合成石英玻璃基板用之研磨劑及其研磨劑之製造方法及合成石英玻璃基板之研磨方法。
近年來，因採光微影術所進行之圖型的微細化，關於合成石英玻璃基板之缺陷密度、缺陷大小、面粗糙度、平坦度等之品質，要求更趨嚴格。其中關於基板上之缺陷，隨著積體電路的高精度化、磁性媒體的高容量化，要求更高品質化。
從此種觀點來看，對於合成石英玻璃基板用研磨劑，為了提升研磨後之石英玻璃基板的品質，而強烈要求研磨後之石英玻璃基板的表面粗糙度小，及於研磨後之石英玻璃基板表面刮痕等的表面缺陷少。
以往作為用以研磨合成石英玻璃之研磨劑，通常研究二氧化矽系研磨劑。含二氧化矽系研磨劑之漿料係藉由四氯化矽的熱分解使二氧化矽粒子生長，並以不含鈉等鹼金屬的鹼溶液進行pH調整而製造。
例如專利文獻1中記載，於中性附近使用高純度的膠體二氧化矽，可減低缺陷。 又，專利文獻2中記載，藉由使用含有平均一次粒徑為60nm以下的膠體二氧化矽與酸的研磨劑，可減低缺陷。
另一方面，氧化鈰(CeO2 )粒子周知為強氧化劑，由於具有化學活性的性質，與膠體二氧化矽相比，於提升玻璃等無機絕緣體的研磨速度為有效。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2004-98278號公報 [專利文獻2]日本特開2007-213020號公報 [專利文獻3]日本特開2006-167817號公報 [專利文獻4]日本特公昭63-27389號公報
[發明所欲解決之課題]
於上述專利文獻1所記載之於中性附近使用高純度的膠體二氧化矽之發明中，若考量到膠體二氧化矽的等電點，則疑慮在於在中性附近膠體二氧化矽為不穩定，研磨中膠體二氧化矽磨粒的粒度分布變動，而無法穩定地使用的問題。有不易循環及重複使用研磨劑，且因溢流使用之故而經濟上不佳的問題。 上述專利文獻1、專利文獻2所記載之研磨劑，對滿足現況要求為不充分且需要改良。
如上述，氧化鈰粒子雖於提升玻璃等無機絕緣體的研磨速度為有效，但一般的氧化鈰系研磨劑所使用之乾式氧化鈰粒子係具有不定形之結晶形狀，適用於研磨劑時，與球形的膠體二氧化矽相比，有容易在石英玻璃基板表面產生刮痕等缺陷的問題。又，氧化鈰系研磨劑與膠體二氧化矽相比，分散穩定性較差，亦有粒子容易沉降的問題。
合成石英玻璃基板之氧化鈰系研磨劑，替代乾式氧化鈰粒子而使用多面體結晶形狀之濕式氧化鈰粒子時，刮痕等缺陷與乾式氧化鈰粒子相比雖減少，但仍未達到減少至滿足現況要求。藉由縮小濕式氧化鈰粒子的一次粒徑，成為可減低刮痕等缺陷；但因縮小一次粒徑而有研磨速度降低的問題。
又，專利文獻3中記載，藉由對使用膠體二氧化矽之研磨劑使用含有丙烯酸/磺酸共聚物般之具磺酸基之聚合物的研磨劑，可提高研磨速度。然而，即使將此種聚合物添加至氧化鈰系研磨劑，仍未達到滿足目前所要求的研磨速度，而須要進一步提升研磨速度。
又，專利文獻4中記載，藉由使用含有0.5至60質量%之選自鈰與鑭及釔所成群組之稀土元素中的1種以上之研磨劑，可提高研磨速度。然而，專利文獻4記載之發明所得之氧化物粒子的平均粒徑為0.5至1.7μm，粒子尺寸較大而於研磨後之合成石英玻璃基板的表面精確度有問題。
本發明為為了解決上述問題而完成者，以提供一種具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生的合成石英玻璃基板用之研磨劑為目的。 [解決課題之手段]
本發明為為了達成上述目的而完成者，提供一種合成石英玻璃基板用之研磨劑，其為至少包含研磨粒子及水的合成石英玻璃基板用之研磨劑，其中前述研磨粒子包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子，前述鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下，且前述鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下。
若為此種合成石英玻璃基板用之研磨劑，則成為對合成石英玻璃基板具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生者。
此時，前述研磨劑中之前述鈰與釔之複合氧化物粒子及前述鈰與釔之複合非晶粒子的混合比率(前述混合比率(質量比)，(鈰與釔之複合氧化物粒子的質量)/(鈰與釔之複合非晶粒子的質量))較佳為1.5以上3.0以下。
若為以此種混合比率包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的合成石英玻璃基板用之研磨劑，則成為可具有更高的研磨能力者。
又，可提供一種合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法，其為上述之合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法，其係包含：至少使用含鈰之鹽及含釔之鹽，與相對於前述含鈰之鹽及含釔之鹽為過量的鹼性化合物，藉由濕式沉澱法得到前述鈰與釔之複合非晶粒子，製造平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的前述鈰與釔之複合非晶粒子之步驟；藉由將平均一次粒徑未達100nm的前述鈰與釔之複合非晶粒子進行氧化處理，得到前述鈰與釔之複合氧化物粒子，製造平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的前述鈰與釔之複合氧化物粒子之步驟；及至少將前述平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的前述鈰與釔之複合非晶粒子、前述平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的前述鈰與釔之複合氧化物粒子與水混合，製造合成石英玻璃基板用之研磨劑之步驟。
若如此進行，則可製造具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生的合成石英玻璃基板用之研磨劑。
此時，作為前述含鈰之鹽及含釔之鹽，較佳使用鈰之硝酸鹽及釔之硝酸鹽；作為前述鹼性化合物，較佳使用尿素或含尿素化合物。
藉此，可有效地使研磨粒子析出。
此外，可提供一種合成石英玻璃基板之研磨方法，其為具有粗研磨步驟與進行過該粗研磨步驟後之最終研磨步驟的合成石英玻璃基板之研磨方法，其中在前述最終研磨步驟中，使用如上述之合成石英玻璃基板用之研磨劑來進行最終研磨。
若為此種本發明之合成石英玻璃基板之使用研磨用研磨粒子之研磨方法，則研磨速度高，且成為可抑制缺陷的產生。此結果，可有效得到缺陷極少的合成石英玻璃基板。 [發明之效果]
如以上所述，若為本發明之合成石英玻璃基板用研磨劑，則可得到高研磨速度，且可成為充分抑制合成石英玻璃基板表面缺陷的產生。其結果，可提升合成石英玻璃基板製造中的生產性及良率。又，藉由使用本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑來研磨合成石英玻璃基板，可得到低缺陷的合成石英玻璃基板，故可導致半導體裝置的高精度化。
[實施發明之形態]
以下詳細說明本發明，惟本發明非限定於此等。
一般而言，在合成石英玻璃基板的最終研磨中使用二氧化矽粒子。此係因以形狀為球形且表面為光滑之觀點，可得低缺陷且高平滑的合成石英玻璃基板的表面之故。然而，二氧化矽粒子有別於氧化鈰系粒子，與玻璃的反應性低，故研磨速度較慢，稱不上具研磨能力之研磨磨粒。
又，藉由使用對玻璃反應性高的氧化鈰系粒子，可提高研磨能力，但與二氧化矽粒子相比易產生研磨所致之刮痕等缺陷。藉由縮小氧化鈰粒徑，雖成為可減低缺陷，但藉由粒徑縮小，與玻璃的反應性亦降低而研磨速度亦降低。
如此，便要求具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生的合成石英玻璃基板用之研磨劑。
本案發明人針對上述課題致力重複多次研究的結果，發現藉由作為合成石英玻璃基板用之研磨劑的研磨粒子使用至少包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的混合粒子者，並使鈰與釔之複合氧化物的平均一次粒徑小於鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑，可抑制研磨所致之缺陷產生，且為了抑制起因於縮小鈰與釔之複合氧化物的粒徑而對玻璃的反應性降低，且研磨速度降低的情形，藉由與粒徑即使較大仍可低缺陷的鈰與釔之複合非晶粒子混合，可得到更高的研磨速度，終至完成本發明。
亦即，吾人發現藉由至少包含研磨粒子及水的合成石英玻璃基板用之研磨劑，且前述研磨粒子包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子，前述鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下，且前述鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的合成石英玻璃基板用之研磨劑，具有高研磨速度，且可充分減低研磨所致之缺陷的產生，而完成本發明。
以下參照圖式加以說明。
(合成石英玻璃基板用之研磨劑) 如上述，本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑(以下簡稱為「研磨劑」)的研磨粒子係至少包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的混合粒子。
而且，本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑藉由使用分別混合具有既定的平均一次粒徑的鈰與釔之複合氧化物粒子與鈰與釔之複合非晶粒子的粒子作為研磨粒子，成為可抑制研磨所致之傷痕等缺陷的產生，且以高研磨速度進行研磨者。
以下就本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑的各成分及可任意添加之成分更詳細加以說明。
本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑所含之鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下，且鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下，鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑係大於鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑。
藉由使鈰與釔之複合氧化物粒子的粒徑小於鈰與釔之複合非晶粒子，鈰與釔之複合氧化物粒子可進入藉由鈰與釔之複合非晶粒子所構成之填充構造中的空隙部分，藉此可提高每單位體積的填充率，成為可提升研磨能力。
如上述，本發明之鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下。較佳為30nm以上60nm以下，特佳為30nm以上50nm以下。鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑若小於30nm，則鈰與釔之複合氧化物粒子對玻璃的反應性會顯著降低，石英玻璃的研磨能力顯著降低。又，平均一次粒徑若大於80nm，則從研磨所致之刮痕等缺陷數會增多，而且變得無法進入藉由鈰與釔之複合非晶粒子所形成的空隙部分來看發生無法提升石英玻璃之研磨速度的問題。
又如上述，本發明之鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下。較佳為120nm以上250nm以下，更佳為150nm以上200nm以下。鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑若小於100nm，則無法提升鈰與釔之複合非晶粒子本身的研磨能力，使研磨速度降低。又，平均一次粒徑若大於300nm，則鈰與釔之複合非晶粒子的分散性會惡化，且發生粒子沉降的問題。
於本發明中，以TEM觀察影像中觀察到的粒子數成為50個～100個左右的倍率進行拍攝，藉由影像處理算出擷取之1個粒子的面積，並由其面積算出等效圓直徑，以其為一次粒徑(等效圓直徑)。算出攝得之TEM觀察影像中觀察到之各個粒子的一次粒徑，予以平均後作為平均一次粒徑。
本發明中的鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的混合比率(含量)，以質量比計以(鈰與釔之複合氧化物粒子的質量)/(鈰與釔之複合非晶粒子的質量)表示。本發明之研磨劑較佳為1.0以上4.0以下，若為以1.5以上3.0以下的比率混合者則更佳。混合比率若為1.0以上，則可更有效地抑制對石英玻璃之研磨速度的降低，進一步提升研磨能力；若為1.5以上則可進一步提升研磨能力。又，混合比率若為4.0以下，則由於小粒子之鈰與釔之複合氧化物粒子不會成為關鍵，可得到更高的研磨能力；若為3.0以下則可進一步提升研磨能力。
再者，鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的總含量(質量)，相對於研磨劑中100質量份較佳為20質量份以上50質量份以下。若為此範圍內，則可更確實地抑制研磨速度的降低。
本發明之研磨劑，以調整研磨特性為目的，可含有添加劑。作為此種添加劑，可含有例如可將研磨粒子的表面電位轉換成負值的陰離子性界面活性劑、或胺基酸。若將氧化鈰粒子的表面電位設為負值，則容易在研磨劑中分散，不易生成大粒徑二次粒子，且可更加抑制研磨傷痕的產生。
作為此種添加劑之陰離子性界面活性劑可舉出例如單烷基硫酸鹽、烷基聚氧乙烯硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、單烷基磷酸鹽、月桂基硫酸鹽、聚羧酸鹽、聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽等。胺基酸可舉出例如精胺酸、離胺酸、天門冬胺酸、麩胺酸、天門冬醯胺、麩醯胺、組胺酸、脯胺酸、酪胺酸、絲胺酸、色胺酸、蘇胺酸、甘胺酸、丙胺酸、甲硫胺酸、半胱胺酸、苯丙胺酸、白胺酸、纈胺酸、異白胺酸等。使用此等添加劑時的濃度不特別限定，以研磨粒子1質量份作為基準，較佳以0.001質量份以上0.05質量份以下的範圍含有。更佳以0.005質量份以上0.02質量份以下的範圍含有。若添加劑的含量相對於研磨磨粒1質量份為0.001質量份以上，則可使研磨劑中的混合粒子更穩定地分散，且可更有效地抑制大粒徑之凝聚粒子的形成。又，若添加劑的含量相對於研磨磨粒1質量份為0.05質量份以下，則可更有效地抑制添加劑阻礙研磨的情形，且可更有效地防止研磨速度的降低。從而，若以上述範圍含有添加劑，則可進一步提升研磨劑的分散穩定性，且可更有效地防止研磨速度的降低。
本發明之研磨劑的pH不特別限定，從研磨劑的保存穩定性或研磨速度優良之觀點，較佳在3.0以上8.0以下的範圍。pH若為3.0以上，則使研磨劑中的研磨粒子更穩定地分散。pH若為8.0以下，則可進一步提升研磨速度。此外，pH更佳為4.0以上，特佳為6.0以上。又，pH更佳為7.0以下。又，研磨劑的pH可藉由添加鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等無機酸；甲酸、乙酸、檸檬酸、草酸等有機酸；氨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨(TMAH)等來調整。
(合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法) 本發明之研磨粒子係藉由濕式沉澱法所製造的粒子，該濕式沉澱法係對鈰鹽或釔鹽等稀土鹽溶於水中而得的溶液，與過量之鹼性化合物溶於水中而得的鹼性溶液進行混合及加熱處理者。
就研磨粒子之製造方法，係首先將前驅物之稀土鹽，例如硝酸鈰與超純水混合而製造鈰溶液。同樣地將硝酸釔與超純水混合而製造釔溶液，進而與鈰溶液混合而製造鈰釔混合溶液。隨後製造鹼性溶液。鹼性化合物可使用尿素或尿素系化合物，係與超純水混合調整成合宜的濃度而使用。於此，尿素系化合物可使用二甲基乙醯基尿素、苯磺醯基尿素、三甲基尿素、四乙基尿素、四甲基尿素、三苯基尿素、四苯基尿素等。
鈰釔混合溶液中的離子濃度不特別限定，可取0.01mol･dm-3 至0.1mol･dm-3 的範圍。又，鹼性溶液中的離子濃度較佳為鈰釔混合溶液之離子濃度的20～50倍的濃度。藉由將鈰釔混合溶液之離子濃度及鹼性溶液之離子濃度設定於此種範圍內，可製造粒徑均等的粒子。
其次，將製造之鈰釔混合溶液與鹼性溶液以既定的混合比率移至反應容器後加以攪拌，以既定的溫度進行熱處理。此時的熱處理溫度，能以100℃以下，例如80℃以上100℃以下的溫度進行加熱處理，熱處理時間可進行1小時以上，例如2小時～3小時。又，常溫至熱處理溫度的升溫速度，能以每分鐘3℃～6℃，較佳為每分鐘4℃的速度升溫。
將實施過熱處理之混合溶液冷卻至室溫。經過此種過程，製造有一次粒徑為例如300nm以下之鈰釔複合粒子生成的混合液。
如上述，鈰釔複合粒子，係藉由將鈰溶液、釔溶液與鹼性溶液的混合液以適當的升溫速度升溫，並以適當範圍的熱處理溫度加熱，製造20nm～300nm的鈰與釔複合非晶粒子。若升溫速度較慢，則合成的粒子形狀容易變得不一致，其結果有粒徑分布增大的傾向。又，若熱處理溫度較低，則無法進行尿素的水解而使產率降低。
特別是本發明中使用之鈰與釔複合非晶粒子的平均一次粒徑，藉由調整反應時間，可調整為粒徑成為100nm以上300nm以下者。
此外，平均一次粒徑未達100nm的鈰與釔之複合非晶粒子，於上述方法中，藉由進一步添加反應抑制劑並調節反應時間，可得到均等且具有期望之平均一次粒徑的鈰與釔之複合非晶粒子。反應抑制劑可使用例如烷基二甲胺氧化物化合物、或甲基嗎啉氧化物化合物等，添加反應抑制劑的量，相對於前述稀土離子宜取10～200mol%的添加量。將如此製造之平均一次粒徑未達100nm的鈰與釔之複合非晶粒子於離心分離機中回收並乾燥後，藉由在溫度400℃以上且氧氣存在下進行加熱處理1小時以上，製造平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的鈰與釔之複合氧化物粒子。
至少將如上述所製造之平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的鈰與釔之複合非晶粒子、平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的鈰與釔之複合氧化物粒子及水混合，可製造合成石英玻璃基板用之研磨劑。此外，可適宜添加上述之添加劑或用此調整pH的調整劑等。
(合成石英玻璃基板之研磨方法) 其次，就使用本發明之研磨劑的合成石英玻璃基板之研磨方法加以說明。本發明之研磨劑尤以在粗研磨步驟後之最終研磨步驟中使用為佳，因此以最終研磨步驟中進行單面研磨的情形為例加以說明。然而，本發明理當非限定於此，本發明之研磨劑亦可使用於粗研磨。又，本發明之研磨劑非僅可使用於單面研磨，亦可使用於兩面研磨等。
可用於本發明之研磨方法的單面研磨裝置10例如如圖1所示，可設為由貼附有研磨墊4之壓盤3、研磨劑供給機構5與研磨頭2等所構成的單面研磨裝置10。又，如圖1所示，研磨頭2可保持研磨對象之合成石英玻璃基板W，且可自轉。又，壓盤3亦可自轉。
研磨墊4可使用例如不織布、發泡聚胺基甲酸酯、多孔質樹脂等。又，在實施研磨的期間，係以研磨墊4的表面常由研磨劑1覆蓋為佳，因此較佳為藉由在研磨劑供給機構5配設泵等而連續地供給研磨劑1。
此種單面研磨裝置10，係以研磨頭2保持合成石英玻璃基板W，並由研磨劑供給機構5將本發明之研磨劑1供給至研磨墊4上。然後，分別使壓盤3與研磨頭2旋轉，使合成石英玻璃基板W的表面滑接於研磨墊4藉此進行研磨。若為此種使用本發明之研磨劑之研磨方法，則可提升研磨速度，且可抑制研磨所致之缺陷的產生。而且，本發明之研磨方法由於可得到缺陷極少的合成石英玻璃基板，可適用於最終研磨步驟。
特別是藉由本發明之研磨方法實施過最終研磨的合成石英玻璃基板可使用於最尖端用途之半導體相關電子材料，可適用於作為例如光罩用、奈米壓印用、磁裝置用。
此外，最終研磨前之合成石英玻璃基板可例如藉由如下步驟製備。首先，成形合成石英玻璃鑄塊，其後對合成石英玻璃鑄塊實施退火，接著將合成石英玻璃鑄塊切割成晶圓狀。隨後對切割之晶圓實施倒角，其後進行摩擦，接著進行用以使晶圓的表面鏡面化的研磨。然後，可對如此製備之合成石英玻璃基板，藉由本發明之研磨方法實施最終研磨。 [實施例]
以下舉出實施例針對本發明具體地加以說明，惟其非限定本發明。
(實施例1) 設為使鈰與釔之複合氧化物粒子的混合比率(質量比)成為鈰與釔之複合非晶粒子的2倍，將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為50nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑為200nm的鈰與釔之複合非晶粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。
對壓盤貼附研磨墊(軟質鞣皮製/FILWEL製)，並對可安裝基板的研磨頭裝設進行粗研磨後的合成石英玻璃基板(直徑4吋：100mm)。邊設為研磨荷重100gf/cm2 (104 Pa)、將壓盤及研磨頭的旋轉速度設為50rpm(min-1 )、以100ml･min-1 供給上述合成石英玻璃基板研磨用之研磨劑，邊作為去除粗研磨步驟中產生之缺陷所需的充分之量研磨2μm以上。研磨後，將合成石英玻璃基板由研磨頭取下，以純水洗淨後，並進一步進行超音波洗淨後，以80℃乾燥器使其乾燥。藉由反射分光膜厚計(SF-3大塚電子(股)製)測定研磨前後的合成石英玻璃基板厚變化，藉此算出研磨速度。另外藉由雷射顯微鏡求出研磨後之合成玻璃基板表面所產生之100nm以上的缺陷個數。
(實施例2) 設為使鈰與釔之複合氧化物粒子的混合比率(質量比)成為鈰與釔之複合非晶粒子的1.5倍，將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為80nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑為200nm的鈰與釔之複合非晶粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(實施例3) 設為使鈰與釔之複合氧化物粒子的混合比率(質量比)成為鈰與釔之複合非晶粒子的2倍，將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為30nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑為200nm的鈰與釔之複合非晶粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(實施例4～6) 設為使鈰與釔之複合氧化物粒子的混合比率(質量比)成為鈰與釔之複合非晶粒子的2倍，將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為50nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑各為100nm、250nm、300nm的鈰與釔之複合非晶粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(比較例1、2) 設為使鈰與釔之複合氧化物粒子的混合比率(質量比)成為鈰與釔之複合非晶粒子的2倍，將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑各為20nm、90nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑為200nm的鈰與釔之複合非晶粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(比較例3、4) 將藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為50nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，與平均一次粒徑各為90nm、310nm的非球狀二氧化矽粒子的水分散液混合，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(比較例5) 使用藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為50nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為40質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
(比較例6) 使用藉由穿透型電子顯微鏡(TEM)所換算之平均一次粒徑為200nm的鈰與釔之複合氧化物粒子的水分散液，調製相對於研磨劑100質量份，研磨劑中的粒子濃度為20質量份的研磨劑。除研磨劑的調整以外係以與實施例1同樣的程序進行合成石英玻璃基板的研磨及評定。
將上述實施例及比較例之條件及結果示於表1。此外，表中的數字為實施例及比較例中經研磨之5片合成石英玻璃基板的平均值。
Figure 02_image001
藉由使用實施例1～6中調整之研磨劑，亦即包含具有既定的平均一次粒徑的鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子的研磨劑來研磨合成石英玻璃基板，可抑制研磨所致之缺陷的產生。再者，對於合成石英玻璃基板，可得到高研磨速度。
另一方面，使用包含不具有本發明所規定之平均一次粒徑的鈰與釔之複合氧化物粒子或鈰與釔之複合非晶粒子的研磨劑之比較例1～4，係缺陷較多或研磨速度較慢，與實施例相比結果較差。又，不含鈰與釔之複合非晶粒子的比較例5與不含鈰與釔之複合氧化物粒子的比較例6，係與實施例相比結果較差。
如以上可知，藉由本發明之合成石英玻璃基板用之研磨劑進行合成石英玻璃基板的研磨，藉此對於合成石英玻璃基板可得到高研磨速度，且可使研磨後之合成石英玻璃基板表面產生缺陷較少地進行研磨。
此外，本發明非限定於上述實施形態。上述實施形態為例示，與本發明申請專利範圍所記載之技術思想實質上具有同一構成且發揮同樣作用效果者無論為何皆包含於本發明技術範圍內。
1:研磨劑 2:研磨頭 3:壓盤 4:研磨墊 5:研磨劑供給機構 10:單面研磨裝置 W:合成石英玻璃基板
[圖1]為表示可於本發明之合成石英玻璃基板之研磨方法使用之研磨裝置的一例的示意圖。
1:研磨劑
2:研磨頭
3:壓盤
4:研磨墊
5:研磨劑供給機構
10:單面研磨裝置
W:合成石英玻璃基板

Claims (5)

  1. 一種合成石英玻璃基板用之研磨劑，其為至少包含研磨粒子及水的合成石英玻璃基板用之研磨劑，其特徵為： 前述研磨粒子包含鈰與釔之複合氧化物粒子及鈰與釔之複合非晶粒子， 前述鈰與釔之複合氧化物粒子的平均一次粒徑為30nm以上80nm以下，且前述鈰與釔之複合非晶粒子的平均一次粒徑為100nm以上300nm以下。
  2. 如請求項1之合成石英玻璃基板用之研磨劑，其中前述研磨劑中之前述鈰與釔之複合氧化物粒子及前述鈰與釔之複合非晶粒子的混合比率(質量比)為1.5以上3.0以下； (惟，前述混合比率(質量比)為(鈰與釔之複合氧化物粒子的質量)/(鈰與釔之複合非晶粒子的質量))。
  3. 一種合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法，其為如請求項1或2之合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法，其特徵為包含： 至少使用含鈰之鹽及含釔之鹽，與相對於前述含鈰之鹽及含釔之鹽為過量的鹼性化合物，藉由濕式沉澱法得到前述鈰與釔之複合非晶粒子，製造平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的前述鈰與釔之複合非晶粒子之步驟； 藉由將平均一次粒徑未達100nm的前述鈰與釔之複合非晶粒子進行氧化處理，得到前述鈰與釔之複合氧化物粒子，製造平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的前述鈰與釔之複合氧化物粒子之步驟；及 至少將前述平均一次粒徑為100nm以上300nm以下的前述鈰與釔之複合非晶粒子、前述平均一次粒徑為30nm以上80nm以下的前述鈰與釔之複合氧化物粒子與水混合，製造合成石英玻璃基板用之研磨劑之步驟。
  4. 如請求項3之合成石英玻璃基板用之研磨劑之製造方法，其中作為前述含鈰之鹽及含釔之鹽，使用鈰之硝酸鹽及釔之硝酸鹽；作為前述鹼性化合物，使用尿素或含尿素化合物。
  5. 一種合成石英玻璃基板之研磨方法，其為具有粗研磨步驟與進行過該粗研磨步驟後之最終研磨步驟的合成石英玻璃基板之研磨方法，其特徵為在前述最終研磨步驟中，使用如請求項1或2之合成石英玻璃基板用之研磨劑來進行最終研磨。
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