[發明專利]膠態二氧化硅拋光組合物和使用其制造合成石英玻璃基板的方法

有效

• 申請號: 201410129403.6
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN104099025B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 松井晴信;原田大實;竹內正樹
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

本發明涉及膠態二氧化硅拋光組合物和使用其制造合成石英玻璃基板的方法。本發明提供一種拋光組合物，其包含球形二氧化硅顆粒和締合二氧化硅顆粒的膠體分散體作為研磨料。當在拋光合成石英玻璃基板的步驟中使用時，該拋光組合物確保比常規膠態二氧化硅更高的拋光速率，并且有效防止基板表面上的任何微小缺陷，從而提供具有高平滑度的基板。該拋光組合物可作為二氧化鈰的替代拋光組合物用于拋光經研磨的表面。

技術領域

本發明涉及一種膠態二氧化硅拋光組合物和使用其制造合成石英 玻璃基板的方法。在用于先進技術，諸如光掩模、納米壓印基板、和 液晶彩色濾光片的合成石英玻璃基板的拋光中使用膠態二氧化硅拋光 組合物，術語“拋光組合物”也被稱為拋光化合物或漿料。

背景技術

在用作光掩模、液晶基板等的合成石英玻璃基板的拋光步驟中， 經常使用包括氧化鈰（二氧化鈰）或膠態二氧化硅的拋光組合物。

由于要求用作光掩模、液晶基板等的合成石英玻璃基板具有高平 整度、高平滑度和低的缺陷，為了表面的調整，進行包括研磨和拋光 步驟的幾個步驟，直到該基板可用作產品。

研磨步驟是通過將錠切成基板來去除殘余應變。拋光步驟是將基 板拋光為鏡面光潔度以提高它們的表面平整度并調整它們的形狀。最 終的拋光步驟使用具有較小粒徑的膠態二氧化硅拋光組合物，來制備 具有平整光滑表面且沒有微小缺陷的基板。

在將基板拋光為鏡面光潔度的步驟中，通常使用二氧化鈰拋光組 合物并且它是有效的。在目前面臨稀土價格急劇上漲的情況下，為了 減小二氧化鈰的用量，工程師們做出廣泛的努力來開發替代拋光組合 物或回收技術。

例如，專利文獻1公開了一種拋光組合物，它是通過將二氧化鈰 與氧化鋯（zirconia）混合來形成復合氧化物顆粒而獲得的。使用這種 拋光組合物來對玻璃基板進行拋光。由于專利文獻1沒有完全不含有 二氧化鈰組合物，不能認為該拋光組合物是完全的二氧化鈰替代拋光 組合物。混合氧化鋯招致二氧化鈰顆粒和氧化鋯顆粒的表面上ζ電位的變化，遺留這樣的擔憂，即拋光組合物的分散性變差，當拋光時， 在基板表面上形成更多的殘渣。

專利文獻2描述了使用非球形形狀和不同長徑比的膠態二氧化硅 顆粒，以比使用常規膠態二氧化硅更高的拋光速率對半導體晶片進行 拋光。在專利文獻2中，由于源自玻璃基板的SiO₂與膠態二氧化硅顆 粒結合，膠態二氧化硅顆粒逐漸接近球形形狀，招致拋光速率下降。 此外，由于膠態二氧化硅顆粒為不規則形狀或不同的長徑比，它們有 效地阻止了對基板表面的劃傷，但傾向于形成在光掩模基板中可能是 致命缺陷的微小缺陷。

引用列表

專利文獻1：JP-A2009-007543

專利文獻2：JP-A2008-270584(USP8114178)

發明內容

本發明的目的是提供一種膠態二氧化硅拋光組合物，當在對合成 石英玻璃基板進行拋光的步驟中使用時，它能確保高的拋光速率，同 時抑制在基板表面的任何劃傷和微小缺陷。另一個目的是提供一種使 用該膠態二氧化硅拋光組合物制造合成石英玻璃基板的方法。

將焦點集中在合成石英玻璃基板的拋光中用作研磨料的膠態二氧 化硅顆粒上，本發明人獲得了以下發現。具有不同平均一次粒徑和締 合度的球形類型和締合類型的膠態二氧化硅顆粒的混合物對于拋光是 有效的，特別是當締合膠態二氧化硅顆粒的平均一次粒徑大于球形膠 態二氧化硅顆粒的平均一次粒徑時。在拋光操作期間，由于離心力， 球形膠態二氧化硅顆粒遠離基板，使得在基板上可得到與締合膠態二 氧化硅顆粒相比更少的球形膠態二氧化硅顆粒。結果，抑制了在基板 表面上的微小缺陷，并賦予基板高的平滑度。無論何時應用該拋光組 合物，在任何尺寸和類型的基板上，拋光速率的提高都是可能的。