[發明專利]合成石英玻璃基板用研磨劑及其制備方法以及合成石英玻璃基板的研磨方法

有效

• 申請號: 201880024428.6
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN110546233B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 高橋光人;野島義弘
• 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;B24B37/00;C03C19/00;C09G1/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發明為一種合成石英玻璃基板用研磨劑，其含有研磨顆粒及水而成，其特征在于，所述研磨顆粒以二氧化硅顆粒為母體顆粒，在該母體顆粒的表面擔載有鈰與選自除鈰以外的其他三價稀土元素中的至少一種稀土元素的復合氧化物顆粒。由此，可提供一種具有高研磨速度且能夠充分降低因研磨導致的缺陷的產生的合成石英玻璃基板用研磨劑。

技術領域

本發明涉及一種合成石英玻璃基板用研磨劑及其制備方法以及合成石英玻璃基板的研磨方法。

背景技術

近年來，由于基于光刻的圖案的微細化，更加嚴格地要求合成石英玻璃基板的缺陷密度及缺陷尺寸、面粗糙度、平坦度等品質。其中，隨著集成電路的高精細化、磁介質的高容量化，對于基板上的缺陷要求進一步的高品質化。

從上述角度出發，對于合成石英玻璃基板用研磨劑，為了提高研磨后的石英玻璃基板的品質，強烈要求研磨后的石英玻璃基板的表面粗糙度小以及研磨后的石英玻璃基板表面上的劃痕等表面缺陷少。此外，從提高生產率的角度出發，還要求石英玻璃基板的研磨速度快。

在以往，作為用于研磨合成石英玻璃的研磨劑，二氧化硅類的研磨劑得到了普遍研究。二氧化硅類的漿料通過以下方式進行制備：利用四氯化硅的熱分解使二氧化硅顆粒進行顆粒生長、并利用不包含鈉等堿金屬的堿溶液進行pH調節。例如，專利文獻1中記載了在中性附近使用高純度的膠態二氧化硅能夠降低缺陷。然而，若考慮到膠態二氧化硅的等電點，膠態二氧化硅在中性附近不穩定，研磨中膠態二氧化硅磨粒的粒度分布變動，可能存在無法穩定使用的技術問題，難以循環及重復使用研磨劑，且由于以恒定流方式進行使用，因此存在經濟方面不優選的技術問題。此外，專利文獻2中記載了通過使用含有平均一次粒徑為60nm以下的膠態二氧化硅與酸的研磨劑，能夠降低缺陷。然而，這些研磨劑在滿足現存的要求方面并不充分，需進行改良。

另一方面，二氧化鈰(CeO₂)顆粒作為強氧化劑是已知的，在化學性方面具有活潑的性質。認為二氧化鈰的Ce(IV)與Ce(III)之間的氧化還原對提高玻璃等無機絕緣體的研磨速度是有效的，通過將四價的二氧化鈰的一部分替換為三價的其他金屬元素從而導入氧缺陷，能夠提高與玻璃等無機絕緣體的反應性，與膠態二氧化硅相比，對提高玻璃等無機絕緣體的研磨速度是有效的。

然而，通常的二氧化鈰類研磨劑使用干式二氧化鈰顆粒，干式二氧化鈰顆粒具有無定形的結晶形狀，適用于研磨劑時，與球形的膠態二氧化硅相比，存在容易在石英玻璃基板表面產生劃痕等缺陷的技術問題。此外，二氧化鈰類研磨劑與膠態二氧化硅相比，存在分散穩定性差，顆粒容易沉降的技術問題。

現有技術文獻

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

發明內容

本發明要解決的技術問題

作為合成石英玻璃基板的二氧化鈰類研磨劑，單獨使用濕式二氧化鈰顆粒來代替干式二氧化鈰顆粒時，雖然劃痕等缺陷與干式二氧化鈰顆粒相比有所降低，但是尚未能降低到滿足要求，關于研磨速度，也尚未滿足要求。專利文獻3中記載了通過使用一種研磨劑，能夠提高研磨速度，該研磨劑在使用了膠態二氧化硅的研磨劑中含有如丙烯酸/磺酸共聚物那樣的具有磺酸基的聚合物。然而，即使將這樣的聚合物添加至二氧化鈰類的研磨劑中，也尚無法滿足目前要求的研磨速度，需進一步提高研磨速度。