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JP6481589B2 - Polishing slurry for oxide single crystal substrate and method for producing the same - Google Patents
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Polishing slurry for oxide single crystal substrate and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、酸化物単結晶基板の研磨スラリー及びその製造方法に関し、より詳しくは、コロイダルシリカに特定の添加剤を組み合わせたことで研磨速度を向上しうる、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム等の酸化物単結晶基板の研磨スラリー及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a polishing slurry for an oxide single crystal substrate and a method for producing the same, and more specifically, the polishing rate can be improved by combining a specific additive with colloidal silica, such as lithium tantalate or lithium niobate. The present invention relates to a polishing slurry for an oxide single crystal substrate and a manufacturing method thereof.

近年急速に市場拡大している移動体通信機器(携帯電話、スマートフォン等)には、弾性表面波デバイスが使用されるが、その基板材料として、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の酸化物単結晶が必要不可欠な材料となっている。   Surface acoustic wave devices are used in mobile communication devices (cell phones, smartphones, etc.), which have been rapidly expanding in recent years. As substrate materials, oxide single crystals such as lithium tantalate and lithium niobate are used. Has become an indispensable material.

弾性表面波デバイス用基板は、通常、鏡面研磨が施されているが、その手法としてメカノケミカルポリッシュ(あるいは単にポリッシュ)と呼ばれる研磨加工が広く採用されている。メカノケミカルポリッシュでは、コロイダルシリカと呼ばれる微粒子状の二酸化ケイ素(シリカ粒子)を水中に分散したスラリーを研磨剤として用い、不織布やウレタンなどからなる研磨パッドに基板を加圧することにより鏡面研磨する(たとえば、特許文献1参照)。   A substrate for a surface acoustic wave device is usually subjected to mirror polishing, and a polishing process called mechanochemical polishing (or simply polishing) is widely employed as a technique for the substrate. In mechanochemical polishing, a slurry in which fine silicon dioxide (silica particles) called colloidal silica is dispersed in water is used as an abrasive, and the surface is mirror-polished by pressing the substrate against a polishing pad made of nonwoven fabric or urethane (for example, , See Patent Document 1).

特許文献1によれば、ウエハ収容部を改良したので平坦度などの優れた加工精度が得られるが、タンタル酸リチウム(LT)、ニオブ酸リチウム(LN)などの酸化物単結晶はモース硬度で5〜6と硬度が高く、かつ、化学的にも極めて安定な材料であることから、研磨速度が非常に遅くて、十分な生産性が得られていない。   According to Patent Document 1, since the wafer container is improved, excellent processing accuracy such as flatness can be obtained. However, oxide single crystals such as lithium tantalate (LT) and lithium niobate (LN) have Mohs hardness. Since the material has a high hardness of 5 to 6 and is extremely chemically stable, the polishing rate is very slow and sufficient productivity is not obtained.

LT、LNなど酸化物単結晶基板のポリッシュにおいては、コロイダルシリカ中の添加剤が研磨速度に大きく影響することが知られている。
たとえば特許文献2は、アルドースの酸化によって得られるウロン酸などを添加剤として含有させた研磨用組成物を提案しており、このようなキレート剤や有機酸などキレート性を示す物質の添加により研磨速度が向上することを記載している。その中でも、グルコン酸塩やDHEG(ジヒドロキシグリシン)が高い効果を示すとする一方、クエン酸の場合はグルコン酸の7割程度の研磨速度であり、研磨速度がある程度向上するものの十分な効果が得られていないことを示している。
In polishing of oxide single crystal substrates such as LT and LN, it is known that the additive in colloidal silica greatly affects the polishing rate.
For example, Patent Document 2 proposes a polishing composition containing, as an additive, uronic acid obtained by oxidation of aldose, and polishing by adding a chelating agent such as a chelating agent or an organic acid. It describes that the speed is improved. Among them, gluconate and DHEG (dihydroxyglycine) are supposed to show a high effect, whereas in the case of citric acid, the polishing rate is about 70% of gluconic acid. It indicates that it has not been done.

しかしながら、研磨性能が良いグルコン酸は、流通量が少ない有機酸であり、クエン酸と比較すると世界生産量は10分の1以下である。グルコン酸の流通量からして供給不足に陥る危険性は低いが、移動体通信機器のこれからの市場拡大を踏まえれば、より流通量の多い原料を選択して供給リスクの低減につなげる必要がある。
また、DHEGは、グルコン酸やクエン酸など有機酸に比べると、さらに流通量が少ないうえ非常に高価である。LTやLNなど電子部品材料はコスト競争が激しく、DHEGのような高価な原料を用いるのはコスト面で問題がある。
However, gluconic acid, which has good polishing performance, is an organic acid with a small amount of circulation, and the world production is less than 1/10 compared with citric acid. Although the risk of a supply shortage due to the distribution volume of gluconic acid is low, considering the future market expansion of mobile communication devices, it is necessary to select raw materials with a higher distribution volume and reduce the supply risk .
In addition, DHEG is much less expensive and more expensive than organic acids such as gluconic acid and citric acid. Electronic component materials such as LT and LN are highly cost-competitive, and using expensive raw materials such as DHEG is problematic in terms of cost.

このような状況下、流通量の多い原料を選択して供給リスクが低減でき、コスト面の問題がないだけでなく、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなど硬度が高く、かつ、化学的にも極めて安定な酸化物単結晶材料の研磨速度を高め、生産性を向上しうるコロイダルシリカを含む研磨スラリーが必要とされている。   Under such circumstances, it is possible to reduce the supply risk by selecting raw materials with a large amount of circulation, and there is no cost problem, but also high hardness such as lithium tantalate and lithium niobate, and extremely chemically There is a need for a polishing slurry containing colloidal silica that can increase the polishing rate of a stable oxide single crystal material and improve productivity.

特開2011−206891号公報JP 2011-206871 A 特開2006−150482号公報JP 2006-150482 A

本発明の目的は、コロイダルシリカに特定の添加剤を組み合わせたことで研磨速度が向上した、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウム等の酸化物単結晶基板の研磨スラリー及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polishing slurry for an oxide single crystal substrate such as lithium tantalate or lithium niobate, which has an improved polishing rate by combining a specific additive with colloidal silica, and a method for producing the same. is there.

本発明者は、上記目的を達成するために、キレート作用を示す添加剤と凝集作用を示す添加剤との混合による研磨速度への影響について鋭意研究を行った結果、クエン酸のみを添加した場合ではグルコン酸の研磨速度に及ばないものの、クエン酸と硫酸塩を混合することによりグルコン酸と同等の研磨速度が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to achieve the above object, the present inventor conducted intensive studies on the influence on the polishing rate by mixing an additive exhibiting a chelating action and an additive exhibiting an aggregating action. As a result, only citric acid was added. Then, although it did not reach the polishing rate of gluconic acid, it was found that a polishing rate equivalent to that of gluconic acid can be obtained by mixing citric acid and sulfate, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、研磨粒子として平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカを含み、添加剤としてクエン酸化合物を含有する酸化物単結晶基板研磨用スラリーであって、さらに添加剤として硫酸塩を含有し、クエン酸化合物が、クエン酸ナトリウム又はクエン酸カリウムであり、硫酸塩が、硫酸ナトリウム又は硫酸カリウムであり、クエン酸化合物の添加量が、スラリーに対して0.01〜0.12mol/Lであり、かつ、前記硫酸塩の添加量が、スラリーに対して0.02mol/L以下であることを特徴とする酸化物単結晶基板研磨用スラリーが提供される。 That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a slurry for polishing an oxide single crystal substrate containing colloidal silica having an average particle size of 100 nm or less as abrasive particles and containing a citric acid compound as an additive, It contains a sulfate as an agent, the citrate compound is sodium citrate or potassium citrate, the sulfate is sodium sulfate or potassium sulfate, and the addition amount of the citrate compound is 0.01 relative to the slurry . There is provided a slurry for polishing an oxide single crystal substrate , which is ˜0.12 mol / L and the addition amount of the sulfate is 0.02 mol / L or less with respect to the slurry .

また、本発明の第の発明によれば、第1の発明において、前記コロイダルシリカの濃度が、10〜50質量%であることを特徴とする酸化物単結晶基板研磨用スラリーが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the slurry for polishing an oxide single crystal substrate according to the first aspect, wherein the concentration of the colloidal silica is 10 to 50% by mass. .

また、本発明の第の発明によれば、第1の発明において、前記酸化物単結晶基板が、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムの酸化物単結晶ウエハであることを特徴とする酸化物単結晶基板研磨用スラリーが提供される。 According to a third invention of the present invention, in the first invention, the oxide single crystal substrate is an oxide single crystal wafer of lithium tantalate or lithium niobate. A slurry for polishing a crystalline substrate is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1〜のいずれかの発明において、前記平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカを含むスラリーに対して、添加剤としてのクエン酸化合物を0.01〜0.12mol/Lの範囲に設定し、コロイダルシリカの平均粒子径に応じて調整して添加し、次に硫酸塩を添加し均一になるまで混合することを特徴とする酸化物単結晶基板研磨用スラリーの製造方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the citric acid compound as an additive is added to the slurry containing colloidal silica having an average particle diameter of 100 nm or less in an amount of 0. Oxide single crystal characterized in that it is set in the range of 01 to 0.12 mol / L, adjusted according to the average particle diameter of colloidal silica, added, and then sulfate is added and mixed until uniform A method for producing a slurry for polishing a substrate is provided.

また、本発明の第の発明によれば、第1〜のいずれかの発明の酸化物単結晶基板研磨用スラリーを用い、研磨装置に貼り付けた酸化物単結晶基板にスラリーを供給しながら研磨することを特徴とする酸化物単結晶基板の研磨方法が提供される。 According to the fifth invention of the present invention, the slurry for polishing an oxide single crystal substrate according to any one of the first to third inventions is used, and the slurry is supplied to the oxide single crystal substrate attached to the polishing apparatus. A method for polishing an oxide single crystal substrate, which is characterized in that polishing is performed.

本発明に依れば、酸化物単結晶基板を鏡面研磨する用途において、コロイダルシリカに対して、特定の添加剤を配合するが、添加剤が比較的安価で入手しやすいので、少ない供給リスクで高い研磨速度が得られる研磨スラリーを提供することが出来る。
また、コロイダルシリカに対する添加剤の量が少なくて済むので、研磨スラリーの製造コストを抑えることができる。
According to the present invention, a specific additive is blended with colloidal silica for use in mirror polishing of an oxide single crystal substrate. However, since the additive is relatively inexpensive and easily available, the supply risk is low. A polishing slurry capable of obtaining a high polishing rate can be provided.
Further, since the amount of the additive relative to the colloidal silica is small, the manufacturing cost of the polishing slurry can be suppressed.

以下、本発明の酸化物単結晶基板の研磨スラリーにつき、具体的な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、本発明は以下の実施の形態によってのみ限定されるものではない。   Hereinafter, specific embodiments of the polishing slurry for an oxide single crystal substrate of the present invention will be described in detail. It should be noted that the present invention is not limited only to the following embodiments without departing from the object of the present invention.

1.酸化物単結晶基板の研磨スラリー
本発明の酸化物単結晶基板研磨用スラリーは、研磨粒子として平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカを含み、添加剤としてクエン酸化合物と硫酸塩を含有し、かつ、クエン酸イオン濃度が0.01〜0.12mol/Lであることを特徴とする。
1. Polishing slurry for oxide single crystal substrate The slurry for polishing an oxide single crystal substrate of the present invention contains colloidal silica having an average particle diameter of 100 nm or less as abrasive particles, contains a citric acid compound and a sulfate as additives, and The citrate ion concentration is 0.01 to 0.12 mol / L.

すなわち、本発明における研磨スラリー組成は、主にコロイダルシリカ、キレート剤(クエン酸塩)、硫酸塩、および水からなる。   That is, the polishing slurry composition in the present invention mainly comprises colloidal silica, a chelating agent (citrate), sulfate, and water.

(1)コロイダルシリカ
コロイダルシリカは、一次粒子の平均粒子径が100nm以下のものが望ましい。平均粒子径が100nmよりも大きいコロイダルシリカは、研磨対象物の研磨能力が高くないためである。コロイダルシリカの平均粒子径は、25nm以上かつ90nm以下であることがより好ましい。
(1) Colloidal silica The colloidal silica preferably has an average primary particle diameter of 100 nm or less. This is because colloidal silica having an average particle size larger than 100 nm does not have a high polishing ability of the object to be polished. The average particle diameter of colloidal silica is more preferably 25 nm or more and 90 nm or less.

また、シリカ粒子の粒子径は、5〜150nmの範囲が好ましく、10〜140nmの範囲がより好ましい。ここで、シリカ粒子の粒子径は、BET法や動的光散乱法(DLS法)、あるいは走査型電子顕微鏡(SEM)や透過電子顕微鏡(TEM)の観察画像から直接粒子径を測定して求めることができる。粒子径の測定方法は特に限定されないが、手法間で測定値のずれが生じる場合がある。   The particle diameter of the silica particles is preferably in the range of 5 to 150 nm, more preferably in the range of 10 to 140 nm. Here, the particle diameter of the silica particles is obtained by directly measuring the particle diameter from observation images of a BET method, a dynamic light scattering method (DLS method), a scanning electron microscope (SEM), or a transmission electron microscope (TEM). be able to. The method for measuring the particle diameter is not particularly limited, but there may be a case where the measured value varies between the methods.

すなわち、BET法では、粒子が凝集した場合に比表面積が小さくなるので、実際の粒子径よりも小さく測定される傾向がある。DLS法では、粒子が凝集するとその塊を一つの粒子として検出するため、小さい粒子が検出されず、実際には含まれない大きい粒子が検出される傾向がある。SEMでは、試料を乾燥させる過程で粒子に偏りが生じると、粒度分布がずれることがある。また、TEMでは、前記の3手法よりも薄い倍率に希釈する必要があるため、希釈過程で凝集と粒子の偏りが生じることがある。そのため、上記の粒子径は最大20%の測定誤差を考慮したものである。   That is, in the BET method, when the particles are aggregated, the specific surface area becomes small, so that there is a tendency to be measured smaller than the actual particle diameter. In the DLS method, when the particles are aggregated, the lump is detected as one particle, so that there is a tendency that small particles are not detected and large particles that are not actually included are detected. In SEM, if the particles are biased in the process of drying the sample, the particle size distribution may shift. In addition, in TEM, since it is necessary to dilute at a magnification smaller than the above three methods, aggregation and unevenness of particles may occur in the dilution process. For this reason, the above-mentioned particle size takes into account a measurement error of a maximum of 20%.

本発明においては、いずれの手法で粒子径を測定しても良いが、上記の問題による測定誤差が小さくなるように正確に粒子径を測定する。本発明では、最も安定した測定値が得られるという観点からSEMによることが好ましい。   In the present invention, the particle diameter may be measured by any method, but the particle diameter is accurately measured so that the measurement error due to the above problem is reduced. In the present invention, it is preferable to use SEM from the viewpoint that the most stable measurement value can be obtained.

本発明において、シリカ粒子は、水ガラス法あるいはアルコキシド法で製造できる。ただし、これらはコロイダルシリカスラリーを製造する方法の一例にすぎず、本発明においては、他の公知のいかなる手法を採用することもできる。   In the present invention, the silica particles can be produced by a water glass method or an alkoxide method. However, these are merely examples of a method for producing a colloidal silica slurry, and any other known method can be employed in the present invention.

また、コロイダルシリカの濃度は、特に限定されないが、10質量%よりも小さいとシリカ微粒子と研磨対象物が充分に接触せず、本来の研磨能力が発揮されない恐れがある。また、50質量%よりも大きいとシリカ微粒子の分散安定性が低下し、コロイダルシリカが凝集する恐れがある。したがって、コロイダルシリカの濃度は、10質量%以上かつ50質量%以下であることが好ましく、15質量%以上かつ30質量%以下であることがより好ましい。い。   The concentration of colloidal silica is not particularly limited, but if it is less than 10% by mass, the silica fine particles and the object to be polished are not sufficiently in contact with each other, and the original polishing ability may not be exhibited. On the other hand, if it is larger than 50% by mass, the dispersion stability of the silica fine particles is lowered, and the colloidal silica may be aggregated. Therefore, the concentration of colloidal silica is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 30% by mass or less. Yes.

(2)クエン酸化合物
前記の通り、研磨性能が良いキレートとしてグルコン酸が知られているが、クエン酸よりも流通量が少ない有機酸である。現状のグルコン酸の流通量からして供給不足に陥る危険性が高いわけではないが、移動体通信機器のこれからの市場拡大を踏まえれば、より流通量の多い原料を選択して供給リスクの低減につなげる必要がある。
(2) Citric acid compound As described above, gluconic acid is known as a chelate having good polishing performance, but it is an organic acid having a smaller circulation amount than citric acid. Although there is no high risk of a supply shortage due to the current distribution volume of gluconic acid, considering the future market expansion of mobile communication devices, we will select raw materials with a higher distribution volume and reduce supply risks. It is necessary to connect to.

このため、本発明ではキレート添加剤として流通量が多いクエン酸化合物を使用する。クエン酸化合物とは、水に溶解した時にクエン酸イオンを生じるクエン酸、あるいはクエン酸のアルカリ金属塩などを指し、キレート剤として作用するものであり、以下、単にクエン酸ともいう。   For this reason, in this invention, a citric acid compound with much circulation is used as a chelate additive. The citric acid compound refers to citric acid that generates citrate ions when dissolved in water, or an alkali metal salt of citric acid, and acts as a chelating agent. Hereinafter, it is also simply referred to as citric acid.

具体的には、クエン酸三ナトリウム、クエン酸一ナトリウム、クエン酸二ナトリウム、あるいはクエン酸一カリウム、クエン酸二カリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸リチウムなどのアルカリ金属塩を挙げることができる。この他に、クエン酸カルシウム、クエン酸マグネシウム、クエン酸銅、クエン酸鉄アンモニウムなどのクエン酸金属塩も使用できる。
本発明では、安価かつ安全で取り扱いが容易であるという観点から前記各種のクエン酸ナトリウムやクエン酸カリウムが好ましい。
Specific examples include trisodium citrate, monosodium citrate, disodium citrate, or alkali metal salts such as monopotassium citrate, dipotassium citrate, tripotassium citrate, and lithium citrate. In addition, citrate metal salts such as calcium citrate, magnesium citrate, copper citrate, and ammonium iron citrate can also be used.
In the present invention, the various sodium citrates and potassium citrates are preferable from the viewpoint of being inexpensive, safe and easy to handle.

クエン酸は、濃度が高いほど研磨速度が向上するので、0.01mol/L以上、好ましくは0.03mol/L以上とする。しかし、過剰に加えるとコロイダルシリカのゲル化を引き起こし研磨速度が低下するので、クエン酸イオン濃度は0.12mol/Lを超えないようにする。0.03〜0.10mol/Lが好ましく、0.03〜0.08mol/Lがより好ましい。   Since citric acid has a higher concentration and a higher polishing rate, it is 0.01 mol / L or more, preferably 0.03 mol / L or more. However, since excessive addition causes gelation of colloidal silica and decreases the polishing rate, the citrate ion concentration should not exceed 0.12 mol / L. 0.03-0.10 mol / L is preferable and 0.03-0.08 mol / L is more preferable.

コロイダルシリカは、粒子径が大きいほどゲル化し易い傾向があり、それは添加剤によるゲル化の影響も粒子径が大きいほど強く受けるためと考えられる。またクエン酸は、キレート作用を持つので、コロイダルシリカに対するクエン酸の添加量は、シリカの粒径によって変わってくる。シリカの粒径が例えば60nmの場合と80nmの場合で比較すると、粒径80nmのもののほうが60nmのものよりも、少ない添加量で研磨速度を向上させやすいことを本出願人は確認している。   Colloidal silica has a tendency to be easily gelled as the particle size is large, and this is considered to be because the influence of gelation by the additive is strongly influenced as the particle size is large. Since citric acid has a chelating action, the amount of citric acid added to colloidal silica varies depending on the particle size of the silica. For example, when comparing the case where the particle diameter of silica is 60 nm and 80 nm, the applicant has confirmed that it is easier to improve the polishing rate with a smaller addition amount when the particle diameter is 80 nm than when it is 60 nm.

(3)硫酸塩
本発明において硫酸塩とは、たとえば硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウムなどの硫酸とアルカリ金属との化合物を挙げることができる。この他に、硫酸ベリリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウムなども使用できる。水に溶解して硫酸イオンを生じればよいので、硫酸や硫酸水素ナトリウムでもpHを調整すれば使用できる。
本発明では、安価であり、pH調整も不要であるなどの観点から硫酸ナトリウム、硫酸カリウムが好ましい。
(3) Sulfate In the present invention, examples of the sulfate include a compound of sulfuric acid and an alkali metal such as sodium sulfate, potassium sulfate, and lithium sulfate. In addition, beryllium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, and the like can be used. Since it suffices to generate sulfate ions by dissolving in water, sulfuric acid or sodium hydrogen sulfate can be used if the pH is adjusted.
In the present invention, sodium sulfate and potassium sulfate are preferred from the viewpoints of being inexpensive and requiring no pH adjustment.

前記クエン酸化合物は、金属イオンに対してキレート作用を発揮するが、硫酸塩は凝集作用を与えることから、研磨速度を向上させる作用機構が異なっている。このように作用機構が異なる者同士を混合することは、従来ほとんど検討されていない。   The citric acid compound exerts a chelating action on metal ions, but since sulfates give an aggregating action, the action mechanism for improving the polishing rate is different. Thus, it has hardly been studied to mix persons having different action mechanisms.

本発明は、クエン酸と硫酸塩を特定量混合して、グルコン酸と同等、あるいはそれ以上の研磨速度の向上効果を得ようとするものであり、キレート添加剤の供給リスクを低減させつつ高い研磨速度を得ることが可能である。
硫酸塩の添加量は、特に限定されず、硫酸イオン濃度0.005mol/L以上を目安とするが、0.020mol/L以下が好ましい。これを超えても効果は向上しないため、0.015mol/L以下が好ましい。
The present invention is intended to obtain a polishing rate improvement effect equal to or higher than that of gluconic acid by mixing a specific amount of citric acid and sulfate, and is high while reducing the supply risk of chelating additives. It is possible to obtain a polishing rate.
The addition amount of the sulfate is not particularly limited, and the sulfate ion concentration is 0.005 mol / L or more as a guide, but 0.020 mol / L or less is preferable. Even if it exceeds this, since the effect is not improved, 0.015 mol / L or less is preferable.

クエン酸の場合は、前記のとおり、キレート作用を持つのでコロイダルシリカに対する添加量をシリカの粒径によって変化させる。ところが、硫酸塩では、このような知見は得られていない。
クエン酸によるコロイダルシリカのゲル化を硫酸塩が抑制することによる研磨効果を考慮し、前記のようにシリカの粒径が例えば60nmのものと80nmのものとで比較したとしても、両者の間で大差はないものと考えられる。
In the case of citric acid, as described above, since it has a chelating action, the amount of addition to colloidal silica is changed depending on the particle size of silica. However, such knowledge is not obtained with sulfate.
Considering the polishing effect of the sulfate inhibiting the gelation of colloidal silica by citric acid, even if the silica particle size is compared between 60 nm and 80 nm as described above, There seems to be no big difference.

2.研磨スラリーの製造方法
本発明の研磨スラリーの製造方法は、平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカに対して、添加剤としてのクエン酸化合物の量を0.01〜0.12mol/Lの範囲に設定し、かつコロイダルシリカの平均粒子径に応じて調整して添加し、次に硫酸塩を添加し均一になるまで混合することを特徴とする。
2. Manufacturing method of polishing slurry The polishing slurry manufacturing method of the present invention sets the amount of a citric acid compound as an additive in a range of 0.01 to 0.12 mol / L with respect to colloidal silica having an average particle size of 100 nm or less. And adjusting and adding according to the average particle diameter of colloidal silica, and then adding a sulfate and mixing until uniform.

すなわち、まずシリカ粒子を水に分散させたコロイダルシリカを用意する。コロイダルシリカの原料であるシリカ粒子は、一般に、水ガラス法とアルコキシド法によって製造されている。   That is, colloidal silica in which silica particles are dispersed in water is first prepared. Silica particles that are raw materials for colloidal silica are generally produced by a water glass method and an alkoxide method.

水ガラス法とは、ケイ酸ソーダをイオン交換し、活性ケイ素を調整後、これを加熱下において、苛性ソーダでpH調整した種粒子含有水溶液中に添加し、粒子成長させる手法である。また、アルコキシド法とは、ケイ酸アルキル(テトラアルコキシシラン)を塩基性触媒存在下で加水分解すると同時に縮合、粒子成長を行いながらシリカ粒子を製造する手法である。また、100nm以上の比較的大きい粒子については、予め大きめのシリカ粒子を作り、それを粉砕、分級して粒子径をそろえる手法も採ることができる。
そして、温度、pH等の制御により製造段階で所望の粒度分布を得ることもできる。こうして平均粒子径が100nm以下のシリカ粒子が水などに分散したコロイダルシリカとする。
The water glass method is a technique in which sodium silicate is ion-exchanged to adjust active silicon, and then this is added to a seed particle-containing aqueous solution whose pH is adjusted with caustic soda under heating to grow particles. The alkoxide method is a method for producing silica particles while hydrolyzing an alkyl silicate (tetraalkoxysilane) in the presence of a basic catalyst and simultaneously performing condensation and particle growth. In addition, for relatively large particles of 100 nm or more, a method can be used in which large silica particles are prepared in advance, and then pulverized and classified to make the particle diameter uniform.
And a desired particle size distribution can also be obtained in a manufacturing stage by control of temperature, pH, etc. Thus, colloidal silica in which silica particles having an average particle diameter of 100 nm or less are dispersed in water or the like is obtained.

得られたコロイダルシリカは、一種だけ用いてもよいし、二種以上を混合してもよい。たとえば平均粒子径が60nm以下のシリカ粒子Aと、平均粒子径が110nm以上のシリカ粒子Bとの二種を所定量混合したり、これに平均粒子径が50〜90nmのシリカ粒子Cを加えた三種を所定量混合したりして製造することができる。   The obtained colloidal silica may be used alone or in combination of two or more. For example, a predetermined amount of two kinds of silica particles A having an average particle diameter of 60 nm or less and silica particles B having an average particle diameter of 110 nm or more are mixed, or silica particles C having an average particle diameter of 50 to 90 nm are added thereto. The three kinds can be produced by mixing a predetermined amount.

次に、コロイダルシリカに対して、クエン酸化合物の添加量を0.01〜0.12mol/Lの範囲で設定する。研磨速度が向上させるには、0.03mol/L以上とする必要がある一方で、過剰に加えるとコロイダルシリカのゲル化を引き起こし研磨速度が低下するため0.12mol/L以下、特に0.08mol/L以下にするのが望ましい。   Next, the addition amount of the citric acid compound is set in the range of 0.01 to 0.12 mol / L with respect to the colloidal silica. In order to improve the polishing rate, it is necessary to set it to 0.03 mol / L or more. On the other hand, if it is added excessively, gelation of colloidal silica is caused and the polishing rate is lowered. / L or less is desirable.

クエン酸は、キレート作用を持つので、コロイダルシリカに対する添加量が、シリカの粒径によって変化することから、添加量はコロイダルシリカの平均粒子径に応じて調整する。   Since citric acid has a chelating action, the amount added to the colloidal silica varies depending on the particle size of the silica, so the amount added is adjusted according to the average particle size of the colloidal silica.

具体的には、シリカの粒径が60nmの場合と80nmの場合で比較すると、粒径80nmのもののほうが60nmのものよりも、少ないクエン酸添加量で研磨速度を向上できることから、添加量の下限設定値を0.01〜0.03mol/Lの範囲で増減させることが好ましい。   Specifically, when the silica particle size is 60 nm and 80 nm, the 80 nm particle size can improve the polishing rate with a smaller amount of citric acid than the 60 nm particle size. It is preferable to increase or decrease the set value in the range of 0.01 to 0.03 mol / L.

その後、硫酸塩を添加し均一になるまで十分に撹拌・混合する。硫酸塩をクエン酸に続いて添加することで、クエン酸によるコロイダルシリカのゲル化が抑制される。混合装置、撹拌条件は一般的なものでよく特に限定されない。常温でもよいが30〜80℃程度に加熱しても良い。   Then, add sulfate and mix well until homogeneous. By adding the sulfate subsequent to citric acid, gelation of colloidal silica by citric acid is suppressed. The mixing apparatus and stirring conditions may be general and are not particularly limited. Although it may be normal temperature, you may heat to about 30-80 degreeC.

硫酸塩は、クエン酸化合物に添加するとき、濃度が高いほど研磨速度の向上効果が大きい。ただし、硫酸イオン濃度は0.020mol/L以下が好ましい。それを超えても研磨効果が向上しないためであり、0.015mol/L以下がより好ましい。   When sulfate is added to a citric acid compound, the higher the concentration, the greater the effect of improving the polishing rate. However, the sulfate ion concentration is preferably 0.020 mol / L or less. This is because the polishing effect is not improved even if the amount exceeds this, and 0.015 mol / L or less is more preferable.

3.酸化物単結晶基板の研磨方法
本発明の研磨スラリーを用いて酸化物単結晶基板を研磨するには、研磨装置の基板(ウエハ)収容部に基板をワックスなどで貼り付けて保持した後、研磨定盤の上表面に研磨布を貼り付け、この研磨布上へ前記の研磨スラリーを供給して研磨する。
3. Polishing Method of Oxide Single Crystal Substrate In order to polish an oxide single crystal substrate using the polishing slurry of the present invention, the substrate is attached to a substrate (wafer) housing portion of a polishing apparatus with wax or the like and then polished. A polishing cloth is affixed to the upper surface of the surface plate, and the polishing slurry is supplied onto the polishing cloth for polishing.

研磨対象物は、LTやLNなどの酸化物単結晶基板である。そのサイズは、特に制限されず、4インチ以下の小さなものから、5インチを超えるような大きなものまで研磨することができる。
研磨定盤は、この定盤に連結された駆動軸を介してモーター制御等により任意の回転速度で回転駆動される。
The object to be polished is an oxide single crystal substrate such as LT or LN. The size is not particularly limited, and it can be polished from a small size of 4 inches or less to a large size exceeding 5 inches.
The polishing surface plate is rotationally driven at an arbitrary rotational speed by a motor control or the like via a drive shaft connected to the surface plate.

そして、研磨定盤を回転させながら、上記研磨布上へ研磨スラリーを供給し、合せて押圧機構部を研磨定盤と逆方向へ回転させることで、研磨布に押圧されたウエハ基板表面の鏡面研磨加工が行われる。   Then, while rotating the polishing platen, the polishing slurry is supplied onto the polishing cloth, and the pressing mechanism is rotated in the opposite direction to the polishing platen, so that the mirror surface of the wafer substrate surface pressed against the polishing cloth Polishing is performed.

定盤の回転数は、装置の種類などにもよるが、例えば50〜200rpmとし、研磨荷重は300〜800g/cmとすることができる。
研磨時間は規定しにくいが、例えば30〜120分とすることができる。本発明では、前記のとおり、クエン酸と硫酸塩を特定量混合した研磨スラリーを用いるので、クエン酸のキレート効果、硫酸塩によるコロイダルシリカのゲル化抑制効果で、顕著な研磨性能が得られる。十分に研磨し、基板が所定の厚みに達したところで研磨加工を終了する。本発明の研磨スラリーは研磨速度が大きいので、基板の種類によっては30分以内で研磨を終了できる場合もある。
Although the rotation speed of a surface plate is based also on the kind of apparatus etc., it can be 50-200 rpm, for example, and a grinding | polishing load can be 300-800 g / cm < 2 >.
The polishing time is difficult to define, but can be set to, for example, 30 to 120 minutes. In the present invention, as described above, since a polishing slurry in which a specific amount of citric acid and sulfate is mixed is used, remarkable polishing performance can be obtained by the chelating effect of citric acid and the gelation suppression effect of colloidal silica by sulfate. Polishing is sufficiently performed, and the polishing process is terminated when the substrate reaches a predetermined thickness. Since the polishing slurry of the present invention has a high polishing rate, depending on the type of substrate, polishing may be completed within 30 minutes.

以上、LTやLNの基板を研磨する方法について述べたが、研磨機構はコロイダルシリカによるサファイアの場合も同じといわれているため、本発明の研磨スラリーは、サファイア基板の研磨にも同様に用いることができる。   As mentioned above, although the method of grind | polishing the board | substrate of LT or LN was described, since it is said that the grinding | polishing mechanism is the same also in the case of sapphire by colloidal silica, the polishing slurry of this invention should be used also for grinding | polishing of a sapphire board | substrate similarly. Can do.

以下に本発明の実施例を挙げて比較例と対比して具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるものではない。   Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

なお、以下の実施例においては、いずれも表1に示す条件にて研磨し、研磨後の基板厚をマイクロメーターで測定して研磨速度を計算して評価を行った。   In the following examples, polishing was performed under the conditions shown in Table 1, and the substrate thickness after polishing was measured with a micrometer, and the polishing rate was calculated for evaluation.

Figure 0006481589
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(実施例1〜5)
平均粒子径が60nmのコロイダルシリカを20質量%に調整したもの(住石マテリアルズ(株)製、CMP−30CN)を用意し、添加剤として有機酸塩のクエン酸三ナトリウム(扶桑化学工業(株)製「精製クエン酸ナトリウム」)、と硫酸ナトリウム(四国化成工業(株)製「中性無水芒硝」)を用い、表2に示した量で均一となるように混合し本発明の研磨スラリーを調製した。
次に、研磨装置(不二越機械工業社製SPM−12)に、研磨材料としてタンタル酸リチウム基板4インチを用意し、ワックスを用いてブロックに貼り付けた。その後、研磨パッドとしてロデール社製SUBA800を用い、表1の条件で研磨材料の研磨を行い、コロイダルシリカに添加した各添加剤の研磨速度向上の効果を評価した。結果を表2に記した。
(Examples 1-5)
What prepared colloidal silica with an average particle size of 60 nm to 20% by mass (manufactured by Sumiishi Materials Co., Ltd., CMP-30CN) was prepared, and organic acid trisodium citrate (Fuso Chemical Industries ( Polishing of the present invention by mixing with “purified sodium citrate”) and sodium sulfate (“neutral anhydrous sodium sulfate” manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) in an amount uniform as shown in Table 2. A slurry was prepared.
Next, a 4-inch lithium tantalate substrate was prepared as a polishing material in a polishing apparatus (SPM-12 manufactured by Fujikoshi Machine Industry Co., Ltd.) and attached to a block using wax. Thereafter, SUBA800 manufactured by Rodel Co., Ltd. was used as a polishing pad, the polishing material was polished under the conditions shown in Table 1, and the effect of improving the polishing rate of each additive added to colloidal silica was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例1)
実施例1と同じ平均粒子径が60nmのコロイダルシリカを20質量%に調整したものを用意し、いずれの添加剤も用いずに、研磨スラリーとした。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Example 1)
What prepared the colloidal silica whose average particle diameter is 60 nm same as Example 1 in 20 mass% was prepared, and it was set as the polishing slurry, without using any additive. Polishing was performed under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例2〜4)
比較例1のスラリーに対して、キレート剤として有機酸塩のグルコン酸カリウム(和光純薬工業(株)製「グルコン酸カリウム」)を用い、表2に示した量を混合した。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Examples 2 to 4)
The amount shown in Table 2 was mixed with the slurry of Comparative Example 1 using potassium gluconate of an organic acid salt (“Potassium Gluconate” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a chelating agent. Polishing was performed under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例5〜7)
比較例1のスラリーに対して、キレート剤としてDHEG(ジヒドロキシグリシン(中部キレスト(株)製「キレストGA」)を用い、表2に示した量で混合した。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Examples 5-7)
The slurry of Comparative Example 1 was mixed with DHEG (dihydroxyglycine (“Kyrest GA” manufactured by Chubu Kirest Co., Ltd.)) as a chelating agent in the amounts shown in Table 2. As in Example 1, Table 1 was used. The results are shown in Table 2.

(比較例8〜10)
比較例1のスラリーに対して、キレート剤として有機酸塩のクエン酸三ナトリウム(扶桑化学工業(株)製「精製クエン酸ナトリウム」)を用い、表2に示した量で混合した。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Examples 8 to 10)
The slurry of Comparative Example 1 was mixed with organic acid trisodium citrate (“Purified Sodium Citrate” manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) as a chelating agent in the amounts shown in Table 2. Polishing was performed under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例11〜13)
比較例1のスラリーに対して、キレート剤を用いずに、硫酸ナトリウム(四国化成工業(株)製「中性無水芒硝」)を用い、表2に示した量で混合した。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Examples 11-13)
The slurry of Comparative Example 1 was mixed in the amount shown in Table 2 using sodium sulfate (“Neutral anhydrous sodium sulfate” manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) without using a chelating agent. Polishing was performed under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(比較例14〜16)
比較例1のスラリーに対して、キレート剤を用いずに、硫酸カリウム(和光純薬工業(株)製「硫酸カリウム、粉末」)を用い、表2に示した量で混合した。実施例1と同様に表1の条件で研磨を行った。結果を表2に記した。
(Comparative Examples 14-16)
To the slurry of Comparative Example 1, potassium sulfate (“Potassium sulfate, powder” manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used in the amount shown in Table 2 without using a chelating agent. Polishing was performed under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例6〜10)
実施例1で用いた平均粒子径が60nmのコロイダルシリカの代わりに、平均粒子径が80nmのコロイダルシリカを20質量%に調整したもの(日産化学(株)製、スノーテックスYL)を用い、添加剤には、キレート剤として有機酸塩のクエン酸三ナトリウム(扶桑化学工業(株)製「精製クエン酸ナトリウム」)、凝集剤として硫酸ナトリウム(四国化成工業(株)製「中性無水芒硝」)を用い、表2に示した量で均一に分散するように混合し本発明の研磨スラリーを調製した。
次に、研磨装置(不二越機械工業社製SPM−12)に、研磨材料としてタンタル酸リチウム基板4インチをワックスによりブロックに貼り付けた。その後、研磨パッドとしてロデール社製SUBA800を用い、表1の条件で研削材料の研削を行い、コロイダルシリカに添加した、各添加剤の研磨速度向上の効果を評価した。結果を表2に記した。
(Examples 6 to 10)
Instead of colloidal silica having an average particle size of 60 nm used in Example 1, colloidal silica having an average particle size of 80 nm adjusted to 20% by mass (Nissan Chemical Co., Ltd., Snowtex YL) was added. As the chelating agent, trisodium citrate, an organic acid salt as a chelating agent ("purified sodium citrate" manufactured by Fuso Chemical Industry Co., Ltd.), and sodium sulfate ("neutral anhydrous sodium sulfate" manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) as a flocculant ) And mixed so as to be uniformly dispersed in the amount shown in Table 2 to prepare a polishing slurry of the present invention.
Next, a 4-inch lithium tantalate substrate as a polishing material was affixed to the block with a wax in a polishing apparatus (SPM-12 manufactured by Fujikoshi Machine Industry Co., Ltd.). Thereafter, SUBA800 manufactured by Rodel Co., Ltd. was used as a polishing pad, the grinding material was ground under the conditions shown in Table 1, and the effect of improving the polishing rate of each additive added to colloidal silica was evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例11〜12)
実施例1〜5で用いたクエン酸三ナトリウムの代わりに、キレート剤として有機酸塩のクエン酸三カリウム(和光純薬工業(株)製「くえん酸三カリウム一水和物」)を用い、凝集剤には硫酸ナトリウム(四国化成工業(株)製「中世無水芒硝」)を用い、表2に示した量で均一となるように混合し本発明の研磨スラリーを調整した。
次に、研磨装置(不二越機械工業社製SPM−12)に、研磨材料としてタンタル酸リチウム基板4インチを用意し、ワックスを用いてブロックに貼り付けた。その後、研磨パッドとしてロデール社製SUBA800を用い、表1の条件で研磨材料の研磨を行い、コロイダルシリカに添加した各添加剤の研磨速度向上の効果を評価した。結果を表2に記した。
(Examples 11 to 12)
Instead of trisodium citrate used in Examples 1 to 5, tripotassium citrate of an organic acid salt (“Wood Pure Chemical Industries, Ltd.“ Tripotassium citrate monohydrate ”) was used as a chelating agent. Sodium sulfate (“Medieval anhydrous sodium sulfate” manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.) was used as the flocculant, and mixed so as to be uniform in the amounts shown in Table 2 to prepare the polishing slurry of the present invention.
Next, a 4-inch lithium tantalate substrate was prepared as a polishing material in a polishing apparatus (SPM-12 manufactured by Fujikoshi Machine Industry Co., Ltd.) and attached to a block using wax. Thereafter, SUBA800 manufactured by Rodel Co., Ltd. was used as a polishing pad, the polishing material was polished under the conditions shown in Table 1, and the effect of improving the polishing rate of each additive added to colloidal silica was evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例13〜14)
実施例1〜5で用いた硫酸ナトリウムの代わりに、凝集剤として硫酸カリウム(和光純薬工業(株)製「硫酸カリウム、粉末」)を用い、キレート剤にはクエン酸ナトリウム(扶桑化学工業(株)製「精製クエン酸ナトリウム」)を用い、表2に示した量で均一となるように混合し本発明の研磨スラリーを調整した。
次に、研磨装置(不二越機械工業社製SPM−12)に、研磨材料としてタンタル酸リチウム基板4インチを用意し、ワックスを用いてブロックに貼り付けた。その後、研磨パッドとしてロデール社製SUBA800を用い、表1の条件で研磨材料の研磨を行い、コロイダルシリカに添加した各添加剤の研磨速度向上の効果を評価した。結果を表2に記した。
(Examples 13 to 14)
Instead of sodium sulfate used in Examples 1 to 5, potassium sulfate ("potassium sulfate, powder" manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a flocculant, and sodium citrate (Fuso Chemical Industries ( Co., Ltd. “purified sodium citrate”) was used and mixed so as to be uniform in the amounts shown in Table 2 to prepare the polishing slurry of the present invention.
Next, a 4-inch lithium tantalate substrate was prepared as a polishing material in a polishing apparatus (SPM-12 manufactured by Fujikoshi Machine Industry Co., Ltd.) and attached to a block using wax. Thereafter, SUBA800 manufactured by Rodel Co., Ltd. was used as a polishing pad, the polishing material was polished under the conditions shown in Table 1, and the effect of improving the polishing rate of each additive added to colloidal silica was evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 0006481589
Figure 0006481589

「評価」
上記実施例・比較例の結果を示す表2から次のことが分かる。研磨速度の目標値は、0.42μm/minとしたが、0.40μm/min程度であれば実用上問題はない。
"Evaluation"
The following can be seen from Table 2 showing the results of Examples and Comparative Examples. Although the target value of the polishing rate is 0.42 μm / min, there is no practical problem if it is about 0.40 μm / min.

平均粒子径60nmのコロイダルシリカを用いた場合、添加剤を含まない比較例1に対して、比較例5〜7が示す通り、DHEGでは添加量を増やすごとに研磨速度が向上したが、0.06mol/L以上では速度の向上は見られなかった。
また、比較例2〜4、および、比較例8〜10が示す通り、グルコン酸カリウムとクエン酸三ナトリウムでは添加量を増やすごとに研磨速度が向上したが、0.06mol/L以上では速度の低下が見られた。添加濃度0.12mol/Lではコロイダルシリカのゲル化が確認でき、これによって研磨速度が低下したと考えられる。比較例2〜10の中では、比較例3、6、7が研磨速度0.43μm/min.と最速であり、特許文献2の結果が再現された。しかし、前記の通り供給不安などが懸念される。
When colloidal silica having an average particle diameter of 60 nm is used, as compared with Comparative Example 1 that does not contain an additive, as Comparative Examples 5 to 7 show, the polishing rate improved with increasing amount of addition in DHEG. No improvement in speed was observed at 06 mol / L or more.
In addition, as Comparative Examples 2 to 4 and Comparative Examples 8 to 10 showed that the polishing rate improved with increasing amount of addition of potassium gluconate and trisodium citrate, but at 0.06 mol / L or more, the rate increased. A decrease was seen. When the addition concentration is 0.12 mol / L, gelation of colloidal silica can be confirmed, and it is considered that the polishing rate is reduced. Among Comparative Examples 2 to 10, Comparative Examples 3, 6, and 7 had a polishing rate of 0.43 μm / min. The result of Patent Document 2 was reproduced. However, as mentioned above, there are concerns about supply concerns.

硫酸塩のみを添加した比較例11〜16では、キレート剤や有機酸塩ほどではないが若干の研磨速度向上が見られた。コロイダルシリカに硫酸塩のような凝集剤を添加することにより研磨速度が向上し、研磨速度は添加量を増やすごとに向上したが、添加濃度0.01mol/L以上では速度の向上は見られなかった。   In Comparative Examples 11 to 16 to which only the sulfate was added, a slight improvement in the polishing rate was observed although not as much as the chelating agent or the organic acid salt. The polishing rate was improved by adding a flocculant such as sulfate to colloidal silica, and the polishing rate was improved as the addition amount was increased, but no improvement in the rate was observed at an addition concentration of 0.01 mol / L or more. It was.

実施例1〜5は、比較例8〜10と比較すると、各クエン酸三ナトリウム濃度において高い研磨速度を示しており、硫酸ナトリウムとの混合による相乗効果が確認できた。比較例3(グルコン酸カリウム0.06mol/L)と比べると、比較例9(クエン酸三ナトリウム単体0.06mol/L)は9%劣る研磨速度であったのに対し、実施例3(クエン酸三ナトリウム0.06mol/L+硫酸ナトリウム0.01mol/L)は同等の研磨速度であった。実施例1〜5においてもクエン酸三ナトリウムの添加量を増やすごとに研磨速度が向上したが、0.06mol/Lである実施例4、5では研磨速度の低下が見られた。これは比較例10と同様の傾向である。   Examples 1-5 showed the high grinding | polishing rate in each trisodium citrate density | concentration compared with Comparative Examples 8-10, and have confirmed the synergistic effect by mixing with sodium sulfate. Compared to Comparative Example 3 (potassium gluconate 0.06 mol / L), Comparative Example 9 (trisodium citrate simple substance 0.06 mol / L) was 9% inferior in polishing rate, whereas Example 3 (Quen Trisodium acid 0.06 mol / L + sodium sulfate 0.01 mol / L) had an equivalent polishing rate. In Examples 1 to 5, the polishing rate was improved as the amount of trisodium citrate added was increased, but in Examples 4 and 5 at 0.06 mol / L, a reduction in the polishing rate was observed. This is the same tendency as in Comparative Example 10.

実施例6〜10は、平均粒子径80nmのコロイダルシリカにて比較を行った結果であるが、実施例8は実施例3と同等の研磨速度を示しており、クエン酸三ナトリウムと硫酸ナトリウムの混合による効果は、コロイダルシリカの粒子径の大小によらず現れることが確認できた。
ただし、平均粒子径80nmのコロイダルシリカでは、平均粒子径60nmのコロイダルシリカよりも低い添加濃度でゲル化することが確認できた。コロイダルシリカは粒子径が大きいほどゲル化し易い傾向があり、添加剤によるゲル化の影響も粒子径が大きいほど強く受けるためであると考えられる。
Examples 6 to 10 are the results of comparison with colloidal silica having an average particle diameter of 80 nm, but Example 8 shows a polishing rate equivalent to that of Example 3, and the trisodium citrate and sodium sulfate It was confirmed that the effect of mixing appeared regardless of the particle size of colloidal silica.
However, it was confirmed that the colloidal silica having an average particle diameter of 80 nm was gelled at a lower additive concentration than the colloidal silica having an average particle diameter of 60 nm. It is considered that colloidal silica has a tendency to be easily gelled as the particle size is large, and that the influence of gelation by the additive is strongly influenced as the particle size is large.

したがって、本発明はコロイダルシリカに添加するクエン酸化合物の濃度を0.01〜0.12mol/Lとするが、シリカ粒子径が大きすぎる場合や添加剤濃度が高すぎる場合はゲル化による研磨速度低下を引き起こすことがないよう、平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカを用い、添加量は0.06mol/L以下、粒子径によっては0.03mol/L以下というように添加濃度を抑えるとともに、硫酸塩を添加すれば、より最適な条件で研磨することが可能である。   Therefore, in the present invention, the concentration of the citric acid compound added to the colloidal silica is 0.01 to 0.12 mol / L. However, when the silica particle diameter is too large or the additive concentration is too high, the polishing rate by gelation is used. Colloidal silica having an average particle diameter of 100 nm or less is used so as not to cause a decrease, and the addition amount is 0.06 mol / L or less, and depending on the particle diameter, the addition concentration is suppressed to 0.03 mol / L or less, and sulfate is added. Can be polished under more optimal conditions.

実施例11〜14は、クエン酸の三ナトリウム塩を三カリウム塩、あるいは、硫酸のナトリウム塩を硫酸のカリウム塩に変更した場合の結果である。それぞれ、イオン濃度が同一条件である実施例1、実施例3と同等の研磨速度が得られた。すなわち、本発明ではクエン酸イオンと硫酸イオンを含んでいることが重要であり、用いる塩はいずれであってもよいといえる。   Examples 11-14 are the results when the trisodium salt of citric acid was changed to the tripotassium salt, or the sodium salt of sulfuric acid was changed to the potassium salt of sulfuric acid. A polishing rate equivalent to that of Example 1 and Example 3 where the ion concentration was the same was obtained. That is, in the present invention, it is important to contain citrate ions and sulfate ions, and it can be said that any salt may be used.

本発明の研磨スラリーは、酸化物単結晶基板を鏡面研磨する際に利用でき、生産性向上に寄与する。   The polishing slurry of the present invention can be used when mirror-polishing an oxide single crystal substrate, and contributes to productivity improvement.

Claims (5)

研磨粒子として平均粒子径100nm以下のコロイダルシリカを含み、添加剤としてクエン酸化合物を含有する酸化物単結晶基板研磨用スラリーであって、
さらに添加剤として硫酸塩を含有し、
前記クエン酸化合物が、クエン酸ナトリウム又はクエン酸カリウムであり、
前記硫酸塩が、硫酸ナトリウム又は硫酸カリウムであり、
前記クエン酸化合物の添加量が、前記スラリーに対して0.01〜0.12mol/Lであり、かつ、前記硫酸塩の添加量が、前記スラリーに対して0.02mol/L以下であることを特徴とする
酸化物単結晶基板研磨用スラリー。
An oxide single crystal substrate polishing slurry containing colloidal silica having an average particle size of 100 nm or less as abrasive particles and containing a citric acid compound as an additive,
Furthermore, it contains sulfate as an additive,
The citric acid compound is sodium citrate or potassium citrate;
The sulfate is sodium sulfate or potassium sulfate;
That the addition amount of the citric acid compound is a 0.01~0.12mol / L with respect to the slurry, and the addition amount of the sulfate is not more than 0.02 mol / L with respect to the slurry A slurry for polishing an oxide single crystal substrate.
前記コロイダルシリカの濃度が、10〜50質量%であることを特徴とする請求項1に記載の酸化物単結晶基板研磨用スラリー。   2. The slurry for polishing an oxide single crystal substrate according to claim 1, wherein the concentration of the colloidal silica is 10 to 50 mass%. 前記酸化物単結晶基板が、タンタル酸リチウム又はニオブ酸リチウムの酸化物単結晶ウエハであることを特徴とする請求項1に記載の酸化物単結晶基板研磨用スラリー。   The slurry for polishing an oxide single crystal substrate according to claim 1, wherein the oxide single crystal substrate is an oxide single crystal wafer of lithium tantalate or lithium niobate. 平均粒子径100nm以下の前記コロイダルシリカを含むスラリーに対して、添加剤として前記クエン酸化合物の添加量を0.01〜0.12mol/Lの範囲で設定し、前記コロイダルシリカの平均粒子径に応じて調整して添加し、
次に前記硫酸塩を添加し均一になるまで混合することを特徴とする
請求項1〜3のいずれかに記載の酸化物単結晶基板研磨用スラリーの製造方法。
Against slurry containing an average particle diameter 100nm or less of the colloidal silica, the amount of the citric acid compound is set in a range of 0.01~0.12mol / L as an additive, the average particle diameter of the colloidal silica Adjust according to the addition,
Next, the said sulfate is added and it mixes until it becomes uniform, The manufacturing method of the slurry for oxide single crystal substrate polishing in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
請求項1〜のいずれかに記載の酸化物単結晶基板研磨用スラリーを用い、研磨装置に貼り付けた酸化物単結晶基板にスラリーを供給しながら研磨することを特徴とする酸化物単結晶基板の研磨方法。 The oxide single crystal substrate polishing according to any one of claims 1 to 3 , wherein polishing is performed while supplying the slurry to the oxide single crystal substrate attached to a polishing apparatus. A method for polishing a substrate.
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