本发明专利技术涉及胶态二氧化硅抛光组合物和使用其制造合成石英玻璃基板的方法。本发明专利技术提供一种抛光组合物，其包含球形二氧化硅颗粒和缔合二氧化硅颗粒的胶体分散体作为研磨料。当在抛光合成石英玻璃基板的步骤中使用时，该抛光组合物确保比常规胶态二氧化硅更高的抛光速率，并且有效防止基板表面上的任何微小缺陷，从而提供具有高平滑度的基板。该抛光组合物可作为二氧化铈的替代抛光组合物用于抛光经研磨的表面。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。本专利技术提供一种抛光组合物，其包含球形二氧化硅颗粒和缔合二氧化硅颗粒的胶体分散体作为研磨料。当在抛光合成石英玻璃基板的步骤中使用时，该抛光组合物确保比常规胶态二氧化硅更高的抛光速率，并且有效防止基板表面上的任何微小缺陷，从而提供具有高平滑度的基板。该抛光组合物可作为二氧化铈的替代抛光组合物用于抛光经研磨的表面。【专利说明】胶态二氧化硅抛光组合物和使用其制造合成石英玻璃基板 的方法
本专利技术涉及一种胶态二氧化硅抛光组合物和使用其制造合成石英玻璃基板的方 法。在用于先进技术，诸如光掩模、纳米压印基板、和液晶彩色滤光片的合成石英玻璃基板 的抛光中使用胶态二氧化硅抛光组合物，术语"抛光组合物"也被称为抛光化合物或浆料。
技术介绍
在用作光掩模、液晶基板等的合成石英玻璃基板的抛光步骤中，经常使用包括氧 化铈(二氧化铈）或胶态二氧化硅的抛光组合物。 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，为了表面的调整，进行包括研磨和抛光步骤的几个步骤，直到该基板可用作产 品。 研磨步骤是通过将锭切成基板来去除残余应变。抛光步骤是将基板抛光为镜面光 洁度以提高它们的表面平整度并调整它们的形状。最终的抛光步骤使用具有较小粒径的胶 态二氧化硅抛光组合物，来制备具有平整光滑表面且没有微小缺陷的基板。 在将基板抛光为镜面光洁度的步骤中，通常使用二氧化铈抛光组合物并且它是有 效的。在目前面临稀土价格急剧上涨的情况下，为了减小二氧化铈的用量，工程师们做出广 泛的努力来开发替代抛光组合物或回收技术。 例如，专利文献1公开了一种抛光组合物，它是通过将二氧化铈与氧化锆 (zirconia)混合来形成复合氧化物颗粒而获得的。使用这种抛光组合物来对玻璃基板进行 抛光。由于专利文献1没有完全不含有二氧化铈组合物，不能认为该抛光组合物是完全的 二氧化铈替代抛光组合物。混合氧化锆招致二氧化铈颗粒和氧化锆颗粒的表面上ξ电位 的变化，遗留这样的担忧，即抛光组合物的分散性变差，当抛光时，在基板表面上形成更多 的残渣。 专利文献2描述了使用非球形形状和不同长径比的胶态二氧化硅颗粒，以比使用 常规胶态二氧化硅更高的抛光速率对半导体晶片进行抛光。在专利文献2中，由于源自玻 璃基板的Si0 2与胶态二氧化硅颗粒结合，胶态二氧化硅颗粒逐渐接近球形形状，招致抛光 速率下降。此外，由于胶态二氧化硅颗粒为不规则形状或不同的长径比，它们有效地阻止了 对基板表面的划伤，但倾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 专利文献 1 JP-A2009-007543 专利文献 2:JP-A2〇〇8_27〇584(USP 8114178)
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种胶态二氧化硅抛光组合物，当在对合成石英玻璃基板进 行抛光的步骤中使用时，它能确保高的抛光速率，同时抑制在基板表面的任何划伤和微小 缺陷。另一个目的是提供一种使用该胶态二氧化硅抛光组合物制造合成石英玻璃基板的方 法。 将焦点集中在合成石英玻璃基板的抛光中用作研磨料的胶态二氧化硅颗粒上，本 专利技术人获得了以下发现。具有不同平均一次粒径和缔合度的球形类型和缔合类型的胶态二 氧化硅颗粒的混合物对于抛光是有效的，特别是当缔合胶态二氧化硅颗粒的平均一次粒径 大于球形胶态二氧化硅颗粒的平均一次粒径时。在抛光操作期间，由于离心力，球形胶态二 氧化硅颗粒远离基板，使得在基板上可得到与缔合胶态二氧化硅颗粒相比更少的球形胶态 二氧化硅颗粒。结果，抑制了在基板表面上的微小缺陷，并赋予基板高的平滑度。无论何时 应用该抛光组合物，在任何尺寸和类型的基板上，抛光速率的提高都是可能的。 如本文使用的，"球形胶态二氧化硅"是指平均球形度(真球度）为1. 0 - 1. 1的球 形形状的二氧化硅颗粒的胶体分散系，优选地，平均一次粒径D1A为20 - 120nm，且缔合度 nl最大为1.5。"平均球形度"是通过随机地挑出100个二氧化硅颗粒，计算颗粒的最大直 径与最小直径的比值，并取该比值的平均值来确定的。"缔合类型"是指球形胶态二氧化硅 颗粒的聚集体，且"缔合胶态二氧化硅"是指二氧化硅聚集体的胶体分散系，优选地，平均一 次粒径DIB为70 - 200nm，且缔合度n2至少为2. 0。 一方面，本专利技术提供一种胶态二氧化硅抛光组合物，其包含含有球形胶态二氧化 硅颗粒和缔合胶态二氧化硅颗粒的胶体溶液。 在优选实施方式中，该球形胶态二氧化硅颗粒具有平均一次粒径D1A，且该缔合胶 态二氧化硅颗粒具有大于D1A的平均一次粒径DIB。 在优选实施方式中，该球形胶态二氧化硅颗粒的平均一次粒径D1A在20 - 120nm 的范围内；该缔合胶态二氧化硅颗粒的平均一次粒径DIB在70 - 200nm的范围内；该球形 胶态二氧化硅颗粒的缔合度（nl)在1. 0 - 1. 5的范围内；该缔合胶态二氧化硅颗粒的缔合 度（n2)在2.0 - 3. 5的范围内。 在优选实施方式中，基于重量，球形胶态二氧化硅颗粒的量是缔合胶态二氧化硅 颗粒的量的2 - 5倍。 在另一方面，本专利技术提供一种用于制造合成石英玻璃基板的方法，包括使用上面 限定的胶态二氧化硅抛光组合物的半最后或最后的抛光步骤。 专利技术的有益效果 当在合成石英玻璃基板的抛光步骤中使用时，本专利技术的胶态二氧化硅抛光组合物 确保比常规胶态二氧化硅更高的抛光速率，并且有效地抑制了基板表面上的任何微小缺 陷，从而提供了具有高平滑度的基板。本专利技术的抛光组合物可用作二氧化铈替代抛光组合 物来用于抛光经研磨的表面，提供了突出的稀土问题的一个解决方案。 【具体实施方式】 根据本专利技术的用于抛光基板的胶态二氧化硅颗粒是不同类型，即，尤其是具有不 同的平均一次粒径和缔合度的球形类型和缔合类型的胶态二氧化硅颗粒的混合物，其由水 玻璃或有机硅酸盐化合物诸如烷氧基硅烷的水解获得。 由于下列原因，使用不同类型的胶态二氧化硅颗粒。在抛光基板，通常是合成石 英玻璃基板中，在最后抛光步骤中通常将胶态二氧化硅颗粒用作研磨料。这是因为通过使 用具有比二氧化铈和其它研磨料颗粒更小粒径和更平滑表面的胶态二氧化硅颗粒，可将基 板抛光为较少缺陷和高平滑的表面。然而，因为小的粒径，抛光速度慢。该抛光步骤适合 于只从基板表面去除少量的材料。在这个意义上，不认为胶态二氧化硅颗粒具有高的研磨 力。非常出乎意料地，当使用基于具有不同粒径的胶态二氧化硅颗粒的混合物的抛光组合 物时，每单位体积胶态二氧化硅颗粒的空间占有百分比提高，结果，研磨料颗粒对玻璃基板 的碰撞的可能性增加，使得研磨力增大。当由具有相同平均一次粒径的缔合胶态二氧化硅 颗粒构造每单位体积的最密填充结构时，具有比缔合胶态二氧化硅颗粒小的平均一次粒径 的球形胶态二氧化硅颗粒进入该最密填充结构的空隙，提高了每单位体积的填充密度。结 果，可获得具有高研磨力的研磨料颗粒。 由于混合不同类型，即球形类型和缔合类型的胶态二氧化硅颗粒，使得它们可发 挥各自的空间特性，不但提高了抛光速率，而且同时实现了基板表面的缺陷数量的减小和 平滑度的改本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种胶态二氧化硅抛光组合物，其包含含有球形胶态二氧化硅颗粒和缔合胶态二氧化硅颗粒的胶体溶液。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：松井晴信，原田大实，竹内正树，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。