研磨用組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及研磨用組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為維氏硬度超過1500HV的所謂硬脆材料的氧化鋁、碳化硅的單晶用于LED、功 率半導(dǎo)體的支承基板，此外，氧化鋁的單晶基板由于具有難以產(chǎn)生劃痕的性質(zhì)，因此還用于 鐘表護(hù)罩玻璃等。
[0003] 以往，為了將上述硬脆材料的晶體表面制成高度平坦化、高品質(zhì)的面狀態(tài)，通過包 含高濃度的膠體二氧化硅的研磨用組合物研磨來完成（參照專利文獻(xiàn)1)。
[0004] 然而，上述硬脆材料晶體表面由于難以被劃傷的特性而存在研磨速度非常低、需 要長(zhǎng)的加工時(shí)間，因此生產(chǎn)率差、制造成本上升的問題。
[0005] 為了改善研磨速度，有提高研磨載荷（研磨壓力）的方法。在高研磨載荷下，接觸 研磨對(duì)象物的被研磨表面的磨粒的個(gè)數(shù)增加，因此磨粒與被研磨表面的摩擦力增大，研磨 效率提尚。
[0006] 對(duì)于內(nèi)存硬盤使用的玻璃基板等，由于在高研磨載荷下進(jìn)行研磨而產(chǎn)生的摩擦， 從而容易產(chǎn)生基板表面的損傷、難以提高研磨載荷。但是，由硬脆材料氧化鋁、碳化硅形成 的單晶基板由于難以被劃傷、硬的性質(zhì)而在高研磨載荷下提高研磨效率進(jìn)行研磨（參照專 利文獻(xiàn)2)。
[0007] 現(xiàn)有專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2008-44078號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2009-297818號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問題
[0012] 然而，專利文獻(xiàn)2記載的在高研磨載荷下研磨硬脆材料時(shí)，研磨速度增高，但存在 基板表面產(chǎn)生損傷等缺陷，制品的成品率降低這樣的問題。另外，還存在研磨墊或保持夾具 等產(chǎn)生損傷這樣的問題。
[0013] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種研磨用組合物，在使用具有研磨墊的研磨裝置 研磨由硬脆材料形成的研磨對(duì)象物時(shí)，可以在150g/cm2以上的高研磨載荷（研磨壓力）條 件下以高研磨速度研磨由維氏硬度超過1500HV的硬脆材料形成的研磨對(duì)象物、且可以抑 制該研磨對(duì)象物表面的損傷等缺陷的產(chǎn)生、研磨墊或保持夾具等的損傷的產(chǎn)生。
[0014] 用于解決問題的方案
[0015] 為了解決上述課題，本發(fā)明人等反復(fù)進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用具有研 磨墊的研磨裝置研磨硬脆材料時(shí)，通過使用一種研磨用組合物可以解決上述課題，所述研 磨用組合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨墊表面、降低前述研磨墊與前述研磨對(duì)象物 之間不必要的摩擦阻力的添加劑。于是，基于上述見解完成本發(fā)明。
[0016] S卩，本發(fā)明的上述課題通過以下手段的至少一種達(dá)成。
[0017] 1. -種研磨用組合物，其用于使用具有研磨墊的研磨裝置以150g/cm2以上的研磨 載荷研磨由維氏硬度超過1500HV的硬脆材料形成的研磨對(duì)象物的用途，所述研磨用組合 物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨墊表面、降低前述研磨墊與前述研磨對(duì)象物之間不必 要的摩擦阻力的添加劑。
[0018] 2.根據(jù)上述1.所述的研磨用組合物，其中，前述添加劑為選自由陰離子性表面活 性劑和陰離子性水溶性高分子組成的組中的至少1種。
[0019] 3.根據(jù)上述1.或2.所述的研磨用組合物，其中，前述添加劑具有選自由磷酸基、 膦酸基、硫酸基、磺酸基、羧基、羥基、和它們的鹽組成的組中的至少1種官能團(tuán)。
[0020] 4.根據(jù)上述1.~3.中任1項(xiàng)所述的研磨用組合物，其中，前述添加劑包含選自由 烷基苯磺酸、萘磺酸、聚磺酸（polysulfonicacid)、聚乙稀醇、和它們的鹽或縮合物組成的 組中的至少1種。
[0021] 5. -種完成了研磨的研磨對(duì)象物的制造方法，其包括使用上述1.~4.中任1項(xiàng) 所述的研磨用組合物，使用具有研磨墊的研磨裝置以150g/cm2以上的研磨載荷研磨由維氏 硬度超過1500Hv的硬脆材料形成的研磨對(duì)象物的工序。
[0022] 6.根據(jù)上述5.所述的制造方法，其中，前述研磨對(duì)象物為由藍(lán)寶石形成的單晶基 板或成形體。
[0023] 發(fā)明的效果
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，提供一種研磨用組合物，在使用具有研磨墊的研磨裝置研磨由硬脆 材料形成的研磨對(duì)象物時(shí)，可以在150g/cm2以上的高研磨載荷條件下以高研磨速度研磨由 維氏硬度超過1500HV的硬脆材料形成的研磨對(duì)象物、且可以抑制該研磨對(duì)象物表面的損 傷等缺陷的產(chǎn)生、研磨墊或保持夾具等損傷的產(chǎn)生。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 本發(fā)明為一種研磨用組合物，其用于使用具有研磨墊的研磨裝置以150g/cm2以上 的研磨載荷研磨由維氏硬度超過1500HV的硬脆材料形成的研磨對(duì)象物的用途，所述研磨 用組合物包含磨粒，和水，和吸附于前述研磨墊表面、降低前述研磨墊與前述研磨對(duì)象物之 間不必要的摩擦阻力的添加劑。
[0026] -般，研磨由硬脆材料形成的研磨對(duì)象物時(shí)的磨粒濃度高，因此磨粒賦予潤(rùn)滑作 用。但是，認(rèn)為在高研磨載荷（研磨壓力）條件下，磨粒變得難以進(jìn)入研磨對(duì)象物的被研磨 面與研磨墊之間而失去潤(rùn)滑作用，研磨對(duì)象物與研磨墊接觸的面積也增大，兩面研磨時(shí)變 得容易產(chǎn)生所謂的承載器噪音。在產(chǎn)生承載器噪音的研磨條件下，研磨對(duì)象物與研磨墊之 間產(chǎn)生強(qiáng)的摩擦，因此存在研磨對(duì)象物表面產(chǎn)生損傷等缺陷、或研磨墊、保持夾具等產(chǎn)生損 傷這樣的問題。
[0027] 對(duì)此，本發(fā)明的研磨用組合物包含的吸附于研磨墊表面、降低研磨墊與研磨對(duì)象 物之間不必要的摩擦阻力的添加劑具有至少吸附在研磨墊表面的作用，進(jìn)一步具有吸附于 研磨對(duì)象物表面的作用。認(rèn)為通過該添加劑，在研磨對(duì)象物的被研磨面與研磨墊之間可以 形成空間。認(rèn)為通過形成這樣的空間，研磨用組合物包含的磨粒變得容易進(jìn)入，磨粒通過發(fā) 揮潤(rùn)滑效果從而降低研磨對(duì)象物與研磨墊之間不必要的摩擦阻力（研磨阻力），在使用具 有研磨墊的研磨裝置在150g/cm2以上研磨載荷的條件下研磨由維氏硬度超過1500HV的硬 脆材料形成的研磨對(duì)象物時(shí)，可以體現(xiàn)高研磨速度。進(jìn)一步認(rèn)為可以抑制研磨對(duì)象物表面 的損傷等缺陷、研磨墊或保持夾具等損傷的產(chǎn)生。研磨載荷越高越能顯著發(fā)揮本發(fā)明的該 效果。
[0028] 需要說明的是，上述機(jī)理為推測(cè)，本發(fā)明不受上述機(jī)理的任何限制。
[0029] [研磨對(duì)象物]
[0030] 本發(fā)明的研磨用組合物用于使用具有研磨墊的研磨裝置以150g/cm2以上的研磨 載荷研磨由維氏硬度超過1500HV的硬脆材料、優(yōu)選維氏硬度為2000HV以上的硬脆材料形 成的研磨對(duì)象物。維氏硬度表示對(duì)按壓壓力的堅(jiān)牢度，具體而言是指通過JISZ2244:2009 記載的方法測(cè)定的硬度。
[0031] 作為這樣的硬脆材料的例子，例如可優(yōu)選列舉出：氧化硅、氧化鋁、氧化鎵、和氧化 鋯等氧化物，氮化鋁、氮化硅、和氮化鎵等氮化物，以及碳化硅等碳化物等陶瓷。
[0032] 其中，本發(fā)明的研磨用組合物用于研磨作為對(duì)氧化、絡(luò)合、蝕刻這樣的化學(xué)作用穩(wěn) 定的材料的氧化鋁、尤其是藍(lán)寶石的用途是優(yōu)選的。進(jìn)一步，本發(fā)明的研磨用組合物適用的 研磨對(duì)象物可以用于任意用途，例如可以是光學(xué)器件用材料、功率器件用材料或化合物半 導(dǎo)體。對(duì)研磨對(duì)象物的形態(tài)沒有特別的限定，可以是基板、膜或其它成形體，優(yōu)選為成形體。 另外，從雜質(zhì)少的觀點(diǎn)來看，研磨對(duì)象物更優(yōu)選為由硬脆材料形成的單晶基板。
[0033] -般，研磨載荷越高，磨粒的摩擦力越高，機(jī)械加工力提高，從而研磨速度增高。本 發(fā)明的研磨用組合物可使用的研磨載荷（研磨壓力）為