(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０６８９１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１４】
また、本発明の第２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。
【００１５】
また、本発明の第３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。
【００１６】
また、本発明の第４の発明によれば、第１〜３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。
【００１７】
また、本発明の第５の発明によれば、第１〜３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。
【発明の効果】
【００１８】
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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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／ｃｍ２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。
【００５０】
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。
【実施例】
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
【表１】
0006481589.tif 000002
【００５４】
（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。
【００５５】
（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。
【００５６】
（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。
【００５７】
（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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（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。
【００６２】
（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。
【００６３】
（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。
【００６４】
【表２】
0006481589.tif 000003
【００６５】
「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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
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。