专利摘要:
本發明的目的在於提供一種材料、含有該材料的電子材料用研磨液、使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法、以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法,上述材料於電子材料製造步驟中的研磨步驟中,與先前的研磨液相比刮痕等基板的缺陷少,另外,於後續的清洗步驟中,可容易地去除因研磨而產生的研磨屑,進而,可維持研磨步驟中的研磨速度。本發明是一種用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟的特定的中和鹽(AB)、含有該中和鹽(AB)的電子材料用研磨液、使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法、以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法。此處,中和鹽(AB)是分子內具有至少1個酸基(X)的酸性化合物(A)、與質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的含氮鹼性化合物(B)的鹽,且是上述酸基(X)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的中和鹽。
公开号:TW201307543A
申请号:TW101123153
申请日:2012-06-28
公开日:2013-02-16
发明作者:Shunichiro Yamaguchi
申请人:Sanyo Chemical Ind Ltd;
IPC主号:H01L21-00
专利说明:
研磨液用中和鹽、電子材料用研磨液、研磨方法及電子材料的製造方法
本發明是有關於一種用於研磨步驟的中和鹽、含有該中和鹽的電子材料用研磨液、使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法、以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法。
更詳細而言,本發明是有關於一種用於電子材料製造步驟中的研磨步驟,與先前相比研磨速度的持續性良好、且電子材料的表面品質提昇的中和鹽,含有該中和鹽的電子材料用研磨液,使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法,以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法。
電子材料,特別是磁碟正逐年趨於小型化、高容量化,磁頭與磁碟基板間的距離變得越來越小。因此,需要如下的基板,即於磁碟基板的製造中的研磨步驟之後的清洗步驟中,儘量不產生用於研磨的研磨粒子或所產生的研磨屑等粒子的殘留。另外,近年來正要求刮痕或凹坑、表面起伏、壓陷等表面缺陷的減少。進而,為了應對近年來的旺盛的需求,不僅要求上述基板的品質,而且進一步要求生產的效率化,具體而言,強烈要求研磨速度的持續性。
磁碟製造步驟包括:作為對基板用的板進行倒角加工的步驟的研光(lapping)步驟、作為製作經平坦化的基板的步驟的基板製造步驟、以及作為於該基板上形成磁性層的步驟的媒體步驟。
該些步驟之中,於研光步驟中,為了對基板進行粗倒角,使用藉由樹脂來固定金剛石等磨石的研磨墊與研磨液,進行基板的主表面或端面的研磨,在緊隨其後的清洗步驟中將基板的主表面或端面的研磨屑去除後,經過乾燥步驟,然後將經加工的基板輸送至基板製造步驟。
另外,於基板製造步驟中,為了基板的平坦化,進行利用研磨墊與含有膠體二氧化矽(colloidal silica)、氧化鈰等研磨粒子的研磨液的研磨,在緊隨其後的清洗步驟中將基板表面的研磨粒子或所產生的研磨屑等粒子去除後,經過乾燥步驟,將經加工的基板捆包在規定的容器中後輸送至媒體步驟。
由於研磨液中的研磨粒子或所產生的研磨屑非常細,因此容易凝聚,該些凝聚物有時在研磨基板的步驟中對基板的表面品質造成影響。例如,有時在該些凝聚物與基板之間產生電阻並於基板上產生刮痕。基板上所產生的刮痕成為例如其後的媒體步驟中的磁性膜與基板的密接不良的原因,且可能成為妨礙磁碟的高容量化的一個原因。
因此,為了減少上述刮痕的產生或抑制研磨速度的下降,自先前以來提出有一種含有苯并三唑等唑(azole)類或順丁烯二酸等的研磨液(例如專利文獻1、專利文獻2)。
另外,為了提昇研磨速度的持續性,提出有一種含有芳香族磺酸鹽的研磨液(例如專利文獻3)。
另外,為了減少粒子對於基板表面的附著,自先前以來提出有一種含有羥乙基纖維素的研磨液(例如專利文獻4)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利特開2007-92064號公報
[專利文獻2]
日本專利特開2005-138197號公報
[專利文獻3]
日本專利特開平08-109389號公報
[專利文獻4]
日本專利特開平11-116942號公報
但是,如以專利文獻1~專利文獻4為代表的先前的研磨液抑制研磨中的刮痕產生或粒子的附著等的效果並不充分,且並非可應對為了實現高容量化所容許的基板品質的研磨液。另外,專利文獻2的研磨液雖然對於研磨速度的持續性略有效果,但並不充分,另外,其並非亦可滿足研磨後的基板品質的研磨液。
因此,本發明的目的在於提供一種材料、含有該材料的電子材料用研磨液、使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法、以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法,上述材料於電子材料製造步驟中的研磨步驟中,與先前的研磨液相比刮痕等基板的缺陷少,另外,於後續的清洗步驟中,可容易地去除因研磨而產生的研磨屑,進而,可維持研磨步驟中的研磨速度。
本發明者為了達成上述目的而進行了研究,結果完成了本發明。
即,本發明是一種用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟的特定的中和鹽(AB)、含有該中和鹽(AB)的電子材料用研磨液、使用該電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法、以及包含利用該研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法。
此處,中和鹽(AB)是分子內具有至少1個酸基(X)的酸性化合物(A)、與質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的含氮鹼性化合物(B)的鹽,且是上述酸基(X)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的中和鹽。


研磨步驟中所使用的本發明的中和鹽具有格外地減少研磨步驟中產生於被研磨物的表面的表面缺陷的效果。另外,具有減少研磨中的粒子的附著,且於緊隨其後的清洗步驟中容易將上述粒子自基板上去除的效果。另外,含有該中和鹽的電子材料用研磨液與先前的研磨液相比,除上述效果以外,研磨速度的持續性優異。因此,可穩定地製造刮痕或凹坑等表面缺陷及/或粒子的殘留少的電子材料。
本發明的中和鹽是用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟的特定的中和鹽(AB)。此處,中和鹽(AB)是分子內具有至少1個酸基(X)的酸性化合物(A)、與質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的含氮鹼性化合物(B)的鹽,且是上述酸基(X)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的中和鹽。
本發明中的電子材料只要是藉由製造步驟中包含使用研磨墊進行研磨的步驟的步驟所製造的電子材料,則並無特別限定。
例如可列舉:(1)硬碟用玻璃基板或表面鍍鎳-磷(Ni-P)的硬碟用鋁基板等磁碟用基板,(2)半導體元件或矽晶圓等半導體基板,(3)SiC基板、GaAs基板、GaN基板、AlGaAs基板等化合物半導體基板,(4)發光二極體(Light Emitting Diode,LED)用等的藍寶石基板等。
該些之中,就提昇生產效率的觀點而言,較佳為磁碟用基板,具體為硬碟用玻璃基板或表面鍍鎳-磷(Ni-P)的硬碟用鋁基板。
所謂電子材料中間物,是指成為電子材料前的狀態的被研磨物,例如於硬碟用玻璃基板的情況下,是指進行研光(lapping)前的玻璃基板、或利用氧化鈰等進行粗研磨前的玻璃基板、或利用膠體二氧化矽等進行精密研磨前的玻璃基板等,研磨加工前的電子材料均是指電子材料中間物。
本發明中的研磨步驟是指使用磨石或研磨粒子將材料加工成平坦的步驟,其包括例如使用固定有磨石的研磨墊進行粗倒角的研光步驟、或使用研磨粒子精密地進行平坦化的研磨步驟。
本發明中的研磨墊是指聚胺基甲酸酯樹脂製或聚酯樹脂製的墊,其包括表面固定有金剛石等磨石的墊。另外,可為發泡型,亦可為麂皮型,可使用各種硬度的墊。該些研磨墊並無特別限制,可使用市售的研磨墊。
研磨墊於上述進行粗倒角加工的研光步驟、或使用研磨粒子精密地進行平坦化的研磨步驟中,貼附在研磨裝置的平板上來使用。
本發明中的中和鹽(AB)的特徵在於包含酸性化合物(A1)與化合物(B)的中和鹽(AB1)、及/或作為酸性化合物的聚合物(A2)與化合物(B)的中和鹽(AB2)。
中和鹽(AB1)是分別具有至少1個酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的酸的酸基(X1)、及碳數為1~36的疏水基(Y)的酸性化合物(A1),與質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的化合物(B)的中和鹽,且是(X1)為選自由磺酸基、硫酸基、羧基、羧基甲氧基、羧基乙氧基、(二)羧基甲胺基及(二)羧基乙胺基所組成的組群中的至少1種的中和鹽,中和鹽(AB2)是分子內具有至少1個酸基(X2)的作為酸性化合物的聚合物(A2)、與質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的化合物(B)的中和鹽。
酸性化合物(A1)是分別具有至少1個酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的酸的酸基(X1)、及碳數為1~36的疏水基(Y)者,聚合物(A2)是分子內具有至少1個酸基(X2)者。酸基(X2)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)亦為3 kcal/mol~200 kcal/mol。
所謂酸基(X1)、酸基(X2)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1),是指下述式(1)所示的酸(HX)的酸解離反應中的HX的生成熱與X-的生成熱的差。
HX → H++X- (1)
再者,酸基(X1)的酸解離反應中的生成熱變化是將疏水基(Y)假定為氫原子所得的值。
另外,酸基(X2)的酸解離反應中的生成熱變化是將酸基(X2)所鍵結的聚合物鏈假定為氫原子所得的值。
例如,於磺酸基(-SO3H)的情況下,其是作為H-SO3H進行計算所得的值;於硫酸基(-OSO3H)的情況下,其是作為H-OSO3H進行計算所得的值;於羧基(-COOH)的情況下,其是作為H-COOH進行計算所得的值;於羧基甲氧基(-OCH2COOH)的情況下,其是作為H-OCH2COOH進行計算所得的值;於羧基乙氧基(-OCH2CH2COOH)的情況下,其是作為H-OCH2CH2COOH進行計算所得的值;於(二)羧基甲胺基(-NRCH2COOH或-N(CH2COOH)2)的情況下,其是作為H-NHCH2COOH進行計算所得的值;於(二)羧基乙胺基(-NRCH2CH2COOH或-N(CH2CH2COOH)2)的情況下,其是作為H-NHCH2CH2COOH進行計算所得的值。再者,R表示氫原子或碳數為1~24的烷基(甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、壬基、癸基、十二基等)。
即,生成熱變化(Q1)由下述式(2)表示。
Q1=△fHo HX-△fHo X- (2)
[式中,△fHo HX、△fHo X-分別依次表示關於HX、X-的真空中的生成熱]。
此處,生成熱(△fHo)的值可使用J.Chem.Soc.Perkin Trans(英國化學會志:柏爾金匯刊).2,p.923(1995)中所記載的半經驗分子軌道法(MOPAC PM3法)來計算。
該生成熱的值可作為真空中的生成熱(25℃),而使用例如富士通股份有限公司製造的「CAChe Worksystem6.01」來計算。即,該生成熱的值可藉由如下方式獲得:於「Work Space」上書寫欲進行計算的分子結構,於利用作為分子力場法的「MM2 geometry」使結構最佳化後,利用作為半經驗分子軌道法的「PM3 geometry」進行計算。
另外,酸基(X1)或酸基(X2)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)(kcal/mol,25℃)為3~200,就降低動電位(zeta potential)這一觀點等而言,較佳為10~150,更佳為15~100,進而更佳為20~80,特佳為20~65。
作為酸基(X2),可列舉:磺酸基(-SO3H)(Q1=32 kcal/mol)、硫酸基(-OSO3H)(Q1=46 kcal/mol)、羧基(-COOH)(Q1=21 kcal/mol)、羧基甲氧基(-OCH2COOH)(Q1=19 kcal/mol)、羧基乙氧基(-OCH2CH2COOH)(Q1=20 kcal/mol)、(二)羧基甲胺基(-NRCH2COOH或-N(CH2COOH)2)(Q1=26 kcal/mol)、(二)羧基乙胺基(-NRCH2CH2COOH或-N(CH2CH2COOH)2)(Q1=20 kcal/mol)等。
該些酸基之中,就粒子的再附著防止性及工業上容易生產的觀點等而言,較佳為磺酸基、硫酸基或羧基,就防止中和鹽(AB2)的水解的觀點等而言,更佳為磺酸基或羧基。
作為酸基(X1),可列舉上述所例示的酸基(X2)中的磺酸基、硫酸基、羧基、羧基甲氧基、羧基乙氧基、(二)羧基甲胺基、(二)羧基乙胺基等。
該些酸基之中,就粒子的再附著防止性及工業上容易生產的觀點等而言,較佳為磺酸基、硫酸基、羧基甲氧基或羧基乙氧基,就防止中和鹽(AB1)的水解的觀點等而言,更佳為磺酸基、羧基甲氧基或羧基乙氧基,特佳為磺酸基。
作為酸性化合物(A1)中的疏水基(Y),包括脂肪族烴基、含芳香環的烴基等。
作為脂肪族烴基,包括碳數為1~36的烷基、碳數為2~36的烯基、碳數為3~36的環烷基等(可為直鏈狀或分支狀的任一種)。
作為烷基,可列舉:甲基、乙基、正丙基或異丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基等。
作為烯基,可列舉:正丙烯基或異丙烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、癸烯基、十一烯基、十二烯基等。
作為環烷基,可列舉:環丙基、環丁基、環戊基、環己基等。
作為含芳香環的烴基,包括碳數為7~36的芳香族烴等,可列舉:甲基苯基、乙基苯基、正丙基苯基或異丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一基苯基、十二基苯基、辛基萘基、壬基萘基、十二基萘基等。
疏水基(Y)之中,較佳為脂肪族烴基或含芳香環的烴基,更佳為辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、辛基苯基、壬基苯基、十二基苯基、辛基萘基、壬基萘基、十二基萘基,特佳為辛基、壬基、十二基、辛基苯基、十二基苯基、辛基萘基。
疏水基(Y)的碳數為1~36,更佳為4~24,特佳為8~24。該些疏水基的氫原子的一部分或全部可由其他原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)或官能基(羥基、胺基、巰基、全氟烷基、羧基、或者含有醚鍵、醯胺鍵、或酯鍵的有機基等)取代,另外,該官能基中可含有1個以上的氧基伸烷基。
作為酸性化合物(A1),包括以下的化合物等。
具有磺酸基的化合物(A1-1)
可列舉:烷基磺酸(辛基磺酸、癸基磺酸、十二基磺酸、肉豆蔻基磺酸、十六基磺酸、硬脂基磺酸等)、苯磺酸、烷基苯磺酸(甲苯磺酸、二甲苯磺酸、十二基苯磺酸、二十基苯磺酸等)、萘磺酸、磺酸基丁二酸、烷基萘磺酸(甲基萘磺酸、十二基萘磺酸、二十基萘磺酸等)、聚氧伸烷基烷基醚磺酸(聚氧乙烯辛基醚磺酸、聚氧乙烯月桂醚磺酸等)、α-烯烴磺酸、烷醯基胺基乙基磺酸等。
具有硫酸基的化合物(A1-2)
可列舉:烷基硫酸酯(辛基硫酸酯、癸基硫酸酯、十二基硫酸酯、肉豆蔻基硫酸酯、十六基硫酸酯、硬脂基硫酸酯等)、聚氧伸烷基烷基醚硫酸酯(聚氧乙烯辛基醚硫酸酯、聚氧乙烯月桂醚硫酸酯等)、聚氧伸烷基烷基芳基醚硫酸酯(聚氧乙烯辛基苯醚硫酸酯、聚氧乙烯壬基苯醚硫酸酯等)、醯基醯胺烷基硫酸酯等。
該些之中,較佳為烷基磺酸、烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、磺酸基丁二酸、聚氧伸烷基烷基醚磺酸、聚氧伸烷基烷基芳基醚磺酸、α-烯烴磺酸、烷醯基胺基乙基磺酸、烷基硫酸酯、聚氧伸烷基烷基醚硫酸酯、聚氧伸烷基烷基芳基醚硫酸酯、醯基醯胺烷基硫酸酯,更佳為烷基磺酸、烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、磺酸基丁二酸、聚氧伸烷基烷基醚磺酸、聚氧伸烷基烷基芳基醚磺酸、α-烯烴磺酸、烷醯基胺基乙基磺酸。
酸性化合物(A1)的親水親油平衡(Hydrophile-Lipophile Balance,HLB)值較佳為5~30,更佳為7~17,進而更佳為9~16,特佳為10~15,最佳為10.5~14.5。
再者,於本發明中,HLB值是藉由小田法,並利用式(3)所算出的值(藤本武彥著,界面活性劑入門(三洋化成工業股份有限公司),p212(2007))。
HLB=10×(無機性/有機性) (3)
再者,式中的有機性、無機性是對各個構成分子的原子及官能基所規定的數值的合計值,可使用上述文獻中所記載的值。
酸性化合物(A1)的pKa較佳為8.0以下,就降低動電位這一觀點等而言,更佳為7.0以下,特佳為5.5以下,最佳為3.0以下。另外,較佳為0.5以上。此處,pKa是指第一階段的酸解離常數。再者,pKa可藉由公知的方法{例如,J.Am.Chem.Soc(美國化學雜誌).,1673(1967)}等來獲得。
作為具有至少1個酸基(X2)的聚合物(A2),就粒子的再附著防止性的觀點等而言,較佳為具有磺酸基的聚合物(A2-1)、具有硫酸基的聚合物(A2-2)或具有羧基的聚合物(A2-3),更佳為具有磺酸基的聚合物(A2-1)或具有羧基的聚合物(A2-3)。
作為具有磺酸基的聚合物(A2-1),可列舉:利用具有磺酸基的不飽和單體(aX-1)並藉由自由基聚合所獲得的聚合物(A2-1-1)、利用分子內具有磺酸基的芳香族化合物(aY-1)並藉由與甲醛的聚縮合反應所獲得的聚合物(A2-1-2)等。
作為具有硫酸基的聚合物(A2-2),可列舉利用具有硫酸基的不飽和單體(aX-2)並藉由自由基聚合所獲得的聚合物(A2-2-1)等。
作為具有羧基的聚合物(A2-3),可列舉利用具有羧基的不飽和單體(aX-3)並藉由自由基聚合所獲得的聚合物(A2-3-1)等。
聚合物(A2)之中,就粒子再附著防止性的觀點等而言,較佳為具有羧基的聚合物(A2-3)、具有磺酸基的聚合物(A2-1),更佳為(A2-3-1)、(A2-1-1)或(A2-1-2)。
用於本發明的聚合物(A2)可單獨使用,亦可用作2種以上的混合物。
作為具有磺酸基的不飽和單體(aX-1),可列舉:碳數為2~20的脂肪族不飽和磺酸(乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸等)、碳數為6~24的芳香族不飽和磺酸(苯乙烯磺酸、對壬基苯乙烯磺酸等)、含磺酸基的(甲基)丙烯酸酯{2-(甲基)丙烯醯氧基乙磺酸、2-(甲基)丙烯醯氧基丙磺酸、3-(甲基)丙烯醯氧基丙磺酸、2-(甲基)丙烯醯氧基丁磺酸、4-(甲基)丙烯醯氧基丁磺酸、2-(甲基)丙烯醯氧基-2,2-二甲基乙磺酸、對(甲基)丙烯醯氧基甲基苯磺酸等}、含磺酸基的(甲基)丙烯醯胺{2-(甲基)丙烯醯基胺基乙磺酸、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸等}等。
該些之中,就聚合性及於水中的耐水解性的觀點等而言,較佳為碳數為2~20的脂肪族不飽和磺酸、碳數為6~24的芳香族不飽和磺酸或含磺酸基的(甲基)丙烯醯胺,更佳為乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸或2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸。
作為具有硫酸基的不飽和單體(aX-2),可列舉含羥基的單體的硫酸酯等。
該些之中,就聚合性的觀點等而言,較佳為含羥基的(甲基)丙烯酸酯的硫酸酯,更佳為(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯或(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯的硫酸酯。
作為具有羧基的不飽和單體(aX-3),可列舉:不飽和一元羧酸{(甲基)丙烯酸、乙烯基苯甲酸、烯丙基(allyl)乙酸、(異)巴豆酸((iso)crotonic acid)、桂皮酸及丙烯酸2-羧基乙酯等}、不飽和二羧酸或不飽和二羧酸的酐{順丁烯二酸(酐)、反丁烯二酸、衣康酸(酐)、檸康酸(酐)、中康酸(mesaconic acid)等}。
該些之中,就聚合性及於水中的耐水解性的觀點等而言,較佳為不飽和一元羧酸(unsaturated monocarbonic acid)、不飽和二羧酸或不飽和二羧酸的酐,更佳為(甲基)丙烯酸、順丁烯二酸(酐)(maleic acid(anhydride))、反丁烯二酸(fumaric acid)或衣康酸(酐)。
可使利用不飽和單體並藉由自由基聚合所獲得的聚合物(A2-1-1)~聚合物(A2-3-1)與具有磺酸基的不飽和單體(aX-1)、具有硫酸基的不飽和單體(aX-2)、具有羧基的不飽和單體(aX-3)以外的自由基聚合性不飽和單體進行共聚。
單體(aX-1)~單體(aX-3)分別可單獨使用,亦可用作2種以上的混合物。於共聚物的情況下,可為無規共聚物、嵌段共聚物的任一種結構。
作為聚合物(A2-1-1)的具體例,可列舉:聚苯乙烯磺酸、苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物、聚{2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸}、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯共聚物、2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/丙烯醯胺共聚物、或2-(甲基)丙烯醯基胺基-2,2-二甲基乙磺酸/苯乙烯/丙烯醯胺共聚物等。
作為聚合物(A2-2-1)的具體例,可列舉:聚{(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯}、丙烯酸2-羥基乙酯/丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯/甲基丙烯酸2-羥基乙酯硫酸酯共聚物等。
作為聚合物(A2-3-1)的具體例,可列舉:聚(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸/乙酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸2-羥基乙酯/(甲基)丙烯酸共聚物等。
作為利用不飽和單體並藉由自由基聚合所獲得的聚合物(A2-1-1)~聚合物(A2-3-1)的合成方法,可利用公知的自由基聚合法。例如,於水或醇系溶劑等溶劑中,以30℃~150℃的溫度使包含單體(aX-1)~單體(aX-3)及視需要的其他自由基聚合性不飽和單體的單體、與相對於單體為0.1 wt%(重量百分比)~30 wt%的自由基起始劑(過硫酸鹽、偶氮雙甲脒基丙烷鹽、偶氮雙異丁腈等)進行聚合。若有必要,則亦可使用硫醇等鏈轉移劑。
作為合成聚合物(A2-1-2)時所使用的具有磺酸基的芳香族化合物(aY-1),可列舉:芳基(aryl)磺酸(苯磺酸等)、烷基(碳數為1~24)芳基磺酸(甲苯磺酸、十二基苯磺酸、單丁基聯苯基磺酸等)、多環芳香族磺酸(萘磺酸、蒽磺酸、羥基萘磺酸、羥基蒽磺酸等)、烷基(碳數為1~24)取代多環芳香族磺酸{烷基(碳數為1~24)萘磺酸(甲基萘磺酸、二甲基萘磺酸、異丙基萘磺酸、丁基萘磺酸、辛基萘磺酸、月桂基萘磺酸、二十基萘磺酸等)、甲基蒽磺酸、月桂基蒽磺酸、二十基蒽磺酸等}、酚磺酸(苯酚磺酸、單丁基苯基苯酚單磺酸、二丁基苯基苯酚二磺酸等)、烷基(碳數為1~24)酚磺酸(甲酚磺酸、壬基酚磺酸、二十基酚磺酸等)、芳香族胺基磺酸(苯胺磺酸等)、木質素磺酸(lignin sulfonic acid)(木質素磺酸鹽、改質木質素磺酸)、具有三嗪環的含磺酸基的化合物(三聚氰胺磺酸等)等。
該些之中,就再附著防止性的觀點等而言,較佳為烷基(碳數為1~24)芳基磺酸、多環芳香族磺酸、烷基(碳數為1~24)取代多環芳香族磺酸,更佳為十二基苯磺酸、萘磺酸、二甲基萘磺酸。
於聚合物(A2-1-2)中,除具有磺酸基的芳香族化合物(aY-1)以外,視需要可將其他芳香族化合物(aO)或脲等作為構成成分。
作為其他芳香族化合物(aO),可列舉:苯、烷基苯(烷基的碳數為1~20)、萘、烷基萘(烷基的碳數為1~20)、苯酚、甲酚、羥基萘、苯胺等。
作為聚合物(A2-1-2)的具體例,可列舉:萘磺酸甲醛縮合物、甲基萘磺酸甲醛縮合物、二甲基萘磺酸甲醛縮合物、辛基萘磺酸甲醛縮合物、萘磺酸-甲基萘-甲醛縮合物、萘磺酸-辛基萘-甲醛縮合物、羥基萘磺酸甲醛縮合物、羥基萘磺酸-甲酚磺酸-甲醛縮合物、蒽磺酸甲醛縮合物、三聚氰胺磺酸甲醛縮合物、苯胺磺酸-苯酚-甲醛縮合物等。
作為聚合物(A2-1-2)的合成方法,可利用公知的方法。例如可列舉如下的方法:將上述具有磺酸基的芳香族化合物(aY-1)、及視需要的其他化合物(aO)或脲、用作觸媒的酸(硫酸等)或鹼(氫氧化鈉等)加入至反應容器中,於70℃~90℃的攪拌下歷時1小時~4小時滴加規定量的甲醛水溶液(例如37 wt%水溶液),滴加後,於回流下攪拌3小時~30小時並進行冷卻。
另外,亦可使用事先利用化合物(B)將一部分或全部的磺酸基中和而成者作為化合物(aY-1),於合成聚合物(A2-1-2)的同時直接獲得中和鹽(AB2)。
當使用其他化合物(aO)時,(aY-1)與(aO)的莫耳比{(aY-1)/(aO)}較佳為1~99/99~1,更佳為10~90/90~10,特佳為30~85/70~15,最佳為50~80/50~20。
當使用脲時,(aY-1)與脲的莫耳比{(aY-1)/脲}較佳為1~99/99~1,更佳為10~90/90~10,特佳為30~85/70~15,最佳為50~80/50~20。
另外,(aY-1)或(aO)亦可用作2種以上的混合物。
聚合物(A2)的pKa較佳為8.0以下,就降低動電位這一觀點等而言,更佳為7.0以下,特佳為5.5以下,最佳為3.0以下。pKa可藉由上述方法而求出。
就刮痕減少等表面品質的提昇及低泡性的觀點等而言,聚合物(A2)的重量平均分子量(以下,略記為Mw)較佳為300~200,000,更佳為1000~100,000。
上述重量平均分子量是藉由凝膠滲透層析法(以下,略記為GPC(Gel Permeation Chromatography)),將聚環氧乙烷作為標準物質於40℃下進行測定所得的值。例如,裝置本體:Tosoh(股份)製造的HLC-8120,管柱:Tosoh(股份)製造的TSK gel G5000 PWXL、G3000 PW XL,檢測器:內置於裝置本體中的示差折射計檢測器,溶離液:0.2 M無水硫酸鈉、10%乙腈緩衝液,溶離液流量:0.8 ml/min,管柱溫度:40℃,試樣:1.0 wt%的溶離液溶液,注入量:100 μl,標準物質:Tosoh(股份)製造的TSK SE-30、SE-15、SE-8、SE-5。
其次,對構成中和鹽(AB1)及中和鹽(AB2)的化合物(B)進行說明。
於本發明中,作為化合物(B),使用質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的化合物。
於本發明中,所謂質子加成反應中的生成熱變化(Q2),是指下述式(4)所示的化合物(B)的質子加成反應中的B的生成熱與H+B的生成熱的差。
B+H+ → H+B (4)
即,Q2由下述式(5)表示。
Q2=△fHo H+B-△fHo B (5)
[式中,△fHo H+B、△fHo B分別依次表示關於H+B、B的真空中的生成熱]。
如上所述,生成熱(△fHo)的值可使用半經驗分子軌道法(MOPAC PM3法)來計算。
再者,計算H+B的生成熱時的使H+加成的位置為化合物(B)中所含有的氮原子上。另外,當存在多個氮原子時,針對各氮原子計算生成熱,將B的生成熱與H+B的生成熱的差變成最小時的值設為生成熱變化(Q2)。
化合物(B)的質子加成反應中的生成熱變化(Q2)(kcal/mol,25℃)為10~152,就降低動電位這一觀點等而言,較佳為30~148,更佳為40~145,特佳為50~143,最佳為100~141。
化合物(B)只要上述質子加成反應中的生成熱變化(Q2)處於10 kcal/mol~152 kcal/mol的範圍內,則無限制,例如包括分子內具有至少1個胍(guanidine)骨架的化合物(B-1)、分子內具有至少1個脒(amidine)骨架的化合物(B-2)等。
化合物(B)的分子體積(nm3)較佳為0.025~0.7,就降低動電位這一觀點等而言,更佳為0.050~0.5,特佳為0.12~0.36。
此處,所謂分子體積,是指於分子的等電子密度面上形成的空間的體積,可根據使用作為分子力場法的MM2(Allinger,N.L.,J.Am.Chem.Soc(美國化學雜誌).,99,8127(1977))、及作為半經驗分子軌道法的PM3(Stewart,J.J.P.,J.Am.Chem.Soc(美國化學雜誌).,10,221(1989))進行計算的最佳化結構而獲得。例如,可使用上述富士通股份有限公司製造的「CAChe Worksystem6.01」,同樣地使結構最佳化後,於「Project Leader」上利用作為半經驗分子軌道法的「PM3 geometry」進行計算。再者,於計算的結果為獲得多個分子體積的值的情況下,使用最大值。
作為化合物(B-1)的具體例,可列舉:胍{胍(Q2=147 kcal/mol、分子體積=0.062 nm3)、甲基胍(Q2=144 kcal/mol、分子體積=0.084 nm3)、四甲基胍(Q2=145 kcal/mol、分子體積=0.147 nm3)、乙基胍(Q2=142 kcal/mol、分子體積=0.104 nm3)、苯基胍(Q2=141 kcal/mol、分子體積=0.139 nm3)等}、單環式胍[2-胺基-咪唑{2-胺基-1H-咪唑(Q2=146 kcal/mol、分子體積=0.080 nm3)、2-二甲胺基-1H-咪唑(Q2=138 kcal/mol、分子體積=0.113 nm3)等}]、多環式胍{1,3,4,6,7,8-六氫-2H-嘧啶并(pyrimido)[1,2-a]嘧啶(pyrimidine)(以下略記為TBD)(Q2=147 kcal/mol、分子體積=0.159 nm3)、1,3,4,6,7,8-六氫-1-甲基-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(以下略記為MTBD)(Q2=139 kcal/mol、分子體積=0.180 nm3)等}等。
作為化合物(B-2)的具體例,可列舉:咪唑{1H-咪唑(Q2=147 kcal/mol、分子體積=0.067 nm3)、2-甲基-1H-咪唑(Q2=144 kcal/mol、分子體積=0.113 nm3)、2-乙基-1H-咪唑(Q2=143 kcal/mol、分子體積=0.113 nm3)、4,5-二氫-1H-咪唑(Q2=147 kcal/mol、分子體積=0.113 nm3)、2-甲基-4,5-二氫-1H-咪唑(Q2=147 kcal/mol、分子體積=0.113 nm3)、2-乙基-4,5-二氫-1H-咪唑(Q2=145 kcal/mol、分子體積=0.119 nm3)等}、由下述通式(6)所表示的2環式脒等。
[化1]
{式中,R7及R8表示相互獨立的氫原子、碳數為1~24的烷基、碳數為2~24的烯基、碳數為2~30的炔基、碳數為6~30的芳基、或碳數為7~30的芳基烷基,烷基、烯基、炔基、芳基或芳基烷基中的氫原子的一部分或全部可進一步由羥基、胺基、(二)烷基(碳數為1~24)胺基、(二)羥烷基(碳數為2~4)胺基、巰(mercapto)基或鹵素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)取代。另外,2個R7及2個R8可相同,亦可不同,亦可相互鍵結(碳-碳鍵結、醚鍵結等)而形成碳數為4~12的環。m及n相互獨立地表示1~12的整數}。
作為碳數為1~24的烷基或碳數為2~24的烯基,可列舉於疏水基(Y)中所例示的烷基或烯基之中,碳數為1~24的烷基或烯基。
作為碳數為2~30的炔基,可為直鏈狀及分支狀的任一種,可列舉:乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-十二炔基或2-十二炔基、1-十三炔基或2-十三炔基、1-十四炔基或2-十四炔基、1-十六炔基或2-十六炔基、1-十八炔基或2-十八炔基、1-十九炔基或2-十九炔基、1-二十炔基或2-二十炔基、1-二十四炔基或2-二十四炔基。
作為碳數為6~30的芳基,可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基或甲基萘基等。
作為碳數為7~30的芳基烷基,可列舉:苄基、2-苯基乙基、3-苯基丙基、4-苯基丁基、5-苯基戊基、6-苯基己基、7-苯基庚基、8-苯基辛基、10-苯基癸基、12-苯基十二基、萘基甲基、萘基乙基等。
當2個R7或2個R8相互鍵結而形成碳數為4~12的環時,2個R7或2個R8形成二價的有機基(碳數為4~12的伸烷基等)。
作為碳數為4~12的伸烷基,可列舉:伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸癸基、伸十二烷基等,該些伸烷基亦可由醚鍵等鍵結。
作為由通式(6)所表示的化合物的具體例,可列舉:1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7(1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7)(以下略記為DBU。再者,DBU為San-Apro公司的註冊商標)(Q2=137 kcal/mol、分子體積=0.185 nm3)、1,5-二吖雙環[4.3.0]壬烯-5(以下略記為DBN)(Q2=141 kcal/mol、分子體積=0.146 nm3)、1,8-二吖雙環[5.3.0]癸烯-7(Q2=142 kcal/mol、分子體積=0.166 nm3)、1,4-二吖雙環[3.3.0]辛烯-4(Q2=146 kcal/mol、分子體積=0.126 nm3)等。
作為化合物(B),就動電位的觀點等而言,較佳的化合物是(B-1)中的胍、甲基胍、乙基胍,(B-2)中的DBU、DBN,更佳為DBU或DBN。
化合物(B)可單獨使用,亦可用作2種以上的混合物。
另外,化合物(B)的pKa較佳為11~40,就降低動電位這一觀點等而言,更佳為11.5~30,特佳為12~25。
再者,化合物(B)的pKa可藉由公知的方法{例如,Can.J.Chem(加拿大化學雜誌).65,626(1987)}等來獲得。
於本發明中,酸性化合物(A1)與化合物(B)的中和鹽(AB1)、聚合物(A2)與化合物(B)的中和鹽(AB2)只要酸基(X1)或酸基(X2)的一部分或全部由(B)中和即可。
作為中和鹽(AB1)的具體例,包括以下的化合物等。
可列舉:烷基苯磺酸鹽(甲苯磺酸胍鹽、甲苯磺酸DBU鹽、甲苯磺酸DBN鹽、二甲苯磺酸胍鹽(xylene sulfonic acid guanidine salt)、二甲苯磺酸DBU鹽、二甲苯磺酸DBN鹽、十二基苯磺酸胍鹽、十二基苯磺酸DBU鹽、十二基苯磺酸DBN鹽等)、萘磺酸鹽(萘磺酸胍鹽、萘磺酸DBU鹽、萘磺酸DBN鹽等)、烷基萘磺酸鹽(甲基萘磺酸胍鹽、甲基萘磺酸DBU鹽、甲基萘磺酸DBN鹽、十二基萘磺酸胍鹽、十二基萘磺酸DBU鹽、十二基萘磺酸DBN鹽等)等。
作為中和鹽(AB2)的具體例,包括以下的化合物等。
可列舉:聚丙烯酸鹽(聚丙烯酸DBU鹽、聚丙烯酸DBN鹽等)、聚苯乙烯磺酸鹽(聚苯乙烯磺酸胍鹽、聚苯乙烯磺酸DBU鹽、聚苯乙烯磺酸DBN鹽等)、萘磺酸甲醛縮合物的鹽(萘磺酸甲醛縮合物胍鹽、萘磺酸甲醛縮合物DBU鹽、萘磺酸甲醛縮合物DBN鹽等)、烷基萘磺酸甲醛縮合物的鹽(甲基萘磺酸甲醛縮合物胍鹽、甲基萘磺酸甲醛縮合物DBU鹽、甲基萘磺酸甲醛縮合物DBN鹽、甲基萘磺酸甲醛縮合物TBD鹽、甲基萘磺酸甲醛縮合物MTBD鹽、辛基萘磺酸甲醛縮合物胍鹽、辛基萘磺酸甲醛縮合物DBU鹽、辛基萘磺酸甲醛縮合物DBN鹽等)、萘磺酸-烷基萘-甲醛縮合物的鹽(萘磺酸-辛基萘-甲醛縮合物胍鹽、萘磺酸-辛基萘-甲醛縮合物DBU鹽、萘磺酸-辛基萘-甲醛縮合物DBN鹽等)等。(AB1)及(AB2)可為單一化合物、或2種以上的混合物。
就降低動電位的觀點等而言,中和鹽(AB1)較佳為(Q1)與(Q2)的比{Q2/(Q1×p)}滿足式(7),更佳為滿足式(8),特佳為滿足式(9),最佳為滿足式(10)。
0.01≦{Q2/(Q1×p)}≦3.0 (7)
0.1≦{Q2/(Q1×p)}≦2.5 (8)
0.2≦{Q2/(Q1×p)}≦2.3 (9)
0.5≦{Q2/(Q1×p)}≦2.2 (10)
p:表示將鹼性化合物(B)中和所需的酸基(X)的個數。
就刮痕減少等表面品質的提昇及低泡性的觀點等而言,中和鹽(AB2)的重量平均分子量(Mw)較佳為1,000~1,000,000,更佳為1,000~200,000,特佳為3,000~100,000。再者,中和鹽(AB2)的Mw是與聚合物(A2)同樣地藉由GPC所獲得的值。
本發明的電子材料用研磨液只要含有中和鹽(AB1)及中和鹽(AB2)的至少1種即可,但就刮痕減少等表面品質的提昇的觀點等而言,較佳為含有中和鹽(AB2)。
中和鹽(AB1)或中和鹽(AB2)可藉由酸性化合物(A1)或聚合物(A2)與含氮鹼性化合物(B)的中和反應而獲得。例如,可將(A1)及/或(A2)的水溶液加入至能夠進行調溫、攪拌的反應容器中,一面進行攪拌一面於室溫(約25℃)下投入(B)(視需要為水溶液),然後均勻地混合。另外,例如可藉由如下方式而獲得:於事先加入有水的反應容器中,一面進行攪拌一面同時或個別地投入(A1)及/或(A2)、以及(B),然後均勻地混合。中和反應時的濃度可根據目的而適宜選擇。
本發明的電子材料用研磨液因酸基(X1)及酸基(X2)的解離度大,故可有效地降低粒子及基板的動電位,並可防止粒子的再附著。
根據研磨液的重量,電子材料用研磨液中的中和鹽(AB)的濃度為0.001 wt%~10 wt%,較佳為0.01 wt%~5 wt%。
作為本發明的電子材料用研磨液的必需成分的水就清潔度的觀點而言,較佳為電阻率為18 MΩ.cm以上的純水,可列舉超純水、離子交換水、逆滲透水(Reverse Osmosis Water)、蒸餾水等。
本發明的另一實施形態是用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟的研磨液,且是將中和鹽(AB)及水作為必需成分的電子材料用研磨液。
於本發明的電子材料用研磨液中,除上述中和鹽(AB)、水以外,亦可含有研磨粒子(C)。藉由含有研磨粒子(C),可製造平坦性優異的電子材料。
作為本發明中的研磨粒子(C),可使用電子材料研磨用的市售的研磨粒子,並無特別限定。作為研磨粒子(C)的材質,可列舉膠體二氧化矽(colloidal silica)、氧化鈰(cerium oxide)、氧化鋁(alumina)、氧化鋯、金剛石(diamond)、氧化錳、氧化鈦、碳化矽、氮化硼等,就刮痕減少的效果的觀點而言,較佳為膠體二氧化矽、氧化鈰、氧化鋁或金剛石。
研磨粒子(C)的平均粒徑根據所使用的研磨粒子而不同,於膠體二氧化矽的情況下,通常為5 nm~100 nm,於氧化鈰的情況下,就電子材料用基板的生產性的觀點而言,較佳為0.1 μm~3.0 μm。
根據研磨液中的重量,電子材料用研磨液中的研磨粒子(C)為0 wt%~20 wt%,較佳為0.5 wt%~20 wt%。
於本發明的電子材料用研磨液中,除上述中和鹽(AB)、水以外,亦可含有中和鹽(AB)以外的界面活性劑(D)。藉由含有界面活性劑(D),而可用於研光步驟。
作為本發明中的界面活性劑(D),可列舉非離子性界面活性劑(D1)、中和鹽(AB)以外的陰離子性界面活性劑(D2)。
作為非離子性界面活性劑(D1),可列舉:碳數為8~18的高級醇伸烷基(higher alcohol alkylene)(碳數為2~4)氧化物加成物(oxide additive)(D11)、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物(polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer)(D12)、碳數為8~36的脂肪族胺(aliphatic amine)的伸烷基氧化物加成物(alkylene oxide additive)(D13)、或多元醇(polyol)型非離子界面活性劑(D14)等。
作為碳數為8~18的高級醇伸烷基(碳數為2~4)氧化物加成物(D11),可列舉:辛醇的環氧乙烷加成物、月桂醇的環氧乙烷加成物、硬脂醇的環氧乙烷加成物等。
作為聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物(D12),可為嵌段型,亦可為無規型。
作為碳數為8~36的脂肪族胺的伸烷基氧化物加成物(D13),可列舉:碳數為8~24的脂肪族一級胺的伸烷基氧化物加成物(D131)、或碳數為8~36的脂肪族二級胺的伸烷基氧化物加成物(D132)等。
碳數為8~24的脂肪族一級胺的伸烷基氧化物加成物(D131)中的原料的脂肪族一級胺可為直鏈、支鏈或環狀,且是可具有飽和鍵或不飽和鍵的碳數為8~24的脂肪族一級胺。
作為脂肪族一級胺的具體例,可列舉:月桂胺、辛胺、癸胺、十一胺、十三胺、十四胺、十五胺、十六胺、十七胺、十八胺、十九胺、二十胺、二十一胺、二十二胺、二十三胺、二十四胺、十八烯胺或十八碳二烯胺、或作為該些的混合物的牛脂胺、硬化牛脂胺、椰子油胺、棕櫚油胺或大豆油胺等源自動植物油的脂肪族一級胺。脂肪族一級胺可使用1種、或2種以上的混合物。
碳數為8~36的脂肪族二級胺的伸烷基氧化物加成物(D132)中的原料的脂肪族二級胺可為直鏈、支鏈或環狀,且是可具有飽和鍵或不飽和鍵碳數為8~36的脂肪族二級胺。
作為脂肪族二級胺的具體例,可列舉:二辛胺、二丁胺、二己胺、二癸胺、二-十一胺、二-十二胺、二-十三胺、二-十四胺、二-十五胺、二-十六胺、二-十七胺或二-十八胺。
脂肪族二級胺可使用1種、或2種以上的混合物。
作為本發明的脂肪族胺的伸烷基氧化物加成物(D13)中的原料的伸烷基氧化物,可列舉碳數為2~12的伸烷基氧化物,例如環氧乙烷、1,2-環氧丙烷、1,2-環氧丁烷、四氫呋喃以及3-甲基四氫呋喃等。該些之中,就獲得容易性的觀點而言,較佳為環氧乙烷、1,2-環氧丙烷。該些伸烷基氧化物可僅使用1種,亦可併用2種以上。當併用2種以上時,可為無規,亦可為嵌段。
(D131)或(D132)中的伸烷基氧化物的平均加成莫耳數相對於胺1莫耳,較佳為3莫耳~100莫耳,更佳為3莫耳~70莫耳,特佳為3莫耳~40莫耳。
作為(D131)及(D132)的製造方法,可利用公知的方法等。
具體而言,可利用如下的方法:將上述脂肪族一級胺或脂肪族二級胺加入至可進行攪拌的耐壓容器中,利用惰性氣體(氮氣、氬氣等)充分地置換後,於減壓下進行脫水,然後於反應溫度約80℃~160℃下投入上述伸烷基氧化物來進行反應。另外,反應時,視需要亦可使用公知的觸媒。觸媒可自反應的最初添加,亦可自途中添加。
作為觸媒,可列舉:不含金屬原子的觸媒(四甲基銨氫氧化物等四級銨氫氧化物、以及四甲基乙二胺或1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7等三級胺等)、及含有金屬原子的觸媒(氫氧化鈉及氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、鹼土金屬氫氧化物以及鹼土金屬氧化物等)。
根據研磨液中的重量,脂肪族胺的伸烷基氧化物加成物(D13)於實際使用時的濃度為0.001 wt%~10 wt%。
作為多元醇型非離子界面活性劑(D14),可列舉:甘油環氧乙烷加成物、或去水山梨醇環氧乙烷加成物等。
作為陰離子性界面活性劑(D2),可列舉:脂肪酸系界面活性劑[碳數為8~18的脂肪酸(鹽)或碳數為8~18的脂肪族醇的醚羧酸(鹽)等];磷酸酯系界面活性劑[碳數為8~24的高級醇的磷酸單或二酯(鹽)、或者碳數為8~24的高級醇的伸烷基氧化物加成物的磷酸單或二酯(鹽)等]。
陰離子性界面活性劑(D2)之中,就潤滑性的觀點而言,較佳為脂肪酸胺鹽,作為脂肪酸胺鹽,可列舉利用胺將碳數為8~22的脂肪酸(例如油酸等)完全中和或將其一部分中和而成者。
作為胺,可列舉:單乙醇胺等一級胺;二乙醇胺等二級胺;三乙醇胺等三級胺。
電子材料用研磨液中的界面活性劑(D)的濃度通常為0 wt%~90 wt%,較佳為0.001 wt%~80 wt%,更佳為0.01 wt%~20 wt%,且中和鹽(AB)的重量對於界面活性劑(D)的重量的比為0.001~1。
於本發明的電子材料用研磨液中,視需要亦可含有有機還原劑(E)。藉由調配有機還原劑(E),於研磨後,可提昇對於粒子的附著防止性。
作為有機還原劑(E),可列舉酚類(E1)、還原酮類(E2)。
作為有機還原劑(E),可使用市售的有機還原劑,就研磨速度的觀點而言,較佳為酚類(E1)、還原酮類(E2)。
作為酚類(E1),可列舉由下述通式(11)所表示的化合物。
[化2]
[式中,X1~X5分別獨立地表示氫原子、羥基、羧基、胺基或烷基]
作為由通式(11)所表示的酚類(E1)的具體例,可列舉:X1~X5均為氫的苯酚;鄰苯二酚(pyrocatechol)、間苯二酚(resorcinol)、對苯二酚(hydroquinone)及五倍子酚(pyrogallol)等多酚系化合物(E11);2-羥基苯甲酸(2-hydroxybenzoic acid)、4-羥基苯甲酸、2,6-二羧基苯酚、以及2,4,6-三羧基苯酚等含有羧基的酚系化合物(E12);沒食子酸等含有羧基的多酚化合物(E13);4-胺基苯酚等含有胺基的酚系化合物(E14);甲酚等含有烷基的酚系化合物(E15);或該些的鹽等。
該些之中,就研磨速度與粒子的附著防止性的觀點而言,較佳為多酚系化合物(E11)、含有羧基的多酚化合物(E13),更佳為含有羧基的多酚化合物(E13),具體為沒食子酸或其鹽。
作為還原酮(reductone)類(E2),只要是分子內具有由下述通式(12)所表示的酮烯二醇基的化合物即可。
[化3]
作為還原酮類(E2)的具體例,可列舉:抗壞血酸(L-體、DL-體、D-體)、異抗壞血酸(Isoascorbic acid)、異抗壞血酸(Erythorbic acid)、或該些的酯(L-抗壞血酸硫酸酯、L-抗壞血酸磷酸酯、L-抗壞血酸2-葡萄糖苷、L-抗壞血酸棕櫚酸酯、L-抗壞血酸四異棕櫚酸酯、抗壞血酸異 、異抗壞血酸磷酸酯、異抗壞血酸棕櫚酸酯、四異棕櫚酸等);或該些的鹽等。
該些之中,就研磨速度與粒子的附著防止性的觀點而言,較佳為L-抗壞血酸、異抗壞血酸(isoerythorbic acid)、L-抗壞血酸的酯或異抗壞血酸的酯、或者該些的鹽,更佳為L-抗壞血酸或其鹽。
作為上述(E1)及(E2)的鹽,例如可列舉:鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)、鹼土金屬鹽(鈣鹽、鎂鹽等)、銨鹽、胺鹽或四級銨鹽。
就粒子的附著防止性的觀點而言,使用時的有機還原劑(E)於研磨液中的濃度較佳為0.01 wt%~1 wt%。
於本發明的研磨液中,除上述物質以外,亦可含有無機酸(硝酸、硫酸、磷酸等)、螯合劑(膦酸系螯合劑[羥基亞乙基二膦酸(HEDP)或其鹽、甲基二膦酸或其鹽、胺基三(亞甲基膦酸)或其鹽等];羧酸系螯合劑[二乙三胺五乙酸(DTPA)或其鹽、乙二胺四乙酸(EDTA)或其鹽、羥乙基亞胺基二乙酸(HIDA)或其鹽、檸檬酸或其鹽、葡萄糖酸或其鹽等])、穩定劑(例如對甲苯磺酸鹽等)、防銹劑(苯并三唑、巰基苯并三唑、環己胺環氧乙烷加成物等)等添加劑。該些添加劑可使用先前用作研磨液者,並無特別限定。
本發明的研磨方法是於電子材料的製造步驟中,使用本發明的電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨的研磨方法。
本發明的另一實施形態是包括於研磨步驟中,使用上述研磨液對電子材料中間物進行研磨的步驟的電子材料的製造方法。
作為使用本發明的研磨液的電子材料的製造步驟(一部分)的一例,以下以硬碟玻璃基板的研光步驟為例進行說明。
(1)將玻璃基板設置於研磨裝置的載體上,利用貼附了固定有金剛石磨石的研磨墊的平板夾持玻璃基板。
(2)一面將本發明的研磨液供給至平板上,一面施加負荷來使平板及載體旋轉。
(3)確認已研磨了固定膜厚後停止旋轉。
(4)將玻璃基板自載體中取出,進行流水淋洗。
(5)流水淋洗後,對基板進行乾燥。
另外,作為其他例,以下以硬碟玻璃基板的基板步驟為例進行說明。
(1)將上述經研光的玻璃基板設置於研磨裝置的載體上,利用貼附有聚胺基甲酸酯(polyurethane)製的研磨墊的平板夾持玻璃基板。
(2)一面供給含有氧化鈰的本發明的研磨液,一面施加負荷來使平板及載體旋轉。
(3)確認已研磨了固定膜厚後停止旋轉。
(4)對玻璃基板進行流水淋洗,然後自載體中取出,利用清洗劑進行浸漬清洗或擦洗。
(5)將經流水淋洗的玻璃基板設置於研磨裝置的載體上,使用含有膠體二氧化矽的本發明的研磨液,與上述同樣地進行研磨。
(6)對研磨後的基板進行流水淋洗、清洗,然後再次進行流水淋洗。
(7)進行乾燥、捆包。
作為研磨裝置,可使用市售的研磨裝置,並無特別限定。
轉速、研磨時間、擺動數、負荷等研磨條件可使用藉由先前的研磨液進行研磨時的條件。 [實例]
以下,藉由實例及比較例來進一步說明本發明,但本發明並不限定於該些實例及比較例。以下,只要無特別規定,則%表示wt%,份表示重量份。 製造例1(聚丙烯酸DBU鹽的製造)
將異丙醇300份及超純水100份加入至可進行調溫及攪拌的反應容器中,利用氮氣對反應容器內進行置換後,昇溫至75℃。於以30 rpm進行攪拌下,歷時3.5小時分別同時滴加丙烯酸的75%水溶液407份及2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯的15%異丙醇溶液95份。
滴加結束後,於75℃下攪拌5小時後,以系統內不固化的方式斷續地投入超純水,將水與異丙醇的混合物餾去,直至無法檢測出異丙醇為止。利用DBU 450份將所獲得的聚丙烯酸水溶液中和至pH變成7.0為止,然後利用超純水進行濃度調整,藉此獲得聚丙烯酸DBU鹽(AB-1)的40%水溶液。
再者,聚丙烯酸DBU鹽的Mw為10,000。 製造例2(萘磺酸甲醛縮合物DBU鹽的製造)
將萘磺酸21份、超純水10份加入至帶有攪拌的反應容器中,於攪拌下,一面將系統內的溫度保持為80℃,一面歷時3小時滴加37%甲醛8份。滴加結束後,升溫至105℃並進行25小時反應後,冷卻至室溫(約25℃)為止,然後於水浴中,一面調整成25℃一面緩慢地添加DBU,將pH製備成6.5(使用約15份的DBU)。添加超純水來將固體成分調整成40%,從而獲得作為陰離子性界面活性劑的萘磺酸甲醛縮合物的DBU鹽(AB-2)的40%水溶液。再者,(AB-2)的DBU鹽的Mw為5,000。 製造例3(聚苯乙烯磺酸胍鹽的製造)
將二氯化乙烯100份加入至可進行調溫、回流的帶有攪拌的反應容器中,於攪拌下進行氮氣置換後,昇溫至90℃為止,然後使二氯化乙烯回流。分別歷時6小時將苯乙烯120份、及事先使2,2'-偶氮雙異丁腈1.7份溶解於二氯化乙烯20份中而成的起始劑溶液個別地滴加至反應容器內,滴加結束後進而進行1小時聚合。聚合後,於氮氣密封下冷卻至20℃,然後一面將溫度控制成20℃,一面歷時10小時滴加硫酸酐105份,滴加結束後進而進行3小時磺化反應。反應後,將溶劑餾去並使其固化後,投入超純水345份進行溶解,從而獲得聚苯乙烯磺酸水溶液。利用胍將所獲得的聚苯乙烯磺酸水溶液中和至pH變成7為止,然後利用超純水進行濃度調整,藉此獲得作為陰離子性界面活性劑的聚苯乙烯磺酸胍鹽(AB-3)的40%水溶液。再者,(AB-3)的Mw為40,000,磺化率為97%。 製造例4(聚苯乙烯磺酸胍鹽的製造)
將二氯化乙烯80份加入至可進行調溫、回流的帶有攪拌的反應容器中,於攪拌下進行氮氣置換後,昇溫至90℃為止,然後使二氯化乙烯回流。分別歷時6小時將苯乙烯200份、及事先使2,2'-偶氮雙異丁腈1.0份溶解於二氯化乙烯20份中而成的起始劑溶液個別地滴加至反應容器內,滴加結束後進而進行1小時聚合。聚合後,於氮氣密封下冷卻至20℃,然後一面將溫度控制成20℃,一面歷時10小時滴加硫酸酐105份,滴加結束後進而進行3小時磺化反應。反應後,將溶劑餾去並使其固化後,投入超純水345份進行溶解,從而獲得聚苯乙烯磺酸水溶液。利用胍將所獲得的聚苯乙烯磺酸水溶液中和至pH變成7為止,然後利用超純水進行濃度調整,藉此獲得作為陰離子性界面活性劑的聚苯乙烯磺酸胍鹽(AB-4)的40%水溶液。再者,(AB-4)的Mw為224,000,磺化率為97%。 製造例5(十二基苯磺酸DBU鹽的製造)
將十二基苯磺酸(東京化成股份有限公司製造,HLB:7.4)的10%水溶液100份加入至可進行調溫且帶有攪拌的反應容器中,調溫至25℃後,一面進行攪拌一面緩慢地添加DBU 4.7份,然後直接攪拌10分鐘而獲得十二基苯磺酸DBU鹽(AB-5)的14%水溶液(25℃下的pH=6.5)。 製造例6(脂肪族胺環氧乙烷加成物的製造)
將月桂胺185份(1.0莫耳份)、25%TMAH水溶液3.6份(0.01莫耳份)加入至帶有攪拌裝置及溫度控制裝置的不鏽鋼製高壓釜(autoclave)中,於100℃、4 kPa以下的減壓下進行30分鐘脫水。一面將反應溫度控制成100℃,一面歷時3小時滴加環氧乙烷308份(7.0莫耳份)後,於100℃下進行3小時老化。進而,於2.6 kPa以下的減壓下,以150℃進行2小時攪拌,將殘存的TMAH分解並去除,從而獲得作為非離子性界面活性劑的月桂胺環氧乙烷7莫耳加成物(D-2)490份。 比較製造例1(聚丙烯酸鈉鹽的製造)
將異丙醇300份及超純水100份加入至可進行調溫及攪拌的反應容器中,利用氮氣對反應容器內進行置換後,昇溫至75℃。於以30rpm進行攪拌下,歷時3.5小時分別同時滴加丙烯酸的75%水溶液407份及2,2'-偶氮雙異丁酸二甲酯的15%異丙醇溶液95份。
滴加結束後,於75℃下攪拌5小時後,以系統內不固化的方式斷續地投入超純水,將水與異丙醇的混合物餾去,直至無法檢測出異丙醇為止。利用氫氧化鈉70份將所獲得的聚丙烯酸水溶液中和至pH變成7.0為止,然後利用超純水進行濃度調整,藉此獲得聚丙烯酸鈉鹽(AB'-1)的40%水溶液。
再者,聚丙烯酸鈉鹽的Mw為10,000。 實例1~實例49、及比較例1~比較例19
以表1~表6中所記載的組成,並以合計變成100份的方式調配各成分,然後於25℃下利用磁力攪拌器以40 rpm攪拌20分鐘,從而獲得本發明的研磨液及用於比較的研磨液。
再者,表中的研磨粒子使用以下的研磨粒子。
膠體二氧化矽漿料:製造的「COMPOL80」(平均粒徑為80 nm,有效成分濃度為40 wt%)
氧化鈰:昭和電工製造的「HS-8005」(平均粒徑為0.5 μm)
氧化鋁:製造的「WA#20000」(平均粒徑為0.4 μm)
金剛石:Nanofactor製造的「1/10PCS-WB2」(平均粒徑為100 nm)
聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物:三洋化成工業製造的Newpole GEP2800
磷酸二油烯酯鈉鹽:三洋化成工業製造的NAS-546
芳香族磺酸鹽:使用羥基萘基磺酸鈉鹽的試劑。
作為研磨液的性能評價,以下述方法進行刮痕減少性能、粒子附著減少性能及研磨速度持續性能的評價試驗。
再者,為了防止來自大氣的污染,本評價於等級1,000(FED-STD-209D,美國聯邦規格,1988年)的無塵室內實施。 [評價1利用調配有膠體二氧化矽的研磨液對玻璃基板進行研磨的情況] <刮痕減少性能的評價>
進而利用離子交換水將實例1~實例8的研磨液、比較例1~比較例3的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
(1)將2.5吋的磁碟用玻璃基板、及聚胺基甲酸酯製的研磨墊(富士紡績(Fujibo)製造,「H9900S」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為30 rpm,將擺動次數設定為60次/分鐘,將按壓壓力設定為50 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨5分鐘。
(3)將上述經研磨的玻璃基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後將基板自研磨裝置中卸下並吹附氮氣來進行乾燥,從而製成評價用基板。
(4)將光照在評價用基板上的刮痕上,使產生的微弱的散射光聚光、放大,藉此強調表面的微細的刮痕,然後使用可檢査表面的微細的刮痕的表面檢査裝置(Vision Psytech公司製造,「MicroMax VMX-6100SK」),任意地選擇評價用基板表面的5個部位(10 mm×10 mm見方)並清點其範圍內的刮痕數,然後算出5個部位的平均值。
再者,比較例1(毛坯)的基板上的刮痕的平均數為50個。
將各個基板上的刮痕數與比較例1(毛坯)的基板上的刮痕數進行比較,根據下述的判斷基準來評價抑制基板表面產生刮痕的效果,並進行判定。
將結果示於表1。
5:未滿毛坯(50個)的20%
4:20%~未滿40%
3:40%~未滿60%
2:60%~未滿80%
1:80%以上 <粒子附著減少性能的評價>
(1)製作與刮痕減少性能的評價相同的評價用基板。
(2)將光照在評價用基板上的殘留粒子上,使產生的微弱的散射光聚光、放大,藉此進行強調,然後使用可檢査表面的微細的殘査的上述表面檢査裝置,任意地選擇評價用基板表面的5個部位(10 mm×10 mm見方),並藉由圖像分析軟體(三谷商事製造,WinRoof)來統計其範圍內的粒子數,然後算出5個部位的平均值。
再者,比較例1(毛坯)的基板上的粒子數為1950個。將各個基板上的粒子數與比較例1的基板上的粒子數進行比較,根據下述的判斷基準,評價減少研磨步驟中的粒子的附著的效果,並進行判定。
將結果示於表1。
5:未滿毛坯(1950個)的20%
4:20%~未滿40%
3:40%~未滿60%
2:60%~未滿80%
1:80%以上 <研磨速度持續性能的評價>
(1)將測定了重量的2.5吋的磁碟用玻璃基板、及聚胺基甲酸酯樹脂製的研磨墊(富士紡績製造,「H9900S」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為30 rpm,將擺動次數設定為60次/分鐘,將按壓壓力設定為50 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨30分鐘。
(3)將上述經研磨的玻璃基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後吹附氮氣來進行乾燥,並進行重量測定。
將(1)~(3)重複10次,對第1次與第10次的重量變化量進行比較,藉此根據下述的判斷基準,判定研磨速度持續性能的評價。(第1次的重量變化量/第10次的重量變化量×100)
將結果示於表1。
5:80%以上
4:60%~未滿80%
3:40%~未滿60%
2:20%~未滿40%
1:未滿20%
[評價2利用調配有膠體二氧化矽的研磨液對鋁基板進行研磨的情況] <刮痕減少性能的評價>
進而利用離子交換水將實例9~實例16的研磨液、比較例4~比較例6的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
(1)將3.5吋的磁碟用鋁基板、及聚胺基甲酸酯製的研磨墊(富士紡績製造,「H9900S」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為30 rpm,將擺動次數設定為60次/分鐘,將按壓壓力設定為50 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨5分鐘。
(3)將上述經研磨的鋁基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後將基板自研磨裝置中卸下並吹附氮氣來進行乾燥,從而製成評價用基板。
(4)將光照在評價用基板上的刮痕上,使產生的微弱的散射光聚光、放大,藉此強調表面的微細的刮痕,然後使用可檢査表面的微細的刮痕的表面檢査裝置(Vision Psytech公司製造,「MicroMax VMX-6100SK」),任意地選擇評價用基板表面的5個部位(10 mm×10 mm見方)並清點其範圍內的刮痕數,然後算出5個部位的平均值。
再者,比較例4的基板上的刮痕的平均數為100個。
將各個基板上的刮痕數與比較例4的基板上的刮痕數進行比較,根據下述的判斷基準來評價抑制基板表面產生刮痕的效果,並進行判定。
將結果示於表2。
5:未滿毛坯(100個)的20%
4:20%~未滿40%
3:40%~未滿60%
2:60%~未滿80%
1:80%以上 <粒子附著減少性能的評價>
(1)製作與刮痕減少性能的評價相同的評價用基板。
(2)將光照在評價用基板上的殘留粒子上,使產生的微弱的散射光聚光、放大,藉此進行強調,然後使用可檢査表面的微細的殘査的上述表面檢査裝置,任意地選擇評價用基板表面的5個部位(10 mm×10 mm見方),並藉由圖像分析軟體(三谷商事製造,WinRoof)來統計其範圍內的粒子數,然後算出5個部位的平均值。
再者,比較例4的基板上的粒子數為1200個。
將各個基板上的粒子數與比較例4的基板上的粒子數進行比較,根據下述的判斷基準,評價減少研磨步驟中的粒子的附著的效果,並進行判定。
將結果示於表2。
5:未滿毛坯(1200個)的20%
4:20%~未滿40%
3:40%~未滿60%
2:60%~未滿80%
1:80%以上 <研磨速度持續性能的評價>
(1)將測定了重量的3.5吋的磁碟用鋁基板、及聚胺基甲酸酯樹脂製的研磨墊(富士紡績製造,「H9900S」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為30 rpm,將擺動次數設定為60次/分鐘,將按壓壓力設定為50 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨30分鐘。
(3)將上述經研磨的鋁基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後吹附氮氣來進行乾燥,並進行重量測定。
將(1)~(3)重複10次,對第1次與第10次的重量變化量進行比較,藉此根據下述的判斷基準,判定研磨速度持續性能的評價。(第1次的重量變化量/第10次的重量變化量×100)
將結果示於表2。
5:80%以上
4:60%~未滿80%
3:40%~未滿60%
2:20%~未滿40%
1:未滿20%
[評價3利用調配有氧化鈰的研磨液對玻璃基板進行研磨的情況]
進而利用離子交換水將實例17~實例24的研磨液、比較例7~比較例9的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
以與評價1相同的方式,進行刮痕減少性能、粒子附著減少性能、及研磨速度持續性能的評價。
再者,比較例7(毛坯)的基板上的刮痕的平均數為70個,比較例7(毛坯)的基板上的粒子數為1000個。將結果示於表3。
[評價4利用調配有氧化鋁的研磨液對鋁基板進行研磨的情況] <刮痕減少性能的評價>
進而利用離子交換水將實例25~實例32的研磨液、比較例10~比較例12的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
以與評價2相同的方式,進行刮痕減少性能、粒子附著減少性能、及研磨速度持續性能的評價。
再者,比較例10(毛坯)的基板上的刮痕的平均數為150個,比較例10(毛坯)的基板上的粒子數為1000個。將結果示於表4。
[評價5利用調配有金剛石的研磨液對鋁基板進行研磨的情況]
進而利用離子交換水將實例33~實例40的研磨液、比較例13~比較例15的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
以與評價2相同的方式,進行刮痕減少性能、粒子附著減少性能、及研磨速度持續性能的評價。
再者,比較例13(毛坯)的基板上的刮痕的平均數為70個,比較例13(毛坯)的基板上的粒子數為500個。將結果示於表5。
[評價6使用固定有磨石的研磨墊,並利用調配有非離子性界面活性劑的研磨液對玻璃進行研磨(玻璃研光)的情況] <粒子附著減少性能的評價>
進而利用離子交換水將實例41~實例49的研磨液、比較例16~比較例19的研磨液稀釋10倍,而獲得試驗液。
(1)將2.5吋的磁碟用玻璃基板、及固定有金剛石磨石的研磨墊(住友3M製造,「Trizact677XA」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為100 rpm,將擺動次數設定為60 次/分鐘,將按壓壓力設定為100 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨5分鐘。
(3)將上述經研磨的玻璃基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後將基板自研磨裝置中卸下並吹附氮氣來進行乾燥,從而製成評價用基板。
(4)將光照在評價用基板上的殘留粒子上,使產生的微弱的散射光聚光、放大,藉此進行強調,然後使用可檢査表面的微細的殘査的上述表面檢査裝置,任意地選擇評價用基板表面的5個部位(10 mm×10 mm見方),並藉由圖像分析軟體(三谷商事製造,WinRoof)來統計其範圍內的粒子數,然後算出5個部位的平均值。
再者,比較例16的基板上的粒子數為4500個。
將各個基板上的刮痕數與比較例16的基板上的刮痕數進行比較,根據下述的判斷基準來評價減少研磨步驟中的粒子的附著的效果,並進行判定。
將結果示於表6。
5:未滿毛坯(4500個)的20%
4:20%~未滿40%
3:40%~未滿60%
2:60%~未滿80%
1:80%以上 <研磨速度持續性能的評價>
(1)將測定了重量的2.5吋的磁碟用玻璃基板、及固定有金剛石磨石的研磨墊(住友3M製造,「Trizact677XA」)設置於研磨裝置(Nanofactor製造,「FACT-200」)中。
(2)將轉速設定為100 rpm,將擺動次數設定為60次/分鐘,將按壓壓力設定為100 g重/cm2,一面以1 mL/秒的速度將上述試驗液注入至基板上一面研磨30分鐘。
(3)將上述經研磨的玻璃基板自研磨裝置中取出,利用流水洗滌1分鐘後進行淋洗,然後吹附氮氣來進行乾燥,並進行重量測定。
將(1)~(3)重複2次,對第1次與第2次的重量變化量進行比較,藉此根據下述的判斷基準,判定研磨速度持續性能的評價。(第1次的重量變化量/第2次的重量變化量×100)
將結果示於表6。
5:80%以上
4:60%~未滿80%
3:40%~未滿60%
2:20%~未滿40%
1:未滿20%
可知實例1~實例49的本發明的研磨液與比較例1~比較例19相比,可大幅減少粒子附著量,另外,可維持研磨速度。另外,實例1~實例40的本發明的研磨液與比較例1~比較例15相比,可大幅減少刮痕數。
另一方面,比較例3、比較例6、比較例9、比較例12、比較例15、比較例18的研磨液若與毛坯相比,則稍微可看到一定的抑制粒子的附著的效果,但達不到為了高容量化而可容許的粒子的附著量。另外,比較例3、比較例6、比較例9、比較例12、比較例15的研磨液若與毛坯相比,則稍微可看到一定的抑制刮痕產生的效果,但達不到為了高容量化而可容許的刮痕數。
另外,使用苯并三唑的比較例2、比較例5、比較例8、比較例11、比較例14的研磨液與比較例1、比較例4、比較例7、比較例10、比較例13相比,研磨玻璃基板後的刮痕數幾乎無變化,抑制刮痕產生與粒子的附著的效果小。 [產業上之可利用性]
本發明的電子材料用研磨液抑制研磨步驟中的刮痕產生的效果優異,另外,減少研磨中的粒子附著的效果亦優異,因此作為製造步驟中包含研磨步驟的電子材料用研磨液,例如磁碟用玻璃基板、磁碟用鍍Ni-P的鋁基板、半導體用矽基板、LED用藍寶石基板製造用的研磨液有用。
另外,包含使用本發明的研磨液進行研磨的步驟的電子材料的製造方法是研磨中的刮痕產生非常少、且研磨中的粒子附著少的製造方法,因此可用作磁碟用玻璃基板、磁碟用鍍Ni-P的鋁基板、半導體用矽基板、LED用藍寶石基板等的製造方法。
权利要求:
Claims (16)
[1] 一種研磨液用中和鹽(AB),其用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟,該研磨液用中和鹽(AB)是分子內具有至少1個酸基(X)的酸性化合物(A)、以及質子加成反應中的生成熱變化(Q2)為10 kcal/mol~152 kcal/mol的含氮鹼性化合物(B)的鹽,且該研磨液用中和鹽(AB)是上述酸基(X)的酸解離反應中的生成熱變化(Q1)為3 kcal/mol~200 kcal/mol的中和鹽。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之中和鹽,其中該中和鹽(AB)的重量平均分子量為1,000~200,000。
[3] 如申請專利範圍第1項或第2項所述之中和鹽,其中該中和鹽(AB)為具有羧基的聚合物(A2-3)的鹽。
[4] 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之中和鹽,其中該含氮鹼性化合物(B)為1,8-二吖雙環[5.4.0]十一烯-7。
[5] 一種電子材料用研磨液,其是用於使用研磨墊對電子材料中間物進行研磨的步驟的研磨液,且其含有如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之中和鹽(AB)及水作為必需成分。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之電子材料用研磨液,更包括研磨粒子(C)。
[7] 如申請專利範圍第6項所述之電子材料用研磨液,其中該研磨粒子(C)為選自由膠體二氧化矽、氧化鈰、氧化鋁及金剛石所組成的組群中的1種以上。
[8] 如申請專利範圍第6項或第7項所述之電子材料用研磨液,其中電子材料用研磨液中的中和鹽(AB)的濃度為0.01 wt%~4 wt%,研磨粒子(C)的濃度為1 wt%~40 wt%,中和鹽(AB)對於研磨粒子(C)的比例為0.001~0.1。
[9] 如申請專利範圍第5項至第8項中任一項所述之電子材料用研磨液,更包括選自由碳數為8~18的高級醇伸烷基(碳數為2~4)氧化物加成物(D11)、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物(D12)、碳數為8~36的脂肪族胺的伸烷基氧化物加成物(D13)及多元醇型非離子界面活性劑(D14)所組成的組群中的1種以上的界面活性劑(D)。
[10] 如申請專利範圍第9項所述之電子材料用研磨液,其中該界面活性劑(D)是碳數為8~36的脂肪族胺的伸烷基氧化物加成物(D13)。
[11] 如申請專利範圍第9項或第10項所述之電子材料用研磨液,其中該電子材料用研磨液中的中和鹽(AB)的濃度為0.01 wt%~5 wt%,界面活性劑(D)的濃度為0.01 wt%~60 wt%,中和鹽(AB)對於界面活性劑(D)的比例為0.001~1。
[12] 如申請專利範圍第5項至第11項中任一項所述之電子材料用研磨液,更包括有機還原劑(E)。
[13] 如申請專利範圍第12項所述之電子材料用研磨液,其中該有機還原劑(E)為酚類(E1)及/或還原酮類(E2)。
[14] 如申請專利範圍第5項至第13項中任一項所述之電子材料用研磨液,其中該電子材料用研磨液用於硬碟用玻璃基板或表面鍍鎳-磷的硬碟用鋁基板的製造。
[15] 一種研磨方法,其於電子材料的製造步驟中,使用如申請專利範圍第5項至第14項中任一項所述之電子材料用研磨液對電子材料中間物進行研磨。
[16] 一種電子材料的製造方法,其是於製造步驟中包含研磨步驟的電子材料的製造方法,其包括利用如申請專利範圍第15項所述之研磨方法對電子材料中間物進行研磨的步驟。
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同族专利:
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法律状态:
2019-09-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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