JP2012121086A - Additive for polishing and high dispersive polishing slurry - Google Patents

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JP2012121086A JP2010272544A JP2010272544A JP2012121086A JP 2012121086 A JP2012121086 A JP 2012121086A JP 2010272544 A JP2010272544 A JP 2010272544A JP 2010272544 A JP2010272544 A JP 2010272544A JP 2012121086 A JP2012121086 A JP 2012121086A
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Hiromi Shimizu
裕巳 清水
Takeshi Obouchi
武 小保内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an additive for polishing which achieves a polishing slurry excellent in dispersibility and re-dispersibility, and also provide a high dispersive polishing slurry.SOLUTION: This additive for polishing is added to a polishing slurry manufactured by dispersing polishing abrasive grains made of cerium oxide in water. The high dispersive slurry uses the additive for polishing. The additive for polishing contains organic acid and alkaline, or a salt of them. The mol ratio of the alkaline to the organic acid is 1.1 or higher. The organic acid has, in molecules, at least one of the structures expressed by the following general formula (1), and has a first dissociation constant pKa1 of 0.1-3.5.

Description

本発明は、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加する研磨用添加剤及びこれを用いた高分散性研磨スラリーに関する。   The present invention relates to a polishing additive that is added to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water, and a highly dispersible polishing slurry using the same.

ガラス製品は、レンズ、光学部材、フォトマスク(合成石英)、ハードディスク等に幅広く用いられている。さらに近年は、液晶テレビ、STN、携帯電話、タッチパネル等においても、ガラス製のフラットパネルディスプレイ(FPD)が用いられている。
これらのガラス製品は、表面の粗さの軽減、軽量化、キズの除去、及び異物の除去等を目的として、表面を研磨して作製される。
Glass products are widely used for lenses, optical members, photomasks (synthetic quartz), hard disks and the like. In recent years, glass flat panel displays (FPDs) have also been used in liquid crystal televisions, STNs, mobile phones, touch panels and the like.
These glass products are produced by polishing the surface for the purpose of reducing the roughness of the surface, reducing the weight, removing scratches, removing foreign substances, and the like.

上記ガラス製品の表面の研磨には、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散した研磨スラリーが用いられていた。このような研磨スラリーにおいては、研磨速度及び研磨面品質の向上のために、研磨砥粒が均一に分散されていることが望まれる。ところが、研磨スラリー中において研磨砥粒は自重により沈降し易い。そこで、研磨砥粒の沈降を抑制し、研磨砥粒の分散性を向上させるために、ピロリン酸ナトリウムやポリカルボン酸などを添加した研磨スラリーが開発されている(特許文献1〜6参照)。   For polishing the surface of the glass product, a polishing slurry in which abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water has been used. In such a polishing slurry, it is desirable that the abrasive grains are uniformly dispersed in order to improve the polishing rate and the quality of the polished surface. However, in the polishing slurry, the abrasive grains easily settle due to their own weight. Accordingly, polishing slurries to which sodium pyrophosphate, polycarboxylic acid, or the like is added have been developed in order to suppress sedimentation of the abrasive grains and improve the dispersibility of the abrasive grains (see Patent Documents 1 to 6).

特許第4420391号公報Japanese Patent No. 4420391 特許第3986960号公報Japanese Patent No. 3986960 特許第3525824号公報Japanese Patent No. 3525824 特許第4290465号公報Japanese Patent No. 4290465 特開2008−182179号公報JP 2008-182179 A 国際公開第WO2006/035771号パンフレットInternational Publication No. WO2006 / 035771 Pamphlet

しかしながら、ピロリン酸ナトリウムやポリカルボン酸を配合した研磨スラリーにおいても、該研磨スラリーを長時間静置すると研磨砥粒が沈降する。このとき、酸化セリウムからなる研磨砥粒は凝集して堅い沈殿物を形成するため、再度研磨砥粒を分散させることが困難になるという問題がある。それ故、研磨スラリーを繰り返し使用することが困難になるおそれがある。   However, even in a polishing slurry in which sodium pyrophosphate or polycarboxylic acid is blended, the abrasive grains settle if the polishing slurry is allowed to stand for a long time. At this time, the abrasive grains made of cerium oxide aggregate to form a hard precipitate, which makes it difficult to disperse the abrasive grains again. Therefore, it may be difficult to use the polishing slurry repeatedly.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、分散性だけでなく、再分散性にも優れた研磨スラリーを実現することができる研磨用添加剤、及び高分散性研磨スラリーを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a problem, and provides a polishing additive capable of realizing a polishing slurry excellent in not only dispersibility but also redispersibility, and a highly dispersible polishing slurry. It is something to try.

第1の発明は、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加する研磨用添加剤であって、
有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有し、
上記有機酸に対する上記アルカリのモル比は1.1以上であり、
上記有機酸は、分子内に下記の一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有し、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5であることを特徴とする研磨用添加剤にある(請求項1)。

Figure 2012121086
(但し、上記一般式(1)において、X1、X2は、それぞれ独立してPO(OH)2、COOH、SO2(OH)、PHO(OH)から選ばれる少なくとも1種であり、Aは、X1とX2との間に存在する炭素数1〜4の直鎖状有機鎖である。該直鎖状有機鎖は少なくともCを一つ含有し、炭素数が1の場合には、上記直鎖状有機鎖を構成するCにO、N、Sのいずれかの原子が結合しており、炭素数2〜4の場合には上記直鎖状有機鎖を構成するCの一部がO、N、及びSから選ばれる少なくとも1つの原子によって置換されていてもよい。また、上記直鎖状有機鎖はsp3原子及び/又はsp2原子からなり、sp2原子を少なくとも1つ含有する場合には、上記直鎖状有機鎖の炭素数は3又は4である。) A first invention is a polishing additive that is added to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water,
Containing an organic acid and an alkali or a salt thereof,
The molar ratio of the alkali to the organic acid is 1.1 or more,
The organic acid has at least one structure represented by the following general formula (1) in the molecule, and has a first dissociation constant pKa1 of 0.1 to 3.5. In the additive (Claim 1).
Figure 2012121086
(However, in the general formula (1), X 1 and X 2 are each independently at least one selected from PO (OH) 2 , COOH, SO 2 (OH), and PHO (OH); Is a linear organic chain having 1 to 4 carbon atoms present between X 1 and X 2. When the linear organic chain contains at least one C and has 1 carbon, Any of O, N, and S atoms is bonded to C constituting the linear organic chain, and in the case of 2 to 4 carbon atoms, a part of C constituting the linear organic chain May be substituted by at least one atom selected from O, N, and S. The linear organic chain is composed of sp 3 atoms and / or sp 2 atoms, and includes at least one sp 2 atom. When contained, the linear organic chain has 3 or 4 carbon atoms.)

第2の発明は、第1の発明の研磨用添加剤を、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加してなることを特徴とする高分散性研磨スラリーにある(請求項4)。   2nd invention exists in the highly dispersible polishing slurry characterized by adding the polishing additive of 1st invention to the polishing slurry which disperse | distributed the abrasive grain which consists of cerium oxides in water ( Claim 4).

上記第1の発明の研磨用添加剤は、上記一般式(1)で表される特定構造を少なくとも部分的に有し、上記第1の解離定数pKa1が上記特定の範囲内にある有機酸とアルカリとを含有するか、又は上記有機酸とアルカリとの塩を含有している。
そのため、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに、上記研磨用添加剤を添加することにより、上記研磨砥粒の分散性を向上させることができる。また、一旦研磨スラリーを静置し、上記研磨砥粒を沈降させた後、再度上記研磨砥粒を分散させても、比較的容易に分散性よく再分散させることが可能になる。したがって、上記研磨用添加剤を用いることにより、再分散性に優れた研磨スラリーを実現することができる。
The polishing additive of the first invention has at least a part of the specific structure represented by the general formula (1), and the organic acid has the first dissociation constant pKa1 within the specific range. It contains an alkali or a salt of the organic acid and the alkali.
Therefore, the dispersibility of the abrasive grains can be improved by adding the polishing additive to a polishing slurry in which abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water. Further, even if the polishing slurry is allowed to stand once and the polishing abrasive grains are allowed to settle, then the polishing abrasive grains can be dispersed again relatively easily with good dispersibility. Therefore, by using the polishing additive, a polishing slurry having excellent redispersibility can be realized.

また、上記第2の発明の高分散性研磨スラリーは、上記第1の発明の研磨用添加剤を、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加してなる。そのため、上記高分散性研磨スラリーにおいては、上述のごとく、上記研磨砥粒の分散性を向上させることができると共に、比較的容易に再分散させることができる。   The highly dispersible polishing slurry of the second invention is obtained by adding the polishing additive of the first invention to a polishing slurry in which abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water. Therefore, in the highly dispersible polishing slurry, as described above, the dispersibility of the polishing abrasive grains can be improved, and redispersion can be performed relatively easily.

代表的な有機酸の構造を示す説明図であって、クエン酸の構造を示す説明図(a)、酒石酸の構造を示す説明図(b)、2,6−ピリジンジカルボン酸の構造を示す説明図(c)、エチレンジアミン四酢酸の構造を示す説明図(d)、フィチン酸の構造を示す説明図(e)、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸の構造を示す説明図(f)、ニトリロトリスメチレンホスホン酸の構造を示す説明図(g)、リンゴ酸の構造を示す説明図(h)。It is explanatory drawing which shows the structure of a typical organic acid, Comprising: (a) which shows the structure of a citric acid, (b) which shows the structure of tartaric acid, Explanation which shows the structure of 2, 6- pyridinedicarboxylic acid (C), explanatory diagram (d) showing the structure of ethylenediaminetetraacetic acid, explanatory diagram (e) showing the structure of phytic acid, explanatory diagram (f) showing the structure of 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid , Explanatory drawing (g) showing the structure of nitrilotrismethylenephosphonic acid, explanatory drawing (h) showing the structure of malic acid. 代表的な有機酸の構造を示す説明図であって、グリコール酸の構造を示す説明図(a)、マロン酸の構造を示す説明図(b)、シュウ酸の構造を示す説明図(c)、乳酸の構造を示す説明図(d)、マレイン酸の構造を示す説明図(e)、コハク酸の構造を示す説明図(f)、フマル酸の構造を示す説明図(g)、グルタル酸の構造を示す説明図(h)。It is explanatory drawing which shows the structure of typical organic acid, Comprising: (a) explanatory drawing which shows the structure of glycolic acid, explanatory drawing (b) which shows the structure of malonic acid, explanatory drawing (c) which shows the structure of oxalic acid , Explanatory diagram showing the structure of lactic acid (d), explanatory diagram showing the structure of maleic acid (e), explanatory diagram showing the structure of succinic acid (f), explanatory diagram showing the structure of fumaric acid (g), glutaric acid Explanatory drawing (h) which shows the structure.

次に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
上記研磨用添加剤は、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加して用いられる。
上記研磨用添加剤は、上記特定の有機酸とアルカリとを含有するか、又は上記特定の有機酸とアルカリとの塩を含有する。上記研磨用添加剤は、上記有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有する水溶液の形態にすることができる。この場合には、使用時に、水溶液状態の上記研磨用添加剤と、研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーとを混合して用いることができる。上記研磨用添加剤を水溶液形態で供給する場合には、水溶液中における有機酸、アルカリ、及びこれらの塩の濃度は必要に応じて適宜調整することができる。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described.
The polishing additive is used by being added to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water.
The polishing additive contains the specific organic acid and alkali, or contains a salt of the specific organic acid and alkali. The polishing additive can be in the form of an aqueous solution containing the organic acid and alkali or a salt thereof. In this case, at the time of use, the above-mentioned polishing additive in an aqueous solution state and a polishing slurry in which polishing abrasive grains are dispersed in water can be mixed and used. When supplying the polishing additive in the form of an aqueous solution, the concentrations of the organic acid, alkali, and salts thereof in the aqueous solution can be adjusted as necessary.

上記研磨用添加剤において、有機酸としては、一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有するものを採用する。上記一般式(1)は、有機酸の部分構造を示すものであり、本発明においては、かかる構造を少なくとも部分的に有する有機酸を採用することができる。   In the polishing additive, an organic acid having at least one structure represented by the general formula (1) is employed. The general formula (1) indicates a partial structure of an organic acid, and in the present invention, an organic acid having at least a part of the structure can be employed.

Figure 2012121086
Figure 2012121086

以下、上記一般式(1)で表される構造について、説明する。
上記一般式(1)において、X1、X2は、それぞれ独立してPO(OH)2、COOH、SO2(OH)、PHO(OH)から選ばれる少なくとも1種である。X1及びX2は同じであってもよいが異なっていてもよい。入手の容易性という観点から、X1とX2が同じ有機酸が好ましい。
Hereinafter, the structure represented by the general formula (1) will be described.
In the general formula (1), X 1 and X 2 are each independently at least one selected from PO (OH) 2 , COOH, SO 2 (OH), and PHO (OH). X 1 and X 2 may be the same or different. From the viewpoint of easy availability, organic acids in which X 1 and X 2 are the same are preferable.

また、Aは、X1とX2との間に存在する炭素数1〜4の直鎖状有機鎖である。換言すれば上記有機酸におけるX1とX2との間に存在する直鎖状の有機鎖がAであり、該有機鎖の炭素数が1〜4である構造を備えた有機酸を採用することができる。上記有機酸は、上記直鎖状有機鎖から分岐する有機鎖を有していてもよいが、かかる分岐鎖は、Aには該当せず、Aの炭素数には算入しない。
代表的な有機酸の構造を図1及び図2に示す。図1及び図2においては、一般式(1)におけるX1及びX2に相当する部分を点線で囲って示し、Aに相当する部分を実線で囲って示してある。例えば、図1(f)に示すように、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸は、X1及びX2としていずれもPO(OH)2を有し、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖は炭素数1である。1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸は、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖(炭素数1)から分岐する有機鎖(炭素数1)を有しているが、かかる分岐鎖は、X1とX2との間に存在し、X1とX2とに結合する直鎖状の有機鎖ではないため、Aには該当しない。したがって、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸は、X1及びX2としていずれもPO(OH)2を有し、炭素数1の直鎖状有機鎖を有する有機酸である。
上記一般式において、直鎖状有機鎖の炭素数は好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2がよい。
Further, A is a linear organic chain of 1 to 4 carbon atoms present between the X 1 and X 2. In other words, an organic acid having a structure in which the linear organic chain present between X 1 and X 2 in the organic acid is A and the organic chain has 1 to 4 carbon atoms is employed. be able to. The organic acid may have an organic chain branched from the linear organic chain, but such a branched chain does not correspond to A and does not count into the carbon number of A.
The structure of a typical organic acid is shown in FIGS. In FIGS. 1 and 2, the portions corresponding to X 1 and X 2 in the general formula (1) are surrounded by dotted lines, and the portions corresponding to A are surrounded by solid lines. For example, as shown in FIG. 1 (f), is 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, none as X 1 and X 2 have the PO (OH) 2, between the X 1 and X 2 The linear organic chain present in 1 has 1 carbon. 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid has an organic chain (carbon number 1) branched from a linear organic chain (carbon number 1) existing between X 1 and X 2 . such branched chain is present between X 1 and X 2, for X 1 and X 2 and not a linear organic chain which binds to, does not correspond to the a. Accordingly, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid is an organic acid having PO (OH) 2 as X 1 and X 2 and a linear organic chain having 1 carbon atom.
In the above general formula, the linear organic chain preferably has 1 to 3 carbon atoms, more preferably 1 to 2 carbon atoms.

また、上記一般式(1)において、直鎖状有機鎖には、OHなどの官能基が結合していてもよい。例えば図1(b)に示す酒石酸及び図1(h)に示すリンゴ酸は、いずれも、X1及びX2としてCOOHを有し、X1とX2との間に存在し、これらに結合する直鎖状有機鎖の炭素数が2の有機酸である。そして、酒石酸(図1(b)参照)においては、直鎖状有機酸を構成する2つの炭素の両方に水酸基が結合しており、リンゴ酸(図1(h)参照)においては、直鎖状有機酸を構成する2つの炭素のうちの一方に水酸基が結合している。これらはいずれも上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に相当する。 In the general formula (1), a functional group such as OH may be bonded to the linear organic chain. For example malic acid shown in tartaric acid and FIG 1 (h) shown in FIG. 1 (b), both having a COOH as X 1 and X 2, exist between X 1 and X 2, bind to these The organic acid having 2 carbon atoms in the linear organic chain. And in tartaric acid (refer FIG.1 (b)), the hydroxyl group has couple | bonded with both of two carbon which comprises a linear organic acid, and in malic acid (refer FIG.1 (h)), it is linear A hydroxyl group is bonded to one of the two carbons constituting the organic acid. These correspond to the organic acid having the structure represented by the general formula (1).

また、上記一般式(1)において、Aの直鎖状有機鎖は、炭素原子(C)を少なくとも一つ有し、炭素数が1の場合には、上記直鎖状有機鎖を構成するCにO、N、Sのいずれかの原子が結合する。好ましくは、O、Nがよく、さらに好ましくはOがよい。
例えば、上述の1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(図1(f)参照)は、一般式(1)のAに相当する直鎖状有機鎖として炭素数1の有機鎖を有し、該有機鎖にはO(OH)が結合している。したがって、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸は、上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当する。
一方、マロン酸(図2(b)参照)は、X1及びX2としていずれもCOOHを有し、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸と同様に、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖の炭素数が1の有機酸である。しかし、マロン酸においては、炭素数1の有機鎖にO、N、Sのいずれの原子も結合していない。したがって、マロン酸は、上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当しない。
In the general formula (1), the linear organic chain of A has at least one carbon atom (C), and when the number of carbon atoms is 1, C constituting the linear organic chain. Any atom of O, N, and S is bonded to. O and N are preferable, and O is more preferable.
For example, the above-mentioned 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (see FIG. 1 (f)) has a C1 organic chain as a linear organic chain corresponding to A in the general formula (1). , O (OH) is bonded to the organic chain. Therefore, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid corresponds to an organic acid having a structure represented by the general formula (1).
On the other hand, malonic acid (see FIG. 2B) has COOH as X 1 and X 2 , and is similar to 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid between X 1 and X 2. Is an organic acid having 1 carbon atom in the linear organic chain. However, in malonic acid, none of O, N, and S atoms are bonded to the organic chain having 1 carbon atom. Therefore, malonic acid does not correspond to the organic acid having the structure represented by the general formula (1).

また、上記一般式(1)において、Aの直鎖状有機鎖の炭素数が2〜4の場合には上記直鎖状有機鎖を構成するCの一部がO、N、及びSから選ばれる少なくとも1つの原子によって置換されていてもよい。好ましくはCに置換する原子はO又はNがよい。
例えば、2,6−ピリジンジカルボン酸(図1(c)参照)は、X1及びX2としていずれもCOOHを有し、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖Aの炭素数が3の有機酸であるが、Cの一部(真ん中に位置するC)がNに置換された構造を有している。同様に、エチレンジアミン四酢酸(図1(d)参照)及びニトリロトリスメチレンホスホン酸(図1(g)参照)においても、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖Aの炭素数が3の有機酸であるが、Cの一部がNに置換された構造を有している。これらの有機酸はいずれも上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当する。
Moreover, in the said General formula (1), when carbon number of the linear organic chain of A is 2-4, a part of C which comprises the said linear organic chain is chosen from O, N, and S May be substituted by at least one atom. Preferably, the atom substituted for C is O or N.
For example, 2,6-pyridinedicarboxylic acid (see FIG. 1 (c)) has COOH as X 1 and X 2 , and has a linear organic chain A existing between X 1 and X 2 . Although it is an organic acid having 3 carbon atoms, it has a structure in which a part of C (C located in the middle) is substituted with N. Similarly, in ethylenediaminetetraacetic acid (see FIG. 1 (d)) and nitrilotrismethylenephosphonic acid (see FIG. 1 (g)), the carbon of the linear organic chain A existing between X 1 and X 2 Although it is an organic acid having a number of 3, it has a structure in which a part of C is substituted with N. These organic acids all correspond to organic acids having a structure represented by the general formula (1).

また、上記一般式(1)において直鎖状有機鎖Aはsp3原子及び/又はsp2原子からなる。即ち、直鎖状有機鎖Aは、単結合及び/又は二重結合で結合した有機鎖である。また、sp2原子を少なくとも1つ含有する場合、即ち、二重結合を少なくとも一つ含有する場合には、上記直鎖状有機鎖の炭素数は3又は4である。これは炭素数2以下でsp2原子を有する直鎖状有機鎖Aを備えた有機酸は上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当しないことを意味する。 In the general formula (1), the linear organic chain A is composed of sp 3 atoms and / or sp 2 atoms. That is, the linear organic chain A is an organic chain bonded by a single bond and / or a double bond. Further, when it contains at least one sp 2 atom, that is, when it contains at least one double bond, the linear organic chain has 3 or 4 carbon atoms. This means that an organic acid having a linear organic chain A having 2 or less carbon atoms and having an sp 2 atom does not correspond to the organic acid having the structure represented by the general formula (1).

例えば、2,6−ピリジンジカルボン酸(図1(c)参照)は、X1とX2との間に存在する直鎖状有機鎖Aの炭素数が3であり、sp2原子を含有する有機酸である。したがって、2,6−ピリジンジカルボン酸は、上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当する。
これに対し、マレイン酸(図2(e)参照)及びフマル酸(図2(g)参照)は、直鎖状有機鎖Aにsp2原子を含有するが、直鎖状有機鎖Aの炭素数が2である。したがって、フマル酸及びマレイン酸は、上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸に該当しない。
For example, 2,6-pyridinedicarboxylic acid (see FIG. 1C) has 3 carbon atoms in the linear organic chain A existing between X 1 and X 2 and contains sp 2 atoms. Organic acid. Therefore, 2,6-pyridinedicarboxylic acid corresponds to an organic acid having a structure represented by the general formula (1).
In contrast, maleic acid (see FIG. 2 (e)) and fumaric acid (see FIG. 2 (g)) contain sp 2 atoms in the linear organic chain A, but the carbon of the linear organic chain A The number is two. Therefore, fumaric acid and maleic acid do not correspond to the organic acid having the structure represented by the general formula (1).

また、X1又はX2のいずれか一方しか有していない酸として、グリコール酸(図2(a)参照)、乳酸(図2(d)参照)等があり、またX1及びX2を含有するがX1とX2との間にこれらを結合する直鎖状有機鎖を有さない酸としてシュウ酸(図2(c)参照)等がある。これらも上記一般式(1)で表される構造を有する有機酸には該当しない。 Further, as either one only has acids X 1 or X 2, (see FIG. 2 (a)) glycolic acid, lactic acid has (see FIG. 2 (d) see), etc., and X 1 and X 2 Oxalic acid (see FIG. 2 (c)) is an example of an acid that is contained but does not have a linear organic chain connecting X 1 and X 2 . These also do not correspond to the organic acid having the structure represented by the general formula (1).

また、有機酸は、上記一般式(1)で表される構造を少なくとも一つ有していればよく、2つ以上有していてもよい。上記一般式(1)で表される構造を2つ以上有する有機酸としては、例えばクエン酸(図1(a)参照)、エチレンジアミン四酢酸(図1(d)参照)、フィチン酸(図1(e)参照)、ニトリロトリスメチレンホスホン酸(図1(g))等がある。   Moreover, the organic acid should just have at least one structure represented by the said General formula (1), and may have two or more. Examples of the organic acid having two or more structures represented by the general formula (1) include citric acid (see FIG. 1 (a)), ethylenediaminetetraacetic acid (see FIG. 1 (d)), and phytic acid (FIG. 1). (See (e)), nitrilotrismethylenephosphonic acid (FIG. 1 (g)) and the like.

図1及び図2に示す有機酸においては、図1における(a)〜(h)、図2(f)及び図2(h)の有機酸が上記一般式(1)で表される構造を有するものである。図2における(a)〜(e)、及び(g)の有機酸は、上記一般式(1)で表される構造を有していない。上記一般式(1)で表される構造を有しない有機酸を用いた場合には、上記研磨スラリーにおける研磨砥粒の分散性が不十分になったり、再分散性が不十分になったりするおそれがある。なお、図2(f)に示すコハク酸及び図2(h)に示すグルタル酸は、上記一般式(1)の構造を有するものの、後述のpKa1が大きすぎるため、上記研磨用添加剤に適していない。   In the organic acid shown in FIG.1 and FIG.2, the structure where the organic acid of (a)-(h), FIG.2 (f), and FIG.2 (h) in FIG. 1 is represented by the said General formula (1). It is what you have. The organic acids (a) to (e) and (g) in FIG. 2 do not have the structure represented by the general formula (1). When the organic acid not having the structure represented by the general formula (1) is used, the dispersibility of the abrasive grains in the polishing slurry becomes insufficient or the redispersibility becomes insufficient. There is a fear. Note that the succinic acid shown in FIG. 2 (f) and the glutaric acid shown in FIG. 2 (h) have the structure of the above general formula (1), but the pKa1 described later is too large, so they are suitable for the polishing additive. Not.

上記研磨用添加剤において、有機酸としては、1段目の解離定数(酸解離定数)、即ち第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5のものを用いる。
pKa1が3.5を超える場合には、上記研磨スラリーにおける研磨砥粒の分散性が不十分になるおそれがある。一方、pKa1が0.1未満の場合には、研磨砥粒の再分散性が不十分になるおそれがある。より好ましくは、pKa1は0.3〜3.0がよく、さらにより好ましくは、pKa1は0.5〜2.5がよい。
In the polishing additive, an organic acid having a first-stage dissociation constant (acid dissociation constant), that is, a first dissociation constant pKa1 of 0.1 to 3.5 is used.
When pKa1 exceeds 3.5, the dispersibility of the abrasive grains in the polishing slurry may be insufficient. On the other hand, when pKa1 is less than 0.1, the redispersibility of the abrasive grains may be insufficient. More preferably, pKa1 is 0.3 to 3.0, and even more preferably, pKa1 is 0.5 to 2.5.

また、上記有機酸の2段目の解離定数(酸解離定数)、即ち第2の解離定数pKa2は1.5〜10であることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記研磨スラリーにおける研磨砥粒の分散性及び再分散性をより向上させることができる。より好ましくは、pKa2は2.0〜9.0がよく、さらにより好ましくは、pKa2は2.5〜7.0がよい。
The second-stage dissociation constant (acid dissociation constant) of the organic acid, that is, the second dissociation constant pKa2 is preferably 1.5 to 10 (claim 2).
In this case, the dispersibility and redispersibility of the abrasive grains in the polishing slurry can be further improved. More preferably, pKa2 is 2.0 to 9.0, and even more preferably, pKa2 is 2.5 to 7.0.

上述のpKa1及びpKa2は、25℃での無限希釈水溶液中の値で規定することができる。   The above-described pKa1 and pKa2 can be defined by values in an infinitely diluted aqueous solution at 25 ° C.

上記有機酸としては、具体的には、例えばフィチン酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、エチレンジアミン四酢酸、2,6−ピリジンジカルボン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、N−2−ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、N−2−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、アスパラギン酸、3−ヒドロキシ−2,2’−イミノジコハク酸、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ニトリロ三酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、(S,S)−エチレンジアミンジコハク酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、1,3-ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン四酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、及びグリコールエーテルジアミン四酢酸等を用いることができる。これらの酸は1種又は2種以上用いることができる。   Specific examples of the organic acid include phytic acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, ethylenediaminetetraacetic acid, 2,6-pyridinedicarboxylic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, nitrilotris ( Methylenephosphonic acid), N-2-hydroxyethyliminodiacetic acid, N-2-hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, aspartic acid, 3-hydroxy-2,2′-iminodisuccinic acid, ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), nitrilotri Acetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid, dicarboxymethylglutamic acid, (S, S) -ethylenediaminedisuccinic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid, 1,3-diamino-2-hydroxypropanetetraacetic acid, hydroxyethylimino Two vinegar , And can be used glycol ethers diaminetetraacetic acid or the like. These acids can be used alone or in combination of two or more.

また、アルカリとしては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物;水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物;アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン;トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン等の1級、2級、又は3級のアミン;ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド等のアルカリ金属アルコキシド;水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム等の水酸化4級アンモニウム等を用いることができる。これらのアルカリは1種又は2種以上を用いることができる。   Examples of the alkali include hydroxides of alkali metals such as potassium hydroxide, sodium hydroxide and lithium hydroxide; hydroxides of alkaline earth metals such as calcium hydroxide; ammonia; monoethanolamine, diethanolamine, Alkanol amines such as ethanolamine; primary, secondary, or tertiary amines such as trimethylamine, monoethylamine, and diethylamine; alkali metal alkoxides such as sodium methoxide and potassium methoxide; tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide Quaternary ammonium hydroxide such as, etc. can be used. These alkalis can be used alone or in combination of two or more.

上記有機酸及びアルカリは、水溶性であるものが好ましい。また、有機酸及びアルカリとの塩が水溶性であるものが好ましい。   The organic acid and alkali are preferably water-soluble. Moreover, the thing with a salt with organic acid and an alkali is preferable.

また、上記研磨用添加剤においては、上記有機酸に対する上記アルカリのモル比は1.1以上である。
有機酸に対するアルカリの含有量がモル比で1.1未満の場合には、上記研磨スラリーにおける研磨砥粒の分散性及び再分散性が不十分になるおそれがある。好ましくは、有機酸に対するアルカリの含有量はモル比で1.5以上がよく、より好ましくは2.0以上がよい。また、上記研磨用添加剤が強アルカリ性となると取り扱いが困難になるため、有機酸に対するアルカリの含有量はモル比で10以下が好ましく、5以下がより好ましい。
In the polishing additive, the molar ratio of the alkali to the organic acid is 1.1 or more.
When the alkali content relative to the organic acid is less than 1.1 in terms of molar ratio, the dispersibility and redispersibility of the abrasive grains in the polishing slurry may be insufficient. Preferably, the alkali content with respect to the organic acid is 1.5 or more, more preferably 2.0 or more in terms of molar ratio. Moreover, since handling will become difficult when the said grinding | polishing additive becomes strong alkalinity, 10 or less are preferable at molar ratio with respect to an organic acid, and 5 or less are more preferable.

また、上記研磨用添加剤は、水溶性ポリマーを含有することが好ましい(請求項3)。
この場合には、酸化セリウムからなる上記研磨砥粒の分散性をより向上させることができる。
The polishing additive preferably contains a water-soluble polymer.
In this case, the dispersibility of the abrasive grains made of cerium oxide can be further improved.

水溶性ポリマーとしては、例えば、カルボン酸系重合体/共重合体、スルホン酸系重合体/共重合体等のような酸性官能基を有するポリマー又はその塩等を用いることが好ましい。入手の容易さという観点から、アクリル酸系重合体/共重合体、ナフタレンスルホン酸−ホルマリン縮合物、又はそのナトリウム塩を用いることがより好ましい。
具体的には、水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアクリル酸アンモニウム塩、アクリル酸/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体、ナフタレンスルホン酸ナトリウム−ホルマリン縮合物、マレイン酸−スチレン共重合体、ポリアセトアミド等を用いることができる。
また、水溶性ポリマーとしては、例えば分子量1000〜10000のものを用いることができる。
As the water-soluble polymer, for example, a polymer having an acidic functional group such as a carboxylic acid polymer / copolymer, a sulfonic acid polymer / copolymer, or a salt thereof is preferably used. From the viewpoint of easy availability, it is more preferable to use an acrylic acid polymer / copolymer, naphthalenesulfonic acid-formalin condensate, or a sodium salt thereof.
Specifically, examples of the water-soluble polymer include polyacrylic acid, polyacrylic acid sodium salt, polyacrylic acid ammonium salt, acrylic acid / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid copolymer, sodium naphthalene sulfonate-formalin. Condensates, maleic acid-styrene copolymers, polyacetamide, and the like can be used.
Moreover, as a water-soluble polymer, the thing of molecular weight 1000-10000 can be used, for example.

上記研磨用添加剤が上記水溶性ポリマーを含有する場合には、上記水溶性ポリマーの濃度が2wt%以下となるとなるように、上記研磨用添加剤を上記研磨スラリーに添加して用いることができる。過剰に添加しすぎると、かえって分散性が悪くなるおそれがある。   When the polishing additive contains the water-soluble polymer, the polishing additive can be added to the polishing slurry so that the concentration of the water-soluble polymer is 2 wt% or less. . If it is added excessively, the dispersibility may be deteriorated.

次に、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに上記研磨用添加剤を添加してなる高分散性研磨スラリーにおいて、上記研磨用添加剤は、上記研磨砥粒100質量部に対する上記有機酸の量が0.01〜50質量部となるように上記研磨スラリーに添加されていることが好ましい(請求項5)。
上記有機酸の量が0.01質量部未満の場合には、研磨砥粒の分散性及び再分散性の向上効果が十分に得られなくなるおそれがある。一方、50質量部を超える場合には、研磨砥粒に対する凝集作用を示し、かえって分散性を悪化させてしまうおそれがある。上記有機酸の量はより好ましくは0.1質量部以上がよく、20質量部以下がよい。
Next, in the highly dispersible polishing slurry obtained by adding the polishing additive to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water, the polishing additive contains 100 parts by mass of the polishing abrasive grains. The organic acid is preferably added to the polishing slurry so that the amount of the organic acid is 0.01 to 50 parts by mass.
When the amount of the organic acid is less than 0.01 parts by mass, the effect of improving the dispersibility and redispersibility of the abrasive grains may not be sufficiently obtained. On the other hand, when it exceeds 50 parts by mass, it exhibits an aggregating action with respect to the abrasive grains and may possibly deteriorate the dispersibility. The amount of the organic acid is more preferably 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less.

上記高分散性研磨スラリーは、ガラス又は水晶等の被研磨材の研磨に好適に用いることができる。具体的には、ハードディスク、フォトマスク、液晶などに用いられるガラス基板及び半導体基板の研磨に用いることができる。
上記高分散研磨スラリーは、被研磨材の研磨面に供給して使用される。
The highly dispersible polishing slurry can be suitably used for polishing materials to be polished such as glass or quartz. Specifically, it can be used for polishing glass substrates and semiconductor substrates used for hard disks, photomasks, liquid crystals, and the like.
The high dispersion polishing slurry is used by being supplied to the polishing surface of the material to be polished.

(実施例1)
次に、本発明の実施例及び比較例にかかる研磨用添加剤について説明する。
本例において、研磨用添加剤は、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加して用いられるものである。
本発明の実施例にかかる研磨用添加剤は、有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有し、有機酸に対するアルカリのモル比は1.1以上である。上記有機酸は、分子内に下記の一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有し、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5である。
Example 1
Next, polishing additives according to examples and comparative examples of the present invention will be described.
In this example, the polishing additive is used by being added to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water.
The polishing additive according to the example of the present invention contains an organic acid and an alkali or a salt thereof, and the molar ratio of the alkali to the organic acid is 1.1 or more. The organic acid has at least one structure represented by the following general formula (1) in the molecule, and the first dissociation constant pKa1 is 0.1 to 3.5.

Figure 2012121086
Figure 2012121086

本例においては、有機酸、アルカリ、これらの塩、及び水溶性ポリマー等の配合を変えて、研磨用添加剤が配合された92種類の研磨スラリー試料(試料X1〜試料X92)を調整した。各成分の配合はスターラーによる撹拌下で行った。
各試料は、酸化セリウムからなる研磨砥粒と、有機酸とアルカリ又はこれらの塩とを含有する。また、一部の試料は、さらに水溶性ポリマーを含有する。各試料X1〜X92の配合組成、即ち、研磨砥粒の含有量、有機酸の種類、pKa1、pKa2、有機酸の含有量、アルカリの種類、その含有量、塩の種類、その含有量、有機酸に対するアルカリの配合割合(モル比)、水溶性ポリマーの種類とその含有量、水の含有量を表1〜表10に示す。なお、有機酸とアルカリの代わりに塩を用いた場合には、有機酸の代わりに塩の種類と量を表中に示し、有機酸に対するアルカリの配合割合としては、塩を構成する有機酸とアルカリのモル比を示した。また、表1〜10において、水溶性ポリマーのポリアクリル酸(分子量6000)としては東亞合成(株)製の「アロンA−10SL」を用い、ポリアクリル酸ナトリウム(分子量3000)としては東亞合成(株)製の「アロンA−210」を用い、ポリアクリル酸ナトリウム(分子量6000)としては東亞合成(株)製の「アロンT−540」を用い、ポリアクリル酸アンモニウム(分子量6000)としては東亞合成(株)製の「アロンA−30SL」を用い、アクリル酸/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(分子量10000)としては東亞合成(株)製の「アロンA−12SL」を用いた。
In this example, 92 types of polishing slurry samples (Sample X1 to Sample X92) in which polishing additives were added were prepared by changing the combination of organic acid, alkali, salts thereof, water-soluble polymer, and the like. Each component was blended with stirring by a stirrer.
Each sample contains abrasive grains made of cerium oxide and an organic acid and an alkali or a salt thereof. Some samples further contain a water-soluble polymer. Formulation composition of each sample X1 to X92, that is, abrasive grain content, organic acid type, pKa1, pKa2, organic acid content, alkali type, content, salt type, content, organic Tables 1 to 10 show the blending ratio (molar ratio) of the alkali to the acid, the type and content of the water-soluble polymer, and the water content. In addition, when a salt is used instead of an organic acid and an alkali, the type and amount of the salt are shown in the table instead of the organic acid, and the blending ratio of the alkali to the organic acid is as follows: The alkali molar ratio is shown. In Tables 1 to 10, “Aron A-10SL” manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used as the polyacrylic acid (molecular weight 6000) as a water-soluble polymer, and Toagosei (as molecular weight 3000) was used as sodium polyacrylate (molecular weight 3000). "Aron A-210" manufactured by Co., Ltd. is used, "Aron T-540" manufactured by Toagosei Co., Ltd. is used as sodium polyacrylate (molecular weight 6000), and Toago is used as ammonium polyacrylate (molecular weight 6000). “Aron A-30SL” manufactured by Synthesis Co., Ltd. was used, and “Aron A-12SL” manufactured by Toagosei Co., Ltd. was used as acrylic acid / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (molecular weight 10,000). .

そして、各試料について、次のようにして分散性及び再分散性の評価を行った。
「分散性の評価」
各試料(100g)をスターラーで60分間撹拌した後、撹拌を停止し、容積100mlの活栓付き比色管に各試料を移して1時間又は24時間静置させた。静置後、3mlガラスピペットを用い、比色管中の試料の中心位置付近(50ml±3mlの位置)から試料を採取し、予め秤量した100mlビーカーに約2gを採取し、秤量した。
秤量した試料を温度105℃の恒温槽に2時間放置させ、水分を除去した。次いで、デシケーターにビーカーを移し、1時間冷却した。冷却後、ビーカーを秤量し、残渣(研磨砥粒)の重量を求めた。そして、この残渣重量と、予め測定した試料2mlの重量とから各試料中に分散している研磨砥粒の濃度(研磨砥粒濃度A)を算出した。一方、各試料の調整時に使用した研磨用添加剤の成分及び研磨砥粒の量から、各試料の調整時における研磨砥粒の濃度(研磨砥粒濃度B)を算出した。研磨砥粒濃度Bに対する研磨砥粒濃度Aの割合を百分率で示し、これを分散率とした。分散率は、静置1時間後及び静置24時間後の各試料について算出した。
Each sample was evaluated for dispersibility and redispersibility as follows.
"Evaluation of dispersibility"
After stirring each sample (100 g) with a stirrer for 60 minutes, stirring was stopped, and each sample was transferred to a colorimetric tube with a stopcock having a volume of 100 ml and allowed to stand for 1 hour or 24 hours. After standing, a sample was collected from the vicinity of the center position of the sample in the colorimetric tube (position of 50 ml ± 3 ml) using a 3 ml glass pipette, and about 2 g was collected in a pre-weighed 100 ml beaker and weighed.
The weighed sample was allowed to stand in a constant temperature bath at a temperature of 105 ° C. for 2 hours to remove moisture. The beaker was then transferred to a desiccator and cooled for 1 hour. After cooling, the beaker was weighed and the weight of the residue (polishing abrasive grains) was determined. And the density | concentration (abrasive grain density | concentration A) of the abrasive grain disperse | distributed in each sample was computed from this residue weight and the weight of 2 ml of samples measured beforehand. On the other hand, the concentration of polishing abrasive grains (polishing abrasive grain concentration B) at the time of adjusting each sample was calculated from the components of the polishing additive used at the time of adjusting each sample and the amount of polishing abrasive grains. The ratio of the abrasive grain concentration A to the abrasive grain concentration B was expressed as a percentage, and this was defined as the dispersion ratio. The dispersion ratio was calculated for each sample after 1 hour of standing and 24 hours after standing.

静置1時間後の分散率が80%以上で静置24時間後の分散率が20%以上の場合を「○」として判定し、静置1時間後の分散率が70%以上で静置24時間後の分散率が10%以上の場合を「○△」として判定し、静置1時間後の分散率が30%以上で静置24時間後の分散率が10%以上の場合を「△」として判定し、静置1時間後の分散率が20%以上で静置24時間後の分散率が5%以上の場合を「△×」として判定し、「○」、「○△」、「△」、及び「△×」のいずれにも該当しない場合を「×」として判定した。「○」、「○△」、及び「△」を合格とし、「△×」及び「×」を不合格とする。その結果を表1〜10に示す。   The case where the dispersion rate after 1 hour of standing was 80% or more and the dispersion rate after 24 hours of standing was 20% or more was judged as “◯”, and the dispersion rate after 1 hour of standing was 70% or more. The case where the dispersion rate after 24 hours is 10% or more is determined as “◯ △”, and the case where the dispersion rate after 1 hour of standing is 30% or more and the dispersion rate after 24 hours of standing is 10% or more is “ △ ”, and when the dispersion rate after 1 hour of standing is 20% or more and the dispersion rate after 24 hours of standing is 5% or more, it is judged as“ △ × ”,“ ○ ”,“ ○ △ ” , “Δ”, and “Δ ×” are determined as “×”. “O”, “OΔ”, and “Δ” are accepted, and “Δx” and “x” are rejected. The results are shown in Tables 1-10.

「再分散性の評価」
各試料(100g)をスターラーで60分間撹拌した後、撹拌を停止し、容積100mlの活栓付き比色管に各試料を移して48時間静置させた。
静置後、活栓付き比色管の上下を反転させてそのまま10分間静置させた(ステップA)。次いで、反転させた状態から元の位置に戻した後、再度反転させた後10分間静置させた。即ち、反転させた状態から比色管を一回転させた後10分間静置させた(ステップB)。そして、活栓付き比色管の底部に溜まった研磨砥粒がなくなるまでステップ2を繰り返し行った。
"Evaluation of redispersibility"
After stirring each sample (100 g) with a stirrer for 60 minutes, stirring was stopped, and each sample was transferred to a colorimetric tube with a stopcock having a volume of 100 ml and allowed to stand for 48 hours.
After standing, the colorimetric tube with stopcock was turned upside down and allowed to stand for 10 minutes (Step A). Next, after returning from the inverted state to the original position, it was inverted again and allowed to stand for 10 minutes. That is, the colorimetric tube was rotated once from the inverted state and then allowed to stand for 10 minutes (step B). Then, Step 2 was repeated until there were no abrasive grains accumulated at the bottom of the colorimetric tube with a stopcock.

ステップA又は1回目のステップBを行ったときに比色管に溜まった研磨砥粒を目視で確認できなくなった場合を「○」として判定した。ステップBを2〜4回繰り返し行ったときに比色管に溜まった研磨砥粒を目視で確認できなくなった場合を「○△」として判定した。ステップBを5〜7回繰り返し行ったときに比色管に溜まった研磨砥粒を目視で確認できなくなった場合を「△」として判定した。ステップBを8〜10回繰り返し行ったときに比色管に溜まった研磨砥粒を目視で確認できなくなった場合を「△×」として判定した。ステップBを11回以上繰り返し行ったときに比色管に溜まった研磨砥粒を目視で確認できなくなった場合を「×」として判定した。
「○」、「○△」、及び「△」を合格とし、「△×」及び「×」を不合格とする。その結果を表1〜表10に示す。
The case where it was impossible to visually confirm the abrasive grains accumulated in the colorimetric tube when performing Step A or Step B for the first time was determined as “◯”. When Step B was repeated 2 to 4 times and the abrasive grains accumulated in the colorimetric tube could not be visually confirmed, it was determined as “◯ Δ”. When step B was repeated 5 to 7 times and the abrasive grains accumulated in the colorimetric tube could not be visually confirmed, it was determined as “Δ”. When Step B was repeated 8 to 10 times and the abrasive grains accumulated in the colorimetric tube could no longer be visually confirmed, it was determined as “Δx”. When Step B was repeated 11 times or more and the abrasive grains accumulated in the colorimetric tube could not be visually confirmed, it was determined as “x”.
“O”, “OΔ”, and “Δ” are accepted, and “Δx” and “x” are rejected. The results are shown in Tables 1-10.

Figure 2012121086
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表1〜表10より知られるごとく、上記一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有し、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5である有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有し、有機酸に対するアルカリのモル比が1.1以上である研磨用添加剤が添加された試料X6〜X15、X17〜X26、X29〜X32、X34〜X37、X39〜X45、X48〜X55、X80〜X92は、分散性及び再分散性が優れていた。   As known from Table 1 to Table 10, an organic acid and an alkali having at least one structure represented by the above general formula (1) and having a first dissociation constant pKa1 of 0.1 to 3.5, or these Samples X6 to X15, X17 to X26, X29 to X32, X34 to X37, X39 to X45, X48 to which a polishing additive having a molar ratio of alkali to organic acid of 1.1 or more was added. -X55 and X80-X92 were excellent in dispersibility and redispersibility.

これに対し、酸に対するアルカリのモル比が小さすぎる試料X1〜X5、X16、X27、X28、X33、X38、X46、及びX47においては、分散性及び再分散性の少なくとも一方が不十分であった。
また、上記一般式(1)で表される構造を有さない有機酸又は無機酸塩を用いた試料X56〜X68においても、分散性及び再分散性の少なくとも一方が不十分であった。
また、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5の範囲にない有機酸を用いた試料X69〜X79においては、分散性及び再分散性の両方が不十分であった。
On the other hand, in samples X1 to X5, X16, X27, X28, X33, X38, X46, and X47 where the molar ratio of alkali to acid is too small, at least one of dispersibility and redispersibility was insufficient. .
Moreover, also in the samples X56 to X68 using the organic acid or inorganic acid salt not having the structure represented by the general formula (1), at least one of dispersibility and redispersibility was insufficient.
Moreover, in the samples X69 to X79 using the organic acid whose first dissociation constant pKa1 is not in the range of 0.1 to 3.5, both dispersibility and redispersibility were insufficient.

以上のように、本例によれば、上記一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有し、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5である有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有し、有機酸に対するアルカリのモル比が1.1以上である研磨用添加剤を用いることにより、分散性だけでなく、再分散性にも優れた研磨スラリーを実現できることがわかる。   As described above, according to this example, the organic acid and the alkali having at least one structure represented by the general formula (1) and the first dissociation constant pKa1 of 0.1 to 3.5 are used. It can be seen that by using a polishing additive containing these salts and having an alkali to organic acid molar ratio of 1.1 or more, it is possible to realize a polishing slurry excellent not only in dispersibility but also in redispersibility. .

Claims (5)

酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加する研磨用添加剤であって、
有機酸とアルカリ又はこれらの塩を含有し、
上記有機酸に対する上記アルカリのモル比は1.1以上であり、
上記有機酸は、分子内に下記の一般式(1)で表される構造を少なくとも1つ有し、第1の解離定数pKa1が0.1〜3.5であることを特徴とする研磨用添加剤。
Figure 2012121086
(但し、上記一般式(1)において、X1、X2は、それぞれ独立してPO(OH)2、COOH、SO2(OH)、PHO(OH)から選ばれる少なくとも1種であり、Aは、X1とX2との間に存在する炭素数1〜4の直鎖状有機鎖である。該直鎖状有機鎖は少なくともCを一つ含有し、炭素数が1の場合には、上記直鎖状有機鎖を構成するCにO、N、Sのいずれかの原子が結合しており、炭素数2〜4の場合には上記直鎖状有機鎖を構成するCの一部がO、N、及びSから選ばれる少なくとも1つの原子によって置換されていてもよい。また、上記直鎖状有機鎖はsp3原子及び/又はsp2原子からなり、sp2原子を少なくとも1つ含有する場合には、上記直鎖状有機鎖の炭素数は3又は4である。)
A polishing additive that is added to a polishing slurry in which abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water,
Containing an organic acid and an alkali or a salt thereof,
The molar ratio of the alkali to the organic acid is 1.1 or more,
The organic acid has at least one structure represented by the following general formula (1) in the molecule, and has a first dissociation constant pKa1 of 0.1 to 3.5. Additive.
Figure 2012121086
(However, in the general formula (1), X 1 and X 2 are each independently at least one selected from PO (OH) 2 , COOH, SO 2 (OH), and PHO (OH); Is a linear organic chain having 1 to 4 carbon atoms present between X 1 and X 2. When the linear organic chain contains at least one C and has 1 carbon, Any of O, N, and S atoms is bonded to C constituting the linear organic chain, and in the case of 2 to 4 carbon atoms, a part of C constituting the linear organic chain May be substituted by at least one atom selected from O, N, and S. The linear organic chain is composed of sp 3 atoms and / or sp 2 atoms, and includes at least one sp 2 atom. When contained, the linear organic chain has 3 or 4 carbon atoms.)
請求項1に記載の研磨用添加剤において、上記有機酸の第2の解離定数pKa2が1.5〜10であることを特徴とする研磨用添加剤。   The polishing additive according to claim 1, wherein the second dissociation constant pKa2 of the organic acid is 1.5 to 10. 請求項1又は2に記載の研磨用添加剤は、水溶性ポリマーを含有することを特徴とする研磨用添加剤。   The polishing additive according to claim 1 or 2, comprising a water-soluble polymer. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の研磨用添加剤を、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させた研磨スラリーに添加してなることを特徴とする高分散性研磨スラリー。   A highly dispersible polishing slurry obtained by adding the polishing additive according to any one of claims 1 to 3 to a polishing slurry in which polishing abrasive grains made of cerium oxide are dispersed in water. 請求項4に記載の高分散性研磨スラリーにおいて、上記研磨用添加剤は、上記研磨砥粒100質量部に対する上記有機酸の量が0.01〜50質量部となるように上記研磨スラリーに添加されていることを特徴とする高分散性研磨スラリー。   5. The highly dispersible polishing slurry according to claim 4, wherein the polishing additive is added to the polishing slurry so that the amount of the organic acid is 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the abrasive grains. A highly dispersible polishing slurry characterized by being made.
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