[发明专利]合成石英玻璃基板抛光浆料和利用该抛光浆料制造合成石英玻璃基板

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抛光合成石英玻璃基板的抛光浆料，及利用该浆料制造合成石英玻璃基板的方法，该合成石英玻璃基板主要用于半导体相关电子材料，特别是先进电子应用。 

背景技术

为了降低光刻形成图案的特征尺寸，包括基板上缺陷的尺寸和密度、平整度、表面粗糙度、材料光化学稳定性和表面化学稳定性，需要考虑合成石英玻璃基板的品质因素。上述这些中，相应于IC技术趋向于更精细特征尺寸处理和磁介质趋向于更大容量，对基板上缺陷相关质量的要求日益严格。 

在这种环境下，开发出高灵敏度缺陷探测仪。在利用该缺陷探测仪控制表面微小缺陷方面进行了研究工作。JP-A S64-40267公开了一种利用胶体二氧化硅精密抛光玻璃基板的方法。当采用该高灵敏度缺陷探测仪探查由此抛光的玻璃基板表面缺陷时，证实存在微观凸起或凹陷缺陷。因此，该方法不足以控制微小缺陷。 

JP-A 2004-098278公开了一种利用包含高纯度胶体二氧化硅的近于中性水平的浆料抛光玻璃基板，由此降低了微观凸起缺陷的方法。考虑到胶体二氧化硅的等电位点，胶体二氧化硅在近于中性水平下是不稳定的。当重复抛光操作时，该浆料经历粘度累积或磨粒颗粒尺寸分布改变，由此，该浆料可能不能以稳定方式使用。由于该方法不适合于回收抛光浆料以重复利用，该抛光浆料不可避免地单一途径供料，增加了经济和环境问题。 

引用文件列表 

专利文件1：JP-A S64-40267 

专利文件2：JP-A 2004-098278 

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于抛光合成石英玻璃基板的抛光浆料，及 利用该浆料制造合成石英玻璃基板的方法，该抛光浆料可有效控制缺陷形成并最终改进半导体装置等生产的产率。 

发明人已经发现包括胶原衍生物和胶体溶液、特别是胶体二氧化硅的抛光浆料有效克服上述突出问题。 

一方面，本发明提供一种用于合成石英玻璃基板的抛光浆料，该抛光浆料包括胶原衍生物和胶体溶液。 

在优选实施方案中，该胶原衍生物在其结构中具有甘氨酸和羟脯氨酸。该胶原衍生物典型地是明胶或胶原肽。 

在优选实施方案中，该胶体溶液是具有胶体二氧化硅浓度在重量百分比为20至50％的胶体二氧化硅分散液。 

该抛光浆料可进一步包括羧酸或其盐。 

该抛光浆料典型地pH值为8至11。优选利用选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱式盐、胺和氨中的至少一种来调节浆料的pH值。 

另一方面，本发明提供一种通过粗抛光和最终抛光步骤来制造合成石英玻璃基板的方法，其中该最终抛光步骤利用如上所述的抛光浆料。 

在优选实施方案中，该抛光浆料保持在比胶原的变性温度低的温度，且在最终抛光步骤中进料，其中由于抛光加热，所以在最终抛光步骤中，在比胶原变性温度高的温度下进行抛光。 

发明有益效果 

在合成石英玻璃、典型是用于制造光掩模、纳米压印模板、光刻磁盘的合成石英玻璃基板的抛光中，本发明的抛光浆料在控制基板表面上具有可被高灵敏度缺陷探测仪探测到的尺寸大小的缺陷的形成上是有效的。本发明改进了合成石英玻璃基板的生产产率，为半导体工业的进一步微型化做出贡献。 

具体实施方式

将用于合成石英玻璃基板的抛光浆料定义为包括胶原衍生物和胶体溶液。 

在研究工作的过程中，发明人提出了关于缺陷形成机制的如下假说。在抛光过程中，抛光浆料中的磨粒在它们表面融合在一起，或者融合至从作为工件的玻璃表面脱落的玻璃碎片中，形成更大颗粒。该抛光行为使得这些融合颗粒融合或附着于玻璃表面，在玻璃表面上形成缺陷。因此，重要的是削弱作为外来介质的融合颗粒和作为工件的玻璃之间的接触。 

在如上所引用的JP-A 2004-098278中，利用包含高纯度胶体二氧化硅的在中性区域的抛光浆料抛光玻璃基板。由于与在胶体二氧化硅稳定区域中pH值约为10的碱性胶体二氧化硅相比较，颗粒表面的zeta电位低，颗粒之间的静电斥力弱，可能限制例如颗粒与玻璃表面之间附着之类的化学反应。然而，由于在抛光的机械行为作用下磨粒融合在一起，发现该浆料在抛光过程中过早凝胶并且变稠。这种浆料不能用于实际抛光中。颗粒还融合在一起形成可表现为浆料中的外来介质的更大颗粒，，导致缺陷形成。甚至当为了最小化抛光不稳定性而降低抛光压力时，在抛光盘工作下，颗粒尺寸分布移向更大侧，这可导致基板表面上的缺陷。