(57)【要約】【課題】  合金材料表面の平滑性を向上させ高光沢な表面を得、スクラッチ等を有意に低減させた高品位な鏡面を得ることができる研磨用組成物を提供することを課題とする。【解決手段】  合金材料を研磨する用途で使用され、砥粒と、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤とを含む研磨用組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金材料を研磨する用途で使用され、砥粒と、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤とを含む、研磨用組成物。
【請求項２】
前記添加剤が、ノニオン性界面活性剤である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記添加剤が、疎水部位を有するポリオキシアルキレンエーテルである、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記疎水部位が、置換または非置換の、炭素数５以上２９以下のアルキル基またはアリール基である、請求項３に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記砥粒が、シリカである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記合金材料の主成分が、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、および銅からなる群より選択されるいずれか１種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
前記合金材料の主成分がアルミニウムであり、かつケイ素、マグネシウム、鉄、銅、および亜鉛からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を、合金材料全体に対して０．５質量％以上２０質量％以下の含有量で含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項８】
合金材料を請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて研磨する、研磨方法。
【請求項９】
請求項８に記載の研磨方法で研磨する工程を含む、合金材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に合金とは、１種の金属元素と、１種以上の他の金属元素または炭素、窒素、ケイ素等の非金属元素との共融体である。一般的に、合金は、純金属よりも機械的強度、耐薬品性、耐食性、耐熱性等の性質を向上させる目的で製造される。【０００３】
種々の合金の中でもアルミニウム合金は、軽量且つ優れた強度を有することから、建材や容器等の構造材料、自動車、船舶、航空機等の輸送機器の他、各種電化製品や、電子部品等の様々な用途に用いられている。また、チタン合金は、軽量である上に耐食性に優れていることから、精密機器、装飾品、工具、スポーツ用品、医療部品等に広く用いられている。鉄系合金であるステンレス鋼や、ニッケル合金は、優れた耐食性を有することから、構造材料や輸送機器の他、工具、機械器具、調理器具等の様々な用途で使用されている。銅合金は、電気伝導性、熱伝導性、耐食性、加工性に優れている他、仕上がりも美しいことから、装飾品、食器、楽器、電気材料の部品等に広く用いられている。【０００４】
用途によっては、合金の表面を鏡面仕上げする必要がある。鏡面仕上げの方法として、合金表面の塗装やコーティングがある。しかしながら、合金表面の研磨による鏡面仕上げが実現できれば、塗装やコーティングを上回る利点が得られる。例えば、研磨は塗装よりも優れた鏡面を提供することができるため、塗装またはコーティング工程及びそれらに使用される材料が不要となる。また、研磨による鏡面は、塗装による鏡面に比べ耐久性が高いため、鏡面が長期に亘り持続する。【０００５】
従来より、研磨による表面の鏡面仕上げや平滑化が試みられてきた（例えば特許文献１、２を参照）。しかしながら、それらの方法ではより高品位な鏡面を得ることはできなかった。特に、主成分と、主成分とは硬度の異なる元素とが混在している合金を研磨すると、研磨後の合金表面に、突起、凹み、または傷（いわゆる「スクラッチ」）等の各種欠陥をもたらす。したがって、研磨により合金を高度に鏡面仕上げすることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０１−２４６０６８号公報
【特許文献２】特開平１１−０１０４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、合金材料表面の平滑性を向上させ高光沢な表面を得、スクラッチ等を有意に低減させた高品位な鏡面を得ることができる研磨用組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題は、合金材料を研磨する用途で使用され、砥粒と、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤とを含む研磨用組成物である、研磨用組成物を提供することによって解決する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、合金材料表面の平滑性を向上させ高光沢な表面を得、スクラッチ等を有意に低減させた高品位な鏡面を得ることができる研磨用組成物を提供することができる。また、本発明の研磨用組成物を合金材料の研磨に用いる場合、当該合金材料に対して高い研磨速度を十分に維持することもできる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温（２０℃以上２５℃以下）／相対湿度４０％以上５０％以下の条件で測定する。
【００１１】
本発明は、合金材料を研磨する用途で使用され、砥粒と、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤とを含む研磨用組成物である、研磨用組成物である。
【００１２】
上記のように、主成分と、主成分とは硬度の異なる元素とが混在している合金を研磨すると、研磨後の合金表面に、突起、凹み、または傷（いわゆる「スクラッチ」）等の各種欠陥が発生し、研磨により合金を高度に鏡面仕上げすることは困難であった。特に、昨今の厳しい検査規格で検査をすると、従来の研磨用組成物は高品質な要求には応えていないということがあった。より平たくは、例えば蛍光灯の下ではスクラッチを視認することができず高品質な研磨物を提供することができると思われていた研磨用組成物であったとしても、暗室内で研磨面にハロゲンライトを照射したときに観察されるスクラッチが存在することがあり、そのような厳しい検査条件の下でもスクラッチを低減させた高品位な鏡面を得ることができる研磨用組成物が求められていた。
【００１３】
本発明の研磨用組成物によれば、合金材料表面の平滑性を向上させ高光沢な表面を得、スクラッチ等を有意に低減させた高品位な鏡面を得ることができる。
【００１４】
次に、本発明の研磨用組成物の構成について詳細に説明する。
【００１５】
［合金材料］
本発明に係る研磨用組成物は、合金材料を研磨する用途に用いられる。合金材料は、主成分となる金属種と、主成分とは異なる金属種とを含有する。合金材料を製造するための方法には特に制限はないが、例えば鋳造、鍛造或いは圧延などにより得られるものであることが好ましい。
【００１６】
合金材料は主成分となる金属種に基づいて名称が付される。合金材料としては、例えば、アルミニウム合金、チタン合金、鉄合金（ステンレス鋼）、ニッケル合金、および銅合金等が挙げられる。合金材料の主成分としては、アルミニウム、チタン、鉄、ニッケル、および銅からなる群より選択されるいずれか１種であることが好ましい。より好ましい合金材料は、合金材料の主成分が、アルミニウムである。
【００１７】
アルミニウム合金は、アルミニウムを主成分とし、主成分と異なる金属種として、例えば、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、およびクロムからなる群より選択される少なくとも１種が含有される。アルミニウム合金中における主成分とは異なる金属種の含有量は、合金材料全体に対して例えば０．１質量％以上２５質量％以下である。
【００１８】
また別の形態によれば、合金材料の主成分がアルミニウムであり、かつケイ素、マグネシウム、鉄、銅、および亜鉛からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を、合金材料全体に対して０．５質量％以上２０質量％以下の含有量で含む。
【００１９】
アルミニウム合金としては、例えば、
ＪＩＳ  Ｈ４０００：２００６に記載される合金番号において、１０８５、１０８０、１０７０、１０５０、１０５０Ａ、１０６０、１１００、１２００、１Ｎ００、１Ｎ３０、２０１４、２０１４Ａ、２０１７、２０１７Ａ、２２１９、２０２４、３００３、３１０３、３２０３、３００４、３１０４、３００５、３１０５、５００５、５０２１、５０４２、５０５２、５６５２、５１５４、５２５４、５４５４、５７５４、５０８２、５１８２、５０８３、５０８６、５Ｎ０１、６１０１、６０６３、６０６１、６０８２、７０１０、７０７５、７４７５、７１７８、７Ｎ０１、８０２１、８０７９；
ＪＩＳ  Ｈ４０４０：２００６に記載される合金番号において、１０７０、１０６０、１０５０、１０５０Ａ、１１００、１２００、２０１１、２０１４、２０１４Ａ、２０１７、２０１７Ａ、２１１７、２０２４、２０３０、２２１９、３００３、３１０３、５Ｎ０２、５０５０、５０５２、５４５４、５７５４、５１５４、５０８６、５０５６、５０８３、６１０１、６Ｎ０１、６００５Ａ、６０６０、６０６１、６２６２、６０６３、６０８２、６１８１、７０２０、７Ｎ０１、７００３、７０５０、７０７５、７０４９Ａ；  ＪＩＳ  Ｈ４１００：２００６に記載される合金番号において、１０７０  Ａ１０７０Ｓ、１０６０Ａ１０６０Ｓ、１０５０  Ａ１０５０Ｓ、１１００  Ａ１１００Ｓ、１２００  Ａ１２００Ｓ、２０１４  Ａ２０１４Ｓ、２０１４  Ａ２０１４ＡＳ、２０１７  Ａ２０１７Ｓ、２０１７  Ａ２０１７ＡＳ、２０２４  Ａ２０２４Ｓ、３００３  Ａ３００３Ｓ、３２０３  Ａ３２０３Ｓ、５０５２  Ａ５０５２Ｓ、５４５４  Ａ５４５４Ｓ、５０８３  Ａ５０８３Ｓ、５０８６  Ａ５０８６Ｓ、６１０１  Ａ６１０１Ｓ、６Ｎ０１  Ａ６Ｎ０１Ｓ、６００５Ａ  Ａ６００５ＡＳ、６０６０  Ａ６０６０Ｓ、６０６１  Ａ６０６１Ｓ、６０６３  Ａ６０６３Ｓ、６０８２  Ａ６０８２Ｓ、７Ｎ０１  Ａ７Ｎ０１Ｓ、７００３  Ａ７００３Ｓ、７００５  Ａ７００５Ｓ、７０２０  Ａ７０２０Ｓ、７０５０  Ａ７０５０Ｓ、７０７５  Ａ７０７５Ｓ等が挙げられる。
【００２０】
チタン合金は、チタンを主成分とし、主成分とは異なる金属種として、例えば、アルミニウム、鉄、およびバナジウム等が含有される。チタン合金中における主成分とは異なる金属種の含有量は、合金材料全体に対して例えば３．５質量％以上３０質量％以下である。チタン合金としては、例えば、ＪＩＳ  Ｈ４６００：２０１２に記載される種類において、１１〜２３種、５０種、６０種、６１種、および８０種のものが挙げられる。
【００２１】
ステンレス鋼は、鉄を主成分とし、主成分とは異なる金属種として、例えば、クロム、ニッケル、モリブデン、およびマンガンからなる群より選択される少なくとも１種が含有される。ステンレス鋼中における主成分とは異なる金属種の含有量は、合金材料全体に対して例えば１０質量％以上５０質量％以下である。ステンレス鋼としては、例えば、ＪＩＳ  Ｇ４３０３：２００５に記載される種類の記号において、ＳＵＳ２０１、３０３、３０３Ｓｅ、３０４、３０４Ｌ、３０４ＮＩ、３０５、３０５ＪＩ、３０９Ｓ、３１０Ｓ、３１６、３１６Ｌ、３２１、３４７、３８４、ＸＭ７、３０３Ｆ、３０３Ｃ、４３０、４３０Ｆ、４３４、４１０、４１６、４２０Ｊ１、４２０Ｊ２、４２０Ｆ、４２０Ｃ、６３１Ｊ１等が挙げられる。
【００２２】
ニッケル合金は、ニッケルを主成分とし、主成分とは異なる金属種として、例えば、鉄、クロム、モリブデン、およびコバルトから選択される少なくとも１種が含有される。ニッケル合金中における主成分とは異なる金属種の含有量は、合金材料全体に対して例えば２０質量％以上７５質量％以下である。ニッケル合金としては、例えば、ＪＩＳ  Ｈ４５５１：２０００に記載される合金番号において、ＮＣＦ６００，６０１、６２５、７５０、８００、８００Ｈ、８２５、ＮＷ０２７６、４４００、６００２、６０２２等が挙げられる。
【００２３】
銅合金は、銅を主成分とし、主成分とは異なる金属種として、例えば、鉄、鉛、亜鉛、および錫から選択される少なくとも１種が含有される。銅合金中における主成分とは異なる金属種の含有量は、合金材料全体に対して例えば３質量％以上５０質量％以下である。銅合金としては、例えば、ＪＩＳ  Ｈ３１００：２００６に記載される合金番号において、Ｃ２１００、２２００、２３００、２４００、２６００、２６８０、２７２０、２８０１、３５６０、３５６１、３７１０、３７１３、４２５０、４４３０、４６２１、４６４０、６１４０、６１６１、６２８０、６３０１、７０６０、７１５０、１４０１、２０５１、６７１１、６７１２等が挙げられる。
【００２４】
本発明者らは、主成分とは異なる金属種が比較的多く含まれる合金材料は研磨によるスクラッチが発生しやすいことを見出している。このスクラッチが発生しやすいメカニズムは、主成分とは異なる金属種は主成分よりも硬度が高いものが通常選択されており、研磨中においてこの異なる金属種が脱落する際に、主成分の表面を傷付け、それがスクラッチという現象として現れる。よって、異なる金属種の存在比率が多いほど、そのスクラッチの発生確率も高くなってしまうと考えられる。この点、本発明に係る研磨用組成物によれば、主成分とは異なる金属種が比較的多く含まれる合金材料を研磨した場合であったとしても、驚くべきことに、スクラッチの少ない研磨面を得ることが容易となる。なお、スクラッチの少ない研磨面を得ることが容易となるメカニズムは以下の通りである。すなわち、本発明の研磨用組成物は、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着する。よって、防食効果を示し、スクラッチの少ない研磨面を得ることができる。また、研磨速度も低下させることはない。
【００２５】
なお、主成分とは異なる金属種が多くは含まれない合金材料の形態においても、スクラッチ等を有意に低減させる効果を奏することは言うまでもない。それは異なる金属種が含まれていることには変わりがなく、それを原因とするスクラッチの発生を低減することができるからである。
【００２６】
［砥粒］
砥粒は、酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マンガン、炭化ケイ素、または窒化ケイ素であることが好ましい。なかでも酸化ケイ素（シリカ）が好ましく、具体的には例えば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、ゾルゲル法シリカ等が挙げられる。中でも、合金表面の平滑性をより効率的に得るという観点から、フュームドシリカまたはコロイダルシリカが好ましい。
【００２７】
コロイダルシリカの製造方法としては、公知の方法が挙げられる。例えば、作花済夫著  「ゾル−ゲル法の科学」（アグネ承風社刊）の第１５４〜１５６頁に記載のアルコキシシランの加水分解による方法；特開平１１−６０２３２号公報に記載の、ケイ酸メチルまたはケイ酸メチルとメタノールとの混合物を水、メタノールおよびアンモニア、またはアンモニアとアンモニウム塩とからなる混合溶媒中に滴下してケイ酸メチルと水とを反応させる方法；特開２００１−４８５２０号公報に記載の、アルキルシリケー卜を酸触媒で加水分解した後、アルカリ触媒を加えて加熱してケイ酸の重合を進行させて粒子成長させる方法；特開２００７−１５３７３２号公報に記載の、アルコキシシランの加水分解の際に特定の種類の加水分解触媒を特定の量で使用する方法等が挙げられる。また、ケイ酸ソーダをイオン交換することにより製造する方法も挙げられる。
【００２８】
フュームドシリカの製造方法としては、四塩化ケイ素を気化し、酸水素炎中で燃焼させる気相反応を用いる公知の方法が挙げられる。さらに、フュームドシリカは、公知の方法で水分散液とすることができ、水分散液とする方法としては、例えば、特開２００４−４３２９８号公報、特開２００３−１７６１２３号公報、特開２００２−３０９２３９号公報に記載の方法が挙げられる。
【００２９】
なお、研磨用組成物中の砥粒（特には、シリカ粒子）の一次粒子の平均アスペク卜比は、１．１０以上であることが好ましい。
【００３０】
本発明における研磨対象物である合金材料は、主成分に対し硬度の異なる金属元素が固溶しているため、それら元素の含有している部分と含有していない部分とでは、研磨した場合の研磨速度に差異が見られる。そのため、研磨後の合金材料表面には、研磨速度の差異に起因する突起または凹みや、硬度の高い元素を含有する部分の研磨により生じるスクラッチ等の各種欠陥が生ずるため、これら合金材料の研磨による表面の高光沢化（鏡面化）は困難であった。
【００３１】
これに対し、好ましい形態である、一次粒子の平均アスペクト比が１．１０以上であると、合金材料に対する高い研磨速度を十分に維持しつつ、合金材料表面の平滑性を向上させ高光沢な表面を得ることができる。なお、従来、アスペクト比の高い粒子を用いて研磨を行うと、アスペクト比の低い粒子と比較して、粒子が滑らかに研磨対象物表面に接触し難いため、表面粗さは悪化するという見解が一般的であった。しかし、アスペクト比が高いシリカ粒子を用いることにより、合金材料に対する摩擦力や機械的力が高くなるため、結果として表面の素材や硬度、あるいは状態が均一ではない合金材料を、均一に研磨することが容易になるため、表面粗さは低減すると考えられる。なお、該平均アスペクト比は、より好ましくは１．１２以上である。また、該平均アスペク卜比の上限値は、特に制限されないが、３．０程度である。
【００３２】
該平均アスペクト比は、走査型電子顕微鏡によるシリカ粒子の画像に外接する最小の長方形の長辺の長さを、同じ長方形の短辺の長さで除することにより得られる値の平均であり、一般的な画像解析ソフトウエアを用いて求めることができる。
【００３３】
研磨用組成物中に含まれる砥粒の平均一次粒子径は５ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上であり、更に好ましくは１５ｎｍ以上であり、特に好ましくは４０ｎｍ以上である。砥粒の平均一次粒子径が上記の範囲内にある場合、合金材料の研磨速度が向上する。研磨用組成物中に含まれる砥粒の平均一次粒子径は、４００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、更に好ましくは２００ｎｍ以下であり、特に好ましくは１００ｎｍ以下であり、最も好ましくは６０ｎｍ以下である。砥粒の平均一次粒子径が上記の範囲内にある場合、低欠陥かつ面粗度の小さい表面を得ることが容易である。研磨後の合金材料に大粒子径の砥粒が残留することが問題となる場合、大粒子径を含まない小粒子径の砥粒を用いることが好ましい。なお、砥粒の平均粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）による比表面積の測定値から算出することができる。さらに具体的には、実施例に記載の方法により求めることができる。
【００３４】
研磨用組成物中の砥粒の含有量は、１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２質量％以上であり、さらに好ましくは１０質量％以上である。砥粒の含有量が上記の範囲内にある場合、研磨用組成物による合金の研磨速度が向上する。研磨用組成物中の砥粒の含有量は、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以下であり、さらに好ましくは３０質量％以下である。砥粒の含有量が上記の範囲内にある場合、研磨用組成物の製造コストが低減するのに加えて、スクラッチの少ない研磨面を得ることが容易である。また、研磨後の合金表面上に残存する砥粒の量が低減され、合金表面の清浄性が向上する。
【００３５】
［添加剤］
本発明の添加剤は、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏することを特徴としている。
【００３６】
この特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤に関し、特定の金属種と錯体を形成しないことについては、分子構造と、研磨対象となる金属種から判断出来る範囲で錯体を形成しないものを選択することで達成でき、また、合金表面に吸着して防食効果を示すことについては、研磨対象となる合金表面に吸着することにより、研磨用組成物による金属表面の腐食を低減出来ることを示し、例えば浸漬試験を行い、実際に防食効果を奏しているかを確認することにより添加剤が防食効果を奏しているかを確認することができ、具体的には、実施例に記載の方法で確認することができる。
【００３７】
本発明における添加剤の具体例は、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏する添加剤であれば特に制限されないが、例えば界面活性剤、アルコール類、高分子、樹脂などが好適である。また、本発明の添加剤は水に溶解するものであることが好ましい。
【００３８】
界面活性剤の種類も、上記の特性を有するものであれば特に制限されないが、本発明の所期の効果を効率よく奏するという観点からは、ノニオン性界面活性剤であることが好ましい。また界面活性剤としては、特定の金属種と錯体を形成せず、合金表面に吸着して防食効果を奏するものであれば特に制限はないが、例えば、炭化水素基を連続して３つ以上もつノニオン性界面活性剤が好適である。好ましい形態では、ポリオキシアルキレンエーテルが好適であり、疎水部位を有するポリオキシアルキレンエーテルがより好適であり、更に特定の疎水部位（置換または非置換の、炭素数５以上２９以下のアルキル基またはアリール基）を有するポリオキシアルキレンエーテルが特に好適である。
【００３９】
かかる炭素数５以上２９以下の技術的意義は、このような範囲であると、溶解性、スクラッチ抑制効果が向上するという利点がある。なお、かかる炭素数は、好ましくは６以上２５以下であり、より好ましくは７以上２４以下であり、さらに好ましくは８以上２３以下であり、さらにより好ましくは９以上２０以下であり、特に好ましくは１０以上１５以下である。アルキル基の炭素数が好ましい範囲に収まるにつれて合金表面への吸着によりスクラッチの発生を低減することができる。さらにより好ましい範囲や特に好ましい範囲であると、驚くほどスクラッチの数を低減することができる。
【００４０】
炭素数５以上２９以下のアルキル基としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基（セチル基）、ヘプタデシル基、オクタデシル基（ステアリル基）、ノナデシル基、イコシル基、エイコシル基、ヘンイコシル基、ヘンエイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、イソペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、イソヘキシル基、２−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
【００４１】
置換の炭素数５以上２９以下のアルキル基における置換基としては、炭素数２以上１０以下のアルケニル基、クミル基、ハロゲン原子、炭素数５以上２９以下のアリール基などが挙げられる。炭素数５以上２９以下のアリール基の具体例としては、以下で列挙するものが好適である。
【００４２】
また、炭素数５以上２９以下のアリール基としては、多環フェニル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、ピレニル基などが挙げられる。また、置換の炭素数５以上２９以下のアリール基における置換基としては、上記の置換基の他、炭素数５以上２９以下のアルキル基などが挙げられる。炭素数５以上２９以下のアルキル基としては、上記で列挙したものが好適である。
【００４３】
上記の疎水部位を有するポリオキシアルキレンエーテルは、好ましくは以下：
【００４４】
【化１】
2015019820.tif 000002
【００４５】
式（１）中、
Ｚが、疎水部位であり、当該疎水部位が、置換または非置換の、炭素数５以上２９以下のアルキル基またはアリール基であり、
Ａが、炭素数１以上３以下のアルキレン基であり、
ｎが、１以上５０以下の整数である、
で示される。
【００４６】
ここで、式（１）中、置換または非置換の、炭素数５以上２９以下のアルキル基またはアリール基については、上記のとおりであり、また、炭素数１以上３以下のアルキレン基としては、直鎖状、分岐状であってもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基などが挙げられ、特に、エチレン基であると、本発明の所期の効果を効率的に奏することができるという点で好適である。
【００４７】
また、ｎは、１以上５０以下の整数であり、分散安定性の観点から、好ましくは２以上４０以下の整数であり、より好ましくは３以上３０以下の整数である。かような範囲であることによって本発明の所期の効果を効率的に奏することができるという点で好適である。
【００４８】
研磨用組成物中の添加剤の含有量は、０．０１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以上であり、さらに好ましくは０．１質量％以上である。添加剤の含有量が上記の範囲内にある場合、効果的にスクラッチ抑制が可能である。研磨用組成物中の添加剤の含有量は、１０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは５質量％以下であり、さらに好ましくは１質量％以下である。添加剤の含有量が上記の範囲以上である場合、研磨剤の安定性が悪化する懸念がある。
【００４９】
また、添加剤が界面活性剤である場合、質量平均分子量（Ｍｗ）は、１００以上１００００００以下が好ましく、２００以上５００００以下がより好ましく、２５０以上５０００以下がさらに好ましい。
【００５０】
なお、添加剤として界面活性剤を用いる場合、当該界面活性剤は、塩の形態となっていてもよい。塩の具体例としては、一価または二価の金属塩や、アンモニウム塩、アミン塩などが挙げられる。一価または二価の金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩などが挙げられる。なお、当該界面活性剤は単独でも２種以上混合して用いることができる。
【００５１】
［ｐＨ調整剤］
本発明の研磨用組成物は、ｐＨ調整剤を含むことが好ましい。ｐＨ調整剤は、研磨用組成物のｐＨを調整し、これにより、合金材料の研磨速度や砥粒の分散性等を制御することができる。該ｐＨ調整剤は、単独でもまたは２種以上混合しても用いることができる。
【００５２】
ｐＨ調整剤としては、公知の酸、塩基、またはそれらの塩を使用することができる。
【００５３】
ｐＨ調整剤として使用できる酸の具体例としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸、およびリン酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、２−フランカルボン酸、２，５−フランジカルボン酸、３−フランカルボン酸、２−テトラヒドロフランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、およびフェノキシ酢酸等の有機酸が挙げられる。ｐＨ調整剤として無機酸を使用した場合、特に硫酸、硝酸、リン酸などが研磨速度向上の観点から特に好ましく、ｐＨ調整剤として有機酸を使用した場合、グリコール酸、コハク酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸、およびイタコン酸などが好ましい。
【００５４】
ｐＨ調整剤として使用できる塩基としては、脂肪族アミン、芳香族アミン等のアミン、水酸化第四アンモニウムなどの有機塩基、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、およびアンモニア等が挙げられる。
【００５５】
これらの中でも、入手容易性から水酸化カリウムまたはアンモニアが好ましい。
【００５６】
また、前記の酸の代わりに、または前記の酸と組み合わせて、前記酸のアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩をｐＨ調整剤として用いてもよい。特に、弱酸と強塩基、強酸と弱塩基、または弱酸と弱塩基の組み合わせとした場合には、ｐＨの緩衝作用を期待することができ、さらに強酸と強塩基との組み合わせとした場合には、少量で、ｐＨだけでなく電導度の調整が可能である。
【００５７】
ｐＨ調整剤の添加量は、特に制限されず、研磨用組成物が所望のｐＨとなるように適宜調整すればよい。
【００５８】
本発明の研磨用組成物のｐＨの下限は、２以上であることが好ましく、８以上であることがより好ましい。研磨用組成物のｐＨが大きくなるにつれて、砥粒（例えば、シリカ粒子）の分散性が向上する。また、本発明の研磨用組成物のｐＨの上限は、１２以下であることが好ましく、１１．５以下であることがより好ましい。研磨用組成物のｐＨが小さくなるにつれて、研磨用組成物の安全性がより向上する他、経済的観点からも好ましい。
【００５９】
［水］
本発明の研磨用組成物は、各成分を分散または溶解するための分散媒または溶媒として水を含むことが好ましい。他の成分の作用を阻害することを抑制するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後、フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、または蒸留水が好ましい。
【００６０】
［オキソ酸］
本発明に係る研磨用組成物は、オキソ酸を含むことができる。
【００６１】
「オキソ酸」は、オキシ酸、酸素酸とも称され、プロトン（Ｈ＋）として解離しうる水素が酸素原子に結合した酸であり、一般式ＸＯｎ（ＯＨ）ｍで表される。典型的なオキソ酸には、金属元素や半金属原子を含まない無機酸である硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸（ＨＮＯ３）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）などがある。本発明の好ましい形態による研磨用組成物は、オキソ酸として「金属元素または半金属元素を含む」ものを含んでもよい。
【００６２】
本明細書中、「金属元素」とは、その単体が「金属光沢を有し、展性、延性に富み、電気と熱の伝導性が著しい」という金属の性質を示す元素をいい、従来「金属元素」として知られているすべての元素がこの概念に包含される。また、「半金属元素」は、メタロイドとも称され、金属と非金属との中間の性質を示す元素である。半金属元素について厳密に一義的な定義は存在しないが、本明細書では、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、セレン（Ｓｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、テルル（Ｔｅ）、ポロニウム（Ｐｏ）、およびアスタチン（Ａｔ）をいうものとする。
【００６３】
好ましい実施形態において、オキソ酸に含まれる金属元素または半金属元素は、元素の長周期型周期表における第３族〜第１７族に属する元素であることが好ましく、以下の元素であることがより好ましい：Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｐｏ、Ａｔ、Ａｃ、Ｔｈ、Ｐａ、Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ。オキソ酸に含まれる金属元素として特に好ましくはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、コバルト（Ｃｏ）、タンタル（Ｔａ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、またはニオブ（Ｎｂ）であり、最も好ましくはタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）である。また、オキソ酸に含まれる半金属元素として特に好ましくはテルル（Ｔｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アンチモン（Ｓｂ）、または珪素（Ｓｉ）であり、最も好ましくはテルル（Ｔｅ）である。
【００６４】
金属元素または半金属元素を含むオキソ酸の具体例について特に制限はなく、例えば上述した金属元素または半金属元素を含むオキソ酸が挙げられる。より具体的には、例えば、テルル酸（Ｔｅ（ＯＨ）６）、タングステン酸（Ｈ２ＷＯ４（ＷＯ３・Ｈ２Ｏ）、Ｈ４ＷＯ５（ＷＯ３・２Ｈ２Ｏ））、モリブデン酸（ＭｏＯ３・Ｈ２Ｏ）、ケイタングステン酸（Ｈ４［ＳｉＷ１２Ｏ４０］）、リンタングステン酸（Ｈ３［ＰＷ１２Ｏ４０］）、メタバナジン酸（ＨＶＯ３）、過マンガン酸、アルミン酸、スズ酸、ゲルマニウム酸、珪酸などが挙げられる。また、上述したケイタングステン酸やリンタングステン酸などのポリ酸の中心原子や金属原子が他の原子に置換されてなる各種のポリ酸が本形態におけるオキソ酸として用いられてもよい。二種類以上のオキソ酸を組み合わせて用いてもよい。
【００６５】
本明細書中、「オキソ酸」の概念には、塩または水和物の形態のものも包含されるものとする。オキソ酸の塩は、上述したオキソ酸からプロトン（Ｈ＋）が脱離した構造を有するアニオンと、適当なカチオンとの塩である。オキソ酸の塩を構成するカチオンとしては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）、第１級アミン、第２級アミン、第３級アミン、第４級アミンなどが挙げられる。また、オキソ酸の水和物においてオキソ酸に水和する水分子の数について特に制限はなく、従来公知の知見が適宜参照されうる。なお、研磨用組成物が水などの溶媒を含む場合、オキソ酸（塩）は通常、アニオンなどのイオンの形態で存在する。このような場合であっても、「研磨用組成物がオキソ酸を含む」という点では変わりがないものとする。
【００６６】
本形態に係る研磨用組成物中のオキソ酸の含有量の下限は、少量でも効果を発揮するため特に限定されるものではないが、研磨用組成物の全量１００質量％に対して、０．０００１質量％以上であることが好ましく、０．０００５質量％以上であることがより好ましく、０．００１質量％以上であることが特に好ましい。また、本形態に係る研磨用組成物中のオキソ酸の含有量の上限も特に制限されないが、製造単価、溶解度による研磨対象物への残留性という観点からは、研磨用組成物の全量１００質量％に対して、１５質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以下であることが特に好ましい。
【００６７】
なお、本発明の別の形態は、一次粒子の平均アスペクト比が１．１０以上である砥粒と、オキソ酸とを含む研磨用組成物である。このような構成であると表面粗さを低減でき、またスクラッチを低減するという効果を有する。なお、かかる別の形態の好ましい形態においては、ｐＨ調節剤や、上記で説明した本発明の特定の添加剤を含んでもよい。なお、一次粒子の平均アスペクト比が１．１０以上である砥粒や、ｐＨ調節剤、本発明の特定の添加剤等についての説明は上記しており、それら説明がここでも同様に妥当するので、細かい説明は省略する。
【００６８】
本発明の研磨用組成物は、必要に応じて、上述した以外の成分の、例えば、合金材料の溶解を促進するエッチング剤、合金材料の表面を酸化させる酸化剤、合金材料の表面や砥粒表面に作用する水溶性重合体、共重合体やその塩、誘導体、合金材料の表面の腐食を抑制する防食剤やキレート剤、砥粒の凝集体の再分散を容易にする分散助剤、その他機能を有する防腐剤、防黴剤等の成分を含んでも良い。
【００６９】
エッチング剤の例としては、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸、酢酸、クエン酸、酒石酸やメタンスルホン酸などの有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ、アンモニア、アミン、第四級アンモニウム水酸化物などの有機アルカリ等が挙げられる。
【００７０】
酸化剤の例としては、過酸化水素、過酢酸、過炭酸塩、過酸化尿素、過塩素酸塩、過硫酸塩等が挙げられる。
【００７１】
水溶性重合体、共重合体やその塩、誘導体の例としては、ポリアクリル酸塩などのポリカルボン酸、ポリホスホン酸、ポリスチレンスルホン酸などのポリスルホン酸、キタンサンガム、アルギン酸ナトリウムなどの多糖類、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ソルビタンモノオレエート、単一種または複数種のオキシアルキレン単位を有するオキシアルキレン系重合体等が挙げられる。
【００７２】
防食剤の例としては、アミン類、ピリジン類、テトラフェニルホスホニウム塩、ベンゾトリアゾール類、トリアゾール類、テトラゾール類、安息香酸等が挙げられる。キレート剤の例としては、グルコン酸等のカルボン酸系キレート剤、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリメチルテトラアミンなどのアミン系キレート剤、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸などのポリアミノポリカルボン系キレート剤、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン−１，１−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、１−ホスホノブタン−２，３，４−トリカルボン酸などの有機ホスホン酸系キレート剤、フェノール誘導体、１，３−ジケトン等が挙げられる。
【００７３】
分散助剤の例としては、ピロリン酸塩やヘキサメタリン酸塩などの縮合リン酸塩等が挙げられる。防腐剤の例としては、次亜塩素酸ナトリウム等が挙げられる。防黴剤の例としてはオキサゾリジン−２，５−ジオンなどのオキサゾリン等が挙げられる。
【００７４】
［研磨用組成物の製造方法］
本発明の研磨用組成物の製造方法は、上記で説明した研磨用組成物を使用して研磨すれば特に制限されず、例えば、シリカ粒子、本発明の添加剤、ｐＨ調整剤、および必要に応じて他の成分を、水中で攪拌混合することにより得ることができる。
【００７５】
各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０℃以上４０℃以下が好ましく、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
【００７６】
［研磨方法および合金材料の製造方法］
上述のように、本発明の研磨用組成物は、合金材料の研磨に好適に用いられる。よって、本発明は、合金材料を本発明の研磨用組成物を用いて研磨する研磨方法を提供する。また、本発明は、合金材料を前記研磨方法で研磨する工程を含む合金材料の製造方法を提供する。
【００７７】
本発明の研磨用組成物を用いて合金を研磨する際には、通常の金属研磨に用いられる装置や条件を用いて行うことができる。一般的な研磨装置としては、片面研磨装置や、両面研磨装置があり、片面研磨装置では、キャリアと呼ばれる保持具を用いて基板を保持し、研磨用組成物を供給しながら基板の片面に研磨布を貼付した定盤を押しつけて定盤を回転させることにより合金材料の片面を研磨する。両面研磨装置では、キャリアと呼ばれる保持具を用いて基板を保持し、上方より研磨用組成物を供給しながら、基板の対向面に研磨布が貼付された定盤を押しつけ、それらを相対方向に回転させることにより合金材料の両面を研磨する。このとき、研磨パッドおよび研磨用組成物と、合金との摩擦による物理的作用と、研磨用組成物が合金にもたらす化学的作用とによって研磨される。
【００７８】
本発明による研磨方法における研磨条件として、研磨荷重が挙げられる。一般に荷重が高くなればなるほど砥粒による摩擦力が高くなり、機械的な加工力が向上するため研磨速度が上昇する。本発明による研磨方法における荷重は特に限定されないが、基板の単位面積当たりにおいて５０ｇ／ｃｍ２以上１，０００ｇ／ｃｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは８０ｇ／ｃｍ２以上８００ｇ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは１００ｇ／ｃｍ２以上６００ｇ／ｃｍ２以下である。この範囲であれば、十分な研磨速度が発揮され、荷重によるウェハの破損や、表面に傷などの欠陥が発生することを抑制することができる。
【００７９】
また、本発明による研磨方法における研磨条件として、研磨における線速度が挙げられる。一般に研磨パッドの回転数、キャリアの回転数、基板の大きさ、基板の数等が線速度に影響するが、線速度が大きい場合は基板にかかる摩擦力が大きくなるため、エッジが機械的に研磨される作用が大きくなる。また、摩擦によって摩擦熱が発生し、研磨用組成物による化学的作用が大きくなることがある。本発明による研磨方法における線速度は特に限定されないが、１０ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｍ／分以上２００ｍ／分以下である。この範囲であれば、十分な研磨速度が得られ、また、基板の摩擦による研磨パッドの破損を抑制でき、さらに基板への摩擦が十分に伝わり、所謂基板が滑る状態を防ぐことができ、十分に研磨することができる。
【００８０】
前記実施形態の研磨用組成物を用いた研磨方法で使用される研磨パッドは、例えばポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ等の材質の違いの他、その硬度や厚みなどの物性の違い、更に砥粒を含むもの、砥粒を含まないものがあるが、後者を使用することが好ましい。
【００８１】
本発明による研磨方法における研磨条件として、研磨用組成物の供給量が挙げられる。供給量は研磨する基板の種類や、研磨装置、研磨条件によっても異なるが、研磨用組成物が、基板と研磨パッドとの間にムラ無く全面に供給されるのに十分な量であればよい。研磨用組成物の供給量が少ない場合は、研磨用組成物が基板全体に供給されないことや、研磨用組成物が乾燥凝固し基板表面に欠陥を生じさせることがある。逆に供給量が多い場合は、経済的でないことの他、過剰な研磨用組成物、特に水等の媒体により摩擦が妨げられ研磨が阻害されることがある。
【００８２】
本発明による研磨方法においては、研磨工程前に別の研磨用組成物を用いた予備研磨工程を有することができる。合金表面に加工ダメージや輸送時の傷などを有する場合、それらの傷を一つの工程で鏡面化するには多くの時間が掛かり、不経済なうえ平滑性を損ねるなどの虞がある。予備研磨工程により合金表面の傷を除去しておくことにより、本発明の研磨方法による研磨に要する研磨時間を短縮することができ、優れた鏡面を効率的に得ることが期待できる。以下、予備研磨工程に用いる予備研磨用組成物について説明する。
【００８３】
予備研磨工程に用いる予備研磨用組成物は、本発明で用いる研磨用組成物に比べて、より研磨力の強いものを用いることが好ましい。具体的には、本実施形態に用いる研磨用組成物に用いる砥粒よりも、より硬度の高く、粒子サイズの大きい砥粒を使用することが好ましい。
【００８４】
予備研磨用組成物に含まれる砥粒としては、例えば炭化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）、ジルコニア、ジルコン、セリア、チタニア等が挙げられるが、これらに限定されるものでは無い。これらの砥粒のなかでも、酸化アルミニウムを用いることが特に好ましい。酸化アルミニウムとしては、特に種類を限定されるものではないが、例えば、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、κ−アルミナ、およびその他の形態的に異なる物を使用することができる。また、酸化アルミニウムは、アルミニウム以外のケイ素、チタン、鉄、銅、クロム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の不純物元素を含んでいても良い。
【００８５】
なお、合金材料が硬脆材料であって、その合金材料をより高速度で研磨する場合においては、α−アルミナを主成分とするアルミナであり、アルミナ砥粒を構成するアルミナの結晶形態においてα化率が２０％以上、さらには４０％以上のものを使用することが好ましい。ここでいうアルミナのα化率は、Ｘ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比から求められたものである。
【００８６】
予備研磨用組成物中に含まれる砥粒の平均粒子径は０．１μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは０．３μｍ以上である。砥粒の平均粒子径が大きくなるにつれて、合金材料の研磨速度が向上する。
【００８７】
予備研磨用組成物中に含まれる砥粒の平均粒子径は、２０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５μｍ以下である。砥粒の平均粒子径が小さくなるにつれて、低欠陥で粗度の小さい表面を得ることが容易である。なお、砥粒の平均粒子径の測定は、例えば、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置、例えば、株式会社堀場製作所製の“ＬＡ−９５０”を用いて行うことができる。
【００８８】
予備研磨用組成物中に含まれる砥粒の比表面積は、２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。砥粒の比表面積が小さくなるにつれて、合金材料の研磨速度が向上する。また、予備研磨用組成物中に含まれる砥粒の比表面積は、５ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。砥粒の比表面積が大きくなるにつれて、低欠陥で粗度の小さい表面を得ることが容易となる。なお、砥粒の比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の“Ｆｌｏｗ  ＳｏｒｂＩＩ  ２３００”を用いて行うことができる。
【００８９】
予備研磨用組成物中の砥粒の含有量は、０．５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは１質量％以上である。砥粒の含有量が多くなるにつれて、研磨用組成物による合金材料の研磨速度が向上する。
【００９０】
予備研磨用組成物中の砥粒の含有量は、２０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは１０質量％以下である。砥粒の含有量が少なくなるにつれて、研磨用組成物の製造コストが低減するのに加えて、研磨用組成物を用いた研磨によりスクラッチの少ない表面を得ることが容易となる。
【００９１】
予備研磨用組成物のｐＨは研磨用組成物のｐＨと同様、研磨する合金材料の種類により異なる。予備研磨用組成物中のｐＨは公知の酸、塩基、またはそれらの塩により調整される。なかでも酸として有機酸、特にグリコール酸、コハク酸、マレイン酸、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸およびイタコン酸を用いた場合、砥粒表面への作用等により、研磨速度の向上が期待出来る。
【００９２】
本発明の研磨用組成物を用いて合金材料を研磨する際には、一度研磨に使用された研磨用組成物を回収し、再度研磨に使用することができる。研磨用組成物の再使用する方法の一例として、研磨装置から排出された研磨用組成物をタンク内に回収し、再度研磨装置内へ循環させて使用する方法が挙げられる。研磨用組成物を循環使用することは、廃液として排出される研磨用組成物の量を減らすことで環境負荷が低減できる点と、使用する研磨用組成物の量を減らすことで合金材料の研磨にかかる製造コストを抑制できる点で有用である。
【００９３】
本発明の研磨用組成物を循環使用する際には、研磨により消費・損失されたシリカ粒子、界面活性剤、ｐＨ調整剤、およびその他の添加剤の一部または全部を組成物調整剤として循環使用中に添加することができる。この場合、組成物調整剤としてはシリカ粒子、ｐＨ調整剤、界面活性剤およびその他の添加剤の一部または全部を任意の混合比率で混合したものとしてもよい。組成物調整剤を追加で添加することにより、研磨用組成物が再利用されるのに好適な組成に調整され、研磨が好適に維持される。組成物調整剤に含有される砥粒、界面活性剤及びその他の添加剤の濃度は任意であり、特に限定されないが、循環タンクの大きさや研磨条件に応じて適宜調整されるのが好ましい。
【００９４】
本発明の研磨用組成物は一液型であってもよいし、二液型をはじめとする多液型であってもよい。また、本発明の研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水などの希釈液を使って、例えば１０倍以上に希釈することによって調製されてもよい。
【実施例】
【００９５】
次に、実施例及び比較例を挙げて更に具体的に説明する。【００９６】
表２に示すように、実施例１〜１０、比較例１〜８では、研磨材（砥粒）として、平均アスペクト比１．１３、平均一次粒子径４５ｎｍのシリカを水で希釈し、添加剤として界面活性剤を添加し、水酸化カリウムによりｐＨを１０．０に調製することで、研磨用組成物を調製した。各例の合金材料研磨用組成物中の砥粒の含有量は２０質量％である。なお、砥粒の平均一次粒子径の測定は、マイクロメリテックス社製の“Ｆｌｏｗ  ＳｏｒｂＩＩ  ２３００”を用いて測定されたＢＥＴ法による研磨材の比表面積と、研磨材の密度から算出することにより行った。また、一次粒子の平均アスペクト比は、走査型電子顕微鏡  株式会社日立ハイテクノロジーズ製  Ｓ−４７００  により、粒子１０００個を測定した値の平均値を算出することによって得た。【００９７】
表２の“合金材料”欄に示されるアルミニウム合金を、各例の研磨用組成物を用いて研磨する研磨工程は、表３に示す研磨条件にて行った。なお、アルミニウム合金の研磨対象となる面は、表面粗さＲａが約２０ｎｍとなるように予備研磨を施した面である。【００９８】
ここで、表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１（ＩＳＯ４２８７：１９９７）で定義された算術平均高さ（Ｒａ）であり、「算術平均高さ」とは、ＲＯＩの各点の、高さの絶対値を平均した値である。なお、Ｒａの測定は、レーザー顕微鏡  株式会社キーエンス製  ＶＫ−Ｘ２００を使用して行った。【００９９】
ここで、表２の“合金材料”欄に示す「５０５２」とは、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２００６に記載される合金番号の５０５２を、「６０６３」とは、ＪＩＳ  Ｈ４０００：２００６に記載される合金番号の６０６３を、それぞれ示す（組成については、表１参照）。また、表２の“分子量”欄は、添加剤の分子量を示し、“添加量”欄は、添加剤の添加量を示す。【０１００】
【表１】
2015019820.tif 000003
【０１０１】
＜研磨速度＞
研磨工程の前の合金材料の質量と、研磨工程後の合金材料の質量とを測定し、研磨工程前後の質量差から研磨速度を算出した。その結果を表２の“研磨速度”欄に示す。【０１０２】
＜スクラッチ数＞
研磨工程後の合金材料の研磨面におけるスクラッチ数を測定した。なお、“スクラッチ数”は、暗室内で研磨面にハロゲンライトを照射したときに観察されるスクラッチ数を、目視にて測定した。その結果を表２の“スクラッチ数”欄に示す。この際の測定に供された合金材料の研磨面の面積は、研磨面全面（６１ｍｍ×６１ｍｍ，１枚）である。【０１０３】
＜防食効果＞
研磨にて、基板表面が極力平滑かつ低欠陥（レーザー顕微鏡  株式会社キーエンス製  ＶＫ−Ｘ２００による、最大高さ（Ｒｚ）の測定値が１５０−３００ｎｍ）にした基板を各実施例、比較例ごとに準備した。【０１０４】
それぞれ準備された基板を、各研磨用組成物に５０℃雰囲気下、１６時間浸漬し、取り出し洗浄した。そして、この洗浄した後の基板表面の最大高さを、上記と同じ機器によって、測定した。【０１０５】
この洗浄した後の基板表面の最大高さから、浸漬前に予め測定している基板表面の最大高さを減じた値ΔＲｚを算出した。かかる浸漬前後の差分ΔＲｚが低いほど防食効果があることを示す。その結果を表２の“ΔＲｚ”の欄に示す。なお、Ｒｚの値は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１（ＩＳＯ４２８７：１９９７）で定義された最大高さを示す。【０１０６】
なお、実施例の研磨用組成物で研磨された、研磨済みの合金材料の平滑性については、いずれも優れた結果であった。【０１０７】
【表２】
2015019820.tif 000004
【０１０８】
【表３】
2015019820.tif 000005
【０１０９】
表２に示すように、実施例１〜１０のスクラッチ数は、比較例１〜８よりも小さい値となった。また、実施例は、比較例に比べて、Ｒｚが低いものとなった。この結果から、各実施例では、防食効果が発揮され、合金材料表面のスクラッチ等を有意に低減させた高品位な鏡面を得ることができる。また、合金材料に対して高い研磨速度を十分に維持することもできる。他方で、比較例３〜８の添加剤については合金表面への吸着による防食効果が（十分に）示されておらず、そのためスクラッチ抑制効果も十分なものでは無かった。【０１１０】
なお、本出願は、２０１３年８月９日に出願された日本国特許出願第２０１３−１６６９４５号に基づいており、その開示内容は、参照により全体として引用されている。
【国際調査報告】
2015019820.tif 000006
2015019820.tif 000007
2015019820.tif 000008
2015019820.tif 000009