(57)【要約】【課題】研磨効率に優れる研磨剤および該研磨剤に使用するキャリア粒子組成物を提供する。【解決手段】研磨剤に用いるキャリア粒子組成物であって、該キャリア粒子組成物が、異なる機械的強度を有する少なくとも２種のキャリア粒子の混合物であり、より柔らかい第一キャリア粒子の平均粒子径が、より硬い第二キャリア粒子の平均粒子径より大きいこと特徴とする、研磨剤用キャリア粒子組成物、およびこれを含む研磨剤である。やわらかい粒子が研磨時に変形するため被研磨対象物との接触効率が増加して研磨効率が向上し、硬い粒子がスペーサーとして機能するため定盤と被研磨対象物との間隔を保持でき、スクラッチを有効に防止することができる。【選択図】　　　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨剤に用いるキャリア粒子組成物であって、該キャリア粒子組成物が、異なる機械的強度を有する少なくとも２種のキャリア粒子の混合物であり、より柔らかい第一キャリア粒子の平均粒子径が、より硬い第二キャリア粒子の平均粒子径より大きいこと特徴とする、研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項２】
第二キャリア粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度が１０〜１００ＭＰａの範囲にあり、第一キャリア粒子の該機械的強度が５０ＭＰａ以下の範囲にあり、かつ第二キャリア粒子の該機械的強度が第一キャリア粒子の該機械的強度より大きい、請求項１記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項３】
第一キャリア粒子が、該機械的強度１ＭＰａ以上〜１０ＭＰａ未満の範囲にある、請求項２記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項４】
該第二キャリア粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度が１０〜１００ＭＰａの範囲にあり、第一キャリア粒子の該機械的強度が、第二キャリア粒子の該機械的強度の１／２以下である、請求項１記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項５】
該キャリア粒子の混合物が、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂およびシリコン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂粒子の混合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項６】
該第二キャリア粒子が、ポリアミド系樹脂、ポリ（メタ）アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂およびシリコン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂粒子である、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項７】
該第一キャリア粒子が、ポリエチレン系樹脂粒子である、請求項１〜６のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項８】
該第一キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第一の無機化合物を複数固定した第一複合粒子であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項９】
該第二キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第二の無機化合物（ここで、第二の無機化合物は第一の無機化合物と同じであっても異なっていてもよい）を複数固定した第二複合粒子であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項１０】
該第二キャリア粒子の平均粒子径が、該第一キャリア粒子の平均粒子径の６０％〜９５％の範囲にある、請求項１〜９のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項１１】
第一の無機化合物および／または第二の無機化合物の平均粒子径が、０．００１μｍ〜３μｍの範囲にある、請求項８〜１０のいずれかに記載の研磨剤用キャリア粒子組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のキャリア粒子組成物を含む研磨剤。
【請求項１３】
該キャリア粒子表面に固着していない砥粒を含む、請求項１２記載の研磨剤。
【請求項１４】
該砥粒の平均粒子径が、０．００１〜３μｍの範囲にある、請求項１３に記の研磨剤。
【請求項１５】
該キャリア粒子組成物と砥粒とを分散する溶媒とを含むことを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の研磨剤。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれかに記載の研磨剤を用いて被研磨対象物の表面を研磨する研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャリア粒子組成物と砥粒とを含む研磨剤に関し、特に機械的強度の異なる粒子をキャリア粒子として使用し、より柔らかいキャリア粒子の平均粒子径を硬い粒子の平均粒子径より大きくすることで研磨効率を向上させた研磨剤、該研磨剤用のキャリア粒子、および該研磨剤による研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ、ビデオカメラ、コンピュータなどの電子機器には、機能の制御や情報の記憶などのため、半導体デバイス、磁気ハードディスクなどが電子部品として使用されている。このような電子部品は、各種電子部品に用いられる基板の表面に研磨を施した後、多層配線工程や被膜工程など、各種電子部品の製造工程で要求される様々な工程、さらに検査工程を経て、半導体デバイスや磁気ハードディスクなどとして製品化されている。そして、基板の表面に施される配線や被膜などの製造段階で要求される一連の工程は、設計段階で予定される部品性能や機能を発揮させるため、ナノメートル単位の精度で行わなければならず、このため、各工程には高い精度が要求され、研磨工程においても、基板表面を精度よく研磨することが要求されている。
【０００３】
例えば、半導体基板や磁気ディスク基板のような先端電子機器部品やその基板の仕上げ工程では、種々の研磨布を使った遊離砥粒研磨が採用され、鏡面を実現するために織布、不織布、発泡体などの弾性のある研磨布が工具として使用されている。
【０００４】
このような遊離砥粒研磨は、研磨布を研磨パッドとして定盤の上に載置し、研磨パッドと被研磨対象物との間に砥粒を追加しながら研磨する方法であり、被研磨対象物を加圧下に回転させることで砥粒との間で表面研磨を達成するものである。従って、研磨パッドは被研磨対象物と定盤とが直接接触してスクラッチを生ずることがないように載置されるものであるが、例えば織布は織り目が粗さやうねりに対して悪影響を与える場合があり、不織布でも密度にむらがあるなどの問題がある。加えて、研磨布に荷重がかかるため繰り返しの使用によって研磨布が次第に弾性を失って硬くなる。また、砥粒は研磨液に懸濁した状態で供給されるため、研磨布に切りくずや砥粒が堆積して研磨効率が低下したり、凝集砥粒が発生してスクラッチの原因となる場合がある。このため、研磨布の表面を削り直す作業が必要となり、研磨工程の一時中止による生産効率の低下を招く。また、近年のシリコンウエハのように被研磨対象物のサイズの拡大に伴って研磨パッドのサイズの拡大も余儀なくされ、その定盤上への取り付け作業にも熟練が必要となっている。このため、最近の精密研磨における形状精度の高い加工要求性から、より硬質の研磨布が求められるようになり、硬質樹脂層と軟質樹脂層を重ね合わせた二層研磨布なども提案されている。
【０００５】
一方、研磨パッドを使用せずに鏡面加工を行なう方法として、ハイドロプレーン現象を利用して定盤から工作物を浮上させて流体支持した状態で研磨するフロートポリシングがある。しかしながら、この流体支持研磨では従来の研磨布を用いる場合よりも研磨効率が低い。
【０００６】
また、研磨パッドを使用しない研磨方法として、特開２００１−３００８４３号公報には、被研磨対象物の表面を研磨するための研磨剤であって、母粒子とその表面に保持される超微細砥粒とからなる研磨剤が開示されている。従来の研磨法では、定盤の上に載置された研磨パッドと被研磨対象物との間に砥粒を存在させて研磨していたが、上記公報記載の方法は母粒子の表面に超微細砥粒を保持させ、研磨パッドなしに研磨を行なうものである。研磨中に研磨剤内の母粒子に超微細砥粒が保持され、研磨中に研磨剤内の超微細砥粒が母粒子の表面の一部から剥離しても再び母粒子の剥離した部分に当該超微細砥粒が付着し、該超微細砥粒によって研磨する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−３００８４３号公報に開示された母粒子を使用する方法は従来の研磨パッドを不要にするものであり、研磨パッドの張り替えや修正が必要ないためコスト的に有利である。また、個々のキャリア粒子が研磨パッドとして機能するので、研磨対象物表面と、キャリア粒子との間の摩擦抵抗が低減され、研磨に要する電力の低減が期待されている。
【０００８】
しかしながら、このような研磨パッドに代えて砥粒を保持または付着させるキャリア粒子を用いる方法では、キャリア粒子は、定盤と被研磨対象物とが直接接触して被研磨対象物を傷つけることが無いように定盤と被研磨対象物との間隔を保持するように働き、かつ研磨剤中の砥粒を被研磨対象物の表面に擦り合わせるように作用する。このような研磨方法では、キャリア粒子の界面化学的な性質が砥粒の付着や保持性に関与し、加工特性に影響を及ぼすことが考えられる。また、定盤の粗さやうねりなどの表面形状がキャリア粒子の運動性に影響を与える場合もあり、より研磨効率を向上させるための加工特性に影響を及ぼす因子の解明が望まれる。
【０００９】
また、研磨力（単位時間当たりの研磨量）を高くし、高いスループットを得るため、このようなパッドを使用しない研磨では、被研磨対象物の表面を数十ｋＰａの高圧で定盤表面上に押し付けている。このため、キャリア粒子が柔らかい場合、被研磨対象物の表面と定盤表面との間に介在する研磨剤中のキャリア粒子が押し潰されて変形し、その結果、被研磨対象物と定盤との両方の表面に接触するキャリア粒子の面積が増大し、摩擦抵抗が増大して、研磨に要する電力が増大するという問題が生じる。加えて、被研磨対象物の表面が定盤の表面に接触して、被研磨対象物の表面にスクラッチが形成されるという問題が生じる。また、キャリア粒子が硬い場合、被研摩対象物の表面と定盤表面との間に介在する研磨剤中のキャリア粒子により、被研摩対象物の表面にスクラッチが形成されるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
砥粒とキャリア粒子を用いる研磨法を詳細に検討した結果、研磨液に分散されて供給されるキャリア粒子は、定盤と被研磨対象物との間で無数のミクロパッドの働きをすること、キャリア粒子の機械的特性を制御することで被研磨対象物に至適な研磨効率が得られることを見出した。特に、異なる機械的強度のキャリア粒子を使用し、柔かいキャリア粒子の平均粒子径を硬いキャリア粒子のそれより大きくすると、スクラッチを生ずることなく研磨効率が向上することを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の発明を提供するものである。
【００１２】
本発明は、研磨剤に用いるキャリア粒子組成物であって、該キャリア粒子組成物が、異なる機械的強度を有する少なくとも２種のキャリア粒子の混合物であり、より柔らかい第一キャリア粒子の平均粒子径が、より硬い第二キャリア粒子の平均粒子径より大きいこと特徴とする、研磨剤用キャリア粒子組成物を提供するものである。異なる機械的強度のキャリア粒子を使用すると、研磨効率が向上すると共にスペーサー機能も十分確保されるため、スクラッチの発生を抑制できる。
【００１３】
また本発明は、第二キャリア粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度が１０〜１００ＭＰａの範囲にあり、第一キャリア粒子の該機械的強度が５０ＭＰａ以下の範囲にあり、かつ第二キャリア粒子の該機械的強度が第一キャリア粒子の該機械的強度より大きい、上記研磨剤用キャリア粒子組成物を提供するものである。機械的強度が上記範囲にあると、特に研磨特性に優れ、特に、スクラッチの発生を有効に防止できる。
【００１４】
また本発明は、上記記載のキャリア粒子組成物を含む研磨剤を提供するものである。該研磨剤は、研磨特性に優れる。
【００１５】
更に、本発明は、上記研磨剤を用いて被研磨対象物の表面を研磨する研磨方法を提供するものである。上記研磨剤を用いることで、研磨機に負担が少なく被研磨対象物の表面を研磨できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第一は、研磨剤に用いるキャリア粒子組成物であって、該キャリア粒子組成物が、異なる機械的強度を有する少なくとも２種のキャリア粒子の混合物であり、より柔らかい第一キャリア粒子の平均粒子径が、より硬い第二キャリア粒子の平均粒子径より大きいこと特徴とする、研磨剤用キャリア粒子組成物である。
【００１７】
キャリア粒子と砥粒とを含む研磨剤は、キャリア粒子と砥粒とを溶媒中で混合および撹拌して調製された研磨剤であって、研磨剤中でキャリア粒子の表面に砥粒が保持され、定盤と被研磨対象物との間で該キャリア粒子が無数のミクロパッドとして作用する。表面に砥粒を保持したキャリア粒子は、加圧下に回転する被研磨対象物と砥粒とを接触させることで研磨に寄与するため、キャリア粒子が砥粒保持性に優れ、大量の砥粒を被研磨対象物と接触させることができれば研磨効率が向上する。そこで被研磨対象物とキャリア粒子との接触率向上の指標として単量体スチレンを単独重合させる際に架橋剤ジビニルベンゼンを添加して架橋密度の異なる３種のキャリア粒子を調製し、該キャリア粒子の機械的強度と研磨効率との関係をキャリア粒子濃度３％、砥粒としてコロイダルシリカ５％の濃度に調整した研磨剤を用いて、シリコンを研磨することにより調べたところ、表１に示す関係が明確になった。なお、機械的強度は後記する方法により、研磨効率は単位時間あたりの研磨深で評価したものである。
【００１８】
【表１】
2004075827.tif 000002
【００１９】
架橋剤濃度が低い、すなわち機械的強度が弱い場合には加圧による変形が容易であり、該変形によって被研磨対象物とキャリア粒子との接触面積が拡大し、研磨効率が指数的に増大する。しかしながら、機械的強度が弱いキャリア粒子のみを使用すると定盤面が加工面に接触しスクラッチが生じるおそれがある。また、比較的硬いキャリア粒子のみを使用すると、キャリア粒子に荷重が集中して加工面にスクラッチが生じることがある。一方、機械的強度の弱い、すなわちやわらかいキャリア粒子に加えて機械的強度の高い、すなわち硬いキャリア粒子を併用すると硬い粒子がスペーサーとして機能しスクラッチを生ずることなく研磨効率が向上する場合があること、その逆に、柔らかい粒子が変形して加工面と定盤面との間隔を作り、硬いキャリア粒子の荷重を小さくしてスクラッチを防止し得ることを見出した。そこで本発明は、異なる機械的強度の少なくとも２種類のキャリア粒子からなり、より柔らかいキャリア粒子の平均粒子径がより硬いキャリア粒子の平均粒子径より大きいキャリア粒子組成物を、研磨剤のキャリア粒子として使用することにしたものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【００２０】
本発明の研磨剤用キャリア粒子組成物は異なる機械的強度のキャリア粒子からなるが、本発明における機械的強度は、圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度で評価するものとする。
【００２１】
具体的には、本発明において機械的強度は微小圧縮試験機による測定によるものとし、このような装置として島津微小圧縮試験機ＭＣＴＭ／ＭＣＴＥシリーズがある。試料形状としてキャリア粒子あるいは繊維を選択した場合、圧縮速度０．２７ｇ／ｓで変位させた際の強度を算出する。なお、圧縮速度の基準を０．２７ｇ／ｓとしたのは、研磨において被研磨対象物と研磨剤との接触や離脱がすばやく行われるため、圧縮速度の速い測定条件を選択したためである。その測定原理は、試料を該装置の上部加圧圧子（標準は５０μｍ径の平面圧子）と下部加圧板との間に配置し、該試料のキャリア粒子一個に電磁力により一定の増加割合で押圧力を与え、このときの試料の変位量を測定することで下記式に従って算出するというものである。
【００２２】
【数１】
2004075827.tif 000003
【００２３】
（Ｓｔ：機械的強度（ＭＰａ）、Ｐ：１０％変位時の荷重（Ｎ）、ｄ：キャリア粒子径（ｍｍ））
繊維の場合には、
【００２４】
【数２】
2004075827.tif 000004
【００２５】
（Ｓｔ：機械的強度（ＭＰａ）、Ｐ：１０％変位時の荷重（Ｎ）、ｄ：繊維直径（ｍｍ）、Ｌ：繊維長（ｍｍ））
本発明では、圧縮速度０．２７ｇ／ｓで圧縮変位を測定し、キャリア粒子径の１０％変位時の荷重から機械的強度を算出する。
【００２６】
本発明では、該機械的強度が１０〜１００ＭＰａ以下、より好ましくは１５〜８０ＭＰａ、特に好ましくは１５〜７０ＭＰａの第二キャリア粒子と、第一キャリア粒子の該機械的強度が５０ＭＰａ以下、好ましくは１〜５０ＭＰａ、より好ましくは１ＭＰａ以上〜１０ＭＰａ未満、特には１〜８ＭＰａであり、かつ第二キャリア粒子の該機械的強度が第一キャリア粒子の該機械的強度より大きいものとのキャリア粒子組成物が好ましい。第二キャリア粒子の機械的強度が１００ＭＰａを超えると研磨時の加圧条件下におけるキャリア粒子の変形が容易でなく、被研磨対象物との変形による接触面積の増大が生じず研磨効率を向上させることが困難となる場合がある。また、被研磨対象物の強度にもよるが、キャリア粒子との接触によるスクラッチを発生させる場合もある。その一方、第二キャリア粒子の機械的強度が、１０ＭＰａ未満であると定盤と被研磨対象物との間隔を確保するスペーサーとしての作用を奏することが困難となり、被研磨対象物にスクラッチを発生させる場合があり、好ましくない。また、このような第二キャリア粒子と共に、第一キャリア粒子の機械的強度が５０ＭＰａを超えると研磨機能の発揮が充分でない場合がある。その一方、第一キャリア粒子の機械的強度が、１ＭＰａを下回ると柔らかすぎて砥粒と被研磨対象物との間の圧力が確保できず、研磨効率が低下する場合がある。
【００２７】
本発明では、該第二キャリア粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度が１０〜１００ＭＰａ、より好ましくは１５〜８０ＭＰａ、特に好ましくは１５〜７０ＭＰａの範囲にあるものと、第一キャリア粒子の該機械的強度が、第二キャリア粒子の該機械的強度の１／２以下のものであってもよい。第一キャリア粒子と第二キャリア粒子とを混合した場合に、第二キャリア粒子の機械的強度が強いと、スクラッチを生ずることなく研磨効率が向上することが見出されたからである。例えば、本発明では第一キャリア粒子として機械的強度の低いポリエチレン粒子を使用し、機械的強度が高い他の第二キャリア粒子を併用してスクラッチを防止でき、かつ安価なポリエチレン粒子を使用して安価な研磨剤を調製することができる。
【００２８】
本発明のキャリア粒子組成物は、上記機械的強度に加えて、定盤と被研磨対象物との直接接触によるスクラッチや、キャリア粒子が被研摩対象物へ直接接触することによって生じるスクラッチを防止するためスペーサーとして機能し、かつ砥粒を保持し加工領域へ運搬するキャリアとして働くために、該第二キャリア粒子の平均粒子径が、該第一キャリア粒子の平均粒子径の６０％〜９５％、より好ましくは６０〜９０％、特には６０〜８５％の範囲にあることが好ましい。本発明においては、第二キャリア粒子の平均粒子径よりも第一キャリア粒子の平均粒子径が大きければそれぞれの平均粒子径に制限はないが、より好ましくは、第一キャリア粒子の平均粒子径は、上記のように該第二キャリア粒子の平均粒子径が、該第一キャリア粒子の平均粒子径の６０％〜９５％の範囲にあるが、後述する複合粒子を構成する第一キャリア粒子の平均粒子径としては、０．１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜３０μｍである。第一キャリア粒子の平均粒子径が、第二キャリア粒子よりも２〜２０μｍ大きいことが好ましく、より好ましくは２〜１５μｍ、特に好ましくは２〜１０μｍ大きいことである。上記範囲内で複数のキャリア粒子による被研磨対象物と定盤との間隔を保つためのスペーサーとしての機能、および第二キャリア粒子の荷重を低減する効果が十分に発揮されるからである。
【００２９】
より具体的には、第一キャリア粒子の平均粒子径は、その形状が真球の場合には０．１〜５０μｍ、より好ましくは０．５〜３０μｍ、特に好ましくは１〜２０μｍである。形状は真球状に限らず、フットボール状、三角柱や四角柱などの多角柱状、円柱状、円柱の中央部が端部よりも凹んだ杵状、円柱の中央部が端部よりも膨らんだ俵状、円盤の中央部が貫通しているドーナツ状、板状、表面に多数の突出部を有するコンペイトウ状その他の立体を構成し得る種々の形状が選択できる。また、これらの形状のキャリア粒子表面または内部に細孔を有していてもよく、または該キャリア粒子が高分子である場合には、その表面に有機高分子化合物鎖などからなる微小突起部を有していてもよい。なお、本発明において、キャリア粒子のスペーサーとしての機能を確保するために、不定形状の場合のキャリア粒子の平均サイズは、その最短長さの平均を平均粒子径として算出するものとする。
【００３０】
本発明のキャリア粒子組成物は、上記第一キャリア粒子と第二キャリア粒子とを重量比として、第一キャリア粒子と第二キャリア粒子＝１００：１〜１：２であることが好ましく、より好ましくは２０：１〜２：３、特に好ましくは１０：１〜１：１である。この範囲でスペーサー機能の確保および研磨効率の増強効果を得ることができるからである。
【００３１】
キャリア粒子組成物が研磨剤として有効に機能するには、砥粒が研磨剤中に均一に存在することが好ましく、この均一性を確保するためにキャリア粒子自体が研磨剤中で優れた分散性を有することが望ましい。研磨剤用キャリア粒子組成物は、有機高分子化合物であっても無機化合物であってもよく、このような条件を満たす第一キャリア粒子としては、以下のものがある。
【００３２】
有機高分子化合物としては、砥粒保持性や分散性などから、少なくとも一種類のウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、架橋ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン・ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアセタール樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスフフィド、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトンなどのいずれか１種またはこれらの２種以上の混合物や組成物から形成することができる。
【００３３】
無機化合物としては、少なくとも一種類のカーボンマイクロビーズ、ガラスビーズ、メソカーボンビーズなどのマイクロビーズの１種または２種以上を併用することができる。カーボンマイクロビーズ、ガラスビーズ、メソカーボンビーズなどのマイクロビーズは、大阪ガス株式会社、シミコン・コンポジット社等から市販されている。また、マイクロビーズは２００〜１０００Åの細孔を有していてもよい。
【００３４】
更に、研磨剤用キャリア粒子組成物は、有機高分子化合物と無機化合物との複合体であってもよい。例えば、上記有機高分子化合物を核にしてその表面に上記無機化合物を化学的または物理的に担持、吸着、化学的結合等によって付着させたもの、有機高分子化合物を無機化合物の存在下に合成し、有機高分子化合物中に無機化合物を包含させたもの、無機化合物を核として、その表面に有機高分子化合物の薄膜を被覆させたり、化学的な結合によってグラフト鎖等の形成によって表面を改質したものであってもよい。更に中空部を有する有機高分子化合物自体、該中空部に空気以外のガスや液体が封入されたもの等であってもよい。このような有機高分子化合物と無機化合物との複合体としては、例えば、上記有機高分子化合物その他の重合体の重合時に上記無機化合物その他の無機化合物を添加して、重合体である有機高分子化合物の表面または内部に無機化合物が含有されるようにしたキャリア粒子などが例示できる。
【００３５】
有機高分子化合物としては例えば、ポリビニルアルコールを含む親水性溶媒に、スチレンなどの芳香族単量体をベンゾイルパーオキサイドを開始剤として、４０００〜１００００ｒｐｍの攪拌速度でフラスコ内の内容物を分散させた後、温度６０〜１００℃で５〜２４時間反応させ、得られた固形物を濾別し十分に水洗した重合キャリア粒子がある。
【００３６】
また、ポリビニルアルコールを含む親水性溶媒に、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルをラウロイルパーオキサイドを開始剤として、４０００〜１００００ｒｐｍの攪拌速度でフラスコ内の内容物を分散させた後、温度５０〜１００℃で５〜２４時間重合反応させ、得られた固形物を濾別し十分に水洗した重合キャリア粒子が例示できる。
【００３７】
また、有機高分子化合物と無機化合物との複合体としては、例えば、未硬化ベンゾグアナミン系樹脂の乳化物１００質量部（樹脂固形分換算）に対して、ＢＥＴ法による比表面積が５０〜４００ｍ２／ｇの細孔を有するシリカ１〜１５質量部と硬化触媒０．０１〜５質量部を添加し、微粒子状シリカおよび硬化触媒の共存した乳化状態で樹脂の硬化反応を進め、硬化物を水媒体から得た有機高分子微粒子がある。乳化状態で硬化させ、ろ過や遠心分離によって水媒体から分離した樹脂は塊状であるが、僅かの力でほぐれて微粉末となる。また、シリカと硬化触媒の共存下で重合したため粗大粒子が含まれず分散性に優れる。
【００３８】
また、ベンゾグアナミン、またはベンゾグアナミン１００〜５０質量部とメラミン０〜５０質量部からなる混合物とホルムアルデヒドとを、ベンゾグアナミン若しくは該混合物１モルに対して１．２〜３．５モルの割合で、ｐＨ５〜１０の範囲で反応させ、メタノール混和度０〜１５０％の範囲の可溶可融性樹脂とした後、撹拌状態下にある保護コロイド水溶液に投入し、可溶可融性樹脂を加えて４０〜６０℃の範囲の温度で少なくとも１時間保持した後、常圧または加圧下で６０〜２００℃の範囲の温度で硬化させて得た硬化物を使用することもできる。このような方法で得られた硬化物は、均一な微粒子径を有し、砥粒との結合・保持特性にも優れる点で好ましい。なお、メタノール混和度とは、ベンゾグアナミン、またはベンゾグアナミンとメラミンとの混合物とホルムアルデヒドとの反応生成物２ｇをメタノール５ｇに溶解し、２５℃に保ちながら水を滴下し、白濁を生じさせるのに要した水の質量と反応生成物の質量の比に１００を乗じた数値である。また、保護コロイドとしては、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリム、ポリアクリル酸、水溶性ポリアクリル酸塩などがある。また、可溶可融性樹脂としては、水溶性モノアゾ染料、金属含有アゾ染料、アントラキノン酸性染料などがある。
【００３９】
また、第二キャリア粒子も上記第一キャリア粒子と同様にして調整することができる。なお、機械的強度および平均粒子径を調整するには、上記有機高分子化合物の製造時、特に重合時に連鎖調整剤の適当量を配合したり、重合温度、重合時間を制御したり、または重合時に架橋剤を添加するなどの方法によって調整することができる。
【００４０】
本発明では、これらの中でも、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂を使用することが好ましい。更に、上記キャリア粒子組成物の中でも、本発明で使用する第一キャリア粒子としては、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂またはポリ（メタ）アクリル系樹脂の樹脂からなる粒子から選択される一種または二種以上の粒子が好ましく使用でき、特にポリエチレンからなる粒子が好ましい。ポリエチレン粒子は安価であり、第一の砥粒との親和力が大きいためである。また、前記第二のキャリア粒子としては、ポリアミド、ポリ（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン系樹脂、シリコン樹脂および第一の発明で記載したベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる粒子から選択される一種または二種以上の粒子が好ましく使用できる。好適には、第二のキャリア粒子として、ナイロンまたはベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる粒子が使用できる。第一または第二のキャリア粒子を調製するには、従来公知の方法を用いて調製することができる。
【００４１】
本発明では、該第一キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第一の無機化合物を複数固定した第一複合粒子であること、または該第二キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第二の無機化合物（ここで、第二の無機化合物は第一の無機化合物と同じであっても異なっていてもよい）を複数固定した第二複合粒子であってもよい。このような形態を図２および図３に示す。図２では、粒子径の大きい第一キャリア粒子に無機化合物が結合した第一複合粒子と第二キャリア粒子とからなる研磨剤を、図３では、第一キャリア粒子と粒子径の小さい第二キャリア粒子に無機化合物が結合した第二複合粒子とからなる研磨剤を図示した。図２に示すように、第一キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第一の無機化合物を複数固定した第一複合粒子であれば、柔らかい第一複合粒子によって被研摩対象物との接触面を大きくして研磨効率を向上し、かつ第二キャリア粒子がスぺーサーとして機能してスクラッチを防止することができる。また、図３に示すように、第二キャリア粒子が、その表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の第二の無機化合物を複数固定した第二複合粒子であれば、硬い第二複合粒子によって研磨効率を向上し、かつ柔らかく大きい第一キャリア粒子がクッションのように作用して第二複合粒子に掛かる荷重を弱めスクラッチの防止に寄与する。なお、本発明においては、図４に示すように第一複合粒子と第二複合粒子とを含む研磨剤であってもよい。
【００４２】
前記第一、第二の無機化合物の平均粒子径は、０．００１μｍ〜３μｍであることが好ましく、より好ましくは０．００５〜２μｍである。なお、第一の無機化合物と第二の無機化合物とは同じであっても異なっていてもよい。平均粒子径の測定方法は、第一の発明で記載した方法による。
【００４３】
また、発明で使用する前記第一、第二の無機化合物としては、少なくとも一種類のコロイダルシリカ、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、酸化マンガンおよびこれらの混合物を使用することができる。また、上記したように、研磨剤用キャリア粒子組成物が、有機高分子化合物と無機化合物との複合体であって、研磨剤用キャリア粒子の表面に該粒子よりも小さい平均粒子径の無機化合物が固定する場合には、該キャリア粒子が同時に複合粒子に該当する。
【００４４】
該無機化合物の配合割合は、第一キャリア粒子または第二キャリア粒子に対して、０．１〜２０質量％とすることが好ましく、より好ましくは０．５〜１０質量％である。この範囲で溶媒や砥粒との親和性が改善されてキャリア粒子として好適だからである。
【００４５】
本発明の第二は、上記キャリア粒子組成物を含む研磨剤である。該研磨剤は、更に該キャリア粒子表面に固着していない砥粒を含んでいてもよい。上記したように、キャリア粒子組成物と砥粒とを含む研磨剤は、研磨剤中でキャリア粒子の表面に砥粒が保持される。研磨中にキャリア粒子の表面の一部から砥粒が剥離したものが再びキャリア粒子に砥粒が付着してもよく、キャリア粒子と砥粒との結合は、化学的結合であるか物理的結合であるかを問うものでない。なお、上記第一複合粒子や第二複合粒子を構成する第一、第二無機粒子が砥粒として機能するか否かは問われない。従って、これらの無機粒子が同時に砥粒として機能する場合であってよい。この点で、該砥粒とは、第一キャリア粒子に固定した砥粒がキャリア粒子から剥離したものであってもよく、また第二キャリア粒子に固定した砥粒がキャリア粒子から剥離したものであってもよい。当然、第一キャリア粒子の表面にこれよりも小さい平均粒子径の第一の無機化合物を複数固定した複合粒子や第二のキャリア粒子の表面にこれよりも小さい平均粒子径の第二の無機化合物を複数固定した複合粒子に対して、新たに添加された別個の砥粒であってもよい。すなわち、研磨剤中に存在するが、第一、第二のキャリア粒子に固定されていない無機化合物はすべて砥粒である。従って、第一のキャリア粒子の表面にこれよりも小さい平均粒子径の第一の無機化合物を複数固定した複合粒子を溶媒に分散させて調製された研磨剤でも、研磨時に該無機化合物が砥粒として研磨剤中に出現する場合がある。このようにキャリア粒子に固定しない砥粒が存在しても、研磨動作に依存してキャリア粒子に該砥粒が固定または吸着されて、被研磨対象物の表面に弾力的に作用し、研磨対象物表面の研磨特性を向上させることができるからである。なお、該砥粒は、上記の第一、第二の無機化合物と同じでも異なる材料であってもよく、その平均粒子径も第一、第二の無機化合物および該砥粒がそれぞれ同一でも異なっていてもよい。なお、該砥粒の平均粒子径は、０．００１μｍ〜３μｍであることが好ましく、より好ましくは０．００５〜２μｍである。
【００４６】
発明で使用する砥粒は、被研磨対象物の表面を研磨できればよく、例えば、少なくとも一種類のコロイダルシリカ、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、酸化マンガン、ダイアモンドおよびこれらの混合物を使用することができる。なお、砥粒は、被研磨対象物の表面を研磨するものであり、研磨加工中でキャリア粒子の表面に保持される必要がある。この場合、研磨中にキャリア粒子の表面の一部から砥粒が剥離したものが再びキャリア粒子に砥粒が付着してもよい。なお、キャリア粒子と砥粒との結合は、化学的結合であるか物理的結合であるかを問うものでなく、砥粒は被研磨対象物を研磨するのに適したものを適宜選択すればよい。
【００４７】
キャリア粒子組成物と砥粒との配合割合は、キャリア粒子組成物１００質量部に対して、砥粒１０〜２０００質量部、より好ましくは５０〜１０００質量部、特に好ましくは５０〜５００質量部を配合する。２０００質量部を超えるとキャリア粒子組成物に保持されない砥粒が増大し、研磨工程で過剰量の砥粒が無駄となる。その一方、１０質量部を下回ると研磨効率が低下する。なお、コロイダルシリカ等のように砥粒が既に溶媒を含んでいる場合には、砥粒の配合量はコロイダルシリカ中のシリカ量を砥粒の配合量として算出する。
【００４８】
本発明の研磨剤は、第一の発明のキャリア粒子組成物のいずれかを含み、砥粒を含んでいてもよく、更に溶媒を含む。溶媒の配合によって、砥粒とキャリア粒子組成物との結合を容易にし、および研磨効率の向上等を図ることができる。このような研磨剤用の溶媒としては、親水性溶媒でも疎水性溶媒でもよく、被研磨対象物の特性、使用するキャリア粒子組成物の種類、砥粒の種類等に応じて適宜選択することができる。親水性溶媒としては、純水、イオン交換水、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール、ｔ−ブタノール等の炭素数１〜１２の分岐を有していてもよいアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類がある。また、疎水性溶媒としては、鉱物油、植物油、シリコーンオイル等の油類等がある。本発明ではこれらの溶媒の１種または２種以上を併用してもよい。溶媒は、キャリア粒子と砥粒との結合を容易にするため両者の特性によって至適な水素イオン濃度に調整でき、または両者の分散性を向上させるために至適な粘度に調整することもできる。溶媒の使用量も特に制限はないが、好ましくはキャリア粒子組成物と砥粒との合計量の２〜２００質量倍、より好ましくは５〜５０質量倍である。
【００４９】
本発明における研磨剤はキャリア粒子組成物と砥粒とが含まれ、研磨工程でキャリア粒子の表面に砥粒が保持されればよくその保持の形態は問わない。一方、研磨工程でキャリア粒子表面に砥粒が保持されていない場合には、砥粒よりもキャリア粒子の平均粒子径が大きいため被研磨対象物を研磨することはできない。このため研磨剤中のキャリア粒子と砥粒とは、キャリア粒子の少なくとも表面に砥粒が保持された複合粒子として存在し、この際の結合力も、静電気力、イオン結合、ファンデルワールス力または物理的、機械的な力等によるものと考えられる。しかしながら、本発明の研磨剤においては、キャリア粒子と砥粒とが常に複合粒子として存在している必要はなく、研磨工程において実質的にキャリア粒子がスペーサーとして機能し、かつ砥粒を運搬するための媒体として機能すればよい。従って、研磨剤の保存中にはキャリア粒子と砥粒とが分離しているが、研磨工程に供給する際には撹拌などによってキャリア粒子と砥粒とが互いに接触して、また研磨工程では研磨剤の供給力や被研磨対象物の回転力などによってキャリア粒子と砥粒とが互いに接触してキャリア粒子の表面に砥粒が保持され、実質的に被研磨対象物の表面を研磨することができる場合であってもよい。
【００５０】
本発明の研磨剤は、上記キャリア粒子組成物と砥粒とを溶媒の存在下に混合し、必要に応じて撹拌等して製造することができる。この際、砥粒が分散する溶媒にキャリア粒子組成物を添加し、撹拌することで製造してもよい。なお、該研磨剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、ｐＨ調整剤、粘度調整剤、分散剤、凝集剤、界面活性剤を含んでいてもよい。
【００５１】
本発明の第三は、上記記載の研磨剤を用いる、被研磨対象物の表面を研磨する方法である。該研磨方法は、研磨機に設けられた定盤と被研磨対象物との間に該研磨剤を所定の量で供給し、研磨剤に含まれる砥粒を被研磨対象物と接触させるため被研磨対象物を回転させれば砥粒と被研磨対象物との相対運動によってその表面が研磨される。より具体的には、回転する定盤の表面に研磨剤を直接供給し、この上に被研磨対象物の表面を押し付け、これを回転させることによって行われる。該研磨方法は図１に示すような研磨機１０を使用して行われ、定盤１１を矢印Ｒの方向に回転し、この定盤１１の表面にノズル１２を通じて本発明の研磨剤を直接供給し、この上に保持具１３で保持した被研磨対象物１４の表面を押し付け、この保持具１３を矢印ｒの方向に回転することによって行われる。
【００５２】
研磨機としては、図１に示すものに限られず、定盤を有し研磨剤の供給手段、被研磨対象物の回転手段が設けられていれば、定盤のサイズなどは被研磨対象物のサイズに応じて適宜選択することができる。
【００５３】
定盤の材質は、銅や錫などの金属、ガラス、セラミックまたはプラスチックから製造される平面性の良好なものが好適である。該定盤の形状は平面に限定されず、曲面、球面または凹凸面などでもよい。しかしながら、図２〜４に示すように、キャリア粒子組成物を定盤１１の表面上に安定して保持させるため、第一キャリア粒子の平均粒子径の１／５〜２／３の範囲の深さの凹部１５を有することが好ましい。このような凹部１５は、定盤１１の表面をサンドブラストなどで研磨することによって形成できる。このような定盤を使用することによって、従来のウレタン系のポリッシングパッドが不要となり、平面度や微小なうねりなどが改善される。
【００５４】
被研磨対象物は、研磨剤上で回転しながら砥粒と接触するが、本発明においては通常公知の回転速度で回転させればよく、キャリア粒子組成物や砥粒、被研磨対象物の材質等に応じて適宜選択することができる。
【００５５】
また、被研磨対象物は、キャリア粒子組成物や砥粒の種類やサイズに応じて適宜加工圧を選択することができるが、本発明においては５〜１００ｋＰａであることが好ましく、より好ましくは１０〜７０ｋＰａである。
【００５６】
また、研磨剤の供給量も定盤のサイズに応じて適宜選択することができ、研磨工程に供給する際の研磨剤の撹拌力も、使用するキャリア粒子や砥粒の種類および配合量などによって適宜選択することができる。
【００５７】
具体的に、上記研磨剤の定盤上への供給における一定量とは１〜１００ｍＬ／分であり、好適には１０〜５０ｍＬ／分である。また、該定盤を所定の回転速度で回転させながら、被研磨対象物をラップ加工する場合において、所定の回転速度とは１０〜５００ｒｐｍであり、好適には２０〜２００ｒｐｍである。
【００５８】
本発明の研磨方法では、特にシリコンウエハ、水晶、ガラス、サファイヤ等を被研磨対象物とする場合に、その表面の鏡面研磨に優れる。
【００５９】
【実施例】
以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
【００６０】
製造例１
攪拌機、還流冷却器および温度計を備えた３リットルの４ツ口セパラブルフラスコにイオン交換水１．２リットルを仕込み、ポリビニルアルコール（株式会社クラレ製、商品名「クラレポバールＰＶＡ−２０５」）４．０ｇを添加および溶解させた後、さらに、５５％ジビニルベンゼン（異性体混合物）３２０ｇおよびベンゾイルパーオキサイド（日本油脂（株）製、商品名「ナイパーＢＷ」、水２５％含有品）１２．８ｇからなる混合物を加えた。その後、５０００ｒｐｍの攪拌速度でフラスコ内の内容物を分散させた後、８０℃で８時間重合した。得られた固形物を濾別し、十分に水洗し、水分を含有した重合粒子ケーキ４４０ｇ（水含有量３３％）を得た。平均粒子径は９．２μｍで、１０％変位での機械的強度は６９ＭＰａであった。
【００６１】
実施例１
第一のキャリア粒子としてポリエチレン樹脂粒子（住友精化株式会社製、フロービーズ「ＬＥ−２０８０」、平均粒子径約１２μｍ、機械的強度２．９ＭＰａ）を３質量％および第二のキャリア粒子として製造例１で合成した架橋ポリスチレン粒子を１質量％、砥粒としてコロイダルシリカ（日産化学（株）製、商品名「スノーテックス３０」）およびイオン交換水を溶媒として使用し、砥粒の濃度を５質量％とし、混合および攪拌して研磨剤を調製した。
【００６２】
比較例１
キャリア粒子としてポリエチレン樹脂粒子（住友精化株式会社製、フロービーズ「ＬＥ−２０８０」、平均粒子径約１２μｍ、機械的強度２．９ＭＰａ）を３質量％、砥粒としてコロイダルシリカコロイダルシリカ（日産化学製、商品名「スノーテックス３０」）およびイオン交換水を溶媒として使用し、砥粒の濃度を５質量％とし、混合および攪拌して研磨剤を調製した。
【００６３】
試験例１
実施例１および比較例１で調製した該研磨剤を、片面研磨機（株式会社岡本工作機械製作所製、商品名「ＳＰＬ−１５」）を用いて、４インチシリコンウェーハの研磨試験を行った。
【００６４】
定盤は、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）２．５μｍのガラスを用いた。シリコンウェーハ及び定盤の回転数は６０ｒｐｍ、該研磨剤の供給量は２５ｍＬ／分とし、加工圧３０ｋＰａで２０分間研磨加工した。
【００６５】
研磨終了後に純水で洗浄し、研磨前後の質量の減少量を計測して研磨効率として評価し、及びスクラッチの有無を目視により評価した。また、機械的強度を島津微小圧縮試験機ＭＣＴＭ／ＭＣＴＥシリーズにより測定した。結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
2004075827.tif 000005
【００６７】
実施例２
第一の複合粒子として、平均粒子径６μｍの球状のポリエチレン粒子の表面に平均粒子径０．０３μｍのシリカ粒子を複数固定したものを使用した。この第一の複合粒子は、複合粒子製造機（商品名：ハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−１型、奈良機械製作所）を使用して、ポリエチレン粒子１００質量部とシリカ粒子５質量部との混合粒子に６４００ｒｐｍにて３分間処理することにより製造した。ここで、ポリエチレン粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は、３．６ＭＰａであった。この機械的強度は、実施例１と同じ島津微小圧縮試験機ＭＣＴＭ／ＭＣＴＥシリーズを使用して測定した。
【００６８】
第二の複合粒子として、平均粒子径５μｍの球状のナイロン粒子の表面に平均粒子径０．０３μｍのシリカ粒子を複数固定したものを使用した。この第二の複合粒子は、上記の複合粒子製造機を使用して、ナイロン粒子１００質量部とシリカ粒子５質量部との混合粒子に機械的な衝撃を与えることにより製造した。ここで、ナイロン粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は１０．７ＭＰａであった。この機械的強度は、上記の圧縮試験機を使用して測定した。
【００６９】
砥粒として、平均粒子径０．０１５μｍのシリカ粒子を分散したコロイダルシリカ（製品名：スノーテックス３０、日産化学株式会社）を使用した。
【００７０】
実施例２の研磨剤は、コロイダルシリカを攪拌しながら、これに、第一の複合粒子と第二の複合粒子とを加え、さらに純水を加えて製造した。実施例２の研磨剤の組成を下記の表３に示す。
【００７１】
【表３】
2004075827.tif 000006
【００７２】
実施例３
第一の複合粒子として、平均粒子径１２μｍの球状のポリエチレン粒子の表面に平均粒子径０．０３μｍのシリカ粒子を複数固定したものを使用した。この第一の複合粒子は、上記複合粒子製造機を使用して、ポリエチレン粒子１００質量部とシリカ粒子５質量部との混合粒子に機械的な衝撃を与えることにより製造した。ここで、ポリエチレン粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は、３．６ＭＰａであった。この機械的強度は、上記圧縮試験機を使用して測定した。
【００７３】
第二のキャリア粒子として、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる平均粒子径１０μｍの球状の粒子を使用した。このベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は、３５．０ＭＰａであった。この機械的強度は、上記圧縮試験機を使用して測定した。
【００７４】
実施例３の研磨剤は、純水中に、第一の複合粒子と第二のキャリア粒子とを加えて製造した。実施例３の研磨剤の組成を下記の表４に示す。
【００７５】
【表４】
2004075827.tif 000007
【００７６】
比較例２
比較例２の研磨剤は、平均粒子径５μｍの球状のナイロン粒子の表面に平均粒子径０．０３μｍのシリカ粒子を複数固定した複合粒子（４質量％）を純水中に分散したものであった。この複合粒子は、上記複合粒子製造機を使用して、ナイロン粒子１００質量部とシリカ粒子５質量部との混合粒子に機械的な衝撃を与えることにより製造した。また、ナイロン粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は１０．７ＭＰａであった。この機械的強度は、上記圧縮試験機を使用して測定した。
【００７７】
比較例３
比較例２の研磨剤は、平均粒子径５μｍの球状のポリエチレン粒子の表面に平均粒子径０．０３μｍのシリカ粒子を複数固定した複合粒子（４質量％）を純水中に分散したものであった。この複合粒子は、上記複合粒子製造機を使用して、ポリエチレン粒子１００質量部とシリカ粒子５質量部との混合粒子に機械的な衝撃を与えることにより製造した。また、ポリエチレン粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は３．６ＭＰａであった。この機械的強度は、上記圧縮試験機を使用して測定した。
【００７８】
比較例４
比較例４の研磨剤は、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる平均粒子径１０μｍの球状の粒子を純水中に分散したものであった。また、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂からなる粒子の圧縮速度０．２７ｇ／ｓで測定した１０％変位時の機械的強度は３５．０ＭＰａであった。この機械的強度は、上記圧縮試験機を使用して測定した。
【００７９】
比較試験
上記実施例２、３の上記比較例２〜４の研磨剤を使用して４インチ酸化膜付きシリコンウエハのパッドレス研磨を行い、研磨力（単位時間当たりの研磨量）について比較した。
【００８０】
比較試験は、図１に示す研磨機を使用し、下記の表５に示す研磨条件で行った。なお、定盤として、定盤の表面に供給された研磨剤中の複合粒子またはキャリア粒子を定盤の表面上に保持するために定盤の表面を粗面加工したものを使用し、ステンレス鋼からなる平坦な円盤上にセラミックを溶射し、その表面をサンドプラストにより表面粗さ（Ｒａ）３．５μｍに研磨したものを使用した（定盤径：３８０ｍｍφ）。
【００８１】
【表５】
2004075827.tif 000008
【００８２】
＜試験結果＞
試験結果を下記の表６に示す。表６に示すように、高い研磨力で研磨を行えた。なお、比較例３は、研磨後の表面に多数のスクラッチが形成され、研磨量の測定が不能であった。
【００８３】
【表６】
2004075827.tif 000009
【００８４】
【発明の効果】
キャリア粒子組成物と砥粒とを含む研磨剤を用いると、新しいキャリア粒子および砥粒とが研磨剤として供給され、劣化した砥粒は排出されるため加工能率の低下がなく長期に亘って安定した研磨効率を維持することができる。この際、キャリア粒子が異なる機械的強度の複数の粒子からなり、かつ機械的強度の弱い、すなわちやわらかい粒子の平均粒子径が、より硬い粒子の平均粒子径よりも大きくすると、やわらかい粒子の研磨時の変形によって研磨効率が向上し、しかも硬い粒子がスペーサーとして機能するため被研磨対象物と定盤との間隔が所定範囲に保持され、両者の接触によるスクラッチを効果的に防止することができる。本発明の研磨剤によれば、スクラッチの発生が少なくかつ研磨効率に優れる研磨が達成される。特に、発明の研磨剤を使用して研磨対象物の表面を研磨することによって、研磨対象物の表面が、高い研磨力（すなわち、短時間）で精度よく研磨できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の研磨に使用する研磨機の斜視図である。
【図２】図２は、第一の複合粒子と第二のキャリア粒子とを含む研磨剤を使用して、研磨対象物の表面を研磨する模式図である。
【図３】図３は、第一のキャリア粒子と第二の複合粒子とを含む研磨剤を使用して、研磨対象物の表面を研磨する模式図である。
【図４】図４は、第一の複合粒子と第二の複合粒とを含む研磨剤を使用して、研磨対象物の表面を研磨する模式図である。
【符号の説明】
１０・・・研磨機
１１・・・定盤
１２・・・ノズル
１３・・・保持具
１４・・・被研磨対象物
１５・・・凹部
Ｒ・・・・定盤の回転方向
ｒ・・・・保持具回転方向
２１・・・第一複合粒子
２２・・・第二複合粒子
２３・・・第一キャリア粒子
２４・・・第二キャリア粒子
２５・・・第一の無機化合物
２６・・・第二の無機化合物
２７・・・砥粒
２８・・・溶媒
【図１】
2004075827.tif 000010
【図２】
2004075827.tif 000011
【図３】
2004075827.tif 000012
【図４】
2004075827.tif 000013