(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミナ、アニオン性基を有する高分子化合物、ＯＨ基を有する炭素数２〜６のカルボン酸、及び水を含有してなる研磨液組成物であって、前記アニオン性基を有する高分子化合物がマレイン酸（塩）重合体及びその共重合体、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物（塩）、及びアルギン酸ナトリウムからなる群より選ばれる１種以上であり、前記アルミナがα−アルミナ粒子と中間アルミナ粒子を含む、沈降度指数が８０以上、１００以下である研磨液組成物。
【請求項２】
さらに、化合物群（Ｂ）の化合物を含有する請求項１記載の研磨液組成物。
化合物群（Ｂ）: 炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩からなる群より選ばれる１種以上
【請求項３】
磁気ディスク用基板の研磨用である請求項１又は２記載の研磨液組成物。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の研磨液組成物を用いて、研磨パッドの目詰まりを防止する方法。
【請求項５】
請求項１〜３いずれか記載の研磨液組成物を用いて、被研磨基板を研磨する工程を有する基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液組成物に関する。更に、該研磨液組成物を用いた研磨パッドの目詰まりを低減する方法及び基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクは、年々小型化、高容量化の一途をたどり、その高密度化が進んでいる。そして、最小記録面積が小さくなり、また磁気ヘッドの浮上量もますます小さくなってきていることから、ハードディスク基板は、表面粗さ、微少うねりの低減及びスクラッチ、ピット等の表面欠陥の低減が求められている。これに伴い、基板の研磨工程においては、孔径がより小さく、また硬い研磨パッドが用いられてきている。しかしながら、これらの研磨パッドは、砥粒屑や研磨屑がパッド孔に滞留、付着し易く、連続研磨において目詰まりを発生し易い。その結果、研磨速度の低下、研磨基板にピット等の表面欠陥の発生等を引き起こすため、このようなパッド孔への目詰まりを低減する研磨液組成物が求められてきた。このような研磨パッドの目詰まりが起こりにくい研磨液組成物として、モリブデン酸塩と特定の有機酸を添加した組成物が特開平7-216345号公報に開示されているが、十分満足できるものではない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、研磨パッドの目詰まりを低減する研磨液組成物、該研磨液組成物を用いた研磨パッドの目詰まりを低減する方法及び前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有する基板の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕研磨材と水を含有してなる研磨液組成物であって、沈降度指数が８０以上、１００以下である研磨液組成物、
〔２〕前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、研磨パッドの目詰まりを防止する方法、並びに
〔３〕前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、被研磨基板を研磨する工程を有する基板の製造方法
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、研磨材と水を含有してなり、研磨パッドの目詰まりを低減する観点から、沈降度指数が８０以上、１００以下、好ましくは８５以上、１００以下、更に好ましくは９０以上、１００以下のものである。本発明においては、沈降度指数が８０以上、１００以下である点に一つの大きな特徴があり、かかる高い沈降度指数を有することにより、研磨パッドの目詰まりを有意に低減することができ、安定した研磨物の生産を維持できるという顕著な効果が発現される。
【０００６】
本発明において、沈降度指数とは、研磨液組成物に所定量の硝酸ニッケルを添加した試験液を用いた場合の、試験液サスペンジョン全体積に対するサスペンジョンの沈降体積の比率をいい、後述の方法により得られるものである。沈降度指数は研磨液組成物の研磨パッドの目詰まりし難さを示す指標となる。
【０００７】
本発明に用いられる沈降度指数は、所定量の硝酸ニッケルを添加した懸濁液が懸濁液分散性に関して、研磨中の研磨液と同等の性状を示すという事実に着目し、見出された指標であり、かかる指標を用いることで、容易に研磨液組成物の研磨パッドの目詰まり難さを判定することができるという利点がある。
なお、従来の研磨液組成物について検討したところ、実質的に本発明のように高い沈降度指数を有するものは見られない。
【０００８】
本発明において、沈降度指数は以下の方法により求められる。
沈降度指数の測定に用いる試験液は、研磨材濃度が4.65重量％を越える研磨液組成物の場合は、研磨材濃度が4.65重量％になるようにイオン交換水を加えて調製した組成物に、硝酸ニッケル（II）６水和物（試薬特級グレード、定量分析にて純度98％以上）を該組成物100 重量部に対して 0.62 重量部を添加し、次に、25％アンモニア水溶液若しくは20％硝酸水溶液を加えてｐＨを7.0 とし、更にイオン交換水を加えて研磨材濃度が4.5 重量％の試験液となるように調製する。一方、研磨材濃度が4.65重量％未満の研磨液組成物の場合は、研磨液組成物100 重量部に対して硝酸ニッケル（II）６水和物を0.62重量部添加し、次いで、25％アンモニア水溶液若しくは20％硝酸水溶液を加えてｐＨを7.0 として試験液を調製する。
【０００９】
次に、前記試験液が懸濁するまでよく振盪し、該試験液１００ｍＬを容量目盛りをつけたガラス比色管（日本工業規格K 0071) に入れ、再度懸濁するまでよく振盪する（振盪条件：比色管を逆さまにして、その底部に沈殿物が認められなくなるまで、比色管を上下に十分よく振盪する）。その後、前記ガラス比色管を20℃で静置させ、静置時間30分後、上層の上澄み層と砥粒を主体とする凝集体等が懸濁又は分散状態となった下層とに分離した試験液の上層と下層との界面位置の目盛の読みから、沈降体積（単位：ｍＬ) を求め、試験液全体積に対する沈降体積の比率を算出し、この値を沈降度指数とする。試験液を１００ｍＬ採取する場合は上記沈降体積のｍＬ単位での読みの値がそのまま沈降度指数値になる。
【００１０】
前記沈降度指数を高く調整する方法としては、研磨液組成物の成分により一概に限定できないが、例えば、▲１▼研磨液組成物のｐＨを低減する方法（研磨後のｐＨが７．７未満となるように研磨液組成物のｐＨを６以下、好ましくは３程度に低減させる方法）、▲２▼後述の目詰まり低減剤を添加する方法等が挙げられる。
【００１１】
本発明で用いられる研磨材は、研磨用に一般に使用されている研磨材を使用することができる。該研磨材の例としては、金属；金属又は半金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物；ダイヤモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族由来のものである。研磨材の具体例として、α−アルミナ粒子、γ−アルミナ粒子、δ−アルミナ粒子、θ−アルミナ粒子、η−アルミナ粒子、κ−アルミナ粒子等の中間アルミナ粒子、アルミナゾル、炭化ケイ素粒子、ダイヤモンド粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等が挙げられ、これらを１種以上使用することは、研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でも、α−アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等がより好ましく、α−アルミナ粒子が特に好ましい。さらにα−アルミナ粒子と後述の中間アルミナ粒子（なかでもθ−アルミナ粒子）との組み合わせが研磨速度向上、表面欠陥防止及び表面粗さ低減の観点から、最も好ましい。
【００１２】
研磨材の一次粒子の平均粒径は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは0.01〜３μm 、さらに好ましくは0.02〜0.8 μm 、特に好ましくは0.05〜0.5 μm である。さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは0.05〜3 μm 、さらに好ましくは0.1 〜1.5 μm 、特に好ましくは0.2 〜1.2 μm である。研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡で観察（好適には3000〜30000 倍）して画像解析を行い、平均粒径を測定することにより求めることができる。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。
【００１３】
研磨材の比重は、分散性及び研磨装置への供給性や回収再利用性の観点から、その比重は２〜６であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。
【００１４】
研磨材の含有量は、経済性及び表面粗さを小さくし、効率よく研磨することができるようにする観点から、研磨液組成物中において好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは２〜３０重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％である。
【００１５】
また、本発明の研磨液組成物には、沈降度指数を高く調整し易いという観点から、研磨パッドの目詰まり低減剤（以下、単に目詰まり低減剤ともいう）を添加することが好ましい。目詰まり低減剤としては、親水性高分子化合物が挙げられる。本発明で使用される親水性高分子化合物は、分子中に同種、異種を問わず、２個以上の親水基を持つ界面活性剤または分散剤であり、分散質の界面に作用し、分散質の分散媒への分散性を向上させる化合物である。親水基の数はパッド目詰まり低減の観点から、２個以上であるが、好ましくは５個以上、より好ましくは１０個以上である。更に、工業的入手性を加味すると、親水基の数は10〜2000個がより好ましい。また、親水基の種類としては、エーテル基（オキシエチレン基など）や水酸基に代表される非イオン性基、カルボン酸基、スルフォン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基に代表されるアニオン性基、４級アンモニウム塩に代表されるカチオン性基が挙げられる。これらの内、パッド目詰まり低減の観点から、非イオン性基よりアニオン性基やカチオン性基のようなイオン性親水基の方が好ましい。また、一般に高分子型活性剤と呼ばれる活性剤はパッド目詰まり低減の観点から、ゲル浸透クロマトグラフィーでのポリスチレンスルフォン酸ナトリウム換算重量平均分子量は300 〜100 万、好ましくは500 〜50万、更に好ましくは1000〜10万である。
【００１６】
具体的には、親水基が非イオン性基である界面活性剤、分散剤の例としては、ポリプロピレングリコールの両末端ポリエチレンオキサイド付加物、ポリビニルアルコール及びその誘導体、ポリエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル重合体及びその共重合体などが挙げられる。
【００１７】
また、親水基がアニオン性基である界面活性剤、分散剤の例としてはポリアクリル酸に代表される（メタ）アクリル酸（塩）重合体及びその共重合体、スチレンとマレイン酸共重合体のナトリウム塩、ジイソブチレンとマレイン酸共重合体のナトリウム塩に代表されるマレイン酸（塩）重合体及びその共重合体、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩に代表されるポリナフタレンスルフォン酸（塩）、ポリメラミンスルフォン酸（塩）、スルフォン化スチレン（塩）重合体及びその共重合体、（メタ）アクリル酸と（メタ）アクリロイルオキシエチルリン酸の共重合体に代表される（メタ）アクリロイルオキシエチルリン酸の重合体、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースに代表されるアニオン性基を有する多糖類及びその誘導体などが挙げられる。
【００１８】
次に、親水基がカチオン性基である界面活性剤、分散剤の例としては、４級アンモニウム単量体の重合体、及びその共重合体、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド類の重合体及びその共重合体などが挙げられる。
【００１９】
更に、親水基が混在した界面活性剤、分散剤の例としては、カチオン変性や、カルボキシル変性したポリビニルアルコールに代表される親水基変性ポリビニルアルコール、アクリルアミド／アクリル酸共重合体に代表される親水基単量体と（メタ）アクリル酸（塩）の共重合体、アクリル酸／塩化ジメチルジアリルアンモニウム共重合体等に代表される親水基単量体と４級アンモニウム単量体の共重合体などが挙げられる。これらの内、目詰まり低減の観点から、親水基としてイオン性基を持つものが好ましく、アニオン性基を持つものが更に好ましい。
【００２０】
また、アニオン性基を持つものの中でも、スチレンとマレイン酸共重合体のナトリウム塩、ジイソブチレンとマレイン酸共重合体のナトリウム塩に代表されるマレイン酸（塩）共重合体、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩に代表されるポリナフタレンスルフォン酸（塩）、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロースに代表されるアニオン性基を有する多糖類及びその誘導体が特に好ましい。
【００２１】
他の好ましい目詰まり低減剤としては、ｐＨ 8.0（２５℃）において水酸化ニッケルを溶解することができる化合物が挙げられる。該化合物は硝酸ニッケル（II）６水和物（試薬特級グレード、定量分析にて純度98％以上) を2 重量％、前記化合物を0.4 重量％添加した水溶液が、25％アンモニア水溶液によってｐＨ8.0 に調整した直後に、２５℃において目視評価で明らかに水酸化ニッケルの沈殿が無い、もしくは水溶液が懸濁していない透明な水溶液状態となる化合物である。そのような化合物としては、カルボキシル基、リン酸基等を含有する化合物、好ましくはカルボキシル基を含有する化合物が挙げられ、中でも水酸化ニッケルの溶解を向上させる観点から、グリシン、アスコルビン酸及びクエン酸が好ましく、グリシン及びクエン酸がより好ましく、クエン酸が最も好ましい。
【００２２】
また、上記目詰まり低減剤のうち、酸化合物については、塩として含有しても良い。その塩としては、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、有機アミン等の塩が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの金属の中でも、目詰まりを低減する観点から、１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ又は３Ｂ族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウムが最も好ましい。アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等がある。これらの塩の中では、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩が特に好ましい。
【００２３】
上記目詰まり低減剤の含有量は、目詰まりを低減する観点と研磨性能の観点から、研磨液組成物全量中0.01重量％以上が好ましく、また、経済的な観点、研磨基板面質向上の観点から、5 重量％以下が好ましい。より好ましくは0.01〜3 重量％、更に好ましくは0.01〜1.5 重量％、特に好ましくは0.02〜1 重量％である。なお、上記化合物は単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２４】
また、本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。例えば、化合物群（Ａ）：ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数2 〜20のカルボン酸、炭素数2 〜3 のジカルボン酸、炭素数1 〜20のモノカルボン酸及びそれらの塩、化合物群（Ｂ）: 炭素数4 以上のＯＨ基又はＳＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩が挙げられる。これら化合物群の内、1 つ以上の化合物群の化合物を配合することが好ましく、より好ましくは２つの化合物群の化合物を配合することが望ましい。また、各化合物群からは、それぞれ1 種以上選ばれる化合物を配合できる。
【００２５】
本発明に用いる化合物群（Ａ）は基板に発生する端面だれ（ロールオフ）を低減する作用を有する。化合物群（Ａ）の化合物としては、ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸、炭素数１〜２０のモノカルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸及びこれらの塩からなる群より選ばれる１種以上の化合物である。
【００２６】
ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸としては、オキシカルボン酸、及び該酸のＯＨ基の酸素原子が硫黄原子に置換した化合物が挙げられる。これらのカルボン酸の炭素数は、水への溶解性の観点から、２〜２０であり、２〜１２が好ましく、より好ましくは２〜８、さらに好ましくは２〜６であることが望ましい。また、ロールオフ低減の観点から、オキシカルボン酸としては、カルボキシル基のα位に水酸基を持つものが好ましい。
【００２７】
モノカルボン酸の炭素数は、水への溶解性の観点から、１〜２０であり、１〜１２が好ましく、より好ましくは１〜８、さらに好ましくは１〜６であることが望ましい。
【００２８】
ジカルボン酸は、ロールオフ低減の観点から、炭素数２〜３のもの、即ちシュウ酸とマロン酸である。また、これらの中では、研磨速度向上の観点から、オキシカルボン酸が好ましい。更に、ロールオフ低減の観点からはジカルボン酸が好ましい。
【００２９】
ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、メルカプトコハク酸、チオグリコール酸、乳酸、β- ヒドロキシプロピオン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、アロクエン酸、グルコン酸、グリオキシル酸、グリセリン酸、アスコルビン酸、マンデル酸、トロパ酸、ベンジル酸、サリチル酸等が挙げられる。モノカルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、2-メチルヘキサン酸、オクタン酸、2-エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸等が挙げられる。これらの中で、酢酸、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸が好ましく、さらに好ましくは、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸である。なお、本発明に用いられるモノカルボン酸及びジカルボン酸は、ＯＨ基又はＳＨ基を有しないカルボン酸から選ばれる。
【００３０】
また、これらの酸の塩としては、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、有機アミン等との塩が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの金属の中でも、ロールオフ低減の観点から１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ又は３Ｂ族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウムが最も好ましい。
【００３１】
アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。
【００３２】
これらの塩の中では、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩が特に好ましい。
【００３３】
これらの化合物群（Ａ）の化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
化合物群（Ａ）の総含有量は、ロールオフを改善する効果の観点から、また経済的観点から、研磨液組成物中において好ましくは0.01〜5 重量％、より好ましくは0.015 〜3 重量％、さらに好ましくは0.03〜2 重量％である。
【００３５】
本発明に用いられる化合物群（Ｂ）は、研磨速度の向上作用を有する。化合物群（Ｂ）としては、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩が挙げられる。
【００３６】
研磨速度向上の観点より、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸の中でも、炭素数４〜２０が好ましく、さらに炭素数４〜１０が好ましい。その価数は２〜１０、好ましくは２〜６、さらに好ましくは２〜４である。また、同様の観点から、アミノポリカルボン酸としては、１分子中のアミノ基の数は、１〜６が好ましく、さらに１〜４が好ましい。またカルボン酸の数としては、１〜１２が好ましく、さらに２〜８が好ましい。また、炭素数としては１〜３０が好ましく、さらに１〜２０が好ましい。同様の観点から、アミノ酸の炭素数としては２〜２０が好ましく、さらに２〜１０が好ましい。
【００３７】
具体的にはコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、プロパン−１，１，２，３−テトラカルボン酸、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロオキシエチルエチレンジアミンテトラ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸（ＴＴＨＡ）、ジカルボキシメチルグルタミン酸（ＧＬＤＡ）、グリシン、アラニン等が挙げられる。
【００３８】
これらの中でもコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸及びジエチレントリアミンペンタ酢酸が好ましく、さらにコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、ジグリコール酸、エチレンジアミンテトラ酢酸及びジエチレントリアミンペンタ酢酸がより好ましい。
【００３９】
また、これらの酸の塩としては、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、有機アミン等との塩が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの金属の中でも研磨速度向上の観点から１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ、３Ｂ又は８族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウム、３Ａ族に属するセリウム、３Ｂ族に属するアルミニウム、８族に属する鉄が最も好ましい。
【００４０】
アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００４１】
有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。
【００４２】
これらの中でも塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩及びアルミニウム塩が特に好ましい。
【００４３】
これらの化合物群（Ｂ）の化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
化合物群（Ｂ）の総含有量は、研磨促進効果の観点、経済的観点及び表面品質向上の観点から、研磨液組成物中において好ましくは0.01〜10重量％、より好ましくは0.02〜7 重量％、さらに好ましくは0.03〜5 重量％である。
【００４５】
本発明の研磨液組成物は、中間アルミナ又はアルミナゾルを含有してもよい。本発明において、中間アルミナとは、α―アルミナ粒子以外のアルミナ粒子の総称であり、本発明においては研磨材成分として取り扱われるもので、具体的には、γ―アルミナ粒子、δ―アルミナ粒子、θ―アルミナ粒子、η―アルミナ粒子、κ−アルミナ粒子、これらの混合物等が挙げられる。その中でも、研磨速度向上及び表面粗さ低減効果の観点から、以下の中間アルミナが好ましい。その結晶型は、好ましくはγ―アルミナ、δ―アルミナ、θ―アルミナ及びその混合物、さらに好ましくはγ―アルミナ、δ―アルミナ、及びその混合物、特に好ましくはθ―アルミナ及びγ―アルミナである。また、その比表面積（ＢＥＴ法）は、好ましくは３０〜３００ｍ2 /g、より好ましくは５０〜２００ｍ2 / ｇである。その平均粒径は、好ましくは0.01〜5 μm 、より好ましくは0.05〜５μm 、さらに好ましくは0.１〜３μm 、特に好ましくは0.１〜1.5 μm である。この平均粒径は、レーザー光回折法（例えば、堀場製作所製ＬＡ−９２０）を用いて体積平均粒径として測定することができる。また、中間アルミナ粒子におけるアルカリ金属及びアルカリ土類金属の含有量は、それぞれ０．１重量％以下が好ましく、０．０５重量％以下がより好ましく、０．０１重量％以下が特に好ましい。
【００４６】
例えば、比表面積が比較的大きく、アルカリ金属及びアルカリ土類金属含有量の少ない水酸化アルミニウム、アルミナゾル等を原料とした場合、製造された中間アルミナの融着が少なく粒子強度も小さいため、研磨した基板の表面欠陥が無く、表面粗さ低減に特に有効である。
【００４７】
そのための原料としては、化学式Ａｌ（ＯＨ）3 、Ａｌ2 Ｏ3 ・３Ｈ2 Ｏ、ＡｌＯＯＨ、Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ、Ａｌ2 Ｏ3 ・ｎＨ2 Ｏ〔ｎは１〜３を示す〕で表わされる、例えば、水酸化アルミニウム、アルミナゾル等が使用できるが、その原料の比表面積が好ましくは１０ｍ2 /g以上、より好ましくは３０ｍ2 /g以上、特に好ましくは５０ｍ2 /g以上のものである。また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の含有量が好ましくは０．１重量％以下、より好ましくは０．０５重量％以下、特に好ましくは０．０３重量％以下のものである。さらにまた、水酸化アルミニウムを加熱脱水して中間アルミナを製造する場合に、焼成時に強制的に乾燥空気あるいは窒素ガスを導入させることは、さらに研磨した基板の表面欠陥、表面粗さの低減に有効である。尚、前記加熱脱水処理は、常法により行うことができる。
【００４８】
これらの中間アルミナは、必要に応じて、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、ジェットミル等の粉砕機により、湿式あるいは乾式粉砕し、所定の粒径に調整する。
【００４９】
また、アルミナゾルとは、化学式ではＡｌＯＯＨ、ＡｌＯＯＨ・ｎＨ2 Ｏ〔ｎは１〜３を示す〕、Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｈ2 Ｏ等で表わされ、結晶構造としてはベーマイト、擬ベーマイト及びアモルファスが挙げられる。水酸化アルミニウム、例えばジブサイト、２５０℃程度で水熱処理するとか、アルミニウムアルコラートを加水分解することによって製造することができる。その平均粒径は、好ましくは0.01〜5 μm 、より好ましくは0.05〜５μm 、さらに好ましくは0.１〜３μm 、特に好ましくは0.１〜1.5 μm である。この平均粒径は、レーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。その比表面積（ＢＥＴ法）は、好ましくは30〜300 ｍ2 / ｇ、より好ましくは50〜200 ｍ2 / ｇである。
【００５０】
中間アルミナ及びアルミナゾルは、化合物群（Ａ）と化合物群（Ｂ）の化合物と併用することによって研磨速度の向上やピット等の表面欠陥の防止を更に促進することができる。この場合、中間アルミナとアルミナゾルはそれぞれ単独でも、又は混合物として用いてもよい。特に、中間アルミナは、研磨速度の向上、研磨パッドの目詰まりの低減、表面欠陥防止等の効果の大きさ、さらに表面粗さ低減効果の観点から、より好ましい。
【００５１】
研磨液組成物中における中間アルミナ及び／又はアルミナゾルの総含有量は、経済性及び研磨促進効果、研磨パッドの目詰まりの低減、表面粗さを低減する効果、また、ピット等の表面欠陥を防止する能力を得る観点から、中間アルミナ及びアルミナゾルを除く研磨材100 重量部に対して１〜100 重量部が好ましく、より好ましくは２〜70重量部、更に好ましくは４〜40重量部である。
【００５２】
他の成分としては、無機酸及びその塩、酸化剤、増粘剤、防錆剤、界面活性剤等が挙げられる。これらの成分は単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。また、その含有量は、研磨速度を向上させる観点、それぞれの機能を発現させる観点、及び経済性の観点から、好ましくは研磨液組成物中0.05〜20重量％、より好ましくは0.05〜10重量％、さらに好ましくは0.05〜５重量％である。
【００５３】
また、他の成分として、必要に応じて、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、ベンザルコニウムクロライド、ベンゼニウムクロライド等の殺菌剤、抗菌剤を配合することができる。これらの殺菌剤、抗菌剤等の含有量は、それぞれの機能を発現させる観点及び研磨性能や基板性状に影響を与えない観点から、好ましくは研磨液組成物中0.001 〜0.1 重量％、より好ましくは0.01〜0.05重量％、更に好ましくは0.01〜0.02重量％である。
【００５４】
本発明の研磨液組成物中の水は、媒体として用いられるものであり、その含有量は、被研磨物を効率よく研磨することができるようにする観点から、19.9〜97.9重量％が好ましく、40〜97重量％がより好ましく、60〜97重量％が更に好ましい。
【００５５】
尚、前記研磨液組成物中の各成分の濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、該組成物製造時の濃度であってもよい。通常、濃縮液として組成物は製造され、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。
【００５６】
研磨液組成物のｐＨは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のｐＨは、基板の洗浄性及び加工機械の腐食防止性、作業者の安全性の観点から、2 〜１２が好ましい。また、被研磨物がNi-Pメッキされたアルミニウム合金基板等の金属を主対象とした精密部品用基板である場合、研磨速度の向上と表面品質の向上の観点から、２〜９がより好ましく、３〜８が特に好ましい。さらに、半導体ウェハや半導体素子等の研磨、特にシリコン基板、ポリシリコン膜、ＳｉＯ2 膜等の研磨に用いる場合は、研磨速度の向上と表面品質の向上の観点から、７〜１２が好ましく、８〜１２がより好ましく、９〜１１が特に好ましい。被研磨物がNi-Pメッキされたアルミニウム合金基板の場合は、研磨パッドの目詰まりの低減の観点から、2 〜9 が好ましく、より好ましくは2 〜7 、更に好ましくは2 〜5 、特に好ましくは2 〜4 である。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、有機酸、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
【００５７】
以上のような構成を有する本発明の研磨液組成物は、研磨パッドの目詰まりを低減する効果を有するものであるため、かかる研磨液組成物を用いることで、研磨パッドの目詰まりを防止することができる。研磨液組成物を用いる態様については、特に限定はなく、研磨パッドを使用する公知の研磨方法に基づくものであればよく、例えば、後述の被研磨基板の研磨方法等が挙げられる。
【００５８】
本発明で用いられる研磨パッドは、例えば固定砥石、若しくは研磨パッド中に砥石を固定した研磨パッド等が挙げられるが、特に不織布状、若しくは多孔質の有機高分子から成る研磨パッドが好ましい。
【００５９】
また、本発明の被研磨基板の製造方法は、本発明の研磨液組成物を用いて、あるいは本発明の研磨液組成物の組成となるように各成分を混合して研磨液を調製して被研磨基板を研磨する工程を有しており、特に精密部品用基板を好適に製造することができる。
【００６０】
本発明の対象である被研磨基板に代表される被研磨物の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属又は半金属、及びこれらの金属を主成分とした合金、ガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質、アルミナ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒化チタン等のセラミック材料、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金が被研磨物であるか、又はそれらの金属を含んだ半導体素子等の半導体基板が被研磨物であることが好ましい。特にNi-Pメッキされたアルミニウム合金からなる被研磨基板を研磨する際に、本発明の研磨液組成物を用いた場合、研磨パッドの目詰まりを効率よく低減させることができると共に、前記目詰まり低減剤、化合物群（Ａ）、（Ｂ）の化合物、中間アルミナ又はアルミナゾル等を本発明の研磨液組成物に適宜添加することで、ロールオフが小さく、研磨速度を向上させ、更に表面欠陥を生じさせることなく、表面粗さを低減させることができるので好ましい。
【００６１】
これらの被研磨物の形状には、特に制限は無く、例えばディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形状が本発明の研磨液組成物を用いた研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に特に優れている。
【００６２】
本発明の研磨液組成物は、精密部品用基板の研磨に好適に用いられる。例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体の基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の研磨に適している。半導体基板の研磨は、シリコンウェハ（ベアウェハ）のポリッシング工程、埋め込み素子分離膜の形成工程、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込み金属配線の形成工程、埋め込みキャパシタ形成工程等において行われる研磨がある。本発明の研磨液組成物は、特に磁気ディスク用基板の研磨に適している。
【００６３】
また、本発明の基板の製造方法としては、例えば、不織布状の有機高分子系の研磨布等を貼り付けた研磨盤で上記被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、一定の圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより基板を製造する方法が挙げられる。
【００６４】
以上のように、本発明の研磨液組成物を精密部品用基板等、特にNi-Pメッキされたアルミニウム合金からなる被研磨基板の研磨に用いる場合に、研磨パッドの目詰まりを著しく防止することができ、その結果、目詰まりによって発生する連続研磨時の研磨速度の低下、ピット等の表面欠陥発生の防止を解決し、ドレッシングの頻度の低減、作業性、生産性を向上することができる。
【００６５】
特に、前記目詰まり低減剤、化合物群（Ａ）、（Ｂ）の化合物、中間アルミナ又はアルミナゾル等を本発明の研磨液組成物に適宜添加することで、研磨パッドの目詰まりを低減することに加え、表面に表面欠陥を生じさせること無く、研磨速度を向上させると共に、表面粗さを低減、更にロールオフを低減した高品質の基板を生産効率良く製造することができる。
【００６６】
本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程において特に効果があるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。
【００６７】
【実施例】
実施例１〜１２及び比較例１〜９（但し、実施例１〜６、１０〜１２は参考例）
研磨材として一次粒子の平均粒径0.23μm 、二次粒子の平均粒径0.65μm のα−アルミナ粒子と平均粒径0.20μm のθ−アルミナ粒子を用い、表１に示す組成にて、イオン交換水を残部として研磨液組成物１００重量％を調製した（ｐＨはアンモニア水にて調整した）。この研磨液組成物を５倍にイオン交換水にて希釈したものを研磨試験に使用した。
【００６８】
次に、研磨材濃度が4.65重量％となるようにイオン交換水にて前記研磨液組成物を希釈後、そこに硝酸ニッケル（II）６水和物を1.0 重量％添加、攪拌し、さらにｐＨ７．０となるように２５％アンモニア水溶液にて調整して沈降体積試験液を調製した。沈降度指数については、前記のように測定した。
表１、２に該沈降体積試験液を用いた沈降度指数と該研磨液組成物の目詰まり防止能（２０回目の研磨速度と１回目の研磨速度の比) を示した。
【００６９】
なお、実施例において、研磨液組成物の研磨速度は、以下の両面加工機の設定条件下、両面加工機を用いて測定した。
両面加工機の設定条件を下記に示す。
両面加工機：スピードファム社製、9B型両面加工機
加工圧力：9.8kPa
研磨パッド：DPM2000(ロデールニッタ社製)
定盤回転数：50r/min
研磨液組成物供給速度:100mL/min
研磨時間:5min
投入枚数：10枚
【００７０】
研磨速度は、研磨後の上記アルミニウム合金基板の厚さを膜厚計( ミツトヨ（株）製、レーザー膜厚計Model LGH-110/LHC-11N)を用いて測定し、研磨前後のアルミニウム合金基板の厚さの変化から厚さの減少速度を求め、研磨速度とした。
【００７１】
また、目詰まり防止能は、前記研磨条件にて、ドレッシングを行うことなく連続して20回研磨し、１回目の研磨速度に対する20回目の研磨速度の比を目詰まり防止能として目詰まり低減効果を見積もった( 一回目の研磨速度に対する20回目の研磨速度が、大きい値ほど目詰まり防止効果が高いことを示す) 。
【００７２】
【表１】
0004462593.tif 000002
【００７３】
【表２】
0004462593.tif 000003
【００７４】
表１、２の結果より、沈降度指数が８０以上、１００以下の実施例１〜１２の研磨液組成物は、いずれも比較例１〜９で得られた研磨液組成物に比べ、目詰まり防止能が向上していることがわかる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の研磨液組成物は、目詰まり防止効果に優れたものであるため、精密部品用基板等、特にNi-Pメッキされたアルミニウム合金からなる基板の研磨に用いる場合に目詰まりによって発生する連続研磨時の研磨速度の低下、ピット等の表面欠陥発生の防止を解決し、ドレッシングの頻度の低減、作業性及び生産性を向上することができるという効果が発現される。