(57)【要約】      （修正有）【課題】ニッケル含有材料の表面の荒れを抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い速度で研磨することができる研磨用組成物の提供。【解決手段】砥粒、及び有機化合物を含み、前記有機化合物は、リン原子を含むオキソ酸基及び疎水基を有する、ニッケル含有材料研磨用組成物。前記リン原子を含むオキソ酸基はホスフィン基、ホスホン酸基又はリン酸基であり、前記疎水基は、置換／非置換のＣ６−２０のアリール基又はアルキル基であるニッケル含有材料研磨用組成物。更に酸化剤を０．００１〜２．０ｍｏｌ／Ｌ含有するニッケル含有研磨用組成物。【効果】ニッケル含有材料のエッチング速度が抑制されるため、表面の荒れを抑制することによるもので、ニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒、および有機化合物を含み、
前記有機化合物は、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する、ニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項２】
前記リン原子を含むオキソ酸基は、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、またはリン酸基である、請求項１に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項３】
前記疎水基は、置換されたもしくは非置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、または置換されたもしくは非置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基である、請求項１または２に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項４】
さらに酸化剤を含有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項５】
前記酸化剤の濃度が、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上、２．０ｍｏｌ／Ｌ以下である、請求項４に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項６】
ハロゲン化水素、カルボキシル基を１分子中に２つ以上有する有機化合物、および疎水基を有さずかつリン原子を含むオキソ酸基を１分子中に２つ以上有する有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項７】
ｐＨが７以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のニッケル含有材料研磨用組成物。
【請求項８】
砥粒と、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物と、を混合する工程を有するニッケル含有材料研磨用組成物の製造方法。
【請求項９】
ニッケル含有材料を請求項１〜７のいずれか１項に記載のニッケル含有材料研磨用組成物で研磨する、研磨方法。
【請求項１０】
前記ニッケル含有材料を請求項９に記載の研磨方法で研磨する工程を含む、ニッケル含有材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物に関し、特にニッケル含有材料の研磨に適した研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面に光沢が要求される部材の製造は、鏡面研磨した基材上にニッケル含有材料などをメッキすることにより行われてきた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、基材に、ニッケルなどのメッキ層を設け、黒色クロムまたは黒色ニッケルをさらにメッキし、該メッキ層の表面を部分的に、硬質物質からなる粉末状の研磨材により研磨処理し凹凸を形成した後に、仕上げ塗装するという方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２７０５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の粉末状の研磨材を用いる場合、あるいはサンドペーパーを用いる場合、金属装飾物などの小さくて曲面を有する部材を高い研磨速度で研磨することは困難であった。また、粉末状の研磨材による研磨の場合、表面の凹凸が大きすぎ、表面が荒れるなどの問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ニッケル含有材料の表面の荒れを抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い速度で研磨することができる研磨用組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明者は鋭意研究を積み重ねた。その結果、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を含む研磨用組成物によって、上記課題が解決され得ることを見出した。そして、上記知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、砥粒、および有機化合物を含み、前記有機化合物は、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する、ニッケル含有材料研磨用組成物である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ニッケル含有材料のエッチング速度が抑制されるため表面の荒れを抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができる、研磨用組成物が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、砥粒、および有機化合物を含み、前記有機化合物は、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する、ニッケル含有材料研磨用組成物である。このような構成を有する本発明の研磨用組成物は、ニッケル含有材料のエッチング速度を抑制し、表面の荒れを抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができる。
【００１１】
本発明の研磨用組成物を用いることにより、上記のような効果が得られる詳細な理由は不明であるが、以下のメカニズムが推測される。
【００１２】
本発明に係る研磨用組成物は、酸性条件下で用いることが好ましいが、ニッケルは、酸性条件下では溶解が進みやすい材料である。
【００１３】
しかしながら、本発明に係る研磨用組成物に含まれるリン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物は、まずリン原子を含むオキソ酸基の部分がニッケル表面と錯形成をする。そしてニッケル面に対して、疎水基の部分が外を向き、疎水基の保護膜を生成する。これにより、ニッケル含有材料の表面のエッチング速度が抑制され、表面の荒れを抑制し、かつニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができる。
【００１４】
なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら限定されるものではない。
【００１５】
［研磨対象物］
本発明に係る研磨用組成物の研磨対象物は、ニッケル含有材料を必須に含む。該研磨対象物は、さらにニッケル以外の他の材料を含んでもよい。
【００１６】
〈ニッケル含有材料〉
ニッケル含有材料としては、特に限定されず、例えば、ニッケル単体；Ｎｉ−Ｔｉ、Ｎｉ−Ｚｒ、Ｎｉ−Ｈｆ、Ｎｉ−Ｖ、Ｎｉ−Ｎｂ、Ｎｉ−Ｔａ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｐｔ、Ｎｉ−Ｐｄ、Ｎｉ−Ｉｒ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｍｎなどの二元合金；Ｓｎ−Ｎｉ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｐ、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ（オーステナイト系ステンレス）、洋白（Ｃｕ−Ｎｉ−Ｚｎ合金）などの三元合金などが挙げられる。また、前記ニッケル含有材料は、これらのうち複数から構成されていてもよい。
【００１７】
研磨対象物は、さらにニッケル含有材料以外の他の材料を含んでもよい。他の材料の例としては、例えば、マルテンサイト系ステンレス、黄銅、ベリリウム銅、リン青銅、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、鉄、金、金合金、銀、銀合金、プラチナ、プラチナ合金、タングステン、ハフニウム、タンタル、コバルト、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、ケイ素等の金属または半金属、これらの金属または半金属の酸化物、窒化物、または炭化物；ポリアクリル酸などの樹脂粒子；ガラス繊維、カーボン繊維などが挙げられる。
【００１８】
ニッケル含有材料は、溶融成形、プレス成形などにより部材の形に成形されていてもよく、メッキ、複合メッキ、蒸着、スパッタリング、静電塗装などによって上記のような他の材料の表面に成膜されていてもよい。他の材料の表面に成膜される場合、膜厚の均一性が確保できる観点から静電塗装が好ましい。また、ニッケル含有材料を他の材料の表面に成膜する場合、単層であってもよく、複数層を積層してもよい。
【００１９】
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。
【００２０】
［研磨用組成物］
本発明に係る研磨用組成物は、砥粒、ならびにリン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を含む。本発明に係る研磨用組成物は砥粒に加え、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を含むことによって、上記ニッケル含有材料のエッチング速度を抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができる。
【００２１】
《砥粒》
本発明の研磨用組成物は砥粒を含む。砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨する作用を有し、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度を向上させる。
【００２２】
使用される砥粒は、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子のいずれであってもよい。無機粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア等の金属酸化物からなる粒子、窒化ケイ素粒子、炭化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子が挙げられる。有機粒子の具体例としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子が挙げられる。該砥粒は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。また、該砥粒は、市販品でも、合成品でもよい。
【００２３】
これら砥粒の中でも、シリカ、アルミナが好ましく、より好ましくはシリカであり、特に好ましいのはコロイダルシリカである。
【００２４】
（粒子径）
・一次粒子径
砥粒の平均一次粒子径の下限は、２０ｎｍ以上であることが好ましく、２５ｎｍ以上であることがより好ましく、３０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、砥粒の平均一次粒子径の上限は、８００ｎｍ以下であることが好ましく、６００ｎｍ以下であることがより好ましく、３００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２５】
このような範囲であれば、研磨用組成物による研磨対象物の研磨速度が向上し、また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に欠陥が生じるのをより抑えることができる。なお、砥粒の平均一次粒子径は、例えば、ＢＥＴ法で測定される砥粒の比表面積に基づいて算出される。
【００２６】
・二次粒子径
砥粒の平均二次粒子径の下限は、研磨対象物の研磨速度を向上させる観点から、２５ｎｍ以上であることが好ましく、３０ｎｍ以上であることがより好ましく、３５ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、砥粒の平均二次粒子径の上限は、研磨対象物の表面に欠陥が生じるのを防ぐ観点から、１０００ｎｍ以下であることが好ましく、８００ｎｍ以下であることがより好ましく、５００ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
なお、ここでいう二次粒子とは、砥粒が研磨用組成物中で会合して形成する粒子をいい、この二次粒子の平均二次粒子径は、例えば動的光散乱法により測定することができる。
【００２８】
（アスペクト比）
本発明に係る研磨用組成物中の砥粒のアスペクト比の上限は、砥粒の形状が原因となるニッケル含有材料の表面の荒れを防ぐ観点から、１．５未満であることが好ましく、１．３以下であることがより好ましく、１．２以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
なお、アスペクト比は、走査型電子顕微鏡による砥粒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。
【００３０】
（表面修飾）
砥粒は表面修飾されていてもよい。例えば、通常のコロイダルシリカは、研磨用組成物のｐＨが低いほどゼータ電位の値が低下し、砥粒間の反発力が低下する。これに対し、酸性条件でもゼータ電位が比較的大きな正または負の値を有するように表面修飾された砥粒は、酸性条件下においても互いに強く反発して良好に分散する結果、研磨用組成物の保存安定性を向上させることになる。このような表面修飾砥粒は、例えば、アルミニウム、チタンまたはジルコニウムなどの金属あるいはそれらの酸化物を砥粒と混合して砥粒の表面にドープさせることにより得ることができる。
【００３１】
・アニオン性シリカ
本発明に係る研磨用組成物に含まれる砥粒として、特に好ましいのは、アニオン性シリカである。そのなかでも表面の少なくとも一部がアルミニウムで覆われたシリカと、コロイダルシリカの表面に有機酸を固定化したアニオン性シリカが好ましい。
【００３２】
本発明において「表面の少なくとも一部がアルミニウムで覆われたシリカ」（以下、Ａｌ被覆シリカともいう。）とは、配位数４のケイ素原子を含むサイトを有するシリカ表面に、アルミニウムが存在している状態を意味するものであり、シリカ表面に４個の酸素原子が配位したアルミニウム原子が結合し、アルミニウム原子が４配位の状態で固定された新たな表面が生成した状態のものであってもよく、また、シリカ表面に存在するケイ素原子が、アルミニウム原子で置換されて新たな表面が生成した状態のものであってもよい。
【００３３】
このようなＡｌ被覆シリカを得る方法としては、例えば、シリカの分散液にアルミン酸ソーダ等のアルミン酸化合物を添加する方法を好適に用いることができる。この方法は、特許第３４６３３２８号公報、特開昭６３−１２３８０７号公報に詳細に記載され、この記載を本発明に適用することができる。
【００３４】
本発明に用いられるシリカとしては、特に限定されず、例えば、乾式シリカ、シリカヒューム、湿式シリカ、シリカゲル、コロイダルシリカが挙げられるが、分散性の観点からコロイダルシリカが好ましい。
【００３５】
また、Ａｌ被覆シリカを得るその他の方法として、シリカの分散液にアルミニウムアルコキシドを添加する方法が挙げられる。
【００３６】
ここで用いるアルミニウムアルコキシドはいかなるものでもよいが、好ましくは、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシド、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシドであり、特に好ましくはアルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムブトキシドである。
【００３７】
上記の方法により得られたＡｌ被覆シリカは、４配位のアルミン酸イオンとシリカ表面のシラノール基との反応によって生成したアルミノシリケイトサイトを有し、これが負の電荷を固定し、粒子に負の大きなゼータポテンシャルを与える。これにより、Ａｌ被覆シリカは、酸性条件下においても分散性に優れるという特徴を有する。
【００３８】
したがって、上記のような方法によって製造したＡｌ被覆シリカには、アルミニウム原子が４個の酸素原子に配位された状態で存在することが重要である。
【００３９】
なお、本発明におけるＡｌ被覆シリカ表面に存在する、４個の酸素原子が配位したアルミニウム原子は、例えば、ゼータ電位を測定することによって容易に確認することができる。
【００４０】
本発明におけるＡｌ被覆シリカにおいて、アルミニウムで覆われた量としては、シリカの表面原子置換率（（導入アルミニウム原子数／表面ケイ素原子サイト数）×１００［％］）で表される。この表面原子置換率は、好ましくは０．００１％以上２０％以下、更に好ましくは０．０１％以上１０％以下、特に好ましくは０．１％以上５％以下である。
【００４１】
この表面原子置換率は、原料のシリカの分散液に添加するアルミン酸化合物、アルミニウムアルコキシドなどの添加量（濃度）を制御することにより、適宜制御することができる。
【００４２】
ここで、Ａｌ被覆シリカの表面原子置換率（（導入アルミニウム原子数／表面ケイ素原子サイト数）×１００［％］）は、以下のようにして求めることができる。
【００４３】
まず、分散液中に添加したアルミニウム系化合物のうち、反応後に残存する未反応アルミニウム系化合物から消費されたアルミニウム系化合物の量を算出する。この消費されたアルミニウム系化合物が１００％反応したと仮定し、シリカの直径から換算される表面積、シリカの比重（２．２ｇ／ｃｍ３）、及び単位表面積あたりのシラノール基数（５〜８個／ｎｍ２）から表面原子置換率を見積もることができる。実際の測定は、得られたＡｌ被覆シリカ自体を元素分析し、アルミニウムが粒子内部に存在せず、表面に均一に薄くひろがると仮定し、上記シリカの表面積／比重、及び、単位表面積あたりのシラノール基数を用いて求める。
【００４４】
次にコロイダルシリカの表面への有機酸の固定化は、例えばコロイダルシリカの表面に有機酸の官能基が化学的に結合することにより行われる。コロイダルシリカと有機酸を単に共存させただけではコロイダルシリカへの有機酸を固定化することはできない。有機酸の一種であるスルホン酸をコロイダルシリカに固定化する場合、例えば、“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun. 246-247 (2003)に記載の方法で行うことができる。具体的には、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のチオール基を有するシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に過酸化水素でチオール基を酸化することにより、スルホン酸が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。あるいは、カルボン酸をコロイダルシリカに固定化する場合、例えば、“Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”, Chemistry Letters, 3, 228-229 (2000)に記載の方法で行うことができる。具体的には、光反応性２−ニトロベンジルエステルを含むシランカップリング剤をコロイダルシリカにカップリングさせた後に光照射することにより、カルボン酸が表面に固定化されたコロイダルシリカを得ることができる。
【００４５】
・カチオン性シリカ
また、特開平４−２１４０２２号公報に開示されるような、塩基性アルミニウム塩または塩基性ジルコニウム塩を添加して製造したカチオン性シリカやコロイダルシリカの表面にアミノ基を固定化したカチオン性シリカを砥粒として用いることもできる。
【００４６】
・アルミナ
本発明に係る研磨用組成物に含まれる砥粒として、アルミナ（酸化アルミニウム）も好ましく用いられる。アルミナ砥粒の種類としては、特に制限されず、例えば、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、γ−アルミナ、またはκ−アルミナからなるものが挙げられる。ただし、結晶性の金属化合物をより高い研磨能率で研磨するためには、アルミナはα−アルミナを主成分とすることが好ましい。具体的には、アルミナ砥粒中のアルミナのα化率は２０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。アルミナ砥粒中のアルミナの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る。
【００４７】
アルミナ砥粒は、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よい。ただし、アルミナ砥粒の純度はできるだけ高いことが好ましく、具体的には、好ましくは９８質量％以上、より好ましくは９９質量％以上、さらに好ましくは９９．５質量％以上、さらに好ましくは９９．８質量％以上である。アルミナ砥粒の純度が９９質量％以上の範囲で高くなるにつれて、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物表面の不純物汚染が少なくなる。この点、アルミナ砥粒の純度が９９質量％以上、さらに言えば９９．５質量％以上、もっと言えば９９．８質量％以上であれば、研磨用組成物による研磨対象物表面の不純物汚染を実用上特に好適なレベルにまで低減させることが容易となる。なお、アルミナ砥粒中の不純物元素の含有量は、例えば株式会社島津製作所製のＩＣＰＥ−９０００等のＩＣＰ発光分光分析装置による測定値より算出が可能である。
【００４８】
アルミナ砥粒の製造方法は特に限定されない。アルミナ砥粒は、バイヤー法によりボーキサイトから精製したアルミナであってもよいし、そのアルミナを溶融粉砕したものであってもよい。あるいは、アルミニウム化合物を原料として水熱合成された水酸化アルミニウムを熱処理して得られるアルミナや、気相法によりアルミニウム化合物から合成されたアルミナであってもよい。アルミニウム化合物から合成されたアルミナは、通常のアルミナよりも高純度であることが特徴である。
【００４９】
（濃度）
本発明に係る研磨用組成物中の砥粒の含有量の下限としては、研磨対象物の研磨速度を向上させる観点から０．００５質量％以上であることが好ましく、０．５質量％以上であることがより好ましく、１質量％以上であることがさらに好ましく、２質量％以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の砥粒の含有量の上限は、研磨用組成物のコスト低減、研磨後の研磨対象物の表面に欠陥が生じるのを抑制する観点から５０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以下であることがさらに好ましい。
【００５０】
≪リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物≫
本発明に係る研磨用組成物は、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を含む。リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を含むことによって、ニッケル含有材料を本発明に係る研磨用組成物によって研磨した際に、エッチング速度を抑制し、表面の荒れが発生するのを抑制しつつ、高い研磨速度でニッケル含有材料を研磨することができる。
【００５１】
本発明に係る研磨用組成物に含まれる有機化合物が有するリン原子を含むオキソ酸基としては、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、リン酸基、亜ホスフィン酸基、亜ホスホン酸基、亜リン酸基などが挙げられ、これらのうち好ましくは、ホスフィン酸基、ホスホン酸基、またはリン酸基であり、より好ましくはホスホン酸基である。このようなリン原子を含むオキソ酸基を有することによって、表面の荒れが発生するのを抑制することができる。
【００５２】
また、本発明に係る研磨用組成物に含まれる有機化合物は疎水基を有する。なお、本明細書において、「疎水基」とは、炭素原子数２以上のアルキル基、フェニル基等の炭化水素で形成された基を意味する。疎水基としては、置換されたもしくは非置換の炭素原子数６〜２０のアリール基、または置換されたもしくは非置換の炭素原子２１〜２０のアルキル基であることが好ましい。
【００５３】
炭素原子数６〜２０のアリール基の例としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、アズレニル基、アセナフチレニル基、ターフェニル基、フェナントリル基等が挙げられる。
【００５４】
炭素原子数２〜２０のアルキル基としては、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１，２−ジメチルプロピル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、１，３−ジメチルブチル基、１−イソプロピルプロピル基、１，２−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、１，４−ジメチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２−メチル−１−イソプロピルプロピル基、１−エチル−３−メチルブチル基、ｎ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、３−メチル−１−イソプロピルブチル基、２−メチル−１−イソプロピル基、１−ｔ−ブチル−２−メチルプロピル基、ｎ−ノニル基、３，５，５−トリメチルヘキシル基、ｎ−デシル基、イソデシル基、ｎ−ウンデシル基、１−メチルデシル基、ｎ−ドデシル基、ｎ−トリデシル基、ｎ−テトラデシル基、ｎ−ペンタデシル基、ｎ−ヘキサデシル基、ｎ−ヘプタデシル基、ｎ−オクタデシル基、ｎ−ノナデシル基、ｎ−エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【００５５】
上記アリール基またはアルキル基は、置換基を有していてもよい。置換基の例としては、例えば、炭素原子数１〜１０のアルキル基、炭素原子数１〜１０のアルコキシ基、フェニル基、メチルフェニル基、フェニルフェニル基、メチルフェニルフェニル基、シアノ基、ハロゲン原子（フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子）、ニトロ基等が挙げられる。ただし、場合によって存在する置換基は、置換される側の基（上記アリール基またはアルキル基）と同じとなることはない。例えば、上記炭素原子数１〜２０のアルキル基は、置換基としての炭素原子数１〜１０のアルキル基で置換されることはない。
【００５６】
研磨速度の観点から、疎水基は、より好ましくは、フェニル基、または置換されたもしくは非置換の炭素原子数１〜２０のアルキル基であり、さらに好ましくは、フェニル基または置換されたもしくは非置換の炭素原子数１〜１０のアルキル基である。
【００５７】
前記有機化合物が有する疎水基が上記のような基である場合、ニッケル含有材料の表面上に保護膜を形成しやすくなり、ニッケル含有材料の化学的な溶解が抑制され、エッチング速度が抑制される。また、ニッケル含有材料に対する高い研磨速度を維持できる。
【００５８】
前記有機化合物のさらに具体的な例としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、フェニルメチルホスフィン酸、フェニルエチルホスフィン酸などのジアルキル（アリール）ホスフィン酸；メチルホスホン酸、エチルホスホン酸、デシルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ベンジルホスホン酸、４−メトキシフェニルホスホン酸、プロピルホスホン酸などのアルキル（アリール）ホスホン酸またはその無水物；リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸２−エチルヘキシル、リン酸オクチル、リン酸イソデシル、リン酸ラウリル、リン酸ステアリル、リン酸イソステアリル、リン酸フェニルなどのリン酸モノエステル；メチル亜ホスフィン酸、エチル亜ホスフィン酸、フェニル亜ホスフィン酸などのアルキル（アリール）亜ホスフィン酸；メチル亜ホスホン酸、エチル亜ホスホン酸、フェニル亜ホスホン酸などのアルキル（アリール）亜ホスホン酸（ただし、これらは、互変異性体であるアルキル（アリール）ホスフィン酸になっていてもよい）；亜リン酸メチル、亜リン酸エチル、亜リン酸フェニルなどの亜リン酸モノエステルなどが挙げられる。該有機化合物は、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。
【００５９】
これらの中でも、研磨速度の観点から、フェニルホスホン酸が好ましい。
【００６０】
本発明に係る研磨用組成物中の前記有機化合物の含有量の下限は、組成物の全量に対して、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の前記有機化合物の含有量の上限は、組成物の全量に対して、１０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。
【００６１】
前記有機化合物の含有量が、このような範囲内であれば、ニッケル含有材料のエッチング速度を十分に抑制することができ、かつニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができる。
【００６２】
本発明のより好ましい一実施形態においては、前記有機化合物の他に、ハロゲン化水素、１分子中にカルボキシル基を２つ以上有する有機化合物（ただし、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物を除く）、および疎水基を有さずかつ１分子中にリン原子を含むオキソ酸基を２つ以上有する有機化合物からなる群より選択される少なくとも１種（以下、単に添加剤とも称する）をさらに含むことが好ましい。このような構成とすることにより、ニッケル含有材料をより高い研磨速度で研磨することができる。
【００６３】
ハロゲン化水素としては、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素が挙げられる。
【００６４】
１分子中にカルボキシル基を２つ以上有する有機化合物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、グルコン酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、２−ホスホンブタン−１，２，４−トリカルボン酸、２−ホスホンブタン−２，３，４−トリカルボン酸、１−ホスホノエタン−１，２，２−トリカルボン酸、エチレンジアミンジコハク酸（ＳＳ体）、エチレンジアミンテトラ酢酸、Ｎ−（２−カルボキシラートエチル）−Ｌ−アスパラギン酸、β−アラニンジ酢酸、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−ヒドロキシベンジル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’−ジ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、エチレンジアミン−Ｎ−（β−オキシエチル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−三酢酸、１，２−ジアミノプロパン四酢酸、１，３−ジアミノプロパン四酢酸、ニトリロ三酢酸、シクロヘキサンジアミン四酢酸、イミノ二酢酸、エチルエーテルジアミンテトラ酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、エチレンジアミン四プロピオン酸、フェニレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸などのアミノポリカルボン酸類が挙げられる。
【００６５】
疎水基を有さずかつ１分子中にリン原子を含むオキソ酸基を２つ以上有する有機化合物としては、例えば、ピロリン酸、トリポリリン酸、トリメタリン酸、テトラリン酸、ヘキサメタリン酸などのポリリン酸；フィチン酸などのポリホスホン酸；１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸などのヒドロキシポリホスホン酸；アミノトリ（メチレンホスホン酸）、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）、ジエチレンジアミンペンタ（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）、ビス（ヘキサメチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、グリシン−Ｎ，Ｎ−ビス（メチレンホスホン酸）、１，３−ジアミノプロパノール−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四メチレンホスホン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、１，３−プロピレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四メチレンホスホン酸、などが挙げられる。
【００６６】
これら添加剤の中でも、研磨速度の観点から、塩化水素、シュウ酸、フィチン酸、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）、２−ホスホンブタン−１，２，４−トリカルボン酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）がより好ましい。
【００６７】
本発明に係る研磨用組成物中のこれら添加剤の含有量の下限は、組成物の全量に対して、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．０００５ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。また、研磨用組成物中の添加剤の含有量の上限は、組成物の全量に対して、１ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。添加剤の含有量が、このような範囲内であれば、ニッケル含有材料をより高い研磨速度で研磨することができ、かつ電気伝導度の向上による砥粒の凝集を防ぐことができる。
【００６８】
［他の成分］
本発明の研磨用組成物は、必要に応じて、分散媒、溶媒、酸化剤、ｐＨ調整剤、金属防食剤、防腐剤、防カビ剤、水溶性高分子、界面活性剤等の他の成分をさらに含んでもよい。以下、上記他の成分について説明する。
【００６９】
〈分散媒または溶媒〉
本発明の研磨用組成物は、通常各成分の分散または溶解のための分散媒または溶媒が含まれる。分散媒または溶媒としては有機溶媒、水が考えられるが、その中でも水を含むことが好ましい。他の成分の作用を阻害するのを防ぐ観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。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。
【００７０】
〈酸化剤〉
本発明の研磨用組成物は酸化剤を含むことが好ましい。酸化剤はニッケル含有材料の表面に酸化膜を形成し、これにより、ニッケル含有材料の表面のエッチング速度をさらに抑制することができる。酸化剤の具体例としては、過酸化水素、過酢酸、過炭酸塩、過酸化尿素、過塩素酸；過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩などが挙げられる。これら酸化剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
【００７１】
中でも、金属汚染がないことから過硫酸塩および過酸化水素が好ましく、特に好ましいのは過酸化水素である。
【００７２】
研磨用組成物中の酸化剤の含有量（濃度）の下限としては、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。酸化剤の含有量が多くなるにつれ、エッチング速度が低下し研磨速度が向上する。
【００７３】
また、酸化剤の含有量（濃度）の上限としては、１０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、５ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましく、３ｍｏｌ／Ｌ以下であることがさらに好ましく、２ｍｏｌ／Ｌ以下であることが特に好ましい。酸化剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨対象物表面の過剰な酸化を抑制でき、研磨速度の低下を抑制することができる利点を有する。
【００７４】
〈ｐＨ調整剤〉
本発明に係る研磨用組成物のｐＨは、必要によりｐＨ調整剤を適量添加することにより、調整することができる。ｐＨ調整剤は酸およびアルカリのいずれであってもよく、また、無機化合物および有機化合物のいずれであってもよい。これにより、研磨対象物の研磨速度や砥粒の分散性等を制御することができる。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。
【００７５】
研磨用組成物のｐＨは、本発明に係る研磨用組成物に必須に含まれるリン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物や、前述の添加剤の量を調整することによって調整してもよい。
【００７６】
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。酸の具体例としては、例えば、硫酸、硝酸、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；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、クエン酸および乳酸などのカルボン酸、ならびにメタンスルホン酸、エタンスルホン酸およびイセチオン酸等の有機硫酸等の有機酸等が挙げられる。
【００７７】
ｐＨ調整剤として使用できる塩基の具体例としては、アルカリ金属の水酸化物または塩、第２族元素の水酸化物または塩、水酸化第四級アンモニウムまたは塩、アンモニア、アミン等が挙げられる。アルカリ金属の具体例としては、カリウム、ナトリウム等が挙げられる。塩の具体例としては、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、酢酸塩等が挙げられる。第四級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。
【００７８】
水酸化第四級アンモニウム化合物としては、水酸化第四級アンモニウムまたはその塩を含み、具体例としては、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、水酸化テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００７９】
アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、グアニジン等が挙げられる。これらの塩基は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８０】
これらの塩基の中でも、アンモニア、アンモニウム塩、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属塩、水酸化第四級アンモニウム化合物、およびアミンが好ましい。より好ましくは、アンモニア、カリウム化合物、水酸化ナトリウム、水酸化第四級アンモニウム化合物、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、および炭酸ナトリウムが適用される。また、研磨用組成物には、塩基として、金属汚染防止の観点からカリウム化合物を含むことがさらに好ましい。カリウム化合物としては、カリウムの水酸化物または塩が挙げられ、具体的には水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム等が挙げられる。
【００８１】
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される。
【００８２】
本発明の研磨用組成物のｐＨの範囲の下限は、ｐＨが高くなるにつれて、研磨対象物の溶解が進み研磨用組成物による研磨速度が向上する観点から、１以上であることが好ましく、２以上であることがより好ましい。また、ｐＨの範囲の上限は、ｐＨが低くなるにつれて、取扱いが容易になる観点から、７以下であることが好ましく、５以下であることがより好ましい。
【００８３】
〈金属防食剤〉
本発明の研磨用組成物は、金属防食剤を含んでもよい。研磨用組成物中に金属防食剤を加えることにより、金属の溶解を防ぐことで研磨表面の面荒れ等の表面状態の悪化を抑えることができる。
【００８４】
使用可能な金属防食剤は、特に制限されないが、好ましくは複素環式化合物である。複素環式化合物中の複素環の員数は特に限定されない。また、複素環式化合物は、単環化合物であってもよいし、縮合環を有する多環化合物であってもよい。該金属防食剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。また、該金属防食剤は、市販品を用いてもよいし合成品を用いてもよい。
【００８５】
金属防食剤として使用可能な複素環化合物の具体例としては、例えば、ピロール化合物、ピラゾール化合物、イミダゾール化合物、トリアゾール化合物、テトラゾール化合物、ピリジン化合物、ピラジン化合物、ピリダジン化合物、ピリンジン化合物、インドリジン化合物、インドール化合物、イソインドール化合物、インダゾール化合物、プリン化合物、キノリジン化合物、キノリン化合物、イソキノリン化合物、ナフチリジン化合物、フタラジン化合物、キノキサリン化合物、キナゾリン化合物、シンノリン化合物、ブテリジン化合物、チアゾール化合物、イソチアゾール化合物、オキサゾール化合物、イソオキサゾール化合物、フラザン化合物等の含窒素複素環化合物が挙げられる。
【００８６】
さらに具体的な例を挙げると、ピラゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ−ピラゾール、４−ニトロ−３−ピラゾールカルボン酸、３，５−ピラゾールカルボン酸、３−アミノ−５−フェニルピラゾール、５−アミノ−３−フェニルピラゾール、３，４，５−トリブロモピラゾール、３−アミノピラゾール、３，５−ジメチルピラゾール、３，５−ジメチル−１−ヒドロキシメチルピラゾール、３−メチルピラゾール、１−メチルピラゾール、３−アミノ−５−メチルピラゾール、４−アミノ−ピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン、４−クロロ−１Ｈ−ピラゾロ［３，４−ｄ］ピリミジン、３，４−ジヒドロキシ−６−メチルピラゾロ（３，４−ｂ）−ピリジン、６−メチル−１Ｈ−ピラゾロ［３，４−ｂ］ピリジン−３−アミン等が挙げられる。
【００８７】
イミダゾール化合物の例としては、例えば、イミダゾール、１−メチルイミダゾール、２−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、ベンゾイミダゾール、５，６−ジメチルベンゾイミダゾール、２−アミノベンゾイミダゾール、２−クロロベンゾイミダゾール、２−メチルベンゾイミダゾール、２−（１−ヒドロキシエチル）ベンゾイミダゾール、２−ヒドロキシベンゾイミダゾール、２−フェニルベンゾイミダゾール、２，５−ジメチルベンゾイミダゾール、５−メチルベンゾイミダゾール、５−ニトロベンゾイミダゾール等が挙げられる。
【００８８】
トリアゾール化合物の例としては、例えば、１，２，３−トリアゾール（１Ｈ−ＢＴＡ）、１，２，４−トリアゾール、１−メチル−１，２，４−トリアゾール、メチル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−カルボキシレート、１，２，４−トリアゾール−３−カルボン酸、１，２，４−トリアゾール−３−カルボン酸メチル、１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、３，５−ジアミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール−５−チオール、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−ベンジル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、３−ブロモ−５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、４−（１，２，４−トリアゾール−１−イル）フェノール、４−アミノ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−３，５−ジプロピル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−３，５−ジメチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、４−アミノ−３，５−ジペプチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール、５−メチル−１，２，４−トリアゾール−３，４−ジアミン、１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、１−アミノベンゾトリアゾール、１−カルボキシベンゾトリアゾール、５−クロロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５−ニトロ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５−カルボキシ−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１−（１’，２’−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］−５−メチルベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］−４−メチルベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【００８９】
テトラゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ−テトラゾール、５−メチルテトラゾール、５−アミノテトラゾール、および５−フェニルテトラゾール等が挙げられる。
【００９０】
インダゾール化合物の例としては、例えば、１Ｈ−インダゾール、５−アミノ−１Ｈ−インダゾール、５−ニトロ−１Ｈ−インダゾール、５−ヒドロキシ−１Ｈ−インダゾール、６−アミノ−１Ｈ−インダゾール、６−ニトロ−１Ｈ−インダゾール、６−ヒドロキシ−１Ｈ−インダゾール、３−カルボキシ−５−メチル−１Ｈ−インダゾール等が挙げられる。
【００９１】
インドール化合物の例としては、例えば、１Ｈ−インドール、１−メチル−１Ｈ−インドール、２−メチル−１Ｈ−インドール、３−メチル−１Ｈ−インドール、４−メチル−１Ｈ−インドール、５−メチル−１Ｈ−インドール、６−メチル−１Ｈ−インドール、７−メチル−１Ｈ−インドール、４−アミノ−１Ｈ−インドール、５−アミノ−１Ｈ−インドール、６−アミノ−１Ｈ−インドール、７−アミノ−１Ｈ−インドール、４−ヒドロキシ−１Ｈ−インドール、５−ヒドロキシ−１Ｈ−インドール、６−ヒドロキシ−１Ｈ−インドール、７−ヒドロキシ−１Ｈ−インドール、４−メトキシ−１Ｈ−インドール、５−メトキシ−１Ｈ−インドール、６−メトキシ−１Ｈ−インドール、７−メトキシ−１Ｈ−インドール、４−クロロ−１Ｈ−インドール、５−クロロ−１Ｈ−インドール、６−クロロ−１Ｈ−インドール、７−クロロ−１Ｈ−インドール、４−カルボキシ−１Ｈ−インドール、５−カルボキシ−１Ｈ−インドール、６−カルボキシ−１Ｈ−インドール、７−カルボキシ−１Ｈ−インドール、４−ニトロ−１Ｈ−インドール、５−ニトロ−１Ｈ−インドール、６−ニトロ−１Ｈ−インドール、７−ニトロ−１Ｈ−インドール、４−ニトリル−１Ｈ−インドール、５−ニトリル−１Ｈ−インドール、６−ニトリル−１Ｈ−インドール、７−ニトリル−１Ｈ−インドール、２，５−ジメチル−１Ｈ−インドール、１，２−ジメチル−１Ｈ−インドール、１，３−ジメチル−１Ｈ−インドール、２，３−ジメチル−１Ｈ−インドール、５−アミノ−２，３−ジメチル−１Ｈ−インドール、７−エチル−１Ｈ−インドール、５−（アミノメチル）インドール、２−メチル−５−アミノ−１Ｈ−インドール、３−ヒドロキシメチル−１Ｈ−インドール、６−イソプロピル−１Ｈ−インドール、５−クロロ−２−メチル−１Ｈ−インドール等が挙げられる。
【００９２】
これらの中でも好ましい複素環化合物はトリアゾール化合物であり、特に、１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、５，６−ジメチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］−５−メチルベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル］−４−メチルベンゾトリアゾール、１，２，３−トリアゾール、および１，２，４−トリアゾールが好ましい。これらの複素環化合物は、研磨対象物表面への化学的または物理的吸着力が高いため、研磨対象物表面により強固な保護膜を形成することができる。このことは、本発明の研磨用組成物を用いて研磨した後の、研磨対象物の表面の平坦性を向上させる上で有利である。
【００９３】
研磨用組成物中の金属防食剤の含有量の下限は、０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００５ｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、０．０１ｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。金属防食剤の含有量が多くなるにつれて、金属の溶解を防ぎ、段差解消性を向上させることができる。また、研磨用組成物中の金属防食剤の含有量の上限は、１０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、５ｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、２ｇ／Ｌ以下であることがさらに好ましい。金属防食剤の含有量が少なくなるにつれて、研磨速度が向上する。
【００９４】
〈界面活性剤〉
研磨用組成物中には界面活性剤が含まれてもよい。界面活性剤は、研磨後の研磨表面に親水性を付与することにより研磨後の洗浄効率を良くし、汚れの付着等を防ぐことができる。界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、および非イオン性界面活性剤のいずれであってもよい。
【００９５】
陰イオン性界面活性剤の具体例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、アルキル硫酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスルホコハク酸、アルキルスルホコハク酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、それらの塩等が含まれる。
【００９６】
陽イオン性界面活性剤の具体例には、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルアミン塩等が含まれる。
【００９７】
両性界面活性剤の具体例には、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド等が含まれる。非イオン性界面活性剤の具体例には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が含まれる。これらの界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００９８】
研磨用組成物中の界面活性剤の含有量の下限値は、０．０００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が多くなるにつれて、研磨後の洗浄効率がより向上する。また、研磨用組成物中の界面活性剤の含有量の上限値は、１００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。界面活性剤の含有量が少なくなるにつれて、洗浄後の研磨面への界面活性剤の残存量が低減される。
【００９９】
〈防腐剤および防カビ剤〉
本発明に係る研磨用組成物に添加し得る防腐剤および防カビ剤としては、例えば、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オンや５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、およびフェノキシエタノール等が挙げられる。これら防腐剤および防カビ剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。
【０１００】
〈水溶性高分子〉
本発明に係る研磨用組成物は、水溶性高分子を含んでもよい。水溶性高分子またはそれらの塩を添加することによって研磨用組成物の分散安定性が向上し、スラリー濃度の均一化により研磨用組成物の供給の安定化が可能になる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面粗さをより低減させることができる。
【０１０１】
水溶性高分子の具体例としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリイソプレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリグリセリン、ポリビニルピロリドン、イソプレンスルホン酸とアクリル酸との共重合体、ポリビニルピロリドン−ポリアクリル酸共重合体、ポリビニルピロリドン−酢酸ビニル共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物の塩、ジアリルアミン塩酸塩−二酸化硫黄共重合体、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの塩、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、プルラン、キトサン、およびキトサン塩類が挙げられる。これらの水溶性高分子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１０２】
研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量の下限は、研磨用組成物による研磨面の表面粗さをより低減させる観点から、０．０００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、０．００１ｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。また、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量の上限は、研磨面への水溶性高分子の残存量が低減され洗浄効率がより向上する観点から、１００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１０ｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【０１０３】
［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、特に制限されず、例えば、砥粒、リン原子を含むオキソ酸基および疎水基を有する有機化合物、および必要に応じて上記添加剤、防食剤など他の成分を水などの分散媒または溶媒中で攪拌混合することにより得ることができる。
【０１０４】
各成分を混合する際の温度は特に制限されないが、１０〜４０℃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。
【０１０５】
［研磨方法および基板の製造方法］
上述のように、本発明の研磨用組成物は、ニッケル含有材料の研磨に好適に用いられる。よって、本発明は、ニッケル含有材料を本発明の研磨用組成物で研磨する研磨方法を提供する。また、本発明は、ニッケル含有材料を前記研磨方法で研磨する工程を含むニッケル含有材料の製造方法を提供する。
【０１０６】
研磨装置としては、研磨対象物等を保持するホルダーと回転数を変更可能なモータ等とが取り付けてあり、研磨パッド（研磨布）を貼り付け可能な研磨定盤を有する一般的な研磨装置を使用することができる。
【０１０７】
前記研磨パッドとしては、一般的な不織布、ポリウレタン、および多孔質フッ素樹脂等を特に制限なく使用することができる。研磨パッドには、研磨液が溜まるような溝加工が施されていることが好ましい。
【０１０８】
研磨条件にも特に制限はなく、例えば、研磨定盤の回転速度は、１０〜５００ｒｐｍが好ましく、研磨対象物にかける圧力（研磨圧力）は、０．１〜１０ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６８９４．７６Ｐａ）が好ましい。研磨パッドに研磨用組成物を供給する方法も特に制限されず、例えば、ポンプ等で連続的に供給する方法が採用される。この供給量に制限はないが、研磨パッドの表面が常に本発明の研磨用組成物で覆われていることが好ましい。
【０１０９】
研磨終了後、研磨対象物を流水中で洗浄し、スピンドライヤ等により研磨対象物上に付着した水滴を払い落として乾燥させることにより、ニッケル含有材料が得られる。
【実施例】
【０１１０】
本発明を、以下の実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。
【０１１１】
表３および４で示される各成分を水中で攪拌混合し（混合温度：約２５℃、混合時間：約１０分間）、実施例１〜２１、比較例１〜１２の研磨用組成物を調製した。
【０１１２】
実施例１〜１６、比較例１〜１０においては、砥粒としては以下の方法で作製したコロイダルシリカを用いた。まずコロイダルシリカを１〜５０質量％の範囲で水に分散させ、該分散液のｐＨを７〜１１に調整し、その後、室温近傍にて攪拌しながら、アルミン酸ナトリウム水溶液を添加し、そのまま０．５〜１０時間攪拌した。
【０１１３】
これにより得られたゾルについて、イオン交換、限外濾過を行うことにより不純物を除去して、Ａｌ被覆シリカを得た。このとき使用したコロイダルシリカは平均一次粒子径６０ｎｍ、平均二次粒子径１０４ｎｍ、アスペクト比１．１である。
【０１１４】
また、実施例１７〜２１、比較例１１〜１２においては、砥粒として、α−アルミナ（α化率８０％、純度９８％、平均一次粒子径１８０ｎｍ、平均二次粒子径４００ｎｍ、アスペクト比１．３）を用いた。
【０１１５】
組成物のｐＨは、ｐＨメータにより確認した。砥粒の平均一次粒子径は、ＢＥＴ法で測定された表面積測定より算出され、砥粒の平均二次粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置で測定される。また、砥粒のアスペクト比は、走査型電子顕微鏡による砥粒の画像を画像解析ソフトで解析することにより求められる。
【０１１６】
＜研磨速度＞
得られた研磨用組成物（実施例１〜２１、比較例１〜１２）を用いて表１の研磨条件で、ニッケル（大きさ：３２ｍｍ×３２ｍｍ×１ｍｍ）を研磨した。
【０１１７】
研磨速度は、直流４探針法を原理とするシート抵抗測定器を用いて測定される研磨前後のニッケル含有材料の厚みの差を、研磨時間で除することにより求めた。結果を表３および４に示す。
【０１１８】
【表１】
2016035040.tif 000002
【０１１９】
＜エッチング速度＞
上記研磨用組成物を用いてエッチング速度を測定した。エッチング速度は、ニッケル（大きさ：３２ｍｍ×３２ｍｍ×１ｍｍ）を表２の条件で研磨用組成物に浸漬した前後の重量減少速度からニッケル含有材料の比重（８．９０８）を用いて求めた。
【０１２０】
【表２】
2016035040.tif 000003
【０１２１】
【表３】
2016035040.tif 000004
【０１２２】
【表４】
2016035040.tif 000005
【０１２３】
表３および４に示すように、実施例１〜２１の研磨速度は、比較例１〜１２よりも大幅に高くなった。また、実施例１〜２１の組成物を用いた場合のエッチング速度は低く、ニッケル含有材料の表面の荒れを抑制することができる。この結果から、実施例の組成物では、ニッケル含有材料の表面を荒らすことなく、ニッケル含有材料を高い研磨速度で研磨することができることが分かった。