(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）トレハロース、サッカロース、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース及びラクトースからなる群より選ばれる多価アルコールの部分エステル化物からなる環状化合物であって、エステル化率が１５〜３４％で、部分エステル化により該多価アルコールに付加されたアシル基の炭素数が、４〜１８である環状化合物、（Ｂ）研磨材、並びに（Ｃ）水を含有することを特徴とする磁気記録媒体基板用研磨液組成物。
【請求項２】
環状化合物の含有量が０．０１〜１０重量％である、請求項１記載の研磨液組成物。
【請求項３】
研磨材がアルミナ粒子である、請求項1又は２記載の研磨液組成物。
【請求項４】
研磨材の二次粒子の平均粒径が、０．１〜１．５μｍである、請求項1〜３いずれか記載の研磨液組成物。
【請求項５】
研磨材の含有量が１〜１０重量％である、請求項1〜４いずれか記載の研磨液組成物。
【請求項６】
研磨材と環状化合物の濃度比［研磨材の濃度（重量％）／環状化合物の濃度（重量％）］が、１以上200以下である、請求項1〜５いずれか記載の研磨液組成物。
【請求項７】
研磨液組成物のｐＨが２〜１０である、請求項1〜６いずれか記載の研磨液組成物。
【請求項８】
磁気記録媒体用の被研磨基板が、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる基板である、請求項1〜７いずれか記載の研磨液組成物。
【請求項９】
請求項１〜８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ことを特徴とする磁気記録媒体用基板の研磨方法。
【請求項１０】
請求項１〜８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ことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
【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。更に詳しくは、磁気記録媒体基板等の精密部品用基板に代表される被研磨基板の表面粗さを低減し得る精密部品用該研磨液組成物、並びにそれを用いた精密部品用被研磨基板の研磨方法及び精密部品用基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハードディスクの高密度化が進み、磁気ヘッドの浮上量がますます小さくなってきている。その結果、ハードディスク基板の研磨工程では、表面粗さの低減が求められている。また、半導体関連の分野においても、高集積化及び高速化が進むに伴って半導体装置のデザインルールの微細化が年々進み、デバイス製造プロセスでの焦点深度が浅くなり、パターン形成面の平坦性がより一層求められている。
【０００３】
従って、被研磨物の表面にスクラッチやピット等の欠陥を生じさせずに、表面粗さを低減させ得る精密部品用研磨液組成物の開発が待ち望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、被研磨物の表面にピットやスクラッチ等の欠陥を生じさせずに、表面粗さを低減させ得る精密部品用研磨液組成物並びにそれを用いた研磨方法及び精密部品用基板の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、
〔１〕  （Ａ）ピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を有する環状化合物、（Ｂ）研磨材、並びに（Ｃ）水を含有することを特徴とする精密部品用研磨液組成物、
〔２〕  前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することを特徴とする精密部品用被研磨基板の研磨方法、並びに
〔３〕  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ことを特徴とする精密部品用基板の製造方法
に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、（Ａ）ピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を有する環状化合物、（Ｂ）研磨材、並びに（Ｃ）水を含有するものである。
【０００７】
ピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を有する環状化合物において、ピラノース骨格及び／又はフラノース骨格の数は、水への溶解性を向上させ、研磨粉の排出性を向上させる観点から、30以下、好ましくは20以下、さらに好ましくは15以下、特に好ましくは10以下であることが望ましく、また研磨材の分散性を向上させ、研磨後の表面粗さを低減させる観点から、２以上であることが好ましい。なお、環状化合物は、ピラノース骨格のみ又はフラノース骨格のみを有していてもよく、ピラノース骨格及びフラノース骨格の双方を有していてもよい。
【０００８】
好ましいピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を有する環状化合物の例としては、（ａ）ピラノース骨格又はフラノース骨格を有する多価アルコール〔以下、多価アルコール（ａ）という〕、（ｂ）前記多価アルコールの誘導体〔以下、多価アルコール誘導体（ｂ）という〕、（ｃ）前記多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物〔以下、多価アルコールアルキレンオキサイド付加物（ｃ）という〕及び（ｄ）多価アルコールの誘導体のアルキレンオキサイド付加物〔以下、多価アルコール誘導体アルキレンオキサイド付加物（ｄ）という〕からなる群より選ばれた１種以上の多価アルコール化合物の部分エステル化物及び／又は部分エーテル化物があげられる。
【０００９】
多価アルコール（ａ）の代表例としては、Ｄ−リボース、Ｄ−アラビノース、Ｄ−キシロース、Ｄ−リキソース、Ｄ−アロース、Ｄ−アルトロース、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ−グロース、Ｄ−イドース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−タロース等のピラノース環化合物やイノシトール、ソルビタン等のピラノース骨格を１つ有する多価アルコール；Ｄ−フルクトース、Ｄ−エリトロース、Ｄ−トレオース、Ｄ−リボース、Ｄ−アラビノースＤ−キシロース、Ｄ−リキソース、Ｄ−アロース、Ｄ−アルトロース、Ｄ−グルコース、Ｄ−マンノース、Ｄ−グロース、Ｄ−イドース、Ｄ−ガラクトース、Ｄ−タロース等のフラノース骨格を１つ有する多価アルコール；トレハロース、サッカロース、マルトース、セロビオース、ゲンチオビオース、ラクトース等のピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を２つ有する多価アルコール；ラフィノース、ゲンチアノース、メレチトース、マルトトリオース、セロトリオース、マンニノトリオース、澱粉、セルロース、マンナン、スタキオースイヌリン等のピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を３つ以上有する多価アルコール等があげられる。
【００１０】
多価アルコール誘導体（ｂ）の代表例としては、アミノ基、カルボキシル基、カルボニル基、エーテル基等の官能基を有するピラノース骨格及び／又はフラノース骨格を有する多価アルコール誘導体があげられる。多価アルコール誘導体（ｂ）の具体例としては、Ｄ−グルクロン酸、Ｄ−ガラクツロン酸、Ｄ−マンヌロン酸、Ｌ−イズロン酸、Ｌ−グルロン酸、Ｄ−グルコサミン、Ｄ−ガラクトサミンペクチン酸、アルギン酸、キトサン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシルエチルセルロース、カチオン化澱粉等があげられる。
【００１１】
多価アルコール（ａ）及び多価アルコール誘導体（ｂ）の分子量は、それぞれ、環状化合物の水への溶解性を向上させ、研磨粉の排出性を向上させる観点から、8000以下、好ましくは5000以下であることが望ましく、研磨後の表面粗さの低減及び研磨材の分散性の向上の観点から、200 以上、好ましくは400 以上であることが望ましい。なお、セルロースのように種類によっては数十万程度の分子量を有するものもあるが、これらは水溶性及び研磨粉の排出性に問題があるため、これらに加水分解等の処理を施し、目的とする分子量の多価アルコール又は多価アルコール誘導体とすることが好ましい。
【００１２】
多価アルコールアルキレンオキサイド付加物（ｃ）及び多価アルコール誘導体アルキレンオキサイド付加物（ｄ）のアルキレンオキサイドの炭素数は、環状化合物の水への溶解性を向上させる観点から、２〜４であることが好ましい。好適なアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等があげられ、これらは単独で又は併用することができる。これらの中では、エチレンオキサイドは特に好ましい。なお、２種以上のアルキレンオキサイドを用いる場合、該アルキレンオキサイドはランダム付加であってもよく、ブロック付加であってもよい。多価アルコールアルキレンオキサイド付加物（ｃ）及び多価アルコール誘導体アルキレンオキサイド付加物（ｄ）におけるアルキレンオキサイドの付加モル数は、研磨粉の排出性を向上させる観点から、多価アルコール又は多価アルコール誘導体の水酸基１モルあたり、50モル以下、好ましくは30モル以下であることが望ましい。
【００１３】
多価アルコール化合物の部分エステル化物及び部分エーテル化物は、これらの多価アルコール化合物を通常のエステル化反応やエーテル化反応に供することによって得られる。例えば、多価アルコール化合物の部分エステル化物は、多価アルコール化合物をカルボン酸やカルボン酸誘導体と反応させることによって得られる。多価アルコール誘導体（ｂ）がカルボキシル基を有する場合、アルコラート等を使用してカルボキシル部分をエステル化してもよい。また、多価アルコール化合物の部分エーテル化物は、多価アルコール化合物の水酸基をアルカリ金属等によりアルコキサイドにかえ、アルキルハライド等と反応させることにより得られる。
【００１４】
部分エステル化又は部分エーテル化により多価アルコール化合物に付加された、アシル基又は炭化水素基の炭素数は、研磨材の分散性の向上、研磨粉の排出性の向上及び研磨後の表面粗さの低減の観点から、１以上、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、特に好ましくは４以上であることが望ましく、また水への溶解性の向上及び研磨粉の排出性の向上の観点から、24以下、好ましくは22以下、より好ましくは18以下であることが望ましい。これらのアシル基及び炭化水素基は、脂肪族であっても芳香族であってもよいが、研磨後の表面粗さを低減させる観点から脂肪族であることが好ましい。なお、脂肪族である場合、該脂肪族は飽和及び不飽和のいずれの基であってもよく、また直鎖及び分岐鎖のいずれを有していてもよい。
【００１５】
多価アルコール化合物の部分エステル化物及び／又は部分エーテル化物は、１分子中に２種以上のアシル基を有していてもよく、２種以上の炭化水素基を有していてもよく、また１種以上のアシル基と１種以上の炭化水素基とを同時に有していてもよい。これらの多価アルコール化合物の部分エステル化物及び部分エーテル化物は、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１６】
多価アルコール化合物の部分エステル化物及び／又は部分エーテル化物のエステル化率及びエーテル化率〔多価アルコール化合物の全水酸基及び全カルボキシル基の総数に対する割合、以下同様〕は、水への溶解性を向上させる観点から、平均して95％以下、好ましくは75％以下であることが望ましく、研磨後の表面粗さの低減、研磨材の分散性の向上及び研磨粉の排出性の向上の観点から、１％以上、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上であることが好ましい。但し、これらの部分エステル化物や部分エーテル化物を２種以上混合して用いる場合には、その混合物におけるエステル化率及びエーテル化率は、水への溶解性を向上させる観点から、平均して95％以下、好ましくは75％以下が好ましく、また研磨後の表面粗さの低減、研磨材の分散性の向上及び研磨粉の排出性の向上の観点から、１％以上、好ましくは３％以上、より好ましくは５％以上が望ましい。
【００１７】
本発明の研磨液組成物における環状化合物の含有量は、研磨後の表面粗さの低減及び研磨材の分散性の向上の観点から、0.01重量％以上、好ましくは0.05重量％以上、さらに好ましくは0.1 重量％以上であることが望ましく、また研磨粉の排出性の向上及び経済性の観点から、30重量％以下、好ましくは20重量％以下、さらに好ましくは10重量％以下であることが望ましい。
【００１８】
研磨材としては、一般に研磨の際に使用されている砥粒を用いることができる。かかる砥粒の例としては、金属、金属又は半金属の炭化物、金属又は半金属の窒化物、金属又は半金属の酸化物、金属又は半金属のホウ化物、ダイヤモンド等があげられる。金属又は半金属としては、周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ又は８Ｂ族に属するものがあげられる。砥粒の具体例としては、アルミナ粒子、ＳｉＣ粒子、ダイヤモンド粒子、ＭｇＯ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あげられ、これらは単独で又は混合して用いることができる。これらの砥粒は、研磨速度を向上させる性質を有するので、好適に使用しうるものである。なかでも、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及びヒュームドシリカ粒子は半導体ウェハや半導体素子、磁気記録媒体用基板等の精密部品の研磨に適しており、特にアルミナ粒子は磁気記録媒体用基板の研磨に適している。また、アルミナ粒子の中では、中間アルミナ粒子は、被研磨物の表面粗さを極めて低くすることができるので好ましい。なお、本明細書にいう中間アルミナ粒子とは、α―アルミナ粒子以外のアルミナ粒子の総称であり、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―アルミナ粒子及び無定型アルミナ粒子があげられる。また、アルミナ粒子として、本発明の研磨液組成物を機械的に攪拌したり、研磨する際に、二次粒子が一次粒子に再分散するアルミナ系粒子を好適に用いることができる。
【００１９】
研磨材の一次粒子の平均粒径は、研磨効率（研磨速度）を向上させる観点から、好ましくは0.002 μｍ以上、より好ましくは0.01μｍ以上、さらに好ましくは0.02μｍ以上、特に好ましくは0.05μｍ以上である。また、被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、好ましくは３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは0.8 μｍ以下、特に好ましくは0.5 μｍ以下、最も好ましくは0.3 μｍ以下である。特に研磨材としてアルミナ系粒子を用いる場合には、その一次粒子の平均粒径が0.01〜0.5 μｍ、特に0.02〜0.3 μｍであることが好ましく、とりわけこの平均粒径を有する一次粒子が凝集した二次粒子の平均粒径が0.1 〜1.5 μｍがであることが好ましく、0.3 〜1.2 μｍであることがさらに好ましい。研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して画像解析を行ない、二軸平均径を測定することによって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屈折率を考慮することにより測定することができる。
【００２０】
研磨材のヌープ硬度(JIS Z 2251)は、充分な研磨速度を得るという観点と被研磨物の表面に加工ダメージ層（マイクロクラックやピッチングの層）を発生させないという観点から、700 〜9000であることが好ましく、1000〜5000であることがさらに好ましく、1500〜3000であることがより一層好ましい。
【００２１】
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、２〜６であることが好ましく、２〜４であることがより好ましい。
【００２２】
本発明の研磨液組成物を磁気記録媒体用被研磨基板の研磨に用いる場合、環状化合物の添加効果を高め、表面粗さを低減する観点から、特に好ましく用いられる研磨材は、ヌープ硬度が1500〜3000、純度が98重量％以上、好ましくは99重量％以上、特に好ましくは99.9重量％以上のα−Ａ１2 Ｏ3 粒子又はγ−Ａ１2 Ｏ3 粒子である。この研磨材は、高純度アルミニウム塩を用いた結晶成長法（ベルヌーイ法等）によって製造することができる。なお、この研磨材の純度は、研磨材１〜３ｇを酸又はアルカリ水溶液に溶かし、ＩＣＰ（プラズマ発光分析）法によってアルミニウムイオンを定量することによって測定することができる。
【００２３】
研磨材は、水を媒体としたスラリー状態で使用される。研磨液組成物中における研磨材の含有量は、研磨液組成物の粘度や被研磨物の要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。研磨材の研磨液組成物における含有量は、表面粗さを小さくする観点から、30重量％以下、好ましくは20重量％以下、さらに好ましくは10重量％以下とすることが望ましく、また効率よく研磨することができるようにするために、0.01重量％以上、好ましくは0.02重量％以上、さらに好ましくは0.05重量％以上であることが望ましい。なお、研磨速度をより向上させる場合には、研磨材の研磨液組成物における含有量は、１重量％以上、好ましくは２重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上とすることが望ましい。
【００２４】
また、研磨除去効率（設定取り代に対する実際の取り代の比）を低下させずに、環状化合物を配合した効果を十分に発現させる観点から、研磨材と環状化合物との濃度比〔研磨材の濃度（重量％）／環状化合物の濃度（重量％）〕は、0.001 以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1 以上、特に好ましくは１以上とすることが望ましく、また200 以下、好ましくは100 以下、より好ましくは50以下、さらに好ましくは25以下、特に好ましくは10以下とすることが望ましい。
【００２５】
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、60重量％以上、好ましくは70重量％以上、より好ましくは90重量％以上であることが望ましく、また99.8重量％以下、好ましくは99.4重量％以下、より好ましくは99.0重量％以下であることが望ましい。
【００２６】
本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を含有させることができる。該他の成分としては、例えば、単量体型の酸化合物の金属塩・アンモニウム塩や過酸化物、増粘剤、分散剤、防錆剤、キレート剤、塩基性物質、本発明に用いられる環状化合物以外の界面活性剤等があげられる。単量体型の酸化合物の金属塩・アンモニウム塩や過酸化物の具体例としては、特開昭62-25187号公報２頁右上欄３〜11行、特開平1-205973号公報３頁左上欄４行〜右上欄２行、特開平3-115383号公報２頁右下欄16行〜３頁左上欄11行、特開平4-275387号公報２頁右欄27行〜３頁左欄12行、特開平5-59351 号公報２頁右欄23〜37行に記載されているものがあげられる。これらの成分の本発明の研磨液組成物における含有量は、通常、それぞれ0.1 〜５重量％程度であることが好ましい。
【００２７】
本発明の研磨液組成物のｐＨは、基板の洗浄性、加工機械の腐食防止性及び人体への安全性の観点から、１〜13であることが好ましく、２〜11であることがより好ましく、２〜10であることが特に好ましい。研磨液組成物のｐＨは、必要により、例えば、前記単量体型の酸化合物の金属塩・アンモニウム塩、過酸化物、、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、アミン等の塩基性物質を所定量配合することにより、調整することができる。
【００２８】
また、本発明の精密部品基板の製造方法は、本発明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。
【００２９】
被研磨基板の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、タングステン、銅等の半金属又は金属、ガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボンのようなガラス状物質、Ａ１2 Ｏ3 ・ＴｉＣ、二酸化ケイ素のようなセラミック材料、ポリイミド樹脂のような樹脂等があげられる。これらの中では、シリコン、アルミニウム等の延性材料からなる被研磨基板、特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる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、スクラッチやピット等の表面欠陥の発生が抑制され、表面粗さを従来よりも低減させながら高速で研磨できるので好ましい。
【００３０】
被研磨基板の形状には特に制限がなく、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、レンズ等の曲面部を有する形状等があげられる。これらの形状の中では、ディスク状は研磨に特に優れている。
【００３１】
本発明の研磨液組成物は、精密部品基板、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の磁気記録媒体の基板や半導体ウェハや半導体素子等の半導体基板、光学レンズ、光学ミラー、ハーフミラー及び光学プリズム等の被研磨基板の研磨に適している。これらの中でも、本発明の研磨液組成物は、磁気記録媒体基板や半導体基板の研磨に適しており、特にハードディスク基板の研磨に適している。なお、半導体素子の研磨には、例えば、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込み金属配線の形成工程、埋め込み素子分離膜の形成工程、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。
【００３２】
以上のようにして研磨を行うことにより、精密部品用基板を製造することができる。
【００３３】
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好適に用いられるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも適用し得る。
【００３４】
【実施例】
実施例及び比較例（但し、実施例１７、１８は参考例である）
研磨材としてヌープ硬度約2000のα−Ａ１2 Ｏ3 10重量％と、表２に示す環状化合物と、残部水とを混合、攪拌し、表１に示す組成からなる研磨液組成物を得た。
【００３５】
得られた研磨液組成物を用い、下記の方法に従って測定した中心線平均粗さＲａを0.1 μｍとした直径2.5 インチのＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の表面を両面加工機により、以下の両面加工機の設定条件でポリッシングした。
【００３６】
＜両面加工機の設定条件＞
使用両面加工機：共立精機（株）製、６Ｂ型両面加工機
加工圧力：１００ｇｆ／ｃｍ2 
研磨パッド：ポリテックスＤＧ（ロデールニッタ社製）
定盤回転数：４０ｒｐｍ
研磨液組成物の供給流量：３０ｃｃ／ｍｉｎ
研磨時間：７分間
【００３７】
研磨後、各基板の表面の中心線平均粗さＲａ及びスクラッチを以下の方法に従って測定した。なお、中心線平均粗さＲａは、実施例１〜２及び比較例２〜３においては比較例１を基準とし、また実施例３〜１８及び比較例５〜６においては比較例４を基準として相対値（相対粗さ）を求めた。その結果を表１に示す。
【００３８】
〔中心線平均粗さＲａ〕
ランク・テーラーホブソン社製のタリーステップを用いて測定した。
【００３９】
〔スクラッチ〕
光学顕微鏡観察（微分干渉顕微鏡）を用いて倍率×50倍で各基板の表面状態を60度おきに６ヵ所観察した。スクラッチの深さはＺｙｇｏ（Ｚｙｇｏ社製）により測定した。評価基準は以下のとおりである。
【００４０】
〔評価基準〕
Ｓ：深さ500 Åを越えるスクラッチが０本／１視野
Ａ：深さ500 Åを越えるスクラッチが平均0.5 本未満／１視野
Ｂ：深さ500 Åを越えるスクラッチが平均0.5 本以上１本未満／１視野
Ｃ：深さ500 Åを越えるスクラッチが平均１本以上／１視野
【００４１】
【表１】
0004116136.tif 000002
【００４２】
【表２】
0004116136.tif 000003
【００４３】
表１に示された結果から、実施例で得られた研磨液組成物を用いた場合には、比較例で得られたものを用いた場合と対比して、表面粗さが小さく、スクラッチも少なく、良好な研磨表面を有する被研磨基板を得ることができることがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、被研磨物の表面にスクラッチやピット等の欠陥を生じさせずに、表面粗さを低減させることができるという効果が奏される。