JP2002030274A - 研磨用組成物 - Google Patents
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Abstract
ィスクは、記録容量の高密度化のため平均うねりが3Å
以下のディスクが要望されている。その平滑な研磨面が
得られる研磨用組成物を提供すること。 【解決手段】 異なったモノモーダル数粒子径分布を有
するコロイダルシリカ粒子群を含む、0.5〜50重量
%のSiO2 濃度を有する、アルミニウムディスク、又
はシリカを表面に有する基板の研磨用組成物。
Description
い研磨面を得ることを目的とした、異なったモノモーダ
ル数粒子径分布を有するコロイダルシリカ粒子群を含
む、0.5〜50重量%のSiO2 濃度を有するアルミ
ニウムディスク、又はシリカを表面に有する基板の研磨
用組成物に関する。
は、アルミニウムあるいはその合金からなる磁気記録媒
体ディスクの基材そのものの表面、又は基材の上に設け
られたNi−P、Ni−Bなどのメッキ層の表面、特に
Ni90〜92%とP8〜10%の組成の硬質Ni−P
メッキ層、及び酸化アルミニウム層を研磨することをい
う。
リカを50重量%以上含有する基板上の表面層の研磨を
示す。例として、水晶、フォトマスク用石英ガラス、半
導体デバイスの酸化珪素膜、結晶化ガラス製ハードディ
スク、アルミノ珪酸塩ガラス又はソーダライムガラス製
ハードディスクを研磨することをいう。
平滑な研磨表面が効率的に得ることができるため、珪素
単体の半導体ウェハー、ガリウム砒素、ガリウム燐、イ
ンジウム燐等の化合物半導体ウェハー、半導体多層配線
基板の銅、アルミニウムなどの配線金属、窒化膜及び炭
化膜などの精密研磨及び、サファイヤ、タンタル酸リチ
ウム、ニオブ酸リチウムなどの単結晶、GMR磁気ヘッ
ドなどの最終研磨にも有用である。
シリカ粒子からなるゾルが、アルミニウムディスク、ガ
ラス製ハードディスク、フォトマスク用石英ガラス、水
晶、半導体デバイスの酸化珪素膜などのシリカ質基板、
半導体ウェハー、サファイヤ、タンタル酸リチウム、ニ
オブ酸リチウムなどの単結晶、MR磁気ヘッドなどの最
終研磨において一部使用されており、また使用の検討が
なされている。しかし、平均表面粗さの良好な研磨面が
得られるが、研磨速度が遅いという欠点が指摘されてい
る。
を解決することと、そして優れた研磨面が得られること
を目的として、アルミニウムディスク及びガラス製ハー
ドディスク、石英ガラス、水晶、半導体デバイスの酸化
珪素膜用の研磨用組成物を提供しようとするものであ
る。特にアルミニウムディスク及びガラス製ハードディ
スクでは、記録容量の高密度化に伴いディスクの高回転
化及びディスクと磁気ヘッドとの隙間が狭くなってきて
おり、最近では平均うねりの小さいディスクが要望され
ている。
ハードディスクは、記録容量の高密度化のためディスク
の高回転化及びディスクと磁気ヘッドとの隙間が狭くな
り、平均うねりに対する要求が厳しくなってきた。最近
では平均うねりが3Å以下のディスクが要望されてい
る。
の異なったモノモーダル数粒子径分布を有するコロイダ
ルシリカ粒子群を含み、平均粒子径(窒素吸着法による
測定粒子径)の比が0.15〜0.80、SiO2 量の
重量比で1/0.05〜9.0で混合された水中に分散
した安定なシリカゾルで、コロイダルシリカ粒子を0.
5〜50重量%のSiO2 濃度に有する研磨用組成物に
することにより、高品質のアルミニウムディスク、シリ
カを表面に有する基板が得られることで本発明に至っ
た。
る測定粒子径は、窒素吸着法により測定された比表面積
S(m2 /g)から、D=2720/S(nm)の式に
よって与えられる。
を含む研磨用組成物において、透過型電子顕微鏡による
観察で80〜120nmの粒子径を有する1次粒子が全
個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分布、及
び65〜100nmの範囲に入る平均粒子径Da (窒素
吸着法による測定粒子径)を有するコロイダルシリカ粒
子群(以下コロイダルシリカ粒子群(a)と表記する)
と、透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの粒
子径を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノ
モ−ダル数粒子径分布、及び15〜25nmの範囲に入
る平均粒子径Dc (窒素吸着法による測定粒子径)を有
するコロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒
子群(c)と表記する)を含み、Dc/Daの比が0.1
5〜0.38で、コロイダルシリカ粒子群(a)と、コ
ロイダルシリカ粒子群(c)のSiO2量の重量比でW
(a)/W(c)=1/0.05〜9.0で混合された
水中に分散した安定なシリカゾルであること、及びコロ
イダルシリカ粒子を0.5〜50重量%のSiO2 濃度
に有することを特徴とするアルミニウムディスクの研磨
用組成物である。
組成物において、透過型電子顕微鏡による観察で80〜
120nmの粒子径を有する1次粒子が全個数の90%
以上であるモノモーダル数粒子径分布、及び65〜10
0nmの範囲に入る平均粒子径Da (窒素吸着法による
測定粒子径)を有するコロイダルシリカ粒子群(以下コ
ロイダルシリカ粒子群(a)と表記する)と、透過型電
子顕微鏡による観察で20〜40nmの粒子径を有する
1次粒子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒
子径分布、及び15〜25nmの範囲に入る平均粒子径
Dc (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダ
ルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(c)と
表記する)と、透過型電子顕微鏡による観察で5〜15
nmの1次粒子が全個数の90%以上であるモノモーダ
ル数粒子径分布、及び8〜12nmの範囲に入る平均粒
子径D d (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロ
イダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群
(d)と表記する)を含み、Dc/Daの比が0.15〜
0.38、Dd/Dcの比が0.26〜0.80で、コロ
イダルシリカ粒子群(a)と、コロイダルシリカ粒子群
(c)と、コロイダルシリカ粒子群(d)とのSiO2
量の重量比でW(a)/W(c)/W(d)=1/0.
05〜9.0/0.01〜1.4で混合された水中に分
散した安定なシリカゾルであること、及びコロイダルシ
リカ粒子を0.5〜50重量%のSiO2 濃度に有する
ことを特徴とするアルミニウムディスクの研磨用組成物
である。
組成物において、透過型電子顕微鏡による観察で40〜
70nmの粒子径を有する1次粒子が全個数の90%以
上であるモノモーダル数粒子径分布、及び35〜50n
mの範囲に入る平均粒子径Db (窒素吸着法による測定
粒子径)を有するコロイダルシリカ粒子群(以下コロイ
ダルシリカ粒子群(b)表記する)と、透過型電子顕微
鏡による観察で20〜40nmの1次粒子が全個数の9
0%以上であるモノモーダル数粒子径分布、及び15〜
25nmの範囲に入る平均粒子径Dc (窒素吸着法によ
る測定粒子径)を有するコロイダルシリカ粒子群(以下
コロイダルシリカ粒子群(c)と表記する)、又は透過
型電子顕微鏡による観察で5〜15nmの1次粒子が全
個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分布、及
び8〜12nmの範囲に入る平均粒子径D d (窒素吸着
法による測定粒子径)を有するコロイダルシリカ粒子群
(以下コロイダルシリカ粒子群(d)と表記する)を含
み、Dc/Db の比では0.30〜0.71又はDd/D
b の比では0.16〜0.34で、コロイダルシリカ粒
子群(c)又はコロイダルシリカ粒子群(d)と、コロ
イダルシリカ粒子群(b)とのSiO2 量の重量比でW
(b)/[W(c)又はW(d)]=1/0.05〜
9.0で混合された水中に分散した安定なシリカゾルで
あること、及びコロイダルシリカ粒子を0.5〜50重
量%のSiO2 濃度に有することを特徴とするアルミニ
ウムディスクの研磨用組成物である。
ルミニウムディスク及びシリカを表面に有する基板の研
磨に使用する。
るためには、研磨用組成物の要求特性として、高速研磨
性も必要である。よって、本発明の研磨用組成物に研磨
促進剤として硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩
化アルミニウム、塩基性硝酸アルミニウム、塩基性スル
ファミン酸アルミニウムからなる群から選ばれる1種又
は2種以上のアルミニウム化合物又は硝酸鉄(III)、
塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、硫酸鉄カリウム鉄(II
I)〔KFe(SO4)2〕からなる群から選ばれる1種
又は2種以上の鉄化合物を含有させることで、高速研磨
性は可能となる。
定を目的として、アルミニウム化合物及び三価の鉄化合
物の安定化効果があるマレイン酸、酒石酸、クエン酸、
リンゴ酸、グルコン酸、乳酸等のカルボン酸を含有させ
る。
ーダル数粒子径分布を有するコロイダルシリカ粒子群の
平均粒子径(窒素吸着法による測定粒子径)の比が0.
20より小さいと、研磨用組成物の研磨特性の向上効果
が小さい。同様に平均粒子径(窒素吸着法による測定粒
子径)の比が0.80より大きいと研磨用組成物の研磨
特性の向上効果が小さい。
粒子径分布を有するコロイダルシリカ粒子群のうち小さ
いコロイダルシリカ粒子群がSiO2 量の重量比で0.
05より少ないと研磨用組成物の研磨特性の向上効果が
小さい。同様にSiO2 量の重量比で9.0より多いと
研磨用組成物の研磨特性の向上が小さい。
カ粒子が透過型電子顕微鏡による観察で150以上で2
50nm以下の1次粒子が全個数の90%以上であるモ
ノモーダル数粒子径分布、及び100〜140nmの範
囲に入る平均粒子径Dx(窒素吸着法による測定粒子
径)を有するコロイダルシリカ粒子群も混合することが
できる。
シリカ粒子群の含有量は、SiO2濃度として0.2〜
50重量%であり、より好ましくは1〜30重量%であ
る。SiO2 濃度が0.2重量%より少ないと研磨効果
が小さく、SiO2 濃度が50重量%より多いとゾルが
不安定になる。
ゾルはアルカリ性のゾルとしてそのまま使用できるが、
アルカリ性シリカゾルを陽イオン交換処理したゾル又は
塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、酢酸、蓚酸などの水溶性酸性
物質を添加して酸性にしたゾルの方がより好ましい。
硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩基性硝酸アル
ミニウム、塩基性スルファミン酸アルミニウムなどを使
用することができ、その含有量は、Al2O3換算濃度と
して0.01〜5.0重量%が好ましい。Al2O3換算
濃度として0.01重量%より少ないと研磨促進効果が
小さく、5.0重量%より多いとシリカゾルが不安定に
なる。
化鉄(III)、硫酸鉄(III)、硫酸鉄カリウム(III)
化合物などの鉄化合物も使用することができ、その含有
量は、Fe2O3換算濃度として0.01〜5.0重量%
が好ましい。Fe2O3換算濃度として0.01重量%よ
り少ないと研磨促進効果が小さく、5.0重量%より多
いとシリカゾルが不安定になる。
ンゴ酸、グルコン酸、乳酸等のカルボン酸の含有量は
0.01〜5.0重量%が好ましい。0.01重量%よ
り少ないと、研磨促進剤及び安定化剤としての効果が小
さく、5.0重量%より多いとシリカゾルが不安定にな
る。
酸ジルコニル、硝酸セリウム、モリブデン酸アンモニウ
ムなどの金属塩も加えることができる。
アルカリ性のシリカゾルをそのまま使用できるが、アル
カリ性シリカゾルを陽イオン交換処理したゾル又は塩
酸、硫酸、硝酸、酢酸、燐酸などの水溶性酸性物質を添
加して酸性にしたゾルとしても使用できる。
ナ、ジルコニア、珪酸ジルコニウム、ムライト、酸化セ
リウム、酸化鉄、酸化クロム、酸化チタン、酸化錫など
を加えることもできる、そして水酸化アルミニウム、ベ
ーマイト、ゲーサイト等の水和酸化物及びダイヤモン
ド、窒化硼素、窒化珪素、炭化珪素などの非酸化物も加
えることができる。
られているエタノール、プロパノール、エチレングルコ
ール、プロピレングリコールなどの水溶性アルコール、
アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ホルマリン縮
合物などの界面活性剤、ポリアクリル酸塩などの有機ポ
リアニオン系物質、セルロース、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
類を加えることができる。
20nm以下の1次粒子が全個数の90%以上であるモ
ノモーダル数粒子径分布かつ76nmの平均粒子径(窒
素吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群からなるア
ルカリ性のシリカゾル(a−1)(比重1.294、粘
度2.7mPa・s、pH9.6、SiO2濃度40.
5重量%)を純水でSiO2濃度30.5重量%に希釈
し、アンバーライト−120Bの陽イオン交換樹脂充填
カラムに通液して、pH2.1、SiO2濃度30.1
重量%の酸性のシリカゾル(a−2)を得た。このシリ
カゾル(a−2)265gに市販の透過型電子顕微鏡に
よる観察で20nm以上で40nm以下の1次粒子が全
個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分布かつ
コロイダルシリカ粒子でかつ21nmの平均粒子径(窒
素吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群からなる酸
性のシリカゾル(c−1)(比重1.289、粘度4.
1mPa・s、pH2.7、SiO2濃度40.1重量
%)を50g、市販の透過型電子顕微鏡による観察で5
nm以上で15nm以下の1次粒子が全個数の90%以
上であモノモーダル数粒子径分布かつ10nmの平均粒
子径(窒素吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群か
らなる酸性シリカゾル(d−1)(比重1.126、粘
度1.6mPa・s、pH2.5、SiO2濃度20.
4重量%)20gを混合し、純水で希釈しSiO2濃度
10.0重量%の研磨用組成物(α)1000gを調整
した。この研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカ粒
子群の平均粒子径の比は、(c−1)/(a−2)=
0.28、(d−1)/(c−1)=0.48である。
で希釈し、SiO2濃度10.0重量%の研磨用組成物
(α1)1000gを調整した。
し、SiO2濃度10.0重量%の研磨用組成物(α
2)1000gを調整した。
して、実施例1の酸性のシリカゾル(c−1)を50
g、更に市販の透過型電子顕微鏡による観察で5nm以
上で15nm以下の1次粒子が全個数の90%以上であ
るモノモーダル数粒子径分布かつ12.0nmの平均粒
子径(窒素吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群か
らなる酸性のシリカゾル(d−2)(比重1.127、
粘度1.8mPa・s、pH2.8、SiO2濃度2
0.4重量%)20gを混合した酸性のシリカゾルにA
l2O3換算濃度で7.0重量%の硝酸アルミニウム水溶
液71.4gを添加した後、純水で希釈し、硝酸アルミ
ニウムをAl2O3換算濃度で0.5重量%含有し、Si
O2濃度10.0重量%、、pH2.4、電導度15.
5mS/cmの研磨用組成物(β)1000gを調整し
た。この研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカ粒子
群の平均粒子径の比は、(c−1)/(a−2)=0.
28、(d−2)/(c−1)=0.57である。
0nm以下の1次粒子が全個数の90%以上であるモノ
モーダル数粒子径分布かつ42nmの平均粒子径(窒素
吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群からなる酸性
のシリカゾル(b)(比重1.128、粘度1.4mP
a・s、pH2.3、SiO2濃度20.6重量%)を
388gに実施例2の酸性のシリカゾル(d−2)を9
8g混合した酸性のシリカゾルにAl2O3換算濃度で
7.0重量%の硝酸アルミニウム水溶液71.4gを添
加した後純水で希釈し硝酸アルミニウムをAl2O3換算
濃度で0.5重量%含有し、SiO2濃度10.0重量
%、、pH2.4、電導度14.3mS/cmの研磨用
組成物(γ)1000gを調整した。この研磨用組成物
に含まれるコロイダルシリカ粒子群の平均粒子径の比
は、(d−2)/(b)=0.48である。
gに実施例1の酸性のシリカゾル(c−1)を125g
混合した酸性のシリカゾルにAl2O3換算濃度で7.0
重量%の硝酸アルミニウム水溶液71.4gを添加した
後純水で希釈し硝酸アルミニウムをAl2O3換算濃度で
0.5重量%含有し、SiO2濃度10.0重量%、、
pH2.3、電導度14.0mS/cmの研磨用組成物
(δ)1000gを調整した。この研磨用組成物に含ま
れるコロイダルシリカ粒子群の平均粒子径の比は、(c
−1)/(b)=0.50である。
32gにAl2O3換算濃度で7.0重量%の硝酸アルミ
ニウム水溶液71.4gを添加した後純水で希釈し硝酸
アルミニウムをAl2O3換算濃度で0.5重量%含有
し、SiO2濃度10.0重量%、pH2.4、電導度
15.4mS/cmの研磨用組成物(β1)を1000
g調整した。
gに実施例1の酸性の球状シリカゾル(c−1)を50
gを混合した酸性のシリカゾルにFe2O3換算濃度で
7.0重量%の硝酸鉄(III)水溶液71.4gを添加
した後純水で希釈し、硝酸鉄(III)をFe2O3換算濃
度で0.8重量%含有し、SiO2濃度10.0重量
%、pH1.8、電導度29.1mS/cmの研磨用組
成物(ε)を1000g調整した。この研磨用組成物に
含まれるコロイダルシリカ粒子群の平均粒子径の比は、
(c−1)/(a−2)=0.28である。
4gに実施例1の酸性の球状シリカゾル(c−1)を2
00gを混合した酸性のシリカゾルにFe2O3換算濃度
で7.0重量%の硝酸鉄(III)水溶液71.4gを添
加した後純水で希釈し、硝酸鉄(III)をFe2O3換算
濃度で0.8重量%含有し、SiO2濃度10.0重量
%、pH1.7、電導度29.0mS/cmの研磨用組
成物(ζ)を1000g調整した。この研磨用組成物に
含まれるコロイダルシリカ粒子群の平均粒子径の比は、
(c−1)/(a−2)=0.28である。
gに実施例1の酸性の球状シリカゾル(c−1)を50
gを混合した酸性のシリカゾルにFe2O3換算濃度で
7.0重量%の硝酸鉄(III)水溶液71.4g、90
%乳酸5.9gを添加した後純水で希釈し、硝酸鉄(II
I)をFe2O3換算濃度で0.8重量%、乳酸0.5重
量%を含有し、SiO2濃度10.0重量%、pH1.
4、電導度35.2mS/cmの研磨用組成物(η)を
1000g調整した。この研磨用組成物に含まれるコロ
イダルシリカ粒子群の平均粒子径の比は、(c−1)/
(a−2)=0.28である。
gにFe2O3換算濃度で7.0重量%の硝酸鉄(III)
水溶液71.4gを添加した後純水で希釈し、硝酸鉄
(III)をFe2O3換算濃度で0.8重量%含有し、S
iO2濃度10.0重量%、pH1.7、電導度29.
4mS/cmの研磨用組成物(ε1)を1000g調整
した。
e2O3換算濃度で7.0重量%の硝酸鉄(III)水溶液
71.4gを添加した後純水で希釈し、硝酸鉄(III)
をFe2O3換算濃度で0.8重量%含有し、SiO2濃
度10.0重量%、pH1.7、電導度29.0mS/
cmの研磨用組成物(ε2)1000gを調整した。
gに市販の透過型電子顕微鏡による観察で20nm以上
で40nm以下の1次粒子が全個数の90%以上である
モノモーダル数粒子径分布かつ20.5nmの平均粒子
径(窒素吸着法)を有するコロイダルシリカ粒子群から
なる酸性のシリカゾルである平均粒子径(窒素吸着法/
D)21nmのアルカリ性のシリカゾル(c−2)(比
重1.376、粘度19.9mPa・s、pH9.2、
SiO2濃度48.1重量%)を58gを混合し、純水
で希釈しSiO2濃度14.0重量%の研磨用組成物
(θ)を1000g調整した。この研磨用組成物に含ま
れるコロイダルシリカ粒子群の平均粒子径の比は、(c
−2)/(a−2)=0.28である。
希釈しSiO2濃度14.0重量%の研磨用組成物(θ
1)を1000g調整した。
ドディスクの研磨試験〕第1表に記載の研磨用組成物
(α)〜(ε)及び研磨用組成物(α1)〜(θ1)の
研磨用組成物の研磨試験は、下記のように行った。
板にNi−Pを10μmの厚さに無電解メッキ(Ni9
0〜92%とP8〜10%の組成の硬質Ni−Pメッキ
層)をした3.5インチφの基板を使用した。尚、この
基板は1次研磨してあり、平均表面粗さは9.3Åであ
る。
7.9重量%、Al2O317.3重量%、ZrO22.
2重量%、ZnO1.6重量%の成分からなる3.5イ
ンチφのガラス製基板を使用した。尚、この基板は1次
研磨してあり、平均表面粗さは7.3Åである。
マスターSFT(株)製)の定盤に人工皮革タイプのポ
リウレタン製研磨布(POLITEX DG(商標)、
18インチφ、ロデール・ニッタ(株)製)を貼り付
け、これに基板の研磨面に対向させ0.8kPaの荷重
をかけて研磨した。
あり、研磨用組成物の供給量は15ml/分である。研
磨後、被加工物を取り出し純水で洗浄した後、乾燥し重
量減少から研磨速度を求めた。研磨面の平均表面粗さ
(Ra)は、New View100(Zygo社製)
で測定した。ピット、スクラッチ等の表面欠陥は、微分
干渉顕微鏡により観察した。
(Ra)及び平均うねり(Wa)、アルミニウムディス
クの結果を第2表に、ガラス製ハードディスクの結果を
第3表に示す。
ク及びガラス製ハードディスクの研磨面は、いずれもピ
ット、スクラッチ等の表面欠陥は認められなかった。
では、粒子径分布の異なる3種類のコロイダルシリカ粒
子群を混合させた研磨用組成物(α)と単一の粒子径分
布からなる研磨用組成物(α1)、(α2)を比較する
と、研磨用組成物(α)の方が研磨速度が向上し、平均
うねりが3Å以下になり、また平均うねりに対する研磨
速度の比率が2倍以上高くなっており、研磨特性が優れ
ていることがわかる。
する研磨用組成物でも、粒子径分布の異なる2又は3種
類のコロイダルシリカ粒子群を混合させた研磨用組成物
(β)、(γ)、(δ)と1種類のシリカゾルからなる
研磨用組成物(β1)を比較しても、同様な研磨特性で
あることがわかる。
有する研磨用組成物(ε)、(ζ)、(η)、(ε1)
及び(θ1)では、いずれも研磨促進剤として硝酸アル
ミニウムを含有する研磨用組成物より研磨速度は2倍以
上になっている。しかも、粒子径分布の異なる2又は3
種類のコロイダルシリカ粒子群を混合させた研磨用組成
物(ε)、(ζ)、(η)と1種類のシリカゾルからな
る研磨用組成物(ε1)、(θ1)を比較しても、研磨
用組成物(ε)、(ζ)、(η)の方が平均うねりが3
Å以下になり、また平均うねりに対する研磨速度の比率
が2倍以上高くなっており、研磨特性が優れていること
がわかる。また、乳酸を含有した研磨用組成物(η)で
も平均うねりが良くなっていることがわかる。
は、粒子径分布の異なる3種類のコロイダルシリカ粒子
群を混合させた研磨用組成物(θ)と単一の粒子径分布
からなる研磨用組成物(θ1)を比較すると、研磨用組
成物(θ)の方が研磨速度が向上し、平均うねりが3Å
以下になり、また平均うねりに対する研磨速度の比率が
2倍以上高くなっており、研磨特性が優れていることが
わかる。
ドディスクは、記録容量の高密度化のためディスクの高
回転化及びディスクと磁気ヘッドとの隙間が狭くなり、
平均うねりに対する要求が厳しくなってきた。最近では
平均うねりが3Å以下のディスクが要望されている。
のコロイダルシリカ粒子群を混合させた研磨用組成物
は、単一の粒子径分布を有するシリカゾルからなる研磨
用組成物よりもアルミニウムディスク、ガラス製ハード
ディスクの研磨において、高速研磨性でしかも平均うね
りも向上し、3Å以下の研磨面が得られている。
物及び三価の鉄化合物を含有した本発明の研磨用組成物
は、アルミニウムディスクの研磨において研磨速度が向
上し、しかも平均うねりも向上し、3Å以下の研磨面が
得られている。更にマレイン酸、酒石酸、クエン酸、リ
ンゴ酸、グルコン酸、乳酸等のカルボン酸を加えた研磨
用組成物でも同様な研磨面が得られている。
うねり3Å以下の要求を満たすものであり、しかも研磨
速度が向上しているため、研磨工程の生産性が改善され
低コスト化が可能である。
滑な研磨表面が効率的に得ることができるため、フォト
マスク用石英ガラス、水晶、半導体デバイスのSiO2
酸化膜などのシリカを表面に有する基板の他に、珪素単
体の半導体ウェハー、ガリウム砒素、ガリウム燐及びイ
ンジウム燐等の化合物半導体ウェハー、多層配線基板の
銅及びアルミニウム配線金属、窒化膜及び炭化膜などの
精密研磨、サファイヤ、タンタル酸リチウム及びニオブ
酸リチウムなどの単結晶、GMR磁気ヘッドなどの最終
研磨にも有用である。
Claims (9)
- 【請求項1】 シリカゾルを含むアルミニウムディスク
の研磨用組成物において、 透過型電子顕微鏡による観察で80〜120nmの粒子
径を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノモ
ーダル数粒子径分布、及び65〜100nmの範囲に入
る平均粒子径Da (窒素吸着法による測定粒子径)を有
するコロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒
子群(a)と表記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの粒子径
を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノモ−
ダル数粒子径分布、及び15〜25nmの範囲に入る平
均粒子径Dc (窒素吸着法による測定粒子径)を有する
コロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群
(c)と表記する)を含み、 Dc/Daの比が0.15〜0.38で、 コロイダルシリカ粒子群(a)と、コロイダルシリカ粒
子群(c)のSiO2量の重量比でW(a)/W(c)
=1/0.05〜9.0で混合された水中に分散した安
定なシリカゾルであること、及びコロイダルシリカ粒子
を0.5〜50重量%のSiO2 濃度に有することを特
徴とするアルミニウムディスクの研磨用組成物。 - 【請求項2】 シリカゾルを含むアルミニウムディスク
の研磨用組成物において、 透過型電子顕微鏡による観察で80〜120nmの粒子
径を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノモ
ーダル数粒子径分布、及び65〜100nmの範囲に入
る平均粒子径Da (窒素吸着法による測定粒子径)を有
するコロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒
子群(a)と表記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの粒子径
を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノモー
ダル数粒子径分布、及び15〜25nmの範囲に入る平
均粒子径Dc (窒素吸着法による測定粒子径)を有する
コロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群
(c)と表記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で5〜15nmの1次粒子
が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び8〜12nmの範囲に入る平均粒子径D d (窒
素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダルシリカ
粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(d)と表記す
る)を含み、 Dc/Daの比が0.15〜0.38、Dd/Dcの比が
0.26〜0.80で、コロイダルシリカ粒子群(a)
と、コロイダルシリカ粒子群(c)と、コロイダルシリ
カ粒子群(d)とのSiO2 量の重量比でW(a)/W
(c)/W(d)=1/0.05〜9.0/0.01〜
1.4で混合された水中に分散した安定なシリカゾルで
あること、及びコロイダルシリカ粒子を0.5〜50重
量%のSiO2 濃度に有することを特徴とするアルミニ
ウムディスクの研磨用組成物。 - 【請求項3】 シリカゾルを含むアルミニウムディスク
の研磨用組成物において、 透過型電子顕微鏡による観察で40〜70nmの粒子径
を有する1次粒子が全個数の90%以上であるモノモー
ダル数粒子径分布、及び35〜50nmの範囲に入る平
均粒子径Db (窒素吸着法による測定粒子径)を有する
コロイダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群
(b)表記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの1次粒
子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び15〜25nmの範囲に入る平均粒子径D
c (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(c)と表
記する)、又は透過型電子顕微鏡による観察で5〜15
nmの1次粒子が全個数の90%以上であるモノモーダ
ル数粒子径分布、及び8〜12nmの範囲に入る平均粒
子径D d (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロ
イダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群
(d)と表記する)を含み、 Dc/Db の比では0.30〜0.71又はDd/Db の
比では0.16〜0.34で、 コロイダルシリカ粒子群(c)又はコロイダルシリカ粒
子群(d)と、コロイダルシリカ粒子群(b)とのSi
O2 量の重量比でW(b)/[W(c)又はW(d)]
=1/0.05〜9.0で混合された水中に分散した安
定なシリカゾルであること、及びコロイダルシリカ粒子
を0.5〜50重量%のSiO2 濃度に有することを特
徴とするアルミニウムディスクの研磨用組成物。 - 【請求項4】 研磨促進剤として硝酸アルミニウム、硫
酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩基性硝酸アルミ
ニウム及び塩基性スルファミン酸アルミニウムからなる
群から選ばれる1種又は2種以上のアルミニウム化合物
を0.01〜5.0重量%のAl2O3換算濃度に有する
ことを特徴とする請求項1、2、又は3に記載のアルミ
ニウムディスクの研磨用組成物。 - 【請求項5】 研磨促進剤として硝酸鉄(III)、塩化
鉄(III)、硫酸鉄(III)、及び硫酸鉄カリウム鉄(II
I)〔KFe(SO4)2〕からなる群から選ばれる1種
又は2種以上の鉄化合物を0.01〜5.0重量%のF
e2O3換算濃度に有することを特徴とする請求項1、
2、又は3に記載のアルミニウムディスクの研磨用組成
物。 - 【請求項6】 マレイン酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ
酸、グルコン酸、及び乳酸からなる群から選ばれる1種
又は2種以上のカルボン酸を0.01〜5.0重量%含
有することを特徴とする請求項1、2、3、4、又は5
に記載のアルミニウムディスクの研磨用組成物。 - 【請求項7】 シリカを表面に有する基板の研磨用組成
物において、 透過型電子顕微鏡による観察で80〜120nmの1次
粒子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径
分布、及び65〜100nmの範囲に入る平均粒子径D
a (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(a)と表
記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの1次粒
子が全個数の90%以上であるモノモーダルコロイダル
シリカ粒子、及び15〜25nmの範囲に入る平均粒子
径Dc (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイ
ダルシリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(c)
と表記する)を含み、 Dc/Daの比が0.15〜0.38で、 コロイダルシリカ粒子群(a)と、コロイダルシリカ粒
子群(c)のSiO2量の重量比でW(a)/W(c)
=1/0.05〜9.0で混合された水中に分散した安
定なシリカゾルであること、及びコロイダルシリカ粒子
を0.5〜50重量%のSiO2 濃度に有することを特
徴とするシリカを表面に有する基板の研磨用組成物。 - 【請求項8】 シリカを表面に有する基板の研磨用組成
物において、 透過型電子顕微鏡による観察で80〜120nmの1次
粒子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径
分布、及び65〜100nmの範囲に入る平均粒子径D
a (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(a)と表
記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの1次粒
子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径
分、及び15〜25nmの範囲に入る平均粒子径D
c (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(c)と表
記する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で5〜15nmの1次粒子
が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び8〜12nmの範囲に入る平均粒子径D d (窒
素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダルシリカ
粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(d)と表記す
る)を含み、 Dc/Daの比が0.15〜0.38、Dd/Dcの比が
0.26〜0.80で、 コロイダルシリカ粒子群(a)と、コロイダルシリカ粒
子群(c)と、コロイダルシリカ粒子群(d)とのSi
O2 量の重量比でW(a)/W(c)/W(d)=1/
0.05〜9.0/0.01〜1.4で混合された水中
に分散した安定なシリカゾルであること、及びコロイダ
ルシリカ粒子を0.5〜50重量%のSiO2 濃度に有
することを特徴とするシリカを表面に有する基板の研磨
用組成物。 - 【請求項9】 シリカを表面に有する基板の研磨用組成
物において、 透過型電子顕微鏡による観察で40〜70nmの1次粒
子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び35〜50nmの範囲に入る平均粒子径D
b (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(b)表記
する)と、 透過型電子顕微鏡による観察で20〜40nmの1次粒
子が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び15〜25nmの範囲に入る平均粒子径D
c (窒素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダル
シリカ粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(c)と表
記する)又は、 透過型電子顕微鏡による観察で5〜15nmの1次粒子
が全個数の90%以上であるモノモーダル数粒子径分
布、及び8〜12nmの範囲に入る平均粒子径D d (窒
素吸着法による測定粒子径)を有するコロイダルシリカ
粒子群(以下コロイダルシリカ粒子群(d)と表記す
る)を含み、 Dc/Db の比では0.30〜0.71又はDd/Db の
比では0.16〜0.34で、コロイダルシリカ粒子群
(c)又はコロイダルシリカ粒子群(d)と、コロイダ
ルシリカ粒子群(b)とのSiO2 量の重量比でW
(b)/[W(c)又はW(d)]=1/0.05〜
9.0で混合された水中に分散した安定なシリカゾルで
あること、及びコロイダルシリカ粒子を0.5〜50重
量%のSiO2 濃度に有することを特徴とするシリカを
表面に有する基板の研磨用組成物。
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