JP2006075975A - 研磨液組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨後の被研磨物の表面粗さが小さく、ナノスクラッチを顕著に低減し、経済的に研磨をすることが可能な研磨液組成物、該研磨液組成物を調製するのに使用される研磨粒子調製液並びに該研磨液組成物を用いる工程を有する基板の製造方法を提供する。
【解決手段】以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有し、ｐＨが０．１〜７である研磨液組成物：（１）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び（２）１μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下、および前記研磨液組成物を用いて基板を研磨する工程を有する、基板の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、研磨液組成物、該研磨液組成物を調製するのに使用される研磨粒子調製液及び該研磨液組成物を用いる基板の製造方法に関する。

近年のメモリーハードディスクドライブには、高容量・小径化が求められ記録密度を上げるために磁気ヘッドの浮上量を低下させて、単位記録面積を小さくすることが求められている。それに伴い、磁気ディスク基板の製造工程においても研磨後に要求される表面品質は年々厳しくなってきている。即ち、ヘッドの低浮上化に応じて、表面粗さ、微小うねり、ロールオフ及び突起を低減する必要があり、単位記録面積の減少に応じて、許容される基板面当たりのスクラッチ数は少なく、その大きさと深さはますます小さくなってきている。

また、半導体分野においても、高集積化と高速化が進んでおり、特に高集積化では配線の微細化が要求されている。その結果、半導体基板の製造プロセスにおいては、フォトレジストに露光する際の焦点深度が浅くなり、より一層の表面平滑性が望まれている。
このような要求に対して、表面平滑性の向上を目的に、被研磨物の表面に生じる傷（スクラッチ等）の低減を図るべく、粗大粒子数を低減した研磨液スラリーが提案されている（特許文献１〜３）。
特開２０００―１５５６０号公報 特開２００１−２７１０５８号公報 特開２００３―１８８１２２号公報

本発明の目的は、研磨後の被研磨物の表面粗さが小さく、且つ高密度化において重要となるナノスクラッチを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることが可能である研磨液組成物、該研磨液組成物を調製するのに使用される研磨粒子調製液並びに該研磨液組成物を用いる工程を有する基板の製造方法を提供することにある。

即ち、本発明の要旨は、
〔１〕 以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有し、ｐＨが０．１〜７である研磨液組成物：
（１）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
（２）１μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下、
〔２〕 以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有する研磨粒子調製液であって、ｐＨが０．１〜７の研磨液組成物の調製に用いられる研磨粒子調製液：
（i）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨粒子調製液１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
（ii）１μｍ以上の研磨粒子が研磨粒子調製液中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下、
〔３〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて基板を研磨する工程を有する、基板の製造方法
に関する。

本発明の研磨液組成物を、例えば、高密度化又は高集積化用の精密部品用基板の研磨工程で用いることにより、経済的な研磨速度を実現し、研磨後基板の表面平滑性が優れ、且つ微細なナノスクラッチを顕著に低減できるため、表面性状に優れた高品質の磁気ディスク基板、半導体素子用基板等の精密部品用基板を製造することができるという効果が奏される。

本発明の研磨液組成物は、研磨材と水とを含有し、０．１〜７のｐＨであり、（１）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び（２）１μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下であることを特徴とし、欠陥の原因となるナノスクラッチを顕著に低減でき、経済的な研磨速度で、優れた表面平滑性を有する基板を提供することができる。このナノスクラッチは、特に、磁気ディスク基板又は半導体素子用基板において、高密度化又は高集積化に重要となる物性である。従って、本発明の研磨液組成物を用いることで、表面性状に優れた高品質の磁気ディスク基板又は半導体素子用基板を製造することができる。

本発明におけるナノスクラッチとは、深さが１０ｎｍ以上、１００ｎｍ未満、幅が５ｎｍ以上、５００ｎｍ未満、長さが１００μｍ以上の基板表面の微細な傷で、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で検出することができ、後述の実施例に記載の目視検査装置であるＶＩＳＩＯＮ ＰＳＹＴＥＣ社製「ＭｉｃｒｏＭａｘ」による測定でナノスクラッチの本数により定量評価できる。

前記ナノスクラッチは、従来では検出されなかった表面欠陥である。即ち、従来公知の方法を用いる場合、より高容量、高集積といった高密度化に対して、基板の品質が不十分であった。その原因について、本件発明者らが、鋭意研究をした結果、これまで検出できなかった「ナノスクラッチ」の低減が不十分なことにあることを初めて見出した。

本発明におけるナノスクラッチの低減機構は明らかでないが、研磨液組成物中に含有される研磨一次粒子の凝集物あるいは粗大研磨一次粒子が研磨圧力下で局部荷重を受けて被研磨物表面に接触し、深いナノスクラッチが生じていると考えられる。サブミクロンオーダーの粒子は単一又は凝集物でスクラッチを生じることから粒子数が影響し、ミクロンオーダーの粒子では大きい程スクラッチを生じやすくなるため重量が影響していることが明らかになった。本明細書中、研磨液組成物中の研磨粒子とは、一次粒子のみならず、一次粒子が凝集した凝集粒子をも含むものとする。

研磨液組成物中の０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子は、研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下であり、ナノスクラッチ低減の観点から、好ましくは４００，０００個以下、より好ましくは３００，０００個以下、さらに好ましくは２００，０００個以下、さらに好ましくは１００，０００個以下である。

また、研磨液組成物中の全研磨粒子に対して１μｍ以上の研磨粒子は、０．００１重量％以下であり、ナノスクラッチ低減の観点から、好ましくは０．０００８重量％以下、より好ましくは０．０００７重量％以下、さらに好ましくは０．０００６重量％以下、さらに好ましくは０．０００５重量％以下である。

また、研磨液組成物中の全研磨粒子に対して３μｍ以上の研磨粒子は、ナノスクラッチ低減の観点から、たとえば０．０００８重量％以下、好ましくは０．０００７重量％以下、より好ましくは０．０００６重量％以下、さらに好ましくは０．０００５重量％以下、さらに好ましくは０．０００４重量％以下である。

研磨液組成物中の研磨粒子径は、個数カウント方式（Ｓｉｚｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｉｎｇ法）が使用でき、例えば、米国パーティクルサイジングシステムズ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）社製「アキュサイザー（Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ）７８０」及びコールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）社製「コールターカウンター」等によって測定できる。

０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子数、及び１μｍ以上さらには３μｍ以上の研磨粒子含有量を制御する方法に限定はないが、研磨液組成物の製造の際あるいは製造後に、一般的な分散あるいは粒子除去方法を用いることができる。例えば、高速分散装置や高圧ホモジナイザー等の高圧分散装置を用いた分散法や、遠心分離装置等による沈降法、並びに濾過材による精密濾過及び限外濾過等の濾過法が利用できる。これらを用いて処理する場合、それぞれ単独で処理しても２種以上を組み合わせて処理しても良く、組み合わせの処理順序についても何ら制限はない。また、その処理条件や処理回数についても、適宜選択して使用することができる。

これらの中でも、研磨液組成物中に含有する研磨一次粒子の凝集物あるいは粗大研磨一次粒子を効率的且つ経済的に除去する方法として、フィルターによる精密濾過が好適に用いられる。

精密濾過用の濾過材としては、デプス型フィルターやプリーツ型フィルターを用いることができる。デプス型フィルターとしては、バッグ式（住友スリーエム社製等）の他、カートリッジ式（アドバンテック東洋社、日本ポール社、ＣＵＮＯ社、ダイワボウ社製等）のフィルターを用いることができる。

デプス型のフィルターとは、濾過材の孔構造が入口で粗く、出口側で細かく、且つ入口側から出口側へ向かうにつれて連続的に又は段階的に細かくなる特徴を持つ。即ち、粗大粒子の中でも大きな粒子は入口側付近で捕集され、小さな粒子は出口側付近で捕集される。また、粗大粒子程フィルターの厚み方向に多段で捕集されるため除去されやすい。デプス型フィルターの形状は、袋状のバッグタイプでもよく、また、中空円筒形状のカートリッジタイプでもよい。

プリーツ型のフィルターとは、濾過材をヒダ状（プリーツ状）に成形加工して、中空円筒形状のカートリッジタイプにしたものである。厚み方向の各部分で捕集するデプス型フィルターと異なり、プリーツ型フィルターは、濾過材の厚みが薄く、フィルター表面での捕集が主体と言われており、一般的に濾過精度が高いことが特徴である。
濾過材としては、デプス型とプリーツ型の中間構造を有するフィルターを使用することもできる。

濾過方法は、繰り返し濾過する循環式でもよく、一パス方式でもよい。また、一パス方式を繰り返すバッチ式を用いてもよい。通液方法は、加圧するために、循環式では好ましくはポンプが用いられ、一パス方式ではポンプを用いる他に、タンクに空気圧等を導入する加圧濾過法を用いることが出来る。

フィルターの孔構造を適切に選択することで、除去する粗大粒子の粒径を制御することができる。
フィルターシステムは、一段濾過でもよく、組合せによる多段濾過でもよい。多段濾過については、フィルターの孔径と濾過材の構造を適切に選択し、さらに該フィルターの処理順序を適切に選択することで、除去する粗大粒子の粒径制御（濾過精度）と経済性を向上できる効果がある。即ち、孔構造が大きいフィルターを前段に用い、細かいフィルターを後段に用いると、フィルターの寿命を全体として長くできる効果がある。濾過材の構造では、前段にデプス型を用い、後段にプリーツ型を用いると、フィルターの寿命を全体として長くできる効果がある。

本発明に使用される研磨材としては、研磨用に一般的に使用されている研磨材を使用することができ、金属、金属若しくは半金属の炭化物、窒化物、酸化物、又はホウ化物、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は、酸化珪素（以下、シリカという）、酸化アルミニウム（以下、アルミナという）、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム（以下、セリアという）、酸化ジルコニウム等が挙げられ、これらの１種以上を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、シリカ、アルミナ、酸化チタン、セリア、酸化ジルコニウム等が、半導体素子用基板や磁気ディスク基板等の精密部品用基板の研磨に適している。

研磨粒子は、表面欠陥となるナノスクラッチを低減する観点から、コロイダル粒子やヒュームド粒子が好ましく、中でもコロイダル粒子が好ましく、例えばコロイダルシリカ粒子、コロイダルセリア粒子、コロイダルアルミナ粒子が挙げられ、コロイダルシリカ粒子がより適している。コロイダルシリカ粒子は、例えば珪酸水溶液から生成させる製法によって得ることができる。また、これら研磨粒子を官能基で表面修飾あるいは表面改質したもの、界面活性剤や他の研磨材で複合粒子化したもの等も用いることができる。

研磨材の一次粒子の平均粒径は、ナノスクラッチを低減する観点及び表面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ、Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ値：Ｒｍａｘ）を低減する観点から、１〜５０ｎｍが好ましい。同時に研磨速度を向上させる観点から、より好ましくは３〜５０ｎｍ、さらに好ましくは５〜４０ｎｍ、さらに好ましくは５〜３０ｎｍである。

研磨材の一次粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）での観察画像から求める方法や、滴定法、ＢＥＴ法によって、それぞれの方法で測定した時の平均粒径として求めることができる。

使用時における研磨液組成物中の研磨材の含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上、さらに好ましくは５重量％以上であり、また、経済的に表面品質を向上させる観点から、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下、１３重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下である。従って、研磨速度を向上させ、且つ経済的に表面品質を向上させる観点から該含有量は、好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、さらに好ましくは３〜１３重量％、さらに好ましくは５〜１０重量％である。研磨材の該含有量は、研磨液組成物製造時における含有量あるいは使用時における含有量のいずれであってもよく、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。

本発明に使用される水としては、イオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられる。水の含有量は、１００重量％から研磨材及び他の成分を除いた残部に相当し、６０〜９９重量％が好ましく、８０〜９７重量％がより好ましい。

本発明の研磨液組成物のｐＨは、０．１〜７である。アルカリ性においては、酸性に比べてナノスクラッチの発生が著しい。その発生機構は明らかではないが、研磨粒子同士が表面電荷によって強く反発し合うアルカリ性雰囲気下では、研磨液組成物中に含有される研磨一次粒子の凝集物あるいは粗大研磨一次粒子が研磨部において密な充填ができずに、研磨圧力下で局部荷重を受けやすくなるためと推定している。ｐＨは、被研磨物の種類や要求特性に応じて決定することが好ましく、被研磨物の材質が金属材料では、研磨速度を向上させる観点から、ｐＨは、好ましくは６以下、より好ましくは５以下、さらに好ましくは４以下である。また、人体への影響や研磨装置の腐食防止の観点から、ｐＨは、好ましくは０．５以上、より好ましくは１以上、さらに好ましくは１．４以上である。特に、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）メッキされたアルミニウム合金基板のように被研磨物の材質が金属材料の精密部品用基板においては、前記観点を考慮してｐＨは、０．５〜６が好ましく、より好ましくは１．０〜５、さらに好ましくは１．４〜４である。

ｐＨは、以下の酸や塩によって調整することができる。具体的には、硝酸、硫酸、亜硝酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、アミド硫酸等の無機酸又はそれらの塩、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（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）、エタン−１，１−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、エタン−１−ヒドロキシ−１，１−ジホスホン酸、エタン−１−ヒドロキシ−１，１，２−トリホスホン酸、エタン−１，２−ジカルボキシ−１，２−ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２−ジカルボン酸、１−ホスホノブタン−２，３，４−トリカルボン酸、α−メチルホスホノコハク酸等の有機ホスホン酸又はそれらの塩、グルタミン酸、ピコリン酸、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸又はそれらの塩、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、オキサロ酢酸等のカルボン酸又はそれらの塩、などが挙げられる。中でもナノスクラッチを低減する観点から、無機酸又は有機ホスホン酸及びそれらの塩が好ましい。

また、無機酸又はそれらの塩の中では、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸又はそれらの塩がより好ましく、有機ホスホン酸又はそれらの塩の中では、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（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）又はそれらの塩がより好ましい。これらの酸又はそれらの塩は、単独で又は２種類以上を混合して用いてもよい。

これらの塩の対イオン（陽イオン）としては、特に限定はなく、具体的には、金属イオン、アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオンとの塩が挙げられる。金属の具体的な例としては、周期律表（長周期型）の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。ナノスクラッチを低減する観点から、アンモニウムイオン又は１Ａ族に属する金属イオンが好ましい。

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、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。また、被研磨物の材質により一概に限定は出来ないが、一般に金属材料では研磨速度を向上させる観点から、酸化剤を添加することができる。酸化剤としては、過酸化水素、過マンガン酸、クロム酸、硝酸、ペルオキソ酸、酸素酸又はこれらの塩及び酸化性金属塩などが挙げられる。

前記のような構成を有する本発明の研磨液組成物は、前記各成分を公知の方法で混合することにより、調製することができる。

研磨液組成物の調製方法としては、たとえば以下の二通りが挙げられる。
（１）研磨粒子調製液と水とを混合したものに他の成分を加える方法、及び
（２）他の成分と水とを混合したものに研磨粒子調製液を加える方法。

中でも、経済性の観点から、濃縮液として、以下の条件：
（i）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨粒子調製液１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
（ii）１μｍ以上の研磨粒子が研磨粒子調製液中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下
を満たす研磨材と水とを含有する研磨粒子調製液（態様Ａ−１）を調製し、次いで、該研磨粒子調製液に前記したような他の成分を配合して本発明の研磨液組成物を調製することが好ましい。
また、研磨材の分散安定性の観点から、他の成分と水とを混合したものに研磨粒子調製液（態様Ａ−１）を加える（２）の方法が好ましい。
なお、（１）の方法において、他の成分は必要に応じて適当な量の水で希釈して用いることができる。
したがって、本発明は、研磨粒子調製液にも関する。

研磨粒子調製液としては、前記の研磨液組成物の調製方法（１）又は（２）に使用されるものであればよく、たとえば、前記態様Ａ−１以外には以下の態様のものが挙げられる。
（態様Ａ−２）さらに、以下の条件を満たす態様Ａ−１の研磨粒子調製液：
（iii）３μｍ以上の研磨粒子が研磨粒子調製液中の全研磨粒子に対して０．０００８重量％以下；
（態様Ａ−３）研磨材の一次粒子の平均粒径が１〜５０ｎｍである態様Ａ−１又はＡ−２の研磨粒子調製液；
（態様Ａ−４）研磨粒子調製液中の研磨材の含有量が１〜６０重量％である態様Ａ−1〜Ａ−３の研磨粒子調製液；
（態様Ａ−５）研磨材がコロイダルシリカである態様Ａ−１〜Ａ−４の研磨粒子調製液；
（態様Ａ−６）磁気ディスク基板用の研磨液組成物を調製するのに用いられる態様Ａ−１〜Ａ−５の研磨粒子調製液。

研磨粒子調製液中における研磨材の含有量としては、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは１重量％以上、より好ましくは５重量％以上、さらに好ましくは１０重量％以上であり、また、経済的に表面品質を向上させる観点から、好ましくは６０重量％以下、より好ましくは５０重量％以下である。従って、該含有量は、好ましくは１〜６０重量％、より好ましくは５〜５０重量％、さらに好ましくは１０〜５０重量％である。
また、研磨粒子調製液中における水の含有量としては、研磨粒子調製液の流動性の観点から、好ましくは４０重量％以上、より好ましくは５０重量％以上であり、また、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは９９重量％以下、より好ましくは９５重量％以下、さらに好ましくは９０重量％以下である。従って、該含有量は、好ましくは４０〜９９重量％、より好ましくは５０〜９５重量％、さらに好ましくは５０〜９０重量％である。

前記研磨粒子調製液は、例えば、以下の態様1〜６の研磨液組成物の調製に好適に使用することができる。
（態様１）以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有し、ｐＨが０．１〜７である研磨液組成物：
（１）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
（２）１μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下；
（態様２）さらに、以下の条件を満たす態様１の研磨液組成物：
（３）３μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．０００８重量％以下；
（態様３）研磨材の一次粒子の平均粒径が１〜５０ｎｍである態様１又は２の研磨液組成物；
（態様４）研磨液組成物中の研磨材の含有量が０．５〜２０重量％である態様1〜３の研磨液組成物；
（態様５）研磨材がコロイダルシリカである態様１〜４の研磨液組成物；
（態様６）磁気ディスク基板に用いる態様１〜５の研磨液組成物。

本発明の研磨液組成物は、例えば、不織布の有機高分子系研磨布等（研磨パッド）と被研磨基板との間に供給され、即ち、研磨液組成物が研磨パッドを貼り付けた研磨盤で挟み込まれた基板研磨面に供給され、所定の圧力の下で研磨盤及び／又は基板を動かすことにより、基板に接触しながら研磨工程に用いられる。この研磨によりナノスクラッチの発生を顕著に抑えることができる。

効果的にナノスクラッチを低減するためには、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組成物を調製し、被研磨基板を研磨する。これにより、被研磨基板の表面欠陥、特にナノスクラッチを顕著に低減でき、さらに表面粗さの低い表面品質に優れた基板を製造することができる。

特に精密部品用基板の製造に好適である。例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の磁気ディスク基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板などの精密部品用基板の研磨に適している。半導体基板の製造においては、シリコンウエハ（ベアウエハ）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本発明の研磨液組成物を用いることができる。

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。

本発明の研磨液組成物が好適な被研磨物の材質としては、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、チタン等の金属若しくは半金属、又はこれらの合金、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、二酸化珪素、窒化珪素、窒化タンタル、炭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。これらの中でも、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を含有する被研磨物に好適である。例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板や結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板により適しており、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板がさらに適している。

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のものに本発明の研磨液組成物は用いられる。中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に優れている。

表面平滑性の尺度である表面粗さについては、その評価方法は限られないが、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）における波長１０μｍ以下の短い波長で測定可能な粗さとして評価し、中心線平均粗さＲａとして表すことができる（ＡＦＭ−Ｒａ）。本発明の研磨液組成物は、磁気ディスク基板の研磨工程、さらには研磨後の基板の表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）を２．０Å以下にする研磨工程に適している。

基板の製造工程において、複数の研磨工程がある場合、２工程目以降に本発明の研磨液組成物が用いられるのが好ましく、ナノスクラッチ及び表面粗さを顕著に低減し、優れた表面平滑性を得る観点から、仕上げ研磨工程に用いられるのが特に好ましい。仕上げ研磨工程とは、複数の研磨工程がある場合、少なくとも一つの最後の研磨工程を指す。

その際、前工程の研磨材や研磨液組成物の混入を避けるために、それぞれ別の研磨機を使用してもよく、またそれぞれ別の研磨機を使用した場合では、各工程毎に基板を洗浄することが好ましい。なお、研磨機としては、特に限定されない。このようにして製造された基板は、ナノスクラッチが顕著に低減されており、且つ表面平滑性に優れたものである。即ち、研磨後の表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）は、例えば２．０Å以下、好ましくは１．８Å以下、より好ましくは１．５Å以下である。

尚、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程に供する前の基板の表面性状は特に限定しないが、例えば、ＡＦＭ−Ｒａが１０Å以下の表面性状を有する基板が適する。

本発明の基板の製造方法において使用される研磨材としては、前記の本発明の研磨液組成物に使用されるものと同一のものであればよい。前記研磨工程は、複数研磨工程の中でも２工程目以降に行われるのが好ましく、仕上げ研磨工程に行われるのが特に好ましい。

以上のようにして、本発明の研磨液組成物又は本発明の基板の製造方法を用いて製造された基板は、表面平滑性に優れ、表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）が例えば２．０Å以下、好ましくは１．８Å以下、より好ましくは１．５Å以下のものが得られる。

また、製造された基板はナノスクラッチが極めて少ないものである。従って、該基板が、例えば、メモリーハードディスク基板である場合には、記録密度１２０Ｇ bits／ｉｎｃｈ^２、さらには１６０Ｇ bits／ｉｎｃｈ^２のものにも対応することができ、半導体基板である場合には、配線幅６５ｎｍ、さらには４５ｎｍのものにも対応することができる。

被研磨基板として、アルミナ研磨材を含有する研磨液であらかじめ粗研磨し、ＡＦＭ−Ｒａ１０Åとした、厚さ１．２７ｍｍの外径９５ｍｍφで内径２５ｍｍφのＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を用いて研磨評価を行った。

実施例１
研磨材として、コロイダルシリカスラリー（デュポン社製、一次粒子の平均粒径２２ｎｍ、シリカ粒子濃度４０重量％品）２５Ｌを、バッグ式デプス型フィルター（住友スリーエム社製、リキッドフィルター５２２）で濾過し、次いでプリーツ型フィルター（アドバンテック東洋社製、ＴＣＳ−Ｅ０４５−Ｓ１ＦＥ）で濾過し、表1の研磨粒子調製液ａを得た(調製例１)。表2の濃度になるように、イオン交換水に所定量の、３５重量％の過酸化水素水（旭電化工業社製）、６０重量％のＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸）水溶液（ソルーシア・ジャパン製）、及び９５重量％の硫酸（和光純薬工業社製）を添加、混合した水溶液の撹拌下に、前記研磨粒子調製液ａを添加して研磨液組成物Ａを得た。

実施例２
プリーツ型フィルターに日本ポール社製ＨＤＣII（ＭＣＹ１００１Ｊ０１２Ｈ１３）を用いた以外は実施例１と同様に行い、表1の研磨粒子調製液ｂ（調製例２)及び研磨液組成物Ｂを得た。

実施例３
プリーツ型フィルターにＣＵＮＯ社製ゼータポア（７０００６−０１Ｎ−１２０ＰＧ）を用いた以外は実施例１と同様に行い、表1の研磨粒子調製液ｃ（調製例３)及び研磨液組成物Ｃを得た。

実施例４
プリーツ型フィルターをアドバンテック東洋社製（ＴＣＰＤ−０５Ａ−Ｓ１ＦＥ）に替えた以外は実施例１と同様に行い、表1の研磨粒子調製液ｄ（調製例４)及び研磨液組成物Ｄを得た。

実施例５
イオン交換水に所定量の、６０重量％のＨＥＤＰ水溶液と９５重量％の硫酸を添加、混合した水溶液の撹拌下に、調製例１の研磨粒子調製液ａを加えて、研磨液組成物Ｅを得た。

実施例６
プリーツ型フィルターを日本ポール社製で中間構造のウルチプリーツプロファイル（ＰＵＹ１ＵＹ０２０Ｈ１３）に替えた以外は実施例１と同様に行い、表1の研磨粒子調製液ｇ(調製例５)及び研磨液組成物Ｇを得た。

実施例７
イオン交換水に所定量の３５重量％過酸化水素水と６０重量％のＨＥＤＰ水溶液および９５重量％の硫酸を添加、混合した水溶液の攪拌下に、調製例１の研磨粒子調製液ａを加えて、研磨液組成物Ｉを得た。

実施例８
調製例１の研磨粒子調製液ａに、表２の濃度に必要なイオン交換水の８６％を加え、希釈スラリーを調製した。別途、前記イオン交換水の残り１４％に、所定量の、３５重量％の過酸化水素水（旭電化工業社製）と６０重量％のＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸）水溶液（ソルーシア・ジャパン製）と９５重量％の硫酸（和光純薬工業社製）とを混合した酸水溶液を調製した。この酸水溶液を前記希釈スラリーに攪拌しながら加え、研磨液組成物Ｋを得た。

比較例１
プリーツ型フィルターにダイワボウ社製ウェーブスター（Ｗ−００４−Ｓ−ＤＯ−Ｅ）を用いた以外は実施例１と同様に行い、表1の研磨粒子調製液ｆ(調製例６)及び研磨液組成物Ｆを得た。

比較例２
イオン交換水の撹拌下に、表２の濃度になるように調製例１の研磨粒子調製液ａを加えて、研磨液組成物Ｈを得た。

比較例３
イオン交換水の撹拌下に、表２の濃度になるように、研磨材としてコロイダルシリカスラリー（日産化学工業社製、スノーテックスＳＴ−５０、平均粒径３０ｎｍ、シリカ粒子濃度４８重量％品）を添加し、さらに、０．４５μｍセルロースアセテート製メンブランフィルター（直径９０ｍｍ）で吸引濾過し研磨液組成物Ｊを得た。
実施例１〜８及び比較例１〜３で得られた研磨粒子調製液及び研磨液組成物について、粗大粒子及びナノスクラッチを以下の方法に基づいて測定・評価した。得られた結果を表２に示す。

１．研磨条件
・研磨試験機：スピードファム社製、両面９Ｂ研磨機
・研磨パッド：フジボウ社製、ウレタン製仕上げ研磨用パッド
・上定盤回転数：３２．５ｒ／ｍｉｎ
・研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／ｍｉｎ
・本研磨時間：４ｍｉｎ
・本研磨荷重：７．８ｋＰａ
・投入した基板の枚数：１０枚

２．研磨粒子の測定条件
・測定機器：ＰＳＳ社製 「アキュサイザー７８０ＡＰＳ」
・Injection Loop Volume：１ｍｌ
・Flow Rate：６０ｍＬ／ｍｉｎ
・Data Collection Time：６０ｓｅｃ
・Number Channels：１２８

３．ナノスクラッチの測定条件
・測定機器：ＶＩＳＩＯＮ ＰＳＹＴＥＣ社製、「ＭｉｃｒｏＭａｘ ＶＭＸ−２１００ＣＳＰ」
・光源：２Ｓλ（２５０Ｗ）及び３Ｐλ（２５０Ｗ）共に１００％
・チルト角：−６°
・倍率：最大（視野範囲：全面積の１２０分の１）
・観察領域：全面積（外径９５ｍｍφで内径２５ｍｍφの基板）
・アイリス：ｎｏｔｃｈ
・評価：研磨試験機に投入した基板の中、無作為に４枚を選択し、その４枚の基板の各々両面にあるナノスクラッチ数（本）の合計を８で除して、基板面当たりのナノスクラッチ数を算出した。また、表２に記載したナノスクラッチの評価は比較例１のナノスクラッチ数（本／面）に対する相対評価で行った。

[研磨速度の測定条件]
研磨前後の被研磨物の重量差（ｇ）を被研磨物の密度（８．４ｇ／ｃｍ^３）、被研磨物の表面積（６５．９７ｃｍ^２）、及び研磨時間（min）で除し、単位時間当たりの研磨量を研磨速度(μm／min）として計算した。

[表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）の評価方法]
・測定機器：Ｖｅｅｃｏ社製、「ＴＭ−Ｍ５Ｅ」
・Ｍｏｄｅ：ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ
・Ｓｃａｎｒａｔｅ：１．０Ｈｚ
・Ｓｃａｎａｒｅａ：１０×１０μｍ
・評価：内周と外周間の中心を１２０°毎に３点測定し、これを基板の両面について行い、計６点の平均値を求めた。

表２に示した結果から、実施例１〜８の研磨液組成物を用いて得られた基板は、比較例１のそれに比べ、ナノスクラッチの発生が抑制されたものであり、比較例２又は３のそれらに比べ、研磨速度に優れナノスクラッチの発生が抑制されたものであることがわかる。
また、実施例１〜８で得られた基板は、いずれも表面粗さの極めて小さいものであった。

本発明の研磨液組成物は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、等のディスク基板の研磨あるいはフォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の精密部品基板の研磨等に好適に使用することができる。

Claims (8)

1. 以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有し、ｐＨが０．１〜７である研磨液組成物：
   （１）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨液組成物１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
   （２）１μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下。
2. さらに、以下の条件を満たす請求項１記載の研磨液組成物：
   （３）３μｍ以上の研磨粒子が研磨液組成物中の全研磨粒子に対して０．０００８重量％以下。
3. 研磨材の一次粒子の平均粒径が１〜５０ｎｍである請求項１又は２記載の研磨液組成物。
4. 研磨液組成物中の研磨材の含有量が０．５〜２０重量％である請求項１〜３いずれか記載の研磨液組成物。
5. 研磨材がコロイダルシリカである請求項１〜４いずれか記載の研磨液組成物。
6. 磁気ディスク基板に用いる請求項１〜５いずれか記載の研磨液組成物。
7. 以下の条件を満たす、研磨材と水とを含有する研磨粒子調製液であって、ｐＨが０．１〜７の研磨液組成物の調製に用いられる研磨粒子調製液：
   （i）０．５６μｍ以上１μｍ未満の研磨粒子が研磨粒子調製液１ｃｍ^３当り５００,０００個以下、及び
   （ii）１μｍ以上の研磨粒子が研磨粒子調製液中の全研磨粒子に対して０．００１重量％以下。
8. 請求項１〜６いずれか記載の研磨液組成物を用いて基板を研磨する工程を有する、基板の製造方法。