JP2007179612A - Polishing liquid composition for magnetic disk substrate - Google Patents

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Yoshiaki Ooshima
良暁 大島
Tetsushi Yamaguchi
哲史 山口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing liquid composition for reducing the waviness of the surface of a substrate, especially the waviness of an outer circumferential part of the surface, and to provide a method of polishing the substrate using the polishing liquid composition. <P>SOLUTION: The polishing liquid composition for a magnetic disk substrate contains silica and a surfactant and has a pH of 0 to 2.5, wherein the surfactant is one or more compounds selected from a group composed of a sulfonic acid compound represented by following general formulae (1) to (3). In the general formula (1) R<SP>1</SP>-(O)n<SP>1</SP>-SO<SB>3</SB>M<SP>1</SP>, R<SP>1</SP>denotes a 3-20C hydrocarbon group, M<SP>1</SP>denotes a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation and n<SP>1</SP>denotes 0 or 1. In the general formula (2) R<SP>2</SP>OOC-CH<SB>2</SB>-CH(SO<SB>3</SB>M<SP>2</SP>)-COOR<SP>3</SP>, R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>each independently denotes a 3-20C hydrocarbon group and M<SP>2</SP>denotes a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation. In the general formula (3), R<SP>4</SP>denotes a 3-20C hydrocarbon group and M<SP>3</SP>and M<SP>4</SP>each independently denotes a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気ディスク基板用研磨液組成物及び基板の研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing composition for a magnetic disk substrate and a method for polishing a substrate.

近年、磁気ディスクドライブは小型化及び大容量化が進む傾向にあるため、磁気ディスクの単位記録面積を縮小し、1枚あたりの容量を大きくすることにより、この傾向に対応している。単位記録面積が小さくなると磁気信号が弱くなるため、検出感度を上げる必要がある。従って、磁気ヘッド浮上高さをより低くすることが必要となり、それに伴い磁気ディスク基板の表面粗さやうねりを小さくすることが求められている。   In recent years, magnetic disk drives tend to be smaller and have larger capacities, and this trend can be accommodated by reducing the unit recording area of the magnetic disk and increasing the capacity per disk. Since the magnetic signal becomes weaker as the unit recording area becomes smaller, it is necessary to increase the detection sensitivity. Therefore, it is necessary to lower the flying height of the magnetic head, and accordingly, it is required to reduce the surface roughness and waviness of the magnetic disk substrate.

特許文献1には、シリカとスルホン酸系アニオン界面活性剤とを含む研磨液組成物が開示されているが、該組成物のうねり低減効果は十分とは言えない。
国際公開第98/21289号パンフレット
Patent Document 1 discloses a polishing liquid composition containing silica and a sulfonic acid-based anionic surfactant, but the swell reduction effect of the composition is not sufficient.
International Publication No. 98/21289 Pamphlet

磁気ヘッドは、磁気ディスク基板の全面に渡って浮上・移動するため、うねりについても基板全面において低減されることが求められている。しかし、これまでは、触針式や光学式測定機を用いていたため、微小部分(例えば、触針径0.2μm、カットオフ800μm)のうねりしか評価できなかった。そのため、基板全面のうねりの測定は、非常に時間がかかるため、実質的に困難であった。従って、基板全面に渡るうねりについての評価は、なされていなかった。   Since the magnetic head floats and moves over the entire surface of the magnetic disk substrate, the swell is also required to be reduced over the entire surface of the substrate. However, until now, since a stylus type or optical measuring instrument has been used, only undulations of minute portions (for example, stylus diameter 0.2 μm, cutoff 800 μm) could be evaluated. Therefore, the measurement of the waviness on the entire surface of the substrate is very difficult because it takes a very long time. Therefore, the evaluation of the swell over the entire surface of the substrate has not been made.

今回、発明者らが、初めて磁気ディスク基板全面を評価できる装置(ThoT社製、model M4224)を用いて、基板全面に渡るうねり評価を行った結果、うねりの大きさが基板面内で大きく異なることが見出された。特に、外周部(例えば、基板中心から半径46mmの位置)でのうねりが内部(例えば、基板中心から半径20mmの位置)に比べて顕著に大きいことがわかった。従って、外周部のうねりを低減することにより、基板全面に渡るうねりが低減され、その結果、磁気ヘッド浮上高さのさらなる低減が可能になると考えられる。   As a result of the swell evaluation over the entire surface of the substrate using the device (model M4224, manufactured by ThoT Co., Ltd.) that allows the inventors to evaluate the entire surface of the magnetic disk substrate for the first time, the size of the swell varies greatly within the substrate surface. It was found. In particular, it has been found that the undulation at the outer peripheral portion (for example, a position having a radius of 46 mm from the center of the substrate) is significantly larger than the inside (for example, a position having a radius of 20 mm from the center of the substrate). Therefore, it is considered that by reducing the waviness of the outer peripheral portion, the waviness over the entire surface of the substrate is reduced, and as a result, the flying height of the magnetic head can be further reduced.

本発明は、かかる新規な知見に基づき、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた基板の研磨方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a polishing composition capable of reducing the undulation of the substrate surface, particularly the undulation of the outer peripheral portion, and a method of polishing a substrate using the polishing composition, based on such novel findings. .

即ち、本発明の要旨は、
[1] シリカ及び界面活性剤を含有してなり、pHが0〜2.5である磁気ディスク基板用研磨液組成物であって、該界面活性剤が下記の一般式(1)〜(3)で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される1つ以上の化合物である、磁気ディスク基板用研磨液組成物
−(O)n−SO (1)
[式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、nは0又は1を表す。]
OOC−CH−CH(SO)−COOR (2)
[式中、R及びRは、それぞれ独立に炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A polishing composition for a magnetic disk substrate comprising silica and a surfactant and having a pH of 0 to 2.5, wherein the surfactant is represented by the following general formulas (1) to (3) The polishing composition for magnetic disk substrate R 1- (O) n 1 -SO 3 M 1 (1), which is one or more compounds selected from the group consisting of sulfonic acid compounds represented by
[Wherein, R 1 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, M 1 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation, and n 1 represents 0 or 1. ]
R 2 OOC-CH 2 -CH ( SO 3 M 2) -COOR 3 (2)
[Wherein, R 2 and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 2 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]

[式中、Rは炭素数が3〜20の炭化水素基、M及びMはそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]、及び
[2] 前記[1]記載の研磨液組成物を被研磨基板1cm当たり0.05〜15mL/分の供給速度で研磨機に供給しながら、研磨パッドを用いて5〜50kPaの研磨圧力で研磨する工程を有する磁気ディスク基板の研磨方法
に関する。
[Wherein, R 4 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 3 and M 4 each independently represent a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. And [2] While supplying the polishing composition according to [1] to a polishing machine at a supply rate of 0.05 to 15 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished, the polishing pad is used to adjust the polishing composition to 5 to 50 kPa. The present invention relates to a method for polishing a magnetic disk substrate having a step of polishing with a polishing pressure.

本発明により、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた基板の研磨方法が提供される。本発明の研磨液組成物又は研磨方法を、例えば、磁気ディスク基板の製造工程で用いることにより、うねり、中でも外周部のうねりが顕著に低減された基板を得ることができるという効果が奏される。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there are provided a polishing liquid composition capable of reducing the undulation of the substrate surface, particularly the undulation of the outer peripheral portion, and a substrate polishing method using the polishing liquid composition. By using the polishing composition or the polishing method of the present invention in, for example, a manufacturing process of a magnetic disk substrate, it is possible to obtain a substrate in which waviness, particularly waviness of the outer peripheral portion is significantly reduced. .

本発明の磁気ディスク基板用研磨液組成物は、シリカ及び界面活性剤を含有してなり、pHが0〜2.5である磁気ディスク基板用研磨液組成物(以下、「研磨液組成物」と称することがある)であって、該界面活性剤が下記の一般式(1)〜(3)で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される1つ以上の化合物であることを一つの特徴とする。
−(O)n−SO (1)
[式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、nは0又は1を表す。]
OOC−CH−CH(SO)−COOR (2)
[式中、R及びRは、それぞれ独立に炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
The magnetic disk substrate polishing liquid composition of the present invention comprises a silica and a surfactant, and has a pH of 0 to 2.5 (hereinafter referred to as “polishing liquid composition”). And the surfactant is one or more compounds selected from the group consisting of sulfonic acid compounds represented by the following general formulas (1) to (3). One feature.
R 1 — (O) n 1 —SO 3 M 1 (1)
[Wherein, R 1 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, M 1 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation, and n 1 represents 0 or 1. ]
R 2 OOC-CH 2 -CH ( SO 3 M 2) -COOR 3 (2)
[Wherein, R 2 and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 2 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]

[式中、Rは炭素数が3〜20の炭化水素基、M及びMはそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
かかる特徴を有することにより、本発明の研磨液組成物は、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る。なお、様々な波長のうねりの中でも、磁気ヘッドの大きさ程度のうねり(本願では波長が0.4〜2mmのうねりとする)が、磁気ヘッド浮上高さに大きな影響を及ぼすことが分かっている。従って、本発明におけるうねり評価は、波長:0.4〜2mmのうねりについて行う。
[Wherein, R 4 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 3 and M 4 each independently represent a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]
By having such characteristics, the polishing composition of the present invention can reduce the undulation of the substrate surface, particularly the undulation of the outer peripheral portion. Among the undulations of various wavelengths, it is known that the undulation of the size of the magnetic head (in this application, the undulation having a wavelength of 0.4 to 2 mm) has a great effect on the flying height of the magnetic head. . Therefore, the swell evaluation in this invention is performed about the swell of wavelength: 0.4-2mm.

本発明の研磨液組成物に使用されるシリカとしては、例えばコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられる。中でも、被研磨基板表面のより高度な平坦性を得る観点から、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカは、市販のものでもケイ酸水溶液から生成させる公知の製造方法等により得られたものでもよい。シリカの使用形態としては、操作性の観点からスラリー状であることが好ましい。   Examples of the silica used in the polishing composition of the present invention include colloidal silica, fumed silica, and surface-modified silica. Among these, colloidal silica is preferable from the viewpoint of obtaining a higher level of flatness on the surface of the substrate to be polished. The colloidal silica may be a commercially available one or one obtained by a known production method or the like produced from a silicic acid aqueous solution. The usage form of silica is preferably a slurry from the viewpoint of operability.

シリカの一次粒子の平均粒径は、シリカが一種単独又は二種以上混合されているかどうかに関係なく、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは1nm以上、より好ましくは3nm以上、さらに好ましくは5nm以上であり、また、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、好ましくは30nm以下、より好ましくは25nm以下、さらに好ましくは20nm以下、さらにより好ましくは15nm以下、さらにより好ましくは13nm以下である。従って、該一次粒子の平均粒径は、好ましくは1〜30nm、より好ましくは1〜25nm、さらに好ましくは1〜20nm、さらにより好ましくは3〜20nm、さらにより好ましくは5〜15nm、さらにより好ましくは5〜13nmが望ましい。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基板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5〜150nm、より好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは5〜80nm、さらにより好ましくは5〜50nm、さらにより好ましくは5〜30nmである。   The average particle size of the primary particles of silica is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, and even more preferably 5 nm from the viewpoint of improving the polishing rate regardless of whether silica is used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of reducing the surface roughness (centerline average roughness: Ra, Peak to Valley value: Rmax), it is preferably 30 nm or less, more preferably 25 nm or less, still more preferably 20 nm or less, and even more. It is preferably 15 nm or less, and more preferably 13 nm or less. Accordingly, the average particle size of the primary particles is preferably 1-30 nm, more preferably 1-25 nm, even more preferably 1-20 nm, even more preferably 3-20 nm, even more preferably 5-15 nm, even more preferably. Is preferably 5 to 13 nm. When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average particle size of the secondary particles is preferably 5 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness of the substrate. It is ˜150 nm, more preferably 5 to 100 nm, still more preferably 5 to 80 nm, still more preferably 5 to 50 nm, and even more preferably 5 to 30 nm.

また、前記シリカの一次粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡で観察した画像を使い、一次粒子の小粒径側からの累積体積頻度が50%となる粒径(D50)を求め、この値を一次粒子の平均粒径とする。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光散乱法を用いて体積平均粒径として測定することができる。   Further, the average particle size of the primary particles of the silica is determined by using an image observed with a transmission electron microscope to obtain a particle size (D50) at which the cumulative volume frequency from the small particle size side of the primary particles becomes 50%. The value is the average particle size of the primary particles. The average particle diameter of the secondary particles can be measured as a volume average particle diameter using a laser light scattering method.

シリカの粒径分布としては、ナノスクラッチの低減、表面粗さの低減及び高い研磨速度を達成する観点から、D90/D50が、好ましくは1〜3、より好ましくは1.3〜3である。なお、D90とは、透過型電子顕微鏡で観察した画像を使い、一次粒子の小粒径側からの累積体積頻度が90%となる粒径をいう。   As a particle size distribution of silica, D90 / D50 is preferably 1 to 3, more preferably 1.3 to 3 from the viewpoint of achieving reduction of nanoscratches, reduction of surface roughness, and high polishing rate. Note that D90 is a particle size at which the cumulative volume frequency from the small particle size side of the primary particles becomes 90% using an image observed with a transmission electron microscope.

研磨液組成物中におけるシリカの含有量は、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、さらにより好ましくは5重量%以上であり、また、表面性状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、さらに好ましくは13重量%以下、さらにより好ましくは10重量%以下である。すなわち、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%、さらにより好ましくは5〜10重量%である。   From the viewpoint of improving the polishing rate, the content of silica in the polishing composition is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, still more preferably 3% by weight or more, and even more preferably 5%. From the viewpoint of improving the surface properties, it is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, still more preferably 13% by weight or less, and even more preferably 10% by weight or less. That is, the content is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, still more preferably 3 to 13% by weight, and even more preferably 5 to 10% by weight.

本発明の研磨液組成物に使用される界面活性剤は、一般式(1)〜(3)で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される1つ以上の化合物である。   The surfactant used in the polishing liquid composition of the present invention is one or more compounds selected from the group consisting of sulfonic acid compounds represented by general formulas (1) to (3).

一般式(1)で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式(1)で表されるスルホン酸又はその塩である。
−(O)n−SO (1)
[式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、nは0又は1を表す。]
は、飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、Rは、炭素数6〜20のアルキル基が好ましく、炭素数8〜16のアルキル基がより好ましく、炭素数8〜14のアルキル基がさらに好ましい。また、Mの無機カチオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。中でも、外周部のうねり低減の観点から、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンが好ましく、より好ましくはアルカリ金属イオンが好ましい。Mの有機カチオンとしては、一級乃至四級アンモニウムイオン、各種アミン等が挙げられる。中でも、アミン塩が好ましく、トリエタノールアミンがより好ましい。
The sulfonic acid compound represented by the general formula (1) is a sulfonic acid represented by the following general formula (1) or a salt thereof.
R 1 — (O) n 1 —SO 3 M 1 (1)
[Wherein, R 1 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, M 1 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation, and n 1 represents 0 or 1. ]
R 1 may be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon, and may be a linear structure or a branched structure. From the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion, R 1 is preferably an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 8 to 16 carbon atoms, and further preferably an alkyl group having 8 to 14 carbon atoms. Examples of the inorganic cation of M 1 include alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and ammonium ions. Among these, alkali metal ions and ammonium ions are preferable, and alkali metal ions are more preferable from the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion. Examples of the organic cation of M 1 include primary to quaternary ammonium ions and various amines. Of these, amine salts are preferable, and triethanolamine is more preferable.

式(1)で表される界面活性剤の具体例としては、オクチルスルホン酸ナトリウム、アルカン(C14−16)スルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸アンモニウム塩、ラウリル硫酸トリエタノールアミン塩、高級アルコール硫酸ナトリウム塩等が挙げられる。   Specific examples of the surfactant represented by the formula (1) include sodium octyl sulfonate, sodium alkane (C14-16) sulfonate, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate, higher alcohol. A sodium sulfate etc. are mentioned.

一般式(2)で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式(2)で表されるスルホン酸又はその塩である。
OOC−CH−CH(SO)−COOR (2)
[式中、R及びRは、それぞれ独立に炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
及びRは、それぞれ独立に飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、好ましいR及びRとしては、それぞれ独立に前記のRと同様のものが例示される。また、Mの無機カチオン及び有機カチオンとしては、前記のMと同様のものが例示される。
The sulfonic acid compound represented by the general formula (2) is a sulfonic acid represented by the following general formula (2) or a salt thereof.
R 2 OOC-CH 2 -CH ( SO 3 M 2) -COOR 3 (2)
[Wherein, R 2 and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 2 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]
R 2 and R 3 may each independently be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon, and may have a linear structure or a branched structure. From the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion, preferred examples of R 2 and R 3 are the same as those of R 1 described above. Examples of the inorganic cation and organic cation of M 2 are the same as those of M 1 described above.

式(2)で表される界面活性剤の具体例としては、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジトリデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジシクロヘキシルスルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。   Specific examples of the surfactant represented by the formula (2) include sodium dioctyl sulfosuccinate, sodium ditridecyl sulfosuccinate, sodium dicyclohexyl sulfosuccinate and the like.

一般式(3)で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式(3)で表されるスルホン酸又はその塩である。   The sulfonic acid compound represented by the general formula (3) is a sulfonic acid represented by the following general formula (3) or a salt thereof.

[式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素基、M及びMはそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
は、飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、好ましいRとしては、前記のRと同様のものが例示される。また、M及びMの無機カチオン及び有機カチオンとしては、それぞれ独立に前記のMと同様のものが例示される。
[Wherein, R 4 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 3 and M 4 each independently represent a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]
R 4 may be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon, and may be a linear structure or a branched structure. From the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion, preferred R 4 is exemplified by those similar to R 1 described above. Examples of the inorganic cation and organic cation of M 3 and M 4 are the same as those of M 1 described above.

式(3)で表される界面活性剤の具体例としては、アルキル(C9−C14)ジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。   Specific examples of the surfactant represented by the formula (3) include sodium alkyl (C9-C14) diphenyl ether disulfonate.

前記のような界面活性剤を、水に対する溶解度が高い酸とともに用いて研磨液組成物のpHを0〜2.5に調整することにより、本発明の効果が奏される。例えば、ラウリル硫酸ナトリウム塩を、水に対する溶解度(25℃)が飽和水溶液100g当り80.3gである硫酸とともに用いることで、外周部のうねりを顕著に低減することができる。
なお、研磨液組成物中における界面活性剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上を混合して用いられてもよい
The effect of the present invention can be obtained by adjusting the pH of the polishing composition to 0 to 2.5 using the surfactant as described above together with an acid having high solubility in water. For example, by using sodium lauryl sulfate together with sulfuric acid having a solubility in water (25 ° C.) of 80.3 g per 100 g of the saturated aqueous solution, the undulation of the outer peripheral portion can be remarkably reduced.
In addition, the surfactant in the polishing composition may be used alone or as a mixture of two or more.

研磨液組成物中の界面活性剤の含有量は、外周部のうねり低減の観点から、0.005〜1重量%が好ましく、より好ましくは0.01〜1重量%、さらに好ましくは0.02〜1重量%が望ましい。さらに、耐泡立ち性等の操作性を考慮すると、該含有量は、好ましくは0.02〜0.5重量%、より好ましくは0.02〜0.2重量%である。   The content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.005 to 1% by weight, more preferably 0.01 to 1% by weight, and still more preferably 0.02 to 1% by weight, from the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion. . Furthermore, in consideration of operability such as foaming resistance, the content is preferably 0.02 to 0.5% by weight, more preferably 0.02 to 0.2% by weight.

本発明の研磨液組成物のpHは0〜2.5である。pHは、一般式(1)〜(3)で表されるスルホン酸化合物でも調整可能であるが、うねり低減の観点から、水に対する25℃における溶解度が飽和水溶液100g当り1g以上の酸で調整するのが好ましい。うねり低減及び研磨速度向上の観点から、該pHは2.3以下が好ましく、2以下がより好ましく、1.9以下がさらに好ましい。また、研磨装置の腐食抑制の観点から、該pHは0.1以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、0.8以上がさらに好ましい。従って、うねり低減及び作業性環境の観点から0.1〜2.3が好ましく、0.5〜2がより好ましく、0.8〜1.9がさらに好ましい。   The polishing composition of the present invention has a pH of 0 to 2.5. The pH can be adjusted with the sulfonic acid compounds represented by the general formulas (1) to (3), but from the viewpoint of reducing swell, the pH is adjusted with an acid having a solubility in water at 25 ° C. of 1 g or more per 100 g of the saturated aqueous solution. Is preferred. From the viewpoint of reducing waviness and improving the polishing rate, the pH is preferably 2.3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1.9 or less. Further, from the viewpoint of suppressing corrosion of the polishing apparatus, the pH is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and further preferably 0.8 or more. Therefore, from the viewpoint of undulation reduction and workability environment, 0.1 to 2.3 is preferable, 0.5 to 2 is more preferable, and 0.8 to 1.9 is more preferable.

本発明に使用され得る酸としては、研磨速度の向上及びうねりの低減の観点から、水に対する25℃における溶解度が、飽和水溶液100g当り1g以上の酸が好ましく、より好ましくは2g以上の酸、さらに好ましくは3g以上、さらにより好ましくは4g以上、さらにより好ましくは5g以上、さらにより好ましくは6g以上の酸が望ましい。なお、本発明における酸の溶解度とは、25℃における酸の飽和水溶液100g中に含まれる酸の質量(g)を表すものとする。酸の溶解度は、例えば改訂4版化学便覧(基礎編)II、pp156-178(日本化学会編)等に記載されている。   The acid that can be used in the present invention is preferably an acid having a solubility in water at 25 ° C. of 1 g or more per 100 g of a saturated aqueous solution, more preferably 2 g or more of acid, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. Preferably 3 g or more, even more preferably 4 g or more, even more preferably 5 g or more, even more preferably 6 g or more of acid is desirable. The acid solubility in the present invention represents the mass (g) of acid contained in 100 g of a saturated aqueous solution of acid at 25 ° C. The acid solubility is described, for example, in the revised 4th edition, Chemical Handbook (Basic) II, pp156-178 (Edited by Chemical Society of Japan).

かかる酸としては、例えば、硫酸、亜硫酸、過硫酸、硝酸、塩酸、ピロリン酸、ホスホン酸、リン酸、アミド硫酸等の無機酸、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(HEDP)、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-1,1,1-トリホスホン酸、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、グルタミン酸、ピコリン酸等のアミノカルボン酸、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が挙げられる。中でも、スクラッチ及びうねりを低減する観点から、水に対する溶解度の大きな無機酸や有機ホスホン酸が好ましい。また、無機酸の中では、硫酸、硝酸、塩酸、過塩素酸がより好ましい。有機ホスホン酸の中では、HEDP、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンぺンタ(メチレンホスホン酸)がより好ましい。これらの酸は単独で用いても二種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the acid include inorganic acids such as sulfuric acid, sulfurous acid, persulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, pyrophosphoric acid, phosphonic acid, phosphoric acid, and amidosulfuric acid, 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1- Diphosphonic acid (HEDP), aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), ethane-1,1-diphosphonic acid, ethane-1,1,1-triphosphonic acid, methane Hydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid, organic phosphonic acids such as α-methylphosphonosuccinic acid, aminocarboxylic acids such as glutamic acid and picolinic acid And carboxylic acids such as oxalic acid, nitroacetic acid, maleic acid and oxaloacetic acid. Among these, from the viewpoint of reducing scratches and undulations, inorganic acids and organic phosphonic acids having high water solubility are preferable. Among inorganic acids, sulfuric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and perchloric acid are more preferable. Among organic phosphonic acids, HEDP, aminotri (methylenephosphonic acid), and diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) are more preferable. These acids may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明に用いられるこれらの酸は一部中和された塩の形態であってもよい。かかる塩の好ましい例としては、クエン酸ナトリウム塩、硫酸ナトリウム塩、硝酸ナトリウム塩等が挙げられる。   These acids used in the present invention may be in the form of partially neutralized salts. Preferred examples of such salts include sodium citrate, sodium sulfate, sodium nitrate and the like.

研磨液組成物中における酸の含有量は、うねりの低減及び研磨速度の向上の観点から0.1重量%以上が好ましく、0.2重量%以上がより好ましく、0.4重量%以上がさらに好ましい。また、人体への影響及び研磨装置の腐食の観点から、酸の含有量は2重量%以下が好ましく、1.5重量%以下がより好ましく、1重量%以下がさらに好ましい。従って、うねりの低減及び作業環境の観点から0.1〜2重量%が好ましく、0.2〜1.5重量%がより好ましく、0.4〜1重量%がさらに好ましい。   The content of the acid in the polishing composition is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more, and further preferably 0.4% by weight or more from the viewpoint of reducing waviness and improving the polishing rate. Further, from the viewpoint of influence on the human body and corrosion of the polishing apparatus, the acid content is preferably 2% by weight or less, more preferably 1.5% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less. Therefore, 0.1 to 2% by weight is preferable from the viewpoint of swell reduction and working environment, more preferably 0.2 to 1.5% by weight, and still more preferably 0.4 to 1% by weight.

本発明では、酸のうち、その水溶液の標準電極電位(25℃)が1V以上の値を示す酸は酸化剤として扱う。水溶液系の標準電極電位は、例えば改訂4版化学便覧(基礎編)II、pp464-468(日本化学会編)等に記載されている。また、ここで酸の標準電極電位とは、酸の陰イオンにおけるものをいう。   In the present invention, among acids, an acid whose standard electrode potential (25 ° C.) of the aqueous solution shows a value of 1 V or more is treated as an oxidizing agent. The standard electrode potential of the aqueous solution system is described in, for example, Revised 4th edition, Chemical Handbook (Basic) II, pp464-468 (Edited by Chemical Society of Japan). Here, the standard electrode potential of acid refers to the acid anion.

本発明に用いられる酸としては、うねりを低減する観点から、さらにpKaが4以下のものを用いることが好ましい。中でも、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、pKaが3以下の酸が好ましく、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1.5以下、さらにより好ましくは1以下の酸が望ましい。
本発明で用いられる界面活性剤としてのスルホン酸に該当する酸は、本発明の研磨液組成物で用いられる「酸」には含まれないものとする。
As the acid used in the present invention, it is preferable to use one having a pKa of 4 or less from the viewpoint of reducing swell. Among them, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness, an acid having a pKa of 3 or less is preferable, more preferably 2 or less, still more preferably 1.5 or less, and even more preferably 1 or less.
The acid corresponding to the sulfonic acid as the surfactant used in the present invention is not included in the “acid” used in the polishing composition of the present invention.

本発明の研磨液組成物は、さらに酸化剤を含有することによりうねりを悪化させずに研磨速度を向上させることができる。酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸塩、クロム酸塩、硝酸塩、ペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩、金属塩類等を用いることができる。   The polishing liquid composition of the present invention can further improve the polishing rate without worsening the swell by containing an oxidizing agent. As the oxidizing agent, peroxides, permanganates, chromates, nitrates, peroxo acids or salts thereof, oxygen acids or salts thereof, metal salts, and the like can be used.

過酸化物としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム等; 過マンガン酸塩としては、過マンガン酸カリウム等; クロム酸塩としては、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩等; 硝酸塩としては、硝酸鉄(III)、硝酸アンモニウム等; ペルオキソ酸又はその塩としては、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸金属塩、ペルオキソリン酸、ペルオキソ硫酸、ペルオキソホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、過フタル酸等; 酸素酸又はその塩としては、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等; 金属塩類としては、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、クエン酸鉄(III)、硫酸アンモニウム鉄(III)等が挙げられる。好ましい酸化剤としては、過酸化水素、硝酸鉄(III)、過酢酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、硫酸鉄(III)及び硫酸アンモニウム鉄(III)等が挙げられる。これらの酸化剤は、一種単独で又は二種以上混合して使用してもよい。被研磨物表面への酸化剤由来のイオンが付着しにくいという観点から過酸化水素を使用することが好ましい。   As the peroxide, hydrogen peroxide, sodium peroxide, barium peroxide, etc .; As the permanganate, potassium permanganate, etc .; As the chromate, chromate metal salt, dichromate metal salt, etc .; Examples of nitrates include iron (III) nitrate, ammonium nitrate, and the like. Peracetic acid, perbenzoic acid, perphthalic acid, etc .; oxygen acid or its salts include hypochlorous acid, hypobromite, hypoiodous acid, chloric acid, bromic acid, iodic acid, sodium hypochlorite, Calcium hypochlorite, etc .; Examples of metal salts include iron (III) chloride, iron (III) sulfate, iron (III) citrate, and iron (III) ammonium sulfate. It is. Preferable oxidizing agents include hydrogen peroxide, iron (III) nitrate, peracetic acid, ammonium peroxodisulfate, iron (III) sulfate, and iron (III) ammonium sulfate. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more. It is preferable to use hydrogen peroxide from the viewpoint that ions derived from the oxidizing agent are difficult to adhere to the surface of the object to be polished.

研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、研磨速度を向上する観点から、好ましくは0.002重量%以上、より好ましくは0.005重量%以上、さらに好ましくは0.007重量%以上、さらにより好ましくは0.01重量%以上であり、表面粗さ及びうねりを低減し、ピット、スクラッチ等の表面欠陥を減少させて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、さらに好ましくは10重量%以下、さらにより好ましくは5重量%以下である。従って、表面品質を保ちつつ研磨速度を向上させるためには、該含有量は、好ましくは0.002〜20重量%、より好ましくは0.005〜15重量%、さらに好ましくは0.007〜10重量%、さらにより好ましくは0.01〜5重量%である。   The content of the oxidizing agent in the polishing liquid composition is preferably 0.002% by weight or more, more preferably 0.005% by weight or more, further preferably 0.007% by weight or more, and still more preferably 0.01% by weight, from the viewpoint of improving the polishing rate. From the viewpoint of reducing surface roughness and waviness, and reducing surface defects such as pits and scratches to improve surface quality, it is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, and still more preferably Is 10% by weight or less, and more preferably 5% by weight or less. Therefore, in order to improve the polishing rate while maintaining the surface quality, the content is preferably 0.002 to 20% by weight, more preferably 0.005 to 15% by weight, still more preferably 0.007 to 10% by weight, and even more preferably. Is 0.01 to 5% by weight.

本発明の研磨液組成物に用いられる水としては、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。被研磨基板の表面清浄性の観点からイオン交換水及び超純水が好ましく、超純水がより好ましい。研磨液組成物中の水の含有量は、60〜99重量%が好ましく、70〜98重量%がより好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲内でアルコール等の有機溶剤を含有してもよい。   Examples of the water used in the polishing composition of the present invention include distilled water, ion exchange water, and ultrapure water. From the viewpoint of the surface cleanliness of the substrate to be polished, ion exchange water and ultrapure water are preferable, and ultrapure water is more preferable. The content of water in the polishing composition is preferably 60 to 99% by weight, more preferably 70 to 98% by weight. Moreover, you may contain organic solvents, such as alcohol, in the range which does not inhibit the effect of this invention.

本発明の研磨液組成物は、必要に応じて、ラジカル捕捉剤、防錆剤、消泡剤及び抗菌剤等を含有してもよい。研磨液組成物中のこれら他の任意成分の含有量は、0〜10重量%が好ましく、0〜5重量%がより好ましい。   The polishing liquid composition of the present invention may contain a radical scavenger, a rust inhibitor, an antifoaming agent, an antibacterial agent, and the like as necessary. The content of these other optional components in the polishing liquid composition is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight.

本発明の研磨液組成物は、例えば、以下のようにして調製することができる。すなわち、界面活性剤水溶液を調製し、そこへ水に対する溶解度(25℃)が飽和水溶液100g当り1g以上の酸、さらにシリカスラリーを加えることにより研磨液組成物を調製する。必要に応じ、さらに任意成分を配合し研磨機に供給する。界面活性剤及び任意成分は、研磨機に供給する前に予め添加、混合されてもよいし、研磨機に供給する過程(例えば、供給配管中や研磨基板上)で添加、混合されてもよい。
シリカは、研磨液組成物を調製するときに濃縮されたスラリーの状態で混合されてもよいし、水等で希釈してから混合されてもよい。さらに、前記同様研磨機に供給する過程で添加、混合されてもよい。
The polishing composition of the present invention can be prepared, for example, as follows. That is, an aqueous surfactant solution is prepared, and an acid having a solubility in water (25 ° C.) of 1 g or more per 100 g of a saturated aqueous solution and further a silica slurry are prepared. If necessary, optional components are further blended and supplied to the polishing machine. The surfactant and optional components may be added and mixed in advance before being supplied to the polishing machine, or may be added and mixed in the process of supplying to the polishing machine (for example, in the supply pipe or on the polishing substrate). .
Silica may be mixed in the state of a concentrated slurry when preparing the polishing composition, or may be mixed after being diluted with water or the like. Furthermore, it may be added and mixed in the process of supplying to the polishing machine as described above.

本発明の研磨液組成物を調製する際には、シリカの安定性の観点から、酸の水溶液をあらかじめ調製してから、そこにシリカスラリーを添加し、混合することが好ましい。また、その他の任意成分も予め水に溶解することにより水溶液としてから、シリカスラリーを混合することが好ましい。さらに、シリカスラリーを混合する際には、シリカ粒子の乾燥による凝集を防ぐ観点から、シリカ粒子が乾燥しない速度で混合するのが好ましい。
シリカスラリーを混合する際は、シリカの分散性の観点から、シリカ以外の成分の水溶液を攪拌しながら、そこにシリカスラリーを添加し、混合するのが好ましい。
When preparing the polishing composition of the present invention, it is preferable from the viewpoint of silica stability that an aqueous acid solution is prepared in advance, and then a silica slurry is added thereto and mixed. In addition, it is preferable that other optional components are dissolved in water in advance to form an aqueous solution, and then the silica slurry is mixed. Furthermore, when mixing the silica slurry, it is preferable to mix at a speed at which the silica particles do not dry from the viewpoint of preventing aggregation due to drying of the silica particles.
When mixing the silica slurry, from the viewpoint of dispersibility of silica, it is preferable to add and mix the silica slurry while stirring an aqueous solution of components other than silica.

本発明はまた、基板の研磨方法及び基板の製造方法にも関する。上記のようにして得られた本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することにより、うねりが抑えられた基板を製造することができる。具体例としては、不織布状の有機高分子系研磨布等の研磨パッドを貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を被研磨基板1cm2当たり0.05〜15mL/分の供給速度で研磨機に供給しながら、5〜50kPaの研磨圧力で、研磨定盤や基板を動かして基板を研磨する工程を有する基板の研磨方法又は基板の製造方法が挙げられる。かかる構成を有することにより、本発明の基板の研磨方法又は基板の製造方法により得られた基板は、効果的にうねりが低減されたものである。 The present invention also relates to a substrate polishing method and a substrate manufacturing method. By polishing the substrate to be polished using the polishing composition of the present invention obtained as described above, it is possible to produce a substrate in which undulation is suppressed. As a specific example, the substrate is sandwiched by a polishing machine to which a polishing pad such as a non-woven organic polymer polishing cloth is attached, and the polishing composition of the present invention is supplied at 0.05 to 15 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished. Examples of the substrate polishing method or substrate manufacturing method include a step of polishing a substrate by moving a polishing platen or a substrate at a polishing pressure of 5 to 50 kPa while supplying the polishing machine at a speed. By having such a structure, the substrate obtained by the substrate polishing method or the substrate manufacturing method of the present invention has effectively reduced waviness.

本発明の研磨方法及び製造方法において研磨圧力とは、研磨時に被研磨基板の研磨面に加えられる定盤の圧力をいう。研磨圧力を5kPa以上にすると、被研磨基板が定盤により押さえ込まれ、被研磨基板の振動が起こりにくく基板外周端部での負荷がかかりにくいため、効果的にうねりを低減することができると推定される。生産性を考慮すると、好ましくは7kPa以上、より好ましくは10kPa以上である。一方、スクラッチの発生を抑制する観点から、研磨圧力は50kPa以下であり、好ましくは30kPa以下、より好ましくは20kPa以下である。したがって、本発明の研磨方法及び製造方法において研磨圧力は5〜50kPaであり、7〜30kPaが好ましく、10〜20kPaがより好ましい。研磨圧力の調整は、定盤及び/又は基板に空気圧や重りを負荷することにより行うことができる。   In the polishing method and the manufacturing method of the present invention, the polishing pressure refers to the pressure of the surface plate applied to the polishing surface of the substrate to be polished during polishing. If the polishing pressure is 5 kPa or more, it is estimated that the substrate to be polished is pressed by the surface plate, the substrate to be polished is less likely to vibrate, and the load on the outer peripheral edge of the substrate is difficult to be applied. Is done. Considering productivity, it is preferably 7 kPa or more, more preferably 10 kPa or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the generation of scratches, the polishing pressure is 50 kPa or less, preferably 30 kPa or less, more preferably 20 kPa or less. Therefore, in the polishing method and the production method of the present invention, the polishing pressure is 5 to 50 kPa, preferably 7 to 30 kPa, and more preferably 10 to 20 kPa. The polishing pressure can be adjusted by applying air pressure or weight to the surface plate and / or the substrate.

本発明の研磨方法及び製造方法における研磨液組成物の供給速度は、被研磨基板1cm2当たり、0.05〜15mL/分である。0.05mL/分以上では研磨布と被研磨基板の摩擦抵抗が抑えられるため、被研磨基板の振動が起こりにくく基板外周端部での負荷がかかりにくいため、効果的にうねりを低減することができると推定される。従って、該供給速度は、好ましくは0.06mL/分以上、より好ましくは0.07mL/分以上、さらに好ましくは0.08mL/分以上、さらにより好ましくは0.12mL/分以上である。また、経済的にうねりを低減する観点から、該供給速度は、被研磨基板1cm2当たり、15mL/分以下であり、10mL/分以下が好ましく、より好ましくは1mL/分以下、さらに好ましくは0.5mL/分以下である。したがって、研磨液組成物の供給速度は被研磨基板1cm2当たり、0.05〜15mL/分であり、0.06〜10mL/分が好ましく、より好ましくは0.07〜1mL/分、さらに好ましくは0.08〜0.5mL/分、さらにより好ましくは0.12〜0.5mL/分である。 The supply rate of the polishing composition in the polishing method and the production method of the present invention is 0.05 to 15 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished. Since the frictional resistance between the polishing cloth and the substrate to be polished is suppressed at 0.05 mL / min or more, the substrate to be polished is less likely to vibrate, and the load at the outer peripheral edge of the substrate is unlikely to be applied. It is estimated to be. Therefore, the feed rate is preferably 0.06 mL / min or more, more preferably 0.07 mL / min or more, further preferably 0.08 mL / min or more, and even more preferably 0.12 mL / min or more. From the viewpoint of economically reducing waviness, the supply rate is 15 mL / min or less per 1 cm 2 of the substrate to be polished, preferably 10 mL / min or less, more preferably 1 mL / min or less, and even more preferably 0.5. Less than mL / min. Accordingly, the supply rate of the polishing composition is 0.05 to 15 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished, preferably 0.06 to 10 mL / min, more preferably 0.07 to 1 mL / min, and still more preferably 0.08 to 0.5 mL / min. Min, even more preferably 0.12 to 0.5 mL / min.

本発明の研磨液組成物を研磨機へ供給する方法としては、例えばポンプ等を用いて連続的に供給を行う方法が挙げられる。その際に、研磨液組成物は全ての成分を含んだ1液で供給する方法の他、研磨液組成物の安定性等を考慮して、いくつかのキットに分け、2液以上で供給することもできる。後者の場合、例えば供給配管中又は研磨基板上で、前記いくつかのキットが混合され、本発明の研磨液組成物となる。   As a method for supplying the polishing composition of the present invention to a polishing machine, for example, a method of continuously supplying using a pump or the like can be mentioned. At that time, in addition to the method of supplying the polishing composition in one liquid containing all components, considering the stability of the polishing liquid composition, etc., it is divided into several kits and supplied in two or more liquids. You can also. In the latter case, for example, the several kits are mixed in the supply pipe or on the polishing substrate to form the polishing liquid composition of the present invention.

本発明で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、スエードタイプ、不織布タイプ、ポリウレタン独立発泡タイプ、及びこれらを積層した二層タイプ等の研磨パッドを使用することができる。   There is no restriction | limiting in particular as a polishing pad used by this invention, Polishing pads, such as a suede type, a nonwoven fabric type, a polyurethane independent foam type, and the two-layer type which laminated | stacked these, can be used.

研磨工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度を下げることで、基板の外周部のうねりをさらに改善させることができる。ここで、研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度とは、下記式によって表されるものをいう。   By reducing the relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad in the polishing step, it is possible to further improve the undulation of the outer peripheral portion of the substrate. Here, the relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad refers to that represented by the following formula.

外周部のうねり低減の観点から、研磨工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度は、好ましくは1m/秒以下、より好ましくは0.8m/秒以下、さらに好ましくは0.6m/秒以下である。また、生産性向上の観点から、該相対速度は、好ましくは0.1m/秒以上、より好ましくは0.2m/秒以上、さらに好ましくは0.3m/秒以上、さらにより好ましくは0.4m/秒以上である。即ち、該相対速度は、好ましくは0.1〜1m/秒、より好ましくは0.2〜0.8m/秒、さらに好ましくは0.3〜0.6m/秒、さらにより好ましくは0.4〜0.6m/秒である。   From the viewpoint of reducing the waviness of the outer peripheral portion, the relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad in the polishing step is preferably 1 m / second or less, more preferably 0.8 m / second or less, and even more preferably 0.6 m / second or less. From the viewpoint of improving productivity, the relative speed is preferably 0.1 m / second or more, more preferably 0.2 m / second or more, further preferably 0.3 m / second or more, and even more preferably 0.4 m / second or more. is there. That is, the relative speed is preferably 0.1 to 1 m / second, more preferably 0.2 to 0.8 m / second, further preferably 0.3 to 0.6 m / second, and still more preferably 0.4 to 0.6 m / second.

前記研磨方法は、複数の研磨工程の中でも2工程目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程に行われるのがより好ましい。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、研磨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、特に限定はない。   The polishing method is preferably performed in the second and subsequent steps among the plurality of polishing steps, and more preferably in the final polishing step. At that time, in order to avoid mixing of the polishing material or polishing liquid composition in the previous process, different polishing machines may be used, and when different polishing machines are used, the substrate is removed for each polishing process. It is preferable to wash. The polishing machine is not particularly limited.

本発明の基板の研磨方法及び基板の製造方法に用いられる基板の表面性状は特に限定されないが、高記録密度用の基板を製造するためには、例えば、表面粗さ(Ra)が1nm程度の表面性状を有する基板が適する。表面粗さとは、表面平滑性の尺度であり、評価方法は限られないが、例えば原子間力顕微鏡において波長10μm以下の波長で測定可能な粗さとして評価し、中心線平均粗さRaとして表わすことができる。   The surface properties of the substrate used in the substrate polishing method and the substrate manufacturing method of the present invention are not particularly limited, but in order to manufacture a substrate for high recording density, for example, the surface roughness (Ra) is about 1 nm. A substrate having surface properties is suitable. Surface roughness is a measure of surface smoothness, and the evaluation method is not limited. For example, the surface roughness is evaluated as roughness measurable at a wavelength of 10 μm or less with an atomic force microscope, and expressed as centerline average roughness Ra. be able to.

本発明において好適に使用される被研磨基板の材質としては、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が好適である。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。   Examples of the material of the substrate to be polished that are preferably used in the present invention include metals, metalloids such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, and titanium, or alloys thereof; glass, glassy carbon, amorphous carbon Glass materials such as alumina; ceramic materials such as alumina, silicon dioxide, silicon nitride, tantalum nitride, and titanium carbide; and resins such as polyimide resins. Among these, an object to be polished containing a metal such as aluminum, nickel, tungsten, or copper and an alloy containing such a metal as a main component is preferable. For example, a Ni—P plated aluminum alloy substrate or a glass substrate such as crystallized glass or tempered glass is more suitable, and a Ni—P plated aluminum alloy substrate is more suitable.

被研磨物の形状には特に制限はなく、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る研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨により適している。   The shape of the object to be polished is not particularly limited. For example, the shape having a flat portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, or a prism shape, or the shape having a curved surface portion such as a lens can be used. It becomes the object of polishing using. Among them, it is more suitable for polishing a disk-shaped workpiece.

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ディスク記録媒体の基板、フォトマスク基板、液晶用ガラス、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。本発明の研磨液組成物、並びに基板の研磨方法及び製造方法は、高容量化において重要なうねりを顕著に低減し得るものであるため、磁気ディスク基板の研磨及びその製造により適している。   The polishing composition of the present invention is suitably used for polishing precision component substrates. For example, it is suitable for polishing a substrate of a disk recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a photomask substrate, a glass for liquid crystal, an optical lens, an optical mirror, an optical prism, a semiconductor substrate and the like. The polishing composition of the present invention and the polishing method and manufacturing method of the substrate can remarkably reduce the waviness important in increasing the capacity, and thus are more suitable for polishing the magnetic disk substrate and manufacturing the same.

本発明の研磨液組成物又は研磨方法を用いることにより、外周部における該うねりが、例えば、1.0nm以下、好ましくは0.9nm以下、より好ましくは0.8nm以下、さらに好ましくは0.7nm以下の基板を得ることができる。前記の外周部のうねりは、例えば、ThoTテクノロジー社製「ThoT model M4224」等のレーザー式全表面形状測定機にて測定することができる。   By using the polishing composition or the polishing method of the present invention, the waviness at the outer peripheral portion is, for example, 1.0 nm or less, preferably 0.9 nm or less, more preferably 0.8 nm or less, and further preferably 0.7 nm. The following substrates can be obtained. The swell of the outer peripheral portion can be measured by a laser-type full surface shape measuring instrument such as “ThoT model M4224” manufactured by ThoT Technology.

実験例1〜21
下記の研磨液組成物及び被研磨基板を用いて、研磨を行い、研磨速度及びうねりを評価した。
Experimental Examples 1 to 21
Polishing was performed using the following polishing liquid composition and the substrate to be polished, and the polishing rate and waviness were evaluated.

[被研磨基板]
アルミナ研磨材を含有する研磨液組成物で、Ni-Pメッキされたアルミニウム基板を予め粗研磨して得たアルミニウム合金基板(厚さ:1.27mm、外径:95mmφ、内径:25mmφ、Ra:1nm)を被研磨基板として用いた。
[Polished substrate]
An aluminum alloy substrate (thickness: 1.27 mm, outer diameter: 95 mmφ, inner diameter: 25 mmφ, Ra: 1 nm) obtained by roughly polishing a Ni-P plated aluminum substrate with a polishing composition containing an alumina abrasive. ) Was used as the substrate to be polished.

[研磨液組成物の調製]
イオン交換水に、表1に示す配合量で、硫酸(和光純薬工業社製 特級)、過酸化水素(旭電化工業社製 35重量%品)、界面活性剤(花王株式会社製、又は東京化成試薬社製)を溶解し、よく攪拌した。その後、コロイダルシリカの水スラリー(シリカの平均一次粒子径(D50):12nm、D90:26nm、シリカ濃度 25重量%、pH=10)を添加して再度攪拌し、研磨液組成物を調製した。得られた研磨液組成物について、pHを測定した。
[Preparation of polishing composition]
In the ion-exchanged water, sulfuric acid (special grade manufactured by Wako Pure Chemical Industries), hydrogen peroxide (35% by weight manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), surfactant (manufactured by Kao Corporation, or Tokyo) in the compounding amounts shown in Table 1 Kasei Chemical Co., Ltd.) was dissolved and stirred well. Thereafter, an aqueous slurry of colloidal silica (silica average primary particle size (D50): 12 nm, D90: 26 nm, silica concentration 25 wt%, pH = 10) was added and stirred again to prepare a polishing composition. About the obtained polishing liquid composition, pH was measured.

[pHの測定条件]
pHメーター(東亜電波工業(株)製、ガラス式水素イオン濃度指数計「HM-30G」を用いて、研磨液組成物のpHを25℃で測定した。結果を表1に示す。
[PH measurement conditions]
The pH of the polishing composition was measured at 25 ° C. using a pH meter (manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd., glass type hydrogen ion concentration index meter “HM-30G”. Table 1 shows the results.

[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:フジボウ社製スエードタイプ(厚さ0.9mm、平均開孔径30μm)
研磨時間:5分
投入枚数:10枚/回
(研磨圧力、研磨液組成物の供給速度、研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度は表1を参照)
[Polishing conditions]
Polishing tester: Speedfam, double-sided 9B polishing machine Polishing pad: Fujibo's suede type (thickness 0.9 mm, average hole diameter 30 μm)
Polishing time: 5 minutes Number of sheets to be fed: 10 sheets / time (see Table 1 for polishing pressure, polishing liquid composition supply speed, and relative speed of substrate to be polished with respect to polishing pad)

[研磨速度の測定方法]
研磨前後の基板の重量変化を10枚の基板について測定し (Sartrius社製 BP-210S)、その平均値を研磨時間で割った値を重量変化速度とした。研磨速度(μm/分)は、Ni-Pの密度 (8.0g/cm3)及び基板片面面積 (66.0cm2)から下記の式に従い算出した。結果を表1に示す。
重量変化速度 = {研磨前基板重量(g) - 研磨後基板重量(g)}/研磨時間 (分)
研磨速度(μm/分) = 重量変化速度(g/分)/基板片面面積(mm2)/Ni-Pメッキ密度(g/cm3) ×106
[Measurement method of polishing rate]
The weight change of the substrate before and after polishing was measured for 10 substrates (BP-210S manufactured by Sartrius), and the average value divided by the polishing time was taken as the weight change rate. The polishing rate (μm / min) was calculated from the Ni—P density (8.0 g / cm 3 ) and the substrate single-sided area (66.0 cm 2 ) according to the following formula. The results are shown in Table 1.
Weight change rate = {Substrate weight before polishing (g)-Substrate weight after polishing (g)} / Polishing time (min)
Polishing rate (μm / min) = Weight change rate (g / min) / Substrate single side area (mm 2 ) / Ni-P plating density (g / cm 3 ) × 10 6

[うねりの測定方法]
研磨後の基板10枚のうち任意の2枚の基板を選び、それらの両面についてうねりを下記の条件で測定した。結果を表1に示す。
[Measurement method of swell]
Arbitrary two substrates were selected from the 10 substrates after polishing, and the waviness was measured on both sides under the following conditions. The results are shown in Table 1.

[うねり測定条件]
測定機:ThoT Model4224(ThoTテクノロジー社製)
測定原理:レーザードップラー振動計(ヨウ素安定化He−Neレーザー:633nm)
測定波長:0.4−2mm
測定位置:基板中心より半径20mmから46mmの全面
基板回転速度:6000r/m
ゲイン:16
フィルター:10kHz
レーザーレンジ:5mm/s/V
トラックピッチ:0.01mm
[Waviness measurement conditions]
Measuring instrument: ThoT Model 4224 (manufactured by ThoT Technology)
Measurement principle: Laser Doppler vibrometer (iodine stabilized He-Ne laser: 633 nm)
Measurement wavelength: 0.4-2mm
Measurement position: The entire surface with a radius of 20 mm to 46 mm from the center of the substrate Substrate rotation speed: 6000 r / m
Gain: 16
Filter: 10kHz
Laser range: 5mm / s / V
Track pitch: 0.01mm

表1に示されるとおり、本発明の研磨液組成物を用いて得られた基板は、外周部うねりが顕著に低減されており、基板全面に渡ってうねりが低減されたものであることがわかる。さらに、本発明の研磨方法を用いることにより、さらなるうねり低減が実現できることがわかる。   As shown in Table 1, it can be seen that the substrate obtained by using the polishing composition of the present invention has a significantly reduced waviness at the outer peripheral portion and a reduced waviness over the entire surface of the substrate. . Furthermore, it can be seen that further waviness reduction can be realized by using the polishing method of the present invention.

本発明の研磨液組成物及び基板の研磨方法は、磁気ディスク基板の研磨に好適に使用される。   The polishing liquid composition and the substrate polishing method of the present invention are suitably used for polishing a magnetic disk substrate.

Claims (6)

シリカ及び界面活性剤を含有してなり、pHが0〜2.5である磁気ディスク基板用研磨液組成物であって、該界面活性剤が下記の一般式(1)〜(3)で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される1つ以上の化合物である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。
−(O)n−SO (1)
[式中、Rは炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、nは0又は1を表す。]
OOC−CH−CH(SO)−COOR (2)
[式中、R及びRは、それぞれ独立に炭素数3〜20の炭化水素基、Mは水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
[式中、Rは炭素数が3〜20の炭化水素基、M及びMはそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。]
A polishing composition for a magnetic disk substrate comprising silica and a surfactant and having a pH of 0 to 2.5, wherein the surfactant is represented by the following general formulas (1) to (3). A polishing liquid composition for a magnetic disk substrate, which is one or more compounds selected from the group consisting of sulfonic acid compounds.
R 1 — (O) n 1 —SO 3 M 1 (1)
[Wherein, R 1 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, M 1 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation, and n 1 represents 0 or 1. ]
R 2 OOC-CH 2 -CH ( SO 3 M 2) -COOR 3 (2)
[Wherein, R 2 and R 3 each independently represent a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 2 represents a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]
[Wherein, R 4 represents a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 3 and M 4 each independently represent a hydrogen atom, an inorganic cation, or an organic cation. ]
研磨液組成物中における界面活性剤の含有量が0.005〜1重量%である請求項1記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。   The polishing composition for a magnetic disk substrate according to claim 1, wherein the content of the surfactant in the polishing composition is 0.005 to 1% by weight. シリカの一次粒子の平均粒径が1〜30nmである請求項1又は2記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。   3. The polishing composition for a magnetic disk substrate according to claim 1, wherein the average particle size of the primary particles of silica is 1 to 30 nm. さらに、酸化剤を含有する請求項1〜3いずれか記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。   Furthermore, the polishing liquid composition for magnetic disk substrates in any one of Claims 1-3 containing an oxidizing agent. 請求項1〜4いずれか記載の研磨液組成物を被研磨基板1cm当たり0.05〜15mL/分の供給速度で研磨機に供給しながら、研磨パッドを用いて5〜50kPaの研磨圧力で研磨する工程を有する磁気ディスク基板の研磨方法。 While supplying the polishing composition according to any one of claims 1 to 4 to a polishing machine at a supply rate of 0.05 to 15 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished, a polishing pressure of 5 to 50 kPa is used using a polishing pad. A method for polishing a magnetic disk substrate, comprising a step of polishing. 前記の研磨する工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度が0.1〜1m/秒である請求項5記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
6. The method for polishing a magnetic disk substrate according to claim 5, wherein the relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad in the polishing step is 0.1 to 1 m / sec.
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