JP2008094982A - Polishing liquid composition for memory hard disk substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メモリーハードディスク基板用研磨液組成物及びそれを用いたメモリーハードディスク基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing liquid composition for a memory hard disk substrate and a method for producing a memory hard disk substrate using the same.
近年、メモリーハードディスクドライブは、小型化及び大容量化の傾向にある。このため、メモリーハードディスクの単位記録面積を縮小し、１枚あたりの記録容量を大きくすることによって小型化及び大容量化に対応している。一方、メモリーハードディスクの単位記録面積が小さくなると磁気信号が弱くなるため、検出感度を向上する必要がある。検出感度の向上のためには、磁気ヘッドの浮上高さを従来よりも低くすることが必要となるが、この浮上高さを低くすることに伴い、メモリーハードディスク基板（以下、「基板」ともいう。）の表面粗さやうねりを低減する必要がある。さらに、磁気ヘッドは、基板の全面に渡って浮上・移動するため、基板表面全体におけるうねりの低減が求められている。基板表面の粗さやうねりを低減できる研磨液組成物については、例えば、下記特許文献１〜５等に提案されている。 In recent years, memory hard disk drives tend to be smaller and larger in capacity. For this reason, the unit recording area of the memory hard disk is reduced, and the recording capacity per sheet is increased to cope with the miniaturization and the increase in capacity. On the other hand, when the unit recording area of the memory hard disk is reduced, the magnetic signal is weakened, so that it is necessary to improve the detection sensitivity. In order to improve the detection sensitivity, it is necessary to make the flying height of the magnetic head lower than before. However, as the flying height is lowered, a memory hard disk substrate (hereinafter also referred to as “substrate”). )) Must be reduced. Furthermore, since the magnetic head floats and moves over the entire surface of the substrate, it is required to reduce waviness on the entire surface of the substrate. About the polishing liquid composition which can reduce the roughness and waviness of a substrate surface, the following patent documents 1-5 etc. are proposed, for example.
しかしながら、従来の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨すると、研磨機が振動する場合があり、その結果、被研磨基板の外周部表面のうねりが大きくなるという問題があった。 However, when a substrate to be polished is polished using a conventional polishing composition, the polishing machine may vibrate, and as a result, there is a problem that the undulation of the outer peripheral surface of the substrate to be polished increases.
そこで、本発明は、メモリーハードディスク基板表面のうねり、中でも、基板外周部表面のうねりを低減できるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物及びこれを用いたメモリーハードディスク基板の製造方法の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a polishing composition for a memory hard disk substrate capable of reducing the undulation of the surface of the memory hard disk substrate, and more particularly, the undulation of the surface of the outer periphery of the substrate, and a method for producing a memory hard disk substrate using the same.
すなわち、本発明のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物は、水系媒体及びシリカ粒子を含むメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であって、積載荷重９．３ｋＰａの摩擦測定試験において前記研磨液組成物を用いて測定される被研磨基板と研磨パッドとの動的摩擦係数の平均値が０．３５以下であり、かつ、前記動的摩擦係数の振幅が０．０２７以下であるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物である。 That is, the polishing composition for a memory hard disk substrate of the present invention is a polishing composition for a memory hard disk substrate containing an aqueous medium and silica particles, and the polishing composition is used in a friction measurement test with a loading load of 9.3 kPa. A polishing liquid for a memory hard disk substrate, wherein an average value of a dynamic friction coefficient between a substrate to be polished and a polishing pad measured by using is 0.35 or less and an amplitude of the dynamic friction coefficient is 0.027 or less It is a composition.
また、本発明のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物は、水系媒体及びシリカ粒子を含むメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であって、
前記シリカ粒子中における一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量が、８０体積％以上であり、
一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であり、
一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０体積％以下であり、
一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物である。
The polishing composition for a memory hard disk substrate of the present invention is a polishing composition for a memory hard disk substrate containing an aqueous medium and silica particles,
The content of silica particles having an average particle diameter of primary particles in the silica particles of 5 nm to 200 nm is 80% by volume or more,
The content of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and less than 50 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and 200 nm or less,
The content of silica particles having an average primary particle size of 50 nm or more and less than 120 nm is 10% by volume or less in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm,
Polishing for a memory hard disk substrate, wherein the content of silica particles having an average primary particle size of 120 nm to 200 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm. It is a liquid composition.
本発明のメモリーハードディスク基板の製造方法は、研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を含むメモリーハードディスク基板の製造方法であって、前記研磨液組成物は、前記本発明のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であるメモリーハードディスク基板の製造方法である。 The method for producing a memory hard disk substrate of the present invention is a method for producing a memory hard disk substrate including a step of polishing a substrate to be polished using a polishing liquid composition, wherein the polishing liquid composition is the memory hard disk of the present invention. It is a manufacturing method of a memory hard disk substrate which is a polishing liquid composition for a substrate.
本発明の研磨液組成物によれば、研磨中に発生する研磨パッドと被研磨基板との摩擦（以下、「研磨抵抗」ともいう。）を低減できるため、研磨機の振動を抑制でき、基板表面のうねり、中でも基板の外周部表面におけるうねりを低減できる。本発明の製造方法によれば、基板研磨時の研磨抵抗を低減できるため、研磨機の振動が抑制され、基板表面のうねり、中でも基板外周部表面のうねりが低減されたメモリーハードディスク基板を製造できる。 According to the polishing composition of the present invention, the friction between the polishing pad and the substrate to be polished generated during polishing (hereinafter also referred to as “polishing resistance”) can be reduced, so that the vibration of the polishing machine can be suppressed, and the substrate Surface waviness, particularly waviness on the outer peripheral surface of the substrate can be reduced. According to the manufacturing method of the present invention, since the polishing resistance at the time of substrate polishing can be reduced, it is possible to manufacture a memory hard disk substrate in which the vibration of the polishing machine is suppressed and the substrate surface undulation, especially the substrate outer peripheral surface undulation is reduced. .
本発明者らは、基板表面のうねりの原因が研磨中に発生する研磨パッドと被研磨基板との摩擦にあり、前記摩擦を低減することによって被研磨基板表面のうねり、中でも、外周部表面におけるうねりを低減できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors of the present invention are the cause of the undulation of the substrate surface due to the friction between the polishing pad and the substrate to be polished that occurs during polishing. By reducing the friction, the undulation of the surface of the substrate to be polished, especially the outer peripheral surface, The inventors have found that the swell can be reduced and have completed the present invention.
本願明細書において、「基板の外周部」とは、半径がＲであるディスク状の基板の場合、基板の中心部からの距離が３Ｒ／４よりも外側の領域を示す。 In the specification of the present application, in the case of a disk-shaped substrate having a radius R, the “outer peripheral portion of the substrate” indicates a region whose distance from the center of the substrate is outside of 3R / 4.
（第１の研磨液組成物）
本発明の第１のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物（以下、「本発明の第１の研磨液組成物」ともいう。）は、水系媒体及びシリカ粒子を含むメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であって、積載荷重９．３ｋＰａの摩擦測定試験において前記研磨液組成物を用いて測定される被研磨基板と研磨パッドとの動的摩擦係数の平均値が０．３５以下であり、かつ、前記動的摩擦係数の振幅が０．０２７以下であるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物である。本発明の第１の研磨液組成物によれば、前記動的摩擦係数の平均値が０．３５以下であり、かつ、前記動的摩擦係数の振幅が０．０２７以下であるため、メモリーハードディスク基板表面のうねり、中でも、外周部表面におけるうねりを低減できる。このため、本発明の第１の研磨液組成物を用いて研磨したメモリーハードディスク基板は、表面平坦性及び表面平滑性に優れる。なお、前記動的摩擦係数とは、後述する実施例に記載した摩擦測定試験によって測定した研磨パッドと被研磨基板との動的摩擦係数であり、前記動的摩擦係数の振幅とは、前記動的摩擦係数の標準偏差であり、これらは、後述する実施例に記載した摩擦測定試験によって求めることができる。
(First polishing liquid composition)
The first polishing liquid composition for a memory hard disk substrate of the present invention (hereinafter also referred to as “the first polishing liquid composition of the present invention”) is a polishing liquid composition for a memory hard disk substrate containing an aqueous medium and silica particles. The average value of the dynamic friction coefficient between the substrate to be polished and the polishing pad measured using the polishing composition in the friction measurement test with a loading load of 9.3 kPa is 0.35 or less, and A polishing liquid composition for a memory hard disk substrate, wherein the dynamic friction coefficient has an amplitude of 0.027 or less. According to the first polishing composition of the present invention, since the average value of the dynamic friction coefficient is 0.35 or less and the amplitude of the dynamic friction coefficient is 0.027 or less, the memory hard disk It is possible to reduce the undulation on the substrate surface, particularly the undulation on the outer peripheral surface. For this reason, the memory hard disk substrate polished with the first polishing composition of the present invention is excellent in surface flatness and surface smoothness. The dynamic friction coefficient is a dynamic friction coefficient between a polishing pad and a substrate to be polished measured by a friction measurement test described in an example described later. The amplitude of the dynamic friction coefficient is the dynamic friction coefficient. These are standard deviations of the dynamic friction coefficient, which can be determined by a friction measurement test described in Examples described later.
また、本発明の第１の研磨液組成物によれば、前述のとおり、基板表面のうねりを低減できるが、うねりの中でも、波長が磁気ヘッドの浮上高さと同程度の長さである長波長うねりを低減できる。前記長波長うねりの低減により、磁気ヘッドの浮上高さをより低くできることから、高密度記録を効果的に行える。なお、本願明細書において「長波長うねり」とは、波長が０．４〜２ｍｍの範囲のうねりを意味する。 Further, according to the first polishing composition of the present invention, as described above, the waviness of the substrate surface can be reduced. Among the waviness, a long wavelength whose wavelength is approximately the same as the flying height of the magnetic head. Swell can be reduced. By reducing the long wavelength waviness, the flying height of the magnetic head can be further lowered, so that high density recording can be effectively performed. In the present specification, “long wavelength undulation” means undulation in a wavelength range of 0.4 to 2 mm.
前記動的摩擦係数の平均値は、うねりをさらに低減できるため、０．３２以下が好ましく、より好ましくは０．２９以下である。また、前記動的摩擦係数の振幅は、うねりをさらに低減できるため、０．０２６以下が好ましく、より好ましくは０．０２５以下である。したがって、本発明の研磨液組成物において、前記動的摩擦係数の平均値が０．３２以下であり、かつ、前記動的摩擦係数の振幅が０．０２６以下であることが好ましく、より好ましくは前記動的摩擦係数の平均値が０．２９以下であり、かつ、前記動的摩擦係数の振幅が０．０２５以下である。 The average value of the dynamic friction coefficient is preferably 0.32 or less, and more preferably 0.29 or less, because waviness can be further reduced. Further, the amplitude of the dynamic friction coefficient is preferably 0.026 or less, more preferably 0.025 or less, because waviness can be further reduced. Therefore, in the polishing composition of the present invention, the average value of the dynamic friction coefficient is preferably 0.32 or less, and the amplitude of the dynamic friction coefficient is preferably 0.026 or less, more preferably The average value of the dynamic friction coefficient is 0.29 or less, and the amplitude of the dynamic friction coefficient is 0.025 or less.
前記本発明の第１の研磨液組成物において、全シリカ粒子中における一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ０）が８０体積％以上であり、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ１）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であり、一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ２）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０体積％以下であり、一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ３）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であることが好ましい。このような粒径分布を有するシリカ粒子を含む研磨液組成物であれば、前記動的摩擦係数の平均値及び前記振幅が得られるため、メモリーハードディスク基板表面のうねり、中でも、外周部表面におけるうねりを低減できる。具体的には、Ｖ０が８０体積％以上であり、かつ、Ｖ１が１０〜９０体積％であることにより、表面粗さを抑制できる。また、Ｖ０が８０体積％以上であり、かつ、Ｖ３が１０〜９０体積％であることにより、研磨中に大粒径のシリカ粒子（例えば、一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子）によるベアリング効果が発生するため、前記研磨抵抗が抑制され、基板表面のうねりが低減されると推測される。 In the first polishing liquid composition of the present invention, the content (V0) of silica particles in which the average particle diameter of primary particles in all silica particles is 5 nm or more and 200 nm or less is 80% by volume or more. The content (V1) of silica particles having an average particle size of 5 nm or more and less than 50 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average particle size of primary particles of 5 nm or more and 200 nm or less. The content (V2) of silica particles having a particle size of 50 nm or more and less than 120 nm is 10% by volume or less of the total amount of silica particles having an average particle size of primary particles of 5 nm or more and 200 nm or less, and the average particle size of primary particles The content (V3) of silica particles having a particle size of 120 nm or more and 200 nm or less is the total of silica particles having an average primary particle size of 5 nm or more and 200 nm or less. During is preferably 10 to 90% by volume. If the polishing composition contains silica particles having such a particle size distribution, the average value of the dynamic friction coefficient and the amplitude can be obtained, so that the undulation of the memory hard disk substrate surface, especially the undulation of the outer peripheral surface. Can be reduced. Specifically, the surface roughness can be suppressed when V0 is 80% by volume or more and V1 is 10 to 90% by volume. Further, when V0 is 80% by volume or more and V3 is 10 to 90% by volume, silica particles having a large particle diameter during polishing (for example, the average particle diameter of primary particles is 120 nm or more and 200 nm or less). Since the bearing effect due to the silica particles is generated, it is presumed that the polishing resistance is suppressed and the waviness of the substrate surface is reduced.
前記Ｖ０は、表面粗さ低減の観点から、８５体積％以上がより好ましく、さらに好ましくは９０体積％以上である。また、前記Ｖ１は、表面粗さ低減の観点から、４０〜９０体積％がより好ましく、さらに好ましくは６０〜９０体積％である。前記Ｖ２は、基板表面のうねりのさらなる低減の観点から、５体積％以下がより好ましく、さらに好ましくは３体積％以下である。前記Ｖ３は、基板表面のうねりのさらなる低減の観点から、１０〜６０体積％がより好ましく、さらに好ましくは１０〜４０体積％である。前記シリカ粒子は、特定の粒径分布を有する１種類のシリカ粒子からなるものであってもよいし、異なる粒径分布を有する２種類以上のシリカ粒子を混合したものであってもよい。 From the viewpoint of reducing the surface roughness, V0 is more preferably 85% by volume or more, and still more preferably 90% by volume or more. The V1 is more preferably 40 to 90% by volume, and still more preferably 60 to 90% by volume, from the viewpoint of reducing the surface roughness. The V2 is more preferably 5% by volume or less, and further preferably 3% by volume or less, from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface. The V3 is more preferably 10 to 60% by volume, further preferably 10 to 40% by volume, from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface. The silica particles may be composed of one type of silica particles having a specific particle size distribution, or may be a mixture of two or more types of silica particles having different particle size distributions.
前記シリカ粒子の粒径分布は、以下の方法により求めることができる。すなわち、シリカ粒子を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍、日本電子製）を用いて写真を撮影する。撮影した写真を画像データとしてスキャナでパソコンに取込み、解析ソフト（商品名「ＷｉｎＲＯＯＦ」、販売元：三谷商事）を用いて１０００個以上のシリカ粒子それぞれの円相当径を求め、それを直径（一次粒子の平均粒子径）とする。ついで、表計算ソフト（商品名「Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｅｘｃｅｌ」、マイクロソフト社製）を用いて前述のようにして得られた直径から粒子体積に換算する。そして、全シリカ粒子中における一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ０）を体積％として算出する。さらに、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子中において、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ１）、一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ２）、一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ３）を、それぞれ、体積％として算出する。 The particle size distribution of the silica particles can be determined by the following method. That is, the silica particles are photographed using a transmission electron microscope (TEM) (trade name “JEM-2000FX”, 80 kV, 1 to 50,000 times, manufactured by JEOL Ltd.). The photograph taken is taken as image data into a personal computer with a scanner, and the equivalent circle diameter of each of 1000 or more silica particles is obtained using analysis software (trade name “WinROOF”, distributor: Mitani Corp.), and the diameter (primary) Average particle diameter). Subsequently, it is converted into a particle volume from the diameter obtained as described above using spreadsheet software (trade name “Microsoft (registered trademark) Excel”, manufactured by Microsoft Corporation). And the content (V0) of the silica particle whose average particle diameter of the primary particle in all the silica particles is 5 nm or more and 200 nm or less is calculated as volume%. Further, in silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 200 nm, the content (V1) of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm to less than 50 nm, and an average primary particle diameter of 50 nm. The content (V2) of silica particles having a particle size of less than 120 nm and the content (V3) of silica particles having an average primary particle size of 120 nm to 200 nm are calculated as volume%.
前記シリカ粒子の粒径分布を調整する方法としては、前記シリカ粒子がコロイダルシリカである場合、シリカ粒子の製造段階における成長過程で新たな核となる粒子を加えることによって所望の粒径分布とする方法や、異なる粒径分布を有する２種類以上のシリカ粒子を混合することによって所望の粒径分布とする方法等が挙げられる。 As a method of adjusting the particle size distribution of the silica particles, when the silica particles are colloidal silica, a desired particle size distribution is obtained by adding particles as new nuclei in the growth process in the production stage of the silica particles. Examples thereof include a method and a method of obtaining a desired particle size distribution by mixing two or more types of silica particles having different particle size distributions.
（第２の研磨液組成物）
本発明の第２のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物（以下、「本発明の第２の研磨液組成物」ともいう。）は、水系媒体及びシリカ粒子を含むメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であって、全シリカ粒子中における一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ０）が８０体積％以上であり、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ１）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であり、一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量（Ｖ２）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０体積％以下であり、一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量（Ｖ３）が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物である。本発明の第２の研磨液組成物によれば、前記粒径分布を有するシリカ粒子を含むため、研磨時における被研磨基板と研磨パッドとの摩擦が低減され、メモリーハードディスク基板表面のうねり、中でも、外周部表面のうねりを低減できる。このため、本発明の第２の研磨液組成物を用いて研磨したメモリーハードディスク基板は、表面平坦性及び表面平滑性に優れる。具体的には、Ｖ０が８０体積％以上であり、かつ、Ｖ１が１０〜９０体積％であることにより、表面粗さを抑制できる。また、Ｖ０が８０体積％以上であり、かつ、Ｖ３が１０〜９０体積％であることにより、研磨中にベアリング効果が発生するため、前記研磨抵抗が抑制され、うねりが低減されると推測される。
(Second polishing composition)
The second polishing liquid composition for a memory hard disk substrate of the present invention (hereinafter also referred to as “second polishing liquid composition of the present invention”) is a polishing liquid composition for a memory hard disk substrate containing an aqueous medium and silica particles. The content (V0) of silica particles whose average particle diameter of primary particles in all silica particles is 5 nm or more and 200 nm or less is 80% by volume or more, and the average particle diameter of primary particles is 5 nm or more and less than 50 nm. The content (V1) of a certain silica particle is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm, and the average primary particle size is 50 nm to less than 120 nm. The content (V2) of the silica particles is 10% by volume or less in the total amount of silica particles having an average particle diameter of 5 nm to 200 nm, and the primary particles For a memory hard disk substrate, the content (V3) of silica particles having an average particle diameter of 120 nm to 200 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average particle diameter of 5 nm to 200 nm. It is a polishing liquid composition. According to the second polishing composition of the present invention, since the silica particles having the particle size distribution are contained, the friction between the substrate to be polished and the polishing pad during polishing is reduced, and the undulation of the surface of the memory hard disk substrate, The undulation of the outer peripheral surface can be reduced. For this reason, the memory hard disk substrate polished with the second polishing composition of the present invention is excellent in surface flatness and surface smoothness. Specifically, the surface roughness can be suppressed when V0 is 80% by volume or more and V1 is 10 to 90% by volume. Further, when V0 is 80% by volume or more and V3 is 10 to 90% by volume, a bearing effect is generated during polishing, so that the polishing resistance is suppressed and waviness is reduced. The
本発明の第２の研磨液組成物に使用する前記シリカ粒子の粒径分布において、前記Ｖ０は、表面粗さ低減の観点から、８５体積％以上が好ましく、より好ましくは９０体積％以上である。また、前記Ｖ１は、表面粗さの低減の観点から、４０〜９０体積％が好ましく、より好ましくは６０〜９０体積％である。前記Ｖ２は、基板表面のうねりのさらなる低減の観点から、５体積％以下が好ましく、より好ましくは３体積％以下である。前記Ｖ３は、基板表面のうねりのさらなる低減の観点から、１０〜６０体積％が好ましく、より好ましくは１０〜４０体積％である。前記シリカ粒子は、前記粒径分布を有するものであれば、特定の粒径分布を有する１種類のシリカ粒子からなるものであってもよいし、異なる粒径分布を有する２種類以上のシリカ粒子を混合したものであってもよい。また、前記シリカ粒子の粒径分布の調整は、前記本発明の第１の研磨液組成物と同様にして行うことができる。 In the particle size distribution of the silica particles used in the second polishing liquid composition of the present invention, the V0 is preferably 85% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, from the viewpoint of reducing the surface roughness. . Further, the V1 is preferably 40 to 90% by volume, more preferably 60 to 90% by volume, from the viewpoint of reducing the surface roughness. The V2 is preferably 5% by volume or less, more preferably 3% by volume or less, from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface. The V3 is preferably 10 to 60% by volume, more preferably 10 to 40% by volume, from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface. As long as the silica particles have the particle size distribution, the silica particles may be composed of one type of silica particles having a specific particle size distribution, or two or more types of silica particles having different particle size distributions. May be mixed. The adjustment of the particle size distribution of the silica particles can be performed in the same manner as in the first polishing liquid composition of the present invention.
本発明の第１及び第２の研磨液組成物（以下、「本発明の研磨液組成物」ともいう。）に使用するシリカ粒子としては、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子、表面修飾されたシリカ粒子等が挙げられる。被研磨基板の表面の平滑性をさらに向上させる観点から、コロイダルシリカ粒子が好ましい。前記コロイダルシリカ粒子は、市販のものを使用してもよいし、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あってもよい。また、前記コロイダルシリカの形態は、操作性の観点からスラリー状であることが好ましい。 The silica particles used in the first and second polishing liquid compositions of the present invention (hereinafter also referred to as “the polishing liquid composition of the present invention”) include colloidal silica particles, fumed silica particles, and surface-modified particles. Examples thereof include silica particles. From the viewpoint of further improving the smoothness of the surface of the substrate to be polished, colloidal silica particles are preferred. As the colloidal silica particles, commercially available particles may be used, or those obtained by a known production method or the like produced from an aqueous silicic acid solution may be used. The form of the colloidal silica is preferably a slurry from the viewpoint of operability.
本発明の研磨液組成物におけるシリカ粒子の含有量（全量）は、研磨速度を向上させる観点から０．５重量％以上が好ましく、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、特に好ましくは５重量％以上である。また、基板表面の平坦性をさらに向上させる観点から２０重量％以下が好ましく、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、特に好ましくは１０重量％以下である。すなわち、前記シリカ粒子の含有量は、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％、特に好ましくは５〜１０重量％である。 The content (total amount) of silica particles in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, further preferably 3% by weight or more, from the viewpoint of improving the polishing rate. Especially preferably, it is 5 weight% or more. Further, from the viewpoint of further improving the flatness of the substrate surface, it is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, still more preferably 13% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less. That is, the content of the silica particles is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, still more preferably 3 to 13% by weight, and particularly preferably 5 to 10% by weight.
本発明の研磨液組成物における水系媒体としては、水や、水と溶媒との混合媒体等が使用できる。前記水としては、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。前記溶媒としては、水と混合可能な溶媒（例えば、エタノール等のアルコール）が好ましい。前記研磨液組成物における水系媒体の含有量は、研磨液組成物の取扱いの観点から、好ましくは５５重量％以上、より好ましくは６７重量％以上、さらに好ましくは７５重量％以上、特に好ましくは８４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９９．４９７９重量％以下、より好ましくは９８．９９４７重量％以下、さらに好ましくは９６．９９２重量％以下、特に好ましくは９４．９８７５重量％以下である。したがって、前記水系媒体の含有量は、好ましくは５５〜９９．４９７９重量％、より好ましくは６７〜９８．９９４７重量％、さらに好ましくは７５〜９６．９９２重量％、特に好ましくは８４〜９４．９８７５重量％である。 As the aqueous medium in the polishing liquid composition of the present invention, water, a mixed medium of water and a solvent, or the like can be used. Examples of the water include distilled water, ion exchange water, and ultrapure water. The solvent is preferably a solvent that can be mixed with water (for example, alcohol such as ethanol). The content of the aqueous medium in the polishing liquid composition is preferably 55% by weight or more, more preferably 67% by weight or more, still more preferably 75% by weight or more, and particularly preferably 84% from the viewpoint of handling of the polishing liquid composition. From the viewpoint of improving the polishing rate, it is preferably 99.479% by weight or less, more preferably 98.9947% by weight or less, still more preferably 96.992% by weight or less, and particularly preferably 94.% by weight. 9875 wt% or less. Therefore, the content of the aqueous medium is preferably 55 to 99.4997% by weight, more preferably 67 to 98.9947% by weight, still more preferably 75 to 96.992% by weight, and particularly preferably 84 to 94.9875%. % By weight.
本発明の研磨液組成物は、基板表面のうねりのさらなる低減、表面粗さの低減及び研磨速度の向上の観点から、酸化剤、酸及び酸の塩からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含んでもよい。 The polishing liquid composition of the present invention comprises at least one selected from the group consisting of an oxidizing agent, an acid and an acid salt from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface, reducing the surface roughness and improving the polishing rate. Further, it may be included.
前記酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸又はその塩、クロム酸又はその塩、ペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩、金属塩類、硫酸類等が挙げられる。 Examples of the oxidizing agent include peroxide, permanganic acid or a salt thereof, chromic acid or a salt thereof, peroxo acid or a salt thereof, oxygen acid or a salt thereof, metal salt, sulfuric acid, and the like.
前記過酸化物としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム等が挙げられ、前記過マンガン酸又はその塩としては、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、前記クロム酸又はその塩としては、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩等が挙げられ、前記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、過フタル酸等が挙げられる。前記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が挙げられ、前記金属塩類としては、塩化鉄(III)、硝酸鉄(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。前記酸化剤の中でも、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)、硫酸アンモニウム鉄(III)等が好ましく、基板表面に金属イオンが付着せず汎用に使用され安価であるという観点から過酸化水素が特に好ましい。これらの酸化剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。 Examples of the peroxide include hydrogen peroxide, sodium peroxide, barium peroxide, and the like. Examples of the permanganic acid or salt thereof include potassium permanganate. Examples of the chromic acid or salt thereof include: , Chromic acid metal salt, dichromic acid metal salt, and the like. Examples of the peroxo acid or its salt include peroxodisulfuric acid, ammonium peroxodisulfate, peroxodisulfate metal salt, peroxophosphoric acid, peroxosulfuric acid, sodium peroxoborate. , Performic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, perphthalic acid and the like. Examples of the oxygen acid or salt thereof include hypochlorous acid, hypobromite, hypoiodous acid, chloric acid, bromic acid, iodic acid, sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, and the like. Examples of metal salts include iron (III) chloride, iron (III) nitrate, iron (III) sulfate, iron (III) citrate, and iron (III) ammonium sulfate. Among the oxidizing agents, hydrogen peroxide, iron nitrate (III), peracetic acid, ammonium peroxodisulfate, iron sulfate (III), ammonium iron sulfate (III), etc. are preferable, and metal ions do not adhere to the substrate surface and are used for general purposes. Hydrogen peroxide is particularly preferable from the viewpoint of being inexpensive. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.
本発明の研磨液組成物における前記酸化剤の含有量は、研磨速度の向上の観点から、０．１重量％以上が好ましく、表面粗さ及びうねりをさらに低減し、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、１重量％以下が好ましく、より好ましくは０．８重量％以下、さらに好ましくは０．６重量％以下である。したがって、表面品質を保ちつつ研磨速度を向上できることから、前記含有量は、０．１〜１重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜０．８重量％、さらに好ましくは０．１〜０．６重量％である。 The content of the oxidizing agent in the polishing composition of the present invention is preferably 0.1% by weight or more from the viewpoint of improving the polishing rate, further reducing surface roughness and waviness, and surface defects such as pits and scratches. From the viewpoint of improving the surface quality by reducing the amount, it is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.8% by weight or less, and still more preferably 0.6% by weight or less. Accordingly, since the polishing rate can be improved while maintaining the surface quality, the content is preferably 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.1 to 0.8% by weight, and still more preferably 0.1 to 0%. .6% by weight.
前記酸及び前記酸の塩としては、微小スクラッチの低減と研磨速度の向上を両立させる観点から、ｐＫ１が２以下の化合物が好ましく、微小スクラッチをさらに低減できることから、ｐＫ１が１．５以下の化合物がより好ましく、さらに好ましくは１以下、特に好ましくはｐＫ１で数値化できない程の強い酸性を示す化合物である。前記酸及び酸の塩の具体例としては、硝酸、硫酸、亜硫酸、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及びそれらの塩、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（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−１，１，２−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及びそれらの塩、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及びそれらの塩、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及びそれらの塩等が挙げられる。中でも、微小スクラッチをさらに低減できることから、無機酸、有機ホスホン酸、それらの塩が好ましい。前記無機酸及びその塩の中では、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、それらの塩がより好ましい。前記有機ホスホン酸及びその塩の中では、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）、それらの塩がより好ましい。これらの酸及び酸の塩は、単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。ここで、ｐＫ１とは、有機化合物又は無機化合物の第一酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値を示し、各化合物のｐＫ１は、例えば、改訂４版化学便覧（基礎編）ＩＩ、ｐ３１６−３２５（日本化学会編）等に記載されている。 As the acid and the salt of the acid, a compound having a pK1 of 2 or less is preferable from the viewpoint of achieving both a reduction in fine scratches and an improvement in polishing rate, and a compound having a pK1 of 1.5 or less can be further reduced. Are more preferable, more preferably 1 or less, and particularly preferably a compound exhibiting strong acidity that cannot be quantified by pK1. Specific examples of the acid and acid salt include nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, persulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, amidosulfuric acid, and the like. Salts of 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-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1, 2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2- Organic phosphonic acids such as carboxylic acid, 1-phosphonobutane-2,3,4-tricarboxylic acid, α-methylphosphonosuccinic acid and their salts, aminocarboxylic acids such as glutamic acid, picolinic acid and aspartic acid and their salts, Examples thereof include carboxylic acids such as oxalic acid, nitroacetic acid, maleic acid, and oxaloacetic acid, and salts thereof. Among these, inorganic acids, organic phosphonic acids, and salts thereof are preferable because fine scratches can be further reduced. Among the inorganic acids and salts thereof, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, and salts thereof are more preferable. Among the organic phosphonic acids and salts thereof, HEDP, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), and salts thereof are more preferable. These acids and acid salts may be used alone or in admixture of two or more. Here, pK1 indicates a logarithmic value of the reciprocal of the first acid dissociation constant (25 ° C.) of an organic compound or an inorganic compound, and pK1 of each compound is, for example, revised 4th edition Chemical Handbook (Basic) II, p316 -325 (edited by the Chemical Society of Japan).
これらの酸の塩としては、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、有機アミン等との塩等が挙げられる。前記金属の具体例としては、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。これらの中でも、微小スクラッチを低減する観点から１Ａ族に属する金属又はアンモニウムとの塩が好ましい。 Examples of these acid salts include salts with metals, ammonium, alkylammonium, organic amines, and the like. Specific examples of the metal include metals belonging to 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 6A, 7A, or Group 8 of the periodic table (long period type). Among these, a salt with a metal belonging to Group 1A or ammonium is preferable from the viewpoint of reducing fine scratches.
本発明の研磨液組成物における前記酸及び酸の塩の含有量は、基板表面のうねりをさらに低減し、研磨速度を向上させる観点から、０．１重量％以上が好ましい。また、人体への影響及び研磨装置の腐食防止の観点から、２重量％以下が好ましく、より好ましくは１．５重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。したがって、基板表面のうねりのさらなる低減及び作業環境の観点から、前記酸及び酸の塩の含有量は、０．１〜２重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜１．５重量％、さらに好ましくは０．１〜１重量％である。 The content of the acid and the salt of the acid in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.1% by weight or more from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface and improving the polishing rate. Further, from the viewpoint of influence on the human body and prevention of corrosion of the polishing apparatus, it is preferably 2% by weight or less, more preferably 1.5% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less. Therefore, from the viewpoint of further reducing the undulation of the substrate surface and the working environment, the content of the acid and the salt of the acid is preferably 0.1 to 2% by weight, more preferably 0.1 to 1.5% by weight, More preferably, it is 0.1 to 1 weight%.
本発明の研磨液組成物は、基板表面のうねりをさらに低減させる観点から、界面活性剤をさらに含んでもよい。前記界面活性剤としては、下記一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物又はその塩が挙げられる。これらの界面活性剤は、１種類のみを単独で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用してもよい。 The polishing composition of the present invention may further contain a surfactant from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate surface. Examples of the surfactant include sulfonic acid compounds represented by the following general formulas (1) to (3) or salts thereof. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
Ｒ1−Ｏn−ＳＯ3Ｍ1 （１）
［前記一般式（１）において、Ｒ1は、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、Ｍ1は、水素原子、無機カチオン又は有機カチオンであり、ｎは、０又は１を示す。］
R 1 —O n —SO 3 M 1 (1)
In [Formula (1), R 1 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, M 1 is a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation, n is 0 or 1. ]
Ｒ2ＯＯＣ−ＣＨ3−ＣＨ（ＳＯ3Ｍ2）−ＣＯＯＲ3 （２）
［前記一般式（２）において、Ｒ2及びＲ3は、それぞれ独立に、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、Ｍ2は、水素原子、無機カチオン又は有機カチオンである。］
R 2 OOC-CH 3 -CH ( SO 3 M 2) -COOR 3 (2)
[In the general formula (2), R 2 and R 3 are each independently a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 2 is a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation. ]
［前記一般式（３）において、Ｒ4は、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、Ｍ3及びＭ4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である。］ [In the general formula (3), R 4 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and M 3 and M 4 are each independently a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation. ]
前記一般式（１）において、Ｒ1は、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、好ましくは炭素数６〜２０のアルキル基であり、より好ましくは炭素数８〜１６のアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数８〜１４のアルキル基である。Ｒ1は、飽和炭化水素であっても不飽和炭化水素であってもよく、また、直鎖構造であっても分岐鎖構造であってもよい。Ｍ1は、水素原子、無機カチオン又は有機カチオンである。前記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、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から、中でも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である。前記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、中でも、アミン塩が好ましく、より好ましくはトリエタノールアミンである。 In the general formula (1), R 1 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, preferably an alkyl group having 6 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of further reducing the waviness on the surface of the outer peripheral portion of the substrate. More preferably, it is a C8-16 alkyl group, More preferably, it is a C8-14 alkyl group. R 1 may be a saturated hydrocarbon or an unsaturated hydrocarbon, and may have a straight chain structure or a branched chain structure. M 1 is a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation. Examples of the inorganic cation include alkali metal ions, alkaline earth metal ions, ammonium ions and the like. From the viewpoint of further reducing the undulation of the outer peripheral surface of the substrate, alkali metal ions and ammonium ions are preferable, and alkali ions are more preferable. It is a metal ion. Examples of the organic cation include primary to quaternary ammonium ions and various amines. Among them, amine salts are preferable, and triethanolamine is more preferable.
前記一般式（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 general formula (1) include sodium octyl sulfonate, sodium alkane (C 14-16 ) sulfonate, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, triethanolamine lauryl sulfate. Higher alcohol sodium sulfate and the like.
前記一般式（２）において、Ｒ2は、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から前記Ｒ1と同様のものが好ましい。Ｒ3は、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から前記Ｒ1と同様のものが好ましい。Ｍ2は、水素原子、無機カチオン又は有機カチオンであり、好ましくは前記Ｍ1と同様のものである。 In the general formula (2), R 2 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and is preferably the same as R 1 from the viewpoint of further reducing the waviness on the outer peripheral surface of the substrate. R 3 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and is preferably the same as R 1 from the viewpoint of further reducing waviness on the surface of the substrate outer peripheral portion. M 2 is a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation, and preferably the same as M 1 described above.
前記一般式（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 general formula (2) include sodium dioctylsulfosuccinate, sodium ditridecylsulfosuccinate, sodium dicyclohexylsulfosuccinate and the like.
前記一般式（３）において、Ｒ4は、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から、炭素数３〜２０の炭化水素基であり、前記Ｒ1と同様のものが好ましい。Ｍ3及びＭ4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であり、前記Ｍ1と同様のものがそれぞれ好ましい。 In the general formula (3), R 4 is a hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms and is preferably the same as R 1 from the viewpoint of further reducing the waviness on the outer peripheral surface of the substrate. M 3 and M 4 are each independently a hydrogen atom, an inorganic cation or an organic cation, and the same as M 1 is preferable.
前記一般式（３）で表される界面活性剤の具体例としては、アルキル（Ｃ9-14）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 general formula (3) include sodium alkyl (C 9-14 ) diphenyl ether disulfonate.
本発明の研磨液組成物における前記界面活性剤の含有量は、基板外周部表面のうねりのさらなる低減の観点から、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％である。さらに、泡立ち抑制等の操作性を考慮すると、前記界面活性剤の含有量は、０．０２〜０．５重量％が好ましく、より好ましくは０．０２〜０．２重量％である。 The content of the surfactant in the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.005 to 1% by weight, more preferably 0.01 to 1% by weight, from the viewpoint of further reducing the waviness of the substrate outer peripheral surface. %, More preferably 0.02 to 1% by weight. Furthermore, in consideration of operability such as suppression of foaming, the content of the surfactant 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、被研磨基板の材質や要求される性能等に応じて適宜決定できる。被研磨基板の材質が金属である場合、研磨速度を向上でき、また、研磨液組成物の粘度を低減することによって研磨パッドと被研磨基板との摩擦がさらに低減されて基板表面のうねりをより一層低減できることから、ｐＨ０．５〜６が好ましく、より好ましくはｐＨ０．５〜４、さらに好ましくはｐＨ０．５〜２．５である。前記ｐＨは、硝酸、硫酸等の無機酸やシュウ酸等の有機酸、アンモニウム塩、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アミン等の塩基性物質等を配合することにより調整できる。 The pH of the polishing composition of the present invention can be appropriately determined according to the material of the substrate to be polished, the required performance, and the like. When the material of the substrate to be polished is a metal, the polishing rate can be improved, and the friction between the polishing pad and the substrate to be polished is further reduced by reducing the viscosity of the polishing composition, thereby further swelling the substrate surface. Since it can further reduce, pH 0.5-6 is preferable, More preferably, it is pH 0.5-4, More preferably, it is pH 0.5-2.5. The pH can be adjusted by blending inorganic acids such as nitric acid and sulfuric acid, organic acids such as oxalic acid, ammonium salts, aqueous ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, amines and the like.
本発明の研磨液組成物は、必要に応じて、その他の成分をさらに含んでもよい。前記その他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。本発明の研磨液組成物におけるその他の成分の含有量は、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 further contain other components as necessary. Examples of the other components include a thickener, a dispersant, a rust inhibitor, and a basic substance. 0-10 weight% is preferable and, as for content of the other component in the polishing liquid composition of this invention, 0-5 weight% is more preferable.
なお、本発明の研磨液組成物の濃縮液を用いる場合は、この濃縮液を薄めた状態で各成分の濃度が上記範囲になるのが好ましい。 In addition, when using the concentrated liquid of the polishing liquid composition of this invention, it is preferable that the density | concentration of each component becomes the said range in the state which diluted this concentrated liquid.
（研磨液組成物の調製方法）
本発明の研磨液組成物は、前記シリカ粒子及び前記水系媒体を公知の方法で混合することによって調製でき、必要に応じて、前記酸化剤、前記酸、前記酸の塩、前記界面活性剤、前記その他の成分等をさらに混合してもよい。これらの成分の混合順序は特に制限されないが、シリカ粒子の安定性の観点から、まず、シリカ粒子以外の成分を水系媒体に溶解させ、その水溶液にシリカスラリーを添加して混合することが好ましい。シリカスラリーを混合する際、シリカ粒子の乾燥による凝集防止の観点から、シリカ粒子が乾燥しない速度でシリカスラリーを添加することが好ましい。また、シリカ粒子の分散性の観点から、シリカ粒子以外の成分が溶解した水溶液を攪拌しながら、シリカスラリーを添加することが好ましい。
(Method for preparing polishing liquid composition)
The polishing composition of the present invention can be prepared by mixing the silica particles and the aqueous medium by a known method, and if necessary, the oxidizing agent, the acid, the acid salt, the surfactant, The other components may be further mixed. The order of mixing these components is not particularly limited, but from the viewpoint of the stability of the silica particles, it is preferable to first dissolve components other than the silica particles in an aqueous medium and add the silica slurry to the aqueous solution and mix. When mixing the silica slurry, it is preferable to add the silica slurry at a speed at which the silica particles do not dry from the viewpoint of preventing aggregation due to drying of the silica particles. From the viewpoint of dispersibility of the silica particles, it is preferable to add the silica slurry while stirring the aqueous solution in which components other than the silica particles are dissolved.
（メモリーハードディスク基板の製造方法）
本発明のメモリーハードディスク基板の製造方法は、前記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含むメモリーハードディスク基板の製造方法である。本発明の基板の製造方法によれば、前記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から、研磨時の研磨抵抗を低減でき、その結果、基板表面のうねり、中でも基板外周部表面のうねりが低減されたメモリーハードディスク基板を製造できる。
(Method for manufacturing memory hard disk substrate)
The method for producing a memory hard disk substrate of the present invention is a method for producing a memory hard disk substrate including a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition of the present invention. According to the method for producing a substrate of the present invention, since the substrate to be polished is polished using the polishing composition of the present invention, the polishing resistance at the time of polishing can be reduced. A memory hard disk substrate in which the undulation of the outer peripheral surface is reduced can be manufactured.
前記研磨工程としては、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定盤で被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨機に供給し、所定の圧力（研磨圧力）をかけながら、前記定盤や前記被研磨基板を動かして被研磨基板を研磨する方法が挙げられる。前記研磨機としては、特に限定されず、メモリーハードディスク基板研磨用の公知の研磨機が使用できる。 As the polishing step, the substrate to be polished is sandwiched with a surface plate to which a polishing pad such as a non-woven organic polymer polishing cloth is attached, the polishing composition of the present invention is supplied to a polishing machine, and a predetermined pressure ( A method of polishing the substrate to be polished by moving the surface plate or the substrate to be polished while applying a polishing pressure. The polishing machine is not particularly limited, and a known polishing machine for polishing a memory hard disk substrate can be used.
前記被研磨基板の材質としては、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。中でも、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属や、これらの金属を主成分とする合金を含む被研磨基板が好適である。具体的には、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が適しており、中でもＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板がより適している。 Examples of the material of the substrate to be polished include metals, metalloids such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, and titanium, or alloys thereof, glassy materials such as glass, glassy carbon, and amorphous carbon, alumina, and carbon dioxide. Examples thereof include ceramic materials such as silicon, silicon nitride, tantalum nitride, and titanium carbide, and resins such as polyimide resin. Among these, a polished substrate containing a metal such as aluminum, nickel, tungsten, or copper, or an alloy containing these metals as a main component is preferable. Specifically, an aluminum alloy substrate plated with Ni—P, a glass substrate such as crystallized glass, and tempered glass is suitable, and an aluminum alloy substrate plated with Ni—P is more suitable.
前記被研磨基板の形状は特に限定されないが、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等が挙げられ、中でも、ディスク状が適している。ディスク状の被研磨基板の場合、例えば、その外径は２〜９５ｍｍ程度であり、その厚みは０．５〜２ｍｍ程度である。 The shape of the substrate to be polished is not particularly limited, and examples thereof include a shape having a flat portion such as a disc shape, a plate shape, a slab shape, and a prism shape, and a shape having a curved surface portion such as a lens. Is suitable. In the case of a disk-shaped substrate to be polished, for example, the outer diameter is about 2 to 95 mm, and the thickness is about 0.5 to 2 mm.
前記被研磨基板の表面性状は特に限定されないが、高密度記録用の基板を製造する場合、表面粗さが１ｎｍ程度の表面性状を有する基板が適している。前記表面粗さとは、表面平滑性の尺度であり、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて１０μｍ以下の波長で測定可能な粗さであり、中心線平均粗さとして表わすことができる。 The surface property of the substrate to be polished is not particularly limited, but when manufacturing a substrate for high density recording, a substrate having a surface property with a surface roughness of about 1 nm is suitable. The surface roughness is a measure of surface smoothness, is a roughness that can be measured at a wavelength of 10 μm or less using an atomic force microscope (AFM), and can be expressed as a center line average roughness.
前記研磨パッドとしては、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、又はこれらを積層した二層タイプ等の研磨パッドを使用できる。 As the polishing pad, a suede type, non-woven fabric type, polyurethane closed-cell foam type, or a double layer type in which these are laminated can be used.
前記研磨圧力は、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。前記研磨圧力は、５〜５０ｋＰａが好ましい。前記研磨圧力を５ｋＰａ以上にすると、定盤による被研磨基板の押さえ込みがより大きくなり、研磨時における被研磨基板の振動がさらに抑制される。その結果、基板外周部に対する負荷がさらにかかりにくくなるため、さらに効果的にうねりを低減できると推定される。また、生産性の観点から、前記研磨圧力は５ｋＰａ以上が好ましく、より好ましくは７ｋＰａ以上、さらに好ましくは８ｋＰａ以上、特に好ましくは９ｋＰａ以上である。一方、スクラッチの発生を抑制する観点から、前記研磨圧力は、５０ｋＰａ以下が好ましく、より好ましくは２０ｋＰａ以下、さらに好ましくは１８ｋＰａ以下、特に好ましくは１６ｋＰａ以下である。したがって、本発明の製造方法において研磨圧力は、５〜５０ｋＰａが好ましく、より好ましくは７〜２０ｋＰａであり、さらに好ましくは８〜１８ｋＰａ、特に好ましくは９〜１６ｋＰａである。研磨圧力の調整は、定盤及び被研磨基板のうち少なくとも一方に空気圧や重りを負荷することによって行うことができる。 The polishing pressure refers to the pressure of the surface plate applied to the polishing surface of the substrate to be polished during polishing. The polishing pressure is preferably 5 to 50 kPa. When the polishing pressure is 5 kPa or more, the pressing of the substrate to be polished by the surface plate is further increased, and the vibration of the substrate to be polished during polishing is further suppressed. As a result, the load on the outer peripheral portion of the substrate is less likely to be applied, and it is estimated that the swell can be more effectively reduced. From the viewpoint of productivity, the polishing pressure is preferably 5 kPa or more, more preferably 7 kPa or more, still more preferably 8 kPa or more, and particularly preferably 9 kPa or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the occurrence of scratches, the polishing pressure is preferably 50 kPa or less, more preferably 20 kPa or less, still more preferably 18 kPa or less, and particularly preferably 16 kPa or less. Accordingly, in the production method of the present invention, the polishing pressure is preferably 5 to 50 kPa, more preferably 7 to 20 kPa, still more preferably 8 to 18 kPa, and particularly preferably 9 to 16 kPa. The polishing pressure can be adjusted by applying air pressure or weight to at least one of the surface plate and the substrate to be polished.
前記研磨工程における前記研磨液組成物の供給速度は、キャリアサイズが９インチの両面研磨機（以下、「両面９Ｂ研磨機」ともいう）を用いた場合、６０ｍＬ／分以上が好ましい。前記供給速度を６０ｍＬ／分以上とすることにより、研磨抵抗をさらに抑制できるため、研磨時における被研磨基板の振動がさらに抑制される。その結果、基板外周部に対する負荷がさらにかかりにくくなるため、うねりをさらに効果的に低減できると推定される。より一層効果的にうねりを低減する観点から、前記供給速度は、７０ｍＬ／分以上がより好ましく、さらに好ましくは８０ｍＬ／分以上、さらにより好ましくは９０ｍＬ／分以上、特に好ましくは１００ｍＬ／分以上である。また、経済的にうねりを低減する観点から、前記供給速度は、両面９Ｂ研磨機を用いた場合、３００ｍＬ／分以下が好ましく、２７０ｍＬ／分以下がより好ましく、さらに好ましくは２４０ｍＬ／分以下、さらにより好ましくは２１０ｍＬ／分以下である。したがって、前記研磨液組成物の供給速度は、両面９Ｂ研磨機を用いた場合、６０〜３００ｍＬ／分が好ましく、より好ましく７０〜２７０ｍＬ／分、さらに好ましくは８０〜２４０ｍＬ／分、さらにより好ましくは９０〜２１０ｍＬ／分、特に好ましくは１００〜２１０ｍＬ／分である。 The supply rate of the polishing composition in the polishing step is preferably 60 mL / min or more when a double-side polishing machine having a carrier size of 9 inches (hereinafter also referred to as “double-sided 9B polishing machine”) is used. By setting the supply rate to 60 mL / min or more, the polishing resistance can be further suppressed, so that the vibration of the substrate to be polished during polishing is further suppressed. As a result, the load on the outer peripheral portion of the substrate is less likely to be applied, and it is estimated that the swell can be further effectively reduced. From the viewpoint of more effectively reducing swell, the supply rate is more preferably 70 mL / min or more, more preferably 80 mL / min or more, even more preferably 90 mL / min or more, and particularly preferably 100 mL / min or more. is there. Further, from the viewpoint of economically reducing waviness, the supply rate is preferably 300 mL / min or less, more preferably 270 mL / min or less, even more preferably 240 mL / min or less, when a double-sided 9B polishing machine is used. More preferably, it is 210 mL / min or less. Therefore, when the double-sided 9B polishing machine is used, the supply rate of the polishing composition is preferably 60 to 300 mL / min, more preferably 70 to 270 mL / min, still more preferably 80 to 240 mL / min, and even more preferably. 90 to 210 mL / min, particularly preferably 100 to 210 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、ポンプ等を用いて連続的に供給する方法等が挙げられる。また、研磨機への供給の際、全ての成分を含む１つの液によって供給してもよいし、研磨液組成物の安定性等を考慮して、各成分を複数の配合用成分液に分けて供給してもよい。後者の場合、供給配管中や被研磨基板上等で前記複数の配合用成分液が混合され、本発明の研磨液組成物となる。 Examples of a method for supplying the polishing composition of the present invention to a polishing machine include a method for continuously supplying using a pump or the like. Further, when supplying to the polishing machine, it may be supplied by one liquid containing all the components, or each component is divided into a plurality of component liquids in consideration of the stability of the polishing liquid composition. May be supplied. In the latter case, the plurality of compounding component liquids are mixed in the supply pipe or on the substrate to be polished to obtain the polishing liquid composition of the present invention.
前記研磨工程において、基板の外周部表面のうねりをさらに改善するために、研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度を調整してもよい。なお、前記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。 In the polishing step, in order to further improve the undulation of the outer peripheral surface of the substrate, the relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad may be adjusted. The relative speed of the substrate to be polished with respect to the polishing pad is represented by the following formula.
相対速度（ｍ／秒）＝（π／４）×（Ｒｕｐ−Ｒｄｏｗｎ）×（Ｄｏｕｔ＋Ｄｉｎ）
Ｒｕｐ：上定盤の回転数（回転／秒）
Ｒｄｏｗｎ：下定盤の回転数（回転／秒）（ただし、上定盤と同方向の回転の場合は正の値とし、逆方向の回転の場合は負の値とする。）
Ｄｏｕｔ：上定盤又は下定盤の外径（ｍ）
Ｄｉｎ：上定盤又は下定盤の内径（ｍ）
Relative velocity (m / sec) = (π / 4) × (Rup−Rdown) × (Dout + Din)
Rup: Upper surface plate rotation speed (rev / sec)
Rdown: Number of rotations of the lower surface plate (rotation / second) (However, a positive value is used for rotation in the same direction as the upper surface plate, and a negative value is used for rotation in the reverse direction.)
Dout: outer diameter of upper surface plate or lower surface plate (m)
Din: Inner diameter of upper surface plate or lower surface plate (m)
前記相対速度は、基板外周部表面のうねりをさらに低減する観点から、１ｍ／秒以下が好ましく、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、前記相対速度は、０．１ｍ／秒以上が好ましく、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、特に好ましくは０．４ｍ／秒以上である。したがって、前記相対速度は、０．１〜１ｍ／秒が好ましく、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、特に好ましくは０．４〜０．６ｍ／秒である。 The relative speed is preferably 1 m / second or less, more preferably 0.8 m / second or less, and still more preferably 0.6 m / second or less, from the viewpoint of further reducing the waviness of the outer peripheral surface of the substrate. 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, still more preferably 0.3 m / second or more, and particularly preferably 0.4 m / second. More than a second. Accordingly, the relative speed is preferably 0.1 to 1 m / second, more preferably 0.2 to 0.8 m / second, still more preferably 0.3 to 0.6 m / second, and particularly preferably 0.4 to 0.6 m / sec.
被研磨基板の研磨工程を多段階で行う場合、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程は２段階目以降に行うことが好ましく、最終研磨工程で行うことがより好ましい。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することが好ましい。それぞれ別の研磨機を使用する場合、研磨工程毎に基板を洗浄することがより好ましい。 When the polishing process of the substrate to be polished is performed in multiple stages, the polishing process using the polishing composition of the present invention is preferably performed in the second and subsequent stages, and more preferably in the final polishing process. At that time, it is preferable to use separate polishing machines in order to avoid mixing of the abrasive and polishing liquid composition in the previous step. When using different polishing machines, it is more preferable to clean the substrate for each polishing process.
本発明のメモリーハードディスク基板の製造方法によれば、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程を含むため、基板の外周部表面におけるうねりが、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以下であるメモリーハードディスク基板が得られる。前記基板表面のうねりは、レーザー式全表面形状測定機（商品名「ＴｈｏＴ ｍｏｄｅｌ Ｍ４２２４」、ＴｈｏＴテクノロジー社製）を用いて測定できる。 According to the method for producing a memory hard disk substrate of the present invention, since the polishing step using the polishing composition of the present invention is included, the undulation on the outer peripheral surface of the substrate is, for example, 1.0 nm or less, preferably 0.9 nm. In the following, a memory hard disk substrate having a thickness of 0.8 nm or less, more preferably 0.7 nm or less is obtained. The waviness of the surface of the substrate can be measured using a laser-type full surface shape measuring instrument (trade name “ThoT model M4224”, manufactured by ThoT Technology).
（研磨液組成物の調製）
下記表１に示す割合となるように、下記コロイダルシリカ、下記硫酸、下記過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、下記１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びイオン交換水を混合し、実施例１〜３及び比較例１〜７の研磨液組成物を調製した。具体的には、まず、硫酸、ＨＥＤＰ、イオン交換水を混合した後、過酸化水素を加え、ついで、ゲル化しないように前記混合液を攪拌しながらコロイダルシリカスラリーを加え、研磨液組成物を調製した。なお、シリカ粒子の一次粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡を用いて測定した。
(Preparation of polishing composition)
The following colloidal silica, the following sulfuric acid, the following hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), the following 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP), and ion-exchanged water are mixed so as to have the ratio shown in Table 1 below. And the polishing liquid composition of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-7 was prepared. Specifically, first, sulfuric acid, HEDP, and ion-exchanged water are mixed, hydrogen peroxide is added, and then the colloidal silica slurry is added while stirring the mixed solution so as not to gelate. Prepared. The average particle diameter of primary particles of silica particles was measured using a transmission electron microscope.
シリカＡ：一次粒子の平均粒子径１６０ｎｍ（触媒化成工業製）
シリカＢ：一次粒子の平均粒子径２１ｎｍ（デュポン製）
シリカＣ：一次粒子の平均粒子径５ｎｍ（日産化学製）
シリカＤ：一次粒子の平均粒子径２８ｎｍ（デュポン製）
シリカＥ：一次粒子の平均粒子径１４ｎｍ（デュポン製）
シリカＦ：一次粒子の平均粒子径１８ｎｍ（触媒化成工業製）
シリカＧ：一次粒子の平均粒子径８ｎｍ（触媒化成工業製）
硫酸：特級（和光純薬工業社製）
ＨＥＤＰ：商品名ディクエスト２０１０（ソルーシア・ジャパン製）
過酸化水素水：３５重量％過酸化水素水（旭電化製）
Silica A: average particle diameter of primary particles 160 nm (manufactured by Catalyst Chemical Industries)
Silica B: average particle diameter of primary particles 21 nm (manufactured by DuPont)
Silica C: average particle diameter of primary particles 5 nm (Nissan Chemical)
Silica D: primary particle average particle size 28 nm (manufactured by DuPont)
Silica E: average primary particle size of 14 nm (manufactured by DuPont)
Silica F: average particle diameter of
Silica G: average particle diameter of primary particles 8 nm (manufactured by Catalyst Chemical Industries)
Sulfuric acid: Special grade (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
HEDP: Product name Dequest 2010 (manufactured by Solusia Japan)
Hydrogen peroxide solution: 35 wt% hydrogen peroxide solution (Asahi Denka)
前記調製した研磨液組成物を用いて、以下の方法によって動的摩擦係数の平均値、動的摩擦係数の振幅及び基板表面のうねりを評価した。その結果を下記表１に示す。 Using the prepared polishing liquid composition, the average value of the dynamic friction coefficient, the amplitude of the dynamic friction coefficient, and the waviness of the substrate surface were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 1 below.
（動的摩擦係数及びその振幅の評価方法（摩擦測定試験））
被研磨基板として、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を、予めアルミナ研磨材を含む研磨液組成物で粗研磨し、さらに、コロイダルシリカ研磨材を含む研磨液組成物で仕上げ研磨した基板を使用した。なお、前記被研磨基板は、厚み１．２７ｍｍ、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、Ｎｉ−Ｐ密度８．４ｇ／ｃｍ3であった。
(Dynamic friction coefficient and amplitude evaluation method (friction measurement test))
As a substrate to be polished, a Ni-P plated aluminum alloy substrate is roughly polished in advance with a polishing composition containing an alumina polishing material, and further polished using a polishing composition containing a colloidal silica polishing material. did. The substrate to be polished had a thickness of 1.27 mm, an outer diameter of 95 mm, an inner diameter of 25 mm, and a Ni—P density of 8.4 g / cm 3 .
下記の測定条件により、被研磨基板と研磨パッドとの間に発生する摩擦を測定した。図１及び図２に、動的摩擦係数の測定に使用した装置の概略図を示す。図１は、前記装置の上面図であり、図２は、前記装置の側面図である。まず、厚み１ｍｍのガラスエポキシ製テンプレート１９を備えたセラミック製キャリア１１に被研磨基板１２をはめ込んだ後、研磨パッド１３を備えた研磨機の下定盤２０上に配置した。ついで、デジタルフォースゲージ（商品名ＦＧＸ−１０Ｒ、日本電産シンポ社製）１７に固定したフック１５とセラミック製キャリア１１とをワイヤー１６（太さ１ｍｍ）により接続した。そして、錘１４とセラミック製キャリア１１の総重量による負荷（９．３ｋＰａ）を加え、研磨液組成物供給口１８から前記研磨液組成物を１００ｍＬ／分で供給し、下定盤２０を矢印Ａ方向に２９．２ｒｐｍで回転させた状態で、ワイヤー１６を通じて伝わる張力をデジタルフォースゲージ１７で測定した。この測定を３分間行い、前記張力を、被研磨基板１２と研磨パッド１３との間に発生する摩擦力とした。そして、測定結果を表計算ソフト（商品名「Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標） Ｅｘｃｅｌ」、マイクロソフト社製）で解析した。前記張力（摩擦力）の平均値は、時間経過とともに全体的に徐々に下がり、測定開始から２分後以降、一定の値に収束した。測定開始２．５分後から３分後までの３０秒間の張力（摩擦力）を３００点測定し、下記式より動的摩擦係数を算出し、さらにその平均値及び標準偏差を算出した。
動的摩擦係数＝張力／（錘の荷重＋セラミック製キャリアの荷重）
The friction generated between the substrate to be polished and the polishing pad was measured under the following measurement conditions. FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views of the apparatus used for measuring the dynamic friction coefficient. FIG. 1 is a top view of the device, and FIG. 2 is a side view of the device. First, the
Dynamic friction coefficient = tension / (weight load + ceramic carrier load)
［摩擦測定条件］
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（厚み０．９ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
研磨液組成物の供給速度：１００ｍＬ／分
下定盤回転数：２９．２ｒｐｍ
測定時間：３分
積載荷重：９．３ｋＰａ
[Friction measurement conditions]
Polishing tester: "Fast double-sided 9B polishing machine" manufactured by Speedfam
Polishing pad: Fujibo's suede type (thickness 0.9mm, average hole diameter 30μm)
Polishing liquid composition supply rate: 100 mL / min Lower platen rotation speed: 29.2 rpm
Measurement time: 3 minutes Load capacity: 9.3 kPa
得られた動的摩擦係数の平均値と標準偏差は下記式によってさらに補正した。すなわち、各摩擦測定試験の前後にリファレンスを用いた測定を行い、前記動的摩擦係数の平均値及び標準偏差を下記式によって補正し、補正後の値を動的摩擦係数の平均値及び動的摩擦係数の振幅とした。なお、リファレンスの研磨液組成物の組成は、比較例２の研磨液組成物の組成と同一であり、測定方法は前述の方法と同様である。 The average value and standard deviation of the obtained dynamic friction coefficient were further corrected by the following formula. That is, before and after each friction measurement test, measurement is performed using a reference, the average value and standard deviation of the dynamic friction coefficient are corrected by the following formula, and the corrected value is calculated as the average value and dynamic coefficient of the dynamic friction coefficient. The amplitude of the friction coefficient was used. The composition of the reference polishing liquid composition is the same as that of the polishing liquid composition of Comparative Example 2, and the measurement method is the same as that described above.
補正後の動的摩擦係数の平均値＝［Ａａ＋｛（Ｒａ１−Ｒａ２）／ｎ｝×ａ］×０．４／Ｒａ１
補正後の動的摩擦係数の標準偏差＝［Ａｓ＋｛（Ｒｓ１−Ｒｓ２）／ｎ｝×ａ］×０．０４／Ｒｓ１
Ａａ：実施例又は比較例の研磨液組成物を用いて得られた動的摩擦係数の平均値
Ａｓ：実施例又は比較例の研磨液組成物を用いて得られた動的摩擦係数の標準偏差
Ｒａ１：リファレンス１点目の動的摩擦係数の平均値
Ｒａ２：リファレンス２点目の動的摩擦係数の平均値
Ｒｓ１：リファレンス１点目の動的摩擦係数の標準偏差
Ｒｓ２：リファレンス２点目の動的摩擦係数の標準偏差
ｎ：リファレンス１点目とリファレンス２点目との間に摩擦測定試験を行った回数
ａ：リファレンス１点目を０番手としたときの測定サンプルの番手数
Average value of dynamic friction coefficient after correction = [Aa + {(Ra1-Ra2) / n} * a] * 0.4 / Ra1
Standard deviation of dynamic friction coefficient after correction = [As + {(Rs1−Rs2) / n} × a] × 0.04 / Rs1
Aa: Average value of the dynamic friction coefficient obtained using the polishing liquid composition of Example or Comparative Example As: Standard deviation of the dynamic friction coefficient obtained using the polishing liquid composition of Example or Comparative Example Ra1: Average value of the dynamic friction coefficient at the first reference point Ra2: Average value of the dynamic friction coefficient at the second reference point Rs1: Standard deviation of the dynamic friction coefficient at the first reference point Rs2: Movement of the second reference point N: Number of times the friction measurement test was performed between the first reference point and the second reference point a: Number of measurement samples when the first reference point was 0th
（うねりの測定方法）
被研磨基板として、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を、アルミナ研磨材を含む研磨液組成物で粗研磨した基板を使用した。前記被研磨基板は、厚み１．２７ｍｍ、外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍであった。なお、以下の研磨を行う前に、粗研磨後の基板のうねりを測定し、その値が２ｎｍ程度でばらつきがないことを確認した。
(Waviness measurement method)
As a substrate to be polished, a substrate obtained by roughly polishing a Ni-P plated aluminum alloy substrate with a polishing composition containing an alumina abrasive was used. The substrate to be polished had a thickness of 1.27 mm, an outer diameter of 95 mm, and an inner diameter of 25 mm. In addition, before performing the following polishing, the waviness of the substrate after rough polishing was measured, and it was confirmed that the value was about 2 nm and there was no variation.
前記研磨液組成物を用い、下記の研磨条件で、各研磨液組成物につき１０枚の被研磨基板を１分間研磨した後、前記１０枚の被研磨基板のうち１枚の基板を取り出し、新たな基板と入れ替えてさらに１分間研磨した。この被研磨基板の入れ替え及び研磨（１分間）を繰り返した。この方法を用いる理由は、研磨量の異なる基板を簡便に得るためである。そして、以下の測定条件によって少なくとも２枚の基板の両面についてうねりを測定し、その測定値に基づき基板１面あたりの平均値をうねりの値とし、横軸を研磨量、縦軸をうねりの値としたグラフを研磨液組成物それぞれについて作成した。このグラフから５０ｍｇ研磨した際のうねりを外挿値として得たものを下記表１に示す。なお、基板を入れ替えながら５０ｍｇ研磨したものと、基板を入れ替えることなく５０ｍｇ研磨したものを比較したところ、研磨後の基板表面のうねりは同等であった。 After polishing 10 polishing substrates for each polishing liquid composition for 1 minute under the following polishing conditions using the polishing liquid composition, one substrate out of the 10 polishing substrates is taken out and renewed. The substrate was replaced with another substrate and polished for another minute. This replacement of the substrate to be polished and polishing (for 1 minute) were repeated. The reason for using this method is to easily obtain substrates with different polishing amounts. Then, the waviness is measured on both surfaces of at least two substrates under the following measurement conditions, the average value per substrate surface is set as the waviness value based on the measured values, the horizontal axis is the polishing amount, and the vertical axis is the waviness value. A graph was prepared for each polishing composition. Table 1 below shows the waviness obtained by polishing 50 mg as an extrapolated value from this graph. In addition, when 50 mg polishing was performed without replacing the substrate and 50 mg polished without replacing the substrate, the undulation of the substrate surface after polishing was equivalent.
［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（厚み０．９ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
研磨液組成物の供給速度：１００ｍＬ／分
下定盤回転数：３７．５ｒｐｍ
研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度：０．５５ｍ／秒
研磨圧力：１００ｇ／ｃｍ2
[Polishing conditions]
Polishing tester: "Fast double-sided 9B polishing machine" manufactured by Speedfam
Polishing pad: Fujibo's suede type (thickness 0.9mm, average hole diameter 30μm)
Polishing liquid composition supply rate: 100 mL / min Lower surface plate rotation speed: 37.5 rpm
Relative speed of substrate to be polished with respect to polishing pad: 0.55 m / second Polishing pressure: 100 g / cm 2
［うねりの測定条件］
測定機：商品名ＴｈｏＴ ｍｏｄｅｌ Ｍ４２２４(ＴｈｏＴテクノロジー社製)
振動計：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（長波長うねり）
測定位置：基板中心より半径２０ｍｍから４６ｍｍの表面
基板回転速度：６０００ｒｐｍ
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: Product name ThOT model M4224 (manufactured by Thor Technology)
Vibrometer: Laser Doppler vibrometer (iodine stabilized He-Ne laser: 633 nm)
Measurement wavelength: 0.4-2 mm (long wavelength swell)
Measurement position: Surface having a radius of 20 mm to 46 mm from the center of the substrate Substrate rotation speed: 6000 rpm
Gain: 16
Filter: 10kHz
Laser range: 5mm / s / V
Track pitch: 0.01mm
前記表１に示すように、実施例１〜３の研磨液組成物を用いて研磨した基板は、比較例１〜７の研磨液組成物を用いて研磨した基板と比較して、研磨後の被研磨基板表面のうねりを低減できた。 As shown in Table 1, the substrates polished using the polishing liquid compositions of Examples 1 to 3 were more polished than the substrates polished using the polishing liquid compositions of Comparative Examples 1 to 7. The waviness of the surface of the substrate to be polished could be reduced.
本発明の研磨液組成物及び基板の製造方法は、メモリーハードディスク基板の製造に有用であり、中でも、メモリーハードディスク基板の製造における仕上げ研磨工程での使用に適している。 The polishing liquid composition and the substrate manufacturing method of the present invention are useful for manufacturing a memory hard disk substrate, and are particularly suitable for use in a final polishing step in manufacturing a memory hard disk substrate.
１１ キャリア
１２ 被研磨基板
１３ 研磨パッド
１４ 錘
１５ フック
１６ ワイヤー
１７ デジタルフォースゲージ
１８ 研磨液組成物供給口
１９ テンプレート
２０ 下定盤
Ａ 回転方向
11
Claims (8)
一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であり、
一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０体積％以下であり、
一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％である請求項１記載のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物。 The content of silica particles having an average particle diameter of primary particles in the silica particles of 5 nm to 200 nm is 80% by volume or more,
The content of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and less than 50 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and 200 nm or less,
The content of silica particles having an average primary particle size of 50 nm or more and less than 120 nm is 10% by volume or less in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm,
The content of silica particles having an average primary particle diameter of 120 nm to 200 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm to 200 nm. Polishing liquid composition for memory hard disk substrate.
前記シリカ粒子中における一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量が、８０体積％以上であり、
一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であり、
一次粒子の平均粒子径が５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０体積％以下であり、
一次粒子の平均粒子径が１２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の含有量が、一次粒子の平均粒子径が５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であるシリカ粒子の全量中１０〜９０体積％であるメモリーハードディスク基板用研磨液組成物。 A polishing liquid composition for a memory hard disk substrate comprising an aqueous medium and silica particles,
The content of silica particles having an average particle diameter of primary particles in the silica particles of 5 nm to 200 nm is 80% by volume or more,
The content of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and less than 50 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle diameter of 5 nm or more and 200 nm or less,
The content of silica particles having an average primary particle size of 50 nm or more and less than 120 nm is 10% by volume or less in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm,
Polishing for a memory hard disk substrate, wherein the content of silica particles having an average primary particle size of 120 nm to 200 nm is 10 to 90% by volume in the total amount of silica particles having an average primary particle size of 5 nm to 200 nm. Liquid composition.
前記研磨液組成物は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のメモリーハードディスク基板用研磨液組成物であるメモリーハードディスク基板の製造方法。 A method for producing a memory hard disk substrate, comprising a step of polishing a substrate to be polished using a polishing liquid composition,
The method for producing a memory hard disk substrate, wherein the polishing liquid composition is the polishing liquid composition for a memory hard disk substrate according to any one of claims 1 to 7.
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