JP2009144080A - Polishing liquid composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing liquid composition reducing waviness and polishing at an economical polishing speed. <P>SOLUTION: The polishing liquid composition contains a polishing material and water, wherein the polishing material contains first polishing particles having a shape factor SF-1 that represents a roundness degree of particles, of from 140 to 250, and second polishing particles having a shape factor SF-1 of from 100 to 130. The first polishing particles are alumina particles having an average particle diameter of from 0.01 to 0.45 μm; and the second polishing particles have an average particle diameter larger than the average particle diameter of the first polishing particles. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、研磨液組成物及び基板の製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing liquid composition and a method for producing a substrate.

コンピューターの急速な普及やデジタル放送等の開始等に伴い、ハードディスクドライブの高容量・小径化が求められている。例えば、ハードディスクドライブに使用されるメモリーハードディスクの記録密度を上げる方法として、磁気ヘッドの浮上量を低下させて、単位記録面積を小さくすることが提案されている。しかしながら、ヘッドの低浮上化に対応するためには、ハードディスク基板の表面の表面粗さ、うねり、ロールオフなどを低減する必要がある。かかる要求を満たすために、研磨後の基板のスクラッチを低減し得る研磨材スラリー(特許文献1〜4)や、ロールオフを低減できる研磨液組成物(特許文献5)が知られている。また、半導体分野においても、高集積化と高速化が進んでおり、特に高集積化では配線の微細化が要求されている(特許文献6)。
特開2000−15560号公報 特開2000−458号公報 特開2001−155332号公報 特開平5−177554号公報 特開2002−167575号公報 特開2003−249469号公報
With the rapid spread of computers and the start of digital broadcasting, etc., high capacity and small diameter hard disk drives are required. For example, as a method for increasing the recording density of a memory hard disk used in a hard disk drive, it has been proposed to reduce the flying height of the magnetic head and reduce the unit recording area. However, in order to cope with the low flying height of the head, it is necessary to reduce the surface roughness, waviness, roll-off, etc. of the surface of the hard disk substrate. In order to satisfy such requirements, an abrasive slurry (Patent Documents 1 to 4) that can reduce scratches on the substrate after polishing and a polishing liquid composition (Patent Document 5) that can reduce roll-off are known. Also, in the semiconductor field, high integration and high speed are advancing, and in particular, miniaturization of wiring is required for high integration (Patent Document 6).
JP 2000-15560 A JP 2000-458 A JP 2001-155332 A JP-A-5-177554 JP 2002-167575 A JP 2003-249469 A

メモリーハードディスク基板の高密度化に必要な表面品質を達成するためには、磁気ヘッドの浮上量低減の観点から、うねりの低減は重要な課題である。また、半導体装置の製造プロセスにおいては、フォトレジストに露光する際の焦点深度が浅くなりつつあるため、うねりの低減を含むより一層の表面平滑性が望まれている。   In order to achieve the surface quality necessary for increasing the density of the memory hard disk substrate, it is important to reduce the waviness from the viewpoint of reducing the flying height of the magnetic head. In the manufacturing process of a semiconductor device, since the depth of focus when exposing a photoresist is becoming shallower, further surface smoothness including reduction of waviness is desired.

本発明は、基板表面のうねりを低減できる研磨液組成物及びうねり等の表面品質が向上した基板を製造できる基板の製造方法を提供する。   The present invention provides a polishing composition that can reduce waviness on the surface of the substrate and a method for producing a substrate that can produce a substrate with improved surface quality such as waviness.

本発明の研磨液組成物は、研磨材及び水を含有する研磨液組成物であって、研磨材が粒子の丸さの度合いを示す形状係数SF−1が140〜250である第一研磨粒子と形状係数SF−1が100〜130である第二研磨粒子とを含有し、第一研磨粒子は平均粒径0.01〜0.45μmのアルミナ粒子であり、第二研磨粒子の平均粒径が第一研磨粒子の平均粒径よりも大きい研磨液組成物である。なお、後述するとおり、形状係数SF−1は電子顕微鏡観察で得られる研磨粒子の最大径を直径とする円の面積を電子顕微鏡観察で得られる該研磨粒子の投影面積で除して100を乗じた値である。また、本発明の基板の製造方法は(以下、本発明の製造方法ともいう)、前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有する、基板の製造方法である。   The polishing composition of the present invention is a polishing composition containing an abrasive and water, and the first abrasive particles having a shape factor SF-1 of 140 to 250 indicating the degree of roundness of the abrasive. And second abrasive particles having a shape factor SF-1 of 100 to 130, the first abrasive particles are alumina particles having an average particle size of 0.01 to 0.45 μm, and the average particle size of the second abrasive particles Is a polishing composition which is larger than the average particle size of the first abrasive particles. As will be described later, the shape factor SF-1 is multiplied by 100 by dividing the area of a circle whose diameter is the maximum diameter of abrasive particles obtained by electron microscope observation by the projected area of the abrasive particles obtained by electron microscope observation. Value. Moreover, the manufacturing method of the board | substrate of this invention (henceforth the manufacturing method of this invention) is a manufacturing method of a board | substrate which has the process of grind | polishing a to-be-polished board | substrate using the said polishing liquid composition.

本発明によれば、基板のうねりが低減され、高記録密度に適したハードディスク基板や高集積化された半導体装置を製造できるという効果が好ましくは奏される。また、本発明によれば、経済的な研磨速度で生産性を損なうことなく基板を研磨することができるという効果が好ましくは奏される。   According to the present invention, the effect that the undulation of the substrate is reduced and a hard disk substrate suitable for high recording density and a highly integrated semiconductor device can be manufactured is preferably achieved. In addition, according to the present invention, the effect that the substrate can be polished without impairing productivity at an economical polishing rate is preferably achieved.

本発明において基板の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸をいい、本明細書においては特に言及しない限り波長0.5〜5mmのうねりを含む。この基板のうねりが低減されることにより、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。本発明は、粒径が小さく研磨力の高い研磨粒子(以下、第一研磨粒子ともいう)と粒径が大きく研磨力が低い研磨粒子(以下、第二研磨粒子ともいう)とを併用する研磨液組成物であれば研磨後の基板のうねりを低減できるという知見に基づく。なお、本発明では、粒子の丸さの度合いを示す形状係数SF−1(後述)を使用する。本発明のうねり低減効果が奏されるメカニズムについては、未だ不明であるが、平均粒径が大きく研磨力の低い研磨粒子が基板−研磨パッド間の距離を広げ、平均粒径が小さく研磨力の高い研磨粒子が基板表面の凸部を研磨するため、基板表面のうねりが低減されると推定される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。   In the present invention, the “undulation” of the substrate refers to irregularities on the surface of the substrate having a wavelength longer than the roughness, and in this specification, includes an undulation of a wavelength of 0.5 to 5 mm unless otherwise specified. By reducing the waviness of the substrate, the flying height of the magnetic head can be reduced, and the recording density of the magnetic disk substrate can be improved. The present invention relates to polishing using a combination of abrasive particles having a small particle size and high abrasive power (hereinafter also referred to as first abrasive particles) and abrasive particles having a large particle size and low abrasive power (hereinafter also referred to as second abrasive particles). The liquid composition is based on the knowledge that the waviness of the substrate after polishing can be reduced. In the present invention, a shape factor SF-1 (described later) indicating the degree of roundness of the particles is used. The mechanism by which the undulation reduction effect of the present invention is achieved is still unclear, but the abrasive particles having a large average particle size and low polishing power increase the distance between the substrate and the polishing pad, and the average particle size is small and the polishing power is low. It is estimated that the waviness on the substrate surface is reduced because the high abrasive particles polish the convex portions on the substrate surface. However, these assumptions do not limit the present invention.

本発明の研磨液組成物は、上述したように、研磨材及び水を含有する研磨液組成物であって、研磨材が粒子の丸さの度合いを示す形状係数SF−1が140〜250である第一研磨粒子と形状係数SF−1が100〜130である第二研磨粒子とを含有し、第一研磨粒子は平均粒径0.01〜0.45μmのアルミナ粒子であり、第二研磨粒子の平均粒径が第一研磨粒子の平均粒径よりも大きいことを技術的特徴の1つする。このような技術的特徴を備えることにより、本発明は、経済的な研磨速度で生産性を損なうことのない基板の研磨と研磨後の基板のうねり低減とが可能となり、高記録密度に適したハードディスク基板や高集積化された半導体装置を製造できるという効果を好ましくは奏する。   As described above, the polishing liquid composition of the present invention is a polishing liquid composition containing an abrasive and water, and the shape factor SF-1 indicating the degree of roundness of the abrasive is 140 to 250. A first abrasive particle and a second abrasive particle having a shape factor SF-1 of 100 to 130, the first abrasive particle is an alumina particle having an average particle diameter of 0.01 to 0.45 μm, and the second abrasive particle One of the technical features is that the average particle size of the particles is larger than the average particle size of the first abrasive particles. By providing such technical features, the present invention can polish the substrate without impairing the productivity at an economical polishing rate and reduce the waviness of the substrate after polishing, and is suitable for high recording density. The effect that a hard disk substrate or a highly integrated semiconductor device can be manufactured is preferably exhibited.

[研磨材]
本発明の研磨液組成物における研磨材は、後述する第一研磨粒子及び第二研磨粒子を含み、必要に応じて第一研磨粒子及び第二研磨粒子以外の研磨粒子も含みうる。第一研磨粒子として使用する研磨粒子は、α−アルミナ、アルミナゾル等のアルミナ粒子であり、研磨速度向上、表面欠陥防止、及びうねり低減の観点から、α−アルミナ粒子がより好ましい。第二研磨粒子として使用する研磨粒子の具体例としては、アルミナ、炭化ケイ素、ダイアモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等の粒子が挙げられる。Ni−Pめっきされたアルミニウム合金基板が被研磨基板である場合の粗研磨には、第二研磨粒子としてはα−アルミナ、アルミナゾル等のアルミナ粒子が好ましく、α−アルミナ粒子が、研磨速度向上、表面欠陥防止、及びうねり低減の観点からより好ましい。第一研磨粒子及び第二研磨粒子以外の研磨粒子としては、中間アルミナが好ましく、中間アルミナとしては、θ−アルミナが好ましい。
[Abrasive]
The abrasive in the polishing composition of the present invention includes first abrasive particles and second abrasive particles described later, and may also include abrasive particles other than the first abrasive particles and the second abrasive particles as necessary. The abrasive particles used as the first abrasive particles are alumina particles such as α-alumina and alumina sol, and α-alumina particles are more preferable from the viewpoints of improving the polishing rate, preventing surface defects, and reducing waviness. Specific examples of the abrasive particles used as the second abrasive particles include particles such as alumina, silicon carbide, diamond, magnesium oxide, zinc oxide, cerium oxide, zirconium oxide, colloidal silica, and fumed silica. For rough polishing when the Ni-P plated aluminum alloy substrate is the substrate to be polished, the second polishing particles are preferably alumina particles such as α-alumina and alumina sol, and the α-alumina particles improve the polishing rate. It is more preferable from the viewpoint of preventing surface defects and reducing waviness. As the abrasive particles other than the first abrasive particles and the second abrasive particles, intermediate alumina is preferable, and θ-alumina is preferable as the intermediate alumina.

本発明における第一研磨粒子は、丸さの度合いを示す形状係数SF−1が140〜250である研磨粒子をいう。SF−1が前記範囲である第一研磨粒子は、研磨速度の向上に寄与することができる。研磨速度向上の観点から、第一研磨粒子のSF−1は、150〜250の範囲であることが好ましく、150〜200の範囲であることがより好ましく、150〜175の範囲であることがさらに好ましく、150〜160の範囲であることがさらにより好ましい。本発明における第二研磨粒子は、SF−1が100〜130である研磨粒子をいう。SF−1が前記範囲である第二研磨粒子は、うねり低減に寄与することができる。うねり低減の観点から、第二研磨粒子のSF−1は、100〜125の範囲であることが好ましく、100〜120の範囲であることがより好ましく、100〜115の範囲であることがさらに好ましく、100〜110の範囲であることがさらにより好ましい。   The 1st abrasive particle in this invention says the abrasive particle whose shape factor SF-1 which shows the degree of roundness is 140-250. The first abrasive particles having SF-1 in the above range can contribute to the improvement of the polishing rate. From the viewpoint of improving the polishing rate, the SF-1 of the first abrasive particles is preferably in the range of 150 to 250, more preferably in the range of 150 to 200, and further in the range of 150 to 175. Preferably, it is still more preferable that it is the range of 150-160. The 2nd abrasive particle in this invention says the abrasive particle whose SF-1 is 100-130. The second abrasive particles having SF-1 in the above range can contribute to swell reduction. From the viewpoint of reducing waviness, the SF-1 of the second abrasive particles is preferably in the range of 100 to 125, more preferably in the range of 100 to 120, and still more preferably in the range of 100 to 115. More preferably, it is in the range of 100 to 110.

本発明において形状係数SF−1とは、丸さの度合いを示すものであって、電子顕微鏡観察で得られる研磨粒子の最大径を直径とする円の面積を電子顕微鏡観察で得られる該研磨粒子の投影面積で除して100を乗じた値をいう(特許第3253228号参照)。また、SF−1は、100に近いほど球状に近い形状であることを表わす。前記電子顕微鏡としては、特に制限されないが、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型電気顕微鏡(SEM)が使用できる。SF−1の測定は、実施例に記載のように行えるが、測定方法はこれに限定されない。   In the present invention, the shape factor SF-1 indicates the degree of roundness, and the abrasive particles obtained by observing the area of a circle whose diameter is the maximum diameter of the abrasive particles obtained by observing with an electron microscope. The value is obtained by dividing the projected area by 100 and multiplying by 100 (see Japanese Patent No. 3253228). SF-1 indicates that the closer to 100, the closer to a spherical shape. Although it does not restrict | limit especially as said electron microscope, For example, a transmission electron microscope (TEM) and a scanning electric microscope (SEM) can be used. SF-1 can be measured as described in the examples, but the measurement method is not limited to this.

第一研磨粒子の平均粒径は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、0.01〜0.45μmであり、0.05〜0.45μmがより好ましく、0.1〜0.45μmがさらに好ましい。また、第二研磨粒子の平均粒径は、うねり低減の観点から、第一研磨粒子の平均粒径より大きい。第二研磨粒子の平均粒径は、うねりを低減させる観点から、0.4〜1μmが好ましく、0.4〜0.8μmがより好ましく、0.4〜0.7μmがさらに好ましく、0.4〜0.6μmがさらにより好ましい。これらの研磨粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡(好適には3000〜30000倍)又は透過型電子顕微鏡(好適には10000〜300000倍)で観察して画像解析を行い、個数基準の平均粒径として求めることができる。具体的には後述の実施例のようにして求めることができる。   The average particle size of the first abrasive particles is 0.01 to 0.45 μm, more preferably 0.05 to 0.45 μm, and further preferably 0.1 to 0.45 μm, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. preferable. The average particle size of the second abrasive particles is larger than the average particle size of the first abrasive particles from the viewpoint of reducing waviness. The average particle diameter of the second abrasive particles is preferably 0.4 to 1 μm, more preferably 0.4 to 0.8 μm, still more preferably 0.4 to 0.7 μm, from the viewpoint of reducing waviness. Even more preferred is ~ 0.6 μm. The average particle size of these abrasive particles is observed with a scanning electron microscope (preferably 3000 to 30000 times) or a transmission electron microscope (preferably 10,000 to 300000 times), and image analysis is performed. It can be determined as the particle size. Specifically, it can be determined as in the embodiments described later.

第二研磨粒子の平均粒径と第一研磨粒子の平均粒径との比(第二研磨粒子の平均粒径/第一研磨粒子の平均粒径)は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、好ましくは1.1〜5、より好ましくは1.2〜3、さらに好ましくは1.3〜2である。   The ratio between the average particle size of the second abrasive particles and the average particle size of the first abrasive particles (average particle size of the second abrasive particles / average particle size of the first abrasive particles) is from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. Preferably, it is 1.1-5, More preferably, it is 1.2-3, More preferably, it is 1.3-2.

研磨液組成物中の研磨材の含有量は、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、0.05重量%以上が好ましく、0.1重量%以上がより好ましく、0.5重量%以上がさらに好ましく、1重量%以上がさらにより好ましい。また、ロールオフ低減及び表面品質向上の観点から、40重量%以下が好ましく、35重量%以下がより好ましく、30重量%以下がさらに好ましく、25重量%以下がさらにより好ましい。従って、研磨液組成物中の研磨材の含有量は、0.05〜40重量%が好ましく、0.1〜35重量%がより好ましく、0.5〜30重量%がさらに好ましく、1〜25重量%がさらにより好ましい。なお、第一研磨粒子の第二研磨粒子に対する重量比(第一研磨粒子の重量/第二研磨粒子の重量)としては、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、0.1〜4の範囲であることが好ましく、0.2〜3がより好ましく、0.3〜2がさらに好ましく、0.4〜1.5がさらにより好ましい。   The content of the abrasive in the polishing composition is preferably 0.05% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 0.5% by weight or more from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. More preferably, 1% by weight or more is even more preferable. Moreover, from a viewpoint of roll-off reduction and surface quality improvement, 40 weight% or less is preferable, 35 weight% or less is more preferable, 30 weight% or less is further more preferable, and 25 weight% or less is still more preferable. Therefore, the content of the abrasive in the polishing composition is preferably 0.05 to 40% by weight, more preferably 0.1 to 35% by weight, still more preferably 0.5 to 30% by weight, and 1 to 25%. Even more preferred is weight percent. The weight ratio of the first abrasive particles to the second abrasive particles (weight of the first abrasive particles / weight of the second abrasive particles) is in the range of 0.1 to 4 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. Preferably 0.2 to 3, more preferably 0.3 to 2, and still more preferably 0.4 to 1.5.

研磨材における粒子径が1μm以上の粗大粒子の含有量は、基板への研磨粒子の突き刺さり低減の観点から、0.2重量%以下であり、好ましくは0.15重量%以下、より好ましくは0.1重量%以下、さらに好ましくは0.05重量%以下である。また、研磨材における粒子径が3μm以上の粗大粒子の含有量は、同様の観点から、0.05重量%以下が好ましく、より好ましくは0.04重量%以下、さらに好ましくは0.03重量%以下、さらにより好ましくは0.02重量%以下、さらにより好ましくは0.01重量%以下である。なお、前記「粒子径が1μm以上の粗大粒子」又は「粒子径が3μm以上の粗大粒子」は、一次粒子のみならず、二次粒子も含むものとする。   The content of coarse particles having a particle diameter of 1 μm or more in the abrasive is 0.2% by weight or less, preferably 0.15% by weight or less, more preferably 0, from the viewpoint of reducing the sticking of the abrasive particles to the substrate. .1% by weight or less, more preferably 0.05% by weight or less. In addition, the content of coarse particles having a particle diameter of 3 μm or more in the abrasive is preferably 0.05% by weight or less, more preferably 0.04% by weight or less, and still more preferably 0.03% by weight from the same viewpoint. Hereinafter, it is still more preferably 0.02% by weight or less, and still more preferably 0.01% by weight or less. The “coarse particles having a particle diameter of 1 μm or more” or “coarse particles having a particle diameter of 3 μm or more” includes not only primary particles but also secondary particles.

研磨材における粗大粒子の含有量の測定には、個数カウント方式(Sizing Particle Optical Sensing法)が使用できる。具体的には、米国パーティクルサイジングシステムズ(Particle Sizing Systems)社製「アキュサイザー(Accusizer)780」によって、研磨粒子の粒子径を測定することにより該含有量を求めることができる。研磨材における粗大粒子の含有量を制御する方法としては、特に限定はなく、研磨液組成物の製造の際あるいは製造後に行う一般的な分散方法あるいは粒子除去方法を採用できる。具体的には、湿式の循環式ビーズミルにより均一に解砕した研磨粒子スラリーを、静置沈殿法や遠心分離装置等による沈降又は濾過材による精密濾過などにより粗大粒子を除去して粗大粒子の含有量を制御できる。粗大粒子の除去処理は、単独又は2種以上の方法で処理しても良く、その処理条件や処理回数、2種以上の方法の組合せの処理順序については、適宜選択して設定できる。   For the measurement of the content of coarse particles in the abrasive, a number counting method (Sizing Particle Optical Sensing method) can be used. Specifically, the content can be determined by measuring the particle size of the abrasive particles with “Accumizer 780” manufactured by Particle Sizing Systems, USA. The method for controlling the content of coarse particles in the abrasive is not particularly limited, and a general dispersion method or particle removal method performed during or after the production of the polishing composition can be employed. Specifically, the abrasive particle slurry uniformly crushed by a wet circulation type bead mill is removed by coarse particles by sedimentation by a stationary precipitation method, a centrifugal separator or the like, or by microfiltration with a filter medium, etc. You can control the amount. The coarse particle removal treatment may be carried out alone or in two or more methods, and the treatment conditions, the number of treatments, and the treatment order of a combination of two or more methods can be appropriately selected and set.

[水]
本発明の研磨液組成物における水は、媒体として使用されるものであり、蒸留水、イオン交換水、又は超純水等が使用され得る。研磨液組成物中の水の含有量は、研磨液組成物の取り扱い性(粘度)の観点から、55重量%以上が好ましく、75%重量%以上がより好ましく、85重量%以上がさらに好ましく、90重量%以上がさらにより好ましい。また、研磨速度の向上、並びに突き刺さり及びうねり低減の観点から、99.8重量%以下が好ましく、99.3重量%以下がより好ましく、98.8重量%以下がさらに好ましい。従って、研磨液組成物中の水の含有量は55〜99.8重量%が好ましく、75〜99.8重量%がより好ましく、85〜99.3重量%がさらに好ましく、90〜98.8重量%がさらにより好ましい。
[water]
The water in the polishing composition of the present invention is used as a medium, and distilled water, ion exchange water, ultrapure water, or the like can be used. The content of water in the polishing composition is preferably 55% by weight or more, more preferably 75% by weight or more, and even more preferably 85% by weight or more, from the viewpoint of handleability (viscosity) of the polishing composition. 90% by weight or more is even more preferable. Further, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing piercing and waviness, it is preferably 99.8% by weight or less, more preferably 99.3% by weight or less, and further preferably 98.8% by weight or less. Accordingly, the content of water in the polishing composition is preferably 55 to 99.8% by weight, more preferably 75 to 99.8% by weight, still more preferably 85 to 99.3% by weight, and 90 to 98.8. Even more preferred is weight percent.

[酸及び/又はその塩]
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、酸及び/又はその塩を含有することが好ましい。本発明に用いられ得る酸は、研磨速度の向上、並びに突き刺さり及びうねり低減の観点から、そのpK1が好ましくは7以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは3以下、さらにより好ましくは2以下の酸である。ここで、pK1とは、第1酸解離定数(25℃)の逆数の対数値である。各化合物のpK1は、例えば化学便覧改訂4版(基礎編)II、p316〜325(日本化学会編)等に記載されている。
[Acid and / or its salt]
The polishing composition of the present invention preferably contains an acid and / or a salt thereof from the viewpoints of improving the polishing rate and reducing waviness. The acid that can be used in the present invention has a pK1 of preferably 7 or less, more preferably 5 or less, still more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing piercing and waviness. It is an acid. Here, pK1 is a logarithmic value of the reciprocal of the first acid dissociation constant (25 ° C.). PK1 of each compound is described, for example, in Chemical Handbook 4th edition (basic edition) II, p316 to 325 (edited by the Chemical Society of Japan).

本発明に用いられ得る酸の具体例を以下に示す。無機酸としては硝酸、塩酸、過塩素酸、アミド硫酸等の一価の鉱酸と、硫酸、亜硫酸、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等の多価鉱酸が挙げられる。また、有機酸としてはギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、プロパン酸、ヒドロキシプロパン酸、酪酸、安息香酸、グリシン等のモノカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、フタル酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミン四酢酸等の多価カルボン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等のアルキルスルホン酸、エチルリン酸、ブチルリン酸等のアルキルリン酸、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキリエチリデンジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸等の有機ホスホン酸等が挙げられる。この中でも、研磨速度の向上、並びに突き刺さり及びうねり低減の観点から、多価酸が好ましく、より好ましくは多価鉱酸、多価カルボン酸、及び有機ホスホン酸、さらに好ましくは多価鉱酸及び多価カルボン酸である。ここで多価酸とは分子内に2つ以上の水素イオンを発生させ得る水素を持つ酸をいう。また、被研磨物の表面汚れ防止の観点からは、硝酸、硫酸、アルキルスルホン酸及び多価カルボン酸が好ましい。   Specific examples of acids that can be used in the present invention are shown below. Examples of inorganic acids include monovalent mineral acids such as nitric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, and amidosulfuric acid, and polyvalent mineral acids such as sulfuric acid, sulfurous acid, phosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphonic acid, and phosphinic acid. . Organic acids include formic acid, acetic acid, glycolic acid, lactic acid, propanoic acid, hydroxypropanoic acid, butyric acid, benzoic acid, glycine and other monocarboxylic acids, oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, maleic acid, fumaric acid Acid, itaconic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, isocitric acid, phthalic acid, polyvalent carboxylic acids such as nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, alkylsulfonic acids such as methanesulfonic acid and paratoluenesulfonic acid, ethylphosphoric acid, butylphosphorus Examples thereof include alkylphosphoric acids such as acids, organic phosphonic acids such as phosphonohydroxyacetic acid, hydroxylidene diphosphonic acid, phosphonobutanetricarboxylic acid, and ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid. Among these, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing piercing and undulation, polyvalent acids are preferred, more preferred are polyvalent mineral acids, polyvalent carboxylic acids, and organic phosphonic acids, and even more preferred are polyvalent mineral acids and polyvalent acids. Divalent carboxylic acid. Here, the polyvalent acid refers to an acid having hydrogen capable of generating two or more hydrogen ions in the molecule. Further, nitric acid, sulfuric acid, alkylsulfonic acid and polyvalent carboxylic acid are preferable from the viewpoint of preventing surface contamination of the object to be polished.

前記酸は単独で用いても良いが、2種以上を混合して使用することが好ましい。特に、Ni−Pメッキ基板のような金属表面を研磨する場合で、研磨中に被研磨物の金属イオンが溶出して研磨液組成物のpHが上昇し、高い研磨速度が得られないとき、pH変化を小さくするためにpK1が2.5未満の酸とpK1が2.5以上の酸とを組み合わせて使用することが好ましく、pK1が1.5以下の酸とpK1が2.5以上の酸とを組み合わせて使用することがより好ましい。このような2種以上の酸を含有する場合、研磨速度向上及びうねり低減、かつ入手性を考慮すると、pK1が2.5未満の酸としては、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸等の鉱酸や有機ホスホン酸を用いることが好ましい。一方、pK1が2.5以上の酸としては、同様な観点から、酢酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イタコン酸、マレイン酸等の有機カルボン酸が好ましく、中でも、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イタコン酸、マレイン酸が好ましく、クエン酸がより好ましい。また、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、pK1が2.5以上の有機カルボン酸を使用する場合は、オキシカルボン酸と2価以上の多価カルボン酸とを組み合わせて使用することがより好ましい。例えば、オキシカルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等が挙げられ、多価カルボン酸としては、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。従って、これらをそれぞれ1種以上組み合わせて使用することが好ましく、中でも、クエン酸と多価カルボン酸を組み合わせることが好ましい。   Although the said acid may be used independently, it is preferable to mix and use 2 or more types. In particular, when polishing a metal surface such as a Ni-P plated substrate, the metal ions of the object to be polished are eluted during polishing, the pH of the polishing composition increases, and a high polishing rate cannot be obtained. In order to reduce the pH change, it is preferable to use a combination of an acid having a pK1 of less than 2.5 and an acid having a pK1 of 2.5 or more, and an acid having a pK1 of 1.5 or less and a pK1 of 2.5 or more. It is more preferable to use in combination with an acid. When these two or more acids are contained, considering the improvement in polishing rate, reduction of waviness, and availability, the acids having a pK1 of less than 2.5 are minerals such as nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, and polyphosphoric acid. It is preferable to use an acid or an organic phosphonic acid. On the other hand, as the acid having a pK1 of 2.5 or more, from the same viewpoint, organic carboxylic acids such as acetic acid, succinic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, itaconic acid, maleic acid and the like are preferable. Among them, succinic acid, apple Acid, tartaric acid, citric acid, itaconic acid and maleic acid are preferred, and citric acid is more preferred. Further, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness, when using an organic carboxylic acid having a pK1 of 2.5 or more, it is more preferable to use a combination of an oxycarboxylic acid and a divalent or higher polyvalent carboxylic acid. . For example, examples of the oxycarboxylic acid include citric acid, malic acid, and tartaric acid, and examples of the polyvalent carboxylic acid include succinic acid, maleic acid, and itaconic acid. Accordingly, it is preferable to use one or more of these in combination, and among them, it is preferable to combine citric acid and polyvalent carboxylic acid.

研磨液組成物中における前記酸及び/又はその塩の含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、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%以上である。また、該含有量は、表面品質及び経済性の観点から、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。即ち、研磨液組成物中における酸及び/又はその塩の含有量は、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。また、研磨速度向上の観点から、pK1が2.5未満の酸のpK1が2.5以上の酸に対する重量比〔(pK1が2.5未満の酸)/(pK1が2.5以上の酸)〕は、9/1〜1/9が好ましく、7/1〜1/7がより好ましく、5/1〜1/5がさらに好ましい。   The content of the acid and / or salt thereof in the polishing composition is preferably 0.002% by weight or more, more preferably 0.005% by weight or more, and still more preferably, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness. 0.007% by weight or more, and still more preferably 0.01% by weight or more. The content is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, still more preferably 10% by weight or less, and still more preferably 5% by weight or less, from the viewpoint of surface quality and economy. That is, the content of the acid and / or salt thereof in the polishing composition is preferably 0.002 to 20% by weight, more preferably 0.005 to 15% by weight, and still more preferably 0.007 to 10% by weight. Even more preferably, it is 0.01 to 5% by weight. From the viewpoint of improving the polishing rate, the weight ratio of the acid having a pK1 of less than 2.5 to the acid having a pK1 of 2.5 or more [(an acid having a pK1 of less than 2.5) / (an acid having a pK1 of 2.5 or more). )] Is preferably 9/1 to 1/9, more preferably 7/1 to 1/7, and still more preferably 5/1 to 1/5.

[酸化剤]
本発明における研磨液組成物は、研磨速度の向上、並びに突き刺さり及びうねり低減の観点から、酸化剤を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸化剤としては、例えば、過酸化物、金属のペルオキソ酸若しくはその塩、又は酸素(オキソ)酸若しくはその塩等が挙げられる。酸化剤はその構造から無機系酸化剤と有機系酸化剤に大別される。無機系酸化剤としては、過酸化水素; 過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウムのようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過酸化物; ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸カリウム等のペルオキソ炭酸塩; ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ一硫酸等のペルオキソ硫酸又はその塩; ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム、ペルオキソリン酸アンモニウム等のペルオキソリン酸又はその塩; ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソホウ酸カリウム等のペルオキソホウ酸塩; ペルオキソクロム酸ナトリウム、ペルオキソクロム酸カリウム等のペルオキソクロム酸塩; 過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩; 過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過沃素酸カリウム、沃素酸ナトリウム、沃素酸カリウム等の含ハロゲン酸素酸塩;及び塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、硝酸アルミニウム等の無機酸金属塩等が挙げられる。有機系酸化剤としては、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸等の過カルボン酸類; t−ブチルパーオキサイト、クメンパーオキサイト等のパーオキサイト; 及びクエン酸鉄(III)等の有機酸鉄(III)塩等が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上、入手性、及び水への溶解度等の取り扱い性の観点から、無機系酸化剤が好ましい。中でも、過酸化水素、ペルオキソホウ酸ナトリウム、沃素酸ナトリウム及び沃素酸カリウムが好ましい。また、これらの酸化剤は一種でもよいが、二種以上を混合して用いてもよい。
[Oxidant]
The polishing composition in the present invention preferably contains an oxidizing agent from the viewpoints of improving the polishing rate and reducing piercing and waviness. Examples of the oxidizing agent used in the present invention include peroxides, metal peroxo acids or salts thereof, or oxygen (oxo) acids or salts thereof. Oxidizing agents are roughly classified into inorganic oxidizing agents and organic oxidizing agents according to their structures. Examples of inorganic oxidants include hydrogen peroxide; alkali metal or alkaline earth metal peroxides such as sodium peroxide, potassium peroxide, calcium peroxide, barium peroxide, and magnesium peroxide; sodium peroxocarbonate, peroxo Peroxocarbonates such as potassium carbonate; peroxosulfuric acid such as ammonium peroxodisulfate, sodium peroxodisulfate, potassium peroxodisulfate, peroxomonosulfuric acid or the like; peroxo such as sodium peroxophosphate, potassium peroxophosphate, ammonium peroxophosphate Peroxoborate such as sodium peroxoborate and potassium peroxoborate; peroxochromate such as sodium peroxochromate and potassium peroxochromate; sodium permanganate Permanganates such as sodium and potassium permanganate; halogen-containing substances such as sodium perchlorate, potassium perchlorate, sodium hypochlorite, sodium periodate, potassium periodate, sodium iodate, potassium iodate Oxyacid salts; and inorganic acid metal salts such as iron (III) chloride, iron (III) sulfate, and aluminum nitrate. Examples of organic oxidizing agents include percarboxylic acids such as peracetic acid, performic acid, and perbenzoic acid; peroxides such as t-butyl peroxide and cumene peroxide; and organic acids such as iron (III) citrate Examples thereof include iron (III) salts. Among these, an inorganic oxidizing agent is preferable from the viewpoints of improvement in polishing rate, availability, and handleability such as solubility in water. Of these, hydrogen peroxide, sodium peroxoborate, sodium iodate and potassium iodate are preferred. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.

酸化剤の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度の向上、並びにうねり及び基板汚れの低減の観点から、0.002重量%以上が好ましく、0.005重量%以上がより好ましく、0.007重量%以上がさらに好ましく、0.01重量%以上がさらにより好ましい。また、ロールオフ低減及び表面品質の観点から、20重量%以下が好ましく、15重量%以上がより好ましく、10重量%以下がさらに好ましく、5重量%以下がさらにより好ましい。即ち、研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、0.002〜20重量%が好ましく、0.005〜15重量%がより好ましく、0.007〜10重量%がさらに好ましく、0.01〜5重量%がさらにより好ましい。   The content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.002% by weight or more, more preferably 0.005% by weight or more, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness and substrate contamination. 007% by weight or more is more preferable, and 0.01% by weight or more is even more preferable. Moreover, from a viewpoint of roll-off reduction and surface quality, 20 weight% or less is preferable, 15 weight% or more is more preferable, 10 weight% or less is more preferable, and 5 weight% or less is further more preferable. That is, the content of the oxidizing agent in the polishing composition 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, Even more preferred is ˜5 wt%.

[研磨液組成物のpH]
本発明の研磨液組成物のpHは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のpHは、研磨速度向上及びうねり低減の観点と、加工機械の腐食防止性及び作業者の安全性の観点とから7未満が好ましく、0.1〜6がより好ましく、さらに好ましくは0.5〜5であり、さらにより好ましくは1〜5、さらにより好ましくは1〜4、さらにより好ましくは1〜3である。該pHは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びそれらの金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
[PH of polishing composition]
It is preferable that the pH of the polishing composition of the present invention is appropriately determined according to the type of the object to be polished and the required quality. For example, the pH of the polishing composition is preferably less than 7 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing waviness, and from the viewpoint of corrosion prevention of the processing machine and the safety of the worker, more preferably 0.1 to 6, More preferably, it is 0.5-5, Still more preferably, it is 1-5, More preferably, it is 1-4, More preferably, it is 1-3. Where necessary, the pH may be selected from inorganic acids such as nitric acid and sulfuric acid, organic acids such as oxycarboxylic acids, polyvalent carboxylic acids, aminopolycarboxylic acids and amino acids, and metal salts and ammonium salts thereof, ammonia, sodium hydroxide, It can adjust by mix | blending basic substances, such as potassium hydroxide and an amine, with a desired quantity suitably.

[界面活性剤]
界面活性剤は、研磨液組成物の研磨パッドに対する濡れ性を向上させ、基板表面のうねり及び基板外周部の端面だれ(以下、「ロールオフ」ということがある。)を低減するのに有効な化合物である。界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤等が挙げられる。うねり低減の観点から、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤が好ましく、非イオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤がより好ましく、非イオン性界面活性剤がさらに好ましい。界面活性剤として非イオン性界面活性剤を用いる場合には、例えば、親油基のアルキル鎖数又は親水基のオキシエチレン基及びオキシプロピレン基の平均付加モル数で親油性の調節を行う。またそれ以外の界面活性剤においては、親油基のアルキル鎖数を多くすることにより調節することが好ましい。
[Surfactant]
The surfactant improves the wettability of the polishing composition to the polishing pad, and is effective in reducing the waviness of the substrate surface and the edge of the outer periphery of the substrate (hereinafter sometimes referred to as “roll-off”). A compound. Examples of the surfactant include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. From the viewpoint of reducing waviness, nonionic surfactants, cationic surfactants and anionic surfactants are preferred, nonionic surfactants and cationic surfactants are more preferred, and nonionic surfactants are preferred. Further preferred. When a nonionic surfactant is used as the surfactant, for example, the lipophilicity is adjusted by the number of alkyl chains of the lipophilic group or the average number of added moles of the oxyethylene group and oxypropylene group of the hydrophilic group. For other surfactants, it is preferable to adjust by increasing the number of alkyl chains of the lipophilic group.

非イオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、下記の一般式(I)で表されるものが好ましく使用され得る。
Y−(EO)l(PO)m−Z (I)
[式(I)中、EOはオキシエチレン基であり、POはオキシプロピレン基であり、l及びmはそれぞれの平均付加モル数を示し、l+mは8〜100であり、Yは−OR1基、−OH基、又は−OCOR2基(R1及びR2は炭化水素基)であり、Zは−R3基、水素原子、又は−COR4基(R3及びR4は炭化水素基)である。]
The nonionic surfactant is not particularly limited, but those represented by the following general formula (I) can be preferably used.
Y- (EO) l (PO) m -Z (I)
[In the formula (I), EO is an oxyethylene group, PO is an oxypropylene group, l and m represent the average number of added moles, l + m is 8 to 100, and Y is an —OR 1 group. , —OH group, or —OCOR 2 group (R 1 and R 2 are hydrocarbon groups), Z is —R 3 group, hydrogen atom, or —COR 4 group (R 3 and R 4 are hydrocarbon groups) It is. ]

上記以外の非イオン性界面活性剤としては、下記式(II)で表される構成単位と20℃の水100gに対する溶解度が2g以下の疎水性モノマーに由来する構成単位とを有する共重合体が挙げられる。前記共重合体において、下記式(II)で表される構成単位と前記疎水性モノマーに由来する構成単位との付加は、ランダム、ブロック又はグラフトのいずれであってもよく、これらの組合せであってもよい。   Examples of nonionic surfactants other than the above include copolymers having a structural unit represented by the following formula (II) and a structural unit derived from a hydrophobic monomer having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 2 g or less. Can be mentioned. In the copolymer, the addition of the structural unit represented by the following formula (II) and the structural unit derived from the hydrophobic monomer may be random, block or graft, and a combination thereof. May be.

Figure 2009144080
Figure 2009144080

上記式(II)において、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数1〜4のアルキル基であり、AOは炭素数1〜8のオキシアルキレン基であり、pは0又は1であり、nはAOの全平均付加モル数であって6〜300の数であり、(AO)nにおけるオキシエチレン基の占める割合は80モル%以上である。 In the above formula (II), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, AO is an oxyalkylene group having 1 to 8 carbon atoms, and p is 0 or 1, n is the total average added mole number of AO and is a number of 6 to 300, and the proportion of the oxyethylene group in (AO) n is 80 mol% or more.

前記疎水性モノマーは、20℃の水100gに対する溶解度が2g以下、すなわち水難溶性を示す。前記疎水性モノマーに由来する構成単位は、ロールオフ低減の観点から、下記式(III)〜(V)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1つの構成単位であることが好ましく、下記式(III)で表される構成単位であることがより好ましい。また、共重合体の安定性の観点からは、前記疎水性モノマーに由来する構成単位は、下記式(V)で表される構成単位であることが好ましい。   The hydrophobic monomer has a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 2 g or less, that is, hardly soluble in water. The structural unit derived from the hydrophobic monomer is preferably at least one structural unit selected from the group consisting of structural units represented by the following formulas (III) to (V) from the viewpoint of reducing roll-off. The structural unit represented by the following formula (III) is more preferable. Moreover, from the viewpoint of the stability of the copolymer, the structural unit derived from the hydrophobic monomer is preferably a structural unit represented by the following formula (V).

Figure 2009144080
Figure 2009144080

上記式(III)において、R3は水素原子又はメチル基であり、Xは酸素原子又はNH基であり、R4は炭素数4〜30のアルキル基又は炭素数6〜30のアリール基であり、上記式(IV)において、R5は水素原子又はメチル基であり、R6は水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基であり、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基であり、mはAOの全平均付加モル数であって3〜150の数であり、(AO)mにおけるオキシプロピレン基及びオキシブチレン基の占める割合は80モル%以上であり、上記式(V)において、R7は水素原子又はメチル基であり、R8は水素原子又は炭素数1〜30のアルキル基である。 In the above formula (III), R 3 is a hydrogen atom or a methyl group, X is an oxygen atom or an NH group, R 4 is an alkyl group having 4 to 30 carbon atoms or an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. In the formula (IV), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, R 6 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, m is the total average added mole number of AO and is a number of 3 to 150, and the proportion of oxypropylene group and oxybutylene group in (AO) m is 80 mol% or more, and in the above formula (V), R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 8 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms.

前記共重合体は、上記式(II)で表される構成単位を形成するためのモノマー及び前記疎水性モノマーに加えて、その他のモノマーを含んでもよい。   The copolymer may contain other monomers in addition to the monomer for forming the structural unit represented by the formula (II) and the hydrophobic monomer.

本発明の研磨液組成物中における界面活性剤の含有量は、研磨速度向上の観点から、5重量%以下が好ましく、3重量%以下がより好ましく、1重量%以下がさらに好ましい。また、研磨液組成物の濡れ性向上の観点から、0.001重量%以上が好ましく、0.01重量以上がより好ましく、0.05重量%以上がさらに好ましい。即ち、界面活性剤の研磨液組成物中の含有量は、0.001〜5重量%が好ましく、0.01〜3重量%がより好ましく、0.05〜1重量%がさらに好ましい。   From the viewpoint of improving the polishing rate, the content of the surfactant in the polishing composition of the present invention is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, and further preferably 1% by weight or less. Further, from the viewpoint of improving the wettability of the polishing liquid composition, 0.001% by weight or more is preferable, 0.01% by weight or more is more preferable, and 0.05% by weight or more is more preferable. That is, the content of the surfactant in the polishing composition is preferably 0.001 to 5% by weight, more preferably 0.01 to 3% by weight, and still more preferably 0.05 to 1% by weight.

[その他の成分]
本発明の研磨液組成物には、さらに研磨速度の向上及びうねりの低減、その他の目的に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、例えば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、コロイダル酸化チタン等の金属酸化物砥粒、無機塩、増粘剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。無機塩の例としては、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、スルファミン酸アンモニウム等が挙げられる。無機塩は、研磨速度の向上、ロールオフの改良、研磨液組成物のケーキング防止等の目的で使用され得る。前記他の成分は単独で用いても良いし、2種類以上混合して用いても良い。研磨液組成物中における前記他の成分の含有量は、経済性の観点から、好ましくは0.05〜20重量%、より好ましくは0.05〜10重量%、さらに好ましくは0.05〜5重量%である。本発明の研磨液組成物には、さらなる他の成分として必要に応じて殺菌剤や抗菌剤等を配合することができる。研磨液組成物中におけるこれらの殺菌剤及び抗菌剤等の含有量は、機能を発揮する観点、並びに研磨性能への影響及び経済性の観点から、好ましくは0.0001〜0.1重量%、より好ましくは0.001〜0.05重量%、さらに好ましくは0.002〜0.02重量%である。
[Other ingredients]
The polishing liquid composition of the present invention may further contain other components depending on the purpose of improving the polishing rate and reducing waviness and other purposes. Examples of other components include metal oxide abrasive grains such as colloidal silica, fumed silica, and colloidal titanium oxide, inorganic salts, thickeners, rust preventives, and basic substances. Examples of inorganic salts include ammonium nitrate, ammonium sulfate, potassium sulfate, nickel sulfate, aluminum nitrate, aluminum sulfate, and ammonium sulfamate. The inorganic salt can be used for the purpose of improving the polishing rate, improving the roll-off, and preventing caking of the polishing composition. The other components may be used alone or in combination of two or more. The content of the other component in the polishing composition is preferably 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.05 to 10% by weight, and still more preferably 0.05 to 5% from the viewpoint of economy. % By weight. If necessary, a bactericidal agent, an antibacterial agent and the like can be blended in the polishing composition of the present invention as further other components. The content of these bactericides and antibacterial agents in the polishing liquid composition is preferably 0.0001 to 0.1% by weight from the viewpoint of exerting the function, and from the viewpoint of influence on polishing performance and economy. More preferably, it is 0.001-0.05 weight%, More preferably, it is 0.002-0.02 weight%.

[研磨液組成物の調製方法]
本発明における研磨液組成物の調製方法は、何ら制限されず、少なくとも、前記研磨材、水、及び必要に応じて界面活性剤を混合することによって調製できる。調製の簡便さからは、本発明の研磨液組成物は、第一研磨粒子と第二研磨粒子とを混合して調製することが好ましい。前記研磨粒子の分散は、特に制限されず、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。研磨液組成物中における前記の各成分濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、研磨液組成物が濃縮液として製造される場合は、これを使用前あるいは使用時において、上述した濃度となるように希釈することが好ましい。また、研磨液組成物は目的成分を任意の方法で添加、混合して製造することができる。
[Method for preparing polishing liquid composition]
The method for preparing the polishing composition in the present invention is not limited at all, and can be prepared by mixing at least the abrasive, water, and, if necessary, a surfactant. From the standpoint of ease of preparation, the polishing composition of the present invention is preferably prepared by mixing the first abrasive particles and the second abrasive particles. The dispersion of the abrasive particles is not particularly limited, and can be performed using a homomixer, a homogenizer, an ultrasonic disperser, a stirrer such as a wet ball mill, or the like. The concentration of each component in the polishing liquid composition is a preferable concentration when polishing, but when the polishing liquid composition is produced as a concentrated liquid, the concentration described above is used before or during use. It is preferable to dilute so that The polishing composition can be produced by adding and mixing the target components by any method.

[基板の製造方法]
本発明の製造方法は、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程(以下、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」と称することがある。)を含む基板の製造方法である。前記本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程を含むことにより、本発明の基板の製造方法によれば、経済的な研磨速度の研磨と、うねりが低減された基板の製造が可能となる。なお、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ことが特徴であり、それ以外の条件及び工程等については何ら制限されない。本発明の基板の製造方法の態様としては、ハードディスク基板の製造方法や後述する半導体装置の製造方法が挙げられる。
[Substrate manufacturing method]
The production method of the present invention includes a step of polishing a substrate to be polished using the polishing liquid composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “polishing step using the polishing liquid composition of the present invention”). A method for manufacturing a substrate. By including the polishing step using the polishing composition of the present invention, the substrate manufacturing method of the present invention enables economical polishing rate polishing and manufacture of a substrate with reduced waviness. . In addition, it is characterized by including the process of grind | polishing a to-be-polished board | substrate using the polishing liquid composition of this invention, Other conditions, processes, etc. are not restrict | limited at all. Examples of the substrate manufacturing method of the present invention include a hard disk substrate manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method described later.

「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」は、被研磨基板の研磨面に本発明の研磨液組成物を供給し、前記研磨面に研磨パッドを接触させ、所定の圧力(研磨荷重)をかけながら、研磨パッドや被研磨基板を動かすこと等によって行うことができる。なお、前記研磨は、従来公知の研磨装置により行うことができる。研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。前記濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度(研磨材の含有量等)や研磨条件等に応じて適宜決定できる。   In the “polishing step using the polishing composition of the present invention”, the polishing composition of the present invention is supplied to the polishing surface of the substrate to be polished, the polishing pad is brought into contact with the polishing surface, and a predetermined pressure (polishing load) is applied. ) While moving the polishing pad or the substrate to be polished. In addition, the said grinding | polishing can be performed with a conventionally well-known grinding | polishing apparatus. The polishing composition may be used as it is, or diluted if it is a concentrated solution. In the case of diluting the concentrated liquid, the dilution ratio is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the concentration of each component in the concentrated liquid (abrasive content, etc.), polishing conditions, and the like.

前記被研磨基板としては、例えば磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の磁気ディスク基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体装置などの精密部品用の基板が挙げられる。本発明の研磨液組成物が好適な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に好適である。例えば、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板や結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板により適しており、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板がさらに適している。被研磨物の形状には特に制限は無く、例えばディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形状のものに本発明の研磨液組成物は用いられる。中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に優れている。   Examples of the substrate to be polished include magnetic disk substrates such as magnetic disks, magneto-optical disks, and optical disks, photomask substrates, optical lenses, optical mirrors, optical prisms, and substrates for precision components such as semiconductor devices. The material of the substrate to be polished suitable for the polishing composition of the present invention is, for example, a metal or a semimetal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, or an alloy thereof, glass, glassy carbon, Examples thereof include glassy substances such as amorphous carbon, ceramic materials such as alumina, silicon dioxide, silicon nitride, tantalum nitride, and titanium carbide, and resins such as polyimide resin. Among these, it is suitable for an object to be polished containing a metal such as aluminum, nickel, tungsten, or copper and an alloy containing these metals as a main component. 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. There is no particular limitation on the shape of the object to be polished. For example, the polishing liquid composition of the present invention has a shape having a flat portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, a prism shape, or a shape having a curved surface portion such as a lens. Things are used. Among them, it is excellent for polishing a disk-shaped workpiece.

本発明で使用される研磨パッドとしては、特に限定はなく、例えば、不織布状あるいは多孔質の有機高分子からなる研磨パッドが使用され得る。研磨パッドの形状、大きさ等には特に限定はない。また、研磨パッドの材料としては、特に限定はないが、例えば、ウレタン等の有機高分子、有機高分子にカーボン、セリア等の種々の添加剤を含有させたもの等が挙げられる。研磨パッドの構成成分の1つであるウレタン化合物としては、原料であるイソシアネートと反応させる化合物の種類に応じて、主としてポリエーテル系ウレタン又はポリエステル系ウレタンの2つが挙げられる。一般的に、ポリエーテル系ウレタンは親油性が強く、ポリエステル系ウレタンは親水性が強い傾向がある。一般に、ポリエステル系ウレタンのパッドを用いた方が研磨後の基板のうねりが低くなる傾向にあり、ポリエーテル系ウレタンのパッドを用いると、研磨速度が高く、また、パッド寿命(使用可能時間)が長くなる傾向にある。従って、実生産においては、うねり低減の観点から、ポリエーテル系ウレタンの研磨パッドを用いることが好ましい。また、ポリエーテル系ウレタンとポリエステル系ウレタンが混合されている研磨パッドでは、研磨速度向上及びうねり低減の両立の観点から、ポリエーテル系ウレタンの含有量が多い方が好ましい。   The polishing pad used in the present invention is not particularly limited, and for example, a polishing pad made of a nonwoven or porous organic polymer can be used. There is no particular limitation on the shape and size of the polishing pad. The material of the polishing pad is not particularly limited, and examples thereof include organic polymers such as urethane, and organic polymers containing various additives such as carbon and ceria. Examples of the urethane compound that is one of the constituent components of the polishing pad include two types of polyether-based urethanes and polyester-based urethanes, depending on the type of the compound that reacts with the raw material isocyanate. In general, polyether urethane has a strong lipophilic property, and polyester urethane tends to have a strong hydrophilic property. In general, the use of polyester-based urethane pads tends to reduce the waviness of the substrate after polishing, and the use of polyether-based urethane pads increases the polishing rate and increases the pad life (usable time). It tends to be long. Therefore, in actual production, it is preferable to use a polyether urethane polishing pad from the viewpoint of reducing waviness. In addition, in a polishing pad in which polyether-based urethane and polyester-based urethane are mixed, it is preferable that the content of polyether-based urethane is large from the viewpoint of achieving both improvement in polishing rate and reduction in waviness.

前記研磨荷重は、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意味する。本発明の製造方法における研磨荷重は、研磨粒子の基板への突き刺さり低減及び研磨後の基板のうねりの低減の観点から、好ましくは50kPa以下、より好ましくは40kPa以下、さらに好ましくは30kPa以下である。また、前記研磨荷重は、生産性(研磨速度)の観点から、好ましくは3kPa以上、より好ましくは5kPa以上、さらに好ましくは7kPa以上である。したがって、前記研磨荷重は、3〜50kPaが好ましく、より好ましくは5〜40kPa、さらに好ましくは7〜30kPaである。前記研磨荷重の調整は、定盤や基板等への空気圧や重りの負荷によって行うことができる。その他の研磨条件(研磨機の種類、研磨温度、研磨速度、研磨液組成物の供給量等)については特に限定はない。   The polishing load means the pressure of the surface plate applied to the polishing surface of the substrate to be polished during polishing. The polishing load in the production method of the present invention is preferably 50 kPa or less, more preferably 40 kPa or less, and even more preferably 30 kPa or less, from the viewpoint of reducing the sticking of abrasive particles to the substrate and reducing the waviness of the substrate after polishing. The polishing load is preferably 3 kPa or more, more preferably 5 kPa or more, and even more preferably 7 kPa or more, from the viewpoint of productivity (polishing rate). Therefore, the polishing load is preferably 3 to 50 kPa, more preferably 5 to 40 kPa, and even more preferably 7 to 30 kPa. The polishing load can be adjusted by applying air pressure or weight to the surface plate or the substrate. Other polishing conditions (type of polishing machine, polishing temperature, polishing rate, supply amount of polishing liquid composition, etc.) are not particularly limited.

本発明の研磨液組成物の供給速度は、低コストの面から、被研磨基板1cm2あたり0.25mL/分以下が好ましく、より好ましくは0.2mL/分以下である。また、前記供給速度は、研磨速度をさらに向上できることから、被研磨基板1cm2あたり0.01mL/分以上が好ましく、より好ましくは0.025mL/分以上、さらに好ましくは0.05mL/分以上である。また、したがって、前記供給速度は、被研磨基板1cm2あたり0.01〜0.25mL/分が好ましく、より好ましくは0.025〜0.2mL/分、さらに好ましくは0.05〜0.15mL/分である。 The supply rate of the polishing liquid composition of the present invention is preferably 0.25 mL / min or less, more preferably 0.2 mL / min or less per 1 cm 2 of the substrate to be polished, from the viewpoint of low cost. The supply rate is preferably 0.01 mL / min or more per 1 cm 2 of the substrate to be polished, more preferably 0.025 mL / min or more, and even more preferably 0.05 mL / min or more because the polishing rate can be further improved. is there. Accordingly, the supply rate is preferably 0.01 to 0.25 mL / min per 1 cm 2 of the substrate to be polished, more preferably 0.025 to 0.2 mL / min, and still more preferably 0.05 to 0.15 mL. / Min.

本発明の製造方法によれば、経済的な研磨速度による被研磨基板の研磨が可能であり、研磨後の基板のうねりを低減することができる。なお、うねりは後述の実施例のようにして測定することができる。   According to the manufacturing method of the present invention, the substrate to be polished can be polished at an economical polishing rate, and the waviness of the substrate after polishing can be reduced. The swell can be measured as in the examples described later.

[ハードディスク基板の製造方法]
上述のとおり、本発明の研磨液組成物を用いた研磨によりハードディスク基板を製造できるから、本発明はその一態様として、ハードディスク基板の製造方法に関する。本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程において一層効果があるが、これ以外の研磨工程、例えばラッピング工程等にも同様に適用することができる。この場合、被研磨基板としては、アルミニウム合金、ガラス、ガラス状カーボン等にNi−Pメッキを施した基板等が挙げられ、また、前記Ni−Pメッキに代えて各種金属化合物をメッキや蒸着等により被覆した基板等であってもよい。
[Method of manufacturing hard disk substrate]
As described above, since a hard disk substrate can be produced by polishing using the polishing composition of the present invention, the present invention relates to a method for producing a hard disk substrate as one aspect thereof. The polishing composition of the present invention is more effective in the polishing process, but can be similarly applied to other polishing processes such as a lapping process. In this case, examples of the substrate to be polished include a substrate obtained by subjecting an aluminum alloy, glass, glassy carbon, or the like to Ni-P plating, and plating or vapor deposition of various metal compounds instead of the Ni-P plating. It may be a substrate or the like coated with.

本発明のハードディスク製造方法においては、2段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式であることが好ましく、最終工程である仕上げ研磨工程よりも前の工程で、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」を行なうことが好ましい。仕上げ研磨工程で使用する研磨液組成物においては、ハードディスク基板の表面品質の観点、例えば、うねりの低減、表面粗さの低減、スクラッチ等の表面欠陥低減の観点から、研磨粒子(砥粒)の一次粒子の平均粒子径が0.1μm以下であることが好ましく、0.08μm以下であることがより好ましく、0.05μm以下であることがさらに好ましく、0.03μm以下であることがさらにより好ましい。また、研磨速度向上の観点から、該平均粒子径が0.005μm以上であることが好ましく、0.01μm以上であることがより好ましい。   In the method for producing a hard disk of the present invention, a multi-stage polishing method having two or more stages of polishing processes is preferable. In the process prior to the final polishing process which is the final process, “the polishing composition of the present invention is used. It is preferable to perform the “polishing step”. In the polishing composition used in the final polishing step, from the viewpoint of the surface quality of the hard disk substrate, for example, from the viewpoint of reducing waviness, reducing the surface roughness, and reducing surface defects such as scratches, the abrasive particles (abrasive grains) The average particle size of the primary particles is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.08 μm or less, further preferably 0.05 μm or less, and even more preferably 0.03 μm or less. . Further, from the viewpoint of improving the polishing rate, the average particle diameter is preferably 0.005 μm or more, and more preferably 0.01 μm or more.

仕上げ研磨工程で使用される研磨液組成物中の研磨粒子としては、フュームドシリカ、コロイダルシリカ等が挙げられ、表面粗さの低減、及びスクラッチ等表面欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカの一次粒子の平均粒子径としては、0.005〜0.08μmが好ましく、0.005〜0.05μmがより好ましく、0.01〜0.03μmがさらに好ましい。仕上げ研磨工程において、一次粒子の平均粒子径が0.005〜0.1μmの研磨粒子を使用する場合、表面粗さの低減、研磨粒子の突き刺さりの低減の観点、及び生産性(研磨時間)の観点から、研磨量は、0.05〜0.5μmが好ましく、0.1〜0.4μmがより好ましく、0.2〜0.4μmがさらに好ましい。   Examples of the abrasive particles in the polishing composition used in the final polishing step include fumed silica, colloidal silica, and the like, and colloidal silica is preferable from the viewpoint of reducing surface roughness and reducing surface defects such as scratches. . As an average particle diameter of the primary particle of colloidal silica, 0.005-0.08 micrometer is preferable, 0.005-0.05 micrometer is more preferable, 0.01-0.03 micrometer is further more preferable. In the final polishing step, when using abrasive particles having an average primary particle diameter of 0.005 to 0.1 μm, the surface roughness is reduced, the abrasive particles are stuck, and productivity (polishing time) is reduced. From the viewpoint, the polishing amount is preferably 0.05 to 0.5 μm, more preferably 0.1 to 0.4 μm, and further preferably 0.2 to 0.4 μm.

仕上げ研磨を行なう際の他の条件(研磨機の種類、研磨温度、研磨速度、研磨液の供給量等)については特に限定はなく、研磨荷重としては、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程に例示される研磨荷重と同様であればよい。なお、研磨量は、後述の実施例のようにして求めることができる。本発明のハードディスク基板の製造方法により得られたハードディスク基板は、基板のうねりが顕著に低減されて表面品位が向上していることから、例えば、高記録密度化に適したものである。   There are no particular restrictions on other conditions (type of polishing machine, polishing temperature, polishing rate, supply amount of polishing liquid, etc.) when performing final polishing, and the polishing liquid composition of the present invention was used as the polishing load. It may be the same as the polishing load exemplified in the polishing step. The polishing amount can be determined as in the examples described later. The hard disk substrate obtained by the method for manufacturing a hard disk substrate of the present invention is suitable for increasing the recording density, for example, because the waviness of the substrate is remarkably reduced and the surface quality is improved.

[半導体基板の研磨方法、半導体装置の製造方法]
本発明の研磨液組成物は、半導体基板の研磨に使用した場合でもうねりの低減ができる。したがって、本発明はその一態様として、半導体基板の研磨方法に関する。前記半導体基板としては、例えば、シリコンウエハなどが挙げられ、その他、Si、またはGe等の元素半導体、GaAs,InP、またはCdS等の化合物半導体、InGaAs,HgCdTe等の混晶半導体等を材料とした基板が挙げられる。
[Semiconductor substrate polishing method, semiconductor device manufacturing method]
The polishing composition of the present invention can reduce waviness when used for polishing a semiconductor substrate. Therefore, the present invention, as one aspect thereof, relates to a method for polishing a semiconductor substrate. Examples of the semiconductor substrate include silicon wafers, and other materials such as elemental semiconductors such as Si or Ge, compound semiconductors such as GaAs, InP, or CdS, mixed crystal semiconductors such as InGaAs, HgCdTe, and the like. A substrate is mentioned.

また、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」を、半導体装置の製造過程で行われる研磨工程、例えば、シリコンウエハ(ベアウエハ)のポリッシング工程、埋め込み素子分離膜の形成工程、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込み金属配線の形成工程、埋め込みキャパシタ形成工程、化学的機械的研磨(CMP)工程等に適用すると研磨後のうねりを低減できる。したがって、本発明はその他の態様として、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」を含む半導体装置の製造方法に関する。   Further, the “polishing process using the polishing composition of the present invention” is a polishing process performed in the manufacturing process of a semiconductor device, for example, a polishing process of a silicon wafer (bare wafer), a formation process of a buried element isolation film, an interlayer insulation When applied to a film flattening step, a buried metal wiring forming step, a buried capacitor forming step, a chemical mechanical polishing (CMP) step, etc., waviness after polishing can be reduced. Therefore, this invention relates to the manufacturing method of the semiconductor device containing "the grinding | polishing process using the polishing liquid composition of this invention" as another aspect.

前記半導体装置の製造方法は、半導体基板上の一方の主面がわに薄膜を形成する薄膜形成工程と、薄膜の半導体基板がわの面の反対面に凹凸パターンを形成する凹凸面形成工程と、凹凸面を、本発明の研磨液組成物を用いて研磨する研磨工程とを含むことができる。薄膜形成工程は必要に応じて複数回行ってもよい。薄膜形成工程において形成される薄膜としては、例えば、絶縁層や、金属層、半導体層などの導体層などが挙げられる。上記絶縁層に含まれる材料としては、例えば、酸化ケイ素、窒化ケイ素、またはポリシリコン等が挙げられる。凹凸面の形成方法は、従来公知のリソグラフィー法等が挙げられる。リソグラフィー法では、フォトレジストの塗布、露光、現像、エッチングおよびフォトレジスト除去等がこの順に行われる。発明の半導体装置の製造方法により得られた半導体装置は、製造時における研磨後の表面のうねりが顕著に低減されて表面品位が向上していることから、例えば、高集積化が可能である。   The manufacturing method of the semiconductor device includes a thin film forming step in which one main surface on a semiconductor substrate forms a crocodile thin film, and a concavo-convex surface forming step in which the semiconductor substrate of the thin film forms a concavo-convex pattern on the opposite side of the flank A polishing step of polishing the concavo-convex surface using the polishing liquid composition of the present invention can be included. You may perform a thin film formation process in multiple times as needed. As a thin film formed in a thin film formation process, conductor layers, such as an insulating layer, a metal layer, a semiconductor layer, etc. are mentioned, for example. Examples of the material included in the insulating layer include silicon oxide, silicon nitride, and polysilicon. Examples of the method for forming the uneven surface include a conventionally known lithography method. In the lithography method, photoresist application, exposure, development, etching, photoresist removal, and the like are performed in this order. The semiconductor device obtained by the semiconductor device manufacturing method of the invention can be highly integrated, for example, because the surface waviness after polishing during manufacturing is significantly reduced and the surface quality is improved.

1.研磨液組成物の調製
下記表1に示す研磨粒子、及び、硫酸(98重量%品)0.5重量%、クエン酸0.6重量%、硫酸アンモニウム0.5重量%、過酸化水素(35重量%品、旭電化社製)0.6重量%及びイオン交換水(残部)を配合して攪拌した。得られたスラリーをバックフィルター(ヘイワードジャパン株式会社製、型番:PE1−P03H−403)で濾過し、下記表1に示す実施例1〜10及び比較例1〜6の研磨液組成物を得た。なお、実施例3〜7には、界面活性剤として、ステアリルメタクリレートとメトキシポリエチレングリコールメタクリレート(EO平均付加モル数23モル)との共重合体(SMA/PEGMA(EO:23)、SMAとPEGMAの重量比は20/80)、ラウリルメタクリレートとメトキシポリエチレングリコールメタクリレート(EO平均付加モル数は120モル)との共重合体(LMA/PEGMA(EO:120)、LMAとPEGMAの重量比は10/90)、スチレンとメトキシポリエチレングリコールメタクリレート(EO平均付加モル数は23モル)との共重合体(St/PEGMA(EO:23)、StとPEGMAの重量比は20/80)、ベヘニルメタクリレートとメトキシポリエチレングリコールメタクリレート(EO平均付加モル数は90モル)との共重合体(BMA/PEGMA(EO:90)、BMAとPEGMAの重量比は30/70)、及びポリオキシエチレン基を140モル付加したステアリルアルコール(C18−O−(EO)140−H)をそれぞれ添加した。下記表1に示す研磨粒子の形状係数(SF−1)は、下記の方法に従い求めた。
研磨粒子の形状係数SF−1の測定方法
日本電子製透過型電子顕微鏡「JEM−2000FX」(80kV、1〜5万倍)により、当該顕微鏡のメーカーが添付した説明書に従って試料を観察し、TEM(Transmission Electron Microscope)像を写真撮影した。この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「WinROOF ver.3.6」(販売元:三谷商事)を用いて、粒子一個の最大径と投影面積を計測し、前記最大径を直径とする円の面積を前記投影面積で除して100を乗じてSF−1を算出した。
研磨粒子の平均粒径の測定方法
上記と同様の方法により、試料のTEM像を写真撮影し、この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「WinROOF ver.3.6」(販売元:三谷商事)を用いて、1個1個の研磨粒子の円相当径を求め、それを直径とし、1000個以上の研磨粒子データを解析した後、それをもとに表計算ソフト「EXCEL」(マイクロソフト社製)にて、研磨粒子の個数基準の平均粒径を得た。
1. Preparation of polishing liquid composition Abrasive particles shown in Table 1 below, 0.5% by weight of sulfuric acid (98% by weight product), 0.6% by weight of citric acid, 0.5% by weight of ammonium sulfate, hydrogen peroxide (35% by weight) % Product, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) 0.6% by weight and ion-exchanged water (remainder) were mixed and stirred. The obtained slurry was filtered with a back filter (manufactured by Hayward Japan, model number: PE1-P03H-403) to obtain polishing liquid compositions of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6 shown in Table 1 below. . In Examples 3 to 7, as a surfactant, a copolymer of SMA / PEGMA (EO: 23), SMA / PEGMA, and stearyl methacrylate and methoxypolyethylene glycol methacrylate (EO average addition mole number: 23 mol). The weight ratio is 20/80), a copolymer of lauryl methacrylate and methoxypolyethylene glycol methacrylate (EO average addition mole number is 120 moles) (LMA / PEGMA (EO: 120)), and the weight ratio of LMA to PEGMA is 10/90. ), A copolymer of styrene and methoxypolyethylene glycol methacrylate (EO average addition mole number is 23 mol) (St / PEGMA (EO: 23), St: PEGMA weight ratio is 20/80), behenyl methacrylate and methoxypolyethylene. Glycol methacrylate A copolymer (BMA / PEGMA (EO: 90), the weight ratio of BMA and PEGMA is 30/70), and stearyl alcohol with 140 mol of polyoxyethylene groups (C18 -O- (EO) 140-H) was added respectively. The shape factor (SF-1) of the abrasive particles shown in Table 1 below was determined according to the following method.
Method for Measuring Shape Factor SF-1 of Abrasive Particles A sample is observed with a transmission electron microscope “JEM-2000FX” (80 kV, 1 to 50,000 times) manufactured by JEOL according to the instructions attached by the manufacturer of the microscope, and TEM A (Transmission Electron Microscope) image was photographed. This photograph is taken into a personal computer as image data by a scanner, and the maximum diameter and projection area of each particle are measured using analysis software “WinROOF ver. 3.6” (distributor: Mitani Corporation). The area of the circle is divided by the projected area and multiplied by 100 to calculate SF-1.
Method for Measuring Average Particle Size of Abrasive Particles A TEM image of a sample is photographed by the same method as described above, and the photograph is taken into a personal computer as image data by a scanner. Analysis software “WinROOF ver. 3.6” (distributor) : Mitani Shoji Co., Ltd.), the equivalent circle diameter of each abrasive particle is obtained, and it is used as the diameter. After analyzing the data of 1000 or more abrasive particles, the spreadsheet software "EXCEL" The average particle diameter based on the number of abrasive particles was obtained from Microsoft.

2.研磨方法
厚さ1.27mm、直径3.5インチのNi−Pメッキされたアルミニウム合金からなる基板の表面を両面加工機により、以下の設定条件でポリッシングし、磁気記録媒体用基板として用いられるNi−Pメッキされたアルミニウム合金基板の研磨物を得た。なお、研磨用に用いた上記基板は、「Zygo社製 NewView5032」を用いた測定におけるうねり(波長:0.5〜5mm)の振幅が1.6nmであった。
両面加工機の設定条件
両面加工機:スピードファム(株)製、9B型両面加工機
研磨荷重:7.8kPa
定盤回転数:45r/min
研磨液組成物供給流量:100mL/min
研磨時間:4min
投入した基板の枚数:10枚
研磨パッド:エステル系ポリウレタンパッド、平均孔径43μm
2. Polishing method The surface of a substrate made of a Ni-P plated aluminum alloy having a thickness of 1.27 mm and a diameter of 3.5 inches is polished by a double-sided processing machine under the following setting conditions, and Ni used as a substrate for a magnetic recording medium A polished product of an aluminum alloy substrate plated with -P was obtained. In addition, the amplitude of the wave | undulation (wavelength: 0.5-5 mm) in the measurement using "Zygo NewView5032" was 1.6 nm for the said board | substrate used for grinding | polishing.
Setting conditions for the double-sided machine Double-sided machine: Speed Fam Co., Ltd., 9B type double-sided machine Polishing load: 7.8 kPa
Plate rotation speed: 45r / min
Polishing liquid composition supply flow rate: 100 mL / min
Polishing time: 4 min
Number of substrates loaded: 10 Polishing pad: Ester-based polyurethane pad, average pore size 43 μm

3.評価方法
うねりの評価
研磨後の10枚の基板から任意に2枚を選択し、選択した各基板の両面を180°おきに2点(計8点)について、下記の条件で測定した。その8点の測定値の平均値を基板のうねりとして算出した。その結果を下記表1に示す。
機器 :Zygo NewView5032
レンズ :2.5倍 Michelson
ズーム比 :0.5
リムーブ :Cylinder
フィルター :FFT Fixed Band Pass
測定波長 :0.5〜5mm
エリア :4.33mm×5.77mm
研磨速度の測定方法
研磨前後の各基板の重さを重量計(Sartorius社製「BP−210S」)を用いて測定し、各基板の重量変化を求め、10枚の平均値を重量減少量とし、それを研磨時間で割った値を重量減少速度とした。この重量減少速度を下記の式に導入し、研磨速度(μm/min)に変換した。その結果を下記表1に示す。
研磨速度(μm/min)=重量減少速度(g/min)/基板片面面積(mm2)/Ni−Pメッキ密度(g/cm3)×106
(基板片面面積:6597mm2、Ni−Pメッキ密度:7.9g/cm3として算出)
3. Evaluation methods
Evaluation of Waviness Two were selected arbitrarily from the ten substrates after polishing, and both sides of each selected substrate were measured at 180 ° every 2 points (total 8 points) under the following conditions. The average value of the eight measured values was calculated as the swell of the substrate. The results are shown in Table 1 below.
Equipment: Zygo NewView 5032
Lens: 2.5x Michelson
Zoom ratio: 0.5
Remove: Cylinder
Filter: FFT Fixed Band Pass
Measurement wavelength: 0.5-5mm
Area: 4.33mm x 5.77mm
Measuring method of polishing rate The weight of each substrate before and after polishing is measured using a weigh scale ("BP-210S" manufactured by Sartorius) to determine the weight change of each substrate, and the average value of 10 substrates is used as the weight reduction amount. The value obtained by dividing the result by the polishing time was defined as the weight reduction rate. This weight reduction rate was introduced into the following formula and converted into a polishing rate (μm / min). The results are shown in Table 1 below.
Polishing rate (μm / min) = weight reduction rate (g / min) / substrate single-sided area (mm 2 ) / Ni-P plating density (g / cm 3 ) × 10 6
(Calculated as substrate one side area: 6597 mm 2 , Ni-P plating density: 7.9 g / cm 3 )

Figure 2009144080
Figure 2009144080

上記表に示される通り、実施例1〜10の研磨液組成物を用いた場合、比較例1〜6の研磨液組成物に比べ、被研磨基板の表面のうねりが低減されることが分かる。また、実施例1〜7の研磨液組成物を用いた場合、研磨速度を低下させることなく基板表面のうねりが低減できることが分かる。さらに、界面活性剤をさらに添加した実施例3〜7の研磨液組成物を用いた場合、界面活性剤を使用していない実施例2の研磨液組成物に比べて、うねりがさらに低減されることが分かる。   As shown in the above table, it can be seen that when the polishing liquid compositions of Examples 1 to 10 are used, the surface waviness of the substrate to be polished is reduced as compared with the polishing liquid compositions of Comparative Examples 1 to 6. Moreover, when the polishing liquid composition of Examples 1-7 is used, it turns out that the wave | undulation of the substrate surface can be reduced, without reducing a polishing rate. Further, when the polishing composition of Examples 3 to 7 to which a surfactant is further added is used, the swell is further reduced as compared with the polishing composition of Example 2 that does not use a surfactant. I understand that.

本発明を用いることにより、例えば、高記録密度化に適したハードディスク基板や高集積化された半導体装置を提供できる。   By using the present invention, for example, a hard disk substrate suitable for higher recording density and a highly integrated semiconductor device can be provided.

Claims (7)

研磨材及び水を含有する研磨液組成物であって、
研磨材が、粒子の丸さの度合いを示す形状係数SF−1が140〜250である第一研磨粒子と、形状係数SF−1が100〜130である第二研磨粒子とを含有し、第一研磨粒子は、平均粒径0.01〜0.45μmのアルミナ粒子であり、第二研磨粒子の平均粒径が、第一研磨粒子の前記平均粒径よりも大きい、研磨液組成物。
A polishing liquid composition containing an abrasive and water,
The abrasive contains first abrasive particles whose shape factor SF-1 indicating the degree of roundness of the particles is 140 to 250, and second abrasive particles whose shape factor SF-1 is 100 to 130, One polishing particle is an alumina particle having an average particle diameter of 0.01 to 0.45 μm, and the average particle diameter of the second abrasive particle is larger than the average particle diameter of the first abrasive particle.
第二研磨粒子は、平均粒径0.4〜1μmのアルミナ粒子である、請求項1記載の研磨液組成物。 The polishing composition according to claim 1, wherein the second abrasive particles are alumina particles having an average particle diameter of 0.4 to 1 μm. 第一研磨粒子の第二研磨粒子に対する重量比(第一研磨粒子の重量/第二研磨粒子の重量)が、0.1〜4である、請求項1又は2に記載の研磨液組成物。 The polishing composition according to claim 1 or 2, wherein a weight ratio of the first abrasive particles to the second abrasive particles (weight of the first abrasive particles / weight of the second abrasive particles) is 0.1 to 4. 酸化剤をさらに含有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の研磨液組成物。 The polishing composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising an oxidizing agent. 酸及び/又はその塩をさらに含有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の研磨液組成物。 The polishing liquid composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising an acid and / or a salt thereof. 請求項1から5のいずれか一項に記載の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有する、基板の製造方法。 A method for manufacturing a substrate, comprising a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition according to any one of claims 1 to 5. 前記基板が、ハードディスク基板である、請求項6記載の基板の製造方法。 The method for manufacturing a substrate according to claim 6, wherein the substrate is a hard disk substrate.
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