JP3606806B2 - Polishing liquid composition - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液組成物に関する。さらに該研磨液組成物を用いた被研磨基板の研磨方法、及び基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクは、年々小型化、高容量化の一途をたどり、その高密度化が進み、最小記録面積が小さくなり、また磁気ヘッドの浮上量もますます小さくなってきていることから、ハードディスク基板の研磨工程で、研磨速度の向上及び表面粗さの低減及びスクラッチ、ピット等の表面欠陥の低減が求められ、水、アルミナ及びベーマイトとキレート性化合物とを用いた研磨液組成物（特開平１１−９２７４９号公報等）や水、αアルミナ、および酢酸で安定化したアルミナゾルを含有した研磨液組成物（特開２０００−６３８０５号公報）や研磨方法が検討されている。
【０００３】
一方、高容量化においては、研磨工程で発生するロールオフ（基板の端面だれ）を小さくし、より外周部まで記録できる基板を開発するため、研磨パッドを堅くする、研磨加重を小さくすると言った機械的研磨条件が検討されている。
【０００４】
しかしながら、このロールオフを小さくするためのそれら機械的研磨条件はある程度効果があるものの今だ充分とは言えず、またロールオフを低減し得る研磨液の組成の検討もなされていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、研磨速度が向上し、且つロールオフを低減し得る研磨液組成物、該研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する被研磨基板の研磨方法及び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を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕 下記の化合物群（Ａ）及び化合物群（Ｂ）からそれぞれ選ばれる１種以上と、研磨材と、水とを含有してなる研磨液組成物：
化合物群（Ａ）：ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸、炭素数１〜２０のモノカルボン酸及びそれらの塩、
化合物群（Ｂ）：炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩
（但し、以下のものを除く。
(a) 中間アルミナ又はアルミナゾルを含有する研磨液組成物、
(b) 銅又は銅合金膜を表面に有する基板を研磨するための化学的機械的研磨用スラリーであって、研磨材と、酸化剤と、クエン酸と、グルタル酸、マレイン酸、コハク酸及びアミノ酸から選ばれる化合物とを含有している研磨用スラリー、
(c) シリカ研磨材と、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる１種以上と、グルタル酸及びマレイン酸から選ばれる１種以上とからなる、絶縁膜と該絶縁膜上に形成されたタンタル系金属膜を有する基板を研磨するための化学的機械的研磨用スラリー、並びに
(d) 研磨材と、下記一般式（Ｉ）で示されるアルカノールアミンと、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる１種以上と、グルタル酸、マレイン酸およびアミノ酸から選ばれる１種以上とからなる、絶縁膜上にタンタル系金属膜を形成した基板表面を化学的機械的研磨するための研磨用スラリー：
ＮＲ 1 m （Ｒ 2 ＯＨ） n （Ｉ）
（式中、Ｒ 1 は水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基であり、Ｒ 2 は炭素数１以上５以下のアルキレン基であり、ｍは０以上２以下の整数であり、ｎは１以上３以下の自然数であり、ｍ＋ｎ＝３を満たす））、
〔２〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する被研磨基板の研磨方法、
〔３〕 前記〔１〕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、に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、前記のように、化合物群（Ａ）及び化合物群（Ｂ）からそれぞれ選ばれる１種以上と、研磨材と、水とを含有してなるものである。
【０００８】
本発明に用いられる化合物群（Ａ）は、被研磨基板に生じるロールオフを改善する作用を有する化合物（以下、ロールオフ低減剤ともいう）である。ロールオフとは、一般に研磨時に端面部分が中央部分に比べて多く削れ、丸みを帯びることをいい、端面だれとも呼ばれる。ロールオフは、例えば、触針式又は光学式形状測定装置を用いて端面部分の形状を測定し、そのプロファイルより端面部分がディスク中央部にくらべてどれくらい多く削れているかを数値化することにより評価することができる。
【０００９】
数値化の方法は、図１に示すように、ディスク中心からある距離離れたＡ点とＢ点とＣ点といった測定曲線（被研磨基板の端面部分の形状を意味する）上の３点をとり、Ａ点とＣ点を結んだ直線をベースラインとし、Ｂ点とベースラインとの距離（Ｄ）をいうものである。ロールオフが良いとは、Ｄの値がより０に近いことを言う。ロールオフ値は、Ｄを研磨前後のディスクの厚さの変化量の１／２で除した値を言う。ロールオフ値は好ましくは０．２μｍ／μｍ以下、より好ましくは０．１５μｍ／μｍ、さらに好ましくは０．１０μｍ／μｍである。
【００１０】
なお、Ａ点、Ｂ点及びＣ点の位置は、被測定物の大きさにより様々であるが、一般にＢ点は、ディスクの端部と中心を結ぶ線上をディスク端部から０．５ｍｍの位置、Ｃ点は２．５ｍｍの位置、Ａ点は４．５ｍｍの位置であることが好ましい。例えば、３．５インチディスクの場合は、Ａ点、Ｂ点及びＣ点をそれぞれディスク中心から４３ｍｍ、４７ｍｍ及び４５ｍｍの距離にとることが好ましい。
【００１１】
本発明に用いられるロールオフ低減剤は、ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸、炭素数１〜２０のモノカルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸及びこれらの塩からなる群より選ばれる１種以上の化合物である。中でも、ロールオフを改善する効果の観点から、ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸及びこれらの塩が好ましい。
【００１２】
ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸としては、オキシカルボン酸、及び該酸のＯＨ基の酸素原子が硫黄原子に置換した化合物が挙げられる。これらのカルボン酸の炭素数は、水への溶解性の観点から、２〜２０であり、２〜１２が好ましく、より好ましくは２〜８、さらに好ましくは２〜６であることが望ましい。また、ロールオフ低減の観点から、オキシカルボン酸としては、カルボキシル基のα位に水酸基を持つものが好ましい。
【００１３】
モノカルボン酸の炭素数は、水への溶解性の観点から、１〜２０であり、１〜１２が好ましく、より好ましくは１〜８、さらに好ましくは１〜６であることが望ましい。
【００１４】
ジカルボン酸は、ロールオフ低減の観点から、炭素数２〜３のもの、即ちシュウ酸とマロン酸である。これらのロールオフ低減剤の中では、研磨速度向上の観点から、オキシカルボン酸が好ましい。また、ロールオフ低減の観点からはジカルボン酸が好ましい。
【００１５】
ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸の具体例としては、グリコール酸、メルカプトコハク酸、チオグリコール酸、乳酸、β− ヒドロキシプロピオン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、アロクエン酸、グルコン酸、グリオキシル酸、グリセリン酸、マンデル酸、トロパ酸、ベンジル酸、サリチル酸等が挙げられる。モノカルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸等が挙げられる。これらの中で、酢酸、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸が好ましく、さらに好ましくは、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸である。
【００１６】
また、シュウ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸及びグルコン酸は、単独で又は他のロールオフ低減剤と併用することによって、更に研磨パッドへの砥粒や研磨カスの目詰まりを低減させ、研磨パッドを長期間使用することによる、研磨速度や面質等の研磨特性の劣化を防止できるので好ましい。また、頻繁なパッド洗浄が不要となる、すなわちパッドドレッシングの間隔を大幅に延ばすことができ、生産性があがるので経済的観点からも優れ好ましい。その中でも、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸が好ましく、特にクエン酸が好ましい。なお、本発明に用いられるモノカルボン酸及びジカルボン酸は、ＯＨ基又はＳＨ基を有しないカルボン酸から選ばれる。
【００１７】
また、これらの酸の塩（即ち、ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸の塩、炭素数２〜３のジカルボン酸の塩、炭素数１〜２０のモノカルボン酸の塩）としては、特に限定はなく、具体的には、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が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）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。これらの金属の中でも、ロールオフ低減の観点から１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ又は３Ｂ族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウムが最も好ましい。
【００１８】
アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００１９】
有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。
【００２０】
これらの塩の中では、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩が特に好ましい。
【００２１】
これらの化合物群（Ａ）の化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００２２】
化合物群（Ａ）の総含有量は、ロールオフを改善する効果の観点から、また経済的観点から、研磨液組成物中において好ましくは０．０１〜５ 重量％、より好ましくは０．０１５ 〜３ 重量％、さらに好ましくは０．０３〜２ 重量％である。
【００２３】
本発明に用いられる化合物群（Ｂ）は、研磨速度の向上作用を有する。化合物群（Ｂ）としては、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩が挙げられる。
【００２４】
速度向上の観点より、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸の中でも、炭素数４〜２０が好ましく、さらに炭素数４〜１０が好ましい。また、同様の観点から、アミノポリカルボン酸としては、１分子中のアミノ基の数は、１〜６が好ましく、さらに１〜４が好ましい。またカルボン酸の数としては、１〜１２が好ましく、さらに２〜８が好ましい。また、炭素数としては１〜３０が好ましく、さらに１〜２０が好ましい。同様の観点から、アミノ酸の炭素数としては２〜２０が好ましく、さらに２〜１０が好ましい。速度向上の観点から、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸及びそれらの塩が好ましい。
【００２５】
具体的にはコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、プロパン−１，１，２，３−テトラカルボン酸、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロオキシエチルエチレンジアミンテトラ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸（ＴＴＨＡ）、ジカルボキシメチルグルタミン酸（ＧＬＤＡ）、グリシン、アラニン等が挙げられる。
これらの中でもコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸が好ましく、さらにコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、ジグリコール酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸がより好ましい。
【００２６】
また、これらの酸の塩（即ち、炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸の塩、アミノポリカルボン酸の塩、アミノ酸の塩）としては、特に限定はなく、具体的には、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が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）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。これらの金属の中でも研磨速度向上の観点から１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ、３Ｂ又は８族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウム、３Ａ族に属するセリウム、３Ｂ族に属するアルミニウム、８族に属する鉄が最も好ましい。
【００２７】
アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００２８】
有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。
これらの中でも塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩及びアルミニウム塩が特に好ましい。
【００２９】
これらの化合物群（Ｂ）の化合物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００３０】
化合物群（Ｂ）の総含有量は、研磨促進効果の観点、経済的観点及び表面品質向上の観点から、研磨液組成物中において好ましくは０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．０２〜７ 重量％、さらに好ましくは０．０３〜５ 重量％である。
【００３１】
また、前記化合物群（Ａ）と化合物群（Ｂ）との組み合わせとしては、速度向上とロールオフ低減の観点から、酢酸、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、グリオキシル酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸及びこれらの塩の１種以上〔化合物群（Ａ）〕とコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、アジピン酸、トリカルバル酸、ジグリコール酸、ニトリロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸及びこれらの塩の１種以上〔化合物群（Ｂ）〕の組み合わせがより好ましく、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、グリオキシル酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸及びこれらの塩の１種以上〔化合物群（Ａ）〕とコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、ジグリコール酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸及びこれらの塩の１種以上〔化合物群（Ｂ）〕の組み合わせがさらに好ましい。さらに、グリコール酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、マロン酸及びこれらの塩の１種以上〔化合物群（Ａ）〕とコハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸及びこれらの塩の１種上〔化合物群（Ｂ）〕の組み合わせが特に好ましい。また、化合物群（Ａ）として、シュウ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸及びこれらの塩の１種以上を用いた場合、更に研磨パッドへの砥粒や研磨カスの目詰まりを低減させ、研磨パッドを長期間使用することによる研磨速度や面質等の研磨特性の劣化を防止できるので好ましい。
【００３２】
この場合上記化合物群（Ａ）の中でもシュウ酸、酒石酸、クエン酸又はそれらの塩が好ましく、特にクエン酸又はその塩が好ましい。また、化合物群（Ａ）を２種以上併用する場合、特に好ましい組み合わせとしては、シュウ酸、酒石酸、クエン酸及びそれらの塩から選ばれる２種以上の組み合わせ、または、シュウ酸、酒石酸、クエン酸及びそれらの塩から選ばれる１種以上とマロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、グルコン酸及びそれらの塩から選ばれる１種以上との組み合わせが好ましく、更に、クエン酸又はその塩とシュウ酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸及びそれらの塩から選ばれる１種以上との組み合わせがより好ましい。特に好ましい組み合わせはクエン酸又はその塩とグリコール酸又はその塩である。
【００３３】
本発明で用いられる研磨材は、研磨用に一般に使用されている研磨材を使用することができる。該研磨材の例としては、金属；金属又は半金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物；ダイヤモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族由来のものである。研磨材の具体例として、α−アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、ダイヤモンド粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等が挙げられ、これらを１種以上使用することは、研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でも、α−アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等がさらに好ましく、α−アルミナ粒子が特に好ましい。
【００３４】
研磨材の一次粒子の平均粒径は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは０．０１〜３μｍ 、さらに好ましくは０．０２〜０．８ μｍ 、特に好ましくは０．０５〜０．５ μｍ である。さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは０．０５〜３ μｍ 、さらに好ましくは０．１ 〜１．５ μｍ 、特に好ましくは０．２ 〜１．２ μｍ である。研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡で観察（好適には３０００〜３００００ 倍）して画像解析を行い、粒径を測定することにより数平均粒径として求めることができる。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。
【００３５】
研磨材の比重は、分散性及び研磨装置への供給性や回収再利用性の観点から、その比重は２〜６であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。
【００３６】
研磨材の含有量は、経済性及び表面粗さを小さくし、効率よく研磨することができるようにする観点から、研磨液組成物中において好ましくは１〜４０重量％、より好ましくは２〜３０重量％、さらに好ましくは３〜１５重量％である。
【００３７】
本発明の研磨液組成物中の水は、媒体として用いられるものであり、その含有量は、被研磨物を効率よく研磨することができるようにする観点から、４０〜９８重量％が好ましく、５０〜９７重量％が更に好ましく、６０〜９５重量％が特に好ましい。
【００３８】
また、本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。
【００３９】
他の成分としては、無機酸及びその塩、酸化剤、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。
【００４０】
これらの成分は単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。また、その含有量は、研磨速度を向上させる観点、それぞれの機能を発現させる観点、及び経済性の観点から、好ましくは研磨液組成物中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。
【００４１】
尚、前記研磨液組成物中の各成分の濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、該組成物製造時の濃度であってもよい。通常、濃縮液として組成物は製造され、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。
【００４２】
本発明の研磨液組成物は、前記化合物群（Ａ）、化合物群（Ｂ）、研磨剤、水、さらに必要であれば各種添加剤を公知の方法で適宜添加、混合することにより製造することができる。
【００４３】
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、基板の洗浄性及び加工機械の腐食防止性、作業者の安全性の観点から、２ 〜１２が好ましい。また、被研磨物がＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板等の金属を主対象とした精密部品用基板である場合、研磨速度の向上と表面品質の向上の観点から、２〜９がより好ましく、３〜８が特に好ましい。さらに、半導体ウェハや半導体素子等の研磨、特にシリコン基板、ポリシリコン膜、ＳｉＯ２ 膜等の研磨に用いる場合は、研磨速度の向上と表面品質の向上の観点から、７〜１２が好ましく、８〜１２がより好ましく、９〜１１が特に好ましい。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、有機酸、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム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。
【００４４】
本発明の被研磨基板の研磨方法は、本発明の研磨液組成物を用いて、あるいは本発明の研磨液組成物の組成となるように各成分を混合して研磨液を調製して被研磨基板を研磨する工程を有しており、特に精密部品用基板を好適に製造することができる。
【００４５】
本発明の対象である被研磨基板に代表される被研磨物の材質は、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、チタン等の金属又は半金属、及びこれらの金属を主成分とした合金、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、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒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。これらの中では、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が被研磨物であるか、又はそれらの金属を含んだ半導体素子等の半導体基板が被研磨物であることが好ましい。特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる基板を研磨する際に、本発明の研磨液組成物を用いた場合、ロールオフが小さく、研磨速度を向上させ、表面欠陥を生じさせることなく、表面粗さを低減させることができるので好ましい。
【００４６】
これらの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が本発明の研磨液組成物を用いた研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に特に優れている。
【００４７】
本発明の研磨液組成物は、精密部品用基板の研磨に好適に用いられる。例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の磁気記録媒体の基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の研磨に適している。半導体基板の研磨は、シリコンウェハ（ベアウェハ）のポリッシング工程、埋め込み素子分離膜の形成工程、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込み金属配線の形成工程、埋め込みキャパシタ形成工程等において行われる研磨がある。本発明の研磨液組成物は、特に磁気ディスク基板の研磨に適している。磁気ディスク基板の中でも、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム磁気ディスク基板の研磨に特に適している。
【００４８】
また、本発明の研磨液組成物を用いる被研磨基板の製造方法としては、例えば、不織布状の有機高分子系の研磨布等を貼り付けた研磨盤で上記被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、一定の圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより被研磨基板を製造する方法が挙げられる。
【００４９】
以上のように、本発明の研磨液組成物を用いることで、研磨速度を向上させると共に、ロールオフを低減した高品質の基板を生産効率良く製造することができる。
【００５０】
本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程において特に効果があるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。
【００５１】
【実施例】
実施例１〜７及び比較例１〜４
研磨材（一次粒径の平均粒径０．２３μｍ 、二次粒子の平均粒径０．６ μｍ のα−アルミナ（純度約９９．９％））、化合物群（Ａ）、化合物群（Ｂ）及びイオン交換水、必要であればその他の成分とを表１に示す組成となるようにし、実施例１〜７、比較例２〜４はアンモニア水で、比較例１は硝酸でｐＨを４．０または７．０に調整し、混合・攪拌して研磨液組成物１００重量部を調製した。
【００５２】
得られた研磨液組成物を用い、下記の方法によって測定した中心線平均粗さＲａが０．２μｍ 、厚さ０．８ ｍｍ、直径３．５ インチのＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の表面を両面加工機により、以下の両面加工機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。
【００５３】
両面加工機の設定条件を下記に示す。
使用両面加工機：スピードファム社製 ９Ｂ型両面加工機
加工圧力：９．８ ｋＰａ
研磨パッド：ポリテックスＤＧ−Ｈ（ロデールニッタ社製）
定盤回転数：５５ｒ／ｍｉｎ
研磨液組成物供給流量：１００ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：４ｍｉｎ
投入枚数：１０枚
【００５４】
研磨後、アルミニウム合金基板の厚さを膜厚計（ミツトヨ（株）製、レーザー膜厚計 Ｍｏｄｅｌ ＬＧＨ−１１０／ＬＨＣ−１１Ｎ）を用いて測定し、研磨前後のアルミニウム合金基板の厚さの変化から厚さの減少速度を求め、比較例１を基準として相対値（相対研磨速度）を求めた。
【００５５】
また、研磨後の各基板の表面のロールオフを以下の方法に従って測定した。なお、ロールオフは比較例２のロールオフ値を基準として相対値（相対ロールオフ）を求めた。これらの結果を表１に示す。
【００５６】
［表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）］
ランク・テーラーホブソン社製のタリーステップを用いて以下の条件で測定した。
触針先端サイズ ：２５μｍ ×２５μｍ
ハイパスフィルター：８０μｍ
測定長さ ：０．６４ｍｍ
【００５７】
［ロールオフ］
測定装置：ミツトヨ フォームトレーサーＳＶ−Ｃ６２４
触針先端半径：２μｍ（コードＮｏ．１７８−３８１）
触針圧：０．７ｍＮ以下
速度：０．２ｍｍ／ｓ
解析ソフト：ＳＶ−６００微細輪郭解析システム ｖｅｒｓｉｏｎ１．０１
フィルター：ＬＰＦ （Ｇａｕｓｓｉａｎ）０．８００ｍｍ
【００５８】
上記の装置を用いて、ディスク中心からの距離が４２．５ｍｍから４７．５ｍｍまでのディスク端部の形状を測定し、Ａ、Ｂ及びＣ点の位置をディスク中心からそれぞれ４３ｍｍ、４７ｍｍ及び４５ｍｍにとり、解析ソフトを用いて前記測定方法により、Ｄを求めた。この求められたＤを研磨前後のディスクの厚さの変化量の１／２で除した値をロールオフ値とした。
【００５９】
【表１】
表１の結果から、実施例１〜７で得られた研磨液組成物は、比較例１〜４で得られた研磨液組成物に比べ、研磨速度が向上し、被研磨基板のロールオフを顕著に低減し得るものであることがわかる。
【００６１】
また、実施例５、実施例７および比較例４で調製した研磨液組成物を使用し、先に記載の研磨評価を２０回繰り返し、１回目の相対研磨速度に対する２０回目の相対研磨速度の比を目詰まり防止性能として測定したところ、実施例５の研磨液組成物では、０．９５であり、実施例７では０．９２、比較例４では０．５５であった。
実施例５、７で得られた研磨液組成物は、比較例４のものに比べ、優れた研磨パッドの目詰まり防止特性をもつことがわかる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明により、ロールオフが低減した基板を短時間で得ることができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、測定曲線とロールオフとの関係を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing liquid composition. Furthermore, it is related with the grinding | polishing method of the to-be-polished substrate using this polishing liquid composition, and the manufacturing method of a board | substrate.
[0002]
[Prior art]
Hard disks are becoming smaller and higher capacity year by year, and their density increases, the minimum recording area decreases, and the flying height of the magnetic head also decreases. In the process, it is required to improve the polishing rate, reduce the surface roughness, and reduce the surface defects such as scratches and pits. A polishing liquid composition using water, alumina, boehmite and a chelating compound (JP-A-11-92749). Etc.), polishing compositions containing water, α-alumina, and alumina sol stabilized with acetic acid (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-63805) and polishing methods have been studied.
[0003]
On the other hand, in increasing the capacity, in order to develop a substrate capable of recording to the outer periphery by reducing the roll-off (end of the substrate) generated in the polishing process, the polishing pad is stiffened and the polishing load is reduced. Mechanical polishing conditions are being studied.
[0004]
However, although the mechanical polishing conditions for reducing the roll-off are effective to some extent, it is still not sufficient, and the composition of the polishing liquid that can reduce the roll-off has not been studied at present. is there.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polishing composition capable of improving polishing rate and reducing roll-off, a polishing method for a substrate to be polished using the polishing composition, and the polishing composition. It is providing the manufacturing method of the board | substrate which has the process of grind | polishing a to-be-polished board | substrate using.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A polishing composition comprising at least one selected from the following compound group (A) and compound group (B), an abrasive, and water:
Compound group (A): C2-C20 carboxylic acid having OH group or SH group, C2-C3 dicarboxylic acid, C1-C20 monocarboxylic acid and salts thereof,
Compound group (B): polyvalent carboxylic acid, aminopolycarboxylic acid, amino acid and salts thereof having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms
(However, the following are excluded.
(a) a polishing composition containing intermediate alumina or alumina sol,
(b) Chemical mechanical polishing slurry for polishing a substrate having a copper or copper alloy film on its surfaceA polishing slurry comprising an abrasive, an oxidizing agent, citric acid, and a compound selected from glutaric acid, maleic acid, succinic acid and amino acid.,
(c)Silica abrasive and oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, malic acid andcitric acidAnd one or more selected from glutaric acid and maleic acid,Chemical mechanical polishing slurry for polishing a substrate having an insulating film and a tantalum metal film formed on the insulating film, and
(d)An abrasive, an alkanolamine represented by the following general formula (I), oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, malic acid andcitric acidOne or more selected from: one or more selected from glutaric acid, maleic acid and amino acids;Polishing slurry for chemically and mechanically polishing a substrate surface comprising a tantalum metal film formed on an insulating film:
NR 1 m (R 2 OH) n (I)
(Wherein R 1 Is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2 Is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, m is an integer of 0 to 2, n is a natural number of 1 to 3, and satisfies m + n = 3)),
[2] A method for polishing a substrate to be polished, comprising polishing the substrate to be polished using the polishing composition according to [1],
[3] The present invention relates to a method for producing a substrate, which comprises a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition according to [1].
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the polishing composition of the present invention comprises at least one selected from the compound group (A) and the compound group (B), an abrasive, and water.
[0008]
The compound group (A) used in the present invention is a compound (hereinafter also referred to as a roll-off reducing agent) having an action of improving roll-off generated on the substrate to be polished. The roll-off generally means that the end face portion is sharpened and rounded at the time of polishing compared to the center portion, and is also called any end face. Roll-off is evaluated, for example, by measuring the shape of the end face part using a stylus type or optical profilometer and quantifying how much the end face part is cut from the profile compared to the center of the disk. can do.
[0009]
As shown in FIG. 1, the quantification method takes three points on a measurement curve (meaning the shape of the end surface portion of the substrate to be polished) such as points A, B, and C, which are separated from the center of the disk by a certain distance. , The straight line connecting point A and point C is taken as the base line, and the distance (D) between point B and the base line is said. A good roll-off means that the value of D is closer to zero. The roll-off value is a value obtained by dividing D by 1/2 of the amount of change in disk thickness before and after polishing. The roll-off value is preferably 0.2 μm / μm or less, more preferably 0.15 μm / μm, and still more preferably 0.10 μm / μm.
[0010]
The positions of point A, point B and point C vary depending on the size of the object to be measured. In general, point B is located 0.5 mm from the end of the disk on the line connecting the end and the center of the disk. , C is preferably at a position of 2.5 mm, and A is preferably at a position of 4.5 mm. For example, in the case of a 3.5-inch disk, it is preferable to take points A, B and C at distances of 43 mm, 47 mm and 45 mm from the center of the disk, respectively.
[0011]
The roll-off reducing agent used in the present invention is composed of carboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms, monocarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms, dicarboxylic acid having 2 to 3 carbon atoms and salts thereof having an OH group or an SH group. One or more compounds selected from the group consisting of: Among these, from the viewpoint of the effect of improving the roll-off, carboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms, dicarboxylic acids having 2 to 3 carbon atoms and salts thereof having an OH group or an SH group are preferable.
[0012]
Examples of the carboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms having an OH group or an SH group include oxycarboxylic acid and compounds in which the oxygen atom of the OH group of the acid is substituted with a sulfur atom. The number of carbon atoms of these carboxylic acids is 2 to 20, preferably 2 to 12, more preferably 2 to 8, still more preferably 2 to 6, from the viewpoint of solubility in water. From the viewpoint of reducing roll-off, oxycarboxylic acids having a hydroxyl group at the α-position of the carboxyl group are preferred.
[0013]
The carbon number of the monocarboxylic acid is 1 to 20, preferably 1 to 12, more preferably 1 to 8, still more preferably 1 to 6, from the viewpoint of solubility in water.
[0014]
Dicarboxylic acids are those having 2 to 3 carbon atoms, that is, oxalic acid and malonic acid, from the viewpoint of reducing roll-off. Among these roll-off reducing agents, oxycarboxylic acid is preferable from the viewpoint of improving the polishing rate. Moreover, dicarboxylic acid is preferable from the viewpoint of reducing roll-off.
[0015]
Specific examples of the carboxylic acid having 2 to 20 carbon atoms having an OH group or an SH group include glycolic acid, mercaptosuccinic acid, thioglycolic acid, lactic acid, β-hydroxypropionic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, and isocitric acid. And allocic acid, gluconic acid, glyoxylic acid, glyceric acid, mandelic acid, tropic acid, benzylic acid, salicylic acid and the like. Specific examples of monocarboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, and nonane. Acid, decanoic acid, lauric acid and the like can be mentioned. Among these, acetic acid, oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, glyoxylic acid, citric acid and gluconic acid are preferable, and oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, apple are more preferable. Acids, tartaric acid, glyoxylic acid, citric acid and gluconic acid.
[0016]
In addition, oxalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and gluconic acid can be used alone or in combination with other roll-off reducing agents to further reduce clogging of abrasive grains and polishing debris to the polishing pad. It is preferable because the use of the pad for a long period can prevent deterioration of polishing characteristics such as polishing speed and surface quality. Further, frequent pad cleaning is not required, that is, the pad dressing interval can be greatly extended, and the productivity is improved, which is preferable from the economical viewpoint. Among these, oxalic acid, tartaric acid and citric acid are preferable, and citric acid is particularly preferable. The monocarboxylic acid and dicarboxylic acid used in the present invention are selected from carboxylic acids having no OH group or SH group.
[0017]
In addition, salts of these acids (that is, salts of carboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms having OH groups or SH groups, salts of dicarboxylic acids having 2 to 3 carbon atoms, salts of monocarboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms) ) Is not particularly limited, and specific examples include salts with metals, ammonium, alkylammonium, organic amines and the like. Specific examples of the metal include metals belonging to the periodic table (long-period type) 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 6A, 7A, or Group 8. Among these metals, metals belonging to Group 1A, 3A, 3B, 7A or 8 are preferred from the viewpoint of roll-off reduction, metals belonging to Group 1A, 3A or 3B are more preferred, and sodium and potassium belonging to Group 1A are the most. preferable.
[0018]
Specific examples of alkylammonium include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium and the like.
[0019]
Specific examples of the organic amine include dimethylamine, trimethylamine, alkanolamine and the like.
[0020]
Among these salts, ammonium salt, sodium salt and potassium salt are particularly preferable.
[0021]
These compounds of the compound group (A) can be used alone or in admixture of two or more.
[0022]
The total content of the compound group (A) is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.015 to 5% in the polishing composition from the viewpoint of the effect of improving roll-off and from the economical viewpoint. 3% by weight, more preferably 0.03 to 2% by weight.
[0023]
The compound group (B) used in the present invention has an action of improving the polishing rate. Examples of the compound group (B) include polyvalent carboxylic acids, aminopolycarboxylic acids, amino acids and salts thereof having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms.
[0024]
From the viewpoint of speed improvement, among polyvalent carboxylic acids having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms, 4 to 20 carbon atoms are preferable, and 4 to 10 carbon atoms are more preferable. In addition, from the same viewpoint, the aminopolycarboxylic acid has a number of amino groups in one molecule of preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4. The number of carboxylic acids is preferably 1 to 12, and more preferably 2 to 8. Moreover, as carbon number, 1-30 are preferable and 1-20 are more preferable. From the same viewpoint, the amino acid has preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms. From the viewpoint of improving the speed, polyvalent carboxylic acids, aminopolycarboxylic acids and salts thereof having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms are preferred.
[0025]
Specifically, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbaric acid, adipic acid, propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid, butane-1,2,3, 4-tetracarboxylic acid, diglycolic acid, nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid (HEDTA), triethylenetetraminehexaacetic acid (TTHA), dicarboxymethylglutamic acid (GLDA), glycine, alanine and the like.
Of these, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbaric acid, adipic acid, diglycolic acid, nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, and diethylenetriaminepentaacetic acid are preferred, and succinic acid and maleic acid are also preferred. Fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbaric acid, diglycolic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, and diethylenetriaminepentaacetic acid are more preferable.
[0026]
Further, these acid salts (that is, polyvalent carboxylic acid salts, aminopolycarboxylic acid salts, amino acid salts having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms) are not particularly limited. Specifically, salts with metals, ammonium, alkylammonium, organic amines and the like can be mentioned. Specific examples of the metal include metals belonging to the periodic table (long-period type) 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 6A, 7A, or Group 8. Among these metals, a metal belonging to 1A, 3A, 3B, 7A or Group 8 is preferable, a metal belonging to Group 1A, 3A, 3B or 8 is more preferable, sodium, potassium belonging to Group 1A, Most preferred are cerium belonging to Group 3A, aluminum belonging to Group 3B, and iron belonging to Group 8.
[0027]
Specific examples of alkylammonium include tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium and the like.
[0028]
Specific examples of the organic amine include dimethylamine, trimethylamine, alkanolamine and the like.
Among these, ammonium salts, sodium salts, potassium salts, and aluminum salts are particularly preferable as the salts.
[0029]
These compounds of the compound group (B) can be used alone or in admixture of two or more.
[0030]
The total content of the compound group (B) is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.02 in the polishing composition, from the viewpoints of polishing promotion effect, economic viewpoint and surface quality. -7% by weight, more preferably 0.03-5% by weight.
[0031]
In addition, the combination of the compound group (A) and the compound group (B) includes acetic acid, oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, glyoxylic acid, tartaric acid from the viewpoint of speed improvement and roll-off reduction. Citric acid, gluconic acid and one or more of these salts [compound group (A)] and succinic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, citraconic acid, itaconic acid, adipic acid, tricarbaric acid, diglycolic acid, More preferred is a combination of nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid and one or more of these salts [compound group (B)], oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, glyoxylic acid, tartaric acid, Citric acid, gluconic acid and one or more of these salts [compound group (A)] and succinic acid, maleic acid, Le acid, citraconic acid, itaconic acid, Torikarubaru acid, diglycolic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, a combination of diethylenetriamine pentaacetic acid and one or more [compound group (B)] of these salts are more preferred. Furthermore, glycolic acid, oxalic acid, tartaric acid, citric acid, malonic acid and one or more of these salts [compound group (A)] and succinic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid And a combination of one of these salts [compound group (B)] is particularly preferred. Moreover, when one or more of oxalic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, gluconic acid and their salts are used as the compound group (A), clogging of abrasive grains and polishing residue on the polishing pad is further reduced. Therefore, it is preferable to use a polishing pad for a long period of time so that deterioration of polishing characteristics such as polishing rate and surface quality can be prevented.
[0032]
In this case, among the compound group (A), oxalic acid, tartaric acid, citric acid or a salt thereof is preferable, and citric acid or a salt thereof is particularly preferable. When two or more compound groups (A) are used in combination, particularly preferred combinations include two or more combinations selected from oxalic acid, tartaric acid, citric acid and salts thereof, or oxalic acid, tartaric acid and citric acid. And a combination of one or more selected from salts thereof and one or more selected from malonic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, gluconic acid and salts thereof, and citric acid or a salt thereof and oxalic acid. A combination with one or more selected from glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid and salts thereof is more preferable. A particularly preferred combination is citric acid or a salt thereof and glycolic acid or a salt thereof.
[0033]
As the abrasive used in the present invention, an abrasive generally used for polishing can be used. Examples of the abrasive include metals; metal or metalloid carbides, nitrides, oxides, borides; diamond and the like. The metal or metalloid element is derived from Group 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 6A, 7A or Group 8 of the periodic table (long period type). Specific examples of the abrasive include α-alumina particles, silicon carbide particles, diamond particles, magnesium oxide particles, zinc oxide particles, cerium oxide particles, zirconium oxide particles, colloidal silica particles, fumed silica particles, and the like. The use of one or more is preferable from the viewpoint of improving the polishing rate. Among these, α-alumina particles, cerium oxide particles, zirconium oxide particles, colloidal silica particles, fumed silica particles and the like are more preferable, and α-alumina particles are particularly preferable.
[0034]
The average particle size of the primary particles of the abrasive is preferably 0.01 to 3 μm, more preferably 0.02 to 0.8 μm, and particularly preferably 0.05 to 0.5 μm from the viewpoint of improving the polishing rate. It is. Furthermore, when primary particles are aggregated to form secondary particles, the average particle size of the secondary particles is similarly from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness of the object to be polished. , Preferably 0.05 to 3 μm, more preferably 0.1 to 1.5 μm, and particularly preferably 0.2 to 1.2 μm. The average particle diameter of the primary particles of the abrasive can be obtained as the number average particle diameter by observing with a scanning electron microscope (preferably 3000 to 30000 times), performing image analysis, and measuring the particle diameter. The average particle size of the secondary particles can be measured as a volume average particle size using a laser beam diffraction method.
[0035]
The specific gravity of the abrasive is preferably 2 to 6 and more preferably 2 to 5 from the viewpoints of dispersibility, supply to a polishing apparatus, and recovery and reusability.
[0036]
The content of the abrasive is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 2 to 30% in the polishing composition from the viewpoint of reducing the economy and surface roughness and enabling efficient polishing. % By weight, more preferably 3 to 15% by weight.
[0037]
Water in the polishing composition of the present invention is used as a medium, and the content thereof is preferably 40 to 98% by weight from the viewpoint of efficiently polishing an object to be polished, 50-97 weight% is still more preferable, and 60-95 weight% is especially preferable.
[0038]
Moreover, other components can be mix | blended with the polishing liquid composition of this invention as needed.
[0039]
Examples of other components include inorganic acids and salts thereof, oxidizing agents, thickeners, dispersants, rust inhibitors, basic substances, and surfactants.
[0040]
These components may be used alone or in combination of two or more. Further, the content is preferably 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.05 in the polishing composition from the viewpoint of improving the polishing rate, the viewpoint of developing each function, and the economical viewpoint. -10 wt%, more preferably 0.05-5 wt%.
[0041]
In addition, although the density | concentration of each component in the said polishing liquid composition is a preferable density | concentration at the time of grinding | polishing, the density | concentration at the time of manufacturing this composition may be sufficient. Usually, the composition is produced as a concentrated liquid, and it is often used after being diluted at the time of use.
[0042]
The polishing composition of the present invention is produced by appropriately adding and mixing the compound group (A), the compound group (B), an abrasive, water and, if necessary, various additives by known methods. Can do.
[0043]
The pH of the polishing composition is preferably determined as appropriate according to the type of the object to be polished and the required quality. For example, the pH of the polishing composition is preferably 2 to 12 from the viewpoints of substrate cleaning properties, processing machine corrosion prevention properties, and operator safety. In addition, when the object to be polished is a precision component substrate mainly made of metal such as a Ni-P plated aluminum alloy substrate, 2 to 9 is more preferable from the viewpoint of improving the polishing rate and improving the surface quality. 3 to 8 are particularly preferable. Furthermore, polishing of semiconductor wafers and semiconductor elements, especially silicon substrates, polysilicon films, SiO2When used for polishing a film or the like, from the viewpoint of improving the polishing rate and improving the surface quality, 7 to 12 is preferable, 8 to 12 is more preferable, and 9 to 11 is particularly preferable. The pH can be adjusted by blending a basic substance such as an inorganic acid such as nitric acid or sulfuric acid, an organic acid, aqueous ammonia, sodium hydroxide, or potassium hydroxide in a desired amount as necessary.
[0044]
The polishing method of the substrate to be polished according to the present invention is prepared by using the polishing liquid composition of the present invention or by mixing each component so as to be the composition of the polishing liquid composition of the present invention to prepare a polishing liquid. It has the process of grind | polishing a board | substrate and can manufacture the board | substrate for precision components especially suitably.
[0045]
The material of the object to be polished typified by the substrate to be polished, which is the subject of the present invention, is, for example, a metal or semi-metal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, and these metals as a main component. And glassy materials such as glass, glassy carbon, and amorphous carbon, ceramic materials such as alumina, silicon dioxide, silicon nitride, tantalum nitride, and titanium nitride, resins such as polyimide resin, and the like. Among these, metals such as aluminum, nickel, tungsten, and copper, and alloys containing these metals as main components are objects to be polished, or semiconductor substrates such as semiconductor elements containing these metals are objects to be polished. It is preferable that In particular, when polishing a substrate made of an aluminum alloy plated with Ni-P, when the polishing composition of the present invention is used, the roll-off is small, the polishing rate is improved, and surface defects are not caused. It is preferable because roughness can be reduced.
[0046]
The shape of these objects to be polished is not particularly limited, and for example, a shape having a flat surface 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 can be used. It becomes the object of polishing using the composition. Among these, it is particularly excellent for polishing a disk-shaped workpiece.
[0047]
The polishing composition of the present invention is suitably used for polishing precision component substrates. For example, it is suitable for polishing a substrate of a magnetic recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk, a photomask substrate, an optical lens, an optical mirror, an optical prism, and a semiconductor substrate. Polishing of a semiconductor substrate includes polishing performed in a silicon wafer (bare wafer) polishing process, a buried element isolation film forming process, an interlayer insulating film flattening process, a buried metal wiring forming process, a buried capacitor forming process, and the like. The polishing composition of the present invention is particularly suitable for polishing a magnetic disk substrate. Among magnetic disk substrates, it is particularly suitable for polishing an Ni-P plated aluminum magnetic disk substrate.
[0048]
Further, as a method for producing a substrate to be polished using the polishing liquid composition of the present invention, for example, the substrate to be polished is sandwiched between polishing plates to which a non-woven organic polymer polishing cloth or the like is attached. Examples include a method of manufacturing a substrate to be polished by supplying a polishing composition to a polishing surface and moving a polishing plate or a substrate while applying a certain pressure.
[0049]
As described above, by using the polishing composition of the present invention, it is possible to improve the polishing rate and produce a high-quality substrate with reduced roll-off with high production efficiency.
[0050]
The polishing composition of the present invention is particularly effective in the polishing process, but can be similarly applied to other polishing processes such as a lapping process.
[0051]
【Example】
Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4
Abrasive (α-alumina (purity about 99.9%) with an average primary particle size of 0.23 μm and secondary particle size of 0.6 μm), compound group (A), compound group (B) In addition, the ion-exchanged water and, if necessary, other components are made to have the composition shown in Table 1. Examples 1 to 7 and Comparative Examples 2 to 4 are ammonia water, and Comparative Example 1 is nitric acid and the pH is 4. Adjusted to 0 or 7.0, mixed and stirred to prepare 100 parts by weight of the polishing composition.
[0052]
Using the obtained polishing liquid composition, a Ni-P plated aluminum alloy substrate having a center line average roughness Ra of 0.2 μm, a thickness of 0.8 mm, and a diameter of 3.5 inches measured by the following method was used. The surface was polished with a double-sided processing machine under the following setting conditions of the double-sided processing machine to obtain a polished product of a Ni—P plated aluminum alloy substrate used as a substrate for a magnetic recording medium.
[0053]
The setting conditions for the double-sided machine are shown below.
Used double-sided machine: Type 9B double-sided machine made by Speed Fem Co.
Processing pressure: 9.8 kPa
Polishing pad: Polytex DG-H (Rodel Nitta)
Surface plate rotation speed: 55r / min
Polishing liquid composition supply flow rate: 100 mL / min
Polishing time: 4 min
Number of sheets: 10
[0054]
After polishing, the thickness of the aluminum alloy substrate was measured using a film thickness meter (manufactured by Mitutoyo Corporation, laser film thickness meter Model LGH-110 / LHC-11N), and the change in the thickness of the aluminum alloy substrate before and after polishing From this, the rate of thickness reduction was determined, and the relative value (relative polishing rate) was determined based on Comparative Example 1.
[0055]
Moreover, the roll-off of the surface of each board | substrate after grinding | polishing was measured in accordance with the following method. In addition, the roll-off calculated | required the relative value (relative roll-off) on the basis of the roll-off value of the comparative example 2. These results are shown in Table 1.
[0056]
[Surface roughness (centerline average roughness Ra)]
The measurement was performed under the following conditions using a tally step manufactured by Rank Taylor Hobson.
Tip size of stylus: 25 μm × 25 μm
High-pass filter: 80 μm
Measurement length: 0.64 mm
[0057]
[Roll off]
Measuring device: Mitutoyo Foam Tracer SV-C624
Tip radius of stylus: 2 μm (Code No. 178-381)
Stylus pressure: 0.7mN or less
Speed: 0.2mm / s
Analysis software: SV-600 fine contour analysis system version 1.01
Filter: LPF (Gaussian) 0.800mm
[0058]
Using the above-mentioned device, measure the shape of the end of the disc whose distance from the disc center is 42.5 mm to 47.5 mm, and position the points A, B and C at 43 mm, 47 mm and 45 mm respectively from the disc center. Then, D was determined by the measurement method using analysis software. A value obtained by dividing the obtained D by 1/2 of the amount of change in disk thickness before and after polishing was defined as a roll-off value.
[0059]
[Table 1]
From the results of Table 1, the polishing liquid compositions obtained in Examples 1 to 7 have a higher polishing rate than the polishing liquid compositions obtained in Comparative Examples 1 to 4, and roll off of the substrate to be polished. It turns out that it can reduce remarkably.
[0061]
Moreover, using the polishing composition prepared in Example 5, Example 7 and Comparative Example 4, the polishing evaluation described above was repeated 20 times, and the ratio of the 20th relative polishing rate to the 1st relative polishing rate was repeated. Was measured as clogging prevention performance, it was 0.95 in the polishing composition of Example 5, 0.92 in Example 7, and 0.55 in Comparative Example 4.
It can be seen that the polishing liquid compositions obtained in Examples 5 and 7 have superior polishing pad clogging prevention properties as compared with Comparative Example 4.
[0062]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a substrate with reduced roll-off in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a measurement curve and roll-off.
Claims (6)
化合物群（Ａ）：ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のカルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸、炭素数１〜２０のモノカルボン酸及びそれらの塩、
化合物群（Ｂ）：炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩
（但し、以下のものを除く。
(a) 中間アルミナ又はアルミナゾルを含有する研磨液組成物、
(b) 銅又は銅合金膜を表面に有する基板を研磨するための化学的機械的研磨用スラリーであって、研磨材と、酸化剤と、クエン酸と、グルタル酸、マレイン酸、コハク酸及びアミノ酸から選ばれる化合物とを含有している研磨用スラリー、
(c) シリカ研磨材と、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる１種以上と、グルタル酸及びマレイン酸から選ばれる１種以上とからなる、絶縁膜と該絶縁膜上に形成されたタンタル系金属膜を有する基板を研磨するための化学的機械的研磨用スラリー、並びに
(d) 研磨材と、下記一般式（Ｉ）で示されるアルカノールアミンと、シュウ酸、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸及びクエン酸から選ばれる１種以上と、グルタル酸、マレイン酸およびアミノ酸から選ばれる１種以上とからなる、絶縁膜上にタンタル系金属膜を形成した基板表面を化学的機械的研磨するための研磨用スラリー：
ＮＲ 1 m （Ｒ 2 ＯＨ） n （Ｉ）
（式中、Ｒ 1 は水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基であり、Ｒ 2 は炭素数１以上５以下のアルキレン基であり、ｍは０以上２以下の整数であり、ｎは１以上３以下の自然数であり、ｍ＋ｎ＝３を満たす））。A polishing composition comprising at least one selected from the following compound group (A) and compound group (B), an abrasive, and water:
Compound group (A): C2-C20 carboxylic acid having OH group or SH group, C2-C3 dicarboxylic acid, C1-C20 monocarboxylic acid and salts thereof,
Compound group (B): polyvalent carboxylic acid, aminopolycarboxylic acid, amino acid and salts thereof having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms (excluding the following).
(a) a polishing composition containing intermediate alumina or alumina sol,
(b) A slurry for chemical mechanical polishing for polishing a substrate having a copper or copper alloy film on its surface, comprising an abrasive, an oxidizing agent, citric acid, glutaric acid, maleic acid, succinic acid and A polishing slurry containing a compound selected from amino acids ;
(c) An insulating film comprising a silica abrasive, at least one selected from oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, malic acid and citric acid, and at least one selected from glutaric acid and maleic acid, and the insulating film Chemical mechanical polishing slurry for polishing a substrate having a tantalum metal film formed thereon, and
(d) selected from abrasives, alkanolamines represented by the following general formula (I), one or more selected from oxalic acid, malonic acid, tartaric acid, malic acid and citric acid , glutaric acid, maleic acid and amino acids 1 consists of more than a polishing slurry for chemical mechanical polishing a substrate surface to form a tantalum-based metal film on the insulating film:
NR 1 m (R 2 OH) n (I)
Wherein R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms , R 2 is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, m is an integer of 0 to 2 and n is It is a natural number of 1 or more and 3 or less and satisfies m + n = 3) ).
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