JP4010359B2

JP4010359B2 - 金属膜付基板の洗浄方法

Info

Publication number: JP4010359B2
Application number: JP2003060772A
Authority: JP
Inventors: 尚史新谷
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: JP2004273650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属膜付基板の研磨後の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体基板の研磨後には、搬送時の保存液としては研磨面の保護として酸性（ｐＨ＜７）の界面活性剤を使用する。また、洗浄液では、過酸化水素とアンモニアによるＳＣ１洗浄が一般的である。過酸化水素とフッ化水素と界面活性剤を含む洗浄液も報告されている（特許文献１）。しかし、金属膜付基板の場合、保存液として酸性（ｐＨ＜７）の界面活性剤を使用したりＳＣ１洗浄してしまうと逆にエッチングが進行し、研磨面の面粗さが増大してしまう。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６１０６９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の様な従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、研磨後の金属膜付基板の面粗さを劣化させることなく洗浄する方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、研磨後の金属膜付基板の保存液及び洗浄液のｐＨを８以上とすることで、金属膜付基板の面粗さを劣化させることなく洗浄することを特徴とする。つまり、保存液、洗浄液を金属膜のエッチングが進行しないｐＨである８以上にすることで、研磨直後の面粗さを洗浄・乾燥後に維持するための方法である。
【０００６】
本発明は、具体的には、金属膜付基板の研磨後の洗浄方法であって、ｐＨが８以上の洗浄液を用いるアルカリ洗浄工程を含むことを特徴とする洗浄方法を提供する。また、洗浄工程の前に、ｐＨが８以上の保存液中に浸すアルカリ保存工程を含む洗浄方法を提供する。なお、本発明において、アルカリ保存工程の後に別個独立のアルカリ洗浄工程を設けなくても、アルカリ保存工程の後にアルカリ保存液から基板を取り出す工程は、アルカリ保存液をアルカリ洗浄液とみなし、アルカリ洗浄工程とみなすものとする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の金属膜付基板面の研磨後の洗浄方法について詳細に説明する。
本発明の金属膜付基板の基板は、好ましくは記録メディア用であり、好ましくは、アルミニウムと銅と真鍮とガラスとカーボンと珪素とからなる一群から選ばれる一以上である。
研磨する金属膜付基板は、好ましくは、金属膜付アルミニウムディスク、金属膜付銅ディスク、金属膜付ガラスディスク、金属膜付カーボンディスク、又は金属膜付珪素ディスクであって、この基板上に基板とは異なる金属膜を配した金属膜付基板である。この基板上に基板とは異なる金属膜を配するのは、基板の強度向上や記録メディアとしての用途が主であるためである。
基板の厚さは、特に限定されないが、通常、０．１〜１．０ｍｍである。
【０００８】
研磨する金属膜付基板の金属膜は、単金属又は２種以上の合金もしくは２種以上の多層膜である。金属膜は、好ましくは、コバルトとニッケルと鉄と白金とからなる一群から選ばれる一種又は二種以上の合金、又は二種以上の多面層である。
金属膜の厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．１〜１０μｍである。
【０００９】
金属膜を金属基板に設ける方法は、特に限定されず、公知の方法が用いられる。好ましい方法としては、スパッタ法、メッキ法、ペースト法、接着法、焼結法等である。
【００１０】
研磨工程は、特に限定しないが、好ましくは研磨液を用いるものであり、好ましくは、アルミナと酸化ジルコニウムと酸化チタンと酸化セリウムとシリカとからなる一群から選ばれる１種以上の酸化物粒子を含む分散液である。粒子の大きさは、特に限定されず、用途に応じて選択できるが、通常はナノメーターオーダー又はマイクロメーターオーダーである。研磨液の濃度は、用途に応じて適宜希釈して用いることができる。
研磨液として特に好ましくは、コロイダルシリカ等のシリカを砥粒とするものである。その後のアルカリ保存工程又はアルカリ洗浄工程により、シリカがアルカリ液中に溶け出すため、洗浄の促進となるからである。
【００１１】
本発明によれば、この金属膜を研磨し、面粗さを劣化させることなく洗浄・乾燥を行うために、金属膜付基板の研磨後に用いる保存液、洗浄液のｐＨをアルカリ側（ｐＨ≧８）に設定し、洗浄前の保存中及び洗浄中での面粗さの劣化を防止する。
洗浄工程は、研磨後の金属膜付基板を洗浄する工程であり、ｐＨ８以上の洗浄液を用いるアルカリ洗浄工程の前に水で洗浄しても良い。特に、酸性条件下で研磨した場合には、前もって水で洗浄することが好ましい。また、アルカリ洗浄工程の後に水で洗浄しても良い。
保存液を用いる保存工程は、金属膜の研磨後にすぐに洗浄できない場合等に、金属膜付基板を保存液に浸して保管する工程である。保存工程の前に水で洗浄してもよい。本発明において、アルカリ保存工程の後に別個独立のアルカリ洗浄工程を設けなくても、アルカリ保存工程の後にアルカリ保存液から基板を取り出す工程は、アルカリ保存液をアルカリ洗浄液とみなし、アルカリ洗浄工程とみなすものとする。取り出した基板は、水で洗浄してもよい。
【００１２】
本発明に用いる洗浄液又は保存液は、好ましくは界面活性剤を含む溶液であり、好ましくは水溶液である。界面活性剤を用いると、砥粒の再付着を防止でき、砥粒の脱離を促進できるからである。界面活性剤は、好ましくは、ポリオキシエチレンアルキルエーテルと、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルとからなる一群から選ばれる少なくとも１種の化合物であり、好ましくは０．０１〜１００重量％の濃度とする。
界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルでは、クリーンスルーＫＳ−３０３０、ＫＳ−３０５３（花王社製）、エクセムライト（共栄社化学社製）、ＢＬ−２（日光ケミカル社製）等が挙げられ、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルでは、ＮＯＷ−６０１Ａ（和光純薬社製）等が挙げられる。
【００１３】
保存液及び洗浄液のｐＨコントロールは、酸性側は無機酸（塩酸、硝酸、硫酸等）、有機酸（酢酸、酒石酸、クエン酸等）、アルカリ性側は無機塩（水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、アンモニア等）、有機塩（酢酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム等）又はイオン交換により調整することができるが、保存・洗浄する材料の特性に応じ選択することができ、特に限定されるものでない。
【００１４】
本発明に用いる洗浄液又は保存液は、界面活性剤に加えて、無機酸、有機酸、無機塩、有機塩等を含んでいても良い。
【００１５】
また、保存液及び洗浄液は、洗浄能力を高めるために加温（３０〜８０℃）して使用しても良い。加温することにより、常温と比べて界面活性剤の濃度を低下させることができる。
【００１６】
これら保存液・洗浄液を用いて、金属膜付基板面の研磨後の基板を保存・洗浄することで面粗さを劣化させない洗浄方法が確立できる。特に、本発明の利点としては搬送時の保存液として界面活性剤を使用するので、保存中にも洗浄が行われるために、洗浄工程が短時間でき、生産性の向上も期待できる。
【００１７】
本発明の洗浄方法は、磁気記録媒体に用いられる、軟磁性膜付基板の研磨に特に好ましい。軟磁性膜付基板は、軟磁性膜の上に硬磁性膜である記録層を設けると、ハードディスク等となるものである。なお、軟磁性膜とは、保磁力で定義すると数十Ｏｅ以下の膜であり、保持力数百Ｏｅ以上の硬磁性膜と区別される。
基板としては、Ｓｉ単結晶基板やガラス基板が挙げられる。軟磁性膜としては、好ましくは、コバルトとニッケルと鉄とからなる一群から選ばれる一種以上の金属が挙げられる。軟磁性膜付基板の洗浄では、ｐＨ１１以上の界面活性剤を用いることにより、効率良く洗浄する効果がある。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１〜３、比較例１〜３
金属膜付基板としてＮｉ−Ｆｅ（重量比１：１）膜が５μｍ付着した３．５インチガラス基板を１枚準備した。
研磨機は６Ｂ型両面研磨機（キャリアサイズ６インチ）とし、研磨パッドはファイナル用のスエードタイプを用いて研磨した。研磨液は、粒径が６０〜８０ｎｍのコロイダルシリカを準備した。なお、ｐＨ調整はイオン交換法で行った。
研磨及び洗浄工程は、図１に示すように、研磨した後、リンス後、簡易洗浄（手洗浄）・乾燥した。図２に示すように、この研磨品を６分割し、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系の界面活性剤（クリーンスルーＫＳ３０５３（花王社製））の５重量％水溶液である保存液等に浸漬し、７２時間放置後、取り出し、簡易洗浄（手洗浄）・乾燥した。保存液のｐＨ調整には水酸化ナトリウムを使用した。この各種研磨品を原子間力顕微鏡（日本電子社製走査プローブ顕微鏡ＪＳＰＭ−４２００）を用いて、ＡＦＭ（アトミック・フォース・マイクロスコープ）観察を行い、面粗さを測定し、表１に示した。
【００１９】
【表１】

【００２０】
実施例１〜３及び比較例１〜３の結果より、保存液の種類により研磨面の面粗さの劣化が起こった。特に、比較例３のｐＨ＝４．９品は、外観も変色が認められ面粗さの劣化が大きかった。また、比較例２の超純水ｐＨ＝６．８品についても予想外に面粗さの劣化が起こり、金属の研磨面に対しては中性付近でもダメージがあるものと考えられる。これに対し、実施例１〜３のｐＨ＝８〜１３．５品については、大気放置に比べ、研磨面の面粗さの劣化は無く保存液として使用できることが確認できた。しかし、実施例３のｐＨ＝１３．５品については、実施例１〜２に比べ、研磨面が若干劣化しているように見えることから、保存液としてのｐＨは８〜１２の範囲が好ましいと考えられる。
今回、各種保存液の検討を行うため、研磨後直ちに洗浄・乾燥を行ったが、簡易洗浄のため、一部研磨砥粒の残留が認められた。この、試験はあくまで保存液が研磨面にダメージを与える確認を行うものであり、生産性は考えていない。
また、研磨面の面粗さについては、砥粒の残留が無い部分について測定を行った。
【００２１】
実施例４〜１５、比較例４〜６
金属膜付基板としてＮｉ−Ｆｅ（重量比１：１）膜が２μｍ付着した１．８インチＳｉ基板を１０枚準備した。
研磨機は６Ｂ型両面研磨機（キャリアサイズ６インチ）とし、研磨パッドはファイナル用のスエードタイプを用いて研磨した。
研磨液は、粒径が２０〜４０ｎｍのコロイダルシリカを準備し、ｐＨ調整は、炭酸ナトリウムで行った。
研磨及び洗浄工程は、図３と図４に示すように、研磨後、研磨品を各種条件のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤（クリーンスルーＫＳ３０５３（花王社製））の入りの保存液に１枚づつ浸漬し、６０分後、洗浄機を用いて洗浄・乾燥を行った後、集光灯（山田光学社製）よる研磨面のパーティクルの有無及び数について目視観察を行った。パーティク数は、目視観察による研磨面（片面）に付着した斑点の数で表した。また、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（日本電子社製走査プローブ顕微鏡ＪＳＰＭ−４２００）を用いて、研磨面のＡＦＭ観察を行い、面粗さを測定し、表２に示した。
【００２２】
【表２】

【００２３】
実施例４〜１５及び比較例４〜６の結果より、保存液の界面活性剤が洗浄後のパーティクルの除去に不可欠であることが判った。また、洗剤濃度についても常温では１０重量％以上で、残留するパーティクルがなくなった。さらに、保存液を加温することにより、１重量％でも充分な効果が認められた。
保存液のｐＨについても、研磨液の砥粒がシリカ系であるということもあり、ＰＨの高い領域において、十分な効果が得られることが確認できた。
これらの結果から、保存液は、ｐＨを８〜１３、洗剤濃度１〜５０重量％、液温４０〜６０℃とすることで、充分な効果が得られることが判った。また、洗浄での洗剤液の条件も保存液と同等にすることで更に効果が期待できると考えられるが、今回の検討では洗浄液濃度は１重量％（２０℃）で十分であった。これに対し、洗剤を含まない水のみに保存した研磨品は、その後の洗浄時の条件を検討しても、パーティクルを完全に除去することは出来なかった。このことより、一度研磨面に固着した砥粒を除去することは難しく、研磨直後に保管する保存液の重要性が高いことを裏付けている。
【００２４】
なお、使用した評価方法について以下に説明する。
面粗さの測定
原子間力顕微鏡（日本電子社製走査プローブ顕微鏡ＪＳＰＭ−４２００）を用いて、ＡＦＭ観察を行い、面粗さを測定した。観察エリアは１０μｍ角とした。
【００２５】
集光灯による目視観察
集光灯（山田光学社製）を用いて、１０万ルクスの照度でパーティクルの有無及び数を目視観察した。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、金属膜付基板の研磨後の洗浄を、研磨面にダメージを与えることなく砥粒やその他微粒子などの汚染物を除去できる洗浄方法が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１〜３及び比較例１〜３の研磨及び洗浄工程と示す図である。
【図２】研磨品を６分割し、保存液に入れることを示す概略図である。
【図３】実施例４〜６及び比較例４〜６の研磨及び洗浄工程と示す図である。
【図４】研磨品を保存液に入れることを示す概略図である。

Claims

金属膜付基板の研磨後の洗浄方法であって、ｐＨが８以上の洗浄液を用いるアルカリ洗浄工程と、該アルカリ洗浄工程の前に、ｐＨが８以上の保存液中に浸すアルカリ保存工程を含み、
上記金属膜付基板の金属膜が、コバルトとニッケルと鉄と白金とからなる一群から選ばれる一種又は二種以上の合金もしくは二種以上の多層膜であり、
上記洗浄液と上記保存液が、界面活性剤としてポリオキシエチレンアルキルエーテル又はポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルを含む洗浄方法。
上記界面活性剤が、０．０１〜１００重量％の濃度とするものである請求項１に記載の洗浄方法。
上記金属膜付基板が、アルミニウムと銅と真鍮とガラスとカーボンと珪素とからなる一群から選ばれる一以上を含む基板上に、該基板とは異なる金属膜を配したものである請求項１又は請求項２に記載の洗浄方法。
上記金属膜付基板の金属膜が、軟磁性膜である請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄方法。