JP4451347B2 - Polishing liquid composition - Google Patents

Polishing liquid composition Download PDF

Info

Publication number
JP4451347B2
JP4451347B2 JP2005127860A JP2005127860A JP4451347B2 JP 4451347 B2 JP4451347 B2 JP 4451347B2 JP 2005127860 A JP2005127860 A JP 2005127860A JP 2005127860 A JP2005127860 A JP 2005127860A JP 4451347 B2 JP4451347 B2 JP 4451347B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
zeta potential
abrasive
less
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005127860A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006306924A (en
Inventor
良暁 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kao Corp filed Critical Kao Corp
Priority to JP2005127860A priority Critical patent/JP4451347B2/en
Publication of JP2006306924A publication Critical patent/JP2006306924A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4451347B2 publication Critical patent/JP4451347B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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.

近年のメモリーハードディスクドライブには、高容量・小径化が求められ記録密度を上げるために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求められている。それに伴い、磁気ディスク用基板の製造工程においても研磨後に要求される表面品質は年々厳しくなってきており、ヘッドの低浮上化に対応して、表面粗さ、微小うねり、ロールオフ及び突起を低減する必要があり、単位記録面積の減少に対応して、許容される基板面当たりのスクラッチ数は少なく、その大きさと深さはますます小さくなってきている。   Recent memory hard disk drives are required to have a high capacity and a small diameter, and in order to increase the recording density, the flying height of the magnetic head is reduced to reduce the unit recording area. As a result, the surface quality required after polishing in the manufacturing process of magnetic disk substrates has become stricter year by year, and the surface roughness, micro waviness, roll-off and protrusions have been reduced in response to the low flying height of the head. Corresponding to the decrease in unit recording area, the allowable number of scratches per substrate surface is small, and its size and depth are getting smaller.

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。その結果、半導体基板の製造プロセスにおいては、フォトレジストの露光の際の焦点深度が浅くなり、より一層欠陥の少ない表面品質が望まれている。   Also in the semiconductor field, high integration and high speed are advancing. In particular, miniaturization of wiring is required for high integration. As a result, in the manufacturing process of a semiconductor substrate, the depth of focus at the time of exposure of a photoresist becomes shallow, and surface quality with fewer defects is desired.

このような要求に対して、メモリーハードディスク基板の表面平滑性を向上させた研磨液組成物が特許文献1に記載されているが、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得るには不十分である。
特開2002―30274号公報
In response to such demands, a polishing liquid composition with improved surface smoothness of the memory hard disk substrate is described in Patent Document 1, but in order to obtain the surface quality necessary for increasing the density of the memory hard disk substrate. It is insufficient.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-30274

そこで、本件発明者らは、メモリーハードディスク基板や半導体基板等の精密部品基板の高密度化又は高集積化に必要な表面品質を達成するための要件について、鋭意検討したところ、ナノスクラッチの発生がメモリーハードディスク基板では高密度化、また半導体基板では高集積化を阻害していることを見出し、本発明を完成させた。   Therefore, the inventors of the present invention diligently examined the requirements for achieving the surface quality necessary for high density or high integration of precision component substrates such as memory hard disk substrates and semiconductor substrates. The present invention has been completed by finding that high density is hindered in the memory hard disk substrate and high integration is hindered in the semiconductor substrate.

即ち、本発明の目的は、研磨後の被研磨物のナノスクラッチを顕著に低減できる研磨液組成物、及びナノスクラッチが顕著に低減した基板の製造方法を提供することにある。   That is, an object of the present invention is to provide a polishing composition that can remarkably reduce nanoscratches of an object to be polished after polishing, and a substrate manufacturing method that remarkably reduces nanoscratches.

即ち、本発明の要旨は、
[1] 二種以上の研磨材を含有してなる研磨液組成物であって、研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超の研磨材aと(b)0mV未満の研磨材bとを含有してなる研磨液組成物、
[2] 二種以上の研磨材を含有してなる研磨液組成物を用いて研磨する工程を有する基板の製造方法であって、研磨時の研磨材のゼータ電位が、少なくとも一種は0mV超、かつ他の少なくとも一種は0mV未満で研磨する工程を有する基板の製造方法、及び
[3] 研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超の研磨材aと(b)0mV未満の研磨材bとを混合してなる研磨液組成物
に関する。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A polishing composition comprising two or more kinds of abrasives, wherein the zeta potential at the pH at the time of polishing is (a) an abrasive a exceeding 0 mV and (b) an abrasive b less than 0 mV A polishing composition comprising:
[2] A method for producing a substrate comprising a step of polishing using a polishing composition comprising two or more kinds of abrasives, wherein the zeta potential of the abrasives during polishing is at least one exceeding 0 mV, And at least one other type of substrate manufacturing method comprising a step of polishing at less than 0 mV, and
[3] The present invention relates to a polishing composition comprising a mixture of an abrasive material a having a zeta potential at a polishing pH of (a) greater than 0 mV and (b) an abrasive material b of less than 0 mV.

本発明の研磨液組成物を、たとえば、高密度化又は高集積化用の精密部品基板の研磨工程で用いることにより、微細なナノスクラッチを顕著に低減できるため、表面性状に優れた高品質のメモリーハードディスク基板及び半導体基板等の精密部品基板を製造することができるという効果が奏される。   By using the polishing composition of the present invention, for example, in a polishing step of a precision component substrate for high density or high integration, fine nano scratches can be remarkably reduced, so that high quality with excellent surface properties can be obtained. There is an effect that precision component substrates such as a memory hard disk substrate and a semiconductor substrate can be manufactured.

本発明は、二種以上の研磨材を含有してなる研磨液組成物であって、研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超の研磨材aと(b)0mV未満の研磨材bとを含有してなる研磨液組成物に関する。かかる構成を有することにより、ナノスクラッチを顕著に低減することが可能である。このナノスクラッチは、特に、メモリーハードディスク基板又は半導体基板において、高密度化又は高集積化に重要になる物性である。したがって、本発明の研磨液組成物を用いることで、表面性状に優れた高品質のメモリーハードディスク基板又は半導体基板を製造することができる。   The present invention is a polishing composition comprising two or more kinds of abrasives, wherein the zeta potential at the pH during polishing is (a) an abrasive a exceeding 0 mV and (b) an abrasive having less than 0 mV The present invention relates to a polishing composition comprising b. By having such a configuration, it is possible to significantly reduce nano scratches. This nano-scratch is a physical property that is important for high density or high integration especially in a memory hard disk substrate or a semiconductor substrate. Therefore, by using the polishing composition of the present invention, a high-quality memory hard disk substrate or semiconductor substrate having excellent surface properties can be produced.

本発明におけるナノスクラッチとは、深さが10nm以上、100nm 未満、幅が5nm 以上500nm 未満、長さが100 μm 以上の基板表面の微細な傷である。ナノスクラッチは、例えば研磨液組成物や環境に由来する粗大粒子又は研磨中に生成する研磨粒子の凝集体により生じると推測される。ナノスクラッチは、原子間力顕微鏡(AFM)で検出することができ、後述の実施例に記載の目視検査装置である「MicroMax」による測定でナノスクラッチ本数として定量評価できる。   The nano scratch in the present invention is a fine scratch on the substrate surface having a depth of 10 nm or more and less than 100 nm, a width of 5 nm or more and less than 500 nm, and a length of 100 μm or more. Nano scratches are presumed to be caused by, for example, coarse particles derived from the polishing composition or the environment, or aggregates of abrasive particles generated during polishing. Nanoscratches can be detected with an atomic force microscope (AFM), and can be quantitatively evaluated as the number of nanoscratches by measurement with “MicroMax” which is a visual inspection apparatus described in Examples described later.

本発明において用いられる研磨材は、研磨時のpHにおけるゼータ電位により二種類に大別され、該ゼータ電位が0mV超の研磨材を研磨材aとし、0mV未満の研磨材を研磨材bとする。
本発明におけるナノスクラッチの低減機構は明らかではないが、研磨時のpHにおいて異なるゼータ電位、即ち異なる符合の表面電荷を有する研磨材aと研磨材bが、互いに静電的な引力により引き合い、ナノスクラッチの原因の一つと考えられる研磨液組成物や環境に由来する粗大粒子又は研磨中に生成する研磨粒子の凝集体の基板表面への脱落を抑制するためと推測される。
静電的な引力を高めてナノスクラッチを低減する観点から、研磨時のpHにおける研磨材aと研磨材bのゼータ電位の絶対値は大きい方が好ましい。研磨時のpHにおける研磨材aのゼータ電位は0mV超であり、好ましくは0.5mV以上、より好ましくは0.7mV以上、さらに好ましくは0.8mV以上である。また、研磨材bとの凝集力を適度にする観点から、好ましくは50mV以下、より好ましくは20mV以下、さらに好ましくは10mV以下である。研磨時のpHにおける研磨材bのゼータ電位は0mV未満であり、好ましくは−1mV以下、より好ましくは−3mV以下、さらに好ましくは−5mV以下、さらに好ましくは−10mV以下である。また、研磨材aとの凝集力を適度にする観点から、好ましくは−50mV以上、より好ましくは−40mV以上、さらに好ましくは−30mV以上である。
研磨速度向上及びナノスクラッチ低減の観点から粒径分布を調整する目的で二種以上の研磨材a、bを混合する場合も同様に、研磨時のpHにおけるゼータ電位が0mV超の研磨材を研磨材a1、研磨材a2・・・とし、ゼータ電位が0mV未満の研磨材を研磨材b1、研磨材b2・・・とする。
The abrasive used in the present invention is roughly classified into two types according to the zeta potential at the pH at the time of polishing. The abrasive having a zeta potential of more than 0 mV is designated as abrasive a, and the abrasive having a zeta potential of less than 0 mV is designated as abrasive b. .
Although the mechanism for reducing nanoscratches in the present invention is not clear, the abrasive material a and the abrasive material b having different zeta potentials at the pH during polishing, that is, different surface charges, attract each other by electrostatic attraction, and the nanoscratch This is presumed to suppress the dropping of the aggregate of abrasive particles or abrasive particles generated during polishing, which is considered to be one of the causes of scratches, to the substrate surface.
From the viewpoint of increasing electrostatic attraction and reducing nanoscratches, it is preferable that the absolute values of the zeta potentials of the abrasives a and b at the pH during polishing are large. The zeta potential of the abrasive material a at the pH during polishing is more than 0 mV, preferably 0.5 mV or more, more preferably 0.7 mV or more, and further preferably 0.8 mV or more. Moreover, from a viewpoint of making the cohesion force with the abrasive b moderate, it is preferably 50 mV or less, more preferably 20 mV or less, and further preferably 10 mV or less. The zeta potential of the abrasive b at the pH during polishing is less than 0 mV, preferably -1 mV or less, more preferably -3 mV or less, still more preferably -5 mV or less, and even more preferably -10 mV or less. Moreover, from a viewpoint of making the cohesion force with the abrasive material a moderate, Preferably it is -50 mV or more, More preferably, it is -40 mV or more, More preferably, it is -30 mV or more.
Similarly, when mixing two or more kinds of abrasives a and b for the purpose of adjusting the particle size distribution from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing nanoscratch, the abrasive having a zeta potential of more than 0 mV at the pH during polishing is also polished. A material a1, an abrasive material a2,..., And an abrasive material whose zeta potential is less than 0 mV are an abrasive material b1, an abrasive material b2,.

研磨材a及び研磨材bは、研磨材の等電点及びゼータ電位のpH依存性を調べ、目的に合ったものを選択すればよい。また、研磨材aは、例えば研磨材に正電荷を有するAlイオンを吸着させる等の表面処理を施すことにより得ることができ、研磨材bは、例えば研磨材に負電荷を有するカルボキシル基やスルホン酸基を有する化合物を吸着させる等の表面処理を施すことにより得ることができる。   As the abrasive material a and the abrasive material b, the pH dependence of the isoelectric point and the zeta potential of the abrasive material may be examined, and those that meet the purpose may be selected. The abrasive material a can be obtained, for example, by subjecting the abrasive material to surface treatment such as adsorbing positively charged Al ions, and the abrasive material b can be obtained by, for example, a carboxyl group or sulfone having a negative charge on the abrasive material. It can be obtained by applying a surface treatment such as adsorption of a compound having an acid group.

本発明におけるゼータ電位とは、ゼータ電位測定装置Zeta Probe(Colloidal Dynamics社製)を用いて測定したときのゼータ電位をいう。測定原理は、超音波式の一種である電気音響スペクトル分析法(Electrokinetic Sonic Amplitude:ESA)であり、従来の電気泳動法のように研磨材濃度を希釈する必要がなく、研磨液組成物と同じ濃度でゼータ電位を測定できる。
本明細書における研磨液組成物中の研磨材のゼータ電位は、その研磨材について研磨時の研磨液組成物と同一の研磨材濃度で、かつ同一のpHに調整した研磨材の水スラリーのゼータ電位を指す。また、研磨液組成物のゼータ電位は、対象の研磨液組成物をそのまま前記ゼータ電位測定装置を用いて測定したゼータ電位を指す。前記ゼータ電位測定装置でゼータ電位を測定する際は、測定値の信頼性を高めるために、同一試料、同一測定条件にて、少なくとも3回測定を繰り返し、それらの平均値をゼータ電位とする。
The zeta potential in the present invention refers to the zeta potential when measured using a zeta potential measuring device Zeta Probe (Colloidal Dynamics). The measurement principle is electrokinetic Sonic Amplitude (ESA), which is a type of ultrasonic method, and there is no need to dilute the abrasive concentration as in conventional electrophoresis, and it is the same as the polishing composition. The zeta potential can be measured by concentration.
In this specification, the zeta potential of the abrasive in the polishing composition is the same as the zeta potential of the water slurry of the abrasive adjusted to the same pH as the polishing composition at the time of polishing. Refers to electric potential. The zeta potential of the polishing liquid composition refers to the zeta potential obtained by measuring the target polishing liquid composition as it is using the zeta potential measuring device. When measuring the zeta potential with the zeta potential measurement device, in order to increase the reliability of the measurement value, the measurement is repeated at least three times under the same sample and the same measurement condition, and the average value thereof is set as the zeta potential.

研磨材a及び研磨材bの一次粒子の平均粒径は、ともに1nm以上40nm未満が好ましく、研磨速度を向上させる観点から、より好ましくは3nm以上、さらに好ましくは5nm以上、また、ナノスクラッチを低減する観点から、より好ましくは35nm以下、さらに好ましくは30nm以下、さらに好ましくは25nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。したがって、経済的にナノスクラッチを低減する観点から該一次粒子の平均粒径は、好ましくは1〜35nm、より好ましくは3〜30nm、さらに好ましくは5〜25nm、さらに好ましくは5〜20nm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ナノスクラッチを低減する観点から、該二次粒子の平均粒径は、好ましくは5〜150nm、より好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは5〜80nm、さらに好ましくは5〜50nm、さらに好ましくは5〜30nmである。
また、研磨材a及び研磨材bの粒径分布としては、ナノスクラッチの低減及び研磨速度向上の観点から、D90/D50は、好ましくは1〜5、より好ましくは2〜5、さらに好ましくは3〜5である。尚、D90、D50とは、後述のように透過型電子顕微鏡又は走査型電子顕微鏡で観察した画像を使い、一次粒子の小粒径側からの積算粒径分布(個数基準)が、それぞれ90%、50%となる粒径をいう。
The average particle size of the primary particles of the abrasives a and b is preferably 1 nm or more and less than 40 nm. From the viewpoint of improving the polishing rate, the average particle size is more preferably 3 nm or more, further preferably 5 nm or more, and the nanoscratch is reduced. From this viewpoint, it is more preferably 35 nm or less, further preferably 30 nm or less, further preferably 25 nm or less, and further preferably 20 nm or less. Therefore, the average particle size of the primary particles is preferably 1 to 35 nm, more preferably 3 to 30 nm, still more preferably 5 to 25 nm, and still more preferably 5 to 20 nm from the viewpoint of economically reducing nanoscratches. Further, when the primary particles are aggregated to form secondary particles, the average particle size of the secondary particles is preferably 5 to 5 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the nano scratches. It is 150 nm, More preferably, it is 5-100 nm, More preferably, it is 5-80 nm, More preferably, it is 5-50 nm, More preferably, it is 5-30 nm.
Moreover, as particle size distribution of the abrasives a and b, D90 / D50 is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 5, and even more preferably 3 from the viewpoint of reducing nanoscratches and improving the polishing rate. ~ 5. D90 and D50 are images observed with a transmission electron microscope or a scanning electron microscope as described later, and the cumulative particle size distribution (number basis) from the small particle size side of the primary particles is 90% respectively. The particle size is 50%.

また、研磨液組成物全体としての研磨材の一次粒径の平均粒径は、1nm以上40nm未満が好ましく、研磨速度を向上させる観点から、より好ましくは3nm以上、さらに好ましくは5nm以上、また、ナノスクラッチを低減する観点から、より好ましくは35nm以下、さらに好ましくは30nm以下、さらに好ましくは25nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。したがって、経済的にナノスクラッチを低減する観点から該一次粒子の平均粒径は、好ましくは1〜35nm、より好ましくは3〜30nm、さらに好ましくは5〜25nm、さらに好ましくは5〜20nmである。また、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ナノスクラッチを低減する観点から、該二次粒子の平均粒径は、好ましくは5〜150nm、より好ましくは5〜100nm、さらに好ましくは5〜80nm、さらに好ましくは5〜50nm、さらに好ましくは5〜30nmである。
また、研磨材の粒径分布としては、ナノスクラッチの低減及び研磨速度向上の観点から、D90/D50は、好ましくは1〜5、より好ましくは2〜5、さらに好ましくは3〜5である。
Further, the average particle size of the primary particle size of the polishing material as the entire polishing liquid composition is preferably 1 nm or more and less than 40 nm, and from the viewpoint of improving the polishing rate, more preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, From the viewpoint of reducing nanoscratches, the thickness is more preferably 35 nm or less, further preferably 30 nm or less, further preferably 25 nm or less, and further preferably 20 nm or less. Therefore, the average particle size of the primary particles is preferably 1 to 35 nm, more preferably 3 to 30 nm, still more preferably 5 to 25 nm, and still more preferably 5 to 20 nm from the viewpoint of economically reducing nanoscratches. When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average particle size of the secondary particles is preferably 5 to 5 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing nanoscratches. It is 150 nm, More preferably, it is 5-100 nm, More preferably, it is 5-80 nm, More preferably, it is 5-50 nm, More preferably, it is 5-30 nm.
In addition, as a particle size distribution of the abrasive, D90 / D50 is preferably 1 to 5, more preferably 2 to 5, and further preferably 3 to 5, from the viewpoint of reducing nanoscratches and improving the polishing rate.

中でも、研磨材の充填率を上げて研磨速度を向上させ、ナノスクラッチを低減させる観点から、混合する二種以上の研磨材のうち一次粒子の平均粒径が最大の研磨材と平均粒径が最小の研磨材の平均粒径の比(粒径大/粒径小)は、1.3〜10であることが好ましく、より好ましくは1.3〜6、さらに好ましくは1.5〜5である。
ナノスクラッチ低減及び研磨速度向上の観点から、平均粒径が最大と最小の研磨材を足した合計量は、全研磨材に対して10重量%以上であることが好ましく、より好ましくは20重量%以上、さらに好ましくは25重量%以上、さらに好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは35重量%以上である。
また、粒径が最大の研磨材と粒径が最小の研磨材の研磨時のpHにおけるゼータ電位は同符号でもよいが、ナノスクラッチ低減の観点から、符号が異なっていることが好ましい。
Among them, from the viewpoint of improving the polishing rate by increasing the filling rate of the abrasive and reducing nano scratches, among the two or more kinds of abrasives to be mixed, the abrasive having the largest average primary particle size and the average particle size are The ratio of the average particle size of the smallest abrasive (large particle size / small particle size) is preferably 1.3 to 10, more preferably 1.3 to 6, and further preferably 1.5 to 5. is there.
From the viewpoint of reducing nanoscratches and improving the polishing rate, the total amount of the abrasives having the maximum and minimum average particle diameters is preferably 10% by weight or more, more preferably 20% by weight, based on the total abrasives. More preferably, it is 25% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, and further preferably 35% by weight or more.
Further, the zeta potential at the pH during polishing of the abrasive having the largest particle size and the abrasive having the smallest particle size may be the same, but from the viewpoint of reducing nanoscratches, it is preferable that the symbols are different.

研磨材の一次粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡(TEM)(10000〜50000倍)又は走査型電子顕微鏡(SEM)(好適には3000〜100000倍)で観察した画像をパソコンにスキャナで画像データとして取り込み、解析ソフト「WinROOF」(販売元:三谷商事)を用いて1000個以上の粒子データについて1個1個の粒子の2軸平均(長軸と短軸の平均)粒径を求め、それを直径とし、一次粒子の小粒径側からの積算粒径分布(個数基準)が50%となる粒径(D50)を測定することにより求められる。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。   The average particle size of the primary particles of the abrasive is measured with a scanner using an image observed with a transmission electron microscope (TEM) (10000 to 50000 times) or a scanning electron microscope (SEM) (preferably 3000 to 100000 times). Import as image data, and use analysis software "WinROOF" (distributor: Mitani) to determine the biaxial average (average of major axis and minor axis) particle size of each particle for more than 1000 particle data It is determined by measuring the particle diameter (D50) at which the integrated particle diameter distribution (number basis) from the small particle diameter side of the primary particles is 50%, with the diameter as the diameter. The average particle size of the secondary particles can be measured as a volume average particle size using a laser beam diffraction method.

本発明における研磨材としては、研磨用に一般的に使用されている研磨材を使用することができ、金属、金属若しくは半金属の炭化物、窒化物、酸化物、又はホウ化物、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は、酸化珪素(以下、シリカという)、酸化アルミニウム(以下、アルミナという)、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等、またこれら研磨材の表面を官能基で修飾あるいは表面改質したもの、界面活性剤や研磨材で複合粒子化したもの等が挙げられ、これらを一種以上使用することは表面粗さを低減させる観点から好ましい。更に、ナノスクラッチの低減の観点から、コロイダル粒子とヒュームドシリカ粒子が好ましく、より好ましくはコロイダル粒子、たとえばコロイダルシリカ、コロイダルセリア、コロイダルアルミナであり、中でもコロイダルシリカ、たとえばケイ酸水溶液から生成させる製法により得られるコロイダルシリカが好ましい。   As the abrasive in the present invention, an abrasive generally used for polishing can be used, and examples thereof include metal, metal or metalloid carbide, nitride, oxide, boride, diamond, and the like. It is done. 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 silicon oxide (hereinafter referred to as silica), aluminum oxide (hereinafter referred to as alumina), silicon carbide, diamond, manganese oxide, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, cerium oxide, zirconium oxide, and the like. In addition, the surface of these abrasives may be modified or surface-modified with a functional group, or may be compounded with a surfactant or an abrasive, and the use of one or more of these may reduce surface roughness. To preferred. Furthermore, from the viewpoint of reducing nanoscratches, colloidal particles and fumed silica particles are preferable, and colloidal particles such as colloidal silica, colloidal ceria, and colloidal alumina are particularly preferable. Colloidal silica obtained by is preferable.

二種以上の研磨材の好ましい組み合わせは、ナノスクラッチを低減する観点から、少なくとも一種がコロイダル粒子、たとえばコロイダルシリカ、コロイダルセリア、コロイダルアルミナであることが好ましい。より好ましくは、二種がコロイダル粒子、たとえばコロイダルシリカ、コロイダルセリア、コロイダルアルミナから選ばれること、さらに好ましくは、二種以上がすべてコロイダル粒子、たとえばコロイダルシリカ、コロイダルセリア、コロイダルアルミナであること、特に好ましくは、二種以上がすべてコロイダルシリカである。
コロイダルシリカの中では、ナノスクラッチを低減する観点から、一次粒子の平均粒径は、1nm以上40nm未満が好ましく、より好ましくは1〜35nm、さらに好ましくは1〜30nmである。
A preferable combination of two or more abrasives is preferably at least one colloidal particle such as colloidal silica, colloidal ceria, or colloidal alumina from the viewpoint of reducing nanoscratches. More preferably, the two types are selected from colloidal particles such as colloidal silica, colloidal ceria, colloidal alumina, and more preferably two or more types are all colloidal particles such as colloidal silica, colloidal ceria, colloidal alumina, in particular. Preferably, the two or more types are all colloidal silica.
In colloidal silica, from the viewpoint of reducing nanoscratches, the average particle size of the primary particles is preferably 1 nm or more and less than 40 nm, more preferably 1 to 35 nm, and still more preferably 1 to 30 nm.

研磨液組成物中における研磨材の含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上、さらに好ましくは3重量%以上、さらに好ましくは5重量%以上であり、また、表面品質を向上させる観点から、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下、更に好ましくは13重量%以下、更に好ましくは10重量%以下である。すなわち、経済的に表面品質を向上させる観点から該含有量は、好ましくは0.5〜20重量%、より好ましくは1〜15重量%、更に好ましくは3〜13重量%、更に好ましくは5〜10重量%である。   The content of the abrasive in the polishing composition is preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, further preferably 3% by weight or more, and further preferably 5% from the viewpoint of improving the polishing rate. From the viewpoint of improving the surface quality, it is preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, still more preferably 13% by weight or less, and further preferably 10% by weight or less. That is, from the viewpoint of economically improving the surface quality, the content is preferably 0.5 to 20% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, still more preferably 3 to 13% by weight, and still more preferably 5 to 5%. 10% by weight.

混合する研磨材の含有量は、ナノスクラッチを低減する観点から、研磨材を混合した後の研磨時のpHにおける研磨液組成物のゼータ電位(研磨液組成物に含有される研磨材全体としてのゼータ電位)が−10mV〜+5mVになる量であることが好ましく、より好ましくは−8mV〜+3mV、さらに好ましくは−6mV〜+2mV、さらに好ましくは−5mV〜+1.5mVになる量である。   From the viewpoint of reducing nanoscratches, the content of the abrasive to be mixed is determined by the zeta potential of the polishing composition at the pH during polishing after mixing the abrasive (as the entire abrasive contained in the polishing composition). The amount of zeta potential is preferably −10 mV to +5 mV, more preferably −8 mV to +3 mV, still more preferably −6 mV to +2 mV, and still more preferably −5 mV to +1.5 mV.

本発明における研磨時のpHとは、研磨機より排出された直後の研磨液組成物のpHをいう。研磨時のpHは、研磨速度向上及びナノスクラッチの低減の観点から、使用する研磨材及びその表面改質度等に応じて決められる。研磨材がコロイダルシリカの場合、研磨時のpHは好ましくは7以下、より好ましくは5以下、さらに好ましくは4以下、さらに好ましくは3以下、さらに好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2以下であり、また、研磨機腐食防止の観点から好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上、さらに好ましくは1.0以上、さらに好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.4以上である。   In the present invention, the pH during polishing refers to the pH of the polishing composition immediately after being discharged from the polishing machine. The pH during polishing is determined according to the abrasive used, the degree of surface modification, and the like from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing nanoscratches. When the abrasive is colloidal silica, the pH during polishing is preferably 7 or less, more preferably 5 or less, further preferably 4 or less, more preferably 3 or less, further preferably 2.5 or less, and further preferably 2 or less. From the viewpoint of preventing corrosion of the polishing machine, it is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, still more preferably 1.0 or more, still more preferably 1.2 or more, and further preferably 1.4 or more. is there.

本発明の研磨液組成物には、必要に応じてゼータ電位調整剤を配合することができる。本明細書においてゼータ電位調整剤とは、研磨液組成物中での研磨材の表面のゼータ電位を制御するための添加剤をいう。具体的には、研磨材粒子の表面に直接的あるいは間接的に吸着して、又は媒体の酸性度若しくは塩基性度等の性質を変化させることにより、研磨材粒子の表面電位を制御する剤をいう。かかるゼータ電位調整剤としては、たとえば、酸、塩基、塩及び界面活性剤が挙げられる。   A zeta potential adjusting agent can be blended in the polishing composition of the present invention as necessary. In this specification, the zeta potential adjusting agent refers to an additive for controlling the zeta potential of the surface of the abrasive in the polishing composition. Specifically, an agent that controls the surface potential of the abrasive particles by directly or indirectly adsorbing on the surface of the abrasive particles or changing the property such as acidity or basicity of the medium. Say. Examples of such zeta potential adjusting agents include acids, bases, salts, and surfactants.

酸としては無機酸又は有機酸が用いられる。無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、アミド硫酸等が挙げられる。また、有機酸としては、カルボン酸、有機リン酸、アミノ酸等が挙げられ、たとえば、カルボン酸は、酢酸、グリコール酸、アスコルビン酸等の一価カルボン酸、シュウ酸、酒石酸等の二価カルボン酸、クエン酸等の三価カルボン酸が挙げられ、有機リン酸としては、2−アミノエチルホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(HEDP)、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)等が挙げられる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン等が挙げられる。これらの内でも、ナノスクラッチ低減の観点から、無機酸、カルボン酸及び有機リン酸が好ましく、たとえば、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、グリコール酸、シュウ酸、クエン酸、HEDP、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)が適している。   As the acid, an inorganic acid or an organic acid is used. Examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, amidosulfuric acid and the like. Examples of organic acids include carboxylic acids, organic phosphoric acids, amino acids, and the like. For example, carboxylic acids include monovalent carboxylic acids such as acetic acid, glycolic acid, and ascorbic acid, and divalent carboxylic acids such as oxalic acid and tartaric acid. And trivalent carboxylic acids such as citric acid, and examples of the organic phosphoric acid include 2-aminoethylphosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (HEDP), aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (Methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and the like. Examples of amino acids include glycine and alanine. Among these, inorganic acids, carboxylic acids, and organic phosphoric acids are preferable from the viewpoint of reducing nanoscratches. For example, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, glycolic acid, oxalic acid, citric acid, HEDP, aminotri (methylene) Phosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) are suitable.

塩基としては、アンモニア水、ヒドロキシルアミン、アルキルヒドロキシルアミン、一級〜三級のアルキルアミン、アルキレンジアミン、アルキルアンモニウムヒドロキシド等が挙げられ、ナノスクラッチ低減の観点から、好ましくはアンモニア水、アルカノールアミンである。   Examples of the base include ammonia water, hydroxylamine, alkylhydroxylamine, primary to tertiary alkylamine, alkylenediamine, alkylammonium hydroxide and the like. From the viewpoint of reducing nanoscratches, ammonia water and alkanolamine are preferable. .

また、塩としては、前記酸の塩が挙げられ、その塩を形成する陽イオンとしては、長周期型周期律表の1A、2A、3B、8族由来の金属イオン、及びアンモニウムイオン、ヒドロキシドアンモニウムイオン、若しくはアルカノールアンモニウムイオン等が好ましい。中でも、酸性塩としては、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。塩基性塩としては、クエン酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム等が挙げられる。中性塩としては、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム等が挙げられる。   Examples of the salt include a salt of the acid. Examples of the cation forming the salt include metal ions derived from groups 1A, 2A, 3B, and 8 of the long-period periodic table, ammonium ions, and hydroxides. Ammonium ions or alkanol ammonium ions are preferred. Among these, examples of the acid salt include ammonium nitrate, ammonium sulfate, aluminum nitrate, aluminum sulfate, and aluminum chloride. Examples of basic salts include sodium citrate, sodium oxalate, sodium tartrate and the like. Examples of the neutral salt include sodium chloride, sodium sulfate, sodium nitrate and the like.

界面活性剤としては、低分子型活性剤及び高分子型活性剤があり、研磨材の表面に吸着又は化学結合し、分子中に同種、異種を問わず、1個以上の親水基を持つ剤である。中でも、エーテル基(オキシエチレン基等)や水酸基に代表される非イオン性基を有する非イオン性活性剤、カルボン酸基、スルフォン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基に代表されるアニオン性基を有するアニオン活性剤、四級アンモニウムに代表されるカチオン性基を有するカチオン活性剤、アニオン性基及びカチオン性基を有する両性活性剤が挙げられる。   Surfactants include low-molecular-weight active agents and high-molecular-weight active agents, which are adsorbed or chemically bonded to the surface of the abrasive and have one or more hydrophilic groups in the molecule, regardless of whether they are the same or different. It is. Among them, nonionic active agents having nonionic groups typified by ether groups (oxyethylene groups, etc.) and hydroxyl groups, anionic properties typified by carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, sulfate ester groups and phosphate ester groups And an anionic activator having a cationic group, a cationic activator having a cationic group represented by quaternary ammonium, and an anionic group and a cationic group.

また、前記研磨材とゼータ電位調整剤の好適な組み合わせとしては、研磨材がシリカの場合は、ゼータ電位調整剤としては、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、グリコール酸、シュウ酸、クエン酸、HEDP、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)が好ましく、硝酸、硫酸、リン酸、クエン酸、HEDPがより好ましい。例えば、研磨時のpHにおけるシリカ粒子のゼータ電位を正又は負に調整する場合に使用するゼータ電位調整剤としては、硝酸、硫酸、リン酸、クエン酸、HEDPが好ましい。
研磨材a、bが共にシリカの場合、研磨時のpHでゼータ電位の符号が異なるように上記のゼータ電位調整剤を添加することで、ゼータ電位の符号を互いに違えることができる。
Further, as a preferable combination of the abrasive and the zeta potential adjusting agent, when the abrasive is silica, the zeta potential adjusting agent is nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, polyphosphoric acid, glycolic acid, oxalic acid, citric acid. HEDP, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), and diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) are preferable, and nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, citric acid, and HEDP are more preferable. For example, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, citric acid, and HEDP are preferable as the zeta potential adjusting agent used when adjusting the zeta potential of silica particles at the pH during polishing to be positive or negative.
When the abrasives a and b are both silica, the sign of the zeta potential can be made different by adding the above zeta potential adjusting agent so that the sign of the zeta potential varies depending on the pH at the time of polishing.

また、研磨材がアルミナの場合は、ゼータ電位調整剤としては、硫酸、硫酸アンモニウム、リン酸、ポリリン酸、シュウ酸、クエン酸、HEDPが好ましく、硫酸、硫酸アンモニウム、リン酸、ポリリン酸、クエン酸、HEDPがより好ましい。例えば、研磨時のpHにおけるアルミナ粒子のゼータ電位を正又は負に調整する場合に使用するゼータ電位調整剤としては、硫酸、硫酸アンモニウム、リン酸、ポリリン酸、クエン酸、HEDPが好ましい。   When the abrasive is alumina, the zeta potential adjuster is preferably sulfuric acid, ammonium sulfate, phosphoric acid, polyphosphoric acid, oxalic acid, citric acid, HEDP, sulfuric acid, ammonium sulfate, phosphoric acid, polyphosphoric acid, citric acid, HEDP is more preferred. For example, sulfuric acid, ammonium sulfate, phosphoric acid, polyphosphoric acid, citric acid, and HEDP are preferable as the zeta potential adjusting agent used when adjusting the zeta potential of alumina particles at the pH during polishing to be positive or negative.

本発明の研磨液組成物中におけるゼータ電位調整剤の含有量としては、ナノスクラッチ低減の観点から、0.01〜20重量%が好ましく、0.05〜10重量%がより好ましい。   The content of the zeta potential adjusting agent in the polishing composition of the present invention is preferably 0.01 to 20% by weight and more preferably 0.05 to 10% by weight from the viewpoint of reducing nanoscratches.

本発明の研磨液組成物中の媒体としては水及び/又は水溶性有機溶剤が使用できる。水としてはイオン交換水、蒸留水、超純水等が挙げられ、水溶性有機溶剤としては一級〜三級アルコール、グリコール等が挙げられる。媒体の含有量は、研磨液組成物の全重量を100重量%とし、これから研磨材、ゼータ電位調整剤及び後述の他の任意成分の含有量を引いた残部に相当する。この媒体の含有量としては、研磨液組成物中、60〜99重量%が好ましく、70〜98重量%がより好ましい。   As the medium in the polishing composition of the present invention, water and / or a water-soluble organic solvent can be used. Examples of water include ion-exchanged water, distilled water, and ultrapure water. Examples of water-soluble organic solvents include primary to tertiary alcohols and glycols. The content of the medium corresponds to the balance obtained by setting the total weight of the polishing composition to 100% by weight and subtracting the contents of the abrasive, the zeta potential adjusting agent, and other optional components described later. The content of this medium is preferably 60 to 99% by weight, more preferably 70 to 98% by weight in the polishing composition.

前記の他の任意成分としては、過酸化水素等の酸化剤、ラジカル捕捉剤、包摂化合物、防錆剤、消泡剤及び抗菌剤等が挙げられる。
これらの他の任意成分の含有量としては、研磨液組成物中、ナノスクラッチ低減の観点から、0〜10重量%が好ましく、0〜5重量%がより好ましい。
Examples of the other optional components include oxidizing agents such as hydrogen peroxide, radical scavengers, inclusion compounds, rust preventives, antifoaming agents, and antibacterial agents.
The content of these other optional components is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 0 to 5% by weight, from the viewpoint of reducing nanoscratches in the polishing composition.

本発明の研磨液組成物は、たとえば以下のようにして調製することができる。すなわち、目的のpH(研磨時のpH)における研磨材のゼータ電位を測定し、ゼータ電位が0mV超の研磨材(研磨材a)とゼータ電位が0mV未満の研磨材(研磨材b)とに分類する。次に、分類した研磨材aと研磨材bから、それぞれ1種以上選び、媒体と混合して研磨液組成物を調製する。必要に応じ、さらに前記のゼータ電位調整剤及び/又は任意成分を配合し、研磨機に投入する。ゼータ電位調整剤及び/又は任意成分は、研磨液組成物の調製時に混合してもよいし、研磨機に投入される直前で研磨液組成物に混合してもよい。
研磨材aと研磨材bは、研磨液組成物を調製するときに濃縮されたスラリーの状態で混合してもよいし、それぞれ水等で希釈してから混合してもよい。さらに、それぞれ希釈した状態で研磨機に投入される直前に混合してもよい。
The polishing composition of the present invention can be prepared, for example, as follows. That is, the zeta potential of the abrasive at the target pH (pH at the time of polishing) is measured, and the zeta potential is greater than 0 mV (abrasive a) and the zeta potential is less than 0 mV (abrasive b). Classify. Next, one or more types are selected from the classified abrasives a and b, respectively, and mixed with a medium to prepare an abrasive composition. If necessary, the above zeta potential adjusting agent and / or optional components are further blended and put into a polishing machine. The zeta potential adjusting agent and / or the optional component may be mixed during the preparation of the polishing liquid composition, or may be mixed with the polishing liquid composition immediately before being introduced into the polishing machine.
The abrasive material a and the abrasive material b may be mixed in the state of a concentrated slurry when preparing the polishing liquid composition, or may be mixed after each diluted with water or the like. Further, it may be mixed immediately before being put into the polishing machine in a diluted state.

上記のようにして調製され得る研磨液組成物のゼータ電位(研磨前)は、ナノスクラッチを低減する観点から、−10mV〜+5mVであることが好ましい。より好ましくは−8mV〜+3mV、さらには−6mV〜+2mV、さらに好ましくは−5mV〜+1.5mV、さらには−3mV〜+1mVである。   The zeta potential (before polishing) of the polishing composition that can be prepared as described above is preferably −10 mV to +5 mV from the viewpoint of reducing nanoscratches. More preferably, it is −8 mV to +3 mV, further −6 mV to +2 mV, further preferably −5 mV to +1.5 mV, and further −3 mV to +1 mV.

また、ゼータ電位調整剤を添加する前は、同じ符号の電荷である研磨材を混合した研磨液組成物であっても、研磨時に酸、塩基、塩及び界面活性剤からなる群より選ばれる一種以上のゼータ電位調整剤を添加して、研磨時のpHにおいて、少なくとも一種の研磨材のゼータ電位が0mV超、かつ他の少なくとも一種の研磨材のゼータ電位が0mV未満となるように調整して研磨することにより、ナノスクラッチの低減した基板を製造することができる。ゼータ電位調整剤は研磨時のpHを調整するために、研磨液組成物とはべつの供給口から研磨機へ供給してもよいし、直前でいったん研磨液組成物と混合してから研磨機へ供給してもよい。   In addition, before adding the zeta potential adjusting agent, even if it is a polishing liquid composition in which an abrasive having the same sign is mixed, it is a kind selected from the group consisting of an acid, a base, a salt and a surfactant during polishing. The above zeta potential adjusting agent is added and adjusted so that the zeta potential of at least one abrasive is more than 0 mV and the zeta potential of at least one other abrasive is less than 0 mV at the pH during polishing. By polishing, a substrate with reduced nanoscratches can be produced. In order to adjust the pH during polishing, the zeta potential adjuster may be supplied to the polishing machine from a separate supply port with the polishing composition, or once mixed with the polishing composition immediately before the polishing machine You may supply to.

上記のようにして得られる本発明の研磨液組成物を用いて基板のナノスクラッチを低減することができる。具体的には、不織布状の有機高分子系研磨布等を貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超の研磨材aと(b)0mV未満の研磨材bとを含有してなる研磨液組成物を基板表面に供給し、一定圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより研磨する方法等が挙げられる。   Nano scratches of the substrate can be reduced using the polishing composition of the present invention obtained as described above. Specifically, the substrate is sandwiched by a polishing machine to which a non-woven organic polymer polishing cloth or the like is attached, and the zeta potential at the pH at the time of polishing is (a) an abrasive material a exceeding 0 mV and (b) less than 0 mV And a polishing liquid composition containing the above-mentioned abrasive b is supplied to the surface of the substrate and polished by moving the polishing disk or the substrate while applying a constant pressure.

本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程に供する前の基板(被研磨基板)の表面性状は特に限定しないが、たとえば、表面粗さ(Ra)が1nmの表面性状を有する基板が適する。表面粗さとは、表面平滑性の尺度であり、評価方法は限られないが、AFM(原子間力顕微鏡)における波長10μm以下の短い波長で測定可能な粗さとして評価し、中心線平均粗さRaとして表わすことができる。   The surface properties of the substrate (substrate to be polished) before being subjected to the polishing step using the polishing liquid composition of the present invention are not particularly limited. For example, a substrate having a surface property with a surface roughness (Ra) of 1 nm is suitable. Surface roughness is a measure of surface smoothness, and the evaluation method is not limited, but it is evaluated as roughness measurable at a short wavelength of 10 μm or less in an AFM (atomic force microscope), and the center line average roughness It can be expressed as Ra.

本発明において好適に使用される被研磨物(基板)の材質としては、たとえばシリコン、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。たとえば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。   The material of the object to be polished (substrate) preferably used in the present invention is, for example, a metal or semimetal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, or an alloy thereof, glass, glassy carbon. And 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 mainly composed of these metals. For example, a Ni—P plated aluminum alloy substrate or a glass substrate such as crystallized glass or tempered glass is more suitable, and a Ni—P plated aluminum alloy substrate is more suitable.

被研磨物の形状には特に制限は無く、たとえば、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。   The shape of the object to be polished is not particularly limited. For example, the shape having a flat portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, or a prism shape, or the shape having a curved surface portion such as a lens can be used. It becomes the object of polishing using. Among these, it is particularly excellent for polishing a disk-shaped workpiece.

本発明の研磨液組成物は、精密部品基板の研磨に好適に用いられる。たとえば、メモリーハードディスク基板等の磁気ディスク、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、半導体基板等の精密部品基板の研磨に適している。中でも、本発明の研磨液組成物は、高密度化、高集積化において重要なナノスクラッチを顕著に低減し得るものであるため、メモリーハードディスク基板等の磁気ディスクや半導体基板の研磨により好適であり、磁気ディスク用基板の研磨に特に適している。   The polishing composition of the present invention is suitably used for polishing precision component substrates. For example, it is suitable for polishing a magnetic disk medium such as a memory hard disk substrate, a magnetic recording medium substrate such as an optical disk and a magneto-optical disk, a precision component substrate such as a photomask substrate, an optical lens, an optical mirror, an optical prism, and a semiconductor substrate. Among them, the polishing composition of the present invention can remarkably reduce nano scratches that are important for high density and high integration, and is therefore suitable for polishing magnetic disks such as memory hard disk substrates and semiconductor substrates. It is particularly suitable for polishing a magnetic disk substrate.

メモリーハードディスク基板や半導体基板の研磨は、基板の製造工程において、シリコンウェハ(ベアウェハ)のポリッシング工程、埋め込み金属配線の形成工程、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込みキャパシタ形成工程等において行われる。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、たとえば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。   The polishing of the memory hard disk substrate or the semiconductor substrate is performed in a substrate manufacturing process, a silicon wafer (bare wafer) polishing process, a buried metal wiring forming process, an interlayer insulating film planarizing process, a buried capacitor forming process, or the like. 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.

本発明はまた、基板の製造方法に関する。本発明の基板の製造方法は、二種以上の研磨材を含有してなる研磨液組成物を用いて研磨する工程を有する基板の製造方法であって、研磨時の研磨材のゼータ電位が、少なくとも一種は0mV超、かつ他の少なくとも一種は0mV未満で研磨する工程を有する。かかる構成を有することにより、研磨後の被研磨物のナノスクラッチを顕著に低減することができるという効果が発現される。   The invention also relates to a method for manufacturing a substrate. The method for producing a substrate of the present invention is a method for producing a substrate having a step of polishing using a polishing liquid composition containing two or more kinds of abrasives, and the zeta potential of the abrasive during polishing is At least one of them has a step of polishing at over 0 mV, and at least one of the other at less than 0 mV. By having such a configuration, the effect that the nano-scratch of the polished object after polishing can be remarkably reduced is exhibited.

本発明の基板の製造方法において使用される研磨材としては、前記の本発明の研磨液組成物に使用されるものと同一のものであればよい。   The abrasive used in the method for producing a substrate of the present invention may be the same as that used in the polishing composition of the present invention.

また、本発明の基板の製造方法は、その一態様として、二種以上の研磨材を含有してなる研磨液組成物に、酸、塩基、塩及び界面活性剤からなる群より選ばれる一種以上のゼータ電位調整剤を添加して、少なくとも一種の研磨材のゼータ電位が0mV超、かつ他の少なくとも一種の研磨材のゼータ電位が0mV未満となるように調整して研磨する工程を有する基板の製造方法を含む。かかる態様において使用されるゼータ電位調整剤ならびにゼータ電位調整剤として使用され得る酸、塩基、塩及び/又は界面活性剤としては、前記の本発明の研磨液組成物に使用されるものと同一のものであればよい。   Moreover, the manufacturing method of the board | substrate of this invention is 1 or more types chosen from the group which consists of an acid, a base, a salt, and surfactant into the polishing liquid composition containing 2 or more types of abrasives as the one aspect | mode. Of the substrate having the step of adjusting and polishing so that the zeta potential of at least one abrasive is more than 0 mV and the zeta potential of at least one other abrasive is less than 0 mV. Includes manufacturing methods. The zeta potential adjusting agent used in such an embodiment and the acid, base, salt and / or surfactant that can be used as the zeta potential adjusting agent are the same as those used in the above-described polishing composition of the present invention. Anything is acceptable.

ゼータ電位調整剤は研磨時のpHを調整するために、研磨液組成物とはべつの供給口から研磨機へ供給してもよいし、直前でいったん研磨液組成物と混合してから研磨機へ供給してもよい。   In order to adjust the pH during polishing, the zeta potential adjuster may be supplied to the polishing machine from a separate supply port with the polishing composition, or once mixed with the polishing composition immediately before the polishing machine You may supply to.

本発明の基板の製造方法において使用される被研磨物もまた、前記の本発明の研磨液組成物の被研磨物と同一であればよい。   The object to be polished used in the method for producing a substrate of the present invention may be the same as the object to be polished of the polishing composition of the present invention.

前記研磨工程は、複数の研磨工程の中でも2工程目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程に行われるのが特に好ましい。その際、前工程の研磨材や研磨液組成物の混入を避けるために、それぞれ別の研磨機を使用してもよく、またそれぞれ別の研磨機を使用した場合では、各段階毎に基板を洗浄することが好ましい。なお、研磨機としては、特に限定はない。   The polishing step is preferably performed after the second step among the plurality of polishing steps, and particularly preferably performed in the final polishing step. At that time, in order to avoid mixing of the polishing material or polishing liquid composition in the previous process, different polishing machines may be used, and in the case of using different polishing machines, the substrate is removed at each stage. It is preferable to wash. The polishing machine is not particularly limited.

製造された基板はナノスクラッチが極めて少ないものである。従って、該基板が、たとえば、メモリーハードディスク基板である場合には、記録密度120G/inch2 、更には160G/inch2 のものにも対応することができ、半導体基板である場合には、配線幅65nm、更には45nmのものにも対応することができる。 The manufactured substrate has very few nano scratches. Accordingly, when the substrate is, for example, a memory hard disk substrate, it can also cope with a recording density of 120 G / inch 2 and further 160 G / inch 2 , and when it is a semiconductor substrate, the wiring width 65 nm and even 45 nm can be supported.

被研磨基板として、Ni−Pメッキされた基板をアルミナ研磨材を含有する研磨液であらかじめ粗研磨し、Raが1nmとした、厚さ1.27mmの外周95mmφで内周25mmφのアルミニウム合金基板を用いて研磨評価を行った。   As a substrate to be polished, a Ni-P plated substrate was coarsely polished in advance with a polishing liquid containing an alumina abrasive to obtain an Ra of 1 nm, an aluminum alloy substrate having an outer periphery of 95 mmφ and an inner periphery of 25 mmφ. Polishing evaluation was performed.

水にゼータ電位調整剤として表2記載の所定量の硫酸(和光純薬社製 特級)、60重量%HEDP(ソルーシア・ジャパン社製)、又はクエン酸(和光純薬社製 特級)を添加後、この水溶液に研磨材として表1に示すコロイダルシリカを添加して研磨液組成物を得た。   After adding a predetermined amount of sulfuric acid (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 60 wt% HEDP (manufactured by Solusia Japan), or citric acid (special grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) listed in Table 2 as a zeta potential regulator. Then, colloidal silica shown in Table 1 was added as an abrasive to the aqueous solution to obtain a polishing composition.

Figure 0004451347
Figure 0004451347

1.研磨条件
・研磨試験機:スピードファム社製、両面9B研磨機
・研磨布:フジボウ社製、仕上げ研磨用パッド(厚さ0.9mm、開孔径30μm、ショアA硬度60°)
・定盤回転数:32.5r/min
・研磨液組成物供給量:100mL/min
・研磨時間:4分
・研磨荷重:7.8kPa
・投入した基板の枚数:10枚
1. Polishing conditions / polishing tester: Speedfam, double-sided 9B polishing machine / polishing cloth: Fujibow, polishing pad (thickness 0.9 mm, hole diameter 30 μm, Shore A hardness 60 °)
・ Surface plate speed: 32.5r / min
Polishing liquid composition supply amount: 100 mL / min
Polishing time: 4 minutes Polishing load: 7.8 kPa
・ Number of loaded substrates: 10

2.ゼータ電位の測定条件
測定機器:Zeta Probe(Colloidal Dynamics社製)
測定温度:25℃
測定試料:
1)研磨材の場合:各研磨材と水とを含む研磨材スラリーを、必要に応じゼータ電位調整剤を用いて研磨時と同一のpHに調整することにより調製したものを用いた。
2)研磨液組成物の場合:測定対象である研磨液組成物をそのまま用いた。
測定回数:同一試料、同一測定条件にて、3回測定を繰り返し、その3回の平均値をゼータ電位とした。
2. Measurement conditions for zeta potential Measuring instrument: Zeta Probe (Colloidal Dynamics)
Measurement temperature: 25 ℃
Measurement sample:
1) In the case of abrasive: A slurry prepared by adjusting the abrasive slurry containing each abrasive and water to the same pH as that during polishing using a zeta potential adjuster as necessary was used.
2) In the case of polishing liquid composition: The polishing liquid composition which is a measuring object was used as it was.
Number of measurements: The measurement was repeated three times under the same sample and the same measurement conditions, and the average of the three times was defined as the zeta potential.

3.ナノスクラッチの測定条件
・測定機器:VISION PSYTEC製、「MicroMax VMX−2100CSP」
・光源:2Sλ(250W)及び3Pλ(250W)共に100%
・チルト角:−6°
・倍率:最大(視野範囲:全面積の120分の1)
・観察領域:全面積(外周95mmφで内周25mmの基板)
・アイリス:notch
・評価:研磨試験機に投入した基板の中、無作為に4枚を選択し、その4枚の基板の各々両面にあるナノスクラッチ数(本)の合計を8で除して、基板面当たりのナノスクラッチ数を算出した。
3. Nano scratch measurement conditions / measurement equipment: “MicroMax VMX-2100CSP” manufactured by VISION PSYTEC
-Light source: 100% for both 2Sλ (250W) and 3Pλ (250W)
-Tilt angle: -6 °
・ Magnification: Maximum (Field range: 1/120 of the total area)
・ Observation area: total area (substrate with outer circumference 95mmφ and inner circumference 25mm)
・ Iris: notch
・ Evaluation: Randomly select 4 out of the substrates put into the polishing tester, and divide the total number of nano scratches (on each side) of each of the 4 substrates by 8 to get The number of nano scratches was calculated.

Figure 0004451347
Figure 0004451347

表2に示した結果から、実施例1〜6の研磨液組成物を用いて得られた基板は、比較例1〜6のそれらに比べ、ナノスクラッチの発生が抑制されたものであることがわかる。   From the results shown in Table 2, the substrates obtained using the polishing liquid compositions of Examples 1 to 6 are those in which the generation of nanoscratches is suppressed as compared with those of Comparative Examples 1 to 6. Recognize.

本発明の研磨液組成物は、精密部品基板、たとえば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記録媒体の基板、フォトマスク基板、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の精密部品基板の研磨に好適に使用される。   The polishing liquid composition of the present invention is a precision component substrate, for example, a substrate for a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, or a magneto-optical disk, a precision component substrate such as a photomask substrate, an optical lens, an optical mirror, an optical prism, or a semiconductor substrate. It is suitably used for polishing.

Claims (6)

一次粒子の平均粒径が1nm以上40nm未満の二種以上のコロイダルシリカを含有してなる研磨液組成物であって、研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超のコロイダルシリカと(b)0mV未満のコロイダルシリカとを含有してなる研磨液組成物であって、研磨時のpHにおける研磨液組成物のゼータ電位(研磨前)が−10〜+5mVである、メモリーハードディスク基板用研磨液組成物 A polishing liquid composition comprising two or more types of colloidal silica having an average primary particle size of 1 nm or more and less than 40 nm, wherein the zeta potential at the pH during polishing is (a) colloidal silica with a pH greater than 0 mV ( a Ru Ken Migakueki composition name contains the b) less than 0mV colloidal silica, zeta potential (before polishing of the polishing composition in pH during polishing) is the -10 to + 5 mV, memory hard disk substrate Polishing liquid composition . 二種以上のコロイダルシリカの一次粒子の平均粒径のうち最大のものと最小のものとの比(粒径大/粒径小)が1.3〜10である請求項1記載の研磨液組成物。   2. The polishing composition according to claim 1, wherein the ratio (large particle size / small particle size) of the largest and smallest of the average particle sizes of the primary particles of two or more kinds of colloidal silica is 1.3 to 10. 5. object. 一次粒子の平均粒径が1nm以上40nm未満の二種以上のコロイダルシリカを混合して得られる研磨液組成物であって、前記コロイダルシリカが研磨時のpHにおけるゼータ電位が、(a)0mV超のコロイダルシリカと(b)0mV未満のコロイダルシリカであり、研磨時のpHにおける研磨液組成物のゼータ電位(研磨前)が−10〜+5mVである、メモリーハードディスク基板用研磨液組成物。 A polishing liquid composition obtained by mixing two or more colloidal silicas having an average primary particle size of 1 nm or more and less than 40 nm, wherein the colloidal silica has a zeta potential at a pH during polishing (a) greater than 0 mV And (b) a polishing liquid composition for a memory hard disk substrate , wherein the polishing liquid composition has a zeta potential (before polishing) of −10 to +5 mV at the pH during polishing . 0mV超のコロイダルシリカのゼータ電位が10mV以下であり、0mV未満のコロイダルシリカのゼータ電位が−30mV以上である、請求項1〜3いずれか記載の研磨液組成物 The polishing composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the zeta potential of colloidal silica exceeding 0 mV is 10 mV or less, and the zeta potential of colloidal silica of less than 0 mV is -30 mV or more . 研磨時のpHが、1.0〜4である、請求項1〜4いずれか記載の研磨液組成物 The polishing composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the pH during polishing is 1.0 to 4 . 請求項1〜5いずれか記載の研磨液組成物を用いてメモリーハードディスク基板を研磨する工程を有するメモリーハードディスク基板の製造方法 A method for producing a memory hard disk substrate, comprising a step of polishing the memory hard disk substrate using the polishing composition according to claim 1 .
JP2005127860A 2005-04-26 2005-04-26 Polishing liquid composition Active JP4451347B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005127860A JP4451347B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Polishing liquid composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005127860A JP4451347B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Polishing liquid composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006306924A JP2006306924A (en) 2006-11-09
JP4451347B2 true JP4451347B2 (en) 2010-04-14

Family

ID=37474189

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005127860A Active JP4451347B2 (en) 2005-04-26 2005-04-26 Polishing liquid composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4451347B2 (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007273910A (en) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujifilm Corp Polishing composition liquid
DE102007008232A1 (en) 2007-02-20 2008-08-21 Evonik Degussa Gmbh Dispersion containing ceria and colloidal silica
DE102007062572A1 (en) * 2007-12-22 2009-06-25 Evonik Degussa Gmbh Cerium oxide and colloidal silica containing dispersion
JP5369597B2 (en) * 2008-02-14 2013-12-18 日立化成株式会社 CMP polishing liquid and polishing method
JP5168358B2 (en) * 2008-10-01 2013-03-21 旭硝子株式会社 Polishing liquid and polishing method
JP5326638B2 (en) * 2009-02-18 2013-10-30 富士電機株式会社 Method of manufacturing glass substrate for magnetic recording medium, glass substrate for magnetic recording medium in which it is used, and perpendicular magnetic recording medium
JP5484782B2 (en) * 2009-04-30 2014-05-07 花王株式会社 Manufacturing method of abrasive slurry
WO2012043253A1 (en) * 2010-09-30 2012-04-05 コニカミノルタオプト株式会社 Manufacturing method of glass substrate for information recording medium and information recording medium
JP5782041B2 (en) * 2010-09-30 2015-09-24 Hoya株式会社 Manufacturing method of glass substrate for hard disk
WO2012090754A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 コニカミノルタオプト株式会社 Method for producing glass substrate for recording medium
WO2012090755A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 コニカミノルタオプト株式会社 Method for producing glass substrate for recording medium
WO2013121932A1 (en) * 2012-02-17 2013-08-22 株式会社 フジミインコーポレーテッド Polishing composition and method for producing semiconductor substrate
JP2014069308A (en) * 2012-09-27 2014-04-21 Tadamasa Fujimura Abrasive material
JP6387634B2 (en) * 2014-03-17 2018-09-12 日立化成株式会社 Polishing method and CMP polishing liquid
WO2017061109A1 (en) * 2015-10-07 2017-04-13 三洋化成工業株式会社 Abrasive agent for magnetic disk and method for producing magnetic disk
US20180094166A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Cmp polishing composition comprising positive and negative silica particles
KR102278257B1 (en) * 2017-03-27 2021-07-15 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 Slurry and Polishing Methods

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006306924A (en) 2006-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4451347B2 (en) Polishing liquid composition
JP4781693B2 (en) Method for reducing nano scratch on magnetic disk substrate
JP4231632B2 (en) Polishing liquid composition
US20050208883A1 (en) Polishing composition
JP5657247B2 (en) Polishing liquid composition
US7014534B2 (en) Method for manufacturing substrate
JP2008273780A (en) Modified silica-based sol and method for preparing the same
JP2001323254A (en) Polishing liquid composition
KR20200021519A (en) Polishing liquid, polishing liquid set and polishing method
JP4286168B2 (en) How to reduce nanoscratches
JP2007320031A (en) Polishing liquid composition
JP4214093B2 (en) Polishing liquid composition
JP2007301721A (en) Polishing liquid composition
JP5461772B2 (en) Polishing liquid composition
JP4414292B2 (en) Polishing speed improvement method
JP5606663B2 (en) Polishing silica particle dispersion
JP4104335B2 (en) Method for reducing microprojections
JP6935140B2 (en) Abrasive liquid composition
JP4267546B2 (en) Substrate manufacturing method
JP4156174B2 (en) Polishing liquid composition
JP2014130663A (en) Manufacturing method for magnetic disk substrate
JP2006130638A (en) Encased abrasive material particle dispersed liquid
JP6316680B2 (en) Polishing liquid composition for magnetic disk substrate
JP4648367B2 (en) Polishing liquid composition
JP4640981B2 (en) Substrate manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090714

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090908

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091005

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20091130

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20091203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091225

TRDD Decision of grant or rejection written
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20091225

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100125

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100127

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4451347

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140205

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250