JP4656650B2

JP4656650B2 - 基板の研磨方法

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Publication number: JP4656650B2
Application number: JP2005342068A
Authority: JP
Inventors: 眞彦鈴木
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2025-11-28
Also published as: JP2007144554A

Description

本発明は、基板の研磨方法に関する。

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、うねり、ロールオフ及びピットや突起を低減する必要がある。

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ピット、スクラッチ及び表面粗さを低減することができる研磨液組成物（特許文献１）や、ロールオフを低減できる研磨液組成物（特許文献２）が開示されている。
特開２００１−１５５３３２号公報特開２００２−１６７５７５号公報

しかし、メモリーハードディスク基板の高密度化に必要な表面品質を達成するためには、ピットやロールオフ低減の他、うねりの低減も重要な課題となっている。

従って、本発明の目的は、研磨後の基板のうねりを顕著に低減できる基板の研磨方法を提供することにある。

即ち、本発明の要旨は、
[１] 研磨液組成物を研磨パッドに接触させながら基板を研磨する工程を有する基板の研磨方法であって、研磨パッドに対する接触角が０〜１００度である研磨液組成物を用いて研磨する、基板の研磨方法
に関する。

本発明の基板の研磨方法を使用することにより、うねりが顕著に低減された基板を得ることができるという効果が奏される。

本発明は、研磨パッドが研磨液組成物によって均一に濡れることにより、研磨後の基板のうねりが効果的に低減されるという新規な知見に基づいてなされたものである。
本発明のうねり低減効果が奏されるメカニズムについては、未だ不明であるが、次のように推定される。即ち、従来は、研磨液組成物によって研磨パッドが均一に濡れにくかったため、研磨パッド上に研磨液組成物が研磨砥粒を含む凹凸のある膜を形成していた。これに対し、本願では、研磨パッドに対する研磨液組成物の濡れ性が向上されるため、研磨液組成物が研磨パッド上に均一に濡れ広がり、研磨パッド上に研磨液組成物の平坦な膜が形成される。これにより、基板が平坦に研磨され、うねりが低減されると推定される。従って、研磨パッドに対する研磨液組成物の濡れ性が向上すると、研磨後の基板のうねりは低減する傾向にあると考えられる。

本発明においては、目的とするうねりの値及び用いる研磨パッドに応じて研磨液組成物の濡れ性を調整することが好ましい。かかる研磨液組成物の濡れ性の程度は研磨液組成物の研磨パッドに対する接触角（以下、単に「研磨液組成物の接触角」と称することがある）を指標にすることができる。

従って、本発明は、研磨液組成物を研磨パッドに接触させながら基板を研磨する工程を有する基板の研磨方法であって、研磨パッドに対する接触角が０〜１００度である研磨液組成物を用いて研磨する、基板の研磨方法に関する。かかる構成を有する本発明の研磨方法を使用することにより、顕著にうねりが低減された基板を得ることができる。

ここで、前記「研磨パッドに対する接触角が０〜１００度である研磨液組成物」とは、研磨パッドへ供給される際の研磨液組成物を指す。従って、本発明において、研磨パッドへ供給される際の研磨液組成物の研磨パッドに対する接触角が、０〜１００度である。かかる接触角としては、うねり低減の観点から、０〜８０度が好ましく、０〜６０度がより好ましく、０〜４０度がさらに好ましい。

研磨液組成物の接触角は、例えば、研磨液組成物に後述の接触角調整剤を添加することにより、容易に調整され得る。従って、本発明においては、例えば、接触角調整剤を添加して調製することにより、予め接触角が調整された研磨液組成物を用いてもよい。また、研磨機への供給配管中で、あるいは研磨機への供給と同時に接触角調整剤を添加して、研磨パッドへ供給される際の研磨液組成物の接触角を調整してもよい。
なお、本明細書において、研磨パッドに対する接触角とは、以下の測定方法により測定した値をいう。

［研磨液組成物の接触角の測定方法］
１．研磨パッドに研磨液組成物を０．１ｍｌ滴下する。
２．２５℃で５分間、１．の研磨パッドを静置する。
３．接触角測定器（型番ＣＡ−Ｓ３５０、協和界面科学株式会社製）を用い、２．で得られた研磨パッドに対する研磨液組成物の接触角を測定する（図１参照）。
なお、研磨パッドに対する水の接触角を測定する際は、２．の静置時間を３分間にして測定する。

［接触角調整剤］
本明細書において、接触角調整剤とは、研磨液組成物の研磨パッドに対する接触角を調整するための剤をいう。接触角調整剤としては、うねり低減の観点から、以下の１）〜４）が好ましい。

１）アルコール
アルコールとしては、分子量２００以下のものが好ましく、ハロゲン、Ｓ、Ｎ及びその他の原子を含んでいても良い。具体的な例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、２−クロロプロパノール等が挙げられる。研磨液組成物の安定性やうねり低減の観点から、メタノール及びエタノールが好ましく、メタノールがより好ましい。

２）テトラヒドロフラン及びその誘導体
テトラヒドロフラン及びその誘導体としては、分子量２００以下のものが好ましく、ハロゲン、Ｎ、Ｓ及びその他の原子や水酸基を含んでいても良い。具体的な例としては、テトラヒドロフラン、２−ヒドロキシテトラヒドロフラン、３−ヒドロキシテトラヒドロフランなどが挙げられる。研磨液組成物の安定性及びうねり低減の観点から、テトラヒドロフランが好ましい。

３）ケトン
ケトンとしては、分子量２００以下のものが好ましく、ハロゲン、Ｎ、Ｓ、Ｏ及び水酸基等を含んでいても良い。具体的な例としては、アセトン、クロロアセトン、ジクロロアセトン、ヒドロキシアセトン、ジヒドロキシアセトン等が挙げられる。研磨液組成物の安定性及びうねり低減の観点から、アセトン及びヒドロキシアセトンが好ましく、アセトンがより好ましい。

１）〜３）に挙げた接触角調整剤の分子量は、水溶性の観点及びうねり低減の観点から、３０〜２００が好ましく、３０〜１５０がより好ましく、３０〜１００がさらに好ましい。また、研磨液組成物中における前記の接触角調整剤の含有量は、廃液負荷や研磨速度の観点から、５０重量％以下が好ましく、２５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下がさらに好ましい。また、うねり低減の観点から、１重量％以上が好ましく、３重量％以上がより好ましく、５重量％以上がさらに好ましい。即ち、前記の含有量は、１〜５０重量％が好ましく、３〜２５重量％がより好ましく、５〜１０重量％がさらに好ましい。

なお、研磨液組成物の親油性を低下させることにより、研磨パッドに対する濡れ性を向上させることができる。従って、いずれも親油性化合物である１）〜３）の接触角調整剤を用いて接触角の調整を行う場合には、該調整剤の研磨液組成物中の含有量により研磨パッドに対する濡れ性の調節を行う事が好ましい。

４）界面活性剤
界面活性剤は、研磨液組成物の研磨パッドに対する濡れ性を向上させるのに有効な化合物である。界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤等が挙げられる。うねり低減の観点から、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤及びアニオン性界面活性剤が好ましく、非イオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤がより好ましく、非イオン性界面活性剤がさらに好ましい。
接触角調整剤として、界面活性剤を用いる場合には、水に溶ける範囲内で親油性を持つものが好ましい。界面活性剤として非イオン性界面活性剤を用いる場合には、例えば、親油基のアルキル鎖数又は親水基のオキシエチレン基及びオキシプロピレン基の平均付加モル数で親油性の調節を行う。またそれ以外の界面活性剤においては、親油基のアルキル鎖数を多くすることにより調節することが好ましい。

カチオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、うねり低減の観点から、下記一般式（１）に表される、炭素数８〜３６の炭化水素基を少なくとも１個有するものが好ましい。
化合物式：

（式中、Ｒは炭素数８〜３６の炭化水素基であり、Ｒ’、Ｒ’’及びＲ’’’は炭化水素基又はＨであり、Ｒ’、Ｒ’’及びＲ’’’は、同一のものでも良く、異なるものでも良い。Ｘは陰イオン成分である。）
Ｘとしては、例えば、ＣＨ_３ＣＯＯ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、Ｃ_２Ｈ_５ＳＯ_３等が挙げられ、好ましくはＣＨ_３ＣＯＯ、Ｃｌ、Ｃ_２Ｈ_５ＳＯ_３である。
Ｒ’、Ｒ’’及びＲ’’’としては、界面活性剤自身の溶解性の観点から、それぞれＨ、ＣＨ_３、ＣＨ_３ＣＨ_２等が好ましく、より好ましくはＨ、ＣＨ_３である。

カチオン性界面活性剤が有し得る炭化水素基のうち、炭素数の最も多い基の炭素数と２番目に多い基の炭素数の合計は、うねり低減の観点から、１５以上が好ましく、１６以上がより好ましく、１７以上がさらに好ましい。また、界面活性剤の分散性の観点から、前記合計は、７２以下が好ましく、３２以下がより好ましく、２４以下がさらに好ましい。即ち、カチオン性界面活性剤の一番炭素数が多い基と２番目に多い基の合計炭素数は、１５〜７２が好ましく、１６〜３２がより好ましく、１７〜２４がさらに好ましい。

カチオン性界面活性剤の対イオン成分としては、特に限定されるものではなく、ハロゲン化物イオン又は炭素数１から３のモノアルキル硫酸イオン等が挙げられる。

具体的なカチオン性界面活性剤の例としては、塩化テトラデシルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、塩化オクタデシルトリメチルアンモニウム，臭化テトラデシルトリメチルアンモニウム、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、臭化オクタデシルトリメチルアンモニウム、塩化ジオクチルジメチルアンモニウム、塩化ジデシルジメチルアンモニウム、塩化ジドデシルジメチルアンモニウム、塩化ジテトラデシルジメチルアンモニウム、塩化ジヘキサデシルジメチルアンモニウム、塩化ジオクタデシルジメチルアンモニウム、ビス（β−ヒドロキシルステアリル）ジエチルアンモニウムクロライド等が好ましい。

アニオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、下記の一般式（２）又は（３）で表されるスルホン酸又はその塩が好ましく使用され得る。
Ｒ−（Ｏ）_ｎ−Ｘ−ＳＯ_３Ｈ（２）
Ｒ−（Ｏ）_ｎ−ＳＯ_３Ｈ（３）
（式中、Ｒは一部又はすべての水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｘは芳香族炭化水素の芳香環から水素原子を二つ除いた残基、及びｎは０又は１を表す。）

一般式（２）及び（３）において、Ｒは、飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。さらに、Ｒは一部又はすべての水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい他、本発明の効果を奏する範囲内で炭化水素の水素原子の一部がフッ素原子以外の置換基で置換されていてもよい。うねり低減の観点から、Ｒは炭素数６〜２０のアルキル基（前記フッ素原子以外の置換基で置換された炭化水素を含む。以下同様。）又は炭素数６〜２０のパーフルオロ炭化水素基が好ましく、さらに耐泡立ち性などの操作性の観点からは、炭素数６〜１８のアルキル基又は炭素数６〜１８のパーフルオロ炭化水素基がより好ましい。

Ｘは、ベンゼン、ナフタレン等の芳香族炭化水素の芳香環から水素原子を二つ除いた残基であり、該芳香環に結合した水素原子が他の原子又は原子団で置換された残基であってもよい。Ｘは、ロールオフ低減の観点からフェニレン基（前記置換フェニレン基を含む）が好ましい。

スルホン酸塩の対イオンとしては、水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンであり、たとえば、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンの他に、アニモニウムイオン、四級アンモニウムイオンなどが挙げられる。スルホン酸塩の水への溶解性の観点から、アルカリ金属イオンが好ましい。

非イオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、下記の一般式（４）で表されるものが好ましく使用され得る。
Ｙ−(ＥＯ)_ｌ（ＰＯ）_ｍ−Ｚ（４）
（式中、EOはオキシエチレン基、POはオキシプロピレン基；ｌ、ｍはそれぞれの平均付加モル数を示し、ｌ + mは8〜100、Yは-OR¹基、-OH基、又は-OCOR²基（R¹及びR²は炭化水素基）； Zは-R³基、水素原子、又は-COR⁴基（R³及びR⁴は炭化水素基）である。）

かかる非イオン性界面活性剤の例としては、下記一般式（５）〜（９）で表されるものが挙げられる。
R¹O−(EO)_ｌ(PO)_ｍ−H （５）
R¹O−(EO)_ｌ(PO)_ｍ−R³ （R³はR¹と同じでもよい）（６）
HO−(EO)_ｌ(PO)_ｍ−H （７）
R²OCO−(EO)_ｌ(PO)_ｍ−H （８）
R²OCO−(EO)_ｌ(PO)_ｍ−COR⁴ （R⁴はR²と同じでもよい）（９）

上記の一般式（４）〜（９）において、Ｒ¹〜Ｒ⁴は炭化水素基であり、Ｎ、Ｏ、Ｓ及び他元素を含んでいても良い。Ｒ¹〜Ｒ⁴としては、非イオン性界面活性剤の安定性及び分散性の観点から、炭素数が１〜３６の炭化水素基が好ましく、１〜２２の炭化水素基がより好ましく、１〜１８の炭化水素基がさらに好ましい。また、うねり低減の観点からは、Ｒ¹〜Ｒ⁴の炭素数は、１２以上が好ましく、１４以上がより好ましく、１６以上がさらに好ましい。

(EO)_ｌ(PO)_ｍは、オキシエチレン基及び／又はオキシプロピレン基であり、ランダム又はブロックのどちらでもよい。また、ブロックにおいては２段以上のブロックであってもよい。また、研磨液組成物の研磨パッドに対する濡れ性を満足させる為には、界面活性剤がある程度の親油性を有することが好ましく、例えば、親水親油バランス（ＨＬＢ）が１８以下であることが好ましく、より好ましくは１６以下、さらに好ましくは１５以下である。

うねり低減の観点から（ＥＯ）の平均付加モル数は、８０以下が好ましく、５０以下がより好ましく、３０以下がさらに好ましく、２０以下がさらにより好ましい。また、更に研磨液組成物に濡れ性を与えたい場合では、（ＥＯ）の平均付加モル数と（ＰＯ）の平均付加モル数を同じような数にする事が好ましい。即ち、（ＥＯ）の平均付加モル数が２０の場合には、（ＰＯ）の平均付加モル数は１０〜２２が好ましく、１５〜２２がより好ましく、１７〜２２がさらに好ましい。

また、ｌ＋ｍとしては、界面活性剤自身の溶解性の観点から、８〜１００が好ましく、１０〜８０がより好ましく、１５〜６０がさらに好ましい。

これらの非イオン性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、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンカルボン酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンコポリマーが挙げられる。

上記の界面活性剤の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度向上の観点から、５重量％以下が好ましく、３重量％以下がより好ましく、１重量％以下がさらに好ましい。また、研磨液組成物の濡れ性向上の観点から、０．００１重量％以上が好ましく、０．０１重量以上がより好ましく、０．０５重量％以上がさらに好ましい。即ち、界面活性剤の研磨液組成物中の含有量は、０．００１〜５重量％が好ましく、０．０１〜３重量％がより好ましく、０．０５〜１重量％がさらに好ましい。

本発明で使用される研磨液組成物は、少なくとも研磨材と水とを含有する。

［研磨材］
前記の研磨材としては、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、金属又は半金属の、炭化物、窒化物、酸化物、及びホウ化物、並びにダイアモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、長周期型周期律表の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８に属するものである。研磨材の具体例としては、α-アルミナ、中間アルミナ、アルミナゾル、炭化ケイ素、ダイアモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等が挙げられる。前記研磨材を単独で使用してもよく、必要性に応じて２種以上混合して使用してもよい。Ｎｉ-Ｐめっきされたアルミニウム合金基板の粗研磨には、α-アルミナ、中間アルミナ、アルミナゾル等のアルミナ粒子が好ましく、α-アルミナと中間アルミナ（なかでもθアルミナ）との組み合わせが、研磨速度向上、表面欠陥防止及びうねり低減の観点から、より好ましい。また、Ｎｉ-Ｐめっきされたアルミニウム合金基板の仕上げ研磨には、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等のシリカ粒子が好ましい。ガラス材質の研磨には、酸化セリウム、アルミナ、シリカが好ましい。

研磨材の一次粒子の平均粒径は、うねりを低減させる観点から、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０１〜０．８μｍがより好ましく、０．０１〜０．５μｍがさらに好ましい。また、研磨速度向上及びロールオフ低減の観点からは、０．０１〜３μｍが好ましく、０．０２〜３μｍがより好ましく、０．０３〜３μｍがさらに好ましい。更に一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、研磨速度向上及びロールオフ低減の観点から、その二次粒子の平均粒径は、０．０２〜３μｍが好ましく、０．０５〜１μｍがより好ましく、０．１〜０．５μｍがさらに好ましい。研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡（好適には３０００〜３００００倍）又は、透過型電子顕微鏡（好適には１００００〜３０００００倍）で観察して画像解析を行い、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子径として測定できる。

研磨材の比重は、分散性及び研磨装置への供給性や回収利用の観点から、２〜６であることが好ましく、２〜５がより好ましく、２〜４がさらに好ましい。

研磨材の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましく、０．５重量％以上がさらに好ましく、１重量％以上がさらにより好ましい。また、ロールオフの低減及び表面品質向上の観点から、４０重量％以下が好ましく、３５重量％以下がより好ましく、３０重量％以下がさらに好ましく、２５重量％以下がさらにより好ましい。従って、研磨液組成物中の研磨材の含有量は、０．０５〜４０重量％が好ましく、０．１〜３５重量％がより好ましく、０．５〜３０重量％がさらに好ましく、１〜２５重量％がさらにより好ましい。

［水］
研磨液組成中の水は、媒体として使用されるものであり、蒸留水、イオン交換水又は超純水等が使用され得る。研磨液組成中の水の含有量は、研磨液組成物の取り扱い性（粘度）の観点から、５５重量％以上が好ましく、７５％重量％以上がより好ましく、８５重量％以上がさらに好ましく、９０重量％以上がさらにより好ましい。また、研磨速度向上及びロールオフ低減の観点から、９９．８重量％以下が好ましく、９９．３重量％以下がより好ましく、９８．８重量％以下がさらに好ましい。即ち、研磨液組成物中の水の含有量は５５〜９９．８重量％が好ましく、７５〜９９．８重量％がより好ましく、８５〜９９．３重量％がさらに好ましく、９０〜９８．８重量％がさらにより好ましい。

［酸］
前記の研磨液組成物は、研磨速度の向上の観点から、さらに酸を含有することが好ましい。かかる酸としては、無機酸及び有機酸の両方を用いることができる。無機酸としては、例えば、硝酸、亜硝酸、硫酸、亜硫酸、アミド硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸が、また有機酸としては、例えば、グリコール酸、シュウ酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキシエチリデン-１，１-ジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、硫酸、亜硫酸、アミド硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、シュウ酸、コハク酸、イタコン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヒドロキシエチリデン-１，１-ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸が好ましく、硫酸、リン酸、ポリリン酸、イタコン酸、クエン酸がより好ましい。これらの化合物は、単独で用いても良いし、混合して用いても良い。また、これらの酸は一部又はすべてが中和された塩の形で存在してもよい。

酸の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度向上の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、０．０７５重量％以上がより好ましく、０．１重量％以上がさらに好ましい。また、研磨装置の腐食を抑制する観点から、１０重量％以下が好ましく、７．５重量％以下がより好ましく、５重量％以下がさらに好ましい。従って、研磨液組成物中の酸の含有量は、０．０５〜１０重量％が好ましく、０．０７５〜７．５重量％がより好ましく、０．１〜５重量％がさらに好ましい。

［酸化剤］
前記の研磨液組成物は、研磨速度の向上の観点から、さらに酸化剤を含有することが好ましい。かかる酸化剤としては、例えば、過酸化物、金属のペルオキソ酸若しくはその塩、又は酸素酸若しくはその塩等が挙げられる。酸化剤はその構造から無機系酸化剤と有機系酸化剤に大別される。無機系酸化剤としては、過酸化水素；過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウムのようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過酸化物；ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸カリウム等のペルオキソ炭酸塩；ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ一硫酸等のペルオキソ硫酸又はその塩；ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム、ペルオキソリン酸アンモニウム等のペルオキソリン酸又はその塩；ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソホウ酸カリウム等のペルオキソホウ酸塩；ペルオキソクロム酸ナトリウム、ペルオキソクロム酸カリウム等のペルオキソクロム酸塩；過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩；過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過沃素酸カリウム、沃素酸ナトリウム、沃素酸カリウム等の含ハロゲン酸素酸塩；及び塩化鉄（III）、硫酸鉄（III）等の無機酸金属塩等が挙げられる。有機系酸化剤としては、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸等の過カルボン酸類；ｔ-ブチルパーオキサイト、クメンパーオキサイト等のパーオキサイト；及びクエン酸鉄（III）等の有機酸鉄（III）塩等が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上、入手性、及び水への溶解度等の取り扱い性の観点から、無機系酸化剤が好ましい。中でも、過酸化水素、ペルオキソホウ酸ナトリウム、沃素酸ナトリウム又は沃素酸カリウムが好ましい。また、これらの酸化剤は一種でもよいが、二種以上を混合して用いても良い。

酸化剤の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度の向上、並びにうねり及び基板汚れの低減の観点から、０．００２重量％以上が好ましく、０．００５重量％以上がより好ましく、０．００７重量％以上がさらに好ましく、０．０１重量％以上がさらにより好ましい。また、ロールオフ低減及び表面品質の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以上がより好ましく、１０重量％以下がさらに好ましく、５重量％以下がさらにより好ましい。即ち、研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、０．００２〜２０重量％が好ましく、０．００５〜１５重量％がより好ましく、０．００７〜１０重量％がさらに好ましく、０．０１〜５重量％がさらにより好ましい。

前記各成分の濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、該組成物の製造時の濃度であってもよい。通常、研磨液組成物は、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈して用いることが多い。

［その他の成分］
更に、前記の研磨液組成物には、他の成分として、必要に応じて殺菌剤、抗菌剤、増粘剤、分散剤、防錆剤及び塩基性物質を配合することができる。これらの他成分の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度向上の観点から、１０重量％以下が好ましく、８重量％以下がより好ましく、６重量％以下がさらに好ましい。

［研磨液組成物のｐＨ］
研磨液組成物のｐＨは、被加工物の種類や、要求性能に応じて適宜決定することが好ましいが、被加工物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１以上が好ましく、１．２以上がより好ましく、１．４以上がさらに好ましい。また、一般に酸化剤は酸性の方が安定であるものが多いことから、１２以下が好ましく、１１以下がより好ましく、１０以下がさらに好ましい。即ち、研磨液組成物のｐＨは１〜１２が好ましく、１．２〜１１がより好ましく、１．４〜１０がさらに好ましい。また、被研磨物の材質が金属材料の場合には、研磨速度を向上させる観点から、例えば、７未満が好ましく、６以下がより好ましく、５以下がさらに好ましく、４以下がさらにより好ましい。研磨液組成物のｐＨは、必要により、酸性化合物や塩基性化合物により調整できる。

［研磨液組成物の製造方法］
研磨液組成物は、前記のような目的成分を任意の方法で添加及び混合して製造することができる。上記のようにして製造され得る前記の研磨液組成物は、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。

[研磨パッド]
本発明で使用される研磨パッドとしては、特に限定はなく、例えば、不織布状あるいは多孔質の有機高分子からなる研磨パッドが使用され得る。研磨パッドの形状、大きさ等には特に限定はない。また、研磨パッドの材料としては、特に限定はないが、例えば、ウレタン等の有機高分子、有機高分子にカーボン、セリア等の種々の添加剤を含有させたもの等が挙げられる。

研磨パッドの構成成分の１つであるウレタン化合物としては、原料であるイソシアネートと反応させる化合物の種類に応じて、主としてポリエーテル系ウレタン又はポリエステル系ウレタンの２つが挙げられる。一般的に、ポリエーテル系ウレタンは親油性が強く、ポリエステル系ウレタンは親水性が強い傾向がある。また、パッドの孔径がほぼ同じ場合、ポリエステル系ウレタンのパッドを用いた方が研磨後の基板のうねりが低くなる傾向にあり、ポリエーテル系ウレタンのパッドを用いると、研磨速度が高くなる傾向にある。従って、基板のうねりと研磨速度とのバランスをとりながら研磨を行っているのが現状である。

上記を考慮すると、研磨パッドに対する一定の接触角を有する研磨液組成物を用いて、研磨パッドの濡れ性を向上させることにより、研磨後基板のうねりを低減する場合、研磨速度向上及びうねり低減の両立の観点から、ポリエーテル系ウレタンの研磨パッドを用いる事が好ましい。また、ポリエーテル系ウレタンとポリエステル系ウレタンが混合されている研磨パッドでは、研磨速度向上及びうねり低減の両立の観点から、ポリエーテル系ウレタンの含有量が多い方が好ましい。該混合率は、研磨パッドに対する水の接触角に現れるため、水とウレタンパッドとの接触角を測定し、５〜１５０度の接触角を示すもの用いることが好ましく、５０〜１５０度のものを用いることがより好ましく、１００〜１５０度のものを用いることがさらに好ましく、１１０〜１５０度のものを用いることがさらにより好ましい。

[研磨方法]
本発明の基板の研磨方法においては、前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することにより、うねりが抑えられた基板を製造することができる。好ましい態様としては、前記の研磨パッドを貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、研磨液組成物を被研磨基板１ｃｍ^２当たり０．０１〜０．２５ｍｌ／分で基板に供給し、３〜５０ｋＰａの研磨圧力で、研磨定盤や基板を動かして基板を研磨する方法が挙げられる。

該研磨圧力とは、研磨時に被研磨基板の研磨面に加えられる定盤の圧力のことを指す。本発明の研磨方法における研磨圧力は、うねりを低減する観点から、５０ｋＰａ以下が好ましく、より好ましくは４０ｋＰａ以下、さらに好ましくは３０ｋＰａ以下である。また、生産性の観点からは、３ｋＰａ以上が好ましく、より好ましくは５ｋＰａ以上、さらに好ましくは７ｋＰａ以上である。したがって、経済的にうねりを低減する観点から、研磨圧力は３〜５０ｋＰａが好ましく、５〜４０ｋＰａがより好ましく、７〜３０ｋＰａがさらに好ましい。研磨圧力の調整は、定盤及び／又は基板に空気圧や重りを負荷することにより行うことができる。

本発明の研磨方法における研磨液組成物の供給速度は、経済性の観点から、被研磨基板１ｃｍ^２当たり、０．２５ｍｌ／分以下が好ましく、０．２ｍｌ／分以下がより好ましく、０．１５ｍｌ／分以下がさらに好ましい。また、研磨速度を向上させる観点からは、０．０１ｍｌ／分以上が好ましく、０．０２５ｍｌ／分以上がより好ましく、０．０５ｍｌ／分以上がさらに好ましい。従って、前記供給速度は、０．０１〜０．２５ｍｌ／分が好ましく、０．０２５〜０．２ｍｌ／分がより好ましく、０．０５〜０．１５ｍｌ／分がさらに好ましい。

本発明の研磨方法が対象とする被研磨基板としては記録媒体として使われる記録ディスク用の基板が挙げられる。具体例としては、アルミニウム合金にＮｉ-Ｐ合金をめっきした基板が代表的であるが、アルミニウム合金の代わりにガラスや、ガラス状カーボンを使用し、これにＮｉ-Ｐめっきされた基板、あるいはＮｉ-Ｐめっきの代わりに、各種金属化合物をめっきや蒸着により被覆した基板が挙げられる。中でも、Ｎｉ-Ｐめっきされた基板において、本発明の効果が顕著に認められる。

本発明の研磨方法を使用することにより、ハードディスク基板の研磨において、顕著にうねりを低減することができる。本発明の研磨方法を用いて得られた基板は、例えば、短波長うねり（うねり周期：０．０５〜０．５ｍｍ）が０．８ｎｍ以下、好ましくは０．６ｎｍ以下、より好ましくは０．４ｎｍ以下のものである。なお、うねりは後述の実施例のようにして測定することができる。

実施例１〜１５、比較例１〜５（ただし、実施例１〜５及び７〜１５は参考例である。）
以下のようにして調製した研磨液組成物を用いて、以下の研磨条件で、Ｎｉ−Ｐめっきされたアルミニウム合金からなる基板（厚さ１．２７ｍｍ、直径３．５インチ（直径９５．０ｍｍ）、長波長うねり１．６ｎｍ、短波長うねり３．８ｎｍ）の表面を研磨することにより、磁気記録媒体用基板として用いられるＮｉ―Ｐめっきされたアルミニウム合金基板を得た。次いで、研磨後基板の表面の微小うねりを以下の方法に基づいて測定した。得られた結果を表１に示す。

［研磨液組成物の調製］
水（残部）に硫酸（98重量％品）０．１８重量％、クエン酸０．９７重量％、α―アルミナ（二次粒子平均粒径０．３０μｍ）２．２６重量％、θ-アルミナ（二次粒子平均粒径０．２２μｍ）１．５８重量％、硫酸アンモニウム０．５２重量％、過酸化水素水（30重量％品、旭電化社製）０．５８重量％を添加、混合し、中間研磨液組成物を得た。使用する研磨パッドに対するこれらの中間研磨液組成物の接触角を前述した方法で測定した。その後、接触角調整剤を中間研磨液組成物に添加し、接触角を測定しながら実施例１〜１５及び比較例１〜５の研磨液組成物を得た。使用した接触角調整剤及びその添加量、並びに得られた研磨液組成物の研磨パッドに対する接触角を表１に示す。

［研磨条件］
研磨機：スピードファーム（株）製、９Ｂ型両面研磨機
研磨圧力：９．８ｋＰａ
定盤回転数：４５ｒｐｍ
研磨液組成物供給量：１００ｍｌ／分
研磨時間：４分
研磨パッド：
パッドＡ：エーテル系ポリウレタンパッド、水の接触角140度、平均孔径43μｍ
パッドＢ：エステル系ポリウレタンパッド、水の接触角0度、平均孔径43μｍ
パッドＣ：エーテル系ポリウレタンパッド、水の接触角142度、平均孔径53μｍ
投入した基板の枚数：１０枚

［微小うねりの測定方法］
Ｚｙｇｏ製、「ＮｅｗＶｉｅｗ５０３２」を用いて、被測定基板を１８０°おきに２点（計４点）について、以下の条件で短波長うねりと長波長うねりを測定し、その４点の測定値の平均値を１枚の基板の短波長うねり又は長波長うねりとして算出した。
対物レンズ：２．５倍 Michelson
ズーム比：０．５倍
フィルター：Band Pass
フィルタータイプ：FFT Fixed
測定波長：
・短波長うねり：Filter High Wavelength 0.05mm
Filter Low Wavelength 0.50mm
・長波長うねり：Filter High Wavelength 0.50mm
Filter Low Wavelength 5.00mm

[研磨速度の測定方法]
１０枚の基板について、研磨前後の各基板の重さをＳａｒｔｏｒｉｕｓ社製のＢＰ−２１０Ｓ（商品名）を用いて量り、得られた各基板の重量変化を研磨時間で割って重量減少速度（g/min）とした。
重量減少速度(g/min)＝｛研磨前の重量(g)−研磨後の重量(g)｝／研磨時間(min)
前記１０枚の平均値として求めた該重量減少速度を下記式に代入し、研磨速度（μm/min）に変換した。
研磨速度（μm/min)＝重量減少速度(g/min)／基板片面面積(mm²)
／Ni-Pめっき密度(g/cm³)×10⁶

表１に示される通り、実施例の研磨液組成物によれば、使用される各研磨パッドにおいて、比較例のものに比べ、被研磨基板の表面の微小うねりが低減されていることが分かる。

本発明の研磨方法は、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等の精密部品基板の研磨に好適に使用される。

研磨パッドに対する研磨液組成物の接触角を示す略図である。

符号の説明

Ａ：接触角
Ｂ：研磨液組成物
Ｃ：研磨パッド

Claims

アルミナ粒子、水及び界面活性剤を含有する研磨液組成物を、水の接触角が１１０〜１５０度であるポリエーテル系ウレタンの研磨パッドに接触させながら、Ｎｉ-Ｐめっきされたアルミニウム合金基板を研磨する工程を有する基板の研磨方法であって、
界面活性剤が、下記一般式（５）：
Ｒ ^１Ｏ−（ＥＯ） _l （ＰＯ） _m −Ｈ（５）
（式中、Ｒ ^１は炭化水素基、ＥＯはオキシエチレン基、ＰＯはオキシプロピレン基；ｌ、ｍはそれぞれの平均付加モル数を示し、ｌが３０以下、ｌ＋ｍが１５〜６０である。）
で表される非イオン性界面活性剤を含むものであり、
研磨パッドに対する接触角が０〜１００度である研磨液組成物を用いて研磨する、基板の研磨方法。
アルミナ粒子がα−アルミナ及び／又は中間アルミナである、請求項１記載の基板の研磨方法。
界面活性剤の研磨液組成物中の含有量が０．００１〜５重量％である、請求項１又は２記載の基板の研磨方法。
アルミナ粒子の二次粒子の平均粒径が０．０５〜１μｍである、請求項１〜３いずれか記載の基板の研磨方法。
アルミナ粒子の研磨液組成物中の含有量が１〜２５重量％である、請求項１〜４いずれか記載の基板の研磨方法。
研磨液組成物が、硫酸、亜硫酸、アミド硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、シュウ酸、コハク酸、イタコン酸、リンゴ酸、クエン酸、ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸及びエチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸からなる群より選択される一種以上の酸をさらに含有する、請求項１〜５いずれか記載の基板の研磨方法。
研磨液組成物のｐＨが４以下である、請求項１〜６いずれか記載の基板の研磨方法。