JPH11181409A - 研磨材組成物及びこれを用いた基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被研磨物の表面にピットやスクラッチ等の欠
陥を生じさせること無く、研磨速度が向上し且つ表面粗
さを低くし得る研磨材組成物及び基板の製造方法を提供
すること。 【解決手段】 少なくとも研磨材と研磨助剤と水とを含
む本発明の研磨材組成物は、上記研磨助剤が、重量平均
分子量３００〜２０００で且つ水溶性又は水分散性の石
油スルホネート化合物又はその誘導体からなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨速度が向上し
且つ表面粗さを低くし得る研磨材組成物に関する。ま
た、本発明は該研磨材組成物を用いた基板の製造方法、
特に磁気記録媒体用基板、半導体ウェハ、半導体素子、
光学レンズ、プリズム、ミラー等の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】研磨材
組成物に関する従来技術としては、例えば一般にサブミ
クロンから数１０ミクロンサイズのダイヤモンドやアル
ミナ、ＳｉＣなどの研磨砥粒を水中に分散させてなり、
ガラス素材、カーボン基板及びセラミックス素材のよう
な脆性材料やＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウムのよう
な延性材料の表面研磨に用いられる研磨材組成物が知ら
れている（特開昭５４−８９３８９号公報、特開平１−
２０５９７３号公報、特開昭６２−２５１８７号公報お
よび特開平９−１４３４５５号公報等）。しかし、従来
の研磨材組成物では、研磨砥粒の分散の程度や研磨粉
（研磨により発生した研磨屑）の分散除去・再付着防止
が不十分であるため、被研磨物の表面にピットやスクラ
ッチ等の欠陥が生じたり、また、研磨速度が上げられ
ず、低コスト化に限界があった。また、効果の高い研磨
材組成物も知られているが、そのような研磨材組成物は
価格が高いために、やはり低コスト化に限界があった。

【０００３】従って、本発明の目的は、被研磨物の表面
にピットやスクラッチ等の欠陥を生じさせること無く、
研磨速度が向上し且つ表面粗さを低くし得る研磨材組成
物を提供することにある。また、本発明の目的は、特に
ガラス、カーボン及びセラミックスのような脆性材料か
らなる被研磨物の研磨に適した研磨材組成物を提供する
ことにある。更に、本発明の目的は、ピットやスクラッ
チの発生が防止された基板の製造方法を提供することに
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、研磨助剤として特定の石油スルホネートを用い
た研磨材組成物、及びこれを用いた基板の製造方法によ
り上記目的が達成されることを知見した。

【０００５】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、少なくとも研磨材と研磨助剤と水とを含む研磨材組
成物において、上記研磨助剤が、重量平均分子量３００
〜２０００で且つ水溶性又は水分散性の石油スルホネー
ト化合物又はその誘導体からなることを特徴とする研磨
材組成物を提供することにより上記目的を達成したもの
である。

【０００６】また、本発明は少なくとも研磨材と研磨助
剤と水とを含有する研磨材組成物を用いた研磨工程を有
する基板の製造方法において、上記研磨材組成物として
上記の研磨材組成物を用いたことを特徴とする基板の製
造方法を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の研磨材組成物に使用され
る石油スルホネート化合物又はその誘導体（以下、「石
油スルホネート化合物類」という）は研磨助剤として用
いられているものである。該石油スルホネート化合物類
としては、石油精製の際に副成する石油と硫酸との反応
物として一般に知られている炭化水素のスルホン酸混合
物であって、水溶性又は水分散性のものが用いられる。

【０００８】上記石油スルホネート化合物類の主成分は
アルキルアリールスルホン酸塩であり、水に溶解可能な
水溶性スルホネート（一般にグリーン酸と呼ばれる）、
及び水に分散可能な油溶性スルホネート（一般にマホガ
ニー酸と呼ばれる）を含む混合物である。該石油スルホ
ネート化合物類は一種又は二種以上を組み合わせて用い
ることができる。尚、本明細書において、「石油スルホ
ネート化合物の誘導体」とは、石油スルホネート化合物
に種々の極性基を導入したもの（これについては後述す
る）、及び付加反応等により修飾された石油スルホネー
ト化合物を意味する。

【０００９】上記石油スルホネート化合物類を使用する
ことにより、研磨材及び研磨屑の被研磨物への再付着が
一層効果的に防止され、研磨速度が向上し且つ表面粗さ
が低くなる。また、該石油スルホネート化合物類は価格
も低いため、低コスト化も可能となる。

【００１０】上記石油スルホネート化合物類は、その重
量平均分子量が３００〜２０００である。該重量平均分
子量が３００に満たないと分散安定性が不足してしま
い、２０００を超えると水溶性又は水分散性が低下し、
効果が不十分となってしまう。上記重量平均分子量は、
３００〜７００であることが好ましく、３００〜５００
であることが一層好ましい。尚、上記重量平均分子量
は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ポ
リスチレン換算）により測定された値である。

【００１１】上記石油スルホネート化合物類は、本発明
の研磨材組成物中に好ましくは０．０１〜３０重量％配
合される。該石油スルホネート化合物類の配合量が０．
０１重量％満たないと研磨速度の向上及び表面粗さの低
下の効果が十分に発現しないことがあり、３０重量％を
超えると研磨材組成物が増粘して作業性が低下したり、
研磨材組成物の排水負荷が増えることがあるので上記範
囲内とすることが好ましい。上記石油スルホネート化合
物類の配合量は更に好ましくは０．０５〜１０重量％で
あり、一層好ましくは０．１〜５重量％である。

【００１２】本発明において特に好ましく用いられる石
油スルホネート化合物類は下記一般式（１）で表され
る。

【００１３】（Ｃ_n Ｈ_2n-10 ＳＯ₃ ）_X Ｍ （１） （式中、ｎは１５〜４０の数を表し、Ｍはアルカリ金
属、アルカリ土類金属又は有機カチオンを表し、ｘはＭ
の価数を表し、炭化水素部分はアルキル基が結合した３
〜６個の閉環基からなる。）

【００１４】上記一般式（１）において、ｎは上述の通
り１５〜４０の数であり、上記石油スルホネート化合物
類の重量平均分子量が３００〜２０００となるように選
択される。ｎは更に好ましくは１５〜３５の数である。
また、上記一般式（１）において、Ｍの例としては、ナ
トリウムやカリウム等のアルカリ金属、カルシウムやマ
グネシウム等のアルカリ土類金属、４級アンモニウムイ
オンやトリエタノールアミン等の有機アミンが挙げら
れ、特に、ナトリウム、カルシウム及びバリウム等が好
ましい。尚、上記一般式（１）で表される石油スルホネ
ート化合物類は本発明の研磨材組成物中に一種又は二種
以上を組み合わせて配合することができる。

【００１５】上記式（１）で表される石油スルホネート
化合物類は、水溶性になるにつれて数個の閉環基が芳香
族性のものとなると共に、炭化水素部分の分子量が小さ
くなり、しかも油溶性のものに比して多くの縮合環を有
するようになる。油溶性スルホネート（即ち、上記マホ
ガニー酸）が、一般に、分子量４００以上であり、ただ
１個の芳香族環を有する構造であるのに対して、水溶性
スルホネート（即ち、上記グリーン酸）は、一般に、分
子量が４００以下であり、短アルキル鎖を有するフェニ
レン族又はナフテン族のモノ又はジスルホン酸が大部分
を占める。

【００１６】特に、上記石油スルホネート化合物類とし
て、主成分が水溶性成分のもの、即ち上記グリーン酸を
用いると、砥粒の分散性および研磨屑の分散性が良くな
るので好ましい。ここで、上記水溶性成分は、上記石油
スルホネート化合物類中に２０重量％以上含有されてい
ることが好ましく、４０重量％以上含有されていること
が更に好ましい。特に好ましくは、上記石油スルホネー
ト化合物類は水溶性成分のみからなっている。

【００１７】上記石油スルホネート化合物類は、水溶
性、砥粒の分散性および研磨屑の分散性の向上の点から
極性基を含有していることが好ましい。特に、該極性基
として、カルボキシル基、リン酸基、亜リン酸基、ホス
ホン酸基、亜ホスホン酸基、ホスフィン酸基、亜ホスフ
ィン酸基、第３級アミノ基、第４級アンモニウム塩基、
又はニトロ基を一種又は二種以上含有することが好まし
く、とりわけカルボキシル基、第３級アミノ基または第
４級アンモニウム塩基を含有することが好ましい。尚、
上記有機化合物にこれらの極性基を導入するには、例え
ばマンニッヒ反応等の公知の方法を用いることができ
る。

【００１８】上記石油スルホネート化合物類は、これら
の極性基を分子量３００単位当たりに平均０．５〜２個
含有することが好ましく、１〜２個含有することがより
好ましい。極性基の含有量が０．５個に満たないと水溶
性および水分散性に欠ける場合があり、２個を超えると
研磨時に微小ピットが発生する場合があるので上記範囲
内とすることが好ましい。

【００１９】研磨助剤として上記石油スルホネート化合
物類、特に上記一般式（１）で表される石油スルホネー
ト化合物類を用いることにより研磨速度が向上し且つ表
面粗さが低くなる理由は必ずしも明確ではないが、以下
の通りであると推察される。即ち、上記石油スルホネー
ト化合物類の作用により、研磨により発生した研磨粉は
被研磨物の表面及び研磨時に研磨パッドを用いる場合に
は該研磨パッド表面から素早く除去される。その結果、
被研磨物の表面には常に新しい面が次々と露出し、且つ
研磨パッド表面への研磨材の捕捉率及び研磨材安定性
（捕捉力）が高まり作用研磨材数が増える結果、研磨速
度が向上するものと考えられる。また、作用研磨材数が
増えると、個々の研磨材に加わる荷重が低下するので、
除去単位が小さくなり、更に、上記石油スルホネート化
合物類の作用により研磨材の分散性が向上して被研磨物
の表面に研磨材が均一に作用するようになり、その結
果、表面粗さが低くなるものと考えられる。また、石油
スルホネート化合物類における炭化水素基（特に芳香族
部分）は温度や圧力に対する分解安定性が高いので、研
磨を高加圧条件下で行うことができ、これによっても研
磨速度が向上するものと考えられる。

【００２０】次に、本発明の研磨材組成物に使用される
研磨材について説明すると、該研磨材としては、研磨用
として一般に使用されている研磨砥粒を使用することが
できる。該研磨材の具体例としては、アルミナ系粒子、
ＳｉＣ粒子、ダイヤモンド粒子、ＺｒＯ₂ 粒子、ＭｇＯ
粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、ヒュ
ームドシリカ粒子およびコロイダルシリカ粒子等が挙げ
られる。これらの研磨材のうち、磁気記録媒体用基板や
半導体基板等の精密部品の研磨にアルミナ系粒子、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またはＳｉＣ粒子を使用
すると研磨速度が速くなるので好ましく、特に、アルミ
ナ系粒子として中間アルミナ粒子を使用すると被研磨物
の表面粗さを極めて小さくできるので好ましい。尚、本
明細書において、中間アルミナ粒子とは、α−アルミナ
粒子以外のアルミナ粒子の総称であり、具体的にはγ−
アルミナ粒子、δ−アルミナ粒子、θ−アルミナ粒子、
η−アルミナ粒子、及び無定型アルミナ粒子等が挙げら
れる。これらの研磨材は一種又は二種以上を組み合わせ
て用いることができる。

【００２１】上記研磨材は、本発明の研磨材組成物中に
おいて水を媒体としたいわゆるスラリー状の状態で使用
される。本発明の研磨材組成物における該研磨材の配合
量は、本発明の研磨材組成物の粘度や被研磨物の要求品
質などに応じて種々選択することが出来るが、一般的な
範囲としての配合量は好ましくは０．０１〜３０重量％
であり、更に好ましくは０．０２〜１０重量％である。
該研磨材の配合量が上記範囲内であれば、生産効率良く
低表面粗さが達成される。

【００２２】また、上記研磨材を、上記研磨助剤（即
ち、上記石油スルホネート化合物類）の配合量との関係
で、該研磨材と該研磨助剤との濃度比〔研磨材の濃度
（重量％）／研磨助剤の濃度（重量％）〕が０．０１〜
１００となるように配合することが好ましい。該濃度比
が０．０１に満たないと研磨材のすべり（即ち、研磨除
去効率の低下）等の不具合が発生することがあり、１０
０を超えると研磨助剤を配合した効果が十分に発現しな
いことがあるので上記範囲内とすることが好ましい。上
記濃度比は、０．０１〜５０であることが更に好まし
く、０．０１〜２５であることが一層好ましく、０．０
２〜１０であることが更に一層好ましく、０．０２〜５
であることが最も好ましい。

【００２３】上記研磨材の一次粒子の平均粒径は０．０
０２〜３μｍであることが好ましい。一次粒子の平均粒
径が０．００２μｍに満たないと研磨による材料除去効
率（研磨速度）が著しく低下することがあり、３μｍを
超えると被研磨物を研磨した際、特にガラス、カーボン
及びセラミックスのような高硬度・脆性材料からなる被
研磨物を研磨した際に被研磨物の表面粗さを低くするこ
とが困難となることがあるので上記範囲内とすることが
好ましい。上記研磨材の一次粒子の平均粒径は０．００
２〜１．０μｍであることが更に好ましく、０．０１〜
１．０μｍであることが一層好ましく、０．０１〜０．
５μｍであることが特に好ましく、０．０２〜０．２μ
ｍであることが最も好ましい。また、大小粒径の研磨材
を組み合わせて用いることもできる。尚、上記研磨材の
一次粒子の平均粒径は、該研磨材０．１ｇに所定の分散
剤（例えば、ポリスチレンスルホン酸ソーダ等）を加
え、次いで超音波を印加して該研磨材を分散させ、更に
乾燥させて得られたものをＳＥＭ観察して画像解析によ
り求めたものである。また、該平均粒径が２μｍ以上の
ものなら、コールターカウンター〔型式ＭＵＬＴＩＳＩ
ＺＥＲ−II、（株）コールター社製〕で測定しても良
い。

【００２４】上記研磨材は、そのヌープ硬度（ＪＩＳ
Ｚ−２２５１）が７００〜９０００であることが好まし
い。ヌープ硬度が７００に満たないと十分な研磨速度を
得ることができず生産性が低下することがあり、９００
０を超えると被研磨物の表面に発生する加工ダメージ層
（即ち、マイクロクラックやチッピングの層）の厚さが
大きくなり表面品質が低下することがあるので上記範囲
内とすることが好ましい。上記ヌープ硬度は、１０００
〜５０００であることが更に好ましく、１５００〜３０
００であることが一層好ましい。

【００２５】また、上記研磨材は、分散性及び研磨装置
への供給性や回収再利用性の点から、その比重が２〜５
であることが好ましく、２〜４であることが更に好まし
い。

【００２６】特に好ましく用いられる研磨材は、ヌープ
硬度１５００〜３０００である純度９９．９重量％以上
のα−Ａｌ₂ Ｏ₃ 粒子又はγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ 粒子である。
斯かる研磨材は、高純度アルミニウム塩を用いた結晶成
長法（ベルヌーイ法など）により作製することができる
もので、一般に利用される粉砕法により作製されるアル
ミナとは形状、純度の点で大きく異なる。斯かる研磨材
を用いると、理由は必ずしも明確ではないが、上記研磨
助剤との添加相乗効果が顕著となるので好ましい。尚、
上記研磨材の純度は、研磨材１〜３ｇを酸又はアルカリ
水溶液に溶かし、ＩＣＰ（プラズマ発光分析）法によ
り、アルミニウムイオンを定量することにより求められ
る。

【００２７】本発明の研磨材組成物に配合される水は、
媒体として用いられるものであり、その配合量は好まし
くは６０〜９９．８％であり、より好ましくは７０〜９
９．８重量％であり、更に好ましくは９０〜９９．４重
量％である。水の配合量が上記範囲内であれば、被研磨
物を生産効率良く研磨することができる。

【００２８】本発明の研磨剤組成物においては、上述の
必須成分に加えて必要に応じて他の成分を添加剤として
配合することができる。該添加剤としては、例えば、単
量体型の酸化合物の金属塩（以下、この単量体型の酸化
合物の金属塩を「単量体型助剤」という）を挙げること
ができる。上記研磨助剤と該単量体型助剤とを併用する
ことで、両者の協同効果により研磨速度が一層向上す
る。

【００２９】上記単量体型の酸化合物の金属塩（単量体
型助剤）とは、重合性を有さない（即ち、単量体）酸化
合物の金属塩を意味する。該酸化合物としては何等かの
酸化作用を有するものであれば特段制限されるものでは
ない。該酸化合物の具体例としては、硝酸、硫酸、亜硫
酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、燐酸、亜燐酸、次亜燐
酸、ピロリン酸、炭酸、乳酸、シュウ酸、及び安息香
酸、並びにこれらを官能基として有する有機酸等が挙げ
られる。また、該酸化合物の金属塩の金属としては、ア
ルミニウム、マグネシウム、ニッケル、ナトリウム、カ
リウム及び鉄などが挙げられ、好ましくはアルミニウ
ム、ナトリウム及びマグネシウムが用いられる。上記単
量体型助剤は、一種又は二種以上を組み合わせて配合す
ることが出来る。特に、上記単量体型助剤として、硝酸
の金属塩、硫酸の金属塩、シュウ酸の金属塩及び乳酸の
金属塩、安息香酸の金属塩からなる群から選ばれる一種
以上を用いることが好ましく、とりわけ硝酸アルミニウ
ム、シュウ酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、又は安
息香酸ニッケル等を用いると研磨速度の向上効果が一層
高くなるので好ましい。

【００３０】上記単量体型助剤は本発明の研磨剤組成物
中に、好ましくは０．００１〜２０重量％配合され、更
に好ましくは０．０１〜５重量％配合され、一層好まし
くは０．０４〜０．４重量％配合される。該単量体型助
剤の配合量が上記範囲内であれば研磨速度の向上が十分
であり、２０重量％を超えて用いても研磨速度は飽和
し、また、被研磨物の表面にうねり等が発生して表面品
質の低下を招くことがあり、更にはコストも高くなって
しまう。

【００３１】また、本発明の研磨剤組成物においては、
上記単量体型助剤の他に、各種界面活性剤、アルカリ性
物質、各種増粘剤、各種分散剤、各種防錆剤、キレート
剤、有機溶媒等の添加剤を配合することもできる。ま
た、研磨促進剤として公知の硝酸アンモニウム等の無機
塩等を用いることもできる。これらの添加剤は、本発明
の研磨剤組成物中に好ましくはそれぞれ０．０１〜５重
量％配合される。

【００３２】本発明の研磨剤組成物は、そのｐＨが１〜
１３である。ｐＨが斯かる範囲内であると、研磨助剤が
安定に存在でき、且つ該研磨助剤の研磨材及び研磨粉へ
の吸着がおこりやすくなる。また被研磨物の表面が酸化
され易くなるので研磨速度が向上し、表面品質も良好と
なり、生産性と品質のバランスが良くなる。カーボン基
板を研磨する場合には、本発明の研磨剤組成物のｐＨは
１〜６であることが好ましく、２〜６であることが更に
好ましい。半導体ウエハーや半導体素子（配線素子等の
加工済ウエハー）を研磨する場合、特にシリコンウエハ
ーを研磨する場合には、研磨速度の向上および表面品質
の向上の観点から、ｐＨがアルカリ性側、即ち７〜１
３、特に８〜１２、とりわけ９〜１１であることが好ま
しい本発明の研磨剤組成物のｐＨを上記範囲内にするた
めには、例えば、上記研磨助剤及び必要に応じて上記単
量体型助剤等を所定量配合すればよい。

【００３３】本発明の研磨剤組成物を用いた研磨の対象
となる被研磨物の材質としては、例えばアルミニウムや
シリコンのような金属、ガラス、ガラス状カーボンやア
モルファスカーボンのようなカーボン、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・Ｔ
ｉＣのようなセラミック材料等が挙げられる。これらの
うち、ガラスやカーボン、セラミック等の脆性材料から
なる被研磨物に対して本発明の研磨剤組成物を用いて研
磨を行うと、従来の研磨材組成物を用いた場合に比べ
て、ピットやスクラッチ等の表面欠陥の発生を抑えて表
面粗さを従来より低くしながら高速で研磨ができるので
好ましい。これらの被研磨物の形状に特に制限は無く、
例えばディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状
等の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する
形状のものが本発明の研磨剤組成物を用いた研磨の対象
となる。特に、後述する実施例から明らかなように、本
発明の研磨剤組成物は、ガラス状カーボン基板等のカー
ボン基板の研磨に著しい効果が認められる。

【００３４】本発明によれば、少なくとも研磨材と研磨
助剤と水とを含有する研磨材組成物を用いた研磨工程を
有する基板の製造方法において、上述の研磨材組成物を
用いたことを特徴とする基板の製造方法が提供される。
尚、本明細書において「基板」とは、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
のものに限られず、レンズ等の曲面部を有する形状のも
のも包含される。

【００３５】斯かる基板の製造方法の好ましい一実施形
態について、磁気記録媒体用基板の製造工程における研
磨工程の一つであるポリッシング（仕上げ研磨）工程を
例にとり図１及び図２を参照して説明する。ここで、図
１は、ガラス状カーボン基板のポリッシング工程で使用
される両面加工機を示す概略正面図であり、図２は、図
１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。

【００３６】図１に示す両面加工機１は、下定盤２と、
該下定盤２の上方に配設される上定盤３と、該上定盤３
に接して該上定盤３を支持する定盤支持部４とを具備し
て構成されている。

【００３７】図１に示すように、上定盤３は、エアシリ
ンダ１１の出力ロッド１１ａの先端部にブラケット１２
を介して回転可能に取り付けられている。該上定盤３は
該エアシリンダ１１により昇降可能になされていると共
に、下降時にはベース５側で図２に示す矢印Ｄ方向に回
転するロータ１３の溝に係合して同方向に回転するよう
になされている。また、上記上定盤３の下面には、研磨
パッドが配設されている。また、該上定盤３は、上記定
盤支持体４にボルト（図示せず）によって緊結固定され
ており、該定盤支持体４と共に回転自在に設けられてい
る。

【００３８】図２に示すように、下定盤２は、上記ベー
ス５上に矢印Ａ方向に回転自在に設けられていて、その
上面には、上記上定盤３に配設されている研磨パッドと
同種の研磨パッド６が配設されている。また、該下定盤
２には、中央の矢印Ｂ方向に回転する太陽歯車７と外周
側の矢印Ｃ方向に回転する内歯歯車８とに噛み合って、
公転しつつ自転する遊星歯車状のキャリア９が４機配設
されていている。そして、各キャリア９に設けられた８
個の穴内にそれぞれ被研磨物である磁気記録媒体用基板
１０がセットされるようになっている。尚、本実施形態
において用いられる磁気記録媒体用基板は、ディスク状
であり、カーボン材料の一つであるガラス状カーボンか
らなっている。

【００３９】上記上定盤３と上記下定盤２との間には、
スラリー供給パイプ（図示せず）により本発明の研磨材
組成物が所定の量で供給されるようになっている。そし
て、上記エアシリンダ１１によって上記上定盤３を下降
させることにより、上記キャリア９と一体に動く上記磁
気記録媒体用基板１０は、上記下定盤２と上記上定盤３
とに挟まれてポリッシングが行われる。

【００４０】上記ポリッシング工程に付される磁気記録
媒体用基板は、炭素質樹脂状原料（フェノール樹脂等）
を一対のガラス板間で硬化させた後、焼成し、次いでデ
ィスク形状に加工した後、ラッピング（粗研磨）工程に
付し所定の表面粗さとなし、更にチャンファー（面取
り）工程に付されて得られたものである。

【００４１】本実施形態におけるポリッシング工程の条
件は、一般的には下記の通りである。即ち、加工圧力
は、好ましくは１０〜２０００ｇｆ／ｃｍ² であり、更
に好ましくは５０〜５００ｇｆ／ｃｍ² である。加工時
間は、好ましくは２〜１２０分であり、更に好ましくは
２〜３０分である。加工温度は、好ましくは室温〜５０
℃である。上記両面加工機の上下定盤にそれぞれ装着さ
れる上記研磨パッドのショアー硬度〔ＪＩＳ Ａ（ＪＩ
Ｓ Ｋ−６３０１）に準拠〕は、好ましくは８８〜９８
であり、更に好ましくは８８〜９５である。尚、該研磨
パッドとして、例えば発泡ポリウレタン等の樹脂からな
る研磨パッドや、ポリエステル不織布とポリウレタンの
複合体等の樹脂複合体からなる研磨パッドを用いると、
研磨速度が一層向上すると共に表面粗さが一層低くなる
ので好ましい。上記両面加工機の下定盤回転数は加工機
サイズに依存するが、例えばＳＰＥＥＤ ＦＡＭ社製
９Ｂ型両面加工機であれば、好ましくは５〜１００ｒｐ
ｍであり、更に好ましくは１０〜６０ｒｐｍである。研
磨材組成物の供給流量は、加工機サイズに依存するが、
例えばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面加工機であれ
ば、好ましくは５〜３００ｃｃ／ｍｉｎであり、更に好
ましくは１０〜１５０ｃｃ／ｍｉｎである。研磨材組成
物中の研磨材の一次粒子の平均粒径は０．００２〜３μ
ｍであり、その濃度は０．０１〜３０重量％、特に０．
０２〜１０重量％である。

【００４２】ラッピングされたガラス状カーボン基板を
上記の条件においてポリッシングすることにより、その
表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）は約４〜２０Åとな
る。

【００４３】上記研磨材組成物を用いた研磨工程は、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。ラッピング工程においては、ポリッシ
ング工程と同様に図１及び図２に示す両面加工機を用い
ることができる。この場合、ポリッシング工程と操作が
異なる点は、上下定盤に研磨パッドは装着せず、その代
わりに研磨面が鋳鉄等で形成された定盤を用い、且つ上
定盤に設けられた穴を通じて研磨材組成物を供給する点
である。また、研磨材組成物中に含まれる研磨材の砥粒
の粒径はポリッシング工程の場合よりも大きく、一次粒
子の平均粒径が例えば３〜３０μｍのものが好ましく用
いられる。また、研磨材の濃度もポリッシング工程の場
合よりも高く、例えば１〜３０重量％とすることが好ま
しく、２〜２０重量％とすることが更に好ましい。

【００４４】以上、本発明の基板の製造方法をその好ま
しい実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形
態に制限されるものではなく、種々の変更形態が可能で
ある。例えば、研磨工程においては、上述の両面加工機
に代えて他の加工機を用いてもよい。また、被加工材料
として、後述する実施例からも明らかなように、ガラ
ス、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣのようなセラミック材料、シリ
コン、アルミニウム或いはＮｉ−Ｐメッキされたアルミ
ニウムのような金属材料、ガラス状カーボン以外のカー
ボン材料等を用いることもできる。また、本発明の基板
の製造方法は、磁気記録媒体用基板の製造に限られず、
半導体ウェハ、半導体素子、光学レンズ、光学ミラーや
ハーフミラー、及び光学プリズム等の研磨工程が必要と
される基板の製造であれば同様に適用することができ
る。

【００４５】

【実施例】以下、実施例により本発明の有効性を例証す
る。しかしながら、本発明の範囲はかかる実施例に制限
されるものではない。

【００４６】〔実施例１〜１１及び比較例１〜８〕表１
に示す研磨材、研磨助剤及び単量体型助剤を、表１に示
す濃度で以て残部水と混合・撹袢し、研磨材組成物を得
た。尚、用いた研磨助剤及び単量体型助剤の種類はそれ
ぞれ表３及び表４に示す通りである。また、表１に示す
α−Ａｌ₂Ｏ₃ 及びγ−Ａｌ₂ Ｏ₃ の純度は、それぞれ
９９．９８重量％であった。但し、実施例１及び比較例
１で用いたα−Ａｌ₂ Ｏ₃ の純度のみ、９９．８０重量
％であった。尚、実施例１１においては、ＮａＯＨを用
いてｐＨを１０．５に調整した。ラッピングにより中心
線平均粗さＲａを０．１μｍとした直径１．８インチの
ガラス状カーボン（ＧＣ）基板、Ｎｉ−Ｐメッキされた
アルミニウム基板、ガラス基板、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＴｉＣ基
板、及びシリコンウェハーを、該研磨材組成物を用い
て、両面加工機によりポリッシングした。この際、該両
面加工機は下記の条件にて使用した。また、実施例５〜
９においては両面加工機の加工圧力を通常よりも高い２
００ｇｆ／ｃｍ² とした。

【００４７】＜両面加工機の設定条件＞ 使用両面加工機：ＳＰＥＥＤ ＦＡＭ社製 ９Ｂ型両面
加工機 加工圧力：１５０ｇｆ／ｃｍ² 研磨パッドのショアー硬度：９０ 〔ＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ−６３０１）に準拠〕 下定盤回転数：４０ｒｐｍ 研磨材組成物供給流量：５０ｃｃ／ｍｉｎ

【００４８】実施例及び比較例における各基板につい
て、１２０分間ポリッシングを行い、研磨による除去量
を測定し、比較例を基準として相対研磨速度を求めた。
その結果を表２に示す。また、研磨後の各基板の表面の
中心線平均粗さＲａを測定すると共に、スクラッチの発
生の程度を下記の基準により評価した。その結果を表２
に示す。

【００４９】〔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測定した。 〔スクラッチ〕光学顕微鏡観察（微分干渉顕微鏡）を用
い倍率×５０倍で各基板の表面を６０度おきに６カ所測
定した。スクラッチの深さはＺｙｇｏ（Ｚｙｇｏ社製）
により測定した。評価基準は下記の通りである。 Ｓ：深さ５００Åを超えるスクラッチが０本／１視野 Ａ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均０．５本未
満／１視野 Ｂ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均０．５本以
上１本未満／１視野 Ｃ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均１本以上／
１視野

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】表２に示す結果から明らかなように、研磨
助剤として特定の分子量を有する石油スルホネート化合
物類が配合された本発明の研磨材組成物（実施例１〜１
１）を用いて基板を研磨すると、該石油スルホネート化
合物類が配合されていない研磨材組成物（比較例１〜
８）を用いて基板を研磨した場合に比して、研磨速度が
向上し、表面粗さが低くなり、スクラッチの発生が抑え
られることが分かる。特に、通常よりも高い加工圧力で
研磨を行った実施例５〜９では、研磨速度が極めて高い
ことが分かる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、被研磨物の表面にピッ
トやスクラッチ等の欠陥を生じさせること無く、研磨速
度が向上し且つ表面粗さを低くし得る研磨材組成物及び
基板の製造方法が提供される。これにより基板の製造工
程の短縮が可能となり、生産性が大幅に向上しコストも
著しく改善される。本発明の研磨材組成物は、特にガラ
ス、カーボン及びセラミックスのような脆性材料からな
る被研磨物の研磨、とりわけポリッシングに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の製造方法に好ましく用いられる
両面加工機を示す要部概略正面図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。

【符号の説明】

１ 両面加工機 ２ 下定盤 ３ 上定盤 ４ 基板支持部 ５ ベース ６ 研磨パッド ９ キャリア １０ 基板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも研磨材と研磨助剤と水とを含
   む研磨材組成物において、 上記研磨助剤が、重量平均分子量３００〜２０００で且
   つ水溶性又は水分散性の石油スルホネート化合物又はそ
   の誘導体からなることを特徴とする研磨材組成物。
2. 【請求項２】 上記研磨助剤を０．０１〜３０重量％含
   有する、請求項１記載の研磨材組成物。
3. 【請求項３】 上記石油スルホネート化合物が下記式
   （１）で表される、請求項１又は２記載の研磨材組成
   物。 （Ｃ_n Ｈ_2n-10 ＳＯ₃ ）_X Ｍ （１） （式中、ｎは１５〜４０の数を表し、 Ｍはアルカリ金属、アルカリ土類金属又は有機カチオン
   を表し、 ｘはＭの価数を表し、 炭化水素部分はアルキル基が結合した３〜６個の閉環基
   からなる。）
4. 【請求項４】 上記石油スルホネートが、カルボキシル
   基、リン酸基、亜リン酸基、ホスホン酸基、亜ホスホン
   酸基、ホスフィン酸基、亜ホスフィン酸基、第３級アミ
   ノ基、第４級アンモニウム塩基、又はニトロ基を含有す
   る、請求項１〜３の何れかに記載の研磨材組成物。
5. 【請求項５】 更に単量体型の酸化合物の金属塩を一種
   以上含有する、請求項１〜４の何れかに記載の研磨材組
   成物。
6. 【請求項６】 上記単量体型の酸化合物の金属塩を０．
   ００１〜２０重量％含有する、請求項５記載の研磨材組
   成物。
7. 【請求項７】 上記単量体型の酸化合物の金属塩が、硝
   酸の金属塩、硫酸の金属塩、シュウ酸の金属塩及び乳酸
   の金属塩からなる群から選ばれる一種以上である、請求
   項５又は６記載の研磨材組成物。
8. 【請求項８】 少なくとも研磨材と研磨助剤と水とを含
   有する研磨材組成物を用いた研磨工程を有する基板の製
   造方法において、上記研磨材組成物として請求項１〜７
   の何れかに記載の研磨材組成物を用いたことを特徴とす
   る基板の製造方法。