JP2004091674A

JP2004091674A - Polishing liquid composition

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Publication number: JP2004091674A
Application number: JP2002255411A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kitayama; 北山　博昭; Toshiya Hagiwara; 萩原　敏也; Shigeo Fujii; 藤井　滋夫
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP4446371B2

Abstract

【課題】研磨で生じる基板のロールオフを低減し得る研磨液組成物、該研磨液組成物を用いた基板の製造方法並びに被研磨基板のロールオフを低減する方法を提供すること。
【解決手段】研磨材と、水と、有機酸又はその塩とを含有してなり、剪断速度１５００Ｓ^−１における２５℃での特定粘度が１．０〜２．０ｍＰａ・ｓである研磨液組成物、該研磨液組成物を用いて、被研磨基板の研磨工程を有する基板の製造方法、並びに前記研磨液組成物を用いて研磨することにより被研磨基板のロールオフを低減する方法。
【選択図】　なしAn object of the present invention is to provide a polishing composition capable of reducing roll-off of a substrate caused by polishing, a method of manufacturing a substrate using the polishing composition, and a method of reducing roll-off of a substrate to be polished.
A polishing composition comprising an abrasive, water, an organic acid or a salt thereof and having a specific viscosity at 25 ° C. at a shear rate of 1500 S ⁻¹ of 1.0 to 2.0 mPa · s. An object, a method of manufacturing a substrate having a step of polishing a substrate to be polished using the polishing liquid composition, and a method of reducing roll-off of the substrate to be polished by polishing using the polishing liquid composition.
[Selection diagram] None

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液組成物に関する。更には、該研磨液組成物を用いた基板の製造方法及び被研磨基板のロールオフを低減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクは、高容量化を推進する技術に対しての要望が高まっている。高容量化への有力な手段の一つとして、研磨工程で発生するロールオフ（被研磨基板の端面だれ）を小さくし、より外周部まで記録できることが望まれている。このようなロールオフを低減した基板を製造するため、研磨パッドを硬くする、研磨荷重を小さくするといった機械的条件が検討されている。しかしながら、このような機械的研磨条件は効果があるもののいまだ充分とは言えない。また、研磨工程に使用する研磨液組成物によってロールオフを低減する観点から、水酸基を持つ有機酸に代表される特定の有機酸の使用（特開２００２−１２８５７号公報）、アルミニウム塩のゾル化生成物の使用（特開２００２−２０７３２号公報）、ポリアルキレンオキサイド化合物の使用（特開２００２−１６７５７５号公報）等が検討されているがロールオフを充分に低減しえるとは言い切れないのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、研磨で生じる基板のロールオフを低減し得る研磨液組成物、該研磨液組成物を用いた基板の製造方法並びに被研磨基板のロールオフを低減する方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕　研磨材と、水と、有機酸又はその塩とを含有してなり、剪断速度１５００Ｓ^−１における２５℃での特定粘度が１．０〜２．０ｍＰａ・ｓである研磨液組成物、
〔２〕　前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、被研磨基板の研磨工程を有する基板の製造方法、並びに
〔３〕　前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて研磨することにより被研磨基板のロールオフを低減する方法
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、研磨材と、水と、有機酸又はその塩とを含有してなり、剪断速度１５００Ｓ^−１における２５℃での特定粘度が１．０〜２．０ｍＰａ・ｓであるものであり、この研磨液組成物を用いることで、研磨速度を維持しつつ基板のロールオフを有意に低減することができ、外周部まで記録できる基板を生産できるという顕著な効果が発現される。詳細なことは不明ではあるが、研磨液組成物の高剪断時の粘度を低減することで、研磨液のパッド−被研磨物間への研磨液組成物の供給性と研磨クズの排出性が向上すると考えられる。このことにより被研磨物の内側の研磨量が増大して、内側と外側（端面部）の研磨速度差が相対的に小さくなり、結果としてロールオフが低減するものと推定される。
【０００６】
本発明においての特定粘度とは、剪断速度１５００Ｓ^−１における２５℃での研磨液組成物の粘度をいい、具体的には、後述の条件にてＲｅｏｍｅｔｒｉｃ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、Ａｒｅｓ−１００ＦＲＴ−ＢＡＴＨ−ＳＴＤ（商品名）を用いて測定する値をいう。
【０００７】
本発明の研磨液組成物は剪断速度１５００Ｓ^−１における特定粘度が１．０〜２．０ｍＰａ・ｓであるが、研磨液組成物のパッド−被研磨基板間への供給量と研磨クズの除去性を向上させ、十分なロールオフ低減作用を得る観点及び研磨速度を維持する観点から、好ましくは１．３〜２．０ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは１．５〜１．９ｍＰａ・ｓである。
【０００８】
本発明の研磨液組成物は、研磨材と、水と、有機酸又はその塩とを含有してなるものである。本発明に用いられる研磨材は、研磨用に一般に使用されている研磨材を使用することができる。該研磨材の例としては、金属；金属又は半金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物；ダイヤモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族由来のものである。研磨材の具体例として、α−アルミナ粒子、中間アルミナ粒子、アルミナゾル、炭化ケイ素粒子、ダイヤモンド粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子等が挙げられ、これらを１種以上使用することは、研磨速度を向上させる観点から好ましい。また、研磨特性の必要性に応じてこれらの２種以上混合して使用してもよい。研磨材用途別ではＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の粗研磨はα−アルミナ粒子、中間アルミナ粒子、アルミナゾル等のアルミナ粒子が好ましく、更にはα−アルミナ粒子と中間アルミナ粒子（なかでもθ−アルミナ）との組み合わせが研磨速度向上、表面欠陥防止及び表面粗さ低減から特に好ましい。また、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の仕上げ研磨はコロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子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粒子、アルミナ粒子が好ましい。半導体ウェハや半導体素子等の研磨では酸化セリウム粒子、アルミナ粒子、シリカ粒子が好ましい。
【０００９】
研磨材の一次粒子の平均粒径は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは０．０１〜３　μｍ　、さらに好ましくは０．０１〜０．８　μｍ　、特に好ましくは０．０２〜０．５　μｍ　である。さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは０．０２〜３　μｍ　、さらに好ましくは０．０５〜１．５　μｍ　、特に好ましくは０．１　〜１．２　μｍ　である。研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡で観察（好適には３０００〜３００００　倍）又は透過型電子顕微鏡で観察（好適には１００００　〜３０００００倍）して画像解析を行い、粒径を測定することにより求めることができる。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。
【００１０】
研磨材の比重は、分散性及び研磨装置への供給性や回収再利用性の観点から、その比重は２〜６であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。
【００１１】
研磨材の含有量は、経済性及び表面粗さを小さくし、効率よく研磨することができるようにする観点から、研磨液組成物中において好ましくは１　〜４０重量％、より好ましくは２　〜３０重量％、さらに好ましくは３　〜２５重量％である。
【００１２】
本発明の研磨液組成物中の水は、媒体として使用されるものであり、その含有量は被研磨物を効率良く研磨する観点から、好ましくは５５〜９８．９９　重量％、より好ましくは６０〜９７．５重量％、さらに好ましくは７０〜９６．８重量％である。
【００１３】
また、本発明の研磨液組成物は、有機酸又はその塩を含有する。
【００１４】
有機酸又はその塩としては、モノ又は多価カルボン酸、アミノカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩等が挙げられる。これらの化合物はその特性から化合物群（Ａ）と化合物群（Ｂ）に大別される。
【００１５】
化合物群（Ａ）に属する化合物は、単独で研磨速度を向上することも可能であるが、顕著な特徴としては化合物群（Ｂ）に代表される他の研磨速度向上剤と組み合わせた場合ロールオフを低減する作用を有する化合物である。化合物群（Ａ）の化合物としてはＯＨ基又はＳＨ基を含有する炭素数２〜２０のモノ又は多価カルボン酸、炭素数２〜３のジカルボン酸、炭素数１〜２０のモノカルボン酸及びそれらの塩より選ばれる１種以上の化合物である。ＯＨ基又はＳＨ基を含有するモノ又は多価カルボン酸の炭素数は水への溶解性の観点から２〜２０であり、２〜１０が好ましく、より好ましくは２〜８、さらに好ましくは２〜６である。例えば、ロールオフ低減の観点から、α―ヒドロキシカルボキシル化合物が好ましい。炭素数２〜３のジカルボン酸とは即ちシュウ酸とマロン酸を指す。モノカルボン酸の炭素数は、水への溶解性の観点から１〜２０であり、１〜１０が好ましく、より好ましくは１〜８、さらに好ましくは１〜５である。化合物群（Ａ）のうち、研磨速度の面からは、α−ヒドロキシカルボン酸又はその塩が好ましい。
【００１６】
ＯＨ基又はＳＨ基を有する炭素数２〜２０のモノ又は多価カルボン酸の具体例としては、グリコール酸、メルカプトコハク酸、チオグリコール酸、乳酸、β−　ヒドロキシプロピオン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、アロクエン酸、グルコン酸、グリオキシル酸、グリセリン酸、マンデル酸、トロパ酸、ベンジル酸、サリチル酸等が挙げられる。炭素数１〜２０のモノカルボン酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、イソ吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸等が挙げられる。これらの中で、酢酸、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸が好ましく、さらに好ましくは、シュウ酸、マロン酸、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、グリオキシル酸、クエン酸及びグルコン酸であり、特に好ましくはクエン酸、リンゴ酸、酒石酸であり、最も好ましくはクエン酸である。
【００１７】
これらの化合物群（Ａ）の塩としては、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム、有機アミン等との塩が挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの金属の中でも、目詰まり低減の観点から１Ａ、３Ａ、３Ｂ、７Ａ又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ、３Ａ又は３Ｂ族に属する金属が更に好ましく、１Ａ族に属するナトリウム、カリウムが最も好ましい。
【００１８】
アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。
【００１９】
有機アミン等の具体例としては、ジメチルアミン、トリメチルアミン、アルカノールアミン等が挙げられる。
【００２０】
これらの塩の中では、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩が特に好ましい。
【００２１】
化合物群（Ａ）は単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。
【００２２】
本発明に用いる化合物群（Ｂ）は、特に研磨速度向上の作用に優れる化合物である。化合物群（Ｂ）としては炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸、アミノカルボン酸、アミノ酸及びそれらの塩等が挙げられる。
【００２３】
研磨速度向上の観点からは炭素数４以上のＯＨ基又はＳＨ基を有しない多価カルボン酸中でも炭素数４〜２０が好ましく、さらに水溶性の観点を加味すると炭素数４〜１０が好ましい。また、そのカルボン酸価数は２〜１０、好ましくは２〜６、特に好ましくは２〜４である。また、同様の観点から、アミノカルボン酸としては、１分子中のアミノ基の数は１〜６が好ましく、更に１〜４が好ましい。そのカルボン酸基の数としては１〜１２、更には２〜８が好ましい。また、炭素数としては１〜３０が好ましく、更には１〜２０が好ましい。同様の観点からアミノ酸の炭素数としては２〜２０が好ましく、更に２〜１０が好ましい。
【００２４】
化合物群（Ｂ）の具体例としては、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、プロパン−１，１，２，３−テトラカルボン酸、ブタン−１，２，３，４−テトラカルボン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミンペンタ酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒドロオキシエチルエチレンジアミンテトラ酢酸（ＨＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸（ＴＴＨＡ）、ジカルボキシメチルグルタミン酸（ＧＬＤＡ）、グリシン、アラニン等が挙げられる。
これらの中でもコハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルタル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、アジピン酸、ジグリコール酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸が好ましく、さらにコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、トリカルバル酸、ジグリコール酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸がより好ましい。
【００２５】
これら化合物群（Ｂ）の塩としては、前記化合物群（Ａ）と同様である。
化合物群（Ｂ）は単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。更には化合物群（Ａ）と化合物群（Ｂ）を組み合わせることが研磨性能のバランスの上で特に好ましい。
【００２６】
また、本発明中の有機酸又はその塩の含有量は、機能を発現させる観点及び経済性の観点から、好ましくは研磨液組成物中０．０１〜１０重量％、より好ましくは０．０２〜７重量％、さらに好ましくは０．０３〜５重量％である。
【００２７】
また、本発明の研磨液組成物は、ロールオフを低減するという観点から減粘剤を含有することが好ましい。減粘剤の具体例の１つとしてリン酸系化合物が挙げられる。より具体的には、直鎖、又は環状の無機リン酸類、有機ホスホン酸類又はその塩、リン酸モノエステル類、リン酸ジエステル類及びそれらの塩等が挙げられる。直鎖、又は、環状の無機リン酸類としてはリン酸、ポリリン酸、メタリン酸、ピロリン酸等が、有機ホスホン酸類としてはアミノトリ（メチレンホスホン酸）「ディクエスト２０００（ソルシアジャパン製）」、１−ヒドロキシエチリデン−１、１−ジホスホン酸「ディクエスト２０１０（ソルシアジャパン製）」、トリカルボキシルブタンホスホン酸「ディクエスト７０００（ソルシアジャパン製）」等が、リン酸モノエステル類としてはラウリルリン酸モノエステル、ステアリルリン酸モノエステル塩、ポリオキシエチレンモノラウリルエーテルリン酸モノエステル、ポリオキシエチレンモノミリスチルエーテルリン酸モノエステル等が、リン酸ジエステル類としてはジラウリルリン酸ジエステル、ビス（ポリオキシエチレンモノラウリルエーテル）等が挙げられる。これらのうち、工業的入手性、経済性、取り扱いの面で無機リン酸系化合物が好ましく、特に好ましくは無機縮合型リン酸系化合物である。他の減粘剤としてはポリオキシエチレン基を持つ親水性化合物、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキサイドポリプロピレンオキサイドポリマー等が挙げられる。
【００２８】
研磨液組成物中における減粘剤の含有量は、粘度低減（ロールオフ低減）の観点、研磨性能の観点から、研磨液組成物中０．００１　重量％以上が好ましく、また、経済的な観点、被研磨物の面質の観点から、５　重量％以下が好ましい。より好ましくは０．００１　〜３　重量％、さらに好ましくは０．００３　〜１．５　重量％、もっとも好ましくは０．００５　〜１．０　重量％である。
【００２９】
また、本発明の研磨液組成物には、目的に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、無機酸及びその塩、酸化剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。無機酸及びその塩、並びに酸化剤の具体例としては、特開昭６２−２５１８７号公報２　頁右上欄３　〜１１行目、特開昭６３−２５１１６３　号公報２頁左下欄７行〜１４行、特開平１−２０５９７３号公報３　頁左上欄１１行〜右上欄２　行、特開平３−１１５３８３号公報２　頁右下欄１６行〜３　頁左上欄１１行、特開平４−２７５３８７号公報２　頁右欄２７行〜３　頁左欄１２行等に記載されているものが挙げられる。これらの成分は単独で用いても良いし、２種以上を混合して用いても良い。また、その含有量は、それぞれの機能を発現させる観点及び経済性の観点から、好ましくは研磨液組成物中０．０５〜２０重量％、より好ましくは０．０５〜１０重量％、さらに好ましくは０．０５〜５重量％である。
【００３０】
さらに他の成分として必要に応じて殺菌剤や抗菌剤等を配合することができる。これらの殺菌剤、抗菌剤の含有量は、機能を発現する観点、研磨性能への影響、経済面の観点から研磨液組成物中０．０００１〜０．１　重量％、より好ましくは０．００１　〜０．０５重量％更に好ましくは０．００２　〜０．０２重量％である。
【００３１】
尚、前記研磨液組成物中の各成分の濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、該組成物の製造時の濃度であっても良い。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場合が多い。
【００３２】
また、研磨液組成物は目的の添加物を任意の方法で添加、混合し製造することができる。
【００３３】
研磨液組成物のｐＨは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のｐＨは、被研磨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、２　〜１２が好ましい。また被研磨物がＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板等の金属を主対象とした精密部品用基板である場合、研磨速度の向上と表面品質の向上、パッド目詰まり防止の観点から、ｐＨは２〜１０が好ましく、２〜９がより好ましく、更に２〜７が好ましく、特に好ましくは２〜５である。さらに、半導体ウェハや半導体素子等の研磨、特にシリコン基板、ポリシリコン膜、ＳｉＯ　_２膜等の研磨に用いる場合は、研磨速度の向上と表面品質の向上の観点から、７　〜１２が好ましく、８　〜１１がより好ましく、９　〜１１が特に好ましい。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸やアミノカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びその金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
【００３４】
本発明の基板の製造方法は、前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有している。
本発明の対象である被研磨基板に代表される被研磨物の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属又は半金属、及びこれらの金属を主成分とした合金、ガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質、アルミナ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒化タンタル、窒化チタン等のセラミック材料、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金が被研磨物であるか、又はそれらの金属を含んだ半導体素子等の半導体基板が被研磨物であることが好ましい。特に、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる基板を研磨する際に本発明の研磨液組成物を用いた場合、ロールオフを特に低減できるので好ましい。従って、本発明は、前記基板のロールオフの低減方法に関する。
【００３５】
これらの被研磨物の形状には特に制限がなく、例えば、ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形状が本発明の研磨液組成物を用いた研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に特に優れている。
【００３６】
本発明の研磨液組成物は、精密部品用基板の研磨に好適に用いられる。例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の磁気記録媒体の基板、フォトマスク基板、液晶用ガラス、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の研磨に適している。半導体基板の研磨は、シリコンウェハ（ベアウェハ）のポリッシング工程、埋め込み素子分離膜の形成工程、層間絶縁膜の平坦化工程、埋め込み金属配線の形成工程、埋め込みキャパシタ形成工程等において行われる研磨がある。本発明のロールオフ低減組成物は、特に磁気ディスク基板の研磨に適している。
【００３７】
本発明の研磨液組成物を用いた被研磨基板のロールオフ低減方法において、上記に挙げた被研磨基板を本発明の研磨液組成物を用いて研磨することにより、被研磨基板のロールオフを顕著に低減できる。例えば、不織布状の有機高分子系の研磨布等を貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより、ロールオフを低減した基板を製造することができる。
【００３８】
本発明において被研磨基板に発生したロールオフは例えば触針式、光学式等の形状測定装置を用いて端面部分の形状を測定し、そのプロファイルより端面部分がディスク中央部に比較してどれくらい多く削れているかを数値化することにより評価することが可能である。
【００３９】
数値化の方法は図１に示すようにディスク中心からある距離離れたＡ点とＢ点とＣ点と言った測定曲線（被研磨基板の端面部分の形状を意味する）上の３点をとり、Ａ点とＣ点を結んだ直線をベースラインとし、Ｂ点とベースラインとの距離（Ｄ）を言うものである。ロールオフが良いとはＤ値がより０に近い値であることを意味する。ロールオフ値はＤを研磨前後のディスクの厚さの変化量の１／２で除した値を言う。
【００４０】
本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程において特に効果があるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。
【００４１】
【実施例】
実施例１〜１１及び比較例１〜３
〔研磨液組成物配合方法〕
研磨材〔一次粒径の平均粒径０．２３μｍ　、二次粒子の平均粒径０．６５μｍ　のα−アルミナ（純度約９９．９％）１６重量部、中間アルミナ（θ−アルミナ、平均粒径０．２２μｍ　、純度約９９．９％　）４重量部〕、他の添加物として実施例、比較例に用いた添加剤を表１に示す所定量、イオン交換水残部とを混合・攪拌して研磨液組成物１００重量部を得た。
【００４２】
〔特定粘度の測定〕
得られた研磨液組成物の特定粘度を下記の研磨と同様にイオン交換水で３倍希釈（ｖｏｌ／ｖｏｌ　）し、以下の方法に基づいて測定した。
【００４３】
〔特定粘度測定法〕
試験液の特定粘度を以下の条件で測定する。
測定機器：Ｒｅｏｍｅｔｒｉｃ　Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、Ａｒｅｓ−１００ＦＲＴ−ＢＡＴＨ−ＳＴＤ（商品名）
測定治具：ＡＲＥＳ−ＣＯＵ３２Ｔ３４Ａ（商品名）
測定条件：テストタイプ　Ｒｅｔｅ　Ｓｗｅｅｐ
温度　　　　　　　　　　２５℃
初期剪断速度　　１Ｓ^−１
最終剪断速度　　１５００Ｓ^−１
ｐｏｉｎｔ　ｐｅｒ　Ｄｅｃａｄｅ　　５
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｔｉｍｅ　　２
解析ソフト：Ｏｒｔｈｅｓｔｒａｔｏｒ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｖｅｒ．６．４．３　（商品名）
【００４４】
〔研磨速度及びロールオフの測定〕
得られた研磨液組成物をイオン交換水で３倍希釈（ｖｏｌ／ｖｏｌ　）し、ランク・テーラーホブソン社製のタリーステップ（触針先端サイズ：２５μｍ　×２５μｍ　、ハイパスフィルター：８０μｍ　、測定長さ：０．６４ｍｍ）によって測定した中心線平均粗さＲａが０．２　μｍ　、厚さ１．２７　ｍｍ　、直径３．５　インチ（９５．０ｍｍ）　のＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる基板の表面を両面加工機により、以下の両面加工機の設定条件でポリッシングし、磁気記録媒体用基板として用いられるＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の研磨物を得た。
両面加工機の設定条件を下記に示す。
【００４５】
＜両面加工機の設定条件＞
両面加工機：スピードファーム（株）製、９Ｂ型両面加工機
加工圧力：９．８ｋＰａ
研磨パッド：フジボウ（株）製、Ｈ９９００（商品名）
定盤回転数：３０ｒｐｍ
研磨液組成物希釈品供給流量：１２５ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：３．５ｍｉｎ
投入した基板の枚数：１０枚
【００４６】
〔研磨速度〕
研磨前後の各基板の重さを計り（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ　社製、商品名：ＢＰ−２１０Ｓ　）を用いて測定し、各基板の重量変化を求め、１０枚の平均値を減少量とし、それを研磨時間で割った値を重量減少速度とした。重量の減少速度を下記の式に導入し、研磨速度（μｍ／ｍｉｎ　）に変換した。比較例の研磨速度を基準値１として各実施例の研磨速度の相対値（相対速度）を求めた。
【００４７】
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）
研磨速度（　μｍ／ｍｉｎ）＝重量減少速度（ｇ／ｍｉｎ）　／基板片面面積（ｍｍ　^２）　／Ｎｉ−Ｐメッキ密度（ｇ／ｃｍ　^２）　×１０００００
【００４８】
〔ロールオフ〕
Ｚｙｇｏ社製、Ｍａｘｉｍ　３Ｄ５７００（商品名）を用いて以下の条件で測定した。
レンズ：Ｆｉｚｅａｕ　　×１
解析ソフト：Ｚｙｇｏ　Ｍｅｔｒｏ　Ｐｒｏ
【００４９】
上記の装置を用いて、ディスク中心から４１．５ｍｍから４７．０ｍｍまでのディスク端部の形状を測定し、Ａ、Ｂ及びＣ点の位置をディスク中心からそれぞれ４１．５ｍｍ、４７ｍｍ及び４３ｍｍにとり、解析ソフトを用いて前記測定方法により、Ｄを求めた。この求められたＤを研磨前後のディスク研磨量の１／２で除した値をロールオフ値とした。表１に研磨液組成物の特定粘度と比較例１の研磨速度とロールオフ値を基準値１としたときのそれぞれの相対値を示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
表１の結果より、特定粘度がいずれも１．０〜２．０ｍＰａ・ｓの範囲の実施例１〜１１の研磨液組成物は、いずれも比較例１〜３に比べロールオフ値が低いことがわかる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の研磨液組成物を精密部品用基板等の研磨に用いることにより、該基板のロールオフを著しく低減させる効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、測定曲線とロールオフとの関係を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing composition. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a substrate using the polishing composition and a method for reducing roll-off of a substrate to be polished.
[0002]
[Prior art]
There is a growing demand for hard disk hardening technology. As one of the effective means for increasing the capacity, it is desired that the roll-off (driving of the end surface of the substrate to be polished) generated in the polishing step be reduced so that recording can be performed to the outer peripheral portion. In order to manufacture a substrate with reduced roll-off, mechanical conditions such as hardening the polishing pad and reducing the polishing load have been studied. However, such mechanical polishing conditions, although effective, are still not satisfactory. From the viewpoint of reducing roll-off depending on the polishing composition used in the polishing step, use of a specific organic acid represented by an organic acid having a hydroxyl group (JP-A-2002-12857), solification of aluminum salt Use of the product (JP-A-2002-20732) and use of a polyalkylene oxide compound (JP-A-2002-167575) have been studied, but it cannot be said that roll-off can be sufficiently reduced. Is the current situation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polishing composition capable of reducing roll-off of a substrate caused by polishing, a method for producing a substrate using the polishing composition, and a method for reducing roll-off of a substrate to be polished. I do.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is:
[1] A polishing composition comprising an abrasive, water, an organic acid or a salt thereof, and having a specific viscosity of 1.0 to 2.0 mPa · s at 25 ° C. at a shear rate of 1500 S ⁻¹ . ,
[2] A method for producing a substrate having a step of polishing a substrate to be polished, using the polishing composition according to [1], and [3] polishing using the polishing composition according to [1]. And a method for reducing the roll-off of the substrate to be polished.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The polishing composition of the present invention contains an abrasive, water, and an organic acid or a salt thereof, and has a specific viscosity of 1.0 to 2.0 mPa · s at 25 ° C. at a shear rate of 1500 S ⁻¹ . By using this polishing composition, the roll-off of the substrate can be significantly reduced while maintaining the polishing rate, and a remarkable effect that a substrate that can record to the outer peripheral portion can be produced is exhibited. Is done. Although the details are unknown, by reducing the viscosity of the polishing composition at the time of high shearing, the supply of the polishing composition to the space between the pad and the object to be polished and the discharge property of polishing scraps are improved. It is thought to improve. As a result, it is estimated that the polishing amount on the inner side of the object to be polished increases, and the difference in polishing rate between the inner side and the outer side (end face portion) becomes relatively small. As a result, roll-off is reduced.
[0006]
The specific viscosity in the present invention refers to the viscosity of the polishing composition at 25 ° C. at a shear rate of 1500 S ⁻¹ , specifically, Ares-100FRT-BATH-STD manufactured by Reometric Scientific under the conditions described below. It refers to the value measured using (trade name).
[0007]
The polishing composition of the present invention has a specific viscosity of 1.0 to 2.0 mPa · s at a shear rate of 1500 S ⁻¹ , but the amount of the polishing composition supplied between the pad and the substrate to be polished and removal of polishing debris. From the viewpoint of improving the properties, obtaining a sufficient roll-off reduction effect, and maintaining the polishing rate, it is preferably from 1.3 to 2.0 mPa · s, particularly preferably from 1.5 to 1.9 mPa · s.
[0008]
The polishing composition of the present invention contains an abrasive, water, and an organic acid or a salt thereof. As the abrasive used in the present invention, an abrasive generally used for polishing can be used. Examples of the abrasive include: metals; metal or metalloid carbides, nitrides, oxides, borides; diamonds and the like. The metal or metalloid element is derived from group 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 6A, 7A or 8 of the periodic table (long period type). Specific examples of the abrasive include α-alumina particles, intermediate alumina particles, alumina sol, silicon carbide particles, diamond particles, magnesium oxide particles, zinc oxide particles, cerium oxide particles, zirconium oxide particles, colloidal silica particles, fumed silica particles, and the like. It is preferable to use one or more of these from the viewpoint of improving the polishing rate. Further, two or more of these may be used as a mixture depending on the necessity of polishing characteristics. According to abrasive application, alumina particles such as α-alumina particles, intermediate alumina particles, and alumina sol are preferable for rough polishing of the Ni-P plated aluminum alloy substrate. Further, α-alumina particles and intermediate alumina particles (among which θ− The combination with (alumina) is particularly preferred from the viewpoint of improving the polishing rate, preventing surface defects and reducing surface roughness. Further, for the final polishing of the Ni-P plated aluminum alloy substrate, silica particles such as colloidal silica particles and fumed silica particles are preferable. For polishing a glass material, cerium oxide particles and alumina particles are preferable. Cerium oxide particles, alumina particles, and silica particles are preferred for polishing semiconductor wafers and semiconductor elements.
[0009]
The average particle diameter of the primary particles of the abrasive is preferably from 0.01 to 3 μm, more preferably from 0.01 to 0.8 μm, particularly preferably from 0.02 to 0.5, from the viewpoint of improving the polishing rate. μm. Furthermore, when the primary particles are aggregated to form secondary particles, similarly from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness of the object to be polished, the average particle size of the secondary particles is The thickness is preferably 0.02 to 3 μm, more preferably 0.05 to 1.5 μm, and particularly preferably 0.1 to 1.2 μm. The average particle size of the primary particles of the abrasive is observed with a scanning electron microscope (preferably 3000 to 30,000 times) or observed with a transmission electron microscope (preferably 10,000 to 300,000 times), and image analysis is performed. It can be determined by measuring the diameter. The average particle size of the secondary particles can be measured as a volume average particle size using a laser light diffraction method.
[0010]
The specific gravity of the abrasive is preferably from 2 to 6, more preferably from 2 to 5, from the viewpoints of dispersibility, supply to the polishing apparatus, and recovery and reuse.
[0011]
The content of the abrasive is preferably from 1 to 40% by weight, more preferably from 2 to 30% by weight in the polishing composition, from the viewpoints of economy, reduction in surface roughness, and efficient polishing. %, More preferably 3 to 25% by weight.
[0012]
Water in the polishing composition of the present invention is used as a medium, and its content is preferably 55 to 98.99% by weight, more preferably 60%, from the viewpoint of efficiently polishing the object to be polished. To 97.5% by weight, more preferably 70 to 96.8% by weight.
[0013]
In addition, the polishing composition of the present invention contains an organic acid or a salt thereof.
[0014]
Examples of the organic acids or salts thereof include mono- or polycarboxylic acids, aminocarboxylic acids, amino acids, and salts thereof. These compounds are roughly classified into a compound group (A) and a compound group (B) based on their properties.
[0015]
The compound belonging to the compound group (A) can improve the polishing rate by itself, but a remarkable feature is that when combined with another polishing rate improver represented by the compound group (B), the roll-off is achieved. Is a compound that has the effect of reducing Examples of the compounds of the compound group (A) include mono- or polyvalent carboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms containing OH groups or SH groups, dicarboxylic acids having 2 to 3 carbon atoms, monocarboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms, and the like. At least one compound selected from the salts of The carbon number of the mono- or polyvalent carboxylic acid containing an OH group or SH group is 2 to 20, preferably 2 to 10, more preferably 2 to 8, and further preferably 2 to 2 from the viewpoint of solubility in water. 6. For example, an α-hydroxycarboxyl compound is preferable from the viewpoint of reducing roll-off. Dicarboxylic acids having 2 to 3 carbon atoms refer to oxalic acid and malonic acid. The number of carbon atoms of the monocarboxylic acid is 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 8, and still more preferably 1 to 5, from the viewpoint of solubility in water. In the compound group (A), α-hydroxycarboxylic acid or a salt thereof is preferable from the viewpoint of polishing rate.
[0016]
Specific examples of mono- or polyvalent carboxylic acids having 2 to 20 carbon atoms having an OH group or an SH group include glycolic acid, mercaptosuccinic acid, thioglycolic acid, lactic acid, β-hydroxypropionic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid Examples thereof include acids, isocitric acid, allocitric acid, gluconic acid, glyoxylic acid, glyceric acid, mandelic acid, tropic acid, benzylic acid, and salicylic acid. Specific examples of the monocarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, isovaleric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, octanoic acid, and octanoic acid. -Ethylhexanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid and the like. Among these, acetic acid, oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, glyoxylic acid, citric acid and gluconic acid are preferred, and more preferably oxalic acid, malonic acid, glycolic acid, lactic acid, apple Acid, tartaric acid, glyoxylic acid, citric acid and gluconic acid, particularly preferably citric acid, malic acid and tartaric acid, most preferably citric acid.
[0017]
The salts of these compound groups (A) are not particularly limited, and specific examples thereof include salts with metals, ammonium, alkyl ammonium, organic amines, and the like. Specific examples of metals include metals belonging to Group 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 6A, 7A, or 8 of the Periodic Table (Long Period Type). Among these metals, metals belonging to groups 1A, 3A, 3B, 7A or 8 are preferred from the viewpoint of reducing clogging, metals belonging to groups 1A, 3A or 3B are more preferred, and sodium and potassium belonging to group 1A are most preferred. preferable.
[0018]
Specific examples of the alkyl ammonium include tetramethyl ammonium, tetraethyl ammonium, tetrabutyl ammonium and the like.
[0019]
Specific examples of the organic amine and the like include dimethylamine, trimethylamine, and alkanolamine.
[0020]
Among these salts, ammonium salts, sodium salts and potassium salts are particularly preferred.
[0021]
The compound group (A) may be used alone or in combination of two or more.
[0022]
The compound group (B) used in the present invention is a compound which is particularly excellent in the action of improving the polishing rate. Examples of the compound group (B) include polycarboxylic acids, aminocarboxylic acids, amino acids, and salts thereof having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms.
[0023]
From the viewpoint of improving the polishing rate, a polyvalent carboxylic acid having no OH group or SH group having 4 or more carbon atoms preferably has 4 to 20 carbon atoms, and more preferably has 4 to 10 carbon atoms from the viewpoint of water solubility. The carboxylic acid valence is 2 to 10, preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4. In addition, from the same viewpoint, as the aminocarboxylic acid, the number of amino groups in one molecule is preferably 1 to 6, and more preferably 1 to 4. The number of the carboxylic acid groups is preferably 1 to 12, more preferably 2 to 8. Further, the number of carbon atoms is preferably 1 to 30, and more preferably 1 to 20. From the same viewpoint, the number of carbon atoms of the amino acid is preferably 2 to 20, and more preferably 2 to 10.
[0024]
Specific examples of compound group (B) include succinic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbalic acid, adipic acid, propane-1,1,2,3-tetracarboxylic acid, butane -1,2,3,4-tetracarboxylic acid, diglycolic acid, nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetetraacetic acid (HEDTA), triethylenetetraminehexaacetic acid ( TTHA), dicarboxymethylglutamic acid (GLDA), glycine, alanine and the like.
Among these, succinic acid, maleic acid, fumaric acid, glutaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbalic acid, adipic acid, diglycolic acid, nitrotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid are preferable, and further succinic acid, maleic acid , Fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid, tricarbalic acid, diglycolic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, and diethylenetriaminepentaacetic acid are more preferred.
[0025]
The salts of the compound group (B) are the same as those of the compound group (A).
The compound group (B) may be used alone or in combination of two or more. Further, a combination of the compound group (A) and the compound group (B) is particularly preferable in terms of balance of polishing performance.
[0026]
In addition, the content of the organic acid or a salt thereof in the present invention is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.02 to 10% by weight in the polishing composition from the viewpoint of developing functions and economical viewpoints. It is 7% by weight, more preferably 0.03 to 5% by weight.
[0027]
Further, the polishing composition of the present invention preferably contains a viscosity reducing agent from the viewpoint of reducing roll-off. One specific example of the viscosity reducing agent is a phosphoric acid compound. More specifically, examples thereof include linear or cyclic inorganic phosphoric acids, organic phosphonic acids or salts thereof, phosphoric acid monoesters, phosphoric diesters, and salts thereof. Phosphoric acid, polyphosphoric acid, metaphosphoric acid, pyrophosphoric acid and the like as linear or cyclic inorganic phosphoric acids, and aminotri (methylenephosphonic acid) “Diquest 2000 (manufactured by Sorcia Japan)” as organic phosphonic acids, 1- Hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid “Diquest 2010 (manufactured by Sorcia Japan)”, tricarboxybutanephosphonic acid “Diquest 7000 (manufactured by Sorcia Japan)” and the like are monophosphates of lauryl phosphate. , Stearyl phosphate monoester salts, polyoxyethylene monolauryl ether phosphate monoesters, polyoxyethylene monomyristyl ether phosphate monoesters, etc., and diphosphates such as dilauryl phosphate diester, bis (polyoxyethylene monolaurate). Ether). Among these, inorganic phosphoric acid compounds are preferable in terms of industrial availability, economy and handling, and inorganic condensed phosphoric acid compounds are particularly preferable. Other viscosity reducing agents include hydrophilic compounds having a polyoxyethylene group, for example, polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide and polypropylene oxide polymer.
[0028]
The content of the viscosity reducing agent in the polishing composition is preferably 0.001% by weight or more in the polishing composition from the viewpoint of viscosity reduction (roll-off reduction) and polishing performance. From the viewpoint of the surface quality of the object to be polished, the content is preferably 5% by weight or less. More preferably, it is 0.001 to 3% by weight, further preferably 0.003 to 1.5% by weight, and most preferably 0.005 to 1.0% by weight.
[0029]
Further, other components can be added to the polishing composition of the present invention according to the purpose. Other components include inorganic acids and salts thereof, oxidizing agents, rust inhibitors, basic substances, and the like. Specific examples of the inorganic acids and salts thereof and the oxidizing agent are described in JP-A-62-25187, page 2, upper right column, lines 3 to 11, and JP-A 63-251163, page 2, lower left column, lines 7 to 14. JP-A-1-2055973, page 3, upper left column, line 11 to upper right column, line 2, JP-A-3-115383, page 2, lower right column, line 16 to page 3, upper left column, line 11, JP-A-4-275872 Those described in the right column of the page, line 27 to the left column of the page, line 12 are exemplified. These components may be used alone or in combination of two or more. Further, the content thereof is preferably 0.05 to 20% by weight, more preferably 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 20% by weight in the polishing composition, from the viewpoints of expressing the respective functions and the economical efficiency. It is 0.05 to 5% by weight.
[0030]
Further, a bactericide, an antibacterial agent and the like can be added as other components, if necessary. The content of these bactericides and antibacterial agents is 0.0001 to 0.1% by weight, more preferably 0.001% by weight, in the polishing composition from the viewpoints of expressing functions, affecting polishing performance, and economic aspects. -0.05% by weight, more preferably 0.002-0.02% by weight.
[0031]
The concentration of each component in the polishing composition is a preferable concentration when polishing, but may be a concentration when the composition is manufactured. Usually, the polishing composition is produced as a concentrated solution, which is often diluted at the time of use.
[0032]
The polishing liquid composition can be produced by adding and mixing desired additives by any method.
[0033]
It is preferable that the pH of the polishing composition is appropriately determined according to the type of the object to be polished, required quality, and the like. For example, the pH of the polishing composition is preferably from 2 to 12, from the viewpoints of the cleaning property of the object to be polished, the corrosion prevention property of the processing machine, and the safety of the operator. When the object to be polished is a precision component substrate mainly for a metal such as an aluminum alloy substrate plated with Ni-P, from the viewpoint of improving the polishing rate, improving the surface quality, and preventing pad clogging, the pH is set as follows. 2-10 are preferable, 2-9 are more preferable, 2-7 are more preferable, and 2-5 are especially preferable. Further, when used for polishing a semiconductor wafer, a semiconductor element, and the like, particularly for polishing a silicon substrate, a polysilicon film, a SiO ₂ film, and the like, 7 to 12 are preferable, and 8 to 12 are preferable from the viewpoint of improvement in polishing rate and surface quality. To 11 are more preferable, and 9 to 11 are particularly preferable. The pH may be adjusted, if necessary, to inorganic acids such as nitric acid and sulfuric acid, oxycarboxylic acids, polycarboxylic acids and aminocarboxylic acids, organic acids such as amino acids, and metal salts and ammonium salts thereof, ammonia, sodium hydroxide, and hydroxide. It can be adjusted by appropriately adding a basic substance such as potassium or amine in a desired amount.
[0034]
The method for manufacturing a substrate according to the present invention includes a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition.
The material of the object to be polished represented by the substrate to be polished which is the subject of the present invention is, for example, a metal or semi-metal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium, and these metals as main components. Alloys, glassy substances such as glass, vitreous carbon and amorphous carbon, ceramic materials such as alumina, silicon dioxide, silicon nitride, tantalum nitride and titanium nitride, and resins such as polyimide resins. Among these, metals such as aluminum, nickel, tungsten, and copper and alloys containing these metals as main components are the objects to be polished, or semiconductor substrates such as semiconductor elements containing such metals are objects to be polished. It is preferable that In particular, it is preferable to use the polishing composition of the present invention when polishing a substrate made of an Ni-P plated aluminum alloy, because roll-off can be particularly reduced. Accordingly, the present invention relates to a method for reducing the roll-off of the substrate.
[0035]
There is no particular limitation on the shape of the object to be polished. For example, the polishing liquid of the present invention may have a shape having a flat portion such as a disk, a plate, a slab, or a prism, or a shape having a curved portion such as a lens. It is an object of polishing using the composition. Among them, it is particularly excellent in polishing a disk-shaped object to be polished.
[0036]
The polishing composition of the present invention is suitably used for polishing a substrate for precision parts. For example, it is suitable for polishing a substrate of a magnetic recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk, a photomask substrate, a glass for liquid crystal, an optical lens, an optical mirror, an optical prism, and a semiconductor substrate. Polishing of a semiconductor substrate includes polishing performed in a polishing step of a silicon wafer (bare wafer), a step of forming a buried element isolation film, a step of flattening an interlayer insulating film, a step of forming a buried metal wiring, a step of forming a buried capacitor. The roll-off reducing composition of the present invention is particularly suitable for polishing a magnetic disk substrate.
[0037]
In the method for reducing roll-off of a substrate to be polished using the polishing composition of the present invention, the substrate to be polished is polished by using the polishing composition of the present invention to reduce the roll-off of the substrate to be polished. It can be significantly reduced. For example, by sandwiching the substrate with a polishing board to which a nonwoven organic polymer polishing cloth or the like is attached, supplying the polishing composition of the present invention to the polishing surface, and moving the polishing board or the substrate while applying pressure Thus, a substrate with reduced roll-off can be manufactured.
[0038]
In the present invention, the roll-off generated on the substrate to be polished measures, for example, the shape of the end face portion using a shape measuring device such as a stylus type or an optical type. It is possible to evaluate by digitizing whether or not it has been cut.
[0039]
As shown in FIG. 1, three points on the measurement curve (meaning the shape of the end surface of the substrate to be polished) such as point A, point B and point C are shown in FIG. , A straight line connecting points A and C is defined as a baseline, and the distance (D) between point B and the baseline is referred to. A good roll-off means that the D value is closer to 0. The roll-off value is a value obtained by dividing D by 1/2 of the amount of change in the thickness of the disk before and after polishing.
[0040]
The polishing composition of the present invention is particularly effective in the polishing step, but can be similarly applied to other polishing steps, for example, a lapping step.
[0041]
【Example】
Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 3
(Polishing liquid composition compounding method)
Abrasive [16 parts by weight of α-alumina (purity: about 99.9%) having an average primary particle diameter of 0.23 μm and an average secondary particle diameter of 0.65 μm, an intermediate alumina (θ-alumina, average particle diameter) 0.22 μm, purity: about 99.9%), 4 parts by weight], the additives used in Examples and Comparative Examples as other additives, a predetermined amount shown in Table 1, and the remaining portion of ion-exchanged water were mixed and stirred. 100 parts by weight of the polishing composition were obtained.
[0042]
(Measurement of specific viscosity)
The specific viscosity of the obtained polishing composition was diluted three times (vol / vol) with ion-exchanged water in the same manner as in the polishing described below, and measured based on the following method.
[0043]
(Specific viscosity measurement method)
The specific viscosity of the test solution is measured under the following conditions.
Measuring equipment: Ares-100FRT-BATH-STD (trade name) manufactured by Reometric Scientific
Measurement jig: ARES-COU32T34A (trade name)
Measurement condition: Test type Rete Sweep
Temperature 25 ℃
Initial shear rate 1S ^-1
Final shear rate 1500S ^-1
point per Decade 5
Measurement Time 2
Analysis software: Orthestrator Software ver. 6.4.3 (Product name)
[0044]
(Measurement of polishing rate and roll-off)
The obtained polishing composition was diluted three times (vol / vol) with ion-exchanged water, and a tally step manufactured by Rank Taylor Hobson (tip size: 25 μm × 25 μm, high-pass filter: 80 μm, measurement length: Surface of a substrate made of a Ni-P plated aluminum alloy having a center line average roughness Ra of 0.2 μm, a thickness of 1.27 mm, and a diameter of 3.5 inches (95.0 mm) measured by 0.64 mm). Was polished by a double-sided processing machine under the following conditions of the double-sided processing machine to obtain a polished product of a Ni-P-plated aluminum alloy substrate used as a substrate for a magnetic recording medium.
The setting conditions of the double-sided processing machine are shown below.
[0045]
<Setting conditions for double-sided processing machine>
Double-side processing machine: Speed Farm Co., Ltd., 9B type double-side processing machine Processing pressure: 9.8 kPa
Polishing pad: H9900 (trade name) manufactured by Fujibo Co., Ltd.
Platen rotation speed: 30 rpm
Supply flow rate of polishing composition diluted product: 125 ml / min
Polishing time: 3.5min
Number of input substrates: 10
(Polishing rate)
The weight of each substrate before and after polishing was measured using a weigher (manufactured by Sartorius, trade name: BP-210S), the weight change of each substrate was determined, and the average value of 10 substrates was defined as the reduction amount, and the polishing time was used. The value divided by was defined as the weight loss rate. The rate of weight loss was introduced into the following equation and converted into a polishing rate (μm / min). With the polishing rate of the comparative example as the reference value 1, the relative value (relative speed) of the polishing rate of each example was determined.
[0047]
Weight reduction rate (g / min) = {weight before polishing (g) -weight after polishing (g)} / polishing time (min)
Polishing rate (μm / min) = weight reduction rate (g / min) / substrate single-sided area (mm ² ) / Ni—P plating density (g / cm ² ) × 100,000
[0048]
[Roll-off]
The measurement was carried out using Maxim 3D5700 (trade name) manufactured by Zygo under the following conditions.
Lens: Fizeau x1
Analysis software: Zygo Metro Pro
[0049]
Using the above apparatus, the shape of the disk end from 41.5 mm to 47.0 mm from the center of the disk was measured, and the positions of points A, B and C were taken at 41.5 mm, 47 mm and 43 mm from the center of the disk, respectively. D was determined by the measurement method using analysis software. The value obtained by dividing the obtained D by の of the disk polishing amount before and after polishing was defined as a roll-off value. Table 1 shows relative values of the specific viscosity of the polishing composition, the polishing rate and the roll-off value of Comparative Example 1 when the reference value 1 is used as a reference value.
[0050]
[Table 1]

[0051]
From the results in Table 1, the polishing compositions of Examples 1 to 11 having specific viscosities in the range of 1.0 to 2.0 mPa · s all have lower roll-off values than Comparative Examples 1 to 3. I understand.
[0052]
【The invention's effect】
The use of the polishing composition of the present invention for polishing a substrate for precision parts and the like has an effect of significantly reducing roll-off of the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a measurement curve and roll-off.

Claims

A polishing composition comprising an abrasive, water, an organic acid or a salt thereof, and having a specific viscosity at 25 ° C. at a shear rate of 1500 S ⁻¹ of 1.0 to 2.0 mPa · s.

The polishing composition according to claim 1, further comprising a viscosity reducing agent.

A method for producing a substrate, comprising the step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition according to claim 1.

A method for reducing roll-off of a substrate to be polished by polishing using the polishing composition according to claim 1 or 2.