专利名称:研磨液组合物的制造方法
技术领域:
本发明涉及研磨液组合物的制造方法以及通过该制造方法制造的研磨液组合物。
背景技术:
近年对存储硬盘驱动器要求高容量、小型化,为了提高记录密度,还要求使磁头的浮上量降低而减小单位记录面积。伴随于此,在磁盘用基板的制造工序中也对于研磨后的表面品质的要求逐年变得严格。即,相应于磁头的低浮上化,需要减少表面粗糙度、微小波纹、下陷(roll off)以及突起,相应于单位记录面积的减少,每个基板面中被允许的划痕数变少,其大小和深度越来越小。另外,在半导体领域中,也是正在进行高集成化和高速化,特别是高集成化中要求配线的微细化。其结果是,半导体基板的制造过程中,对光刻胶曝光时的焦深变浅,期望更高的表面平滑性。对于这样的要求,提出了如下所述的方案:以提高表面平滑性为目的,为了实现被研磨物的表面所产生的损伤(划痕)的减少,通过对研磨材浆料原料的离心处理、使用深层过滤器和折叠过滤器的循环过滤以及多段过滤处理,减少研磨粒子中的粗大粒子数(专利文献I及2)。另外,将硅藻土作为过滤助剂使用的过滤器,被用作玻璃基板的循环研磨中使用的研磨液组合物的过滤器(专利文献3),或者作为喷墨记录片材用涂布液使用的二氧化硅微粒分散液的制造工序中被使用(专利文献4)。现有技术文献专利文献 专利文献1:日本特开 2006-075975号公报专利文献2:日本特开2006-136996号公报专利文献3:日本特开2007-098485号公报专利文献4:日本特开2007-099586号公报
发明内容
发明所要解决的问题为了应对更高容量、高集成这样的高密度化,不仅需要减少基板表面的划痕,还需要减少基板表面的颗粒。因而,需要减少用于研磨液组合物的二氧化硅粒子中的粗大粒子,大多数情况下利用图2的示意图所示的过滤系统制备二氧化硅粒子。即,通过过滤系统制备研磨液组合物用的二氧化硅粒子,所述过滤系统包括如下工序:用深层型过滤器3循环过滤对通用胶态二氧化硅实施离心处理等得到的二氧化硅浆料6(槽I —管Pl —深层型过滤器3 —管P5 —槽I),接着用折叠型过滤器5进行过滤(深层型过滤器3 —管P6 —折叠型过滤器5 —管4)。然而,在这样的现有方法中,对通用胶态二氧化硅进行的过滤前的处理(例如,离心处理),需要花费时间和成本,另外,深层型过滤器的循环过滤处理也花费时间。即,研磨液组合物所使用的二氧化硅粒子的制备工序是研磨液组合物的生产时间长、成本高的原因之一。因此,本发明的目的在于提供研磨液组合物的制造方法、以及通过该制造方法制造的研磨液组合物,所述研磨液组合物的制造方法能够经济地制造研磨后的被研磨物的表面粗糙度小、且能有效减少高密度化中成为重要因素的颗粒的研磨液组合物。用于解决问题的手段S卩,本发明涉及研磨液组合物的制造方法(以下,也称为“本发明的制造方法”。),其具有如下工序:将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序,其中,利用汞压入法测定的所述过滤助剂的平均细孔径为0.1 3.5 μ m。另外,本发明涉及能够通过如下所述的研磨液组合物的制造方法制造的研磨液组合物(以下,也称为“本发明的研磨液组合物”。),所述制造方法具有如下工序:将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用含有过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序,其中,利用汞压入法测定的所述过滤助剂的平均细孔径为0.1 3.5 μ m0发明效果根据本发明的制造方法,通过用包含所述过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序,能够有效地除去二氧化硅分散液中的粗大粒子以及沉渣,包含所述过滤处理的二氧化硅分散液的研磨液组合物能够有效减少研磨时的划痕及颗粒。另外,如果采用本发明的制造方法,即使不进行针对通用胶态二氧化硅的过滤前处理(例如,离心处理)、循环过滤,也能够获得有效除去了粗大粒 子及沉渣的二氧化硅分散液,因而能够实现设备负荷的降低、研磨液组合物的生产时间的缩短、成本的降低。因此,若将由本发明的制造方法制造的研磨液组合物用于例如高密度化或高集成化用的精密部件基板的研磨工序中,则能够有效减少微细的划痕及颗粒,并且,能够经济地制造表面性状优异的高品质的存储硬盘基板以及半导体元件用基板等精密部件基板。
图1:图1为说明本发明的制造方法的一个实施方式的示意图。图2:图2为说明以往研磨液组合物的制造方法的一例的示意图。
具体实施例方式本发明的研磨液组合物的制造方法,其特征在于,所述制造方法是具有将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用包含过滤助剂的过滤器(以下,有时也称为“含有过滤助剂的过滤器”。)进行过滤处理的工序的研磨液组合物的制造方法,其中,所述过滤助剂的利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1
3.5μπι。根据由本发明的制造方法获得的研磨液组合物,能够提供能有效减少基板表面的颗粒、且具有优异的表面平滑性的基板。本发明人等发现研磨液组合物中的沉渣是颗粒的原因。通过本发明的制造方法能够经济地制造能减少研磨后的基板表面的颗粒的研磨液组合物的理由并不清楚,推定是如下原因:在含有过滤助剂的过滤器的过滤助剂层(滤饼层)内部,通过由数十μm的过滤助剂形成的粒子之间、2次凝集体的亚微米间隙、或存在于过滤助剂粒子自身的亚微米小孔,成为颗粒的原因的沉渣得以有效地排除。本说明书中“粗大粒子”是指粒径为0.5μπι以上的粗大的胶态二氧化硅粒子,就研磨液组合物中的粗大粒子数而言,可以将在后述的实施例中记载的0.45 μ m过滤器通液量作为研磨液组合物中的粗大粒子来定量评价。另外,本说明书中,研磨液组合物中的胶态二氧化硅粒子不仅包括一次粒子,还包括一次粒子凝集后的凝集粒子。另外,本说明书中“沉洛”是指50 500nm的二氧化娃凝集体,能够通过后述的Δ CV、研磨评价来间接评价沉洛的量。本说明书中“划痕”是指特别是在存储硬盘基板或半导体元件用基板中,高密度化或高集成化中成重要因素的物性,是指深度为Inm以上、不足lOOnm、宽度为5nm以上、不足500nm、长度为100 μ m以上的基板表面的微细的损伤。该划痕可以通过后述的实施例中记载的光学式全面缺陷检查机(0SA6100 ALA-Tencor制)检测出,以划痕个数进行定量评价。进而,可以使用原子间力显微镜(AFM)来计测深度和宽度。本说明书中“颗粒”是指基板上的突起物,可以在后述的实施例中记载的利用光学式全面缺陷检查机(0SA6100 =KLA-Tencor制)的测定中以颗粒数进行定量评价。通过用扫描型电子显微镜(SEM)对颗粒部分进行分析,可以对突起物(二氧化硅、氧化铝、氧化钛、Fe化合物(不锈钢)、有机物、镍化合物(NiP研磨屑、氢氧化镍等))进行鉴定。进而,还可以使用原子间力显微镜(AFM)计测突起物的长度和宽度。作为本发明的制造方法中所用的过滤助剂,可列举出例如,二氧化硅、高岭土、酸性白土、硅藻土、珍珠岩、膨润土、滑石等的不溶性的矿物性物质。从减少划痕及颗粒的观点出发,所述过滤助剂中优选二氧化硅、硅藻土、珍珠岩,更优选硅藻土、珍珠岩,进一步优选娃藻土。从减少划痕和颗粒以及提高研磨液组合物的生产率的观点出发,所述过滤助剂优选利用酸进行前处理。利用酸的前处理是指,使过滤助剂在无机酸、有机酸等的酸水溶液中浸溃一定时间的处理,可列举出例如,利用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、膦酸、草酸、柠檬酸的处理等,从减少划痕及颗粒的观点出发,更优选利用盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、膦酸的处理,进一步优选利用盐酸、硫酸、膦酸的处理。从减少划痕和颗粒的观点以及提高研磨液组合物的生产率的观点出发,所述过滤助剂的利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1 3.5 μ m、优选为0.1 3.0 μ m、更优选为0.1 2.7 μ m、进一步优选为1.0 2.7 μ m、进一步更优选为2.0 2.7 μ m、进一步更优选为2.1 2.7 μ m、进一步更优选为2.2 2.6 μ m、进一步更优选为2.2 2.4 μ m。另外,本发明中“利用汞压入法测定的平均细孔径”是指,过滤助剂粒子的容积基准的细孔径的平均值,可以通过实施例记载的方法进行测定。从减少划痕和颗粒的观点出发, 所述过滤助剂的利用汞压入法测定的0.5μπι以下的累积细孔容积优选为2.5mL/g以上、更优选为2.7mL/g以上、进一步优选为3.0mL/g以上、进一步更优选为4.0mL/g以上、进一步更优选为4.5mL/g以上。另外,从提高研磨液组合物的生产率的观点出发,优选为1000mL/g以下,更优选为100mL/g以下,进一步优选为50mL/g以下,进一步更优选为20mL/g以下,进一步更优选为10mL/g以下,进一步更优选为6mL/g以下。因此,从减少划痕和颗粒的观点以及提高研磨液组合物的生产率的观点出发,所述过滤助剂的0.5μπι以下的累积细孔容积优选为2.5mL/g以上、更优选为2.5 1000mL/g、进一步优选为2.7 100mL/g、进一步更优选为3.0 50mL/g、进一步更优选为
4.0 20mL/g、进一步更优选为4.5 10mL/g、进一步更优选为4.5 6mL/g。这里,过滤助剂的“利用汞压入法测定的0.5μπι以下的累积细孔容积”是指,利用汞压入法测定的过滤助剂粒子的容积基准的细孔分布中0.5μπι以下的细孔容积的总和,可以通过实施例记载的方法进行测定。从减少划痕和颗粒的观点出发,所述过滤助剂的BET比表面积优选为4.0m2/g以上、更优选为10.0m2/g以上、进一步优选为15.0m2/g以上、进一步更优选为18.0m2/g以上。另外,从提高研磨液组合物的生产率的观点出发,所述比表面积优选为1000.0m2/g以下,更优选为100.0m2/g以下,进一步优选为50.0m2/g以下,进一步更优选为30.0m2/g以下,进一步更优选为25.0m2/g以下。因此,所述比表面积优选为4.0 1000.0m2/g、更优选为10.0 100.0m2/g、进一步优选为15.0 50.0m2/g、进一步优选为15.0 30.0m2/g、进一步更优选为18.0 30.0m2/g、进一步优选为18.0 25.0m2/g。另外,过滤助剂BET比表面积可以通过实施例记载的方法求出。从减少划痕和颗粒的观点出发,所述过滤助剂的利用氮吸附法测定的0.15μπι以下的累积细孔容积优选为0.3mL/g以上、更优选为0.4mL/g以上、进一步优选为0.6mL/g以上。另外,从提高研磨液组合物的生产率的观点出发,所述累积细孔容积优选为100.0mL/g以下,更优选为50.0mL/g以下,进一步优选为10.0mL/g以下,进一步更优选为5.0mL/g以下,进一步更优选为2.0mL/g以下,进一步更优选为1.0mL/g以下,进一步更优选为0.1mL/g以下。因此,所述累积细孔容积优选为0.3 100.0mL/g、更优选为0.4 50.0mL/g、进一步优选为0.6 10.0mL/g、进一步更优选为0.6 5.0mL/g、进一步更优选为0.6 2.0mL/g、进一步更优选为0 .6 1.0mL/g、进一步更优选为0.6 0.7mL/g。这里,过滤助剂的利用氮吸附法测定的0.15 μ m以下的累积细孔容积是指,利用氮吸附法测定的过滤助剂的容积基准的细孔分布中0.15μπι以下的细孔容积的总和,具体来说,可以通过实施例记载的方法求出。从减少划痕和颗粒的观点出发,使所述过滤助剂在0.015MPa的条件下过滤水时的所述过滤助剂的水的透过率(以下,也称为“所述过滤助剂的透过率”。)优选为9.9X10_14m2以下、更优选为5.0X10_14m2以下、进一步优选为3.0X10_14m2以下。另外,从提高研磨组合物的生产率的观点出发,所述透过率优选为2.0X10_15m2以上、更优选为
5.0X10_15m2以上、进一步优选为9.9X10_15m2以上。因此,所述透过率优选为2.0X 10_15 9.9X10_14m2、更优选为 5.0X10—15 5.0X10_14m2、进一步优选为 9.9X10—15 3.0X10_14m2。这里,具体来说,所述过滤助剂的透过率可通过实施例记载的方法求出。从减少划痕和颗粒的观点出发,所述过滤助剂的激光平均粒径优选为I 30μπκ更优选为I 20 μ m、进一步优选为I 18 μ m、进一步更优选为I 16 μ m、进一步更优选为2 16 μ m、进一步更优选为5 16 μ m、进一步更优选为7 16 μ m。这里,过滤助剂的“激光平均粒径”是指,利用激光式粒度分布测定装置测定的过滤助剂粒子的平均粒径,可以通过实施例记载的方法测定。本发明的制造方法中所用的含有过滤助剂的过滤器只要为在过滤器表面和/或过滤器内部含有所述过滤助剂的过滤器则没有特别限定。从减少划痕和颗粒的观点出发,过滤器开孔优选为过滤助剂的平均粒径的1/10以下、更优选为1/20以下、进一步优选为1/30以下。本发明的制造方法中还可以进一步将预涂布与主体加料(body feed)组合使用。从防止过滤助剂的漏出的观点出发,过滤器孔径优选为ΙΟμπι以下、更优选为5μπι以下,进一步优选为3 μ m以下,进一步更优选为2 μ m以下,特别优选为I μ m以下。另外,从提高过滤器通液速度的观点出发,优选为0.1 μ m以上、进一步优选为0.2 μ m以上、进一步更优选为0.3 μ m以上、特别优选为0.5 μ m以上。这里,预涂布是滤饼过滤过滤器的形成方法,是指在后述的过滤器材料(滤材)上形成厚为数_左右的过滤助剂的薄层。可列举出例如以下方法:使过滤助剂粒子分散在水中,用滤材滤取过滤助剂并形成过滤助剂层的方法。另外,主体加料是指过滤时边向将被滤饼过滤的原液投入一定量过滤助剂边进行过滤处理的方法,其目的是改善原液的过滤性。对于粒径细且滤饼阻力即刻最大化(无法过滤)的原液是有效的。从减少划痕和颗粒的观点出发,所述含有过滤助剂的过滤器中的过滤助剂的含量(g/cm2)优选为0.00 lg/cm2以上、更优选为0.005g/cm2以上、进一步优选为0.0 lg/cm2以上、进一步更优选为0.02g/cm2以上、进一步更优选为0.04g/cm2以上、进一步更优选为0.1g/cm2以上。另外,从提高过滤速度的观点出发,优选为lg/cm2以下,更优选为0.8g/cm2以下,进一步优选为0.6g/cm2以下,进一步更优选为0.4g/cm2以下,进一步更优选为0.3g/cm2以下,进一步更优选为0.2g/cm2以下。因此,过滤助剂的含量(g/cm2)优选为0.001 Ig/cm2、更优选为0.005 0.8g/cm2、进一步优选为0.01 0.6g/cm2、进一步更优选为0.02 0.4g/cm2、进一步更优选为0.04 0.3g/cm2、进一步更优选为0.04 0.2g/cm2、进一步更优选为0.1 0.2g/cm2。作为所述含有过滤助剂的过滤器的过滤器材料,可列举出滤纸、聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、纤维素乙酸酯、尼龙、聚碳酸酯、特氟龙(注册商标)等塑料、陶瓷、金属网等,从减少划痕和颗粒的观点出发,优选滤纸、聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、纤维素乙酸酯、尼龙、聚碳酸酯、特氟龙(注册 商标)等塑料,更优选为滤纸、聚乙烯、聚丙烯、聚醚砜、纤维素乙酸酯、尼龙,进一步优选滤纸、聚乙烯、聚丙烯。所述含有过滤助剂的过滤器的形状没有特别限定,从易处理、减少划痕和颗粒的观点出发,优选为片材型、圆筒型、圆盘型、折入型、更优选为片材型、圆盘型、折入型、进一步优选为圆盘型、折入型。利用所述含有过滤助剂的过滤器进行过滤的条件没有特别限定,从兼顾提高过滤精度和提高生产率的观点出发,过滤时的差压优选为0.01 lOMPa、更优选为0.05 IMPa、进一步优选为0.05 0.5MPa。从兼顾提高过滤精度和提高生产率的观点出发,含有过滤助剂的过滤器的段数优选为I 5段、更优选为I 3段、进一步优选为I 2段。从兼顾提高过滤精度和提高生产率的观点出发,过滤速度优选为0.1 30L/(分钟.m2)、更优选为0.5 25L/ (分钟.m2)、进一步优选为I 20L/ (分钟.m2)。本发明的制造方法中,从减少划痕和颗粒的观点出发,优选进一步组合使用在研磨液组合物的制造中以往就使用的深层型过滤器、折叠型过滤器。作为本发明的制造方法的优选方式,优选用深层型过滤器过滤被处理二氧化硅分散液后,用含有过滤助剂的过滤器进行过滤处理;更优选用含有过滤助剂的过滤器过滤后,进一步用折叠型过滤器过滤。推定是通过用深层型过滤器除去特别大的粗大粒子,从而含有过滤助剂的过滤器的优异的性能得以进一步显著发挥,能够有效地除去粗大粒子及沉渣。因此,本发明的其他方式涉及研磨液组合物的制造方法(以下,也称为“本发明的制造方法(2) ”。),其包括如下工序:工序I)将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用深层型过滤器进行过滤处理的工序;以及工序2)将由工序I获得的二氧化硅分散液,用包含利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1 3.5 μ m的过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序。从延长所述工序2中使用的含有过滤助剂的过滤器的寿命并提高生产率的观点出发,所述工序I中的通过利用深层型过滤器的过滤处理获得的二氧化硅分散液中的粒径为0.5μπι以上的粗大粒子量优选为11.0X IO4个/mL以下,更优选为10.0X IO4个/mL以下,进一步优选为7.0 X IO4个/mL以下,进一步更优选为6.0 X IO4个/mL以下,进一步更优选为5.0X IO4个/mL以下,进一步更优选为4.0X IO4个/mL以下,进一步更优选为3.0X IO4个/mL以下。因此,本发明另一其他方式涉及研磨液组合物的制造方法(以下,也称为“本发明的制造方法(3) ”。),其包括如下工序:工序I)对含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,以粗大粒子量成为11.0X IO4个/mL以下的方式进行过滤处理的工序;以及工序2)用包含利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1 3.5μ m的过滤助剂的过滤器,对由工序I获得的二氧化硅分散液进行过滤处理的工序。从延长所述工序2中使用的含有过滤助剂的过滤器的寿命并提高生产率的观点出发,通过所述工序I的过滤处理获得的二氧化硅分散液中的粗大粒子量优选为11.0X IO4个/mL以下、优选为10.0X IO4个/mL以下、更优选为7.0X IO4个/mL以下,进一步优选为
6.0 X IO4个/mL以下,进一步更优选为5.0 X IO4个/mL以下,进一步更优选为4.0 X IO4个/mL以下,进一步更优选为3.0X IO4个/mL以下。另外,所述工序I的过滤的种类没有特别限定,从提高粗大粒子的除去效率以及减少成本的观点出发,优选使用深层型过滤器的过滤处理。作为本发明的制造方法⑵及(3)的不对此作限制的实施方式,可列举出包含图1的示意图所示的工序的实施方式。图1是制备研磨液组合物所使用的二氧化硅粒子的工序的示意图,其中,深层型过滤器3、含有过滤助剂的过滤器4、以及折叠型过滤器5按此顺序通过管Pl 4串联连接。投入到槽I中的被处理二氧化硅分散液2被由深层型过滤器
3、含有过滤助剂的过滤器4、以及折叠型过滤器5构成的过滤系统以I次通过式(pass)过滤,成为研磨液组合物所使用的二氧化硅粒子。因此,作为本发明的制造方法(2)及(3)的其他实施方式,优选进一步具有作为工序3的如下工序:用折叠型过滤器,对由本发明的制造方法(2)及(3)的工序2获得的二氧化硅分散液进行过滤处理的工 序。若将本发明的制造方法(2)及(3)的图1所示的实施方式与图2所示的以往二氧化硅粒子的制备方法进行比较,则即使省略深层型过滤器3的循环过滤而采用I次通过(pass)过滤,也能够获得与以往制备方法同等或其以上的品质(粗大粒子数的多少、和/或研磨后的划痕及颗粒的多少)的二氧化硅粒子及研磨液组合物,具有制造时间缩短且生产率提高的优点。进一步,作为被处理二氧化硅分散液2,即使不使用像图2的二氧化硅浆料6那样实施了附加处理的二氧化硅浆料而使用廉价的通用胶态二氧化硅的浆料,也能够制造与以往制备方法同等或其以上的品质的二氧化硅粒子及研磨液组合物,具有制造时间缩短且生广率提闻的优点。本说明书中“通用胶态二氧化硅”是指市场上通常流通的胶态二氧化硅。或者,本说明书中“通用胶态二氧化硅”是指粗大粒子量为例如20.0X IO4个/mL以上、30.0X IO4个/mL以上、或34.0X IO4个/mL以上的胶态二氧化硅。作为粗大粒子量的上限,可列举出例如,200.0X IO4个/mL以下,100.0 X IO4个/mL以下,70.0 X IO4个/mL以下等。因此,本发明所用的通用胶态二氧化硅的粗大粒子量优选为20.0X IO4 200.0X IO4个/mL、更优选为 20.0X IO4 100.0X IO4 个 /mL、进一步优选为 30.0X IO4 100.0X IO4 个 /mL、进一步更优选为34.0 X IO4 100.0 X IO4个/mL、进一步更优选为34.0 X IO4 70.0 X IO4个/mL。作为本发明的制造方法中所用的深层型的过滤器的具体例子,可列举出袋式(住友3M社等)、筒式(ADVANTEC东洋社、日本pall社、CUNO社、DAIffABO社等)的过滤器。深层型过滤器具有如下特征:过滤材的孔结构在入口侧粗、在出口侧细、并且从入口侧向出口侧连续或阶段性地变细。即,粗大粒子中,大粒子在入口侧附近被捕集、小粒子在出口侧附近被捕集,因而能够有效地进行过滤。深层型过滤器的形状可以为袋状的袋型,另外,还可以为中空圆筒形状的筒型。另外,只是将具有所述特征的过滤材简单地成型加工为褶皱状的过滤器由于具有深层型过滤器的功能,因而被分类为深层型过滤器。深层型过滤器可以为I段、也可以多段组合使用(例如串联配置),从提高生产率的观点出发,优选将不同直径的过滤器按照由大到小的顺序制成多段。另外,还可以组合使用袋型和筒型。多段过滤 时,通过相应于被处理二氧化硅分散液中的粗大粒子数,适当选择适合的过滤器的孔径和过滤材的结构,进一步适当选择该过滤器的处理顺序,从而能够提高对所除去的粗大粒子粒径的控制度(过滤精度)和经济性。即,若将孔结构大的过滤器使用在比孔结构细的过滤器更前段(上游侧),则具有制造工序整体能够提高过滤器的寿命的效果。作为本发明的制造方法中所用的折叠型过滤器,可以使用通常将过滤材成型加工褶皱状(折叠状),而制成中空圆筒形状的筒型式的折叠型过滤器(ADVANTEC东洋社、日本pall社、CUNO社、DAIWAB0社等)。折叠型过滤器与用厚度方向的各部分捕集的深层型过滤器不同,其特征在于,过滤材的厚度薄、在过滤器表面的捕集被称为主体,通常过滤精度高。折叠型过滤器可以使用I段,也可以多段组合使用(例如串联配置)。另外,多段过滤时,通过相应于粗大粒子数,适当选择适合的过滤器的孔径和过滤材的结构,并适当选择该过滤器的处理顺序,能够提高本发明中的研磨液组合物的生产率。即,若将孔结构大的过滤器与孔结构细的过滤器相比在更靠前段的位置(上游侧)使用,则能够整体延长过滤器的寿命。进一步,之后使用的过滤器通过将同孔径的过滤器制成多段,能够使研磨液组合物中的品质更稳定化。过滤工序整体中,若按照深层型过滤器过滤、含有过滤助剂的过滤器过滤、折叠型过滤器过滤的顺序使用,则能够整体延长过滤器的寿命,能够经济地生产本发明中的研磨液组合物,故优选。所述深层型过滤器及折叠型过滤器的孔径通常以能够除去99%的过滤精度表示,例如孔径1.0 μ m表示能够将直径为1.0 μ m的粒子除去99%的过滤器。为了发挥过滤器的功能,所述孔径优选超过0.0 μ m。从减轻除去粗大粒子负荷的观点出发,所述深层型过滤器的孔径优选为5.Ομπι以下,更优选为3.0 μ m以下,进一步优选为2.0 μ m以下,进一步更优选为1.0 μ m以下,进一步更优选为0.5μπι以下。另外,在将所述深层型过滤器制成多段(例如串联配置)的情况下,若最后使用过滤器的孔径为亚微米以下的过滤器,则能够进一步减轻使用所述含有过滤助剂的过滤器进行过滤处理过程中的除去粗大粒子的负荷,实现更高的生产率。从减少粗大粒子的观点出发,所述折叠型过滤器的孔径优选为1.Ομπι以下,更优选为0.8 μ m以下,进一步优选为0.6 μ m以下,进一步优选为0.5 μ m以下。作为本发明中的过滤方法,可以为反复过滤的循环式,也可以为I次通过(pass)方式。另外,还可以使用反复进行I次通过(pass)方式的分批式。就通液方法而言,由于进行加压,因而循环式中优选使用泵,I次通过(pass)方式中除了使用泵之外,还可以使用通过向罐中导入空气压等,从而使过滤器入口压力的变动幅度变小的加压过滤法。本发明的制造方法中,除了使用所述深层型过滤器、折叠型过滤器以外,还可以设置通常的分散工序或粒子除去工序。例如,可以利用使用高速分散装置、高压均质器等高压分散装置的分散工序、利用离心装置等的粗大粒子的沉降工序。在使用这些工序进行处理的情况下,可以分别单独进行处理,也可以组合2种以上进行处理,组合的处理顺序没有任何限定。另外,其处理条件、处理次数也可以适当选择使用。本说明书中“被处理二氧化硅分散液”是指,被供给到利用含有过滤助剂的过滤器的过滤处理之前的二氧化硅浆 料(二氧化硅分散液)。另外,在包括通过组合了所述含有过滤助剂的过滤器、与所述深层型过滤器和/或折叠型过滤器的过滤系统进行过滤的工序的情况下(例如,本发明的制造方法(2)及本发明的制造方法(3)的情况),“被处理二氧化硅分散液”可以指导入于所述过滤系统的最初的过滤器(第I段的过滤器)的二氧化硅分散液。就被处理二氧化硅分散液而言,在一个实施方式中,可列举出包含胶态二氧化硅和水的分散液,例如,可列举出由胶态二氧化娃和水组成的分散液、进一步还包括其他成分的分散液、或者通用胶态二氧化硅的浆料。就被处理二氧化硅分散液而言,在其他实施方式中,可列举出混合后述的研磨液组合物中能够配合的其他成分而制造的分散液。作为被处理二氧化硅分散液的状态,优选分散有胶态二氧化硅的状态。本发明中,通过将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液供给到利用含有过滤助剂的过滤器的过滤中,从而能够制造研磨液组合物。具体来说,通过将混合胶态二氧化硅、水、以及其他成分而制造的被处理二氧化硅分散液供给到所述过滤,或者,将含有胶态二氧化硅及水的被处理二氧化硅分散液供给到所述过滤后,向所得的过滤物(过滤完成后的二氧化硅浆料)中混合其他成分,从而能够制造研磨液组合物。本发明中使用的胶态二氧化硅例如可以通过使其由硅酸水溶液生成的制法获得。另外,还可以使用将这些研磨粒子用官能团进行表面修饰或表面改性后的物质、用表面活性剂、其他研磨材料进行复合粒子化后的物质等。从减少划痕和颗粒的观点以及降低表面粗糙度(中心线平均粗糙度:Ra、Peak toValley值:Rmax)的观点出发,胶态二氧化娃的一次粒子的平均粒径为I lOOnm、优选为I 80nm。从同时提高研磨速度的观点出发,更优选为3 80nm、进一步优选为4 50nm、进一步优选为5 40nm、进一步优选为5 30nm。这里,胶态二氧化娃的一次粒子的平均粒径为通过实施例记载的方法测定的值。从减少划痕和颗粒的观点以及提高生产率的观点出发,所述被处理二氧化硅分散液中的胶态二氧化娃的含量优选为I 50重量%、更优选为10 45重量%、进一步优选为20 40重量%、进一步更优选为30 40重量%。另外,所述被处理二氧化硅分散液中的粗大粒子的含量通常为IX IO4 200X IO4个/mL,从减少划痕和颗粒的观点出发,优选为100X IO4个/mL以下、更优选为70 X IO4个/mL以下、进一步优选为50X IO4个/mL以下、进一步更优选为40X IO4个/mL以下。从减少划痕和颗粒的观点以及提高生产率的观点出发,优选为IX IO4 100X IO4个/mL、更优选为I X IO4 70 X IO4个/mL、进一步优选为I X IO4 50 X IO4个/mL、进一步更优选为I X IO4 40 X IO4 个/mL。另一方面,本发明的制造方法(2)及(3)中,从提高生产率的观点出发,被处理二氧化硅分散液还可以为通用胶态二氧化硅的浆料,或者,可以为粗大粒子量为20.0 X IO4个/mL以上、30.0X IO4个/mL以上、或34.0 X IO4个/mL以上的二氧化硅浆料。因此,从减少划痕和颗粒的观点、以及提高生产率的观点出发,优选为20.0X IO4 200 X IO4个/mL、更优选为30.0 X IO4 10 0 X IO4个/mL、进一步优选为34.0 X IO4 70 X IO4个/mL。这里,被处理二氧化硅分散液中的粗大粒子的含量为通过实施例记载的方法测定的值。另外,所述被处理二氧化硅分散液的0.45 μ m过滤器通液量通常为I 10mL,从减少划痕和颗粒的观点以及提高生产率的观点出发,优选为2 10mL、更优选为3 10mL、进一步优选为4 10mL、进一步更优选为5 10mL。这里,被处理二氧化娃分散液的0.45 μ m过滤器通液量为通过实施例记载的方法测定的值。另外,所述被处理二氧化硅分散液的Λ CV值通常为I 20%,从减少划痕和颗粒的观点以及提高生产率的观点出发,优选为I 15%、更优选为I 13%、进一步优选为I 12%、进一步更优选为I 11%。这里,所述被处理二氧化硅分散液的八(^值是指(^30与(^90之差(ACV =CV30-CV90),具体可以通过实施例记载的方法测定,其中所述CV30是通过基于利用动态光散射法的检测角30度(前方散射)的散射强度分布的测定而获得的、标准偏差除以平均粒径再乘以100的变动系数的值(CV30),所述CV90是通过基于检测角90度(侧方散射)的散射强度分布的测定获得的、标准偏差除以平均粒径再乘以100的变动系数的值(CV90)。研磨液组合物的Λ CV值与被认为是来源于粗大粒子和沉渣的胶态二氧化硅凝集体(非球状粒子)的含量之间有相互关系,因而通过将研磨液组合物的ACV值调整为所述规定范围,可能能够减少研磨后的划痕和颗粒(参考:日本特开2011-13078)。从提高研磨速度的观点出发,研磨被研磨物时的研磨液组合物中的胶态二氧化硅的含量优选为0.5重量%以上、更优选为I重量%以上、进一步优选为2重量%以上、进一步优选为3重量%以上、进一步更优选为5重量%以上,另外,从经济地提高表面品质的观点出发,优选为20重量%以下,更优选为15重量%以下,进一步优选为13重量%以下,进一步更优选为10重量%以下。因此,从提高研磨速度、且经济地提高表面品质的观点出发,优选为0.5 20重量%、更优选为I 15重量%、进一步优选为2 13重量%、进一步更优选为3 10重量%、进一步更优选为5 10重量%。这里,胶态二氧化硅的含量可以为制造研磨液组合物时的含量或使用时的含量中的任一个,通常大多的情况是,被制成浓缩液,在使用时将其稀释使用。作为研磨液组合物所使用的水,可列举出离子交换水、蒸馏水、超纯水等。研磨液组合物中的水的含量相当于从100重量%中除去研磨材料及其他成分的余量,优选为60 99重量%、更优选为80 97重量%。从抑制粗大粒子的产生以及提高胶态二氧化硅的稳定性的观点出发,所述被处理二氧化硅分散液的PH优选为9 11、更优选为9.2 10.8、进一步优选为9.4 10.6、进一步更优选为9.5 10.5。另外,本发明中制造的研磨液组合物的pH没有特别限定,在将该研磨液组合物用于研磨的情况下,优选在PH为0.1 7下使用。碱性与酸性相比,存在容易产生划痕的倾向。其产生机理并不明确,但被推定是因为在研磨粒子之间由于表面电荷而相互产生较强的排斥的碱性气氛下,研磨液组合物中所含有的研磨一次粒子的凝集物或粗大研磨一次粒子无法在研磨部中密实地填充,在研磨压力下容易受到局部荷重。PH优选相应于被研磨物的种类、要求特性而确定,被研磨物的材质为金属材料时,从提高研磨速度的观点出发,PH优选为6以下,更优选为5以下,进一步优选为4以下,进一步更优选为3以下,进一步更优选为2以下。另外,从对人体的影响、防止研磨装置的腐蚀的观点出发,优选为0.5以上、更优选为1.0以上、进一步优选为1.4以上。特别是,像镀敷了镍-磷(N1-P)的铝合金基板之类的被研磨物的材质为金属材料的精密部件用基板中,考虑到上述观点,pH优选为0.5 6、更优选为1.0 5、进一步优选为1.4 4、进一步更优选为1.4 3、进一步更优选为1.4 2。
所述研磨液组合物的pH可以通过例如以下的酸、盐、或碱适当调整。具体来说,可列举出硝酸、硫酸、亚硝酸、过硫酸、盐酸、高氯酸、磷酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸、酰胺硫酸等的无机酸或它们的盐、2-氨基乙基膦酸、1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1- 二膦酸、乙烧-1,1,2_ 二勝酸、乙烧_1_轻基-1, 1- 二勝酸、乙烧_1_轻基-1,1,2_ 二勝酸、乙烧-1,2- 二羧基-1,2- 二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酸丁烷-1,2- 二羧酸、1-膦酸丁烷_2,3,4-三羧酸、α -甲基膦酰基琥珀酸等的有机膦酸或它们的盐、谷氨酸、吡啶甲酸、天冬氨酸等的氨基羧酸或它们的盐、草酸、硝基乙酸、马来酸、草酰乙酸等的羧酸或它们的盐等。其中从减少划痕的观点出发,优选无机酸或有机膦酸以及它们的盐。所述无机酸或它们的盐中,更优选硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸或它们的盐,所述有机膦酸或它们的盐中,更优选1-羟基亚乙基-1,1- 二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)或它们的盐。它们可以单独或混合2种以上使用。作为所述酸的盐,没有特别限定,具体来说,可列举出与金属、氨、烷基胺的盐。作为金属的具体例子,可列举出属于周期表(长周期型)的1Α、1Β、2Α、2Β、3Α、3Β、4Α、6Α、7Α或8族的金属。从减少划痕的观点出发,优选氨或属于IA族的金属。从减少研磨后的基板的划痕及颗粒的观点出发,研磨被研磨物时的研磨液组合物优选含有杂环芳香族化合物。
从减少研磨后的基板的划痕和颗粒的观点出发,所述杂环芳香族化合物优选为IH-苯并三唑。从减少研磨后的基板的划痕及颗粒的观点出发,相对于研磨液组合物整体的重量,研磨液组合物中的杂环芳香族化合物的含量优选为0.01 10重量%、更优选为0.02 5重量%、进一步优选为0.05 2重量%、进一步更优选为0.06 1重量%、进一步更优选为0.07 0.5重量%、进一步更优选为0.08 0.3重量%。另外,研磨液组合物中的杂环芳香族化合物可以为I种、也可以为2种以上。从减少研磨后的基板的划痕、颗粒以及表面粗糙度的最大值(AFM-Rmax)的观点出发,研磨被研磨物时的研磨液组合物优选含有具有阴离子性基团的水溶性高分子(以下,也称为阴离子性水溶性高分子)。被推定是该高分子减少研磨时的摩擦振动并防止二氧化硅凝集体从研磨垫的开孔部的脱落,减少研磨后的基板的划痕及表面粗糙度的最大值(AFM-Rmax)。作为阴离子性水溶性高分子的阴离子性基团,可列举出羧酸基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基、膦酸基等,从减少划痕、颗粒以及表面粗糙度的最大值(AFM-Rmax)的观点出发,更优选为具有羧酸基和/或磺酸基的高分子、进一步优选为具有磺酸基的高分子。另夕卜,这些阴离子性基可以采用被中和的盐的形式。作为具有羧酸基和/或磺酸基的水溶性高分子,可列举出(甲基)丙烯酸/磺酸共聚物,优选(甲基)丙烯酸/2_(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物。从减少划痕和颗粒以及维持生产率的观点出发,阴离子性水溶性高分子的重均分子量优选为500以上10万以下,更优选为500以上5万以下,进一步优选为500以上2万以下,进一步更优选为1000以上I万以下,进一步更优选为1000以上8000以下,进一步更优选为1000以上5000以下,进一步更优选为1000以上4000以下,进一步更优选为1000以上3000以下。具体来说,该重均分子量可通过实施例记载的测定方法测定。从兼顾划痕及颗粒的减少与生产率的观点出发,研磨液组合物中的、阴离子性水溶性高分子的含量优选为0.001 1重量%以上、更优选为0.005 0.5重量%、进一步优选为0.08 0.2重量%、进一步更优选为0.01 0.1重量%、进一步更优选为0.01 0.075 重量%。从减少研磨后的基板表面的划痕及颗粒的观点出发,研磨被研磨物时的研磨液组合物优选含有脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物。作为所述脂肪族胺化合物,从减少研磨后的基板表面的划痕及颗粒的观点出发,
优选N-氨基乙基乙醇胺。从减少研磨后的基板表面的划痕和颗粒的观点出发,作为所述脂环式胺化合物,优选N-(2-氨基乙基)哌嗪及羟基乙基哌嗪。从减少研磨后的基板表面的划痕及颗粒的观点出发,相对于研磨液组合物整体的重量,所述研磨液组合物中的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的含量优选为0.001 10重量%、更优选为0.005 5重量%、进一步优选为0.008 2重量%、进一步更优选为0.01 1重量%、进一步更优选为0.01 0.5重量%、进一步更优选为0.01 0.1重量%。另外,研磨液组合物中的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物可以是I种、也可以是2种以上。
从提高研磨速度的观点出发,所述研磨液组合物优选含有氧化剂。从提高研磨速度的观点出发,作为能够用于本发明的研磨液组合物的氧化剂,可列举出过氧化物、高锰酸或其盐、铬酸或其盐、过氧酸或其盐、含氧酸或其盐、金属盐类、硝酸类、硫酸类等。作为所述过氧化物,可列举出过氧化氢、过氧化钠、过氧化钡等。作为高锰酸或其盐,可以举出高锰酸钾等,作为铬酸或其盐,可列举出铬酸金属盐、重铬酸金属盐等,作为过氧酸或其盐,可以举出过氧化二硫酸、过氧化二硫酸铵、过氧化二硫酸金属盐、过氧化磷酸、过氧化硫酸、过氧化硼酸钠、过甲酸、过乙酸、过苯甲酸、过邻苯二甲酸等,作为含氧酸或其盐,可以举出次氯酸、次溴酸、次碘酸、氯酸、溴酸、碘酸、次氯酸钠、次氯酸钙等,作为金属盐类,可列举出氯化铁(III)、硫酸铁(III)、硝酸铁(III)、柠檬酸铁(III)、硫酸铵铁(III)
坐寸O作为优选的氧化剂,可列举出过氧化氢、硝酸铁(III)、过乙酸、过氧化二硫酸铵、硫酸铁(III)以及硫酸铵铁(III)等。从表面不附着金属离子、被通用且廉价的观点出发,作为更优选的氧化剂,可列举出过氧化氢。这些氧化剂可以单独使用或者混合2种以上使用。从提高研磨速度的观点出发,所述研磨液组合物中的所述氧化剂的含量优选为0.01重量%以上、更优选为0.05重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上,从减少基板的表面粗糙度的观点出发,优选为4重量%以下,更优选为2重量%以下,进一步优选为I重量%以下。因此,为了确保表面品质的同时提高研磨速度,上述含量优选为0.01 4重量%、更优选为0.05 2重量%、进一步优选为0.1 I重量%。另外,所述研磨液组合物中可以根据需要配合其他成分。例如,可列举出增稠剂、分散剂、防锈剂、碱性物质、表面活性剂等。从减少划痕和颗粒 的观点出发,通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物的过滤器(孔径0.45 μ m)通液量优选为25mL以上、更优选为30mL以上、进一步优选为50mL以上、进一步更优选为70mL以上、进一步更优选为IOOmL以上。这里,研磨液组合物的过滤器通液量是指通过实施例记载的方法测定的值。另外,从减少划痕和颗粒的观点、以及提高生产率的观点出发,通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物中的粗大粒子的含量优选为0.5X IO4 IOX IO4个/mL、更优选为0.5X IO4 5X104个/mL、进一步优选为0.5X IO4 4X IO4个/mL、进一步更优选为0.5X IO4 3X IO4个/mL。这里,研磨液组合物中的粗大粒子的含量可通过实施例记载的方法测定。另外,从减少划痕和颗粒的观点以及提高生产率的观点出发,通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物的ACV值优选为0.1 10%、更优选为0.1 5.0%、进一步优选为0.1 4.0 %、进一步更优选为0.1 3.0 %、进一步更优选为0.1 2.5%。通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物被供给到例如无纺布的有机高分子系研磨布等(研磨垫)与被研磨基板之间,即,研磨液组合物被供给到用粘贴有研磨垫的研磨盘夹持的基板研磨面,在规定的压力下移动研磨盘和/或基板,由此使该研磨液组合物边与基板接触边用于研磨工序。通过该研磨能够显著抑制划痕和颗粒的产生。所述研磨液组合物特别适合用于精密部件用基板的制造。适合例如磁盘、光磁盘等的磁记录介质的基板、光盘、光掩模基板、光学透镜、光学镜面、光学棱镜、半导体基板等的精密部件基板的研磨。在半导体基板的制造中,硅晶片(裸硅晶片)的抛光工序、嵌入式元件分离膜的形成工序、层间绝缘膜的平坦化工序、嵌入式金属配线的形成工序、嵌入式电容器形成工序等中可以使用通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物。通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物在抛光工序中特别有效,也可以同样适用于除此以外的研磨工序、例如包装工序等中。作为使用通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物的适合的被研磨物的材质,可以举出例如硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛等的金属或半金属、或者这些的合金、玻璃、玻璃状碳、无定形碳等的玻璃状物质、氧化铝、二酸化硅、氮化硅、氮化钽、碳化钛等的陶瓷材料、聚酰亚胺树脂等的树脂等。其中,适合于含有铝、镍、钨、铜等的金属以及以这些金属为主要成分的合金的被研磨物。更适合于例如镀敷有N1-P的铝合金基板、晶化玻璃、强化玻璃等的玻璃基板,进一步适合于镀敷有N1-P的铝合金基板。被研磨物的形状没有特别限定,本发明的研磨液组合物可以用于例如盘状、板状、扁平形状、棱镜状等的具有平面部的形状、透镜等的具有曲面部的形状的被研磨物。其中用于盘状的被研磨物时研磨效果优异。对于作为表面平滑性的尺度的表面粗糙度,其评价方法没有限定,例如可以以原子力显微镜(AFM)中在波长ΙΟμπι以下的短波长下可测定的粗糙度进行评价,并以中心线平均粗糙度Ra表示(AFM-Ra)。本发明的研磨液组合物适合于磁盘基板的研磨工序,进一步适合于使研磨后的基板的表面粗糙度(AFM-Ra)为2.0Α以下的研磨工序。基板的制造工序中有多个研磨工序的情况下,优选在第2工序以后使用通过本发明的制造方法获得的研磨液组合物,从显著减少划痕和颗粒、获得优异的表面平滑性的观点出发,更优选用于终加工研磨工序。终加工研磨是指,在具有多个研磨工序的情况下,至少I个的最后研磨工序。此时,为了避免前工序的研磨材料、研磨液组合物的混入,可以分别使用各自不同的研磨机,另外在分别使用各自不同的研磨机的情况下,优选每个工序都洗涤基板。另外,作为研磨机,没有特别限定。由此制造的基板上划痕和颗粒得以显著减少,并且表面平滑性优异。即,研磨后的表面粗糙度(AFM-Ra)例如为IA以下,优选为0.9Α以下,更优选为0.8Α以下。另外,对于本发明中在供给到研磨工序之前的基板的表面性状,没有特别限定,适合使用例如具有AFM-Ra为丨OA以下的表面性状的基板,所述研磨工序是使用了经利用含有过滤助剂的过滤器的过滤处理后的研磨液组合物的工序。作为所述基板的制造中使用的研磨材料,只要与所述的本发明的研磨液组合物所使用的研磨材料相同即可。所述研磨工序优选在多个研磨工序中在第2工序以后进行,特别优选在终加工研磨工序中进行。如上所述,所制造的基板的表面平滑性优异,表面粗糙度(AFM-Ra)为例如丨OA以下,优选为0.9Α以下,更优选为0.8Α以下。另外,所制造的基板是划痕极其少的基板。因此,该基板为例如存储硬盘基板的情况下,可以应对记录密度为750GB/Disk(3.5英寸)、进而为1TB/Disk(3.5英寸)的情形。实施例1.[实施例1 9、 比较例I 8]
使用硅藻土过滤器过滤被处理二氧化硅分散液,通过实施例1 9以及比较例I 8的制造方法制造了研磨液组合物。使用该研磨液组合物进行基板的研磨,评价了研磨后的基板表面。被处理二氧化硅分散液及硅藻土过滤器以及过滤方法及各种参数的测定方法如下所述。<被处理二氧化硅分散液>作为被处理二氧化硅分散液,使用了胶态二氧化硅浆料A(日挥触媒化成社制、一次粒子的平均粒径24nm、二氧化硅粒子浓度40重量%、pH = 10.0)、胶态二氧化硅浆料B(日挥触媒化成社制、一次粒子的平均粒径50nm、二氧化娃粒子浓度40重量%、pH =
9.7)、以及胶态二氧化硅浆料C(日挥触媒化成社制、一次粒子的平均粒径24nm、二氧化硅粒子浓度40重量%、pH = 10.0)。<胶态二氧化硅的一次粒子的平均粒径的测定方法>首先,将所述胶态二氧化硅浆料A C,以固体成分计取1.5g的量放入200mL烧杯,加入离子交换水IOOmL,用搅拌器混合。接着,使用电位差滴定装置,用0.lmol/L的盐酸标准溶液将试样溶液的pH调整为3.0。加入氯化钠30.0g并用搅拌器溶解,加入离子交换水直至烧杯的150mL的标线,用搅拌器混合。在恒温水槽(20±2°C )中浸溃约30分钟。使用电位差滴定装置,用0.lmol/L的氢氧化钠标准溶液进行滴定,读取pH由4.0变为9.0时的氢氧化钠标准溶液的消耗量(A)。同时进行空白试验,读取空白试验的滴定所需要的氢氧化钠标准溶液的消耗量(B)。然后,通过下述计算式算出平均粒径(nm)。平均粒径(nm)= 3100 + 26.5 X (A-B) + 试样取量(g)〈 Λ CV值的测定方法〉通过一下步骤制备了测定试样:将用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理之前(或后)的胶态二氧化硅浆料 添加到用离子交换水将硫酸(和光纯药工业社制特级)、HEDP (1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、THERMOS JAPAN制)、过氧化氢水(旭电化制浓度:35重量% )稀释后的水溶液中,将它们混合后,用1.20 μ m过滤器(Sartorius公司制Minisart17593)过滤而制备测定试样。胶态二氧化硅、硫酸、HEDP、过氧化氢的含量分别设为5重量%、0.4重量%、0.1重量%、0.4重量%。将所得的测定试样20mL放入专用的21 Φ圆筒测定池(cell)中,将其装于大塚电子公司制动态光散射装置DLS-6500。按照该装置中附加的说明书,求出累积200次时的检测角90度的利用Cumulant法获得的散射强度分布的面积成为整体的50%的粒径。另外,按照上述测定法测定的散射强度分布中的标准偏差除以所述粒径再乘以100的值,由此算出检测角90度的胶态二氧化硅的CV值(CV90)。与所述CV90的测定法同样地,测定检测角30度的胶态二氧化硅的CV值(CV30),求出CV30减去CV90而得的值,作为二氧化硅粒子的Λ CV值。(DLS-6500 的测定条件)检测角:90°取样时间(Samplingtime):4 ( μ m)相关通道(CorrelationChannel):256(ch)对比法(CorrelationMethod):TI取样温度(Samplingtemperature):26.0 (°C )检测角:30°
取样时间(Samplingtime): 10 ( μ m)相关通道(CorrelationChannel): 1024 (ch)对比法(CorrelationMethod):TI取样温度(Samplingtemperature):26.0 (°C )<粗大粒子量的测定方法>作为测定试样,用6mL的注射器,将用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理前(或后)的胶态二氧化硅浆料注入下述测定机器,测定了粗大粒子量。 测定机器:PSS 社制 “Accusizer 780APS”.注入环体积(Injection Loop Volume):lmL.流速(Flow Rate):60mL/ 分钟.数据米集时间(Data Collection Time):60sec.通道数(Number Channels): 128<过滤器通液量的测定方法>作为测定试样,用规定的过滤器(ADVANTEC社制亲水性PTFE0.45 μ m过滤器、型号:25HP045AN),将用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理前(或后)的胶态二氧化硅浆料在空气压力0.25MPa的恒定压力下通液到过滤器,求出直至过滤器堵塞的通液量。<过滤助剂的平均细孔径以及0.5 μ m以下的累积细孔容积的测定方法>用精确到小数点后四位的天平精确称量约0.1 0.3g的各过滤助剂,以管内(stem)、滑动部不附着试样的方式放入用己烷充分洗涤汞后的5cc粉末用测定池中,将测定池装于AutoPoreIV-9500 (岛津制作所社制萊压入法细孔分布测定装置)中。接着,用电脑启动应用(AutoPoreIV_9500verl.07),对Sample Information (首先测定的过滤助剂的重量)、Analysis Condition(选择 Standard)、Penetrometer Property (测定池重量)、Report condition (选择Standard)输入必要事项,进行测定。按照低压部、高压部的顺序进行测定,自动获得Median Pore Diameter (Volume) ( μ m)和针对各Pore SizeDiameter ( μ m)的 Log Differential Pore Volume (mL/g)的结果。(测定条件)测定池:Micromeritics社制 5cc_Powder (08-0444)测定方式:压力控制方式(压力表模式)Low Pressure equilibrium time 5secsHigh pressure equilibrium time 5secs与Hg相关的参数:接触角:130°、表面张力:485dynes/cmStem Volume Used:将试样量调整到100%以下、约50%(平均细孔径的算出方法) 将Median Pore Diameter (Volume)视为过滤助剂的平均细孔径(μ m)。(0.5 μ m以下的累积细孔容积的算出方法)将0.55 μ m 以下的 Log Differential Pore Volume (mL/g)的值累积,视为 0.5μηι以下的累积细孔容积。<过滤助剂的BET比表面积的测定方法>将精确称量的约Ig的各过滤助剂装于ASAP2020(株式会社岛津制作所社制、比表面积 细孔分布测定装置)中,利用多点法测定BET比表面积,导出BET常数C为正数的范围下的值。另外,以10°C /分钟使其升温并在100°C下保持2小时,来进行试样的前处理。另外,在60°C时进行脱气,直至达到500 μ mHg。<过滤助剂的激光平均粒径的测定方法>将用激光折射/散射式粒度分布计(商品名LA-920、堀场制作所制)测定各过滤助剂而得的作为体积基准的中值直径而获得的值,视为激光平均粒径。〈0.15 μ m以下的累积细孔容积的测定方法>过滤助剂的0.15 μ m以下的累积细孔容积通过氮吸附法测定。具体来说,将精确称量的约Ig的各过滤助剂装于ASAP2020(株式会社岛津制作所社制、比表面积 细孔分布测定装置)中,将根据氮吸附等温线通过BJH法的Halsey式求得的0.15 μ m以下的细孔容积的总和,视为0.15 μ m以下的累积细孔容积。另外,以10°C /分钟使其升温并在100°C下保持2小时来进行试样的前处理。另外,在60°C时进行脱气直至达到500 μ mHg。<过滤助剂的透过率的测定方法>将用ADVANTEC社制亲水性PTFE0.20 μ m过滤器(25HP020AN)过滤后的超纯水在
0.015MPa的条件下使用过滤助剂进行过滤测定。根据此时的超纯水的过滤时间,通过下述数学式(I)算出过滤助剂的透过率。k = l/A*dV/d Θ *uL/P...(I)A:透过层截面积〔m2〕¥:透过量〔1112〕Θ:透过时间〔S〕1^:透过率〔1112〕P:透过层的压力损失〔Pa〕u:透过流体的粘度〔Pa.S〕L:透过层厚度〔m〕另外,在进行过滤时,过滤助剂被ADVANTEC社制N0.5A滤纸上下夹持而置于90mm Φ的平板型SUS制外壳(住友3M社制INLET90-TL、有效过滤面积55.4cm2)上,进行过滤。本次实验体系中,导入以下值算出了透过率k(0 *L因试样不同而表示不同的值)。A:0.0055〔m2〕V:0.0005〔m2〕θ:变量P: 15000〔Pa〕u:0.001〔Pa.S〕L:变量<含有过滤助剂的过滤器的制作>(过滤助剂) 过滤助剂使用以下a k。a:CelpureP65 (激光平均粒径 12.7 μ m、硅藻土、SIGMA-ALDRICH 社制)
b:Radio Light N0.100 (激光平均粒径15.7 μ m、娃藻土、昭和化学工业社制)c =Radio Light DX-P5 (激光平均粒径14.5 μ m、硅藻土、昭和化学工业社制)d =Radio Light N0.200 (激光平均粒径13.9 μ m、硅藻土、昭和化学工业社制)e =Radio Light N0.500 (激光平均粒径28.4 μ m、硅藻土、昭和化学工业社制)f =Radio Light N0.600 (激光平均粒径2L 9 μ m、硅藻土、昭和化学工业社制)g:Radio Light New Ace (激光平均粒径31.6 μ m、娃藻土、昭和化学工业社制)h:Celite500fine(激光平均粒径 15.0 μ m、硅藻土、SIGMA-ALDRICH 社制)i:Celpure300 (激光平均粒径 12.6 μ m、硅藻土、SIGMA-ALDRICH 社制)j:NA-500 (激光平均粒径 13.5 μ m、硅藻土、ADVANTEC 社制)k =Radio Light Dx_W50 (激光平均粒径25.2 μ m、硅藻土、昭和化学工业社制)(酸处理)向上述a k的各过滤助剂50g中加入17.5%盐酸水溶液200mL,搅拌并混合。停止搅拌,静置48小时左右后,除去上清液。加入离子交换水,用搅拌器搅拌5分钟,静置直至上清液变得透明后,除去上清液,洗涤过滤助剂。重复该操作,直至上清液变成中性(pH=5 8)。最后在滤纸上过滤,使其自然干燥,获得酸处理后的过滤助剂。(含有过滤助剂 的过滤器的制作)向所述酸处理后的过滤助剂IOg中加入IOOmL的离子交换水,搅拌并混合,获得过滤助剂分散水溶液。接着,将滤纸(N0.5A:ADVANTEC社制、与开孔相关的保留粒径为7 μ m、纤维素制)装于90mmΦ的平板型SUS制外壳(住友3M社制INLET90-TL、有效过滤面积55.4cm2),在0.1MPa以下的压力下对过滤助剂分散水溶液进行过滤,在滤纸上形成过滤助剂的均匀的滤饼层后,用I 2L的离子交换水进行洗涤,得到含有硅藻土的过滤器。<胶态二氧化硅A C的过滤>在未使所述含有硅藻土的过滤器干燥而被洗涤水浸润的状态下,直接以0.1MPa的压力对IL份的所述胶态二氧化硅浆料A C进行过滤,获得用于研磨液组合物的过滤完毕的胶态二氧化硅。<过滤器通液量的测定方法>将通过上述过滤获得的过滤完毕的胶态二氧化硅,用规定的过滤器(ADVANTEC社制亲水性PTFE0.45 μ m过滤器、型号:25HP045AN、),在空气压力0.25MPa的恒定压力下通液到过滤器中,求出直至过滤器堵塞为止的通液量。<研磨液组合物的制备:实施例1 4以及比较例I 4>向离子交换水中添加苯并三唑Na盐0.1重量%、N_氨基乙基乙醇胺0.03重量%、丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物钠盐(摩尔比90/10、重均分子量2000、东亚合成社制)0.02重量%、硫酸0.4重量%、1_轻基乙叉基-1, 1- 二膦酸0.05重量%、过氧化氢0.4重量%,并混合,在所得的水溶液的搅拌下,以5重量%的量添加用所述含有硅藻土的过滤器进行过滤后的过滤完毕的胶态二氧化硅,制备研磨液组合物(实施例1 4以及比较例I 4)。另外,任一个研磨液组合物的pH均为1.4 1.5。<研磨液组合物的制备:实施例5 9以及比较例5 8>向离子交换水中添加丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物钠盐(摩尔比90/10、重均分子量2000、东亚合成社制)0.02重量%、硫酸0.4重量%、1-羟基乙叉基_1,1- 二膦酸0.05重量%、过氧化氢0.4重量%,并混合,在所得水溶液的搅拌下,以5重量%的量添加用所述含有硅藻土的过滤器进行过滤后的过滤完毕的胶态二氧化硅,制备研磨液组合物(实施例5 9以及比较例5 8)。另外,任一个研磨液组合物的pH均为1.3
1.5。<阴离子性水溶性高分子的重均分子量的测定方法>阴离子性水溶性高分子(丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物钠盐)的重均分子量通过下述测定条件下的凝胶渗透色谱(GPC)法测定。(GPC 条件)柱:TSKgel G4000 PWXL+TSK gel G2500PWXL (东曹制)引导柱:TSKguard column PWXL(东曹制)
洗提液:0.2Μ磷酸缓冲液/CH3CN = 9/1 (体积比)温度:40°C流速:1.0mL/分钟进样量:5mg/mL检测器:RI换算标准:聚丙烯酸Na (分子量(Mp): 11.5万、2.8万、4100、1250 (创和科学以及American Polymer Standards Corp.制))使用如上所述制备的利用实施例1 9以及比较例I 8的制造方法制造的研磨液组合物,研磨被研磨基板,通过纯水进行洗涤,获得评价用基板。评价该评价用基板的划痕数以及颗粒数。下述表I示出评价结果。研磨液组合物的制备方法、各参数的测定方法、研磨条件(研磨方法)、洗涤条件以及评价方法如下所述。作为被研磨基板,使用预先用含有氧化铝研磨材料的研磨液进行了粗研磨的、AFM-Ra为5 15A、厚度1.27mm、外径95πιπιΦ且内径25mm Φ的镀N1-P的铝合金基板。〈研磨条件〉 研磨试验机:Speed Fam社制、两面9B研磨机.研磨垫:Fujibo社制、聚氨酯制终加工研磨用垫.上定盘转速:32.5r/分钟.研磨液·组合物供給量:IOOmL/分钟.本研磨时间:4分钟.本研磨荷重:7.8kPa.投入的基板的张数:10张<洗涤条件>将研磨后的基板用Hikari社制Sub基板洗涤机按照以下工序进行洗涤。(I) US (超声波)浸溃洗涤(950kHz)(2)磨砂洗涤海绵刷3段(3) US 喷淋洗涤(950kHz)(4)旋转冲洗(5)旋转干燥〈划痕的测定条件〉
.测定机器:KLA_Tencor 社制 Candela 0SA6100.评价:在投入到研磨试验机的基板中,任意选择4张,以IOOOOrpm对各个基板照射激光,测定划痕。将在所述4张基板的各个两面的划痕数(根)的总和除以8,算出每个基板面的划痕数。〈颗粒的测定条件〉.测定机器:KLA_Tencor 社制 Candela 0SA6100.评价:在投入到研磨试验机的基板中,任意选择4张,将所述4张的基板的各个两面的颗粒数(个)的总和除以 8,算出每个基板面的颗粒数。[表 I]
权利要求
1.一种研磨液组合物的制造方法,其具有如下所述的工序:将含有一次粒子的平均粒径为I IOOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序,其中,所述过滤助剂的利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1 3.5 μ m。
2.根据权利要求1所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 过滤助剂为娃藻土。
3.根据权利要求1或2所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 过滤助剂的利用汞压入法测定的0.5 μ m以下的累积细孔容积为2.5mL/g以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述过滤助剂的BET比表面积为4.0m2/g以上,且利用氮吸附法测定的0.15 μ m以下的累积细孔容积为0.3mL/g以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 在0.015MPa的条件下使所述过滤助剂过滤水时的所述过滤助剂的水的透过率为5.0Xl(T14m2 以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其具有下述工序I及2: 工序I)按照粒径为0.5μπι以上的粗大粒子量成为11.0X IO4个/mL以下的方式,对含有一次粒子的平均粒径为1 1OOnm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液进行过滤处理的工序; 工序2)将工序I中获得的二氧化硅分散液,用包含利用汞压入法测定的平均细孔径为0.1 3.5 μ m的过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序。
7.根据权利要求6所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述工序I中,按照所述粗大粒子量成为7.0 X IO4个/mL以下的方式,对所述被处理二氧化硅分散液进行过滤处理。
8.根据权利要求6或7所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述工序I中的过滤处理为使用了深层型过滤器的过滤处理。
9.根据权利要求8所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述深层型过滤器的孔径为5.0 μ m以下。
10.根据权利要求8或9所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述工序I中的过滤处理为使用了所述深层型过滤器的多段过滤处理。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其还具有下述工序3: 工序3)将所述工序2中获得的二氧化硅分散液,用折叠型过滤器进行过滤处理的工序。
12.根据权利要求11所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述折叠型过滤器的孔径为1.0 μ m以下。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 以I次通过方式进行所述工序I及所述工序2中的过滤处理。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述被处理二氧化硅分散液中的粒径为0.5 μ m以上的粗大粒子量为20.0 X IO4个/mL以上。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述被处理二氧化硅分散液中的粒径为0.5 μ m以上的粗大粒子量为200.0X IO4个/mL以下。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所述被处理二氧化硅分散液中的胶态二氧化硅的含量为I 50重量%。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 所得的研磨液组合物中的粒径为0.5 μ m以上的粗大粒子的含量为0.5 X 104 10*104个 /mL。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 包含所述过滤助剂的过滤器中的所述过滤助剂的含量为0.001 lg/cm2。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 利用包含所述过滤助剂的过滤器的过滤处理中的过滤时的差压为0.01 lOMPa。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的研磨液组合物的制造方法,其中, 利用包含所述过滤助剂的过滤器的过滤处理中的过滤速度为0.1 30L/(分钟.m2)。
21.一种研磨液组合物,其通过权利要求1至20中任一项所述的制造方法制造。
22.根据权利要求21所述的研磨液组合物,其还含有 酸、 氧化剂、 具有阴离子性基团的水溶性高分子、 杂环芳香族化合物、以及 脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物。
23.一种磁盘基板的制造方法,其包括如下工序:通过权利要求1至20中任一项所述的制造方法制造研磨液组合物的工序;以及 将所述研磨液组合物供给到被研磨基板的研磨对象面,使所述研磨对象面与研磨垫接触,移动所述研磨垫和/或所述被研磨基板,对所述研磨对象面进行研磨的工序。
全文摘要
本发明提供能够减少研磨后的被研磨物的表面粗糙度及颗粒的研磨液组合物的制造方法。本发明涉及研磨液组合物的制造方法,其具有如下工序将含有一次粒子的平均粒径为1~100nm的胶态二氧化硅的被处理二氧化硅分散液,用包含过滤助剂的过滤器进行过滤处理的工序,其中,利用汞压入法测定的所述过滤助剂的平均细孔径为0.1~3.5μm。
文档编号B24B37/00GK103119122SQ201180045169
公开日2013年5月22日 申请日期2011年9月21日 优先权日2010年9月24日
发明者米田康洋, 平幸治, 佐藤宽司, 大岛良晓 申请人:花王株式会社