CN102108281B

CN102108281B - 研磨液组合物

Info

Publication number: CN102108281B
Application number: CN201010585992.0A
Authority: CN
Inventors: 山口哲史
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: US20110155690A1; MY159149A; JP2011131346A; TW201122088A; CN102108281A; JP5657247B2; TWI479015B

Abstract

本发明涉及一种研磨液组合物，其是镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，其含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下。本发明还涉及使用了上述研磨液组合物的磁盘基板的制造方法以及被研磨基板的研磨方法。

Description

研磨液组合物

技术领域

本发明涉及镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，使用了该研磨液组合物的研磨方法以及磁盘基板的制造方法。

背景技术

近年来，磁盘驱动器向着小型化和大容量化发展，要求高记录密度化。为了实现高记录密度化，需要缩小单位记录面积，提高变弱的磁信号的检测灵敏度，为此，用于进一步降低磁头的浮起高度的技术开发正在进展。为了应对磁头的低浮起化和确保记录面积，对于磁盘基板在平滑性和平坦性的提高(表面粗糙度、波纹、端面下垂的减少)和缺陷减少(划痕、突起、凹坑等的减少)方面的要求变得严格。针对上述要求，作为能够减少划痕的研磨液组合物，提出了含有苯并三唑(BTA)这样的唑类的研磨液组合物(参照例如日本特开2007-92064号公报)。

另一方面，在与磁盘基板的研磨的要求特性不同的半导体设备的CMP加工工艺方面，公开了用于研磨除去铜膜、钽化合物的阻挡层、以及SiO₂的绝缘层的研磨用组合物。具体地，公开了一种研磨液组合物，其能够改善碟形缺陷(dishing)和腐蚀缺陷(erosion)，该研磨液组合物含有胶体二氧化硅、草酸、亚乙基二胺、苯并三唑(日本特开2001-089747号公报以及日本特开2004-311484号公报)。

发明内容

本发明中，作为一个形态，涉及一种镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，其含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，其中，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下。

另外，本发明中，作为另一个形态，涉及一种磁盘基板的制造方法，其具有以下工序：使用本发明的研磨液组合物来研磨镀覆有Ni-P的铝合金基板。

另外，本发明中，作为又一个形态，涉及一种研磨方法，其是包含以下步骤的被研磨基板的研磨方法：一边使研磨液组合物接触研磨垫，一边对镀覆有Ni-P的铝合金基板即被研磨基板进行研磨，其中，所述研磨液组合物含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下。

具体实施方式

为了实现磁盘驱动器的更大容量化，仅仅靠以往的研磨液组合物来减少划痕是不够的，除了研磨后的基板表面的划痕以外，还需要更进一步地减少研磨后的基板表面的纳米突起缺陷。

另外，伴随着大容量化，磁盘的记录方式从水平磁记录方式向垂直磁记录方式转变。在垂直磁记录方式的磁盘的制造工序中，由于不需要在水平磁记录方式中为了使磁化方向一致所必需的织构化工序，在研磨后的基板表面直接形成磁性层，所以对基板表面品质的要求特性变得更加严格。以往的研磨液组合物不能充分满足垂直磁记录方式的基板表面所要求的减少纳米突起缺陷和划痕的要求。

因此，本发明提供能够实现研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的减少的磁盘基板用研磨液组合物、使用了该研磨液组合物的研磨方法以及磁盘基板的制造方法。

根据本发明的研磨液组合物，可以起到如下效果：能够制造在研磨后的镀覆有Ni-P的铝合金基板表面，不仅划痕而且纳米突起缺陷也得以减少的磁盘基板、特别是垂直磁记录方式的磁盘基板。

[纳米突起缺陷]

本发明中的“纳米突起缺陷”是指在磁盘基板的制造工序中的研磨后的基板表面的缺陷中，能够光学检测出的低于10nm左右的大小的凸缺陷。为了实现磁盘的高密度化和大容量化，磁头与磁盘之间的间隔需要低于10nm，所以纳米突起的残存有可能导致磁头的消耗以及磁盘驱动器的记录密度的下降或不稳定。在研磨后的基板表面，如果纳米突起缺陷减少，则能够降低磁头的浮起量，可以提高磁盘基板的记录密度。

[划痕]

本发明中的“划痕”是指深度为1nm以上、宽度为100nm以上、长度为1000nm以上的基板表面的微细的伤痕，用光学式缺陷检测装置KLATencor公司制的Candela 6100系列或日立高技术公司制的NS1500系列能够检测，可以作为划痕数来定量评价。进而，检测出的划痕可以用原子力显微镜(AFM)、扫描型电子显微镜(SEM)、透射型电子显微镜(TEM)来解析大小和形状。

[镀覆有Ni-P的铝合金基板]

本说明书中的“镀覆有Ni-P的铝合金基板”是指将磁盘基板用铝合金板材的表面研削后，经过非电解Ni-P镀覆处理而得到的基板。可以通过将镀覆有Ni-P的铝合金基板的表面进行研磨，再通过溅射等在该基板表面形成磁性膜来制造磁盘基板。

本发明是基于以下认识而完成的：作为研磨镀覆有Ni-P的铝合金基板的表面的研磨液组合物，当使用含有杂环内含有2个以上的氮原子的杂环芳香族化合物与分子内含有2～4个氮原子的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的组合、并且pH为3.0以下的研磨液组合物时，在研磨后的基板表面，不仅能减少划痕，而且还能减少纳米突起缺陷，能够制造可满足记录容量的大容量化的要求的磁盘基板。

以往，作为在研磨液组合物中添加BTA这样的唑类的效果，已知可减少划痕，但我们发现，通过该唑类与该脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的组合，可促进划痕减少效果，进而还可显著减少纳米突起缺陷。此外，在日本特开2001-089747号公报和日本特开2004-311484号公报中公开了含有BTA和亚乙基二胺的研磨液组合物，但这些研磨液组合物是用于具有铜膜、钽化合物的阻挡层、SiO₂的绝缘层的半导体设备的CMP加工工艺的研磨液组合物，并不是用于研磨镀覆有Ni-P的铝合金基板的表面的研磨液组合物。另外，在日本特开2001-089747号公报和日本特开2004-311484号公报中，记载了研磨液组合物显示出对碟形缺陷或腐蚀缺陷的抑制效果，但并没有言及对纳米突起缺陷的减少效果。

即，在本发明的一个形态中，涉及一种研磨液组合物(以下也称作“本发明的研磨液组合物”)，其是镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，该研磨液组合物含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下。

本发明的研磨液组合物不仅能减少划痕而且能减少纳米突起缺陷的详细机理还不清楚，但可以考虑如下。

在Ni-P镀层上局部地存在Ni微晶的部分，BTA等杂环芳香族化合物吸附于该Ni微晶部分而形成保护膜，从而有助于划痕的减少。另一方面，二胺、三胺、四胺等脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物在Ni-P镀层的Ni微晶部分上几乎不吸附，而是吸附于非晶结构的Ni-P镀层上而形成保护层。

因此推测，通过使用将BTA等杂环芳香族化合物与二胺等脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物组合、并且将pH设定为3.0以下的本发明的研磨液组合物，可以在镀覆有Ni-P的铝合金基板整体上形成保护层，进一步减少研磨后的基板表面的划痕，同时还减少纳米突起缺陷。不过，本发明不限定于该机理。

[杂环芳香族化合物]

本发明的研磨液组合物含有杂环芳香族化合物。从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中含有的杂环芳香族化合物是杂环内含有2个以上的氮原子的杂环芳香族化合物，优选杂环内含有3个以上的氮原子，更优选为3～9个，进一步优选为3～5个，更进一步优选为3个或4个。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中含有的杂环芳香族化合物优选是被质子化后的杂环芳香族化合物的pKa较小即亲电性强的杂环芳香族化合物，具体地，pKa优选为-3～4，更优选为-3～3，进一步优选为-3～2.5。作为杂环内含有2个以上的氮原子的杂环芳香族化合物，优选嘧啶、吡嗪、哒嗪、1，2，3-三嗪、1，2，4-三嗪、1，2，5-三嗪，1，3，5-三嗪、1，2，4-噁二唑、1，2，5-噁二唑、1，3，4-噁二唑、1，2，5-噻二唑、1，3，4-噻二唑、3-氨基吡唑、4-氨基吡唑、3，5-二甲基吡唑、吡唑、2-氨基咪唑、4-氨基咪唑、5-氨基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、咪唑、苯并咪唑、1，2，3-三唑、4-氨基-1，2，3-三唑、5-氨基-1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、3-氨基-1，2，4-三唑、5-氨基-1，2，4-三唑、3-巯基-1，2，4-三唑、1H-四唑、5-氨基四唑、1H-苯并三唑、1H-甲苯基三唑、2-氨基苯并三唑、3-氨基苯并三唑、或它们的烷基取代物或胺取代物，更优选1H-四唑、1H-苯并三唑、1H-甲苯基三唑，进一步优选1H-四唑、1H-苯并三唑，更进一步优选1H-苯并三唑。作为上述烷基取代物的烷基，可以列举出例如碳原子数为1～4的低级烷基，更具体地可以列举出甲基、乙基。此外，作为上述胺取代物，可以列举出1-[N，N-双(羟基亚乙基)氨基甲基]苯并三唑、1-[N，N-双(羟基亚乙基)氨基甲基]甲苯基三唑。另外，被质子化后的杂环芳香族化合物的pKa记载于例如“芳香族杂环化合物的化学”(坂本尚夫著、讲谈社サイエンテイフイク)等中。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中的杂环芳香族化合物的含量是，相对于研磨液组合物整体的重量优选为0.01～10重量％，更优选为0.01～5重量％，进一步优选为0.02～5重量％，更进一步优选为0.05～5重量％，更进一步优选为0.08～2重量％，更进一步优选为0.08～1重量％，更进一步优选为0.1～1重量％，更进一步优选为0.1～0.5重量％，更进一步优选为0.1～0.2重量％。此外，研磨液组合物中的杂环芳香族化合物可以是一种，也可以是二种以上。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的研磨材与杂环芳香族化合物的浓度比[研磨材的浓度(重量％)/杂环芳香族化合物的浓度(重量％)]优选为0.1～2000，更优选为1～1000，进一步优选为2～100，更进一步优选为5～100，更进一步优选为10～80，更进一步优选为20～70。

[脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物]

本发明的研磨液组合物含有脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物。从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中含有的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内的氮原子数为2个以上。另外，从维持研磨速度的观点出发，该脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内的氮原子数为4个以下，优选为3个以下，更优选为2个以下。因此，从维持研磨速度以及减少划痕和纳米突起缺陷的观点出发，该脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内的氮原子数为2～4个，优选为2～3个，更优选为2个。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中使用的脂肪族胺化合物优选选自亚乙基二胺、N，N，N’，N’-四甲基亚乙基二胺、1，2-二氨基丙烷、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷、六亚甲基二胺、3-(二乙基氨基)丙基胺、3-(二丁基氨基)丙基胺、3-(甲基氨基)丙基胺、3-(二甲基氨基)丙基胺、N-氨基乙基乙醇胺、N-氨基乙基异丙醇胺、N-氨基乙基-N-甲基乙醇胺、二亚乙基三胺以及三亚乙基四胺，进而从减少胺臭和提高在水中的溶解性的观点出发，更优选选自N-氨基乙基乙醇胺、N-氨基乙基异丙醇胺、N-氨基乙基-N-甲基乙醇胺，进一步优选N-氨基乙基乙醇胺。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物中使用的脂环式胺化合物优选选自哌嗪、2-甲基哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、N-甲基哌嗪、N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪，更优选哌嗪、2-甲基哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、N-甲基哌嗪、N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪，进一步优选选自哌嗪、N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪，更进一步优选选自N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪。

因此，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷、以及减少胺臭和提高在水中的溶解性的观点出发，本发明的研磨液组合物中使用的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物更进一步优选选自N-氨基乙基乙醇胺、N-氨基乙基异丙醇胺、N-氨基乙基-N-甲基乙醇胺、哌嗪、N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪，更进一步优选选自N-氨基乙基乙醇胺、N-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪，更进一步优选N-氨基乙基乙醇胺。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的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是，相对于研磨液组合物整体的重量优选为0.001～10重量％，更优选为0.01～5重量％，进一步优选为0.01～0.5重量％，更进一步优选为0.02～0.2重量％，更进一步优选为0.03～0.1重量％，更进一步优选为0.03～0.06重量％。此外，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一种，也可以是二种以上。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的研磨材与脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的浓度比[研磨材的浓度(重量％)/脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的浓度(重量％)]优选为0.5～20000，更优选为1～1000，进一步优选为5～500，更进一步优选为10～250，更进一步优选为25～200，更进一步优选为40～180，更进一步优选为75～150。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的杂环芳香族化合物与脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的浓度比[杂环芳香族化合物的浓度(重量％)/脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的浓度(重量％)]优选为0.01～2000，更优选为0.1～200，进一步优选为0.1～50，更进一步优选为0.5～25，更进一步优选为1～25，更进一步优选为1～7，更进一步优选为1.5～5。

[研磨材]

本发明的研磨液组合物含有研磨材。作为本发明中使用的研磨材，可以使用一般用于研磨的研磨材，可以列举出金属、金属或半金属的碳化物、氮化物、氧化物或硼化物、金刚石等。金属或半金属元素是来自周期表(长周期型)的IIA、IIB、IIIB、IIIA、IVB、IVA、VB、VIB、VIIB或VIII族的元素。作为研磨材的具体例子，可以列举出氧化铝、碳化硅、金刚石、氧化镁、氧化锌、氧化钛、氧化铈、氧化锆、二氧化硅等，从提高研磨速度的观点出发，优选使用它们中的一种以上。从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，作为研磨材，优选氧化铝或胶体二氧化硅，更优选胶体二氧化硅。有关胶体二氧化硅的优选的实施形态，在后面描述。

从提高研磨速度的观点出发，研磨液组合物中的研磨材的含量优选为0.5重量％以上，更优选为1重量％以上，进一步优选为3重量％以上，更进一步优选为4重量％以上。此外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述含量优选为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，更进一步优选为10重量％以下，更进一步优选为7重量％以下。即，研磨材的含量优选为0.5～20重量％，更优选为1～15重量％，进一步优选为3～13重量％，更进一步优选为4～10重量％，更进一步优选为4～7重量％。

[酸]

本发明的研磨液组合物含有酸。本说明书中，酸的使用包括酸和/或其盐的使用。作为本发明的研磨液组合物中使用的酸，从提高研磨速度的观点出发，优选该酸的pK1为2以下的化合物，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，优选pK1为1.5以下，更优选pK1为1以下，进一步优选为显示出无法用pK1表示的这种程度的强酸性的化合物。优选的酸可以列举出硝酸、硫酸、亚硫酸、过二硫酸、盐酸、高氯酸、磷酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸、氨基磺酸等无机酸、2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1，1-二膦酸、乙烷-1，1，2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1，1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1，1，2-三膦酸、乙烷-1，2-二羧基-1，2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1，2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2，3，4-三羧酸、α-甲基膦酰基琥珀酸等有机膦酸、谷氨酸、皮考啉酸、天冬氨酸等氨基羧酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、硝基乙酸、马来酸、草酰乙酸等羧酸等。其中，从减少划痕的观点出发，优选无机酸、羧酸、有机膦酸，从氧化剂的稳定性提高和废液处理性提高的观点出发，更优选无机酸、有机膦酸。此外，无机酸中，更优选硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸，进一步优选硫酸。有机膦酸中，更优选1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)以及它们的盐，进一步优选1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)。这些酸及其盐可以单独使用，也可以二种以上混合使用，但从提高研磨速度、减少纳米突起以及提高基板的洗涤性的观点出发，优选二种以上混合使用，从减少纳米突起、减少划痕、提高氧化剂的稳定性以及提高废液处理性的观点出发，更优选混合使用硫酸和1-羟基乙叉-1，1-二膦酸。这里，pK1是指有机化合物或无机化合物的第一酸离解常数(25℃)的倒数的对数值。各化合物的pK1例如记载于改订第4版化学便览(基础篇)II、p316-325(日本化学会编)等中。

作为使用上述酸的盐时的平衡离子，没有特别限定，具体地可以列举出金属、铵、烷基铵等的离子。作为上述金属的具体例子，可以列举出属于周期表(长周期型)的IA、IB、IIA、IIB、IIIB、IIIA、IVB、VIB、VIIB或VIII族的金属。其中，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，优选为与属于IA族的金属或铵形成的盐。

从提高研磨速度以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的上述酸及其盐的含量优选为0.001～5重量％，更优选为0.01～4重量％，进一步优选为0.05～3重量％，更进一步优选为0.1～2重量％，更进一步优选为0.2～1重量％。

[氧化剂]

本发明的研磨液组合物含有氧化剂。作为本发明的研磨液组合物中可以使用的氧化剂，从提高研磨速度以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，可以列举出过氧化物、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。

作为上述过氧化物，可以列举出过氧化氢、过氧化钠、过氧化钡等，作为高锰酸或其盐，可以列举出高锰酸钾等，作为铬酸或其盐，可以列举出铬酸金属盐、重铬酸金属盐等，作为过氧酸或其盐，可以列举出过氧二硫酸、过氧二硫酸铵、过氧二硫酸金属盐、过氧磷酸、过氧硫酸、过氧硼酸钠、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，可以列举出次氯酸、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，可以列举出氯化铁(III)、硝酸铁(III)、硫酸铁(III)、柠檬酸铁(III)、硫酸铵铁(III)等。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，作为优选的氧化剂，可以列举出过氧化氢、硝酸铁(III)、过乙酸、过氧二硫酸铵、硫酸铁(III)以及硫酸铵铁(III)等。作为更优选的氧化剂，从表面不会附着金属离子、可通用并且便宜的观点出发，可以列举出过氧化氢。上述氧化剂可以单独使用，也可以二种以上混合使用。

从提高研磨速度的观点出发，研磨液组合物中的上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，更进一步优选为0.2重量％以上，特别优选为0.3重量％以上，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述含量优选为4重量％以下，更优选为2重量％以下，进一步优选为1重量％以下，更进一步优选为0.8重量％以下，特别优选为0.6重量％以下。因此，为了在保持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0.1～1重量％，更进一步优选为0.2～0.8重量％，特别优选为0.3～0.6重量％。

[水]

本发明的研磨液组合物中的水是作为介质来使用的，可以列举出蒸馏水、离子交换水、超纯水等。从被研磨基板的表面清洁性的观点出发，优选离子交换水和超纯水，更优选超纯水。研磨液组合物中的水的含量优选为67.0～99.5重量％，更优选为76.5～98.9重量％，进一步优选为81.6～96.8重量％，更进一步优选为86.5～95.6重量％，特别优选为91.1～95.4重量％。

[具有阴离子性基团的水溶性高分子]

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明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(以下也称作阴离子性高分子)。据推测，该高分子可以减小研磨时的摩擦振动，防止二氧化硅凝聚体从研磨垫的开孔部脱落，可以减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷。

作为阴离子性高分子的阴离子性基团，可以列举出羧酸基、磺酸基、硫酸酯基、磷酸酯基、膦酸基等。这些阴离子性基团也可以采取被中和的盐的形态。从减少划痕和纳米突起的观点出发，优选为具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子，更优选为具有磺酸基的阴离子性高分子。据推测，该高分子可以吸附于研磨垫上而减小研磨时的摩擦振动，防止二氧化硅凝聚体从研磨垫的开孔部脱落，通过与上述的杂环芳香族化合物的协同效果而显著减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷。不过，本发明不限定于上述推测的机理。

本说明书中，“磺酸基”是指磺酸基和/或其盐，“羧酸基”是指羧酸基和/或其盐。这些基团在形成盐时，没有特别限定，具体地可以列举出与金属、铵、烷基铵等的盐。作为金属的具体例子，可以列举出属于周期表(长周期型)的IA、IB、IIA、IIB、IIIB、IIIA、IVB、VIB、VIIB或VIII族的金属等。这些金属中，从减少纳米划痕的观点出发，优选属于IA、IIIA或VIII族的金属，更优选属于IA族的钠和钾。作为烷基铵的具体例子，可以列举出四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等。其中，更优选铵盐、钠盐和钾盐。

本发明的具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子优选是通过将具有磺酸基的单体、具有羧酸基的单体等具有离子性亲水基的单体聚合而得到的。上述单体的聚合可以是无规聚合、嵌段聚合或接枝聚合中的任一种。

作为具有磺酸基的单体，可以列举出例如异戊二烯磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、甲代烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、异戊烯磺酸、萘磺酸等。作为具有羧酸基的单体，可以列举出例如衣康酸、(甲基)丙烯酸、马来酸等。

另外，具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子中还可以使用上述以外的单体。作为阴离子性高分子中可以使用的其它的单体，可以列举出例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲基苯乙烯等芳香族乙烯基化合物、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸辛酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类、丁二烯、异戊二烯、2-氯-1，3-丁二烯、1-氯-1，3-丁二烯等脂肪族共轭二烯、(甲基)丙烯腈等氰化乙烯基化合物、乙烯基膦酸、甲基丙烯酰氧基甲基磷酸、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸、甲基丙烯酰氧基丁基磷酸、甲基丙烯酰氧基己基磷酸、甲基丙烯酰氧基辛基磷酸、甲基丙烯酰氧基癸基磷酸、甲基丙烯酰氧基月桂基磷酸、甲基丙烯酰氧基硬脂基磷酸、甲基丙烯酰氧基1，4-二甲基环己基磷酸等膦酸化合物等。上述单体可以使用一种或二种以上。

作为具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子的优选的具体例子，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，可以列举出聚丙烯酸、(甲基)丙烯酸/异戊二烯磺酸共聚物、(甲基)丙烯酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、(甲基)丙烯酸/异戊二烯磺酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、(甲基)丙烯酸/马来酸共聚物、苯乙烯磺酸的甲醛缩合物、苯乙烯/异戊二烯磺酸共聚物、以及具有下述通式(1)和(2)表示的结构单元中的任一种以上和下述通式(3)表示的结构单元的共聚物，但从同样的观点出发，更优选聚丙烯酸、(甲基)丙烯酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、苯乙烯磺酸的甲醛缩合物、萘磺酸的甲醛缩合物、苯乙烯/异戊二烯磺酸共聚物、以及具有下述通式(1)和(2)表示的结构单元中的任一种以上和下述通式(3)表示的结构单元的共聚物，进一步优选具有下述通式(1)表示的结构单元和下述通式(3)表示的结构单元的共聚物。

从增加共聚物在研磨垫上的吸附量以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(1)和(2)中的R¹为氢原子或碳原子数为1～4的烷基，优选为氢原子或碳原子数为1～3的烷基，更优选为氢原子、甲基或乙基，进一步优选为氢原子或甲基。从增加共聚物在研磨垫上的吸附量以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(1)中的R²为芳基或被一个或多个碳原子数为1～4的烷基取代的芳基，优选为苯基或被一个或多个碳原子数为1～4的烷基取代的苯基，更优选为苯基。此外，上述碳原子数为1～4的烷基可以是直链结构，也可以是支化链结构。从增加共聚物在研磨垫上的吸附量以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(2)中的R³优选为氢原子、碱金属原子、碱土类金属原子(1/2原子)、铵或有机铵、或碳原子数为1～22的烃链，烃链的碳原子数优选为1～18，更优选为1～12，进一步优选为1～8，更进一步优选为1～4。此外，作为烃链，可以是直链结构，也可以是支化链结构，优选为烷基或链烯基，更优选为烷基。另外，共聚物也可以含有二种以上的疏水性结构单元。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(1)和(2)表示的结构单元在构成共聚物的全部结构单元中所占的含有率优选为5～95摩尔％，更优选为5～70摩尔％，进一步优选为10～60摩尔％，更进一步优选为15～50摩尔％，更进一步优选为20～40摩尔％。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(3)中的R⁴为氢原子或碳原子数为1～4的烷基，优选为氢原子或碳原子数为1～3的烷基，更优选为氢原子、甲基或乙基，进一步优选为氢原子或甲基，更进一步优选为甲基。从提高阴离子性高分子在研磨液组合物中的溶解性以及减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(3)中的R⁵为具有一个或多个磺酸基的芳基，优选为具有一个或多个磺酸基的苯基，更优选为在邻位、间位、对位中的任一个位置具有一个磺酸基的苯基，进一步优选为在对位上具有磺酸基的苯基。具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子也可以含有二种以上的具有磺酸基的结构单元。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(3)表示的结构单元在构成共聚物的全部结构单元中所占的含有率优选为5～95摩尔％，更优选为40～90摩尔％，进一步优选为50～85摩尔％，更进一步优选为60～80摩尔％。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，上述通式(1)和(2)表示的结构单元和上述通式(3)表示的结构单元的总计在构成具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子的全部结构单元中所占的含有率优选为70～100摩尔％，更优选为80～100摩尔％，进一步优选为90～100摩尔％，更进一步优选为95～100摩尔％。

从减少研磨后的基板表面的波纹和纳米突起缺陷的观点出发，在构成共聚物的全部结构单元中所占的上述通式(1)和(2)表示的结构单元与上述通式(3)表示的结构单元的摩尔比(通式(1)和(2)表示的结构单元的摩尔％/通式(3)表示的结构单元的摩尔％)优选为5/95～95/5，更优选为10/90～60/40，进一步优选为15/85～50/50，更进一步优选为20/80～40/60。

当具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子是(甲基)丙烯酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物时，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，(甲基)丙烯酸与2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的聚合摩尔比((甲基)丙烯酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)优选为95/5～40/60，更优选为95/5～50/50，进一步优选为95/5～60/40，更进一步优选为95/5～70/30，更进一步优选为95/5～75/25，更进一步优选为95/5～80/20，更进一步优选为95/5～85/15，更进一步优选为90/10。

[阴离子性高分子的重均分子量]

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子的重均分子量优选为500～12万，更优选为1000～10万，进一步优选为1000～3万，更进一步优选为1000～1万，更进一步优选为1500～8000。此外，当具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子是(甲基)丙烯酸/2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物时，从同样的观点出发，其重均分子量优选为500～12万，更优选为500～10万，进一步优选为500～3万，更进一步优选为500～1万，更进一步优选为500～8000，更进一步优选为500～5000，更进一步优选为500～4500，更进一步优选为500～4000，更进一步优选为500～3500，更进一步优选为500～3000，更进一步优选为1000～3000，更进一步优选为1500～2500，更进一步优选为2000。该重均分子量是使用凝胶渗透色谱(GPC)按照实施例中记载的方法测定得到的值。

当具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子至少部分地形成了盐时，作为其平衡离子，没有特别限定，与上述的亲水性结构单元的情况同样，可以列举出与金属、铵、烷基铵等形成的盐。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子的含量优选为0.001～1重量％，更优选为0.005～0.5重量％，进一步优选为0.01～0.2重量％，更进一步优选为0.01～0.1重量％，更进一步优选为0.01～0.1重量％，更进一步优选为0.015～0.075重量％，更进一步优选为0.02～0.075重量％。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的研磨材与阴离子性高分子的浓度比[研磨材的浓度(重量％)/阴离子性高分子的浓度(重量％)]优选为0.5～20000，更优选为1～5000，进一步优选为5～5000，更进一步优选为10～1000，更进一步优选为20～750，更进一步优选为25～500，更进一步优选为50～500。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的杂环芳香族化合物与阴离子性高分子的浓度比[杂环芳香族化合物的浓度(重量％)/阴离子性高分子的浓度(重量％)]优选为0.01～2000，更优选为0.05～200，进一步优选为0.1～100，更进一步优选为0.5～100，更进一步优选为1～75，更进一步优选为1～50，更进一步优选为1～20。

另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物中的脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物与阴离子性高分子的浓度比[脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的浓度(重量％)/阴离子性高分子的浓度(重量％)]优选为0.01～100，更优选为0.1～50，进一步优选为0.1～10，更进一步优选为0.5～10，更进一步优选为0.5～6，更进一步优选为0.6～3，更进一步优选为0.6～1.5。

[胶体二氧化硅]

下面对使用二氧化硅粒子作为研磨材的一个实施形态进行说明。本发明的研磨液组合物中使用的二氧化硅粒子可以列举出例如胶体二氧化硅、热解法二氧化硅(fumed silica)、表面改性过的二氧化硅等，但从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，优选胶体二氧化硅。胶体二氧化硅可以由一种构成，也可以是二种以上的胶体二氧化硅混合得到的。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，作为研磨材使用的胶体二氧化硅优选满足全部的以下3个条件。

a)ΔCV值为0～10％、

b)CV90为1～35％、并且

c)根据散射强度分布得到的平均粒径为1～40nm。

[ΔCV值]

本说明书中，胶体二氧化硅的ΔCV值是指变动系数(CV)的值(CV30)与变动系数的值(CV90)之差(ΔCV＝CV30-CV90)，是表示通过动态光散射法测定的散射强度分布的角度依赖性的值，上述变动系数的值(CV30)是用通过动态光散射法根据检测角30°(前方散射)的散射强度分布测定的粒径的标准偏差除以通过动态光散射法根据检测角30°的散射强度分布测定的平均粒径再乘以100而得到的值，上述变动系数的值(CV90)是用通过动态光散射法根据检测角90°(侧方散射)的散射强度分布测定的粒径的标准偏差除以通过动态光散射法根据检测角90°的散射强度分布测定的平均粒径再乘以100而得到的值。ΔCV值具体地可以用实施例中记载的方法测定。

在胶体二氧化硅的ΔCV值与划痕数之间存在相关关系，以及在胶体二氧化硅的ΔCV值与非球状二氧化硅的含量之间存在相关关系。通过ΔCV值的设定而带来的划痕减少的机理还不清楚，但推测，胶体二氧化硅的一次粒子凝聚而产生的50～200nm的二氧化硅凝聚体(非球状二氧化硅)是引起划痕产生的物质，由于该凝聚体少，所以划痕可以减少。

即，可以认为，通过着眼于ΔCV值，能够容易地检测以往难以检测的粒子分散液试样中的非球状粒子的存在，所以可以避免使用含有这种非球状粒子的研磨液组合物，其结果，可以实现划痕的进一步减少。

这里，粒子分散液试样中的粒子是球状还是非球状，一般是采用以动态光散射法测定的扩散系数(D＝Γ/q²)的角度依赖性为指标的方法(例如参照日本特开平10-195152号公报)来判断。具体地，在用相对于散射矢量q²的Γ/q²标绘而得到的曲线图中，所表示的角度依赖性小，则判断该分散液中的粒子的平均形状为真球状，角度依赖性大，则判断该分散液中的粒子的平均形状为非球状。即，这种以动态光散射法测定的扩散系数的角度依赖性为指标的以往的方法是假定均匀的粒子在整个体系中分散，再来检测和测定粒子的形状或粒径等的方法。所以，很难检测出在球状粒子占据大部分的分散液试样中所存在的一部分非球状粒子。

另一方面，理论上当使用动态光散射法在测定为200nm以下的真球状粒子分散溶液时，由于散射强度分布与检测角无关，可得到大致一定的结果，所以测定结果不依赖于检测角。但是，含有非球状粒子的真球状粒子分散溶液的动态光散射的散射强度分布由于非球状粒子的存在而根据检测角的不同而有大的变化，越低角度的检测角，则散射强度分布变得越宽。因此认为，动态光散射的散射强度分布的测定结果变得依赖于检测角，通过测定作为“用动态光散射法测定的散射强度分布的角度依赖性”的指标之一的ΔCV值，可以测定球状粒子分散溶液中存在的很少的非球状粒子。此外，本发明不限定于上述机理。

[散射强度分布]

本说明书中，“散射强度分布”是指用动态光散射法(DLS：Dynamic LightScattering)或准弹性光散射(QLS：Quasielastic Light Scattering)求出的亚微米以下的粒子的三个粒径分布(散射强度、体积换算、个数换算)中的散射强度的粒径分布。通常，亚微米以下的粒子在溶剂中作布朗运动，照射激光时，散射光强度随时间而变化(变动)。例如使用光子相关法(JIS Z 8826)对该散射光强度的变动求出自相关函数，通过累积(Cumulant)法解析而算出表示布朗运动速度的扩散系数(D)，再使用爱因斯坦-斯托克斯式子求出平均粒径(d：流体力学直径)。另外，粒径分布解析除了根据累积法的多分散性指数(Polydispersity Index，PI)以外，还有组织图法(Marquardt法)、拉普拉斯逆变换法(CONTIN法)、非负最小二乘法(NNLS法)等。

在动态光散射法的粒径分布解析中，通常广泛使用根据累积法的多分散性指数(Polydispersity Index，PI)。但是，在能够检出粒子分散液中少量存在的非球状粒子的检测方法中，优选的是，由组织图法(Marquardt法)或拉普拉斯逆变换法(CONTIN法)的粒径分布解析求出平均粒径(d50)和标准偏差，算出CV值(Coefficient of variation：用标准偏差除以平均粒径再乘以100而得到的数值)，使用其角度依赖性(ΔCV值)。

(参考资料)

第12次散射研究会(2000年11月22日举办)文本，1、散射基础讲座“动态光散射法”(东京大学柴山充弘)

第20次散射研究会(2008年12月4日举办)文本，5、基于动态光散射的纳米粒子的粒径分布测定(同志社大学森康维)

[散射强度分布的角度依赖性]

本说明书中，“粒子分散液的散射强度分布的角度依赖性”是指，通过动态光散射法以不同的检测角测定上述粒子分散液的散射强度分布时的对应于散射角度的散射强度分布的变动的大小。例如，如果检测角为30°与检测角为90°时的散射强度分布的差较大，则可以说该粒子分散液的散射强度分布的角度依赖性大。因此，在本说明书中，散射强度分布的角度依赖性的测定包括根据以不同的二个检测角测定的散射强度分布求出测定值的差(ΔCV值)。

作为散射强度分布的角度依赖性的测定中使用的二个检测角的组合，从提高非球状粒子的检测准确度的观点出发，优选为前方散射与侧方或后方散射的组合。作为上述前方散射的检测角，从同样的观点出发，优选为0～80°，更优选为0～60°，进一步优选为10～50°，更进一步优选为20～40°。作为上述侧方或后方散射的检测角，从同样的观点出发，优选为80～180°，更优选为85～175°。本发明中，使用30°和90°作为求出ΔCV值的二个检测角。

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明中使用的胶体二氧化硅的ΔCV值优选为0～10％，更优选为0～9％，进一步优选为0～7％，更进一步优选为0～5％。另外，从提高研磨液组合物的生产率的观点出发，ΔCV值优选为0.001％以上，更优选为0.01％以上。因此，ΔCV值优选为0～10％，更优选为0.001～10％，进一步优选为0.01～9％，更进一步优选为0.01～7％，更进一步优选为0.01～5％。

[CV值]

从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明中使用的胶体二氧化硅的CV值(CV90)优选为1～35％，更优选为5～34％，进一步优选为10～33％。这里，CV值是指在动态光散射法中，用基于散射强度分布的标准偏差除以平均粒径再乘以100而得到的变动系数的值，本说明书中，特别地将以检测角90°(侧方散射)测定的CV值称作CV90，将以检测角30°(前方散射)测定的CV值称作CV30。胶体二氧化硅的CV值具体可以用实施例中记载的方法得到。

[基于散射强度分布的平均粒径]

本说明书中的“胶体二氧化硅的平均粒径”，在没有特别指出的情况下，是指动态光散射法中基于以检测角90°测定的散射强度分布的平均粒径(以下也称作“基于散射强度分布的平均粒径”)。此外，根据情况的不同，也使用如后述那样通过透射型电子显微镜观察而测定的平均粒径(S2)。胶体二氧化硅的平均粒径具体地可以分别用实施例中记载的方法得到。

减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，胶体二氧化硅的基于散射强度分布的平均粒径优选为1～40nm，更优选为5～37nm，进一步优选为10～35nm。

作为胶体二氧化硅的ΔCV值的调整方法，可以列举出下述的方法，以在研磨液组合物的调制中尽量不要生成50～200nm的二氧化硅凝聚物(非球状二氧化硅)。

A)研磨液组合物的过滤的方法

B)胶体二氧化硅制造时的工序管理的方法

上述A)中，例如，通过离心分离或精密过滤器过滤(日本特开2006-102829以及日本特开2006-136996)而除去50～200nm的二氧化硅凝聚物，可以降低ΔCV值。具体地，通过将适度稀释到二氧化硅浓度为20重量％以下的胶体二氧化硅水溶液在由stokes式算出的可除去50nm粒子的条件(例如，10000G以上、离心管高度约为10cm、2小时以上)下进行离心分离的方法或使用孔径为0.05μm或0.1μm的膜滤器(例如，ADVANTEC、住友3M、Millipore)进行加压过滤的方法等，由此可以降低ΔCV值。

另外，胶体二氧化硅粒子通常可以：1)将低于10重量％的3号硅酸钠和种粒(小粒径二氧化硅)的混合液(种液)加入至反应槽中，加热至60℃以上，2)向其中滴加使3号硅酸钠通过阳离子交换树脂而得到的酸性的活性硅酸水溶液和碱(碱金属或季铵)，从而使pH恒定，使球状粒子生长，3)熟化后用蒸发法或超滤法进行浓缩(日本特开昭47-1964、日本特公平1-23412、日本特公平4-55125、日本特公平4-55127)而得到。但是，有大量报告说，在相同的制造工艺中如果稍微改变工序，则也可能制造非球状粒子。例如，由于活性硅酸非常不稳定，所以有意添加Ca或Mg等多价金属离子，则能够制造细长形状的硅溶胶。进而，通过改变反应槽的温度(如果超过水的沸点则蒸发，二氧化硅在气液界面处干燥)、反应槽的pH(9以下时二氧化硅粒子的连结容易发生)、反应槽的SiO₂/M₂O(M是碱金属或季铵)、以及摩尔比(为30～60时选择性地生成非球状二氧化硅)等可以制造非球状二氧化硅(日本特公平8-5657、日本专利2803134、日本特开2006-80406、日本特开2007-153671)。因此，通过在上述B)的公知的球状胶体二氧化硅制造工艺中进行工序管理以避免形成局部生成非球状二氧化硅的条件，可以将ΔCV值调整得较小。

调整胶体二氧化硅的粒径分布的方法没有特别限定，可以列举出通过在其制造阶段的粒子的生长过程中添加可形成新的核的粒子来得到所期望的粒径分布的方法；以及通过混合具有不同的粒径分布的二种以上的二氧化硅粒子来得到所期望的粒径分布的方法等。

[其它成分]

本发明的研磨液组合物中可以根据需要配合其它成分。作为其它成分，可以列举出增粘剂、分散剂、防锈剂、碱性物质、表面活性剂等。研磨液组合物中的上述其它任意成分的含量优选为0～10重量％，更优选为0～5重量％。不过，本发明的研磨液组合物可以在不含其它成分尤其是不含表面活性剂的情况下，发挥研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的减少效果。进而，本发明的研磨液组合物可以含有氧化铝磨粒，还可以在最终研磨工序之前的粗研磨工序中使用。

[研磨液组合物的pH]

从提高研磨速度的观点出发，本发明的研磨液组合物的pH优选为3.0以下，更优选为2.5以下，进一步优选为2.0以下。另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，本发明的研磨液组合物的pH优选为0.5以上，更优选为0.8以上，进一步优选为1.0以上，更进一步优选为1.2以上。此外，从提高研磨速度的观点出发，研磨液组合物的废液pH优选为3以下，更优选为2.5以下，进一步优选为2.2以下，更进一步优选为2.0以下。另外，从减少研磨后的基板表面的划痕和纳米突起缺陷的观点出发，研磨液组合物的废液pH优选为0.8以上，更优选为1.0以上，进一步优选为1.2以上，更进一步优选为1.5以上。此外，废液pH是指使用了研磨液组合物的研磨工序中的研磨废液即刚刚从研磨机排出后的研磨液组合物的pH。

[研磨液组合物的调制方法]

本发明的研磨液组合物例如可以如下调制：将研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物、水以及根据需要添加的其它成分用公知的方法进行混合。此时，研磨材可以以浓缩的浆料的状态混合，也可以用水等稀释后混合。本发明的研磨液组合物中的各成分的含量或浓度为上述的范围，但作为其它的形态，本发明的研磨液组合物也可以作为浓缩物来调制。

[被研磨基板]

作为本发明的研磨液组合物研磨的对象的被研磨基板是镀覆有Ni-P的铝合金基板。通过将本发明的研磨液组合物用于镀覆有Ni-P的铝合金基板的研磨，可以起到减少研磨后的基板表面的划痕的效果、以及超出以往预测的效果即减少研磨后的基板表面的纳米突起缺陷的效果。

[磁盘基板的制造方法]

本发明中，作为另一个形态，涉及磁盘基板的制造方法(以下也称作本发明的制造方法)。本发明的制造方法是包含使用上述的本发明的研磨液组合物来研磨被研磨基板的工序(以下也称作“使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序”)的磁盘基板的制造方法。由此，可以优选地提供不仅研磨后的基板表面的划痕减少、而且研磨后的基板表面的纳米突起缺陷也得以减少的磁盘基板，本发明的制造方法尤其适合于垂直磁记录方式用磁盘基板的制造方法。因此，作为其另一个形态，本发明的制造方法是包含使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序的垂直磁记录方式用磁盘基板的制造方法。

作为使用本发明的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的方法的具体例子，可以列举出如下方法：用粘贴有无纺布状的有机高分子系研磨布等研磨垫的定盘夹住被研磨基板，一边将本发明的研磨液组合物供给至研磨机，一边使定盘或被研磨基板运动，从而对被研磨基板进行研磨。

当被研磨基板的研磨工序是以多阶段进行时，使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序优选在第2阶段以后进行，更优选在最终研磨工序进行。此时，为了避免前面工序的研磨材或研磨液组合物的混入，可以分别使用不同的研磨机，在分别使用不同的研磨机的情况下，优选在每个研磨工序都将被研磨基板洗净。此外，作为研磨机，没有特别限定，可以使用磁盘基板研磨用的公知的研磨机。

[研磨垫]

作为本发明中使用的研磨垫，没有特别限制，可以使用仿麂皮(suede)类型、无纺布类型、聚氨酯独立发泡类型、或将它们层叠而形成的双层类型的研磨垫，但从研磨速度的观点出发，优选仿麂皮类型的研磨垫。

从划痕减少和研磨垫寿命的观点出发，研磨垫的表面部材的平均气孔径优选为50μm以下，更优选为45μm以下，进一步优选为40μm以下，更进一步优选为35μm以下。从研磨垫的研磨液保持性的观点出发，为了将研磨液保持于气孔中而避免发生液体不足，平均气孔径优选为0.01μm以上，更优选为0.1μm以上，进一步优选为1μm以上，更进一步优选为10μm以上。另外，从研磨速度维持的观点出发，研磨垫的气孔径的最大值优选为100μm以下，更优选为70μm以下，进一步优选为60μm以下，更进一步优选为50μm以下。

[研磨负荷]

使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序中的研磨负荷优选为5.9kPa以上，更优选为6.9kPa以上，进一步优选为7.5kPa以上。由此，可以抑制研磨速度的下降，因此能够实现生产率的提高。此外，在本发明的制造方法中，研磨负荷是指研磨时施加于被研磨基板的研磨面的定盘的压力。另外，在使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序中，研磨负荷优选为20kPa以下，更优选为18kPa以下，进一步优选为16kPa以下。由此，可以抑制划痕的发生。因此，在使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序中，研磨负荷优选为5.9～20kPa，更优选为6.9～18kPa，进一步优选为7.5～16kPa。研磨负荷的调整可以通过对定盘和被研磨基板中的至少一个施加空气压或砝码来进行。

[研磨液组合物的供给]

从划痕减少的观点出发，使用了本发明的研磨液组合物的研磨工序中的本发明的研磨液组合物的供给速度是，相对于每1cm²被研磨基板，优选为0.05～15ml/分钟，更优选为0.06～10ml/分钟，进一步优选为0.07～1ml/分钟，更进一步优选为0.08～0.5ml/分钟，更进一步优选为0.12～0.5ml/分钟。

作为将本发明的研磨液组合物供给至研磨机的方法，例如可以列举出使用泵等连续进行供给的方法。在将研磨液组合物供给至研磨机时，除了以含有所有成分的一种液体的形式来供给的方法之外，考虑到研磨液组合物的稳定性等，也可以分成多个配合用成分液，以二种液体以上的形式来供给。采用后者时，例如在供给配管中或被研磨基板上，将上述多个配合用成分液混合，形成本发明的研磨液组合物。

另外，根据本发明，由于能够提供不仅研磨后的基板表面的划痕减少、而且研磨后的基板表面的纳米突起缺陷也得以减少的磁盘基板，所以可以适合用于要求高度的表面平滑性的垂直磁记录方式的磁盘基板的研磨。

上述被研磨基板的形状没有特别限制，例如可以是盘状、板状、块状、棱柱状等具有平面部的形状、或透镜等具有曲面部的形状。其中，盘状的被研磨基板是适合的。当使用盘状的被研磨基板时，其外径例如为2～95mm左右，其厚度例如为0.5～2mm左右。

[研磨方法]

本发明中，作为另一个形态，涉及一种被研磨基板的研磨方法，其包含下述步骤：一边使上述的研磨液组合物接触研磨垫，一边对被研磨基板进行研磨。通过使用本发明的研磨方法，可以优选提供不仅研磨后的基板表面的划痕减少、而且研磨后的基板表面的纳米突起缺陷也得以减少的磁盘基板，特别是垂直磁记录方式的磁盘基板。作为本发明的研磨方法中的上述被研磨基板，如上所述，可以列举出磁盘基板或磁记录用介质的基板的制造中所使用的基板，其中，优选为垂直磁记录方式用磁盘基板的制造中所使用的基板。此外，具体的研磨方法和条件可以如上所述地设定。

实施例

[实施例1～27和比较例1～11]

调制实施例1～27和比较例1～11的研磨液组合物，进行被研磨基板的研磨，评价研磨后的基板的划痕和纳米突起缺陷。评价结果示于下述表1中。使用的聚合物、研磨液组合物的调制方法、各参数的测定方法、研磨条件(研磨方法)和评价方法如下所述。此外，在下述表1中，BTA表示1H-苯并三唑，AEEA表示N-氨基乙基乙醇胺，DETA表示二亚乙基三胺，TETA表示三亚乙基三胺，TEPA表示四亚乙基五胺，PEHA表示五亚乙基六胺，PEI表示聚亚乙基亚胺(分子量为600)。

[具有阴离子性基团的水溶性高分子]

研磨液组合物中使用的阴离子性高分子是下述的A～C-3。此外，B是用下述方法制造的。另外，上述聚合物的重均分子量是在下述条件下测定的。

<阴离子性高分子>

A：丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物钠盐(摩尔比90/10、重均分子量2000、东亚合成公司制)

B：苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物钠盐(摩尔比33/67、重均分子量10000、用下述方法制造)

C-1：聚丙烯酸钠盐(重均分子量2000、东亚合成制)

C-2：聚丙烯酸钠盐(重均分子量6000、东亚合成制)

C-3：聚丙烯酸钠盐(重均分子量20000、花王公司制)

[苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物钠盐的制造方法]

在1升的四口烧瓶中加入异丙醇180g(Kishida Chemical制)、离子交换水270g、苯乙烯10g(Kishida Chemical制)、苯乙烯磺酸钠40g(和光纯药工业制)，以2，2’-偶氮(2-甲基丙酰脒)二盐酸盐7.2g(V-50、和光纯药工业制)为反应引发剂，在83±2℃下滴加聚合2小时，再进行2小时熟化，然后在减压下除去溶剂，得到白色粉末的聚合物B。

[聚合物的重均分子量的测定方法]

上述的聚合物的重均分子量是通过下述测定条件下的凝胶渗透色谱(GPC)法来测定。此外，AA/AMPS表示丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物钠盐，PAA表示聚丙烯酸钠盐，St/SS表示苯乙烯/苯乙烯磺酸共聚物钠盐。

[AA/AMPS和PAA的GPC条件]

柱：TSKgel G4000PWXL+TSKgel G2500PWXL(Tosoh制)

保护柱：TSKguardcolumn PWXL(Tosoh制)

洗提液：0.2M磷酸缓冲剂/CH₃CN＝9/1(体积比)

温度：40℃

流速：1.0ml/分钟

试样尺寸：5mg/ml

检测器：RI

换算标准：聚丙烯酸钠(分子量(Mp)：11.5万、2.8万、4100、1250(创和科学和American Polymer Standards Corp.制)

[St/SS的GPC条件]

柱：TSKgelα-M+TSKgelα-M(Tosoh制)

保护柱：TSKguardcolumnα(Tosoh制)

洗提液：60mmol/升磷酸、50mmol/升LiBr/DMF

温度：40℃

流速：1.0ml/分钟

试样尺寸：5mg/ml

检测器：RI

换算标准：聚苯乙烯(分子量(Mw)：590、3600、3万、9.64万、92.9万、842万(Tosoh、西尾工业和chemco公司制)

[研磨液组合物的调制方法]

使用下述表1中记载的杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、胶体二氧化硅(日挥触媒化成公司制)、阴离子性高分子、酸(硫酸)以及氧化剂(过氧化氢)调制实施例1～27和比较例1～11的研磨液组合物。此外，胶体二氧化硅的浓度设定为5重量％，阴离子性高分子的添加量设定为0.05重量％。另外，硫酸的浓度设定为0.5重量％，但在实施例26、27和比较例9中，硫酸的浓度分别设定为0.3重量％、0.2重量％和0.1重量％。此外，在比较例1中，使用正磷酸2.0重量％和K₂HPO₄0.8重量％代替硫酸。在比较例10和11中未使用硫酸，在比较例11中使用NaOH 0.05重量％。除比较例8以外，所有的实施例和比较例中都使用0.4重量％的过氧化氢。

胶体二氧化硅的基于散射强度分布的平均粒径、CV90和ΔCV用下述方法测定。

[用动态光散射法测定的二氧化硅粒子的平均粒径、CV90、ΔCV值的测定方法]

[平均粒径和CV90]

在离子交换水中添加胶体二氧化硅、硫酸和过氧化氢水，将它们混合，从而制作标准试样。标准试样中的胶体二氧化硅、硫酸、过氧化氢的含量分别为5.0重量％、0.5重量％、0.4重量％。使用大塚电子公司制的动态光散射装置DLS-6500，按照该制造商付给的说明书，对该标准试样求出200次累计时的检测角为90°时的通过Cumulant法得到的散射强度分布的面积达到总体的50％时的粒径，作为二氧化硅粒子的平均粒径。另外，有关检测角为90°时的胶体二氧化硅的CV值(CV90)，是用上述测定法测定的散射强度分布中的标准偏差除以上述平均粒径再乘以100而得到的值。

[ΔCV值]

与上述CV90的测定法同样，测定检测角为30°时的胶体二氧化硅的CV值(CV30)，从CV30中减去CV90，将得到的值作为二氧化硅的ΔCV值。

(DLS-6500的测定条件)

检测角：90°

Sampling time：4(μm)

Correlation Channel：256(ch)

Correl ati on Method：TI

Sampling temperature：26.0(℃)

检测角：30°

Sampling time：10(μm)

Correlation Channel：1024(ch)

Correlation Method：TI

Sampling temperature：26.0(℃)

[研磨]

使用上述调制的实施例1～27和比较例1～11的研磨液组合物，在以下所示的研磨条件下研磨下述被研磨基板。然后，根据以下所示的条件测定研磨后的基板的纳米突起缺陷和划痕，进行评价。结果示于下述表1中。下述表1中的数据是，对于各实施例和各比较例，研磨4块被研磨基板后，对各被研磨基板的两面进行测定，求出4块(正面背面加起来共8个面)的数据的平均。

[被研磨基板]

作为被研磨基板，使用预先将镀覆有Ni-P的铝合金基板用含有氧化铝研磨材的研磨液组合物进行了粗研磨的基板。此外，该被研磨基板的厚度为1.27mm，外径为95mm，内径为25mm，用AFM(Digital Instrument NanoScopeIIIa Multi Mode AFM)测定的中心线平均粗糙度Ra为1nm，长波长波纹(波长为0.4～2mm)的振幅为2nm，短波长波纹(波长为50～400μm)的振幅为2nm。

[研磨条件]

研磨试验机：SpeedFam公司制“两面9B研磨机”

研磨垫：FUJIBO公司制仿麂皮类型(厚度0.9mm、平均开孔径30μm)

研磨液组合物供给量：100ml/分钟(相对于每1em²被研磨基板的供给速度：0.072ml/分钟)

下定盘转速：32.5rpm

研磨负荷：7.9kPa

研磨时间：8分钟

[研磨速度的测定方法]

使用重量计(Sartorius公司制“BP-210S”)测定研磨前后的各基板的重量，求出各基板的重量变化，将10块的平均值作为重量减少量，用其除以研磨时间，将得到的值作为重量减少速度。将该重量减少速度导入到下式中，变换为研磨速度(μm/分钟)。

研磨速度(μm/分钟)＝重量减少速度(g/分钟)/基板单面面积(mm²)/Ni-P镀层密度(g/cm³)×10⁶

(基板单面面积：6597mm²、Ni-P镀层密度：7.99g/cm³)

[纳米突起缺陷和划痕的评价方法]

测定机器：KLATencor公司制、OSA6100

评价：在被投入研磨试验机的基板中任意选择4块，对各个基板以10000rpm照射激光，测定纳米突起缺陷和划痕。用该4块基板的各两面上的划痕数(条)的总计除以8，算出相当于每个基板面的纳米突起缺陷和划痕的数量。其结果作为以比较例1为100时的相对值示于下述表1中。此外，下述表1中，“不能测定”表示由于研磨速度低而在粗研磨中发生的划伤或因研磨剂残渣未除净而引起的纳米突起缺陷或划痕的数量超过了测定上限。

表1

如上述表1所示，使用实施例1～27的研磨液组合物时，与比较例1～11相比，除了研磨后的基板的划痕减少之外，还能够减少基板表面的纳米突起。

根据本发明，可以提供例如适合于高记录密度化的磁盘基板。

Claims

1.一种镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，其含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下，

所述研磨液组合物进一步含有具有阴离子性基团的水溶性高分子，所述水溶性高分子是通过将具有磺酸基的单体和/或具有羧酸基的单体聚合而得到的、具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子，其重均分子量为500～12万，

所述杂环芳香族化合物选自嘧啶、吡嗪、哒嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,5-三嗪，1,3,5-三嗪、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑、3-氨基吡唑、4-氨基吡唑、3,5-二甲基吡唑、吡唑、2-氨基咪唑、4-氨基咪唑、5-氨基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、咪唑、苯并咪唑、1,2,3-三唑、4-氨基-1,2,3-三唑、5-氨基-1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、5-氨基-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、1H-四唑、5-氨基四唑、1H-苯并三唑、1H-甲苯基三唑、2-氨基苯并三唑、3-氨基苯并三唑以及它们的烷基取代物，

所述脂肪族胺化合物选自亚乙基二胺、N,N,N',N'-四甲基亚乙基二胺、1,2-二氨基丙烷、1,3-二氨基丙烷、1,4-二氨基丁烷、六亚甲基二胺、3-(二乙基氨基)丙基胺、3-(二丁基氨基)丙基胺、3-(甲基氨基)丙基胺、3-(二甲基氨基)丙基胺、N-氨基乙基乙醇胺、N-氨基乙基异丙醇胺、N-氨基乙基-N-甲基乙醇胺、二亚乙基三胺以及三亚乙基四胺，所述脂环式胺化合物选自哌嗪、2-甲基哌嗪、2,5-二甲基哌嗪、1-氨基-4-甲基哌嗪、N-甲基哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪以及羟乙基哌嗪。

2.根据权利要求1所述的镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物，其中，所述研磨材为二氧化硅粒子。

3.一种磁盘基板的制造方法，其具有以下工序：使用权利要求1或2所述的镀覆有Ni-P的铝合金基板用的研磨液组合物来研磨镀覆有Ni-P的铝合金基板。

4.一种被研磨基板的研磨方法，其包含下述步骤：一边使研磨液组合物接触研磨垫，一边对镀覆有Ni-P的铝合金基板即被研磨基板进行研磨；

其中，所述研磨液组合物含有研磨材、酸、氧化剂、杂环芳香族化合物、脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物、以及水，所述杂环芳香族化合物的杂环内含有2个以上的氮原子，所述脂肪族胺化合物或脂环式胺化合物的分子内含有2～4个氮原子，所述研磨液组合物的pH为3.0以下，所述研磨液组合物进一步含有具有阴离子性基团的水溶性高分子，所述水溶性高分子是通过将具有磺酸基的单体和/或具有羧酸基的单体聚合而得到的、具有磺酸基和羧酸基中的至少一种基团的阴离子性高分子，其重均分子量为500～12万，

5.根据权利要求4所述的研磨方法，其中，所述研磨材为二氧化硅粒子。