CN102533127A - 研磨液组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在不损害生产率的情况下可以减少研磨后的基板表面的划痕及表面波纹的研磨液组合物以及使用有该研磨液组合物的基板的制造以及研磨方法。所述研磨液组合物含有研磨材料、水溶性聚合物以及水，上述水溶性聚合物具有磺酸基且在主链以及侧链上分别具有芳香环。所述基板的制造方法以及研磨方法包含如下工序：将上述研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触上述研磨对象面，移动上述研磨垫和/或上述被研磨基板来进行研磨。

Description

研磨液组合物
技术领域
本发明涉及一种研磨液组合物以及使用有该研磨液组合物的基板的制造方法。
背景技术
近年来，磁盘驱动器的小型化·大容量化的进展，要求高记录密度化。为了进行高记录密度化，为了缩小单位记录面积，提高变弱了的磁信号的检测灵敏度，正在进行用于进一步降低磁头的飞浮高度的技术开发。为了应对磁头的低飞浮化和确保记录面积，对于磁盘基板而言，对于以减少表面粗糙度、表面波纹、端面下沉为代表的平滑性·平坦性的提高和以减少划痕、突起、坑等为代表的缺陷减少的要求变得比较苛刻。对于这样的要求，提出了含有具有羧基或磺酸基等官能团的共聚物的研磨液组合物(例如，日本特开2010-135052号公报以及日本特开2010-170650号公报)。
日本特开2010-135052号公报公开的研磨剂组合物是，通过使用分子中具有重复单元和磺酸(盐)基并且在重复单元的主链中具有芳香族基的阴离子性表面活性剂，可以减少划痕等缺陷，在研磨工序中发泡少，可以有效地进行研磨。
日本特开2010-170650号公报公开的磁盘基板用研磨液组合物是，通过含有具有阴离子性基团的水溶性高分子，在不损害生产率的情况下可以减少研磨后的基板的划痕以及表面粗糙度。
目前的研磨液组合物可改善研磨液的起泡性、划痕。但是，伴随磁盘驱动器的大容量化，对于基板的表面品质的要求特性变得更加苛刻，要求开发在不损害生产率的情况下可以进一步减少基板表面的划痕以及表面波纹的研磨液组合物。
发明内容
因此，本发明提供一种在不损害生产率的情况下可以减少研磨后的基板表面的划痕、表面波纹的研磨液组合物以及使用有该研磨液组合物的磁盘基板的制造方法。
本发明的一个方式涉及一种研磨液组合物，其含有研磨材料、水溶性聚合物以及水，上述水溶性聚合物具有磺酸基且在主链以及侧链上分别具有芳香环。
本发明的其它方式涉及一种基板的制造方法和/或研磨方法，其包含如下工序：将本发明的研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触上述研磨对象面，移动上述研磨垫和/或上述被研磨基板来进行研磨。
根据本发明的研磨液组合物，可以得到如下效果，即，在不损害生产率的情况下可以制造研磨后的基板表面的划痕减少而且研磨后的基板表面的表面波纹减少的基板、优选磁盘基板、进而优选垂直磁记录方式的磁盘基板。
具体实施方式
本发明基于如下见解，即，如果使用含有具有磺酸基且主链以及侧链上分别具有芳香环的水溶性聚合物的研磨液组合物，则在研磨液的起泡性低、可维持高的研磨速度的情况下，可以减少研磨后的基板表面的划痕以及表面波纹。
即，本发明涉及一种研磨液组合物(下面，也称作“本发明的研磨液组合物”)，其含有研磨材料、水溶性聚合物以及水，上述水溶性聚合物为具有磺酸基且主链以及侧链上分别具有芳香环的水溶性聚合物(下面，也简称为“水溶性聚合物”)。
对于本发明的研磨液组合物而言，在起泡少、可维持高研磨速度的情况下不仅可减少划痕而且可减少研磨后的基板表面波纹的机理的详细情况尚不明确，但是可推定，水溶性聚合物的主链以及侧链的芳香环以适当的吸附力吸附在研磨垫上、水溶性聚合物的磺酸基在研磨垫表面形成水合层的结果，可抑制研磨垫-被研磨基板间的摩擦振动、减少划痕以及基板表面波纹。但是，本发明也可以不限定于该机理。
[水溶性聚合物]
用于本发明的研磨液组合物的水溶性聚合物具有磺酸基且该水溶性聚合物的主链以及侧链上分别具有芳香环。在这里“水溶性”是指相对于20℃的水100g的溶解度为2g以上。另外，“主链”是指上述水溶性聚合物中单体单元键合而形成的直链结构中最长的部分，“侧链”是指从上述直链分支的部分。另外，“磺酸基”设定为也包含盐的形式的物质。
上述水溶性聚合物可以通过如下方法来制造，例如，在甲醛存在下，通过加成缩合法等公知的方法聚合后述的具有磺酸基的化合物和在聚合物的主链以及侧链双方可以导入芳香环的化合物。从提高耐水解性以及提高在酸性研磨液中的保存稳定性的观点考虑，优选通过加成缩合法来制造。因而，作为上述水溶性聚合物的优选实施方式，可以举出具有重复单元的主链以及侧链上分别具有芳香环的结构单元和具有磺酸基的结构单元的水溶性共聚物(下面，也简称为“水溶性共聚物”)。作为上述水溶性共聚物的一个实施方式，可以举出在甲醛存在下通过加成缩合在水溶性共聚物的主链以及侧链双方上可以导入芳香环的化合物和具有磺酸基的化合物而制造的水溶性共聚物。
作为在上述水溶性共聚物的主链以及侧链双方上可以导入芳香环的化合物，例如，可以举出：2，2’-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、双(4-羟基苯基)环己烷(双酚C)、双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)、2，3-二羟基萘、9，10-蒽二醇、双(3-甲基-4-羟基苯基)砜、双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)砜、双(3，5-二溴-4-羟基苯基)砜等。其中，从提高对水的溶解性的观点、抑制研磨速度降低的观点、减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选2，2’-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、双(4-羟基苯基)环己烷(双酚C)、双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)、双(3-甲基-4-羟基苯基)砜、双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)砜、双(3，5-二溴-4-羟基苯基)砜，更优选2，2’-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、双(4-羟基苯基)环己烷(双酚C)、双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)、双(3-甲基-4-羟基苯基)砜、双(3，5-二甲基-4-羟基苯基)砜，进一步优选2，2’-双(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)、双(4-羟基苯基)环己烷(双酚C)、双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)、双(3-甲基-4-羟基苯基)砜，进一步更优选双(4-羟基苯基)甲烷(双酚F)、双(4-羟基苯基)砜(双酚S)。
作为上述具有磺酸基的化合物，可以举出：4-羟基苯磺酸、4-羟基-1-萘磺酸、5-羟基-1-萘磺酸、8-羟基-5-喹啉磺酸、萘磺酸、甲基萘磺酸、蒽磺酸等聚烷基芳基磺酸系化合物；三聚氰胺磺酸等三聚氰胺树脂磺酸系化合物；木质素磺酸、改性木质素磺酸等木质素磺酸系化合物；氨基芳基磺酸等芳香族氨基磺酸系化合物以及它们的盐。其中，从提高在酸性研磨液中的溶解性、提高共聚物的保存稳定性、减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选4-羟基苯磺酸、4-羟基-1-萘磺酸、5-羟基-1-萘磺酸、8-羟基-5-喹啉磺酸以及它们的盐，更优选4-羟基苯磺酸、4-羟基-1-萘磺酸、5-羟基-1-萘磺酸以及它们的盐，进一步优选4-羟基苯磺酸及其盐。
[结构单元A]
对于上述水溶性共聚物，从促进对研磨垫的有效吸附、减少研磨垫-被研磨基板间的摩擦振动、抑制基板表面的波纹的观点考虑，作为主链以及侧链上分别具有芳香环的结构单元，优选具有下述通式(I)表示的结构单元A(下面，也简称为“结构单元A”)。对于上述结构单元A，通过使用前述的在主链以及侧链双方上可以导入芳香环的化合物，可以导入水溶性共聚物中。
Figure BDA0000115491520000041
式(I)中，X为结合键、-CH2-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或者
Figure BDA0000115491520000042
R1以及R2相同或者不同，为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM，M选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的一组。
式(I)中，对于X而言，从抑制研磨液组合物的起泡的观点考虑，优选为-CH2-、-S-、-SO2-或者-C(CH3)2-，从抑制研磨垫的排水的观点以及减少基板表面波纹的观点考虑，更优选为-CH2-或者-SO2-，从减少划痕的观点考虑，进一步优选为-SO2-。
式(I)中，R1以及R2相同或者不同，从工业生产的容易性的观点考虑，优选为氢原子、烷基、烷氧基或者-OM，从抑制研磨液起泡的观点考虑，更优选为氢原子、-OM或者烷氧基，从减少划痕的观点考虑，进一步优选为烷氧基或者-OM，进一步更优选为-OM。另外，R1以及R2的取代位置没有特别限定，从工业生产率的观点考虑，优选在4，4’-位上具有取代基。另外，如上所述，M为碱金属、碱土金属、有机阳离子或者氢原子。作为有机阳离子，可以举出：铵、四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等烷基铵。其中，从减少划痕以及表面波纹的观点考虑，优选为碱金属、铵或者氢原子，更优选为钠、钾、铵或者氢原子，进一步优选为氢原子。即，R1以及R2最优选为-OH。
对于结构单元A在上述构成水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量，从抑制研磨液组合物起泡及减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选为5～70摩尔％，更优选为5～60摩尔％，进一步优选为5～50摩尔％，进一步更优选为10～45摩尔％，进一步更优选为10～40摩尔％，进一步更优选为20～40摩尔％。
需要说明的是，在本说明书中，作为某个结构单元在上述构成水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量(摩尔％)，根据合成条件，也可以使用在上述水溶性共聚物合成的全部工序中进料到反应槽中的用于导入全部结构单元的化合物中进料到上述反应槽中的用于导入该结构单元的化合物所占的量(摩尔％)。另外，在本说明书中，作为构成上述水溶性共聚物的某两个结构单元的构成比(摩尔比)，根据合成条件，也可以使用在上述水溶性共聚物合成的全部工序中进料到反应槽中的用于导入该两个结构单元的化合物量比(摩尔比)。
[结构单元B]
对于上述水溶性共聚物，从提高在酸性研磨液中的溶解性、减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选具有下述通式(II)表示的结构单元B(下面，也简称为“结构单元B”)，对于上述结构单元B，通过使用上述的具有磺酸基的化合物，可以导入到水溶性共聚物中。
Figure BDA0000115491520000061
式(II)中，R3为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM2，M1以及M2相同或者不同，选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。
式(II)中，对于R3而言，从提高在酸性研磨液中的保存稳定性的观点、抑制研磨液起泡的观点及减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选为氢原子、烷基、烷氧基或者-OM2，更优选为氢原子、烷氧基或者-OM2，进一步优选为烷氧基或者-OM2，进一步更优选为-OM2。R3的取代位置没有特别限定，从提高共聚物制造时的反应性的观点考虑，优选相对磺基位于对位。M1以及M2分别独立，选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。作为有机阳离子，可以举出铵、四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等烷基铵。其中，从提高在酸性研磨液中的溶解性、减少表面粗糙度以及划痕的观点考虑，优选为碱金属、铵或者氢原子，更优选为钠、钾、铵或者氢原子。
对于结构单元B在上述构成水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量，从提高对酸性研磨液的溶解性的观点、减少基板表面的划痕以及波纹的观点以及提高研磨速度的观点考虑，优选为30～95摩尔％，更优选为40～95摩尔％，进一步优选为50～95摩尔％，进一步更优选为55～90摩尔％，进一步更优选为60～90摩尔％，进一步更优选为60～80摩尔％。
[其它结构单元]
上述水溶性共聚物也可以具有除上述结构单元A以及B以外的其它结构单元。对于其它结构单元在构成上述水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含有率，从减少研磨后的划痕、纳米突起缺陷以及基板表面波纹的观点考虑，优选为0～30摩尔％，更优选为0～20摩尔％，进一步优选为0～10摩尔％，进一步更优选为0～5摩尔％，进一步更优选实质上为0摩尔％。
对于构成上述水溶性共聚物的全部结构单元中的结构单元A和结构单元B的摩尔比率(结构单元A/结构单元B)，从抑制研磨速度降低、抑制研磨液起泡及减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选为70/30～5/95，更优选为60/40～5/95，进一步优选为50/50～5/95，进一步更优选为45/55～10/90，进一步更优选为40/60～10/90，进一步更优选为35/65～15/85，进一步更优选为35/65～20/80，进一步更优选为35/65～25/75。需要说明的是，结构单元A和结构单元B的排列可以是无规、嵌段或者接枝的任一个，从抑制摩擦振动产生的观点考虑，优选无规。
[水溶性聚合物的表面张力]
对于上述水溶性聚合物的表面张力，从抑制由研磨垫的排水引起的摩擦振动的产生以及减少基板表面的波纹的观点考虑，优选为45～100mN/m，更优选为50～90mN/m，进一步优选为55～80mN/m，进一步更优选为65～75N/m，进一步更优选为68～72mN/m。需要说明的是，该表面张力可以利用实施例记载的方法而求得。
[水溶性聚合物的重均分子量]
对于上述水溶性聚合物的重均分子量，从在不损害生产率的情况下减少研磨后的基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选为500～120000，更优选为1000～100000，进一步优选为1000～50000，进一步更优选为1500～40000，进一步更优选为3000～40000，进一步更优选为4500～40000，进一步更优选为5000～40000，进一步更优选为8000～30000，进一步更优选为10000～25000，进一步更优选为10000～20000。该重均分子量是使用凝胶渗透色谱法(GPC)在实施例记载的条件下测定的值。
[水溶性聚合物的含量]
对于本发明的研磨液组合物中的上述水溶性聚合物的含量，从在不损害生产率的情况下减少研磨后的基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选为0.001～1重量％，更优选为0.003～0.5重量％，进一步优选为0.005～0.2重量％，进一步更优选为0.007～0.15重量％，进一步更优选为0.01～0.1重量％，进一步更优选为0.01～0.07重量％，进一步更优选为0.01～0.05重量％。需要说明的是，在本说明书中，“研磨液组合物中的含有成分的含量”是指将研磨液组合物用于研磨那一时刻的上述成分的含量。因而，在以浓缩物的形式制造本发明的研磨液组合物的情况下，就上述成分的含量而言因浓缩而提高。
[水溶性聚合物中的残存单体含量]
对于作为上述水溶性聚合物的残存单体的甲醛含量，从减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，优选为0ppm或者超过0ppm且为10000ppm以下，更优选为0ppm或者超过0ppm且为6000ppm以下，进一步优选为0ppm或者超过0ppm且为5000ppm以下，进一步更优选为0ppm或者超过0ppm且为3000ppm以下，进一步更优选为0ppm或者超过0ppm且为2000ppm以下，进一步更优选为0ppm或者超过0ppm且为1000ppm以下。该残存甲醛含量是使用高效液相色谱法(HPLC)在实施例记载的条件下测定的值。另外，也可以通过利用公知的技术使残存甲醛和亚硫酸盐、氰化氢或者其盐、氢氧化铵、乙醇等反应来减少。
[研磨液组合物中的甲醛含量]
对于上述研磨液组合物中的甲醛含量，从减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为10.0ppm以下，更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为5.0ppm以下，进一步优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为4.0ppm以下，进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为3.0ppm以下，进一步更优选为0.00pprn或者超过0.00ppm且为1.0ppm以下，进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.55ppm以下，进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.5ppm以下，进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.4ppm以下，进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.1ppm以下。研磨液组合物中的甲醛含量和上述一样可以使用高效液相色谱法(HPLC)而测定。
[研磨材料]
作为本发明的研磨液组合物中使用的研磨材料，可以使用通常用于研磨用的研磨材料，可以举出：金属、金属或半金属的碳化物、氮化物、氧化物或者硼化物、金刚石等。金属或者半金属元素源自元素周期表的IIA、IIB、IIIB、IIIA、IVB、IVA、VB、VIB、VIIB或者VIIIB族。作为研磨材料的具体例，可以举出：氧化硅(下面，称作二氧化硅)、氧化铝(下面，称作氧化铝)、碳化硅、金刚石、氧化锰、氧化镁、氧化锌、氧化钛、氧化铈(下面，称作二氧化铈)、氧化锆等，从提高研磨速度的观点考虑，优选使用这些研磨材料中的一种以上。其中，二氧化硅、氧化铝、氧化钛、二氧化铈、氧化锆等适合于半导体元件用基板或磁盘基板等精密部件用基板的研磨。从减少表面粗糙度的观点、减少划痕的观点考虑，进而优选胶体二氧化硅、胶态二氧化铈、胶态氧化铝，更优选胶体二氧化硅。
〔研磨材料的平均粒径〕
所谓本说明书中的“研磨材料的平均粒径”，只要没有特别说明，是指基于在动态光散射法中以检测角90°测定的散射强度分布得到的平均粒径(下面，也称作“基于散射强度分布得到的平均粒径”)。对于研磨材料的平均粒径，从减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，优选为1～40nm，更优选为5～37nm，进一步优选为10～35nm。需要说明的是，研磨材料的平均粒径具体可以通过实施例记载的方法而求得。
对于上述研磨材料的ΔCV值，从减少研磨后的基板表面的划痕以及波纹的观点以及提高研磨液组合物的生产率的观点考虑，优选为0.001～10％，更优选为0.01～9％，进一步优选为0.01～7％，进一步更优选为0.01～5％。
〔ΔCV值〕
在本说明书中，研磨材料的ΔCV值是指CV30和CV90之差(ΔCV＝CV30-CV90)，是指表示利用动态光散射法而测定的散射强度分布的角度依存性的值，其中，所述CV30是利用动态光散射法基于检测角30°(前方散射)的散射强度分布而测定的粒径的标准偏差除以利用动态光散射法基于检测角30°的散射强度分布而测定的平均粒径，再乘以100而得到的变差系数(CV)的值，所述CV90是利用动态光散射法基于检测角90°(侧方散射)的散射强度分布而测定的粒径的标准偏差除以利用动态光散射法基于检测角90°的散射强度分布而测定的平均粒径，再乘以100而得到的变差系数的值。ΔCV值具体可以通过实施例记载的方法而测定。
研磨材料的ΔCV值和划痕数之间有相互关系，并且研磨材料的ΔCV值和非球形二氧化硅的含量之间有相互关系。通过设定ΔCV值来减少划痕的机理尚不明确，可推定研磨材料的一次粒子凝聚而产生的50～200nm的凝聚物(非球形粒子)是划痕产生的原因物质，由于这样的凝聚物少，因此可减少划痕。
〔散射强度分布〕
在本说明书中，“散射强度分布”是指利用动态光散射法(DLS：Dynamic Light Scattering)或者准弹性光散射(QLS：Quasielastic LightScattering)求得的亚微米以下的粒子的三种粒径分布(散射强度、体积换算、个数换算)中的散射强度的粒径分布。通常情况下，亚微米以下的粒子在溶剂中做布朗运动，照射激光时，散射光强度随时间变化(起伏)。对于该散射光强度的起伏，例如，使用光子相关法(JIS Z 8826)求出自相关函数，通过累积(Cumulant)法解析，计算出表示布朗运动速度的扩散系数(D)，进而使用斯托克斯-爱因斯坦公式，可以求出平均粒径(d：流体力学粒径)。另外，对于粒径分布解析，除利用累积法的多分散指数(Polydispersity Index，PI)之外，还有马夸特法(Marquardt法)、拉普拉斯反变换法(CONTIN法)、非负最小二乘法(NNLS法)等。
动态光散射法的粒径分布解析中通常广泛使用利用累积法的多分散指数(Polydispersity Index，PI)。但是，在可以检测出微量存在于粒子分散液中的非球形粒子的检测方法中，优选根据利用马夸特法(Marquardt法)或拉普拉斯反变换法(CONTIN法)的粒径分布解析求出平均粒径(d50)和标准偏差，计算出CV值(Coefficient of variation：标准偏差除以平均粒径再乘以100得到的数值)，使用其角度依存性(ΔCV值)。
〔散射强度分布的角度依存性〕
在本说明书中，“粒子分散液的散射强度分布的角度依存性”是指利用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与散射角度对应的散射强度分布的变动的大小。例如，如果检测角30°和检测角90°的散射强度分布之差大，则可以说其粒子分散液的散射强度分布的角度依存性大。因此，在本说明书中，散射强度分布的角度依存性的测定包含基于以不同的两个检测角测定的散射强度分布来求出的测定值之差(ΔCV值)。
调整研磨材料的粒径分布的方法没有特别限定，可以举出：通过在其制造阶段中的粒子的生长过程中加入成为新核的粒子而使其具有目标粒径分布的方法；混合具有不同粒径分布的两种以上的研磨材料而使其具有目标粒径分布的方法等。
对于本发明的研磨液组合物中的研磨材料的含量，从提高研磨速度的观点考虑，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，进一步更优选为4重量％以上。另外，从减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，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。即，研磨材料的含量优选为0.5～20重量％、更优选为1～15重量％、进一步优选为3～13重量％、进一步更优选为4～10重量％。
[水]
本发明的研磨液组合物中的水被用作介质，可以举出蒸馏水、离子交换水、超纯水等。从被研磨基板的表面清洁度的观点考虑，优选为离子交换水以及超纯水，更优选为超纯水。研磨液组合物中的水的含量优选为60～99.4重量％、更优选为70～98.9重量％。另外，在不妨碍本发明的效果的范围内，也可以适当配合醇等有机溶剂。
[酸]
对于本发明的研磨液组合物，从提高研磨速度的观点考虑，优选含有酸。在本发明中，酸的使用包含酸以及或者其盐的使用。作为用于本发明的研磨液组合物的酸，可以举出：硝酸、硫酸、亚硫酸、过硫酸、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-膦酸丁烷-1，2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2，3，4-三羧酸、α-甲基膦酰基丁二酸等有机膦酸；谷氨酸、吡啶甲酸、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，从减少基板表面的划痕以及波纹的观点、提高氧化剂的稳定性以及提高废液处理性的观点考虑，优选无机酸、有机膦酸。在无机酸中，优选硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸、磷酸，更优选磷酸、硫酸。在有机膦酸中，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)以及它们的盐，更优选1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)。
上述酸可以单独使用，或者也可以混合两种以上而使用，从提高研磨速度以及提高基板的清洗性的观点考虑，优选混合两种以上而使用，从减少划痕、提高氧化剂的稳定性以及提高废液处理性的观点考虑，进一步优选混合选自由磷酸、硫酸以及1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸构成的组中的两种以上的酸而使用。
作为使用上述酸的盐时的盐，没有特别限定，具体可以举出金属、铵、烷基铵等。作为上述金属的具体例，可以举出属于元素周期表I A、I B、IIA、IIB、IIIB、IIIA、IVB、VIB、VIIB或者VIIIB族的金属。其中，从减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，优选与属于IA族的金属或者铵的盐。
对于研磨液组合物中的上述酸以及其盐的含量，从提高研磨速度及减少研磨后的基板表面的划痕的观点考虑，优选为0.001～5.0重量％，更优选为0.01～4.0重量％，进一步优选为0.05～3.0重量％.进一步更优选为0.1～2.0重量％，进一步更优选为0.4～1.0重量％。
[氧化剂]
对于本发明的研磨液组合物，从提高研磨速度、减少基板表面的划痕以及波纹的观点考虑，优选含有氧化剂。作为本发明的研磨液组合物中可以使用的氧化剂，可以举出：过氧化物、高锰酸或者其盐、铬酸或者其盐、过氧酸或者其盐、含氧酸或者其盐、金属盐类、硝酸类、硫酸类等。
作为上述过氧化物，可以举出过氧化氢、过氧化钠、过氧化钡等，作为高锰酸或者其盐，可以举出高锰酸钾等，作为铬酸或者其盐，可以举出铬酸金属盐、重铬酸金属盐等，作为过氧酸或者其盐，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，作为含氧酸或者其盐，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，可以举出：氯化铁(III)、硝酸铁(III)、硫酸铁(III)、柠檬酸铁(III)、硫酸铵铁(III)等。
作为从减少研磨后的基板表面的划痕以及基板表面波纹的观点考虑优选的氧化剂，可以举出：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。作为更优选的氧化剂，从表面不附着金属离子、通用且廉价的观点考虑，可以举出过氧化氢。这些氧化剂可以单独使用或者也可以混合两种以上而使用。
对于研磨液组合物中的上述氧化剂的含量，从提高研磨速度的观点考虑，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，从减少研磨后的基板表面的划痕以及基板表面波纹的观点考虑，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。因而，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％。
[其他成分]
在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，可以举出增稠剂、分散剂、防锈剂、碱性物质、表面活性剂等。研磨液组合物中的这些其它任意成分的含量优选为0～10重量％、更优选为0～5重量％。但是，本发明的研磨液组合物在不包含其它成分、尤其是表面活性剂的情况下可以发挥减少基板表面的划痕以及波纹的效果。进而，对于本发明的研磨液组合物，可以使其包含氧化铝磨粒，也可以用于最终研磨工序之前的粗研磨工序。
[研磨液组合物的pH]
对于本发明的研磨液组合物的pH，从提高研磨速度的观点考虑，优选为4.0以下，更优选为3.5以下，进一步优选为3.0以下，进一步更优选为2.5以下。另外，从减少表面粗糙度的观点考虑，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，进一步更优选为1.2以上。因而，研磨液组合物的pH优选为0.5～4.0、更优选为0.8～3.5、进一步优选为1.0～3.0、进一步更优选为1.2～2.5。
[研磨液组合物的制备方法]
对于本发明的研磨液组合物，例如，可以通过利用公知的方法混合水、研磨材料、水溶性聚合物、以及根据需要添加的酸和/或其盐、氧化剂、其它成分而制备。此时，研磨材料既可以以浓缩好的浆料的状态进行混合，也可以用水等稀释之后进行混合。本发明的研磨液组合物中的各成分的含量及浓度为上述的范围，作为其它方式，也可以以浓缩物的形式制备本发明的研磨液组合物。
本发明的研磨液组合物可以适用于精密部件用基板的制造。适于例如磁盘、光磁盘、光盘等磁盘基板、光掩模基板、光学镜片、光学镜面、光学棱镜、半导体基板等精密部件用基板的研磨，特别适于磁盘基板的研磨。在半导体基板的制造中，在硅晶片(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，可以使用本发明的研磨液组合物。
作为本发明的研磨液组合物优选的被研磨物的材质，例如可以举出：硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛等金属或半金属或者这些的合金；玻璃、玻璃状碳、无定形碳等玻璃状物质；氧化铝、二氧化硅、氮化硅、氮化钽、碳化钛等陶瓷材料；聚酰亚胺树脂等树脂等。其中，优选用于含有铝、镍、钨、铜等金属以及以这些金属为主成分的合金的被研磨物。更优选用于例如镀敷有Ni-P的铝合金基板、晶化玻璃、强化玻璃等玻璃基板，进一步优选用于镀敷有Ni-P的铝合金基板。
[基板的制造方法]
对于本发明而言，作为其它方式，涉及一种基板的制造方法(下面，也称作“本发明的制造方法”。)。本发明的制造方法为包含边使上述的研磨液组合物接触研磨垫边研磨被研磨基板的工序(下面，也称作“使用本发明的研磨液组合物的研磨工序”。)的基板的制造方法。由此，可以提供不仅可减少研磨后的基板表面的划痕而且可减少研磨后的基板表面波纹的基板。本发明的制造方法适于磁盘基板的制造方法，特别适于垂直磁记录方式用磁盘基板的制造方法。因此，对于本发明的制造方法而言，作为其它方式，为包含使用本发明的研磨液组合物的研磨工序的基板的制造方法，优选为磁盘基板的制造方法，更优选为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研磨被研磨基板的方法的具体例，可以举出如下方法：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持被研磨基板，边将本发明的研磨液组合物供给至研磨机，边移动定盘或被研磨基板来研磨被研磨基板。
在以多阶段进行被研磨基板的研磨工序的情况下，优选在第二阶段以后进行使用有本发明的研磨液组合物的研磨工序，更优选在最终研磨工序进行。此时，为了避免混入前工序的研磨材料或研磨液组合物，也可以分别使用其它研磨机，在另外分别使用其它研磨机的情况下，优选在每个研磨工序清洗被研磨基板。另外在对使用的研磨液进行再利用的循环研磨中，也可以使用本发明的研磨液组合物。需要说明的是，研磨机没有特别限定，可以使用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：绒面型、无纺布型、聚氨脂独立发泡型、或者将它们层叠而成的双层型等的研磨垫，但是从研磨速度的观点考虑，优选绒面型的研磨垫。
对于研磨垫的表面部件的平均孔径，从减少划痕以及垫寿命的观点考虑，优选为50μm以下，更优选为45μm以下，进一步优选为40μm以下，进一步更优选为35μrn以下。从垫的研磨液保持性的观点考虑，为了用孔保持研磨液而不引起研磨液的缺乏，平均孔径优选为0.01μm以上、更优选为0.1μm以上、进一步优选为1μm以上、进一步更优选为10μm以上。另外，对于研磨垫的孔径的最大值，从维持研磨速度的观点考虑，优选为100μm以下，更优选为70μm以下，进一步优选为60μm以下，特别优选为50μm以下。
[研磨负载]
对于使用有本发明的研磨液组合物的研磨工序中的研磨负载，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，可以抑制研磨速度降低，因此可以提高生产率。需要说明的是，在本发明的制造方法中，研磨负载是指在研磨时施加在被研磨基板的研磨面上的定盘的压力。另外，使用有本发明的研磨液组合物的研磨工序的研磨负载优选为20kPa以下，更优选为18kPa以下，进一步优选为16kPa以下。由此，可以抑制划痕的产生。因而，在使用有本发明的研磨液组合物的研磨工序中，研磨压力优选为5.9～20kPa，更优选为6.9～18kPa，进一步优选为7.5～16kPa。可以通过在定盘以及被研磨基板中的至少一个上负载气压或重量而进行研磨负载的调整。
[研磨液组合物的供给]
对于使用有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，从减少划痕的观点考虑，以每1cm2被研磨基板计，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，进一步更优选为0.07～0.5mL/分钟。
作为将本发明的研磨液组合物供给研磨机的方法，例如可以举出使用泵等连续地进行供给的方法。将研磨液组合物供给至研磨机时，除了以包含全部成分的一液形式供给的方法之外，考虑到研磨液组合物的稳定性等，还可以分为多个配合用成分液以二液以上形式供给。在后者的情况下，在例如供给配管中或者被研磨基板上混合上述多个配合用成分液而成为本发明的研磨液组合物。
[被研磨基板]
作为在本发明中适用的被研磨基板的材质，例如可以举出：硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛等金属或半金属或者它们的合金；玻璃、玻璃状碳、无定形碳等玻璃状物质；氧化铝、二氧化硅、氮化硅、氮化钽、碳化钛等陶瓷材料；聚酰亚胺树脂等树脂等。其中，优选含有铝、镍、钨、铜等金属或以这些金属为主成分的合金的被研磨基板、玻璃基板。其中，适于镀敷有Ni-P的铝合金基板或铝硅酸盐玻璃基板，进而适于镀敷有Ni-P的铝合金基板。铝硅酸盐玻璃基板包含具有晶体结构的基板、实施了化学强化处理的基板。也可以在研磨后进行化学强化处理。
另外，根据本发明，由于可以提供不仅可减少研磨后的基板表面的划痕而且可减少研磨后的基板表面的波纹的基板，因此可以适用于要求高度的表面平滑性的磁盘基板、尤其是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，只要是例如盘状、板状、扁坯状、棱状等具有平面部的形状或透镜等具有曲面部的形状即可。其中，适合盘状的被研磨基板。盘状的被研磨基板的情况下，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]
对于本发明而言，作为其它方式，涉及一种包含边使上述的研磨液组合物接触研磨垫边研磨被研磨基板的被研磨基板的研磨方法。通过使用本发明的研磨方法，可提供不仅可减少研磨后的基板表面的划痕而且可减少研磨后的基板表面的波纹的基板。作为本发明的研磨方法中的上述被研磨基板，可以举出如上所述用于制造磁盘基板的基板，其中，优选用于制造垂直磁记录方式用磁盘基板的基板。需要说明的是，具体的研磨的方法以及条件可以设定为如上所述。
实施例
[实施例1～18以及比较例1～7]
制备实施例1～18以及比较例1～7的研磨液组合物进行被研磨基板的研磨，用纯水清洗作成评价用基板。评价研磨时的研磨液的起泡性、研磨速度、评价用基板表面的划痕以及波纹。使用的水溶性聚合物、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)以及评价方法如下所述。
1、研磨液组合物的制备
将研磨材料(胶体二氧化硅)、如下所示的水溶性聚合物或者比较化合物、硫酸、HEDP(1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸、Solutia Japan制)、过氧化氢水(浓度：35重量％)添加到离子交换水中，进行搅拌，由此制备实施例1～18以及比较例1～7的研磨液组合物(pH1.5)。研磨液组合物中的研磨材料、硫酸、HEDP、过氧化氢的含量分别为5重量％、0.5重量％、0.1重量％、0.5重量％。另外，研磨材料的平均粒径、ΔCV值、研磨液组合物中的水溶性聚合物以及比较化合物的添加量示于下述表2。
[水溶性聚合物]
作为水溶性聚合物，使用下述表1所示的具有结构单元A以及结构单元B的水溶性共聚物(小西化学工业公司制)。水溶性共聚物的聚合摩尔比以及重均分子量如下述表1所示。重均分子量利用凝胶渗透色谱法(GPC)法在下述条件下测定。需要说明的是，在下述条件下测定水溶性共聚物的残存甲醛含量、表面张力以及溶解度。将这些结果示于下述表1。
〔水溶性共聚物的重均分子量的测定方法〕
色谱柱：TSKgel GMPWXL+TSKgel GMPWXL(日本东曹公司制)
洗脱液：0.2M磷酸缓冲液/CH3CN＝7/3(体积比)
温度：40℃
流速：1.0ml/分钟
试样规格：2mg/ml
检测器：RI
标准物质：聚苯乙烯磺酸钠(重均分子量：1,100、3,610、14,900、152,000、POLMER STANDARDS SERVICE公司制)
〔水溶性共聚物的残存甲醛以及研磨液组合物中的甲醛的含量的测定方法〕
利用使用有高效液相色谱法(HPLC)的乙酰丙酮衍生物化-柱后HPLC法，在下述条件下测定水溶性共聚物中所含的残存甲醛以及研磨液组合物中的甲醛的含量。将水溶性聚合物中的残存甲醛的结果示于下述表1。
色谱柱：Hitachi-Inertsil ODS-3(5μm)
洗脱液：A：60mmol/L Na2HPO4(pH2.1/H3PO4)，B：80％乙腈水溶液
倾斜条件：B：0％(0-10min)，100％(10.1-20min)，0％(20.1-30min)
反应溶液：C：乙酰丙酮溶液
流速：A、B：1.0ml/分钟，C：0.5ml/分钟
柱温：25℃
试样规格：50μl
反应温度：90℃
检测器：波长414nm可见光
〔表面张力的测定方法〕
相对于纯水，溶解500ppm的水溶性共聚物，使用自动表面张力计“CBVP-Z型”(协和界面科学株式会公司制)，通过使用有宽度19mm、高度10mrn、厚度0.2mm的铂制板的Wilhelmy法，测定共聚物的表面张力。
〔溶解度的测定方法〕
相对于100g的水，边搅拌边添加一定量水溶性共聚物，确认溶解性。在完全溶解了的情况下，进一步重复在搅拌下添加一定量水溶性共聚物的操作，最终在20℃下搅拌1小时时，将水溶性共聚物变得不溶解之前的量作为溶解度。
Figure BDA0000115491520000191
[比较对象化合物]
使用下面的化合物作为上述水溶性聚合物的比较对象。
·萘磺酸钠甲醛缩合物(表面张力：66.3mN/m)
(商品名：VANIOL HDP-100，日本制纸化学公司制)
·木质素磺酸钠(表面张力：67.3mN/m)
(商品名：PEARLLEX NP，日本制纸化学公司制)
·萘磺酸系化合物(表面张力：66.3mN/m)
(商品名：FLOWRIC PSR110，FLOWRIC公司制)
·芳香族氨基磺酸系化合物(表面张力：71.8mN/m)
(商品名：FLOWRIC SF200S，FLOWRIC公司制)
·丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物钠盐(AA-AMPS)(表面张力：63.0mN/m)(摩尔比90/10，重均分子量2000，日本东亚合成公司制)
·聚苯乙烯/聚苯乙烯磺酸共聚物钠盐(St-SS)(表面张力：57.3mN/m)(摩尔比80/20，重均分子量8000，日本花王公司制)
[研磨材料的平均粒径、ΔCV值的测定方法]
〔平均粒径〕
将用于研磨液组合物制备的胶体二氧化硅、硫酸、HEDP、过氧化氢水添加到离子交换水中，进行搅拌，由此制作标准试样(pH1.5)。标准试样中的胶体二氧化硅、硫酸、HEDP、过氧化氢的含量分别设为5重量％、0.5重量％、0.1重量％、0.5重量％。对于该标准试样，利用动态光散射装置(日本大冢电子公司制DLS-6500)，依据同一制造商附加的说明书，求出积算200次时的在检测角90°下通过Cumulant法得到的散射强度分布的面积为整体的50％的粒径，作为胶体二氧化硅的平均粒径。
〔ΔCV值〕
使用和上述相同的试样、测定装置，测定在检测角30°下的胶体二氧化硅粒子的CV值(CV30)，求出由其中减去在检测角90°下的胶体二氧化硅粒子的CV值(CV90)而得到的值，作为ΔCV值。
(DLS-6500的测定条件)
检测角：90°
Sampling time：4(μm)
Correlation Channel：256(ch)
Correlation 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(℃)
[研磨液组合物的起泡性的评价方法]
将在2L的烧杯中制备的实施例1～18以及比较例1～7的研磨液组合物从烧杯的上方5cm处注入到一次性烧杯(Disposable)内(注入速度：600ml/min)，注入结束后，根据下述评价基准评价30秒后的研磨液组合物的起泡性。将其结果示于下述表2。
起泡性的评价基准：
A：几乎没有起泡，或者即使发泡也立刻消失。
B：起泡，没有消泡。
2、研磨方法
使用如上所述制备的实施例1～18以及比较例1～7的研磨液组合物，以如下所示的研磨条件研磨下述被研磨基板。接着，以如下所示的条件测定被研磨的基板表面的划痕、基板表面波纹、研磨速度，进行评价。
[被研磨基板]
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组合物对镀敷有Ni-P的铝合金基板进行粗研磨而成的基板。该被研磨基板的厚度为1.27mm、外径为95mm、内径为25mm，通过AFM(Digital InstrumentNanoScope IIIa Multi Mode AFM)测定的中心线平均粗糙度Ra为1nm，长波长波纹(波长0.4～2mm)的振幅为2nm，短波长波纹(波长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公司制绒面型(厚度为0.9mm，平均孔径为30μm)
研磨液组合物供给量：100mL/分钟(以1cm2被研磨基板计的供给速度：0.072mL/分钟)
下定盘转数：32.5rpm
研磨负载；7.9kPa
研磨时间：4分钟
[划痕的测定方法]
测定机器：Candela Instruments公司制，OSA6100
评价：在投入到研磨试验机的基板中，随机选择四个，对于每个基板以10000rpm照射激光，测定划痕。存在于该四个基板的各两个面的划痕数(根)的合计除以8，计算出每个基板面的划痕数。将其结果以将比较例1设定为100的相对值的形式示于下述表2。
[表面波纹的评价方法]
以使研磨而减少的重量为17mg以上以及17mg以下的方式分别设定研磨时间，在下述条件下测定研磨的基板的表面波纹，得到对应于每研磨量的表面波纹的值。由这些值内插计算出减少17mg时的表面波纹的值。表面波纹是基于各研磨时间测定三个，计算出平均值作为基板的表面波纹。将其结果以将比较例1设定为100时的相对值的形式示于下述表2。
测定机：New View 5032(Zygo公司制)
透镜：2.5倍
变焦：0.5倍
测定波长：159～500μm
测定位置：从基板中心起半径27mm
分析软件：Zygo Metro Pro(Zygo公司制)
[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，以十个的平均值为重量减少量，将其除以研磨时间得到的值作为重量减少速度。将该重量减少速度导入下述式中，转换为研磨速度(μm/min)。将其结果示于下述表2。
研磨速度(μm/min)＝重量减少速度(g/min)/基板单面面积(mm2)/Ni-P镀敷密度(g/cm3)×106
(以基板单面面积为6597mm2、Ni-P镀敷密度为7.99g/cm3计算)
Figure BDA0000115491520000241
如上述表2所示，实施例1～18的研磨液组合物和比较例1～7的研磨液组合物相比，显示出起泡少、可维持高研磨速度且可有效减少基板表面的划痕以及表面波纹。
根据本发明，可以提供例如适于高记录密度化的磁盘基板。
本发明可以涉及下述的任一项；
<1>一种研磨液组合物，其含有研磨材料、水溶性聚合物以及水，上述水溶性聚合物具有磺酸基且在链以及侧链上分别具有芳香环；
<2>根据<1>所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物为具有在复单元的主链以及侧链上分别具有芳香环的结构单元和具有磺酸基的结构单元的水溶性共聚物；
<3>根据<1>或<2>所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物是通过和甲醛的加成缩合而合成的水溶性聚合物；
<4>根据<1>～<3>中任一项所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物具有在重复单元的主链以及侧链上分别具有芳香环的下述通式(I)表示的结构单元A；
Figure BDA0000115491520000251
[式(I)中，X为结合键、-CH2-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或者
Figure BDA0000115491520000252
R1以及R2相同或者不同，为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM，M选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。]
<5>根据<4>所述的研磨液组合物，在上述式(I)中，X为-SO2-或者-CH2-；
<6>根据<4>或<5>所述的研磨液组合物，在上述式(I)中，R1以及R2为-OM，M为钠、钾、铵或者氢原子；
<7>根据<4>～<6>中任一项所述的研磨液组合物，上述结构单元A在构成上述水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量为5～70摩尔％、优选为5～60摩尔％、更优选为5～50摩尔％、进一步优选为10～45摩尔％、进一步更优选为10～40摩尔％、进一步更优选为20～40摩尔％；
<8>根据<1>～<7>中任一项所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物具有下述通式(II)表示的具有磺酸基的结构单元B；
Figure BDA0000115491520000261
[式(II)中，R3为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM2，M1以及M2相同或者不同，选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。]
<9>根据<8>所述的研磨液组合物，在所述式(II)中，R3为-OM1，M1为钠、钾、铵或者氢原子；
<10>根据<8>或<9>所述的研磨液组合物，上述结构单元B在构成上述水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量为30～95摩尔％、优选为40～95摩尔％、更优选为50～95摩尔％、进一步更优选为55～90摩尔％、进一步更优选为60～90摩尔％、进一步更优选为60～80摩尔％；
<11>根据<8>～<10>中任一项所述的研磨液组合物，构成上述水溶性共聚物的全部结构单元中的结构单元A和结构单元B的摩尔比(结构单元A/结构单元B)为70/30～5/95、优选为60/40～5/95、更优选为50/50～5/95、进一步优选为45/55～10/90、进一步更优选为40/60～10/90、进一步更优选为35/65～15/85、进一步更优选为35/65～20/80、进一步更优选为35/65～25/75；
<12>根据<1>～<11>中任一项所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物的表面张力为45～100mN/m、优选为50～90mN/m、更优选为55～80mN/m、进一步优选为65～75mN/m、进一步更优选为68～72mN/m；
<13>根据<1>～<12>中任一项所述的研磨液组合物，上述水溶性聚合物的重均分子量为500～120000、优选为1000～100000、更优选为1000～50000、进一步优选为1500～40000、进一步更优选为3000～40000、进一步更优选为4500～40000、进一步更优选为5000～40000、进一步更优选为8000～30000、进一步更优选为10000～25000、进一步更优选为10000～20000；
<14>根据<1>～<13>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物中的上述水溶性聚合物的含量为0.001～1重量％、优选为0.003～0.5重量％、更优选为0.005～0.2重量％、进一步优选为0.007～0.15重量％、进一步更优选为0.01～0.1重量％、进一步更优选为0.01～0.07重量％、进一步更优选为0.01～0.05重量％；
<15>根据<1>～<14>中任一项所述的研磨液组合物，作为上述水溶性聚合物的残存单体的甲醛含量为0ppm或者超过0ppm且为10000ppm以下、优选为0ppm或者超过0ppm且为6000ppm以下、更优选为0ppm或者超过0ppm且为5000ppm以下、进一步优选为0ppm或者超过0ppm且为3000ppm以下、进一步更优选为0ppm或者超过0ppm且为2000ppm以下、进一步更优选为0ppm或者超过0pprn且为1000ppm以下；
<16>根据<1>～<15>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物中的甲醛含量为10ppm以下、优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为10.0ppm以下、优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为5.0ppm以下、更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为4.0ppm以下、进一步优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为3.0ppm以下、进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为1.0ppm以下、进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.55ppm以下、进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.5ppm以下、进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.4ppm以下、进一步更优选为0.00ppm或者超过0.00ppm且为0.1ppm以下；
<17>根据<1>～<16>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨材料为胶体二氧化硅，上述胶体二氧化硅的基于散射强度分布测出的平均粒径为1～40nm、优选为5～37nm、更优选为10～35nm；
<18>根据<1>～<17>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物中的上述研磨材料的含量为0.5重量％以上、优选为1重量％以上、更优选为3重量％以上、进一步优选为4重量％以上，为20重量％以下、优选为15重量％以下、更优选为13重量％以下、进一步优选为10重量％以下，为0.5～20重量％、优选为1～15重量％、更优选为3～13重量％、进一步优选为4～10重量％；
<19>根据<1>～<18>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物进一步包含酸以及或者其盐，上述酸优选为无机酸或者有机膦酸；
<20>根据<19>所述的研磨液组合物，上述无机酸为硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸或者磷酸，优选为磷酸或者硫酸；
<21>根据<19>或<20>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物中的上述酸以及或者其盐的含量为0.001～5.0重量％、优选为0.01～4.0重量％、更优选为0.05～3.0重量％、进一步优选为0.1～2.0重量％、进一步更优选为0.4～1.0重量％；
<22>根据<1>～<21>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物进一步包含氧化剂，上述氧化剂优选为过氧化氢；
<23>根据<22>所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物中的上述氧化剂的含量为0.01重量％以上、优选为0.05重量％以上、更优选为0.1重量％以上，为4重量％以下、优选为2重量％以下、更优选为1重量％以下，为0.01～4重量％、优选为0.05～2重量％、更优选为0.1～1重量％；
<24>根据<1>～<23>中任一项所述的研磨液组合物，上述研磨液组合物的pH为4.0以下、优选为3.5以下、更优选为3.0以下、进一步优选为2.5以下，为0.5以上、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，为0.5～4.0、优选为0.8～3.5、更优选为1.0～3.0、进一步优选为1.2～2.5；
<25>一种基板的制造方法，其包括如下工序：将<1>～<24>中任一项所述的研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触上述研磨对象面，移动上述研磨垫和/或上述被研磨基板来进行研磨。
<26>根据<25>所述的基板的制造方法，上述研磨垫的表面部件的平均孔径为50μm以下、优选为45μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为35μm以下，为0.01μm以上、优选为0.1μm以上、更优选为1μm以上、进一步优选为10μm以上。
<27>根据<25>或<26>所述的基板的制造方法，上述研磨中的研磨负载为5.9kPa以上、优选为6.9kPa以上、更优选为7.5kPa以上，为20kPa以下、优选为18kPa以下、更优选为16kPa以下，为5.9～20kPa、优选为6.9～18kPa、更优选为7.5～16kPa。
<28>根据<25>～<27>中任一项所述的基板的制造方法，上述研磨中的上述研磨液组合物的供给速度以每1cm2被研磨基板计为0.05～15mL/分钟、优选为0.06～10mL/分钟、更优选为0.07～1mL/分钟、进一步优选为0.07～0.5mL/分钟。
<29>一种基板的研磨方法，其包含如下操作：将<1>～<24>中任一项所述的研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触上述研磨对象面，移动上述研磨垫和/或上述被研磨基板来进行研磨。
<30>根据<29>所述的基板的研磨方法，上述研磨垫的表面部件的平均孔径为50μm以下、优选为45μm以下、更优选为40μm以下、进一步优选为35μm以下，为0.01μm以上、优选为0.1μm以上、更优选为1μm以上、进一步优选为10μm以上。
<31>根据<29>或者<30>所述的基板的研磨方法，上述研磨中的研磨负载为5.9kPa以上、优选为6.9kPa以上、更优选为7.5kPa以上，为20kPa以下、优选为18kPa以下、更优选为16kPa以下，为5.9～20kPa、优选为6.9～18kPa、更优选为7.5～16kPa。
<32>根据<29>～<31>中任一项所述的基板的研磨方法，上述研磨中的上述研磨液组合物的供给速度以每1cm2被研磨基板计为0.05～15mL/分钟、优选为0.06～10mL/分钟、更优选为0.07～1mL/分钟、进一步优选为0.07～0.5mL/分钟。

Claims (32)

1.一种研磨液组合物，其含有研磨材料、水溶性聚合物以及水，所述水溶性聚合物具有磺酸基且在主链以及侧链上分别具有芳香环。
2.根据权利要求1所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物是具有在重复单元的主链以及侧链上分别具有芳香环的结构单元和具有磺酸基的结构单元的水溶性共聚物。
3.根据权利要求1或2所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物是通过和甲醛的加成缩合而合成的水溶性聚合物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物具有在重复单元的主链以及侧链上分别具有芳香环的下述通式(I)表示的结构单元A，
Figure FDA0000115491510000011
式(I)中，X为结合键、-CH2-、-S-、-SO2-、-C(CH3)2-或者
Figure FDA0000115491510000012
R1以及R2相同或者不同，为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM，M选自由碱金属，碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。
5.根据权利要求4所述的研磨液组合物，在所述式(I)中，X为-SO2-或者-CH2-。
6.根据权利要求4或5所述的研磨液组合物，在所述式(I)中，R1以及R2为-OM，M为钠、钾、铵或者氢原子。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的研磨液组合物，所述结构单元A在构成所述水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量为5～70摩尔％。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物具有下述通式(II)表示的具有磺酸基的结构单元B，
Figure FDA0000115491510000021
式(II)中，R3为氢原子、烷基、烷氧基、芳烷基或者-OM2，M1以及M2相同或者不同，选自由碱金属、碱土金属、有机阳离子以及氢原子构成的组。
9.根据权利要求8所述的研磨液组合物，在所述式(II)中，R3为-OM1，M1为钠、钾、铵或者氢原子。
10.根据权利要求8或9所述的研磨液组合物，所述结构单元B在构成所述水溶性共聚物的全部结构单元中所占的含量为30～95摩尔％。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的研磨液组合物，构成所述水溶性共聚物的全部结构单元中的结构单元A和结构单元B的摩尔比即结构单元A/结构单元B为70/30～5/95。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物的表面张力为45～100mN/m。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的研磨液组合物，所述水溶性聚合物的重均分子量为500～120000。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物中的所述水溶性聚合物的含量为0.001～1重量％。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的研磨液组合物，作为所述水溶性聚合物的残存单体的甲醛含量为0ppm或者超过0ppm且为10000ppm以下。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物中的甲醛含量为10ppm以下。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨材料为胶体二氧化硅，所述胶体二氧化硅的基于散射强度分布测得的平均粒径为1～40nm。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物中的所述研磨材料的含量为0.5重量％以上。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物进一步包含酸以及/或者其盐，所述酸为无机酸或者有机膦酸。
20.根据权利要求19所述的研磨液组合物，所述无机酸为硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸或者磷酸。
21.根据权利要求19或20中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物中的所述酸以及/或者其盐的含量为0.001～5.0重量％。
22.根据权利要求1～20中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物进一步包含氧化剂。
23.根据权利要求22所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物中的所述氧化剂的含量为0.01重量％以上。
24.根据权利要求1～23中任一项所述的研磨液组合物，所述研磨液组合物的pH为4.0以下。
25.一种基板的制造方法，其包括如下工序：将权利要求1～24中任一项所述的研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触所述研磨对象面，移动所述研磨垫和/或所述被研磨基板来进行研磨。
26.根据权利要求25所述的基板的制造方法，所述研磨垫的表面部件的平均孔径为50μm以下。
27.根据权利要求25或26所述的基板的制造方法，所述研磨中的研磨负载为5.9kPa以上。
28.根据权利要求25～27中任一项所述的基板的制造方法，所述研磨中的所述研磨液组合物的供给速度以每1cm2被研磨基板计为0.05～15mL/分钟。
29.一种基板的研磨方法，其包含如下操作：将权利要求1～24中任一项所述的研磨液组合物供给至被研磨基板的研磨对象面，使研磨垫接触所述研磨对象面，移动所述研磨垫和/或所述被研磨基板来进行研磨。
30.根据权利要求29所述的基板的研磨方法，所述研磨垫的表面部件的平均孔径为50μm以下。
31.根据权利要求29或30所述的基板的研磨方法，所述研磨中的研磨负载为5.9kPa以上。
32.根据权利要求29～31中任一项所述的基板的研磨方法，所述研磨中的所述研磨液组合物的供给速度以每1cm2被研磨基板计为0.05～15mL/分钟。
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