JP2014130663A - 磁気ディスク基板の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】粗研磨工程において研磨速度が向上し、研磨後の長波長うねり及び残留砥粒(突起欠陥)を低減できる磁気ディスク基板の製造方法の提供。
【解決手段】
粗研磨工程の研磨液組成物がシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに酸化促進助剤を含有する、磁気ディスク基板の製造方法。
【選択図】なし

Description

本開示は、磁気ディスク基板の製造方法及び磁気ディスク基板の研磨方法に関する。
近年、磁気ディスクドライブは小型化・大容量化が進み、高記録密度化が求められている。そこで、高記録密度磁気信号の検出感度を向上させる必要があり、磁気ヘッドの浮上高さをより低くし、単位記録面積を縮小する技術開発が進められている。磁気ディスク基板は、磁気ヘッドの低浮上化と記録面積の確保に対応するため、平滑性及び平坦性の向上(表面粗さ、うねり、端面ダレの低減)や表面欠陥低減(残留砥粒、スクラッチ、突起、ピット等の低減)が厳しく要求されている。
このような要求に対して、より平滑で、傷が少ないといった表面品質向上と生産性の向上を両立させる観点から、ハードディスク基板の製造方法においては、2段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式が採用されることが多い。一般に、多段研磨方式の最終研磨工程、即ち、仕上げ研磨工程では、表面粗さの低減、スクラッチ、突起、ピット等の傷の低減という要求を満たすために、コロイダルシリカ粒子を含む仕上げ用研磨液組成物が使用され、仕上げ研磨工程より前の研磨工程(粗研磨工程ともいう)では、生産性向上の観点から、アルミナ粒子を含む研磨液組成物が使用される(例えば、特許文献1)。
アルミナ粒子を砥粒として使用した場合、アルミナ粒子の基板への突き刺さりに起因するテキスチャースクラッチによって、メディアの欠陥を引き起こすことがある。このような問題を解決するために、粗研磨工程において特定粒径のアルミナ粒子と、特定粒度分布を有するシリカ粒子を含む研磨液組成物が提案されている(例えば、特許文献2)。
また、アルミナ粒子の基板への突き刺さりをさらに低減する技術として(1)アルミナ粒子及び水を含有する研磨液組成物Aを用いて研磨する工程、(2)工程(1)で得られた基板をリンス処理する工程、(3)シリカ粒子及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程を同一の研磨機で行い、仕上げ研磨工程を前記研磨機とは別の研磨機で行う磁気ディスク基板の製造方法が提案されている(例えば、特許文献3)。
しかしながら、アルミナを使用する限りはアルミナ粒子の基板への突き刺さりはゼロにはならないため、最近では、粗研磨工程においてアルミナ砥粒を使用することなく、第1の研磨盤を用いて粉砕シリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する粗研磨工程と、第2の研磨盤を用いてコロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を供給しながら研磨する仕上げ研磨工程を有する磁気記録媒体用基板の製造方法が提案されている(例えば、特許文献4)。
一方、一般的にアルミナ粒子と比較して研磨速度が低いシリカ粒子の研磨速度を向上する手段としてはシリカ粒子の形状を制御する検討が行われてきた(例えば、特許文献5〜7)。
また、シリカ粒子の低い研磨速度を補う目的で研磨促進剤を含有する研磨液組成物およびそれを用いたメモリーハードディスクの製造方法も提案されている(例えば、特許文献8、9)
特開2005−63530号公報 特開2009−176397号公報 特開2011−204327号公報 特開2012−155785号公報 特開2009−91197号公報 特開2010−192904号公報 特開2008−13655号公報 特開2001−288456号公報 特開2001−11433号公報
磁気ディスクドライブの大容量化に伴い、基板の表面品質に対する要求特性はさらに厳しくなっており、粗研磨工程において使用する砥粒の基板への残留(例えば、アルミナ付着、アルミナ突き刺さり)をさらに低減できる研磨液組成物の開発が求められている。粗研磨工程由来の砥粒の突き刺さりを低減する手段として、粉砕シリカ砥粒を使用することで大幅に砥粒の突き刺さりが低減できるが、完全にゼロにすることは達成できておらず未だ不十分である(例えば、特許文献4)。
粗研磨工程由来の砥粒の突き刺さりをゼロにするためには、粉砕処理工程を用いずに粒子成長法のみにより製造した、破砕面がなく突き刺さりにくいシリカ粒子をアルミナ代替に用いることが望まれるが、粉砕砥粒に比べて切削力が弱いため、研磨速度が不十分であり、加えて長波長うねりを低減し難いことが分かっている。
そこで、本開示は、粗研磨工程においてアルミナ粒子を用いずに生産性を損なうことなく、粗研磨工程後の長波長うねりを低減でき、アルミナ粒子を用いたときよりも仕上げ研磨工程後の基板への残留砥粒(突起欠陥)を大幅に低減することができる、磁気ディスク基板の製造方法を提供する。
本発明は、一態様において、下記(1)〜(3)の工程を有する磁気ディスク基板の製造方法(以下「本開示の基板製造方法」とも言う。)に関する。
(1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程。
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行う。
また、前記シリカ粒子Aは、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbである。
また、前記酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
そして、前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有する。
ここで、ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である。
本発明は、一態様において、上記(1)〜(3)の工程を有する磁気ディスク基板の研磨方法(以下「本開示の研磨方法」とも言う。)に関し、その他の態様において、上記(1)〜(3)の工程を行う研磨システムに関する。
本開示の基板製造方法は、アルミナ粒子を使用しなくても、粗研磨後及び仕上げ研磨後の突起欠陥を大幅に低減できる。また、本開示の基板製造方法によれば、シリカ粒子を用いて粗研磨工程として実生産可能なレベルの高い研磨速度を発現し粗研磨工程後の長波長うねりを低減できる。その結果、基板品質が向上した磁気ディスク基板を生産性よく製造できるという効果が奏されうる。
図1は、シリカ粒子Aに代表される砥粒A(非球状シリカa)の電子顕微鏡(TEM)観察写真の一例である。 図2は、シリカ粒子Aに代表される砥粒G(非球状シリカb)の電子顕微鏡(TEM)観察写真の一例である。 図3は、シリカ粒子Bに代表される砥粒sの電子顕微鏡(TEM)観察写真の一例である。
本開示は、磁気ディスク基板の研磨工程においてアルミナ粒子を使用しない粗研磨工程及び仕上げ研磨工程を採用すれば、残留アルミナ(例えば、アルミナ付着、アルミナ突き刺さり)を無くすことができるから突起欠陥が低減するという知見に基づく。しかし、アルミナ代替として粒子成長法により製造したシリカ粒子を砥粒とした研磨液組成物で粗研磨工程を行う場合には、研磨速度が著しく低下し、粗研磨後及び仕上げ研磨後の長波長うねりが悪化する。そのため、粗研磨工程における長波長うねりを低減させるためには研磨時間を所定よりも大幅に延長しなければならなくなり、生産性が低下するという問題がある。本開示は、所定のパラメータで規定される非球状シリカ粒子、及び酸、特定の酸化剤、酸化促進助剤を含有した研磨液組成物を用いて粗研磨工程を行うことで、前記問題を解決できるという知見に基づく。すなわち、本開示によれば、実質的にアルミナ粒子を含まない場合であっても、粗研磨工程において高い研磨速度を得られるので生産性を低下させることなく粗研磨後の長波長うねりを低減でき、前記問題を解決できうる。
本開示の基板製造方法によって、アルミナを使用しなくても粗研磨工程に必要な高い研磨速度を維持しながら、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減できる、さらには仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減できる理由は、必ずしも明らかではないが、以下のように推定している。被研磨基板として、Ni−Pめっきアルミニウム合金基板を研磨する際を例にとって考える。研磨液組成物を被研磨基板の研磨対象面に供給して研磨を行うと被研磨基板の表面では研磨液組成物に含まれる酸、酸化剤などのケミカル成分によるエッチングと同時に、研磨液組成物に含まれる砥粒による機械的切削が行われることで研磨が進行していく。このケミカル成分によるエッチングと砥粒による機械的切削のバランスが良いと効率的に研磨が進行し、研磨速度が向上し、かつ、うねりが低減しやすいと考えられる。特に、長波長うねりは波長の長いうねり成分(約500〜5000μm)であるため、砥粒による被研磨基板への切削深さが深いほどより効率よく低減していくと推定されうる。そのため、砥粒として非球状シリカ粒子を用いて砥粒の切削力を向上させても、ケミカル成分によるエッチングが不十分であれば被研磨基板への切削深さはそれほど深くならないため長波長うねりは低減しにくい。逆に研磨促進助剤などを用いてエッチングを大きく向上させても、切削力の低い砥粒を用いた場合には、過剰なエッチングにより被研磨基板の表面は面荒れを起こし長波長うねりは悪化してしまう。これに対し、砥粒として特定の非球状シリカ粒子を用い、かつ特定の研磨促進助剤を用いると、非球状シリカ粒子の高い切削力と特定の研磨促進助剤のエッチング力の相乗効果が奏され得る。本開示の非球状シリカ粒子は、複数個の単位粒子が凝集して異形粒子を形成する構造をしていると考えられるが、平均粒子径とΔCV値で規定される非球状シリカ粒子は、非球状シリカ粒子の凸部が被研磨基板表面に対して平面的に並ぶ構造部分を有し、ひとつの非球状シリカ粒子が被研磨基板上を動く場合に複数の接点で基板を研磨することから、研磨効率が良好で高い研磨速度が得られ、また、ひとつの粒子に基板との接点が非常に近い間隔で複数個存在することから、研磨ムラが生じにくく長波長うねりが低減するものと考えられる。さらに、本開示の非球状シリカ粒子の異形度合いは、く型や、くさび状までの極端な異形度合いではないため、基板への突き刺さりや残留が起こりにくく突起欠陥も低減するものと考えられる。従って、このような非球状シリカ粒子の特殊な構造と本開示のケミカル成分による適度なエッチングの相乗効果により、シリカ粒子において粗研磨工程として実生産可能なレベルの高い研磨速度を得られ、ケミカル成分によるエッチングと砥粒による機械的切削を高いレベルでバランスがとれることで粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥、さらには仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を効率よく低減できるものと推定している。但し、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
一般に、磁気ディスクは、精研削工程を経たガラス基板や、Ni−Pメッキ工程を経たアルミニウム合金基板を、粗研磨工程、仕上げ研磨工程を経て研磨され、記録部形成工程を経て製造される。また、前記研磨の各工程の間にはリンス工程、洗浄工程が含まれることがある。
本開示において、基板の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸をいう。本開示において「長波長うねり」とは、500〜5000μmの波長により観測されるうねりをいう。研磨後の基板表面のうねりが低減されることにより、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。基板表面の長波長うねりは、例えば、実施例に記載の測定器を用いて測定できる。
本開示において、「突起欠陥」は、主に、粗研磨工程後及び仕上げ研磨後の残留砥粒、砥粒付着、及び砥粒突き刺さりに由来すると考えられる基板表面の欠陥のことをいう。基板表面の突起欠陥は、例えば、研磨後に得られる基板表面の顕微鏡観察、走査型電子顕微鏡観察等、表面欠陥検査装置により評価することができ、具体的には実施例に記載した方法で評価できる。
[磁気ディスク基板の製造方法]
一般に、磁気ディスクは、精研削工程を経たガラス基板やNi−Pメッキ工程を経たアルミニウム合金基板を、粗研磨工程及び仕上げ研磨工程にて研磨した後、記録部形成工程にて磁気ディスク化することにより製造される。本開示は、一態様において、下記(1)〜(3)の工程を有する磁気ディスク基板の製造方法に関する。
(1)シリカ粒子A及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程。
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
[工程(1):粗研磨工程]
工程(1)は、シリカ粒子A及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程である。工程(1)で使用される研磨機としては、特に限定されず、磁気ディスク基板研磨用の公知の研磨機が使用できる。
[工程(1):被研磨基板]
工程(1)で粗研磨される被研磨基板は、磁気ディスク基板又は磁気ディスク基板に用いられる基板であり、例えば、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板や、珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板が挙げられる。中でも、本開示で使用される被研磨基板としては、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板が好ましい。上記被研磨基板の形状には特に制限はなく、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であればよい。中でも、ディスク状の被研磨基板が適している。ディスク状の被研磨基板の場合、その外径は例えば2〜95mm程度であり、その厚みは例えば0.5〜2mm程度である。
[工程(1):研磨液組成物A]
本開示において、研磨液組成物Aとは、前記工程(1)の粗研磨に使用される研磨液組成物である。研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上並びに粗研磨後の長波長うねり低減及び突起欠陥低減の観点から砥粒としてシリカ粒子Aを含有し、粗研磨における研磨速度の向上の観点から酸を含有し、粗研磨における研磨速度の向上並びに粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から酸化剤を含有し、媒体として水を含有する。また、研磨液組成物Aは、アルミナ砥粒を含まないことが好ましい。本開示において「アルミナ砥粒を含まない」とは、一又は複数の実施形態において、アルミナ粒子を含まないこと、実質的にアルミナ粒子を含まないこと、砥粒として機能する量のアルミナ粒子を含まないこと、又は、研磨結果に影響を与える量のアルミナ粒子を含まないこと、を含みうる。具体的なアルミナ粒子の含有量は、特に限定されるわけではないが、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましく、実質的に0%であることが更により好ましい。
[工程(1):シリカ粒子A]
研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、砥粒としてシリカ粒子Aを含有する。一又は複数の実施形態において、研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子をシリカ粒子Aという。シリカ粒子Aのシリカとしては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられる。粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカが好ましい。シリカ粒子Aは、非球状の粒子であって、以下の2つの態様:非球状シリカa及びbが挙げられる。
(非球状シリカa)
シリカ粒子の一態様である非球状シリカaは、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50nm以上125nm以下である非球状シリカである。粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaのΔCV値は10.0%以上が好ましく、より好ましくは11.0%以上、さらに好ましくは12.0%以上、さらにより好ましくは15.0%以上であり、同様の観点から、ΔCV値は30.0%以下が好ましく、より好ましくは28.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下、さらにより好ましくは22.3%以下である。
粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaの平均粒径(D1)は50.0nm以上が好ましく、より好ましくは60.0nm以上、さらに好ましくは80.0nm以上であり、同様の観点から、平均粒径(D1)は125.0nm以下が好ましく、より好ましくは123.0nm以下、さらに好ましくは115.0nm以下である。
粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaのCV90は10.0%以上が好ましく、より好ましくは12.0%以上、さらに好ましくは15.0%以上、さらにより好ましくは20.0%以上、さらにより好ましくは25.0%以上、さらにより好ましくは30.0%以上であり、同様の観点から、CV90は40.0%以下が好ましく、より好ましくは39.0%以下である。
粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaの形状は非球状である。本開示において、シリカ粒子が非球状であるとは、限定されない一又は複数の実施形態において、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下であることをいう。粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)は1.30以上が好ましく、より好ましくは1.50以上、さらに好ましくは1.70以上であり、同様の観点から、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)は4.00以下が好ましく、より好ましくは3.00以下、さらに好ましくは2.50以下、さらにより好ましくは2.05以下である。
(非球状シリカb)
シリカ粒子の一態様である非球状シリカbは、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカである。非球状シリカbのΔCV値は、粗研磨における研磨速度の向上の観点から、0.0%以上が好ましく、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上であり、同様の観点から、10.0%未満が好ましく、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは6.0%以下である。また、非球状シリカbのΔCV値は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.0%以上が好ましく、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上、さらにより好ましくは5.0%以上、さらにより好ましくは6.0%以上であり、同様の観点から、10.0%未満が好ましく、より好ましくは9.0%以下、さらに好ましくは8.0%以下である。
非球状シリカbの平均粒径(D1)は、粗研磨における研磨速度の向上の観点から、120.0nm以上が好ましく、より好ましくは130.0nm以上、さらに好ましくは150.0nm以上、さらにより好ましくは170.0nm以上、さらにより好ましくは190.0nm以上であり、同様の観点から、300.0nm以下が好ましく、より好ましくは260.0nm以下、さらに好ましくは220.0nm以下である。また、非球状シリカbの平均粒径(D1)は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、120.0nm以上が好ましく、より好ましくは121.0nm以上、さらに好ましくは122.0nm以上であり、同様の観点から、300.0nm以下が好ましく、より好ましくは250.0nm以下、さらに好ましくは200.0nm以下、さらにより好ましくは150.0nm以上であり、さらにより好ましくは135.0nm以上である。
非球状シリカbのCV90は、粗研磨における研磨速度の向上の観点から、20.0%以上が好ましく、より好ましくは20.5%以上、さらに好ましくは21.0%以上であり、同様の観点から、35.0%以下が好ましく、より好ましくは33.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下、さらにより好ましくは23.0%以下である。また、非球状シリカbのCV90は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、20.0%以上が好ましく、より好ましくは21.0%以上、さらに好ましくは25.0%以上であり、同様の観点から、35.0%以下が好ましく、より好ましくは33.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下、さらにより好ましくは28.0%以下である。
粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカbの形状は非球状である。本開示において、非球状であるとは、一又は複数の実施形態において、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下であることをいう。非球状シリカbの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)は、粗研磨における研磨速度の向上の観点から、1.50以上が好ましく、より好ましくは2.00以上、さらに好ましくは2.50以上、さらにより好ましくは3.00以上、さらにより好ましくは3.50以上であり、同様の観点から、4.00以下が好ましく、より好ましくは3.90以下、さらに好ましくは3.80以下である。また、非球状シリカbの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、1.50以上が好ましく、より好ましくは1.80以上、さらに好ましくは2.00以上、さらにより好ましくは2.40以上であり、同様の観点から、4.00以下が好ましく、より好ましくは3.80以下、さらに好ましくは3.50以下、さらにより好ましくは2.90以下、さらにより好ましくは2.70以下である。
[シリカ粒子AのΔCV値]
本開示においてシリカ粒子AのΔCV値は、動的光散乱法により検出角30°(前方散乱)の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱により検出角30°の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して100を掛けた変動係数(CV)の値(CV30)と、動的光散乱法により検出角90°(側方散乱)の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱により検出角90°の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して100を掛けた変動係数(CV)の値(CV90)との差(ΔCV=CV30−CV90)をいい、動的光散乱法により測定される散乱強度分布の角度依存性を示す値をいう。ΔCV値は、具体的に実勢例に記載の方法により測定することができる。
本発明者は、非球状シリカの特徴を示す方法として上記記載の平均粒径(D1)、及び動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)を用いて表す従来の見方だけでは、そのシリカ粒子の研磨性能を表すことはできないと考えた。本発明者のさらなる検討によれば、非球状シリカの系全体(バルク)での状態を知る手段としてΔCV値が有効であり、これらのパラメータに着目することで、従来では知りえなかった研磨速度が高く、長波長うねり及び突起欠陥を低減できる非球状シリカの範囲を正確に規定することができることを見出した。
ここで、粒子分散液試料中の粒子が球状か非球状かは、一般に、動的光散乱法により測定される拡散係数(D=Γ/q2)の角度依存性を指標とする方法(例えば、特開平10−195152号公報参照)により判断されている。具体的には散乱ベクトルq2に対するΓ/q2をプロットしたグラフにおいて示される角度依存性が小さいほどその分散液中の粒子の平均的な形状は真球状であると判断し、角度依存性が大きいほどその分散液中の粒子の平均的な形状は非球状であると判断される。すなわち、この動的光散乱により測定される拡散係数の角度依存性を指標とする従来の方法は、系全体で均一の粒子が分散していると仮定して粒子の形状や粒径等を検出・測定する方法である。それゆえ、非球状シリカを分散した研磨液組成物の希釈系での動的光散乱の散乱強度分布は検出角によって大きく変化し、低角の検出角ほど散乱強度分布は分布がブロードになるため、動的光散乱の散乱強度分布の測定結果は検出角に依存することとなり、「動的光散乱法により測定される散乱強度分布の角度依存性」の指標の1つであるΔCV値を測定することで、非球状シリカ粒子分散液中の系全体の平均的な形状・粒径を見積もることができると考えられる。なお、本開示はこれらのメカニズムに限定されない。
[散乱強度分布]
本開示において「散乱強度分布」とは、動的光散乱法(DLS:Dynamic Light Scattering)又は準弾性光散乱(QLS:Quasielastic Light Scattering)により求められるサブミクロン以下の粒子の3つの粒度分布(散乱強度、体積換算、個数換算)のうち散乱強度の粒径分布のことをいう。通常、サブミクロン以下の粒子は溶媒中でブラウン運動をしており、レーザー光を照射すると散乱光強度が時間的に変化する(ゆらぐ)。この散乱光強度のゆらぎを、例えば、光子相関法(JIS Z 8826)を用いて自己相関係数(D)を算出して、さらにアインシュタイン・ストークスの式を用い、平均粒径(d:流体力学的径)を求めることができる。また、粒径分布解析は、キュムラント法による多分散性指数(Polydispersity Index, PI)のほかに、ヒストグラム法(Marquardt法)、ラプラス逆変換法(CONTIN法)、非負最小2乗法(NNLS法)等がある。
動的光散乱法の粒径分布解析では、通常、キュムラント法による多分散性指数(Polydispersity Index, PI)が広く用いられている。しかしながら、粒子分散液中に存在する非球状粒子の検出を可能とする検出方法においては、ヒストグラム法(Marquardt法)や、ラプラス逆変換法(CONTIN法)による粒径分布解析から平均粒径(d50;D1)と標準偏差を求め、CV値(Coefficient of variation:標準偏差を平均粒径で割って100をかけた数値)を算出し、その角度依存性(ΔCV値)を用いることが好ましい。
(参考資料)
第12回散乱研究会(2000年11月22日開催)テキスト、1.散乱基礎講座「動的光散乱法」(東京大学 柴山充弘)
第20回散乱研究会(2008年12月4日開催)テキスト、5.動的光散乱によるナノ粒子の粒径分布測定(同志社大学 森康維)
[散乱強度分布の角度依存性]
本開示において「粒子分散液の散乱強度分布の角度依存性」とは、動的光散乱法により異なる検出角で前記粒子分散液の散乱強度分布を測定した場合の、散乱角度に応じた散乱強度分布の変動の大きさをいう。例えば、検出角30°と検出角90°とでの散乱強度分布の差が大きければ、その粒子分散液の散乱強度分布の角度依存性は大きいといえる。よって、本開示において、散乱強度分布の角度依存性の測定は、異なる2つの検出角で測定した散乱強度分布に基づく測定値の差(ΔCV値)を求めることを含む。
散乱強度分布の角度依存性の測定で用いる2つの検出角の組合せとしては、非球状粒子の検出の確度向上の点からは、前方散乱と側方もしくは後方散乱との組合せが好ましい。前記前方散乱の検出角としては、同様の観点から、0〜80°が好ましく、0〜60°がより好ましく、10〜50°がさらにより好ましく、20〜40°がさらにより好ましい。前記側方もしくは後方散乱の検出角としては、同様の観点から、80〜180°が好ましく、85〜175°がより好ましい。本開示においては、ΔCV値を求める2つの検出角として30°と90°を使用している。
シリカ粒子AのΔCV値は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である場合には10%以上30%以下、あるいは平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である場合には0%以上10%未満の範囲が好ましい。一般的にΔCV値は、同等の平均粒径の粒子を比較する場合、異形の度合いが大きければ、大きな数値となり、粒子径が大きくなるほど、異形の度合いよりも粒径の因子が寄与して異形の度合いの変化に対してΔCV値の変化量が小さくなると考えられる。従って、前者範囲を示す非球状シリカ(非球状シリカa)は、平均粒径(D1)が比較的小さく、図1でも観察されるように数個の単位粒子が凝集した構造で異形の度合いが大きい非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられる。一方、後者範囲を示す非球状シリカ(非球状シリカb)は、平均粒径(D1)が比較的大きく、図2でも観察されるように前者の非球状シリカ粒子よりやや多い複数個の単位粒子が凝集した構造であり、異形の度合いはある程度大きいが全体としては塊状の非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられる。従って、いずれの粒子においても、本開示の非球状シリカ粒子の凸部が被研磨基板表面に対して平面的に並ぶ構造部分を有し、本開示の非球状シリカ粒子と被研磨基板表面との接点が複数個、更に非常に近い間隔で接点を作ることができることから研磨効率が高く、高い研磨速度が得られるうえに長波長うねりが低減し、また、く型や、くさび状まで極端な異形度合いではないため突起欠陥も低減するものと考えられる。但し、本開示はこのメカニズムの解釈に限定されない。
本開示に使用されるシリカ粒子AのCV値(CV90)は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である場合には10%以上40%以下、あるいは平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である場合には20%以上35%以下の範囲が好ましい。ここで、CV値とは、動的光散乱法において散乱強度分布に基づく標準偏差を平均粒径で除して100を掛けた変動係数の値であって、本開示では特に、検出角90°(側方散乱)で測定されるCV値をCV90、検出角30°(前方散乱)で測定されるCV値をCV30という。シリカ粒子AのCV値は、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
[動的光散乱法による平均粒径(D1)]
本開示においてシリカ粒子の平均粒径(D1)は、動的光散乱法により測定される散乱強度分布に基づく平均粒径をいい、特に言及のない場合、シリカ粒子の平均粒径とは、動的光散乱法において検出角90°で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径をいう。本開示におけるシリカ粒子Aの平均粒径(D1)は、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
シリカ粒子Aの平均粒径(D1)は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、50.0nm以上125.0nm以下の範囲、あるいは120.0nm以上300.0nm以下の範囲が好ましい。シリカ粒子の平均粒径(D1)が前記範囲内であると、研磨切削時の物理研磨力が強く、効果的に長波長うねりが低減されると考えられる。
[シリカ粒子AのBET法による比表面積換算粒径(D2)]
本開示のシリカ粒子Aの比表面積換算粒径(D2)は窒素吸着法(BET法)により測定された比表面積Sm2/gからD2=2720/S[nm]の式によって与えられる。
[シリカ粒子Aの(D1/D2)]
動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)は、シリカ粒子Aの異形度合いを意味し、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、(D1/D2)が1.50以上4.00以下であることが好ましい。一般的に動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)は、異形粒子の場合、長方向での光散乱を検出して処理を行うため、長方向と短方向の長さを考慮して異形度合いが大きいほど大きな数値となり、BET法による比表面積換算粒径(D2)は、求まる粒子の体積をベースとして球換算で表されるため、D1に比べると小さな数値となる。非球状シリカaは、前記動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が比較的小さい非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられる。一方で、非球状シリカbは、前記動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が比較的大きい非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられ、この理由としては、非球状シリカの形状があまりに歪である(=D1/D2が大きい)場合は、希釈系での測定においてもレーザー光が粒子自身の形状により多重散乱を起こしやすく、結果的に前方散乱と側方もしくは後方散乱の散乱強度に差がなくなり、ΔCV値(散乱強度分布の角度依存性)が小さくなる挙動を示すためと推定される。但し、本開示はこのメカニズムの解釈に限定されない。
[シリカ粒子Aの製造方法]
シリカ粒子Aは、粗研磨における研磨速度の向上の観点、粗研磨後の長波長うねりを低減する観点及び突起欠陥低減の観点から、火炎溶融法やゾルゲル法、及び粉砕法で製造されたものでなく、珪酸アルカリ水溶液を出発原料とする粒子成長法により製造されたシリカ粒子であることが好ましい。なお、シリカ粒子Aの使用形態としては、スラリー状であることが好ましい。
シリカ粒子は、通常、1)10質量%未満の3号珪酸ソーダと種粒子(小粒径シリカ)の混合液(シード液)を反応層に入れ、60℃以上に加熱し、2)そこに3号珪酸ソーダを陽イオン交換樹脂に通した酸性の活性珪酸水溶液とアルカリ(アルカリ金属または第4級アンモニウム)とを滴下してpHを一定にして球状の粒子を成長させ、3)熟成後に蒸発法や限外ろ過法で濃縮することで得られる(特開昭47−1964、特公平1−23412、特公平4−55125、特公平4−55127)。しかし、同じ製造プロセスで少し工程を変えると非球状シリカ粒子Aの製造が可能であることが多く報告されている。たとえば、活性珪酸は非常に不安定なため意図的にCaやMgなどの多価金属イオンを添加すると細長い形状のシリカゾルを製造できる。さらに、反応層の温度(水の沸点を越えると蒸発し気液界面でシリカが乾燥)、反応層のpH(9以下ではシリカ粒子の連結が起きやすい)、反応層のSiO2/M2O(Mはアルカリ金属または第4級アンモニウム)、及びモル比(30〜60で非球状シリカを選択的に生成)などを変えることで非球状シリカが製造できる(特公平8−5657、特許2803134、特開2003−133267、特開2006−80406、特開2007−153671、特開2009−137791、特開2009−149493、特開2011−16702)。ただし、シリカ粒子Aの製造方法はこれらに限定されて解釈されない。
また、シリカ粒子Aの粒径分布を調整する方法は、特に限定されないが、その製造段階における粒子の成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより所望の粒径分布を持たせる方法や、異なる粒径分布を有する2種類以上のシリカ粒子を混合して所望の粒径分布を持たせる方法等が挙げられる。
[研磨液組成物A中のシリカ粒子Aの含有量]
研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子Aの含有量は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上がさらにより好ましく、5質量%以上がさらにより好ましい。また、該含有量は、経済性の観点から、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下がさらにより好ましく、10質量%以下がさらにより好ましい。
[工程(1):酸]
研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、酸を含有する。研磨液組成物Aにおける酸の使用は、酸及び又はその塩の使用を含む。使用される酸としては、硝酸、硫酸、亜硫酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、アミド硫酸等の無機酸、2−アミノエチルホスホン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)、エタン−1,1,−ジホスホン酸、エタン−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1−ジホスホン酸、エタン−1−ヒドロキシ−1,1,2−トリホスホン酸、エタン−1,2−ジカルボキシ−1,2−ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、2−ホスホノブタン−1,2−ジカルボン酸、1−ホスホノブタン−2,3,4−トリカルボン酸、α−メチルホスホノコハク酸等の有機ホスホン酸、グルタミン酸、ピコリン酸、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、オキサロ酢酸等のカルボン酸等が挙げられる。中でも、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、リン酸、硫酸、クエン酸、酒石酸、マレイン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン酸)、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)及びそれらの塩がより好ましく、硫酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)及びそれらの塩がさらに好ましく、硫酸がさらにより好ましい。
これらの酸及びその塩は単独で又は2種以上を混合して用いてもよいが、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、2種以上を混合して用いることが好ましく、リン酸、硫酸、クエン酸、酒石酸及び1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ(メチレンホスホン酸)からなる群から選択される2種以上の酸を混合して用いることがさらに好ましい。
これらの酸の塩を用いる場合は、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等が挙げられる。上記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。これらの中でも、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、1A族に属する金属又はアンモニウムとの塩が好ましい。
研磨液組成物A中における前記酸の含有量は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.001質量%以上が好ましく、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.05質量%以上、さらにより好ましくは0.1質量%以上であり、5.0質量%以下が好ましく、より好ましくは4.0質量%以下、さらに好ましくは3.0質量%以下、さらにより好ましくは2.0質量%以下である。
[工程(1):酸化剤]
前記研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、酸化剤を含有する。使用される酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む。また、その他の過酸化物、過マンガン酸又はその塩、クロム酸又はその塩、ペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩等を含んでもよい。過ヨウ素酸は、メタ過ヨウ酸であってもよく、オルト過ヨウ酸であってもよい。これらの酸化剤は、単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
研磨液組成物A中における酸化剤の含有量は、粗研磨における研磨速度向上の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、粗研磨後の長波長うねりを低減する観点及び突起欠陥低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、好ましくは4質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1.5質量%以下である。
[工程(1):酸化促進助剤]
研磨液組成物Aは、研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、及び過ヨウ素酸又はその塩のうち、過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに酸化促進助剤を含有する。使用される酸化剤としては、硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄およびエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩等が挙げられる。これらの中でも、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄が好ましく、硫酸鉄がより好ましい。
なお、これらの酸化促進助剤は、酸化剤と反応して活性化する。研磨液組成物A中で酸化剤と長期にわたり共存することで酸化剤の安定性が損なわれることを回避する観点から、研磨を行う直前に酸化促進助剤と、酸化促進助剤以外の研磨液組成物Aとを混合することが好ましい。あるいは、同様の観点から、研磨機上に2つの研磨液供給口を設け研磨時に同時に酸化促進助剤以外の研磨液組成物Aと酸化促進助剤とを供給することにより研磨機内で混合する方法が好ましい。したがって、本開示において「研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給」するとは、一又は複数の実施形態において、研磨を行う直前に酸化促進助剤と、酸化促進助剤以外の研磨液組成物Aとを混合して供給すること、及び/又は、酸化促進助剤と酸化促進助剤以外の研磨液組成物Aとを別々に研磨機に供給して研磨機内で混合することを含む。
研磨液組成物A中における酸化促進助剤の含有量は、研磨速度向上の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、粗研磨後の長波長うねりを低減する観点及び突起欠陥低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下である。
[工程(1):水]
研磨液組成物Aは、媒体として水を含有する。水としては、蒸留水、イオン交換水、純水及び超純水等が使用され得る。研磨液組成物A中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いが容易になるため、55質量%以上99.98質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以上98質量%以下、さらに好ましくは80質量%以上97質量%以下、さらにより好ましくは85質量%以上97質量%以下である。
[工程(1):その他の成分]
研磨液組成物Aには、必要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、緩衝剤、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤、高分子化合物等が挙げられる。研磨液組成物A中のこれら他の任意成分の含有量は、本開示の効果を損なわない範囲で配合されることが好ましく、0質量%以上10質量%以下が好ましく、0質量%以上5質量%以下がより好ましい。
[研磨液組成物AのpH]
研磨液組成物AのpHは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、前述の酸や公知のpH調整剤を用いて、pH0.5以上6.0以下に調整することが好ましく、より好ましくはpH0.7以上、さらに好ましくはpH0.8以上、さらにより好ましくはpH0.9以上であり、より好ましくはpH4.0以下、さらに好ましくはpH3.0以下、さらにより好ましくはpH2.0以下である。なお、上記のpHは、25℃における研磨液組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を研磨液組成物に浸漬した後40分後の数値である。
[研磨液組成物Aの調製方法]
研磨液組成物Aは、例えば、シリカ粒子A及び水と、さらに所望により、酸化剤、酸及び他の成分とを公知の方法で混合することにより調製できる。その他の態様として、研磨液組成物Aを濃縮物として調製してもよい。前記混合は、特に制限されず、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。
[工程(1):研磨パッド]
工程(1)の粗研磨工程で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、スエードタイプ、不織布タイプ、ポリウレタン独立発泡タイプ、又はこれらを積層した二層タイプ等の研磨パッドを使用することができるが、研磨速度向上の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。スエードタイプの研磨パッドは、ベース層とベース層に垂直な紡錘状気孔を有する発泡層から構成される。ベース層の材質としては、綿等の天然繊維や合成繊維からなる不織布、スチレンブタジエンゴム等のゴム状物質を充填して得られるベース層等があげられるが、研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、ポリエステルフィルムが好ましく、高硬度な樹脂フィルムが得られるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムがより好ましい。また、発泡層の材質としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルや、天然ゴム、合成ゴム等があげられるが、圧縮率等の物性のコントロール性や、研磨時の耐摩耗性向上の観点から、ポリウレタンが好ましく、ポリウレタンエラストマーがより好ましい。
さらに、前記研磨パッドの発泡層の材質にポリウレタンを選択した場合には、研磨時の酸、酸化剤及び酸化促進助剤などのケミカル成分の影響によるパッド劣化を抑制する観点から、その主成分はエステル骨格、もしくはエーテル骨格を有することが好ましく、エーテル骨格を有することがより好ましい。
また、工程(1)で使用される研磨パッドの平均気孔径は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、10μm以上が好ましく、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは30μm以上、さらにより好ましくは35μm以上であり、また、100μm以下が好ましく、より好ましくは80μm以下、さらに好ましくは60μm以下、さらにより好ましくは55μm以下である。
[工程(1):研磨荷重]
本開示において、研磨荷重とは、研磨時に被研磨基板の研磨面に加えられる定盤の圧力を意味する。工程(1)における研磨荷重は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、30.0kPa以下が好ましく、より好ましくは25.0kPa以下、さらに好ましくは20.0kPa以下、さらにより好ましくは18.0kPa以下、さらにより好ましくは16.0kPa以下、さらにより好ましくは14.0kPa以下、さらにより好ましくは11.0kPa以下である。また、前記研磨荷重は粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、3.0kPa以上が好ましく、より好ましくは5.0kPa以上、さらに好ましくは7.0kPa以上、さらにより好ましくは8.0kPa以上、さらにより好ましくは9.0kPa以上である。前記研磨荷重の調整は、定盤や基板等への空気圧や重りの負荷によって行うことができる。
[工程(1):研磨量]
工程(1)における、被研磨基板の単位面積(1cm2)あたりかつ研磨時間1分あたりの研磨量は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.05mg/(cm2・分)以上が好ましく、より好ましくは0.08mg/(cm2・分)以上、さらに好ましくは0.10mg/(cm2・分)以上、さらにより好ましくは0.12mg/(cm2・分)以上である。一方、粗研磨の研磨時間の大幅な長期化をすることなく粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.50mg/(cm2・分)以下が好ましく、より好ましくは0.30mg/(cm2・分)以下、さらに好ましくは0.28mg/(cm2・分)以下、さらにより好ましくは0.25mg/(cm2・分)以下である。
[工程(1):研磨液組成物Aの供給速度]
工程(1)における研磨液組成物Aの供給速度は、経済性の観点から、被研磨基板1cm2あたり0.25mL/分以下が好ましく、より好ましくは0.20mL/分以下、さらに好ましくは0.15mL/分以下である。また、前記供給速度は、研磨速度の向上の観点から、被研磨基板1cm2あたり0.01mL/分以上が好ましく、より好ましくは0.025mL/分以上、さらに好ましくは0.05mL/分以上である。
[工程(1):研磨液組成物Aを研磨機へ供給する方法]
研磨液組成物Aを研磨機へ供給する方法としては、例えばポンプ等を用いて連続的に供給を行う方法が挙げられる。研磨液組成物Aを研磨機へ供給する際は、全ての成分を含んだ1液で供給する方法の他、研磨液組成物Aの保存安定性等を考慮して、複数の配合用成分液に分け、2液以上で供給することもできる。後者の場合、例えば供給配管中又は被研磨基板上で、上記複数の配合用成分液が混合され、研磨液組成物Aとなる。
[工程(2):洗浄工程]
工程(2)は、工程(1)で得られた基板を洗浄する工程である。工程(2)は、一又は複数の実施形態において、工程(1)の粗研磨が施された基板を、洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程である。工程(2)における洗浄方法は、特に限定されないが、一又は複数の実施形態において、工程(1)で得られた基板を洗浄剤組成物に浸漬する方法(洗浄方法a)、及び、洗浄剤組成物を射出して工程(1)で得られた基板の表面上に洗浄剤組成物を供給する方法(洗浄方法b)が挙げられる。
[工程(2):洗浄方法a]
前記洗浄方法aにおいて、基板の洗浄剤組成物への浸漬条件としては、特に制限はないが、例えば、洗浄剤組成物の温度は、安全性及び操業性の観点から20℃以上100℃以下であると好ましく、浸漬時間は、洗浄剤組成物による洗浄性と生産効率の観点から10秒以上30分以下であると好ましい。また、残留物の除去性及び残留物の分散性を高める観点から、洗浄剤組成物には超音波振動が付与されていると好ましい。超音波の周波数としては、好ましくは20kHz以上2000kHz以下、より好ましくは40kHz以上2000kHz以下、さらに好ましくは40kHz以上1500kHz以下である。
[工程(2):洗浄方法b]
前記洗浄方法bでは、残留物の洗浄性や油分の溶解性を促進させる観点から、超音波振動が与えられている洗浄剤組成物を射出して、基板の表面に洗浄剤組成物を接触させて当該表面を洗浄するか、又は、洗浄剤組成物を被洗浄基板の表面上に射出により供給し、洗浄剤組成物が供給された当該表面を洗浄用ブラシでこすることにより洗浄することが好ましい。さらには、超音波振動が与えられている洗浄剤組成物を射出により洗浄対象の表面に供給し、かつ、洗浄剤組成物が供給された当該表面を洗浄用ブラシでこすることにより洗浄することが好ましい。
洗浄剤組成物を被洗浄基板の表面上に供給する手段としては、スプレーノズル等の公知の手段を用いることができる。また、洗浄用ブラシとしては、特に制限はなく、例えばナイロンブラシやPVA(ポリビニルアルコール)スポンジブラシ等の公知のものを使用することができる。超音波の周波数としては、前記方法(a)で好ましく採用される値と同様であればよい。
工程(2)では、洗浄方法a及び/又は洗浄方法bに加えて、揺動洗浄、スピンナー等の回転を利用した洗浄、パドル洗浄、スクラブ洗浄等の公知の洗浄を用いる工程を1つ以上含んでもよい。
[工程(2):洗浄剤組成物]
工程(2)の洗浄剤組成物としては、一又は複数の実施形態において、アルカリ剤、水、及び必要に応じて各種添加剤を含有するものが使用できる。
[工程(2):洗浄剤組成物中のアルカリ剤]
前記洗浄剤組成物で使用されるアルカリ剤は、無機アルカリ剤及び有機アルカリ剤のいずれであってもよい。無機アルカリ剤としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウム等が挙げられる。有機アルカリ剤としては、例えば、ヒドロキシアルキルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、及びコリンからなる群より選ばれる一種以上が挙げられる。これらのアルカリ剤は、単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。洗浄剤組成物の基板上の残留物の分散性の向上、保存安定性の向上の観点から、前記アルカリ剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、及びアミノエチルエタノールアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
洗浄剤組成物中におけるアルカリ剤の含有量は、洗浄剤組成物の基板上の残留物に対する高い洗浄性を発現させ、かつ、取扱時の安全性を高める観点から、0.05質量%以上であると好ましく、0.08質量%以上であるとより好ましく、0.1質量%以上であるとさらに好ましく、10質量%以下であると好ましく、5質量%以下であるとより好ましく、3質量%以下であるとさらに好ましい。
洗浄剤組成物のpHは、基板上の残留物の分散性を向上させる観点から、8以上であることが好ましく、より好ましくは9以上、さらに好ましくは10以上、さらにより好ましくは11以上であり、13以下であることが好ましい。なお、上記のpHは、25℃における洗浄剤組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を洗浄剤組成物に浸漬した後40分後の数値である。
[工程(2):洗浄剤組成物中の各種添加剤]
前記洗浄剤組成物には、アルカリ剤以外に、非イオン界面活性剤、キレート剤、エーテルカルボキシレートもしくは脂肪酸、アニオン性界面活性剤、水溶性高分子、消泡剤(成分に該当する界面活性剤は除く。)、アルコール類、防腐剤、酸化防止剤等が含まれていていても良い。
前記洗浄剤組成物に含まれる水以外の成分の含有量は、作業性、経済性や保存安定性向上に対し充分な効果が発現される濃縮度である事と保存安定性向上との両立の観点から、水の含有量と水以外の成分の含有量の合計を100質量%とすると、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは15質量%以上であり、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以下である。
前記洗浄剤組成物は、希釈して用いられる。希釈倍率は、洗浄効率を考慮すると、好ましくは10倍以上、より好ましくは20倍以上、さらに好ましくは50倍以上であり、好ましくは500倍以下、より好ましくは200倍以下、さらに好ましくは100倍以下である。希釈用の水は、前述の研磨液組成物と同様のものでよい。前記洗浄剤組成物は、前記希釈倍率を前提とした濃縮物とすることができる。
[工程(3):仕上げ研磨工程]
工程(3)は、シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程である。工程(3)で使用される研磨機は、仕上げ研磨後の長波長うねり低減及び突起欠陥低減の観点並びにその他の表面欠陥を効率よく低減するため粗研磨とポア径の異なるパッドを使用する観点から、工程(1)で用いた研磨機とは別の研磨機である。工程(3)で使用される研磨液組成物Bの供給速度、研磨液組成物Bを研磨機へ供給する方法は、前述した研磨液組成物Aの場合と同様とすることができる。
本開示の磁気ディスク基板の製造方法は、工程(1)の粗研磨工程、工程(2)の洗浄工程、及び、工程(3)の仕上げ研磨工程を含むことにより、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥が低減され、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥が低減された基板を効率的に製造することができる。
[工程(3):研磨液組成物B]
工程(3)で使用される研磨液組成物Bは、突起欠陥低減の観点から砥粒としてシリカ粒子Bを含有する。使用されるシリカ粒子Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、好ましくはコロイダルシリカである。また、研磨液組成物Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、アルミナ粒子を含有しないことが好ましい。
[工程(3):シリカ粒子B]
本開示に使用されるシリカ粒子Bの動的光散乱法による平均粒径(D1)、BET法による比表面積換算粒径(D2)、及びそれらの比(D1/D2)、またΔCV値、CV90等の各パラメータについては、前述したシリカ粒子Aの場合と同様に定義することができ、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
[工程(3):シリカ粒子Bの動的光散乱法による平均粒径(D1)]
本開示のシリカ粒子Bの平均粒径(D1)は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、1.0nm以上が好ましく、より好ましくは5.0nm以上、さらに好ましくは10.0nm以上であり、40.0nm以下が好ましく、より好ましくは37.0nm以下、さらに好ましくは35.0nm以下である。また、シリカ粒子Bの平均粒径(D1)は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、シリカ粒子Aの平均粒径(D1)より小さいことが好ましい。なお、該平均粒子径は、実施例に記載の方法により求めることができる。
[工程(3):シリカ粒子Bの(D1/D2)]
本開示のシリカ粒子Bの動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)は、とくに限定されないが、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、(D1/D2)が1.00以上1.50以下の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは1.00以上1.40以下、さらにより好ましくは1.00以上1.30以下の範囲である。
[工程(3):シリカ粒子BのΔCV値]
本開示のシリカ粒子BのΔCV値は、仕上げ研磨後の基板表面のスクラッチ、長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0%以上10.0%以下であり、好ましくは0%以上8.0%以下、より好ましくは0%以上6.0%以下、さらにより好ましくは0%以上5.0%以下である。また、研磨液組成物Bのシリカ粒子の生産性向上の観点から、ΔCV値は、0.001%以上であることが好ましく、0.01%以上であることがより好ましい。
また、本開示のシリカ粒子BのCV値(CV90)は、仕上げ研磨後の基板表面のスクラッチ、長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、好ましくは1.0%以上、より好ましくは5.0%以上、さらに好ましくは10.0%以上、さらにより好ましくは20.0%以上であり、好ましくは35.0%以下、より好ましくは33.0%以下、さらに好ましくは30.0%以下である。シリカ粒子BのCV値は、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
シリカ粒子BのΔCV値の調整方法としては、研磨液組成物の調製で50nm以上200nm以下のシリカ凝集物を生成しないようにする下記の方法が挙げられる。
A)研磨液組成物のろ過による方法
B)コロイダルシリカ製造時の工程管理による方法
上記A)では、例えば、遠心分離や精密フィルターろ過(特開2006−102829及び特開2006−136996)により、50〜200nmのシリカ凝集体を除去することでΔCVを低減できる。具体的には、シリカ濃度20質量%以下になるように適度に希釈したコロイダルシリカ水溶液を、stokesの式より産出した50nm粒子が除去できる条件(例えば、10,000G以上、遠沈管高さ約10cm、2時間以上)で遠心分離する方法や、孔径が0.05μmまたは0.1μmのメンブレンフィルター(例えば、アドバンテック、住友3M、Millipore)を用いて加圧ろ過する方法等によりΔCVを低減できる。
また、シリカ粒子Bは、通常、1)10質量%未満の3号珪酸ソーダと種粒子(小粒径シリカ)の混合液(シード液)を反応層に入れ、60℃以上に加熱し、2)そこに3号珪酸ソーダを陽イオン交換樹脂に通した酸性の活性珪酸水溶液とアルカリ(アルカリ金属または第4級アンモニウム)とを滴下してpHを一定にして球状の粒子を成長させ、3)熟成後に蒸発法や限外ろ過法で濃縮することで得られる(特開昭47−1964、特公平1−23412、特公平4−55125、特公平4−55127)。つまり上記B)では、公知の球状コロイダルシリカ製造プロセスにおいて、局部的に非球状シリカが生成する条件にならないように工程管理を行うことでΔCVを小さく調整することができる。
シリカ粒子Bの粒径分布を調整する方法は、特に限定されないが、その製造段階における粒子の成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより所望の粒径分布を持たせる方法や、異なる粒径分布を有する2種以上のシリカ粒子を混合して所望の粒径分布を持たせる方法等が挙げられる。
[研磨液組成物B中のシリカ粒子Bの含有量]
研磨液組成物Bに含まれるシリカ粒子Bの含有量は、仕上げ研磨における研磨速度を向上させる観点、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、3.0質量%以上がさらに好ましく、4.0質量%以上がさらにより好ましく、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、8質量%以下がさらにより好ましい。
[工程(3):研磨液組成物B中のシリカ粒子BのpH]
研磨液組成物BのpHは、仕上げ研磨における研磨速度を向上させる観点、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、前述の酸や公知のpH調整剤を用いて、pH0.5以上3.0以下に調整することが好ましく、より好ましくはpH0.8以上、さらに好ましくはpH1.0以上、さらにより好ましくはpH1.2以上であり、より好ましくはpH2.5以下、さらに好ましくはpH2.0以下、さらにより好ましくはpH1.8以下である。なお、上記のpHは、25℃における研磨液組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を研磨液組成物に浸漬した後40分後の数値である。
研磨液組成物Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、複素環芳香族化合物、多価アミン化合物、及びアニオン性基を有する高分子から選ばれる1種以上を含有することが好ましく、2種以上含有することがより好ましく、複素環芳香族化合物、多価アミン化合物、及びアニオン性基を有する高分子を含有することがさらに好ましい。
研磨液組成物Bは、研磨速度を向上する観点から、酸、酸化剤を含有することが好ましい。酸の好ましい使用態様については、前述の研磨液組成物Aの場合と同様である。また、研磨液組成物Bに用いられる水、研磨液組成物Bの調製方法については、前述の研磨液組成物Aの場合と同様である。
[研磨液組成物B:酸化剤]
前記研磨液組成物Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、酸化剤を含有することが好ましい。酸化剤としては、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、過酸化物、過マンガン酸又はその塩、クロム酸又はその塩、ペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩、金属塩類等が挙げられる。これらの中でも、過酸化水素、硝酸鉄(III)、過酢酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、硫酸鉄(III)及び硫酸アンモニウム鉄(III)等が好ましく、研磨速度向上の観点、表面に金属イオンが付着せず汎用に使用され安価であるという観点から、過酸化水素がより好ましい。これらの酸化剤は、単独で又は2種以上を混合して使用してもよい。
[工程(3):研磨パッド]
工程(3)で使用される研磨パッドは、工程(1)で使用される研磨パッドと同種の研磨パッドが使用されうる。工程(3)で使用される研磨パッドの平均気孔径は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、1〜50μmが好ましく、より好ましくは2〜40μm、さらに好ましくは3〜30μmである。
[工程(3):研磨荷重]
工程(3)における研磨荷重は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、16.0kPa以下が好ましく、より好ましくは14.0kPa以下、さらに好ましくは10.0kPa以下、さらにより好ましくは8.0kPa以下である。仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、6.0kPa以上が好ましく、より好ましくは7.0kPa以上、さらに好ましくは7.5kPa以上である。
[工程(3):研磨量]
工程(3)における、被研磨基板の単位面積(1cm2)あたりかつ研磨時間1分あたりの研磨量は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0.02mg/(cm2・分)以上が好ましく、より好ましくは0.03mg/(cm2・分)以上、さらに好ましくは0.04mg/(cm2・分)以上である。また、生産性向上の観点からは、0.15mg/(cm2・分)以下が好ましく、より好ましくは0.12mg/(cm2・分)以下、さらに好ましくは0.10mg/(cm2・分)以下である。
本開示の製造方法によれば、長波長うねり及び突起欠陥が低減された磁気ディスク基板を提供できるため、高度の表面平滑性が要求される垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板の研磨に好適に用いることができる。
[研磨方法]
本開示は、その他の態様として、上述した工程(1)、工程(2)、工程(3)を有する研磨方法に関する。本態様の限定されない一実施形態として、(1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法が挙げられる。工程(1)〜(3)における被研磨基板、研磨パッド、研磨液組成物A、シリカ粒子A、研磨液組成物B、シリカ粒子B、研磨方法及び条件、洗浄剤組成物、並びに洗浄方法については、上述の本開示の磁気ディスク基板の製造方法と同様とすることができる。
本開示の研磨方法を使用することにより、長波長うねり及び突起欠陥が低減された磁気ディスク基板、特に垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板が好ましくは提供される。それにより、製品歩留まりの低下を抑制して基板品質が向上した磁気ディスク基板を研磨速度の著しい低下がなく、また、粗研磨の研磨時間が大幅な長期化することなく、生産性よく製造できるという効果が奏されうる。
本開示にかかる磁気ディスク基板の製造方法及び研磨方法は、一又は複数の実施形態において、研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムにより行うことができる。したがって、本開示は、一態様において、研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムであって、前記研磨液組成物Aがシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、かつ、アルミナ砥粒を含まず、前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50nm以上125nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120nm以上300nm以下である非球状シリカbであり、前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソニ硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、前記研磨液組成物Bが水とシリカ粒子Bを含有し、かつ、アルミナ砥粒を含まない研磨液組成物である、研磨システムに関する。被研磨基板、各研磨機で使用される研磨パッド、研磨液組成物A、シリカ粒子A、研磨液組成物B、シリカ粒子B、研磨方法及び条件、洗浄剤組成物、並びに洗浄方法については、上述の本開示の磁気ディスク基板の製造方法と同様とすることができる。
上述した実施形態に関し、本開示はさらに以下の組成物、製造方法、或いは用途を開示する。
<1> (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の製造方法。
<2> 研磨液組成物Aが、アルミナ砥粒を含まない、<1>記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<3> シリカ粒子AのCV90が、10.0%以上40.0%以下である、<1>又は<2>に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<4> 非球状シリカが、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下の条件を少なくとも満たすシリカ粒子である、<1>から<3>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<5> 非球状シリカaが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50nm以上125nm以下である非球状シリカである、<1>から<4>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<6> 非球状シリカaのΔCV値が、好ましくは10.0%以上、より好ましくは11.0%以上、さらに好ましくは12.0%以上、さらにより好ましくは15.0%以上であり、及び/又は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは28.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下、さらにより好ましくは22.3%以下である、<1>から<5>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<7> 非球状シリカaの平均粒径(D1)が、好ましくは50.0nm以上、より好ましくは60.0nm以上、さらに好ましくは80.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは125.0nm以下、より好ましくは123.0nm以下、さらに好ましくは115.0nm以下である、<1>から<6>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<8> 非球状シリカaの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が、好ましくは1.30以上、より好ましくは1.50以上、さらに好ましくは1.70以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.00以下、さらに好ましくは2.50以下、さらにより好ましくは2.05以下である、<1>から<7>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<9> 非球状シリカbが、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカである、<1>から<8>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<10> 非球状シリカbのΔCV値が、好ましくは0.0%以上、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上であり、及び/又は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは6.0%以下であり、又は、好ましくは0.0%以上、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上、さらにより好ましくは5.0%以上、さらにより好ましくは6.0%以上であり、及び/又は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは9.0%以下、さらに好ましくは8.0%以下である、<1>から<9>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<11> 非球状シリカbの平均粒径(D1)が、好ましくは120.0nm以上、より好ましくは130.0nm以上、さらに好ましくは150.0nm以上、さらにより好ましくは170.0nm以上、さらにより好ましくは190.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは300.0nm以下、より好ましくは260.0nm以下、さらに好ましくは220.0nm以下であり、又は、好ましくは120.0nm以上、より好ましくは121.0nm以上、さらに好ましくは122.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは300.0nm以下、より好ましくは250.0nm以下、さらに好ましくは200.0nm以下、さらにより好ましくは150.0nm以上であり、さらにより好ましくは135.0nm以上である、<1>から<10>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<12> 非球状シリカbの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が、好ましくは1.50以上、より好ましくは2.00以上、さらに好ましくは2.50以上、さらにより好ましくは3.00以上、さらにより好ましくは3.50以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.90以下、さらに好ましくは3.80以下であり、又は、好ましくは1.50以上、より好ましくは1.80以上、さらに好ましくは2.00以上、さらにより好ましくは2.40以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.80以下、さらに好ましくは3.50以下、さらにより好ましくは2.90以下、さらにより好ましくは2.70以下である、<1>から<11>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<13> 研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子Aの含有量が、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上、さらにより好ましくは2質量%以上、さらにより好ましくは5質量%以上であり、及び/又は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましく15質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下である、<1>から<12>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<14> 研磨液組成物A中における酸化剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、及び/又は、好ましくは4質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1.5質量%以下である、<1>から<13>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<15> 研磨液組成物A中における酸化促進助剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、及び/又は、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下である、<1>から<14>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<16> 研磨液組成物AのpHが、好ましくはpH0.5以上6.0以下であり、及び/又は、好ましくはpH0.7以上、より好ましくはpH0.8以上、さらに好ましくはpH0.9以上であり、及び/又は、好ましくはpH4.0以下、より好ましくはpH3.0以下、さらに好ましくはpH2.0以下である、<1>から<15>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<17> シリカ粒子Bが、動的光散乱法による平均粒径(D1)が1.0nm以上40.0nm以下、かつ、ΔCV値が0%以上10%以下、かつ、CV90が10.0%以上35.0%以下である球状シリカである、<1>から<16>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<18> シリカ粒子Bの平均粒径(D1)が、好ましくは1.0nm以上、より好ましくは5.0nm以上、さらに好ましくは10.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは40.0nm以下、より好ましくは37.0nm以下、さらに好ましくは35.0nm以下である、<1>から<17>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<19> シリカ粒子Bの平均粒径(D1)が、好ましくはシリカ粒子Aの平均粒径(D1)より小さい、<1>から<18>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<20> シリカ粒子Bの動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が、好ましくは1.00以上1.50以下、さらに好ましくは1.00以上1.40以下、さらにより好ましくは1.00以上1.30以下の範囲である、<1>から<19>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<21> シリカ粒子BのΔCV値が、好ましくは0%以上10.0%以下、より好ましくは0%以上8.0%以下、さらに好ましくは0%以上6.0%以下、さらにより好ましくは0%以上5.0%以下であり、及び/又は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.01%以上である、<1>から<20>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<22> 研磨液組成物Bに含まれるシリカ粒子Bの含有量が、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、さらに好ましくは3.0質量%以上、さらにより好ましくは4.0質量%以上であり、及び/又は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下である、<1>から<21>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<23> 前記研磨液組成物A及びBのpHが0.5以上6.0以下である、<1>から<22>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<24> 被研磨基板が、Ni−Pめっきアルミニウム合金基板である、<1>から<23>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<25> (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法。
<26> 研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、
前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、
研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムであって、
前記研磨液組成物Aがシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記研磨液組成物Bが水とシリカ粒子Bを含有する研磨液組成物である、研磨システム。
以下、実施例により本開示をさらに詳細に説明するが、これらは例示的なものであって、本開示はこれら実施例に制限されるものではない。
下記のとおりに研磨液組成物A及びBを調製し、下記の条件で工程(1)〜(3)を含む被研磨基板の研磨を行った。研磨液組成物の調製方法、使用した添加剤、各パラメータの測定方法、研磨条件(研磨方法)及び評価方法は以下のとおりである。
1.研磨液組成物Aの調製
表1の砥粒(A−N;コロイダルシリカ砥粒、O;フュームドシリカ砥粒、P;粉砕シリカ砥粒、Q−R;アルミナ砥粒)、硫酸、酸化剤(過酸化水素、ペルオキソニ硫酸Na、オルト過ヨウ素酸のいずれか)、酸化促進助剤(酸化剤が過酸化水素の場合のみ硫酸鉄(II)・七水和物を使用)及び水を用い、研磨液組成物Aを調製した(実施例1〜10、比較例1〜11、表3及び4)。研磨液組成物A中における各成分の含有量は、砥粒:8質量%、硫酸:0.5〜1.0質量%、酸化剤:0.5〜1.0質量%、酸化促進助剤:0.5質量%とした。研磨液組成物AのpHは1.0〜1.4であった。
表1のシリカ砥粒のタイプは、一又は複数の実施形態において、透過型電子顕微鏡(TEM)の観察写真及びそれを用いた分析で判別されうる分類である。
「金平糖型シリカ粒子」とは、球状の粒子表面に特異な疣状突起を有するシリカ粒子をいう。金平糖型シリカ粒子は、一又は複数の実施形態において、粒径が5倍以上異なる2つ以上の粒子が凝集又は融着した形状の粒子をいう。
「異形型シリカ粒子」とは、2つ以上の粒子が凝集又は融着したような形状の粒子をいう。
「球状シリカ粒子」とは、真球又は真球に近い球形状の粒子をいう。一般に市販されているコロイダルシリカが該当する。
「数珠状シリカ粒子」とは、2つ以上の同粒径粒子が2つ以下の接点にてランダムに繋がった数珠形状の粒子をいう。
「高純度マユ型シリカ」とは、ゾルゲル法により製造されたそら豆状の粒子をいう。一般的に市販されている高純度シリカが該当する。
「フュームドシリカ」とは、火炎溶融法により製造された細長い形状が特徴の粒子をいう。
なお、表1の非球状シリカa及びbは、それぞれ、珪酸アルカリ水溶液を出発原料とする粒子成長法により製造されたシリカ粒子である。
表1の砥粒A(異形型シリカ:非球状シリカa)の電子顕微鏡(TEM)観察写真の一例を図1に、砥粒G(異形型シリカ:非球状シリカb)のTEM観察写真の一例を図2に示す。
2.研磨液組成物Bの調製
下記表2のコロイダルシリカ砥粒(砥粒s)、硫酸、過酸化水素、及び水を用い、研磨液組成物Bを調製した(実施例1〜10、比較例1〜11、表3及び4)。研磨液組成物Bにおける各成分の含有量は、コロイダルシリカ粒子:5.0質量%、硫酸:0.4質量%、過酸化水素:0.4質量%とした。研磨液組成物BのpHは1.4であった。
砥粒s(球状コロイダルシリカ)のTEM観察写真の一例を図3に示す。
3.各パラメータの測定方法
[動的光散乱法で測定される砥粒A〜O、sの平均粒径(D1)及びCV90]
砥粒、硫酸、過酸化水素をイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、標準試料を作製した。標準試料中における砥粒A〜O、s、硫酸、過酸化水素の含有量は、それぞれ0.1〜5.0質量%、0.2〜0.4質量%、0.2〜0.4質量%であり、用いるシリカ砥粒のタイプに合わせて適宜調整を行った。この標準試料を大塚電子社製動的光散乱装置DLS−6500により、同メーカーが添付した説明書に従って、200回積算した際の検出角90°におけるMarquardt法によって得られる散乱強度分布の面積が全体の50%となる粒径を求め、シリカ粒子の平均粒径(D1)とした。また、検出角90°におけるシリカ粒子のCV値(CV90)を、上記測定法に従って測定した散乱強度分布における標準偏差を前記平均粒径で除して100をかけた値として算出した。
[ΔCV値]
上記CV90の測定法と同様に、検出角30°におけるシリカ粒子のCV値(CV30)を測定し、CV30からCV90を引いた値を求め、シリカ粒子A又はBのΔCV値とした。
(DLS−6500の測定条件)
検出角90°
Sampling time :2−10(μm)で適宜調整
Correlation Channel :256−512(ch)で適宜調整
Correlation Method :TI
Sampling temprature :25.0℃
検出角30°
Sampling time :4−20(μm)で適宜調整
Correlation Channel :512−2048(ch)で適宜調整
Correlation Method :TI
Sampling temprature :25℃
[砥粒P〜Rの平均二次粒子径の測定]
0.5%「ポイズ530」(ポリカルボン酸型高分子活性剤、花王社製)水溶液を分散媒として、下記測定装置内に投入し、続いて透過率が75〜95%になるようにサンプルを投入し、その後、5分間超音波を掛けた後、粒径を測定した。
測定機器 :堀場製作所製 レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 LA920
循環強度 :4
超音波強度:4
4.研磨条件
工程(1)〜(3)を含む被研磨基板の研磨を行った。各工程の条件を以下に示す。なお、工程(1)を同一の研磨機で行い、工程(3)を前記研磨機とは別個の研磨機で行った。
[被研磨基板]
被研磨基板は、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板を用いた。なお、この被研磨基板は、厚み1.27mm、直径95mmであった。
[工程(1):粗研磨]
研磨機:両面研磨機(9B型両面研磨機、スピードファム社製)
研磨液:研磨液組成物A(表3に示す)
研磨パッド:スエードタイプ(発泡層:ポリウレタンエラストマー)、厚み1.04mm、平均気孔径43μm (FILWEL社製)
下定盤回転数:32.5rpm
研磨荷重:9.8kPa(設定値)
研磨液供給量:100mL/分(0.076mL/(cm2・分))
研磨時間:4〜6分(表3の実施例及び比較例)
研磨量:0.1〜0.32mg/(cm2・分)
投入した基板の枚数:10枚
[工程(2):洗浄]
工程(2)で得られた基板を、下記条件で洗浄した。
1. 0.1質量%のKOH水溶液からなるpH12のアルカリ性洗浄剤組成物の入った槽内に、工程(2)で得られた基板を5分間浸漬する。
2. 浸漬後の基板を、イオン交換水で20秒間すすぎを行う。
3. すすぎ後の基板を洗浄ブラシがセットされたスクラブ洗浄ユニットに移送し洗浄する。
[工程(3):仕上げ研磨]
研磨機:両面研磨機(9B型両面研磨機、スピードファム社製)、工程(1)で使用した研磨機とは別個の研磨機
研磨液:研磨液組成物B(表3に示す)
研磨パッド:スエードタイプ(発泡層:ポリウレタンエラストマー)、厚み1.0mm、平均気孔径5μm(FILWEL社製)
下定盤回転数:32.5rpm
研磨荷重:7.9kPa(設定値)
研磨液供給量:100mL/分(0.076mL/(cm2・分))
研磨時間:2分
研磨量:0.04〜0.10mg/(cm2・分)
投入した基板の枚数:10枚
工程(3)後に、洗浄を行った。洗浄条件は、前記工程(2)と同条件で行った。
5.評価方法
[工程(1)の研磨量及び研磨速度の測定方法]
工程(1)の研磨前及び工程(2)後の各基板の重さを計り(Sartorius社製、「BP−210S」)を用いて測定し、下記式に導入することにより、研磨量を求めた。
重量減少量(g)={研磨前の重量(g)−研磨後の重量(g)}
研磨量(μm)=重量減少量(g)/基板片面面積(mm2)/2/Ni−Pメッキ密度(g/cm3)×106
研磨速度(mg/min)=(重量減少量(g)/研磨時間(min))×103
(基板片面面積は、6597mm2、Ni−Pメッキ密度8.4g/cm3として算出)
なお、工程(1)の研磨時間は、6分(実施例1〜10、比較例1〜8)又は4分(比較例9〜11)とした。
[工程(3)後の突起欠陥の評価方法]
測定機器:OSA7100(KLA Tencor社製)
評価:研磨液組成物Bを用いて研磨を行った基板をイオン交換水中に5分間浸漬した後、イオン交換水で20秒間すすぎを行った。その後、無作為に4枚を選択し、各々の基板を10000rpmにてレーザーを照射して砥粒突き刺さり数を測定した。その4枚の基板の各々両面にある砥粒突き刺さり数(個)の合計を8で除して、基板面当たりの砥粒突き刺さり数(突起欠陥数)(個又は相対値)を算出した。
[工程(1)及び(3)後の基板表面長波長うねりの評価方法]
工程(1)又は(3)後研磨後の10枚の基板から任意に2枚を選択し、選択した各基板の両面を120°おきに4点(計16点)について、下記の条件で測定した。その16点の測定値の平均値を基板のうねりとして算出した。
機器 :Zygo NewView5032
レンズ :2.5倍 Michelson
ズーム比 :0.5
リムーブ :Cylinder
フィルター:FFT Fixed Band Pass、うねり波長:0.5〜5.0mm
エリア :4.33mm×5.77mm
[工程(1)の研磨速度の変化率、及び、長波長うねりの変化率]
実施例1〜10並びに比較例1〜8においては、それぞれの組成において研磨液組成物中の酸化剤のみで酸化促進助剤を使用しなかった場合の研磨速度及び長波長うねりに対する変化率(%)を算出した。変化率がプラス(+)であれば、値が増加したことを示し、マイナス(−)であれば、値が減少したことを示す。
非球状シリカa(砥粒A〜C)を用いた実施例1〜5の結果を比較例1〜11の結果とともに下記表3に示す。また、非球状シリカb(砥粒D〜G)を用いた実施例6〜10の結果を比較例1〜11の結果とともに下記表4に示す。
表3及び4に示すとおり、実施例1〜10では、比較例1〜8に比べて、工程(1)においてシリカ粒子を用いて粗研磨工程として実生産可能なレベルの高い研磨速度を得られ、工程(1)及び工程(3)の研磨後の基板表面のうねり(長波長うねり)を低減できた。また、実施例1〜10では、比較例9〜11に比べて、工程(3)の研磨後の基板の突起欠陥を低減できた。
また、実施例1〜10は、酸化剤として過酸化水素、ペルオキソニ硫酸Naのみ用いた場合に比べて、酸化促進助剤として硫酸鉄(II)・七水和物を選択する場合の研磨速度の向上率、及び長波長うねりの低減率がとくに優れることが確認された。とりわけ、シリカ粒子を砥粒として用いる研磨では通常、研磨速度が上がると研磨後の基板の長波長うねりが増加(悪化)するが、実施例1〜10では研磨速度が増加しているにもかかわらず、研磨後の基板の長波長うねりが著しく低減(改善)した。

Claims (9)

  1. (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
    (2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
    (3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
    前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
    前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
    前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
    前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
    前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の製造方法。
  2. 研磨液組成物Aが、アルミナ砥粒を含まない、請求項1記載の磁気ディスク基板の製造方法。
  3. 前記非球状シリカは、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下の条件を少なくとも満たすシリカ粒子である、請求項1又は2に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
  4. 前記シリカ粒子AのCV90が、10.0%以上40.0%以下である、請求項1から3のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
  5. 前記シリカ粒子Bが、動的光散乱法による平均粒径(D1)が1.0nm以上40.0nm以下、かつ、ΔCV値が0%以上10%以下、かつ、CV90が10.0%以上35.0%以下である球状シリカである、請求項1から4のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
  6. 前記研磨液組成物A及びBのpHが0.5以上6.0以下である、請求項1から5のいずれかに記載された磁気ディスク基板の製造方法。
  7. 被研磨基板が、Ni−Pめっきアルミニウム合金基板である、請求項1から6のいずれかに磁気ディスク基板の製造方法。
  8. (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
    (2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
    (3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
    前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
    前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
    前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
    前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
    前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法。
  9. 研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、
    前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、
    研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムであって、
    前記研磨液組成物Aがシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、
    前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
    前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
    前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
    前記研磨液組成物Bが水とシリカ粒子Bを含有する研磨液組成物である、研磨システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016069553A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2016069552A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2017102990A (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2021057093A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167553A (ja) * 2008-12-22 2010-08-05 Kao Corp 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2011013078A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Kao Corp 粒子分散液中の非球状粒子を検出する方法
JP2011134388A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Kao Corp 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2012111869A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd 研磨用シリカゾル、研磨用組成物及び研磨用シリカゾルの製造方法
JP2012155785A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Showa Denko Kk 磁気記録媒体用基板の製造方法
JP2012198976A (ja) * 2011-03-09 2012-10-18 Kao Corp 磁気ディスク基板の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167553A (ja) * 2008-12-22 2010-08-05 Kao Corp 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2011013078A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Kao Corp 粒子分散液中の非球状粒子を検出する方法
JP2011134388A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Kao Corp 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2012111869A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Jgc Catalysts & Chemicals Ltd 研磨用シリカゾル、研磨用組成物及び研磨用シリカゾルの製造方法
JP2012155785A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Showa Denko Kk 磁気記録媒体用基板の製造方法
JP2012198976A (ja) * 2011-03-09 2012-10-18 Kao Corp 磁気ディスク基板の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016069553A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2016069552A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2017102990A (ja) * 2015-11-30 2017-06-08 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP2021057093A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP7368997B2 (ja) 2019-09-30 2023-10-25 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物

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