JP2017119738A - サファイア板の非極性面用研磨液組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とを可能とする、サファイア板の非極性面用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供する。【解決手段】本発明のサファイア板の非極性面用研磨液組成物は、砥粒Ａと、１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂと、水系媒体とを含有する。【選択図】なし

Description

本発明は、サファイア板の非極性面用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法に関する。

サファイア等の硬脆材料は、光学材料、電子材料又は機械材料として必要不可欠である。

例えば、人工サファイア板は、集積回路基盤、赤外線探知用レンズ、時計、スマートフォン等の携帯情報端末等のさまざまな用途の材料として用いられている。特に、携帯情報端末の急速な普及に伴い、そのカバーガラスとして利用されるサファイア板の需要が急増している。携帯情報端末のカバーガラスは、携帯情報端末の美観向上のため、その表面平滑性が高いことが望まれる。また、サファイア板は、機械的強度、化学安定性、熱安定性に優れてはいるものの、研磨速度が低いという問題がある。

研磨速度の問題に対し、例えば、特許文献１には、極性面（Ｃ面）の研磨に使用される研磨液組成物であって、ポリエチレングリコール等の表面吸着剤を所定量含むことにより、研磨速度の向上と、表面欠陥（オレンジピール）の発生の抑制を可能とした、研磨液組成物が開示されている。特許文献２には、アルカノールアミン化合物及びパーフルオロアルキル基を有するフッ素系化合物のうちの少なくとも一種を含有することにより、研磨速度が向上させ、表面粗度を低減できる、サファイア基板用研磨液組成物が開示されている。特許文献３には、アルカノールアミン及びアルキルアミンからなる群から選ばれる１種以上の有機アミンを含む電子材料用研磨液が、特許文献４には、脂肪族アミン型ノニオン性界面活性剤を含む電子材料用研磨液が、特許文献５には、アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物等のノニオン性界面活性剤を含む電子材料用研磨液が、特許文献６には、炭素数８〜３６の脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物を含む電子材料用研磨液が、特許文献７には、アミン基及び少なくとも１つの極性部分を含み、該極性部分が少なくとも１つの酸素原子を含有する化合物を含む研磨剤を用いた基材の研磨方法が開示されている。これらの文献には、研磨対象がサファイア基板であることを開示した文献が含まれているが、当該文献には被研磨面が非極性面（Ａ面、Ｍ面、Ｒ面等）であることは開示していない。

特開２０１４−０００６４１号公報 特開２００９−２９７８１８号公報 特開２０１４−１２５６２８号公報 特開２０１４−１２４７６０号公報 特開２０１４−１２４７５９号公報 特開２０１３−３２５０３号公報 特表２００４−５２９４８８号公報

サファイア板には、その結晶構造に起因して、極性面と非極性面とがある。極性面としては例えばＣ面が挙げられ、非極性面としてはＡ面等の無極性面、Ｍ面、Ｒ面等の半極性面が挙げられる。非極性面に比較して極性面は研磨等の加工がしやすく、サファイア板としては主にＣ面が利用されている。一方、Ａ面等の非極性面は、極性面よりも強度や安定性といった硬脆材料として優れた性質を有する反面、研磨等の加工における負荷が非常に高い。よって、サファイア板の非極性面においては、スクラッチ数の低減等の表面平滑性の向上、及び研磨速度の向上が困難であった。例えば、ポリエチレングリコール等のポリアルキレンオキサイドを研磨助剤として含む特許文献１に開示の研磨液組成物を用いても、研磨速度は向上しないし、それどころか、当該研磨助剤が含まれることにより研磨速度が低下してしまう。

上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、研磨液組成物に特定の化合物を含有させることにより、驚くべきことに、サファイア板の非極性面研磨において、スクラッチが低減し、かつ研磨速度が向上することを見いだし、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とを可能とする、サファイア板の非極性面用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法、並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供する。

本発明の研磨液組成物は、砥粒Ａと、１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂと、水系媒体と、を含有する、サファイア板の非極性面用研磨液組成物である。

サファイア板の非極性面とは、サファイア板の無極性面及び半極性面から選ばれる１種以上をいう。サファイア板の非極性面用研磨液組成物とは、被研磨サファイア板の非極性面を研磨するために用いられる、サファイア板用研磨液組成物をいう。

本発明の被研磨サファイア板の研磨方法は、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法である。

本発明のサファイア板の製造方法は、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法である。

本発明によれば、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とを可能とする、サファイア板の非極性面用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供できる。

本発明は、サファイア板の非極性面用研磨液組成物に、１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂが含まれていると、当該研磨液組成物を、被研磨サファイア板の非極性面の研磨に用いた場合、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とが可能となる、という知見に基づく。「オキシアルキレン基の平均付加モル数」は、化合物Ｂの１分子内に含まれるオキシアルキレン基のモル数の平均値であることから、「オキシアルキレン基の平均モル数」と言うこともできる。

本発明の研磨液組成物を、被研磨サファイア板の非極性面の研磨に用いた場合、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とが可能となる理由については明らかではないが、窒素含有基の窒素原子が、被研磨サファイア板表面に吸着し、オキシアルキレン基が、被研磨サファイア板の非極性面よりも相対的に化学的に不安定な砥粒の表面に選択的に吸着することにより、砥粒の凝集を抑制し、有効砥粒数を増大し且つ有効砥粒の粒径が小さくなるため、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減の両方が可能となったものと推察される。

本発明において「スクラッチ」とは、長さが１００μｍ以上の線状の微細な傷である。前記スクラッチ数は、例えば、後述の実施例に記載の方法で測定できる。

本発明の研磨液組成物は、砥粒Ａと、１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂ（以下、単に「化合物Ｂ」ともいう。）と、水系媒体と、を含有する。

[砥粒Ａ]
本発明の研磨液組成物は、砥粒Ａを含む。砥粒Ａとしては、研磨速度の観点から、無機粒子が好ましく、シリカ粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、ダイヤモンド粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化マンガン粒子、窒化ホウ素粒子、及び酸化チタニウム粒子から選ばれる１種以上の粒子が挙げられる。砥粒Ａは、研磨速度とスクラッチ低減の両立の観点から、好ましくはシリカ粒子、アルミナ粒子、酸化ケイ素粒子、及びダイヤモンド粒子から選ばれる１種以上の粒子、より好ましくはシリカ粒子、アルミナ粒子及びダイヤモンド粒子から選ばれる１種以上の粒子、更に好ましくはシリカ粒子である。

砥粒Ａの平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは１００００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、更に好ましくは２００ｎｍ以下である。

本発明の研磨液組成物中の砥粒Ａの含有量は、研磨速度の向上の観点から、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上が更に好ましく、そして、研磨液組成物のコスト低減及び保存安定性の向上の観点から、５５質量％以下が好ましく、５０質量％以下がより好ましく、４５質量％以下が更に好ましい。

（シリカ粒子）
好ましい砥粒Ａであるシリカ粒子（以下、「シリカ粒子Ａ」ともいう）の平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以下、更に好ましくは２００ｎｍ以下である。前記平均二次粒径は、動的光散乱法で測定することができ、例えば、実施例に記載の方法により測定できる。

前記シリカ粒子ＡのＢＥＴ比表面積は、研磨速度向上の観点から、好ましくは１０ｍ²/ｇ以上、より好ましくは２０ｍ²/ｇ以上、更に好ましくは３０ｍ²/ｇ以上、そして、同様の観点から、好ましくは２００ｍ²/ｇ以下、より好ましくは１００ｍ²/ｇ以下、更に好ましくは６０ｍ²/ｇ以下である。前記比表面積は、例えば、実施例に記載の方法により測定できる。

前記シリカ粒子Ａの平均一次粒径は、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以下、更に好ましくは２００ｎｍ以下、更により好ましくは１５０ｎｍ以下であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは４５ｎｍ以上、より好ましくは７０ｎｍ以上である。前記平均一次粒径は、例えば、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。

本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子Ａの粒子形状としては、球状及び非球状のシリカ粒子が挙げられ、研磨速度の向上の観点から、好ましくは球状のシリカ粒子及び以下に示す異形型のシリカ粒子Ａｂから選ばれる少なくとも１種であり、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減との両立の観点から、より好ましくは球状のシリカ粒子である。

前記非球状シリカ粒子の絶対最大長の平均値（以下、「平均絶対最大長」ともいう。）は、研磨速度向上の観点から、好ましくは８０ｎｍ以上、より好ましくは９０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、更により好ましくは１１０ｎｍ以上、更により好ましくは１２０ｎｍ以上であり、そして、同様の観点から、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは４００ｎｍ以下、更に好ましくは３００ｎｍ以下、更により好ましくは２００ｎｍ以下、更により好ましくは１５０ｎｍ以下である。ここで、前記絶対最大長とは、電子顕微鏡観察等で投影された粒子の輪郭線上の任意の２点間の距離の最大長をいう。平均絶対最大長は、実施例に記載の方法により求めることができる。

前記非球状シリカ粒子の面積比（ａ／ｂ×１００）の平均値は、研磨速度向上の観点から、９０％以下であることが好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、好ましくは５０％以上、より好ましくは５５％以上、更に好ましくは６５％以上、更により好ましくは７０％以上である。ここで、ａは、電子顕微鏡観察等で得られる該粒子の投影面積であり、ｂは、前記絶対最大長を直径とする円の面積である。面積比（ａ／ｂ×１００）の平均値は、実施例に記載の方法により求めることができる。

前記非球状のシリカ粒子としては、研磨速度向上の観点から、好ましくは、シリカ粒子Ａの二次粒径よりも粒径が小さいシリカ粒子を前駆体粒子として、複数の前駆体粒子が、凝集又は融着した形状である。非球状のシリカ粒子としては、同様の観点から、金平糖型のシリカ粒子Ａａ、異形型のシリカ粒子Ａｂ、及び異形かつ金平糖型のシリカ粒子Ａｃから選ばれる少なくとも１種のシリカ粒子であることが好ましく、異形型のシリカ粒子Ａｂがより好ましい。

前記金平糖型のシリカ粒子Ａａ（以下、「粒子Ａａ」ともいう）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。粒子Ａａは、好ましくは、最も大きい前駆体粒子ａ１と、粒径が前駆体粒子ａ１の１／５以下である１個以上の前駆体粒子ａ２とが、凝集又は融着した形状である。粒子Ａａは、好ましくは粒径の小さい複数の前駆体粒子ａ２が粒径の大きな１個の前駆体粒子ａ１に一部埋没した状態である。粒子Ａａは、例えば、特開２００８−１３７８２２号公報に記載の方法により、得られうる。前駆体粒子の粒径は、ＴＥＭ等による観察画像において１個の前駆体粒子内で測定される円相当径、すなわち、前駆体粒子の投影面積と同じ面積である円の直径として求められうる。シリカ粒子Ａｂ及びシリカ粒子Ａｃにおける前駆体粒子の粒径も同様に求めることができる。

前記異形型のシリカ粒子Ａｂ（以下、「粒子Ａｂ」ともいう）は、２個以上の前駆体粒子、好ましくは２個以上１０個以下の前駆体粒子が凝集又は融着した形状のシリカ粒子をいう。粒子Ａｂは、好ましくは、最も小さい前駆体粒子の粒径を基準にして、粒径が１．５倍以内の２個以上の前駆体粒子が、凝集又は融着した形状である。粒子Ａｂは、例えば、特開２０１５−８６１０２号公報に記載の方法により、得られうる。

前記異形かつ金平糖型のシリカ粒子Ａｃは、前記粒子Ａｂを前駆体粒子ｃ１とし、最も大きい前駆体粒子ｃ１と、粒径が前駆体粒子ｃ１の１／５以下である１個以上の前駆体粒子ｃ２とが、凝集又は融着した形状である。

シリカ粒子Ａとしては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられ、研磨された被研磨対象物の平滑性向上の観点から、好ましくはコロイダルシリカである。

前記シリカ粒子Ａの使用形態としては、操作性の観点からスラリー状が好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子Ａがコロイダルシリカである場合、製造容易性及び経済性の観点から、コロイダルシリカは、水ガラスやアルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましく、水ガラスから得たものであることがより好ましい。水ガラスから得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。

前記シリカ粒子Ａは、粒子表面をシランカップリング剤等で表面処理されたものであってもよく、研磨速度向上の観点から、好ましくは表面処理されていないシリカ粒子である。前記シリカ粒子Ａは、Ａｌ、Ｚｒ等のＳｉ以外の無機元素を含んでも良い。シリカ粒子中のＳｉＯ₂の含有量は、研磨速度向上の観点から、無水酸化物換算で、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、更に好ましくは９９質量％以上である。

本発明の研磨液組成物に含まれる砥粒Ａがシリカ粒子である場合、研磨液組成物に含まれるシリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から、無水酸化物（ＳｉＯ₂）換算濃度で、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上が更に好ましく、そして、研磨液組成物のコスト低減及び保存安定性の向上の観点から、ＳｉＯ₂換算濃度で、５０質量％以下が好ましく、４５質量％以下がより好ましく、４０質量％以下が更に好ましい。

（アルミナ粒子）
アルミナ粒子としては、α−アルミナ、中間アルミナ、アモルファスアルミナ、ヒュームドアルミナ等が挙げられるが、これらのなかでも、研磨速度向上の観点から、好ましくはα−アルミナである。

アルミナ粒子の平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、好ましくは２００ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上、更に好ましくは３００ｎｍ以上、更により好ましくは３５０ｎｍ以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは１００００ｎｍ以下、より好ましくは９５０ｎｍ以下、更に好ましくは９００ｎｍ以下、更により好ましくは８００ｎｍ以下である。前記平均二次粒径は、動的光散乱法で測定することができ、例えば、実施例に記載の方法により求めることができる。

アルミナ粒子のα化率は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上である。前記α化率は、粉末Ｘ線回折により測定でき、例えば、実施例の方法により測定できる。

本発明の研磨液組成物中のアルミナ粒子のＢＥＴ比表面積は、スクラッチ数の低減の観点から１ｍ²/ｇ以上が好ましく、２ｍ²/ｇ以上がより好ましく、４ｍ²/ｇ以上が更に好ましく、そして、研磨速度向上の観点から、２００ｍ²/ｇ以下が好ましく、１００ｍ²/ｇ以下がより好ましく、６０ｍ²/ｇ以下が更に好ましい。

本発明の研磨液組成物に含まれる砥粒Ａがアルミナ粒子である場合、研磨液組成物に含まれるアルミナ粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、更に好ましくは７質量％以上、更により好ましくは１０質量％以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、更に好ましくは４０量％以下である。

（ＳｉＣ粒子）
ＳｉＣ粒子の平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、好ましくは２００ｎｍ以上、より好ましくは２５０ｎｍ以上、更に好ましくは３００ｎｍ以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは１００００ｎｍ以下、より好ましくは５０００ｎｍ以下、更に好ましくは１０００ｎｍ以下である。前記平均二次粒径は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。

本発明の研磨液組成物に含まれる砥粒ＡがＳｉＣ粒子である場合、研磨液組成物に含まれるＳｉＣ粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から、好ましくは３質量％以上、より好ましくは５質量％以上、更に好ましくは７質量％以上、更により好ましくは１０質量％以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、更に好ましくは４０量％以下である。

（ダイヤモンド粒子）
ダイヤモンド粒子としては、単結晶ダイヤモンド粒子、単結晶ダイヤモンド粒子に熱処理を施した単結晶ダイヤモンド粒子、多結晶ダイヤモンド粒子等が挙げられるが、これらのなかでも、製造コスト低減の観点から、好ましくは多結晶ダイヤモンド粒子である。

ダイヤモンド粒子の平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは５ｎｍ以上、更に好ましくは１０ｎｍ以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは１０００ｎｍ以下、より好ましくは５００ｎｍ以下、更に好ましくは３００ｎｍ以下である。前記ダイヤモンド粒子の平均二次粒径は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。

本発明の研磨液組成物に含まれる砥粒Ａがダイヤモンド粒子である場合、研磨液組成物に含まれるダイヤモンド粒子の含有量は、研磨速度の向上の観点から、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは３質量％以上、更に好ましくは５質量％以上、更により好ましくは１０質量％以上であり、そして、スクラッチ数の低減の観点から、好ましくは５０質量％以下、より好ましくは４５質量％以下、更に好ましくは４０量％以下である。

[化合物Ｂ]
本発明の研磨液組成物は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減及び研磨速度向上の観点から、１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基及びアルキレンオキサイド基を有する化合物Ｂを含有する。本発明の研磨液組成物に、化合物Ｂが含まれていると、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減とが可能になると考えられる。化合物Ｂは、好ましくは水溶性である。本願において、「水溶性」とは、２０℃の水１００ｍＬに対して２ｇ以上の溶解度を有することをいう。

化合物Ｂが有する窒素含有基としては、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニム基から選ばれる１種以上、より好ましくは、３級アミノ基、その塩及び４級アンモニウム基である。

窒素含有基が塩の形態を取る場合の対イオンとしては、好ましくは水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。

化合物Ｂの１分子中に含まれる窒素含有基数は、研磨速度の向上の観点から、１以上であり、好ましくは２以上であり、そして、研磨液組成物の安定性向上の観点から、好ましくは１０以下、より好ましくは７以下、更に好ましくは５以下である。

化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは２０以上、更により好ましくは４０以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１５０以下、より好ましくは１３０以下、更に好ましくは１１０以下、更により好ましくは１００以下である。

化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数を、化合物Ｂの１分子中に含まれる前記窒素含有基数で除した値は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、更により好ましくは１５以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは７０以下、更により好ましくは６０以下である。

化合物Ｂが有するオキシアルキレン基は、好ましくはオキシエチレン基（ＥＯ）及びオキシプロピレン基（ＰＯ）から選ばれる１種以上であり、化合物Ｂが有するオキシアルキレン基は、より好ましくはオキシエチレン基を含む。化合物Ｂは、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは、−（ＥＯ）a−で表わされるオキシエチレン基又はポリオキシエチレン基、及び−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基のうちの１種以上を含み、より好ましくは−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基を含む。−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基において、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくはａ＞ｂの関係が満たされる。ここで、ａはオキシエチレン基の平均構成単位数、ｂはオキシプロピレン基の平均構成単位数であり、−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基において、ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。

化合物Ｂの１分子中に含まれるＥＯの平均付加モル数は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは３以上、更に好ましくは５以上、更により好ましくは７以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１２０以下、より好ましくは９０以下、更に好ましくは７０以下、更により好ましくは５０以下である。

化合物Ｂの１分子中に含まれるＥＯの平均付加モル数を、化合物Ｂの１分子中に含まれる窒素含有基数で除した値は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、更により好ましくは１５以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは７０以下、更により好ましくは６０以下である。

化合物Ｂの１分子中に含まれるＥＯとＰＯとの平均付加モル数の合計は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは２０以上、更により好ましくは４０以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１５０以下、より好ましくは１３０以下、更に好ましくは１１０以下、更により好ましくは１００以下である。

化合物Ｂの１分子中に含まれるＥＯとＰＯとの平均付加モル数の合計を、化合物Ｂの１分子中に含まれる窒素含有基数で除した値は、研磨速度の向上及びスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、更により好ましくは１５以上であり、そして、研磨速度の向上の観点から、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは６０以下、更により好ましくは５０以下である。

化合物Ｂの具体例は、研磨速度向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは下記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされる化合物及び国際特許公報2014/104288号公報に記載の一般式（Ｉ）で表わされる化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物、より好ましくは下記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされる化合物及び国際特許公報2014/104288号公報に記載の一般式（Ｉ−１）で表わされる化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物である。化合物Ｂは、研磨速度向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは窒素含有基を１つのみ有するアルキルアミンの窒素原子に３個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物、エチレンジアミン骨格の窒素原子に各々２個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物、及び主鎖に窒素含有基が複数含まれポリオキシアルキレン基を含む側鎖を有する、櫛形分子構造の化合物から選ばれる１種以上の化合物であり、より好ましくは主鎖に窒素含有基が複数含まれポリオキシアルキレン基を含む側鎖を有する、櫛形分子構造の化合物及びエチレンジアミン骨格の窒素原子に各々２個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物から選ばれる１種以上の化合物である。

上記式（Ｉ）において、Ｒ¹は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基であり、Ｒ²、Ｒ³は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数１以上２０以下の炭化水素基である。ｎ１及びｎ２は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上４０以下である。ｍ１及びｍ２はＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上４０以下である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。ｎ１+ｎ２は、ＥＯの平均付加モル数であって、２以上８０以下であり、ｍ１+ｍ２は、ＰＯの平均付加モル数であって、０以上８０以下である。

Ｒ¹は、好ましくはアルキル基である。Ｒ¹の炭素数は、好ましくは２以上、より好ましくは８以上、更に好ましくは１６以上であり、そして、２０以下、好ましくは１８以下である。Ｒ²、Ｒ³は、同一又は異なって、好ましくは水素原子又は炭素数１以上２０以下の炭化水素基、より好ましくは水素原子又はメチル基、更に好ましくはそれぞれ水素原子である。ｎ１+ｎ２は、２以上、好ましくは４以上、より好ましくは８以上、更に好ましくは１６以上であり、そして、好ましくは４０以下、より好ましくは２０以下である。ｍ１+ｍ２は、好ましくは０以上２以下である。

上記式（Ｉ）で表わされる化合物Ｂは、研磨速度向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは１級アミンのポリオキシアルキレン付加物である。上記式（Ｉ）において、窒素含有基が塩の形態を取っていてもよい。窒素含有基が塩の形態をとる場合の対イオンとしては、好ましくは水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。

上記式（II）において、Ｒ⁴は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基及びＮＨ₂から選ばれる少なくとも１種であり、Ｒ⁵、Ｒ⁶は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、ｘはＥＯの平均付加モル数であって１以上３０以下であり、ｙはＰＯの平均付加モル数であって０以上１０以下である。Ｘ¹、Ｘ²は、同一又は異なって、炭素数１以上５以下のアルカンジイル基、及び単結合から選ばれる少なくとも一種である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。

Ｒ⁴は、好ましくは炭素数１以上１０以下のアルキル基及びＮＨ₂から選ばれる少なくとも１種、より好ましくはメチル基及びＮＨ₂から選ばれる少なくとも１種である。Ｒ⁵、Ｒ⁶は、好ましくは水素原子である。Ｘ¹は、好ましくは炭素数２以上３以下のアルカンジイル基及び単結合から選ばれる少なくとも１種である。Ｘ²は、好ましくは単結合である。

上記式（II）において、窒素含有基が塩の形態を取っていてもよい。窒素含有基が塩の形態をとる場合の対イオンとしては、好ましくは水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。

上記式（III）において、Ｒ⁷は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基であり、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ⁹は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、Ｙ^1-は、水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。ｐ１、ｐ２、ｐ３は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上５以下である。ｑ１、ｑ２、ｑ３は、ＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上５以下である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。ｐ１+ｐ２+ｐ３は、ＥＯの平均付加モル数であって、１以上２０以下であり、ｑ１+ｑ２+ｑ３は、ＰＯの平均付加モル数であって、１以上１０以下である。

Ｒ⁷は、好ましくはアルキル基である。Ｒ⁷の炭素数は、好ましくは８以上１８以下である。Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ⁹は、好ましくは水素原子である。ｐ１+ｐ２+ｐ３は、好ましくは１以上１０以下である。ｑ１+ｑ２+ｑ３は、好ましくは０である。Ｙ^1-は、好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種、より好ましくは水酸化物イオンである。上記式(III）で表わされる化合物Ｂは、研磨速度向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくは４級アンモニウム基のポリオキシアルキレン付加物である。

上記式（ＩＶ）において、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、Ｘ³は、炭素数２以上８以下のアルカンジイル基である。ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は、ＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上２０以下である。ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上２０以下である。ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４は、ＰＯの平均付加モル数であって、４以上８０以下であり、ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４は、ＥＯの平均付加モル数であって、４以上８０以下である。

Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴は、同一又は異なって、好ましくは水素原子である。Ｘ³の炭素数は、好ましくは２以上であり、そして、好ましくは６以下、より好ましくは３以下、更に好ましくは２である。ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は、好ましくはそれぞれ１以上１５以下である。ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４は好ましくはそれぞれ０以上１５以下である。ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４は好ましくは４以上６０以下である。ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４は好ましくは０以上６０以下である。

上記式（ＩＶ）で表わされる化合物Ｂは、研磨速度向上とスクラッチ数の低減の観点から、好ましくはアミノ基を構成する窒素原子に２個のポリオキシアルキレン基が結合された、アルキレンポリアミンのオキシアルキレン付加物である。上記式（ＩＶ）において、窒素含有基が塩の形態を取っていてもよい。窒素含有基が塩の形態をとる場合の対イオンとしては、好ましくは水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。

国際特許公報2014/104288号公報に記載の一般式（Ｉ）で表わされる化合物の好ましい態様は、当該公報の段落［００１２］〜[００２９]に記載の内容と同じであり、より好ましくは段落[００２７]〜[００２９]に記載の内容と同じである。

研磨液組成物における化合物Ｂの含有量は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは１０質量ｐｐｍ以上、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは１５０質量ｐｐｍ以上であり、そして、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは２０００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは５００質量ｐｐｍ以下、更により好ましくは３００質量ｐｐｍ以下である。

研磨液組成物中における、砥粒Ａと化合物Ｂとの含有量比［砥粒Ａの含有量／化合物Ｂの含有量］は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは１００以上、より好ましく４００以上、更に好ましくは８００以上、更により好ましくは１５００以上であり、そして、研磨速度との両立の観点から、好ましくは４００００以下、より好ましくは１００００以下、更に好ましくは８０００以下、更により好ましくは５０００以下である。

［水系媒体］
本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体としては、イオン交換水や超純水等の水、水と有機溶媒との混合媒体等が挙げられる。前記有機溶媒としては、水溶性の溶媒が挙げられ、エタノール等のアルコールが好ましい。水系媒体としては、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水が更に好ましい。本発明の水系媒体中の水の量は、経済性の観点から、９５質量％以上が好ましく、９８質量％以上がより好ましく、実質的に１００質量％が更に好ましく、１００質量％が更により好ましい。

本発明の研磨液組成物における水系媒体の含有量は、特に限定されるわけではなく、好ましくは砥粒Ａ、化合物Ｂ、及び後述する任意成分の含有量の残余である。

本発明の研磨液組成物の２５℃におけるｐＨは、研磨速度向上の観点から、好ましくは７以上、より好ましくは８以上、更に好ましくは９以上、更により好ましくは９．５以上であり、そして、砥粒安定性の観点から、好ましくは１２以下、より好ましくは１１．８以下であり、更に好ましくは１１．６以下、更により好ましくは１１．２以下である。

本発明の研磨液組成物は、その使用用途に応じて、従来から公知の任意成分を更に含んでいてもよい。本発明の研磨液組成物が、例えば、スマートフォン等の携帯情報端末用の研磨液組成物である場合、本発明の研磨液組成物は、ｐＨ調整剤、酸化剤等を更に含んでいてもよい。

［ｐＨ調整剤］
本発明の研磨液組成物には、研磨速度向上の観点から、ｐＨ調整剤が含まれていてもよい。ｐＨ調整剤としては、塩基性化合物及びその塩から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。前記塩基性化合物としては、好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水から選ばれる少なくとも１種、より好ましくは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選ばれる少なくとも１種である。

［酸化剤］
本発明の研磨液組成物には、研磨速度向上の観点から、酸化剤が更に含まれていてもよい。酸化剤としては、研磨速度向上、及び研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、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、硝酸類、硫酸類等が挙げられる。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。

前記過酸化物としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム等が挙げられる。過マンガン酸又はその塩としては、過マンガン酸カリウム等が挙げられる。クロム酸又はその塩としては、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩等が挙げられる。ペルオキソ酸又はその塩としては、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸金属塩、ペルオキソリン酸、ペルオキソ硫酸、ペルオキソホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、過フタル酸等が挙げられる。酸素酸又はその塩としては、次亜塩素、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。金属塩類としては、塩化鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、クエン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩＩ）等が挙げられる。

酸化剤としては、研磨速度向上、及び研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは、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）であり、研磨速度向上の観点、被研磨基板の表面に金属イオンが付着しない観点及び入手容易性の観点から、より好ましくは過酸化水素である。

研磨液組成物中における前記酸化剤の含有量は、研磨速度向上、及び研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは１０００質量ｐｐｍ以上、より好ましくは１５００質量ｐｐｍ以上、更に好ましくは２０００質量ｐｐｍ以上であり、そして、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは１００００質量ｐｐｍ以下、より好ましくは８５００質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは８０００質量ｐｐｍ以下である。

［研磨液組成物の調製方法］
本発明の研磨液組成物は、各成分を公知の方法で混合することにより、調製できる。研磨液組成物は、経済性の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。前記研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。

次に、本発明の研磨液組成物を用いた、本発明のサファイア板の製造方法の一例、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例について説明する。

［被研磨対象］
本発明の研磨剤組成物は、被研磨サファイア板の非極性面を研磨するために、好適に用いられる。被研磨サファイア板の非極性面としては、無極性面及び半極性面が挙げられ、本発明の効果をより顕著に発現する観点から、好ましくは無極性面である。無極性面としては、好ましくはＡ面である。半極性面としては、Ｍ面及びＲ面が挙げられ、好ましくはＲ面である。

本発明のサファイア板の製造方法の一例（「本発明の製造方法の一例」と略称する場合もある。）、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例（「本発明の研磨方法の一例」と略称する場合もある。）において研磨される被研磨対象の形状としては、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、レンズ等の曲面部を有する形状が挙げられる。本発明の研磨液組成物は、中でも、前記携帯情報端末のカバーガラスとして用いられるサファイア板の製造方法の研磨工程で使用される研磨液組成物として適している。

故に、本発明のサファイア板の製造方法の一例は、携帯情報端末用サファイア板の製造方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む。また、本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例は、携帯情報端末用サファイア板の研磨方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む。

前記被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程は、好ましくはサファイア単結晶インゴットを薄円板状にスライスして得たウェーハを平面化する第一研磨工程（粗研磨工程）と粗研磨されたウェーハ表面を鏡面化する第二研磨工程（仕上げ研磨工程）を含む。本発明の研磨液組成物は、前記第一研磨工程及び第二研磨工程のいずれにも使用できる。本発明の研磨液組成物が砥粒としてシリカ粒子を含む場合、当該研磨液組成物は、サファイア板の生産性の向上と表面平滑性向上の両立の観点から、第二研磨工程に使用するのが好ましい。本発明の研磨液組成物が砥粒としてダイヤモンド粒子を含む場合、当該研磨液組成物は、サファイア板の生産性の向上の観点から、第一研磨工程に使用するのが好ましく、そして、シリカ粒子と併用して第二研磨工程に使用するのが好ましい。

本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例で用いる研磨装置としては、被研磨サファイア板を保持する冶具（キャリア：アラミド製等）と研磨布（研磨パッド）とを備える研磨装置を用いることができ、両面研磨装置及び片面研磨装置のいずれであってもよい。

前記研磨パッドは、従来公知のものが使用できる。研磨パッドの材質としては、有機高分子等が挙げられ、前記有機高分子としては、例えば、ポリウレタンが挙げられる。前記研磨パッドの形状は、不織布状が好ましい。不織布状の研磨パッドの市販品としては、「ＳＵＢＡ８００」（ニッタハース製）が好適に用いられる。

該研磨装置を用いる、本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、被研磨サファイア板をキャリアで保持し研磨パッドを貼り付けた研磨定盤で被研磨サファイア板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨パッドと被研磨サファイア板との間に供給し、被研磨サファイア板と前記研磨パッドとを接触させながら、研磨パッド及び被研磨サファイア板のいずれか一方又は両方を動かすことにより、被研磨サファイア板を研磨する。

本発明の製造方法の一例及び研磨方法の一例における研磨荷重は、研磨速度向上の観点から、５０ｇ／ｃｍ²以上が好ましく、１００ｇ／ｃｍ²以上がより好ましく、１５０ｇ／ｃｍ²以上が更に好ましく、２００ｇ／ｃｍ²以上が更により好ましく、そして、研磨装置及びパッドの耐久性の観点から、１０００ｇ／ｃｍ²以下が好ましく、６００ｇ／ｃｍ²以下がより好ましい。前記研磨荷重の調整は、定盤や被研磨サファイア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。研磨荷重は、研磨時に被研磨サファイア板の研磨面に加えられる定盤の圧力を意味する。

本発明の研磨液組成物の供給方法は、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法、研磨の直前の供給ライン内等で前記構成成分を混合して供給する方法等を用いることができる。研磨速度向上の観点及び装置負荷低減の観点から、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で、研磨液組成物を、研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法が好ましい。

研磨液組成物の供給速度は、コスト低減の観点から、被研磨サファイア板１ｃｍ²あたり、好ましくは２０ｍＬ／分以下、より好ましくは１０ｍＬ／分以下、更に好ましくは５ｍＬ／分以下であり、そして、研磨速度向上の観点から、被研磨サファイア板１ｃｍ²あたり、好ましくは０．０１ｍＬ／分以上、より好ましくは０．１ｍＬ／分以上、更により好ましくは０．５ｍＬ／分以上である。

本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、本発明の研磨液組成物を用いているので、被研磨サファイア板の研磨速度が速く、研磨後のサファイア板表面のスクラッチ数を低減できる。

本発明は、更に以下〈１〉〜〈14〉を開示する。

〈１〉 砥粒Ａと、
１分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂと、
水系媒体と、を含有する、サファイア板の非極性面用研磨液組成物。
〈２〉 前記オキシアルキレン基は、好ましくはオキシエチレン基（ＥＯ）及びオキシプロピレン基（ＰＯ）から選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは、−（ＥＯ）a−で表わされるオキシエチレン基又はポリオキシエチレン基、及び−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基のうちの１種以上を含み、更に好ましくは−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基を含む、前記〈１〉に記載の研磨液組成物。
ただし、好ましくはａ＞ｂであり、−（ＥＯ）ａ（ＰＯ）ｂ−で表わされるポリオキシアルキレン基において、ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。
〈３〉 化合物Ｂが、好ましくはポリオキシアルキレン基を含み、前記オキシアルキレン基は前記ポリオキシアルキレン基を構成している、前記〈１〉又は〈２〉に記載の研磨液組成物。
〈４〉 化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数を、化合物Ｂの１分子中に含まれる前記窒素含有基数で除した値が、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは１０以上、更により好ましくは１５以上であり、そして、好ましくは１００以下、より好ましくは８０以下、更に好ましくは７０以下、更により好ましくは６０以下である前記〈１〉から〈３〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈５〉 化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数が、好ましくは２以上、より好ましくは５以上、更に好ましくは２０以上、更により好ましくは４０以上であり、そして、好ましくは１５０以下、より好ましくは１３０以下、更に好ましくは１１０以下、更により好ましくは１００以下である、前記〈１〉から〈４〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈６〉 化合物Ｂは、好ましくは窒素含有基を１つのみ有するアルキルアミンの窒素原子に３個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物、エチレンジアミン骨格の窒素原子に各々２個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物、及び主鎖に窒素含有基が複数含まれポリオキシアルキレン基を含む側鎖を有する、櫛形分子構造の化合物から選ばれる１種以上の化合物、より好ましくは主鎖に窒素含有基が複数含まれポリオキシアルキレン基を含む側鎖を有する、櫛形分子構造の化合物及びエチレンジアミン骨格の窒素原子に各々２個のポリオキシアルキレン基が結合した化合物から選ばれる１種以上の化合物である、前記〈１〉から〈５〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈７〉 化合物Ｂは、下記式（Ｉ）〜（ＩＶ）で表わされる化合物からなる群から選ばれる１種以上の化合物である、前記〈１〉から〈６〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
下記式（Ｉ）、（II）及び（ＩＶ）において、窒素含有基が塩の形態を取っていてもよく、窒素含有基が塩の形態をとる場合の対イオンとしては、好ましくは水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種であり、より好ましくは水酸化物イオン及び塩化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。

ただし、上記式（Ｉ）において、Ｒ¹は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基であり、Ｒ²、Ｒ³は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数１以上２０以下の炭化水素基である。ｎ１及びｎ２は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上４０以下である。ｍ１及びｍ２はＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上４０以下である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。ｎ１+ｎ２は、ＥＯの平均付加モル数であって、２以上８０以下であり、ｍ１+ｍ２は、ＰＯの平均付加モル数であって、０以上８０以下である。

ただし、上記式（II）において、Ｒ⁴は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基及びＮＨ₂から選ばれる少なくとも１種であり、Ｒ⁵、Ｒ⁶は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、ｘはＥＯの平均付加モル数であって１以上３０以下であり、ｙはＰＯの平均付加モル数であって０以上１０以下である。Ｘ¹、Ｘ²は、同一又は異なって、炭素数１以上５以下のアルカンジイル基、及び単結合から選ばれる少なくとも一種である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。

ただし、上記式（III）において、Ｒ⁷は、炭素数１以上２０以下の炭化水素基であり、Ｒ⁸、Ｒ¹⁰、Ｒ⁹は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、Ｙ^1-は、水酸化物イオン、塩化物イオン及びヨウ化物イオンから選ばれる少なくとも１種である。ｐ１、ｐ２、ｐ３は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上５以下である。ｑ１、ｑ２、ｑ３は、ＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上５以下である。ＥＯとＰＯの配列はブロックでもランダムでもよい。ｐ１+ｐ２+ｐ３は、ＥＯの平均付加モル数であって、１以上２０以下であり、ｑ１+ｑ２+ｑ３は、ＰＯの平均付加モル数であって、１以上１０以下である。

ただし、上記式（ＩＶ）において、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴は、同一又は異なって、水素原子及び炭素数１以上２０以下の炭化水素基から選ばれる少なくとも１種であり、Ｘ³は、炭素数２以上８以下のアルカンジイル基である。ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は、ＰＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって１以上２０以下である。ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４は、ＥＯの平均構成単位数であり、同一又は異なって０以上２０以下である。ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４は、ＰＯの平均付加モル数であって、４以上８０以下であり、ｙ１＋ｙ２＋ｙ３＋ｙ４は、ＥＯの平均付加モル数であって、４以上８０以下である。
〈８〉 前記研磨液組成物中における、砥粒Ａと化合物Ｂとの含有量比［砥粒Ａの含有量／化合物Ｂの含有量］が、好ましくは１００以上、より好ましく４００以上、更に好ましくは８００以上、更により好ましくは１５００以上であり、そして、好ましくは４００００以下、より好ましくは１００００以下、更に好ましくは８０００以下、更により好ましくは５０００以下である。前記〈１〉から〈７〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈９〉 砥粒Ａが、好ましくはシリカ粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、及びダイヤモンド粒子から選ばれる１種以上の砥粒、より好ましくはシリカ粒子、更に好ましくは球状のシリカ粒子である、前記〈１〉から〈８〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈10〉 砥粒Ａの平均二次粒径は、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、更に好ましくは５０ｎｍ以上、更に好ましくは８０ｎｍ以上であり、そして、好ましくは１００００ｎｍ以下、より好ましくは１０００ｎｍ以下、更に好ましくは５００ｎｍ以下、更に好ましくは２００ｎｍ以下である、前記〈１〉から〈９〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈11〉 ２５℃におけるｐＨが、好ましくは７以上、より好ましくは８以上、更に好ましくは９以上、更により好ましくは９．５以上であり、そして、好ましくは１２以下、より好ましくは１１．８以下であり、更に好ましくは１１．６以下、更により好ましくは１１．２以下である、前記〈１〉から〈10〉のいずれかに記載の研磨液組成物。
〈12〉 前記〈１〉から〈11〉のいずれかに記載の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。
〈13〉 前記〈１〉から〈11〉のいずれかに記載の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法。
〈14〉被研磨サファイア板の非極性面を研磨するための、前記〈１〉から〈11〉のいずれかの研磨液組成物の使用。

下記の通り、砥粒、化合物Ｂ又はその比較対象化合物、イオン交換水、及びｐＨ調整剤を用いて、実施例１〜２６、比較例１〜２０の研磨液組成物を調製した。実施例１〜２６、比較例１〜２０の研磨液組成物における、砥粒、化合物Ｂ又はその比較対象化合物の含有量は、各々表３〜表４に記載の通りとした。尚、実施例１〜２６、比較例１〜２０の研磨液組成物の調製に用いた化合物Ｂ又はその比較対象化合物の２０℃の水１００ｍＬに対する溶解度は、いずれも２ｇ以上であった。

実施例１〜２６、比較例１〜２０の研磨液組成物の調製に用いた化合物Ｂ又はその比較対象化合物の詳細は下記表１及び表２に記載の通りである。

＜実施例１〜１９＞
イオン交換水の入ったビーカー内に、表１に記載の化合物Ｂを添加した後、球状シリカ粒子（ＢＥＴ比表面積：３１．７ｍ²/ｇ）水分散液を添加しこれらを撹拌して、化合物Ｂ添加球状シリカ粒子水分散液を得た。その後すぐに、ｐＨ調整剤として４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）を用いて化合物Ｂ添加球状シリカ粒子水分散液のｐＨを１０に調整して、表３に記載の研磨液組成物を得た。実施例１〜１９の研磨液組成物の調製に用いた球状シリカ粒子の平均一次粒径及び平均二次粒径は各々表３に記載のとおりとした。

＜実施例２０〜２１＞
４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）の添加量及び研磨液組成物のｐＨを、各々代えたこと以外は、実施例４と同様にして実施例２０〜２１の研磨液組成物を調製した。

＜実施例２２＞
実施例４の研磨液組成物と同じ研磨液組成物を、実施例２２の研磨液組成物として調製した。

＜実施例２３＞
球状シリカ粒子水分散液に代えて、アルミナ粒子（砥粒、α化率９０％、結晶子サイズ ３２ｎｍ）水分散液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして実施例２３の研磨液組成物を調製した。

＜実施例２４＞
球状シリカ粒子水分散液に代えて、非球状シリカ粒子Ａｂ（表３及び表４においては「異形シリカ」と表示。ＢＥＴ比表面積：３４．２ｍ²/ｇ）水分散液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして実施例２４の研磨液組成物を調製した。前記非球状シリカ粒子Ａｂの、平均絶対最大長は１２２．６ｎｍ、面積比（ａ／ｂ×１００）の平均値は７２．８％である。

＜実施例２５＞
球状シリカ粒子水分散液に代えて、ＳｉＣ粒子水分散液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして実施例２５の研磨液組成物を調製した。

＜実施例２６＞
球状シリカ粒子水分散液に代えて、ダイヤモンド粒子水分散液を用いたこと以外は、実施例４と同様にして実施例２６の研磨液組成物を調製した。

＜比較例１＞
化合物Ｂを添加しないこと以外は、実施例１と同様にして比較例１の研磨液組成物を調製した。

＜比較例２〜１１＞
化合物Ｂに代えて、表２及び表４に記載の化合物Ｂの比較対象化合物を添加したこと以外は、実施例１と同様にして比較例２〜１１の研磨液組成物を調製した。

＜比較例１２〜１３＞
４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）の添加量及び研磨液組成物のｐＨを、各々代えたこと以外は、比較例１と同様にして比較例１２〜１３の研磨液組成物を調製した。

＜比較例１４＞
比較例１の研磨液組成物と同じ研磨液組成物を、比較例１４の研磨液組成物として調製した。

＜比較例１５＞
実施例４の研磨液組成物と同じ研磨液組成物を、比較例１５の研磨液組成物として調製した。

＜比較例１６＞
比較例１の研磨液組成物と同じ研磨液組成物を、比較例１６の研磨液組成物として調製した。

＜比較例１７＞
化合物Ｂを添加しないこと以外は、実施例２３と同様にして比較例１７の研磨液組成物を調製した。

＜比較例１８＞
化合物Ｂを添加しないこと以外は、実施例２４と同様にして比較例１８の研磨液組成物を調製した。

＜比較例１９＞
化合物Ｂを添加しないこと以外は、実施例２５と同様にして比較例１９の研磨液組成物を調製した。

＜比較例２０＞
化合物Ｂを添加しないこと以外は、実施例２６と同様にして比較例２０の研磨液組成物を調製した。

[化合物Ｂ５の合成方法]
国際特許公報2014/104288号公報に記載の「化合物（６）」を、本願の化合物Ｂ５とした。

[化合物Ｂ６の合成方法]
国際特許公報2014/104288号公報に記載の「化合物（１１）」を、本願の化合物Ｂ６とした。

[比較対象化合物Ｂ１７の合成方法]
攪拌装置、温度制御装置を備えた容積６．０Ｌのオートクレーブにラウリルアルコール（花王（株）製「カルコール２０９８」）３７５ｇ、４８質量％水酸化カリウム水溶液１２．４ｇを仕込み、オートクレーブ内を窒素置換した後に１００℃、４．７ｋＰａにて１．０時間水分を除去した。窒素で大気圧に戻して１１０℃まで昇温した後、プロピレンオキサイド３６９４ｇを圧力０．１〜０．４ＭＰａとなるように導入しながら３６時間、付加反応を行った。１４０℃まで昇温した後、エチレンオキサイド１４０５ｇを圧力０．１〜０．４ＭＰａとなるように導入しながら１２時間付加反応を行った。その後６０℃まで冷却し、氷酢酸５．３ｇを添加し、１時間攪拌し、ラウリルオキシポリプロピレングリコール（２９）ポリエチレングリコール（１５）５４００ｇを得た。その後、攪拌装置、温度計、窒素吹き込み管、冷却管を取り付けた３リットルの４つ口フラスコに得られたラウリルオキシポリプロピレングリコール（２９）ポリエチレングリコール（１５）６５３ｇに、モノヒドロキシ酢酸３５．１ｇ、ｐ−トルエンスルホン酸・一水和物３．５ｇを仕込み、攪拌しながら、窒素置換を行った。１４０℃まで昇温した後、窒素を吹き込みながら、冷却管につないだ真空ポンプを用いて減圧（−０．１ＭＰａ）しながら、１６時間反応させた。８０℃まで温度を下げた後、無水炭酸ナトリウム２６．８ｇを添加し、２時間攪拌した。得られた液を濾紙（Ｎｏ．５Ａ）で濾過し、４８％水酸化ナトリウム溶液でpHを１０に調整することにより、ラウリルオキシポリオキシプロピレン（２９）ポリオキシエチレン（１５）オキシカルボン酸Ｎａを得た。

[砥粒Ａの各種パラメーターの測定]
（１）シリカ粒子の平均一次粒径
シリカ粒子の平均一次粒径（ｎｍ）は、ＢＥＴ（窒素吸着）法によって算出される比表面積Ｓ（ｍ²／ｇ）を用いて下記式で算出した。
平均一次粒径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ＝６／（ρ×S）
ρ：物質の密度（kg/m³）

シリカ粒子の比表面積は、下記の［前処理］をした後、測定サンプル約０．１ｇを測定セルに小数点以下４桁まで精量し、比表面積の測定直前に１１０℃の雰囲気下で３０分間乾燥した後、比表面積測定装置（マイクロメリティック自動比表面積測定装置 フローソーブＩＩＩ２３０５、島津製作所製）を用いて窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定した。

［前処理］
（ａ）シリカ粒子を含むスラリーを硝酸水溶液でｐＨ２．５±０．１に調整する。
（ｂ）前記スラリーをシャーレにとり１５０℃の熱風乾燥機内で１時間乾燥させる。
（ｃ）乾燥後、得られた試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕する。
（ｄ）粉砕された試料を４０℃のイオン交換水に懸濁させ、孔径１μｍのメンブランフィルターで濾過する。
（ｅ）フィルター上の濾過物を２０ｇのイオン交換水（４０℃）で５回洗浄する。
（ｆ）濾過物が付着したフィルターをシャーレにとり、１１０℃の雰囲気下で４時間乾燥させる。
（ｇ）乾燥した濾過物（砥粒）をフィルター屑が混入しないようにとり、乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。

（２）シリカ粒子の平均絶対最大長及び面積比の平均値
シリカ粒子を日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ．３．６）」（販売元：三谷商事）を用いて１０００〜２０００個のシリカ粒子データについて、個々のシリカ粒子の投影面積ａ及び絶対最大長を求めた。絶対最大長の平均値を平均絶対最大長とした。個々のシリカ粒子の絶対最大長を直径とする円の面積をｂとし、面積比（ａ／ｂ×１００）（％）を算出し、その平均値を面積比（ａ／ｂ×１００）の平均値とした。

（３）平均二次粒径
砥粒Ａの平均二次粒径（ｎｍ）は、砥粒の０．２５質量％水溶液をＤｉｓｐｏｓａｂｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｃｕｖｅｔｔｅ（ポリスチレン製 １０ｍｍセル）に下底からの高さ１０ｍｍまで入れ、動的光散乱法（装置名：ゼータサイザーＮａｎｏ ＺＳ、シスメックス（株）製）を用いて測定した。前記水溶液の調製には、イオン交換水を用いた。

（４）アルミナ粒子のα化率及び結晶子サイズ
アルミナスラリー２０ｇを１０５℃で５時間乾燥させ、得られた乾燥物を乳鉢で解砕して粉末Ｘ線回折用サンプルを得た。各サンプルを粉末Ｘ線回折法にて分析し、１０４面におけるピーク面積を比較した。粉末Ｘ線回折法による測定条件は下記のとおりとした。
測定条件；
装置：（株）リガク製、粉末Ｘ線解析装置 ＲＩＮＴ２５００ＶＣ
Ｘ線発生電圧：４０ｋＶ
放射線：Ｃｕ−Ｋα１線（λ＝０．１５４０５０ｎｍ）
電流：１２０ｍＡ
Ｓｃａｎ Ｓｐｅｅｄ：１０度／分
測定ステップ：０．０２度／分
α化率（％）＝（αアルミナ特有ピーク面積／全ピーク面積）×１００
また、結晶子サイズは、得られた粉末Ｘ線回折スペクトルから、粉末Ｘ線回折装置付属の粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトＪＡＤＥ（ＭＤＩ社、シェラーの式による自動計算）を用いて算出した。上記ソフトによる算出処理は、上記ソフトの取扱説明書（Ｊａｄｅ（Ｖｅｒ．５）ソフトウェア、取扱説明書 Ｍａｎｕａｌ Ｎｏ．ＭＪ１３１３３Ｅ０２、理学電機株式会社）に基づいて算出した。

［研磨液組成物のｐＨ測定］
ｐＨメーター（東亜電波工業社製、ＨＭ−３０Ｇ）を用い、２５℃にて研磨液組成物のｐＨを測定した。

［研磨評価］
直径２インチのサファイア板に対して下記の研磨条件で、実施例１〜２６、比較例１〜２０の研磨液組成物を用いて、１時間研磨を行った。尚、実施例１〜２１、２３〜２６、比較例１〜１３、１７〜２０の研磨液組成物はＡ面の研磨に、実施例２２、比較例１４の研磨液組成物はＲ面の研磨に、比較例１５〜１６の研磨液組成物はＣ面の研磨に用いた。

（研磨条件）
片面研磨機（テクノライズ製ＴＲ１５Ｍ−ＴＲＫ１、定盤径３８ｃｍ）
不織布研磨パッド（ニッタハース製ＳＵＢＡ８００）
研磨荷重３００ｇ／ｃｍ²
定盤回転数１２０ｒｐｍ
キャリア回転数１２０ｒｐｍ
研磨液流量１２０ｍＬ／ｍｉｎ（循環）
上記の研磨条件で、サファイア板を研磨した後、超純水に浸漬し、次いで、流水（超純水）で洗い流し、乾燥させた。

[研磨速度の測定］
サファイア板の研磨前後の重量変化を求め、サファイア密度（３．９８ｇ／ｃｍ³）、サファイア板面積（２０．３ｃｍ²）から研磨速度（μｍ／ｈ）を算出した。尚、表３及び表４に示した実施例１〜２１、比較例２〜１３の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例１の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「１００」とした場合の相対値であり、実施例２３〜２６の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、各々、比較例１７〜２０の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「１００」とした場合の相対値である。実施例２２の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例１４の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「１００」とした場合の相対値であり、比較例１５の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例１６の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「１００」とした場合の相対値である。

［スクラッチ数の測定方法］
測定機器：微細欠陥可視化検査装置（Ｍｉｃｒｏ−ＭＡＸ Ｓｕｒｆａｃｅ−ＥＹＥ ＶＳＦ−３００：ビジョンサイテック製）
評価：研磨の対象とした２枚のサファイア板を顕微鏡ステージに載せ、サファイア板表面に観察される長さが１００μｍ以上の線状の傷の数をスクラッチ数とした。前記２枚のサファイア板に存在するスクラッチ数の合計を２で除して、サファイア板１枚当たりのスクラッチ数を算出した。

表３及び表４に示されるように、被研磨サファイア板の非極性面の研磨に際し、実施例の研磨液組成物を用いた場合、比較例の研磨液組成物を用いる場合よりも、研磨速度は速く、且つ、研磨後のサファイア板の表面のスクラッチ数が顕著に少ない。

以上説明した通り、本発明の研磨液組成物を用いた被研磨サファイア板の非極性面の研磨において、研磨速度が速く、且つ、研磨後のサファイア板の表面のスクラッチ数が低減されている。したがって、本発明の研磨液組成物を用いれば、スマートフォン等の携帯情報端末のカバーガラスとして用いられるサファイア板の生産性が向上する。

Claims (9)

1. 砥粒Ａと、
   １分子内に１級アミノ基、２級アミノ基、３級アミノ基、それらの塩、及び４級アンモニウム基から選ばれる１種以上の窒素含有基とオキシアルキレン基とを有し、オキシアルキレン基の平均付加モル数が２以上の化合物Ｂと、
   水系媒体と、を含有する、サファイア板の非極性面用研磨液組成物。
2. 前記オキシアルキレン基は、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基から選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の研磨液組成物。
3. 化合物Ｂがポリオキシアルキレン基を含み、前記オキシアルキレン基は前記ポリオキシアルキレン基を構成している、請求項１又は２に記載の研磨液組成物。
4. 化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数を、化合物Ｂの１分子中に含まれる前記窒素含有基数で除した値が、２以上１００以下である請求項１から３のいずれか一項に記載の研磨液組成物。
5. 化合物Ｂの１分子中に含まれるオキシアルキレン基の平均付加モル数が、２以上１５０以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の研磨液組成物。
6. 砥粒Ａが、シリカ粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、及びダイヤモンド粒子から選ばれる１種以上の砥粒である、請求項１から５のいずれか一項に記載の研磨液組成物。
7. ２５℃におけるｐＨが、７以上１２以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の研磨液組成物。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板の非極性面を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法。