JP6584936B2 - 磁気ディスク基板用研磨液組成物 - Google Patents

Description

本開示は、磁気ディスク基板用研磨液組成物、磁気ディスク基板の製造方法及び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。高記録密度化のためには、単位記録面積を縮小し、弱くなった磁気信号の検出感度を向上させる必要がある。そのため、磁気ヘッドの浮上高さをより低くするための技術開発が進められている。磁気ディスク基板には、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、磁気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、アルミナ粒子を砥粒として含む研磨液組成物が使用される。しかしながら、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よって、磁気ディスク基板や、磁気ディスク基板に磁性層が施された磁気ディスクの欠陥を引き起こすことがある。

そこで、アルミナ粒子を含まず、シリカ粒子を砥粒として含有する研磨液組成物が提案されている（特許文献１〜３）。

特開２０１４−１１６０５７号公報 特開２０１２−１１１８６９号公報 特開２０１４−２９７５４号公報

アルミナ粒子に代えてシリカ粒子を砥粒とした従来の研磨液組成物では、アルミナの付着や突き刺さり等によるアルミナの残留が抑制され、研磨後の基板表面の突起欠陥を低減できる。しかし、アルミナ粒子に代えてシリカ粒子を砥粒とした研磨液組成物で粗研磨を行う場合、研磨後の基板表面の長波長うねりが問題となる。そして、粗研磨における長波長うねりを低減させるためには、アルミナ粒子を含む研磨液組成物よりも長時間の研磨時間を要する。そのため、生産性の低下や、ロールオフ（端面ダレ）の増加による基板表面の平坦性の悪化という問題がある。

そこで、本開示は、砥粒としてシリカ粒子を使用した場合でも、粗研磨における研磨速度を大きく損ねることなく、さらに、粗研磨後のロールオフを大きく悪化させることなく、粗研磨後の基板表面の長波長うねりを低減できる磁気ディスク基板用研磨液組成物を提供する。

本開示は、非球状シリカ粒子Ａ及び水を含み、ｐＨが、０．５以上６．０以下であり、前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２と平均一次粒子径Ｄ１との比Ｄ２／Ｄ１が、２．１以上４．０以下であり、前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２が、１８０ｎｍ以上である、磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。

本開示は、本開示に係る研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を含む、磁気ディスク基板の製造方法に関する。

本開示は、本開示に係る研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を含み、前記被研磨基板は、磁気ディスク基板の製造に用いられる基板である、基板の研磨方法に関する。

本開示によれば、砥粒としてシリカ粒子を使用した場合でも、粗研磨における研磨速度を大きく損ねることなく、さらに、粗研磨後のロールオフを大きく悪化させることなく、粗研磨後の基板表面の長波長うねりを低減できるという効果が奏されうる。その結果、基板品質が向上した磁気ディスク基板の生産性を向上しうる。

図１は、金平糖型コロイダルシリカ砥粒の透過型電子顕微鏡（以下、「ＴＥＭ」ともいう）観察写真の一例である。 図２は、異形型コロイダルシリカ砥粒のＴＥＭ観察写真の一例である。 図３は、ロールオフ測定時の基板の測定位置を示す断面図である。

本開示は、特定の非球状シリカ粒子を砥粒として含有する研磨液組成物を粗研磨に用いることにより、研磨速度を大きく低下させることなく、そして、粗研磨後のロールオフを大きく悪化させることなく、長波長うねりを低減できるという知見に基づく。一般に、磁気ディスク基板の製造において、長波長うねりを低減できれば生産性も向上する。

特定の非球状シリカ粒子を砥粒として用いることで、研磨速度を大きく低下させることなく、そして、粗研磨後のロールオフを大きく悪化させることなく、長波長うねりを低減できるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のように推察される。被研磨基板は、通常、研磨パッドを貼り付けた定盤で被研磨基板を挟み込み、研磨液組成物を研磨機に供給しながら、定盤や被研磨基板を動かして被研磨基板を研磨する方法により研磨される。被研磨基板を挟み込んだ研磨パッドは被研磨基板の端部で変形しやすいため、基板面の中央部よりも基板面の端部において高い荷重がかかることによりロールオフが発生すると考えられる。これに対し、本開示に係る研磨液組成物では、特定の非球状シリカ粒子を用いることで、基板外周部に比べて基板内周部の研磨速度が向上し、その結果、ロールオフが抑制されると考えられる。さらに、研磨時に研磨パッドと基板との間に起こる振動の大きさを小さくすることができ、長波長うねりを低減できると考えられる。ただし、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。

すなわち、本開示に係る研磨液組成物は、非球状シリカ粒子Ａ及び水を含み、ｐＨが、０．５以上６．０以下であり、前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２と平均一次粒子径Ｄ１との比Ｄ２／Ｄ１が、２．１以上４．０以下であり、前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２が、１８０ｎｍ以上である、磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。

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長波長うねりが低減されることにより、磁気ディスクドライブにおいて磁気ヘッドの浮上量を低くすることができ、磁気ディスクの記録密度の向上が可能となる。基板表面の長波長うねりは、実施例に記載の方法により測定できる。

［非球状シリカ粒子Ａ］
本開示に係る研磨液組成物は、上述したように、非球状シリカ粒子Ａ（以下、「粒子Ａともいう」）を含有する。

粒子Ａの平均球形度は、０．６０以上が好ましく、０．７０以上がより好ましく、そして、０．８５以下が好ましく、０．８０以下がより好ましく、０．７５以下が更に好ましい。本開示において、粒子Ａの平均球形度は、少なくとも２００個の粒子Ａの球形度の平均値である。粒子Ａの球形度は、例えばＴＥＭによる観察及び画像解析ソフト等を用いて、粒子Ａの投影面積Ｓと投影周囲長Ｌとを求め、以下の式から算出できる。
球形度＝４π×Ｓ／Ｌ²
個々の粒子Ａの球形度は、前記平均球形度と同様、０．６０以上が好ましく、０．７０以上がより好ましく、そして、０．８５以下が好ましく、０．８０以下がより好ましく、０．７５以下が更に好ましい。

粒子Ａの平均短径は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、１００ｎｍ以上が好ましく、１５０ｎｍ以上がより好ましく、１８０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、５００ｎｍ以下が好ましく、４５０ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましい。

本開示において、粒子Ａの平均短径は、少なくとも２００個の粒子Ａの短径の平均値である。粒子Ａの短径は、例えばＴＥＭによる観察及び画像解析ソフト等を用いて、投影された粒子Ａの画像に外接する最小の長方形を描いたときの、前記長方形の短辺の長さである。同様に、粒子Ａの長径は、前記長方形の長辺の長さである。

粒子Ａの平均アスペクト比は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、１．１０以上が好ましく、１．１５以上がより好ましく、１．２０以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、２．００以下が好ましく、１．７０以下がより好ましく、１．５０以下が更に好ましい。

本開示において、粒子Ａの平均アスペクト比は、少なくとも２００個の粒子Ａのアスペクト比の平均値である。粒子Ａのアスペクト比は、粒子Ａの長径と短径との比（長径／短径）である。

粒子ＡのＢＥＴ比表面積は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、５０ｍ²／ｇ以下が好ましく、４０ｍ²／ｇ以下がより好ましく、３０ｍ²／ｇ以下が更に好ましく、そして、１０ｍ²／ｇ以上が好ましく、１５ｍ²／ｇ以上がより好ましく、２０ｍ²／ｇ以上が更に好ましい。本開示において、ＢＥＴ比表面積は、窒素吸着法（以下、「ＢＥＴ法」ともいう）により算出できる。具体的には、実施例に記載の測定方法により算出できる。

粒子Ａの平均一次粒子径Ｄ１は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、６０ｎｍ以上が好ましく、７０ｎｍ以上がより好ましく、８０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましく、１２０ｎｍ以下が更に好ましい。

本開示において、粒子Ａの平均一次粒子径は、ＢＥＴ比表面積Ｓ（ｍ²／ｇ）を用いて、下記式から算出できる。具体的には、実施例に記載の測定方法により算出できる。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ

粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、１８０ｎｍ以上であり、２００ｎｍ以上が好ましく、２２０ｎｍ以上がより好ましく、そして、５００ｎｍ以下が好ましく、４００ｎｍ以下がより好ましく、３００ｎｍ以下が更に好ましい。

本開示において、粒子Ａの平均二次粒子径とは、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う。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重量換算の粒径分布のことをいう。本開示における粒子Ａの平均二次粒子径は、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。

粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２と平均一次粒子径Ｄ１との粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、２．１以上であり、２．２以上が好ましく、２．４以上がより好ましく、そして、４．０以下であり、３．０以下が好ましく、２．８以下がより好ましい。

本開示において、粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、粒子Ａの異形度合いを意味し得る。一般的に動的光散乱法によって測定される平均二次粒子径Ｄ２は、シリカ粒子が異形粒子の場合、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る。ＢＥＴ法によって測定される比表面積値から換算される平均一次粒子径Ｄ１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、平均二次粒子径Ｄ２に比べると小さな数値となる。研磨速度の観点から、粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、上述の範囲のなかでも大きいことが好ましい。

粒子Ａの二次粒子径の変動係数（以下、「ＣＶ値」ともいう）は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、１０％以上が好ましく、１５％以上がより好ましく、２０％以上が更に好ましく、そして、３０％以下が好ましく、２８％以下がより好ましい。

本開示において粒子Ａの二次粒子径のＣＶ値とは、動的光散乱法により検出角９０°の散乱強度分布に基づき、測定される二次粒子径の標準偏差を平均二次粒子径で除して１００を掛けて得られる値（単位：％）をいう。前記ＣＶ値は、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。

粒子Ａとしては、例えば、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。研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、粒子Ａとしては、コロイダルシリカが好ましく、下記の特定の形状をもったコロイダルシリカがより好ましい。

粒子Ａの形状は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、好ましくは、粒子Ａの二次粒子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。粒子Ａ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。

本開示において、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（図１参照）。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長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。

本開示において、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（図２参照）。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。

本開示において、異形かつ金平糖型のシリカ粒子Ａｃ（以下、「粒子Ａｃ」ともいう）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。

粒子Ａは、好ましくは粒子Ａａ、Ａｂ及びＡｃから選ばれる１種以上を含む。粒子Ａ中の粒子Ａａ、Ａｂ及びＡｃの合計量は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、５０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましく、９０質量％以上が更により好ましく、実質的に１００質量％が更により好ましい。

粒子Ａは、粗研磨における研磨速度の低下抑制、粗研磨後のロールオフ及び長波長うねりの低減、並びに粗研磨及び仕上げ研磨後の突起欠陥低減の観点から、火炎溶融法、ゾルゲル法、及び粉砕法で製造されたものでもよいが、珪酸アルカリ水溶液を出発原料とする粒子成長法（以下、「水ガラス法」ともいう）により製造されたシリカ粒子であることが好ましい。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。

粒子Ａの粒径分布を調整する方法は、例えば、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。

研磨液組成物中の粒子Ａの含有量は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、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％以上が更に好ましく、２質量％以上が更により好ましく、そして、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％以下が更に好ましく、１５質量％以下が更により好ましい。

本開示に係る研磨液組成物が粒子Ａ以外のシリカ粒子を含有する場合、研磨液組成物中のシリカ粒子全体に対する粒子Ａの含有量は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、９８．０質量％超が好ましく、９８．５質量％以上がより好ましく、９９．０質量％以上が更に好ましく、９９．５質量％以上が更により好ましく、９９．８質量％以上が更により好ましく、実質的に１００質量％が更により好ましい。

［ｐＨ調整剤］
本開示に係る研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、０．５以上６．０以下である。本開示に係る研磨液組成物は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、長波長うねり低減、及びｐＨを調整する観点から、ｐＨ調整剤を含有することが好ましい。ｐＨ調整剤としては、同様の観点から、酸及び塩から選ばれる１種以上が好ましい。

酸としては、例えば、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、ポリリン酸、アミド硫酸等の無機酸；有機リン酸、有機ホスホン酸等の有機酸；等が挙げられる。中でも、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、リン酸、硫酸及び１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸から選ばれる少なくとも１種が好ましく、硫酸及びリン酸から選ばれる少なくとも１種がより好ましく、硫酸が更に好ましい。

塩としては、例えば、上記の酸と、金属、アンモニア及びアルキルアミンから選ばれる少なくとも１種との塩が挙げられる。上記金属の具体例としては、周期表の１〜１１族に属する金属が挙げられる。これらの中でも、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、上記の酸と、１族に属する金属又はアンモニアとの塩が好ましい。

研磨液組成物中のｐＨ調整剤の含有量は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましく、０．１質量％以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、５．０質量％以下が好ましく、４．０質量％以下がより好ましく、３．０質量％以下が更に好ましく、２．５質量％以下が更により好ましい。

［酸化剤］
本開示に係る研磨液組成物は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、酸化剤を含有してもよい。酸化剤としては、同様の観点から、例えば、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、硝酸類、硫酸類等が挙げられる。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）から選ばれる少なくとも１種が好ましく、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。

研磨液組成物中の前記酸化剤の含有量は、研磨速度向上の観点から、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、そして、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、４．０質量％以下が好ましく、２．０質量％以下がより好ましく、１．５質量％以下が更に好ましい。

［水］
本開示に係る研磨液組成物は、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挙げられる。研磨液組成物中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いが容易になるため、６１質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましく、８５質量％以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、９９質量％以下が好ましく、９８質量％以下がより好ましく、９７質量％以下が更に好ましい。

［その他の成分］
本開示に係る研磨液組成物は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、研磨速度向上剤、界面活性剤、高分子化合物等が挙げられる。前記その他の成分は、本開示の効果を損なわない範囲で研磨液組成物中に含有されることが好ましく、研磨液組成物中の前記その他の成分の含有量は、０質量％以上が好ましく、０質量％超がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、そして、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。

［アルミナ砥粒］
本開示に係る研磨液組成物は、突起欠陥の低減化の観点から、アルミナ砥粒の含有量が、０．１質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がより好ましく、０．０２質量％以下が更に好ましく、アルミナ砥粒を実質的に含まないことが更に好ましい。本開示において「アルミナ砥粒を実質的に含まない」とは、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。アルミナ粒子の研磨液組成物中の含有量は、研磨液組成物中の砥粒全量に対し、２質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下が更に好ましく、実質的に０質量％であることが更により好ましい。

［ｐＨ］
本開示に係る研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上、及び長波長うねり低減の観点から、０．５以上であり、０．７以上が好ましく、０．９以上がより好ましく、１．０以上が更に好ましく、１．２以上が更により好ましく、１．４以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、６．０以下であり、４．０以下が好ましく、３．０以下がより好ましく、２．５以下が更に好ましく、２．０以下が更により好ましい。ｐＨの調整は、前述の酸や公知のｐＨ調整剤を用いて、調整することが好ましい。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、好ましくは、ｐＨメータの電極を研磨液組成物へ浸漬して２分後の数値である。

［研磨液組成物の製造方法］
本開示に係る研磨液組成物は、例えば、粒子Ａを含むシリカスラリーと、更に所望により、ｐＨ調整剤、酸化剤及びその他の成分とを公知の方法で配合し、ｐＨを０．５以上６．０以下とすることにより製造できる。したがって、本開示は、少なくとも粒子Ａ及び水を配合する工程を含む、研磨液組成物の製造に用いられるシリカスラリーの製造方法に関する。さらに、本開示は、少なくとも粒子Ａ及び水を配合する工程を含み、必要に応じてｐＨを０．５以上６．０以下に調整する工程を含む、研磨液組成物の製造方法に関する。本開示において「配合する」とは、粒子Ａ及び水、並びに必要に応じてｐＨ調整剤、酸化剤及びその他の成分を同時に又は任意の順に混合することを含む。前記配合は、例えば、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混合器等を用いて行うことができる。研磨液組成物の製造方法における各成分の好ましい配合量は、研磨液組成物中の各成分の好ましい含有量と同じである。

本開示の研磨液組成物の製造方法は、シリカ粒子の分散性の観点から、好ましくは以下の工程を有する。
工程１：水と、ｐＨ調整剤と、任意で酸化剤を混合し、ｐＨ６．０以下の分散媒を調製する工程
工程２：前記分散媒と、粒子Ａを含むシリカスラリーとを、混合する工程
工程１において、得られる分散媒のｐＨは、研磨液組成物のｐＨが所望の値となるように調整されることが好ましい。

本開示において「研磨液組成物中の各成分の含有量」とは、研磨液組成物を研磨に使用する時点での前記各成分の含有量をいう。したがって、本開示に係る研磨液組成物が濃縮物として作製された場合には、前記各成分の含有量はその濃縮分だけ高くなりうる。

［研磨液キット］
本開示は、研磨液組成物を製造するためのキットであって、前記粒子Ａを含むシリカスラリーが容器に収納された容器入りスラリーを含む、研磨液キットに関する。本開示に係る研磨液キットは、前記容器入りスラリーとは別の容器に収納されたｐＨ６．０以下の分散媒をさらに含むことができる。本開示によれば、砥粒としてシリカ粒子を使用した場合でも、粗研磨における研磨速度を大きく損ねることなく、さらに、粗研磨後のロールオフを大きく悪化させることなく、粗研磨後の基板表面の長波長うねりを低減できる研磨液組成物が得られうる研磨液キットを提供できる。

本開示に係る研磨液キットとしては、例えば、前記粒子Ａを含有するシリカスラリー（第１液）と、被研磨物の研磨に用いる研磨液組成物に配合され得る他の成分を含む溶液（第２液）とが、相互に混合されていない状態で保存されており、これらが使用時に混合される研磨液キット（２液型研磨液組成物）が挙げられる。研磨液組成物に配合され得る他の成分としては、例えば、ｐＨ調整剤、酸化剤等が挙げられる。前記第１液及び第２液には、各々必要に応じて任意成分が含まれていても良い。該任意成分としては、例えば、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、研磨速度向上剤、界面活性剤、高分子化合物等が挙げられる。

［被研磨基板］
本開示に係る研磨液組成物が研磨の対象とする被研磨基板、磁気ディスク基板の製造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、強度と扱いやすさの観点からＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板が好ましい。本開示において「Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板」とは、アルミニウム合金基材の表面を研削後、無電解Ｎｉ−Ｐメッキ処理したものをいう。被研磨基板の表面を本開示にかかる研磨液組成物を用いて研磨する工程の後、スパッタ等でその基板表面に磁性層を形成する工程を行うことにより、磁気ディスクを製造できうる。被研磨基板の形状には、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や、レンズ等の曲面部を有する形状が挙げられ、好ましくはディスク状の被研磨基板である。ディスク状の被研磨基板の場合、その外径は、例えば１０〜１２０ｍｍであり、その厚みは、例えば０．５〜２ｍｍである。

一般に、磁気ディスクは、研削工程を経た被研磨基板が、粗研磨工程、仕上げ研磨工程を経て研磨され、磁性層形成工程を経て製造される。本開示に係る研磨液組成物は、粗研磨工程における研磨に使用されることが好ましい。

［磁気ディスク基板の製造方法］
本開示は、本開示の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程（以下、「本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程」ともいう）を含む、磁気ディスク基板の製造方法（以下、「本開示に係る基板製造方法」ともいう。）に関する。

本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程では、例えば、研磨パッドを貼り付けた定盤で被研磨基板を挟み込み、本開示に係る研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力を加えながら研磨パッドや被研磨基板を動かすことにより、被研磨基板を研磨する。

本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨荷重は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、３０ｋＰａ以下が好ましく、２５ｋＰａ以下がより好ましく、２０ｋＰａ以下が更に好ましく、そして、３ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましく、７ｋＰａ以上が更に好ましい。本開示において「研磨荷重」とは、研磨時に被研磨基板の被研磨面に加えられる定盤の圧力をいう。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。

本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程における、被研磨基板１ｃｍ²あたりの研磨量は、研磨速度向上、粗研磨後のロールオフ低減、及び長波長うねり低減の観点から、０．２０ｍｇ以上が好ましく、０．３０ｍｇ以上がより好ましく、０．４０ｍｇ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、２．５０ｍｇ以下が好ましく、２．００ｍｇ以下がより好ましく、１．６０ｍｇ以下が更に好ましい。

本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程における被研磨基板１ｃｍ²あたりの研磨液組成物の供給速度は、経済性の観点から、２．５ｍＬ／分以下が好ましく、２．０ｍＬ／分以下がより好ましく、１．５ｍＬ／分以下が更に好ましく、そして、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、０．０３ｍＬ／分以上がより好ましく、０．０５ｍＬ／分以上が更に好ましい。

本開示に係る研磨液組成物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、本開示に係る研磨液組成物となる。

本開示に係る基板製造方法によれば、粗研磨における研磨速度を大幅に損なうことなく、粗研磨後の基板表面の長波長うねり及びロールオフを低減できるため、基板品質が向上した磁気ディスク基板を効率よく製造できるという効果が奏されうる。

［研磨方法］
本開示は、本開示に係る研磨液組成物を用いた研磨工程を含む、磁気ディスク基板の研磨方法（以下、本開示に係る研磨方法ともいう）に関する。

本開示に係る研磨方法を使用することにより、粗研磨における研磨速度を大幅に損なうことなく、粗研磨後の基板表面の長波長うねり及びロールオフを低減できるため、基板品質が向上した磁気ディスク基板の生産性を向上できるという効果が奏されうる。具体的な研磨の方法及び条件は、上述した本開示に係る基板製造方法と同じようにすることができる。

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。

１．研磨液組成物の調製
表１の砥粒（非球状シリカ粒子Ａ、アルミナ砥粒）、ｐＨ調整剤（硫酸）、酸化剤（過酸化水素）、及び水を用い、実施例１〜４及び比較例１〜４の研磨液組成物を調製した。研磨液組成物中の各成分の含有量は、砥粒：７．５質量％、硫酸：０．５質量％、過酸化水素：０．５質量％であった。研磨液組成物のｐＨは１．４であった。粒子Ａは、水ガラス法により製造されたコロイダルシリカ粒子である。ｐＨは、ｐＨメータ（東亜ディーケーケー社製）を用いて測定し、電極を研磨液組成物へ浸漬して２分後の数値を採用した（以下、同様）。

２．各パラメータの測定方法
［シリカ粒子の平均短径、平均アスペクト比及び平均球形度の測定方法］
シリカ粒子をＴＥＭ（日本電子社製「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパーソナルコンピュータにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト（三谷商事「ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ．３．６）」）を用いて５００個のシリカ粒子の投影画像について下記の通り解析した。
個々のシリカ粒子の短径及び長径を求め、短径の平均値（平均短径）を得た。さらに、長径を短径で除した値からアスペクト比の平均値（平均アスペクト比）を得た。さらに、個々のシリカ粒子の面積Ｓと周囲長Ｌとから、下記式により個々のシリカ粒子の球形度を算出し、球形度の平均値（平均球形度）を得た。
球形度＝４π×Ｓ／Ｌ²

［シリカ砥粒の平均一次粒子径の測定方法］
シリカ砥粒の平均一次粒子径は、ＢＥＴ法によって算出されるＢＥＴ比表面積Ｓ（ｍ²／ｇ）を用いて下記式から算出した。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ

ＢＥＴ比表面積Ｓ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（０．１ｍｇの桁）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ＢＥＴ法により測定した。
［前処理］
スラリー状の粒子をシャーレにとり１５０℃の熱風乾燥機内で１時間乾燥させた。乾燥後の試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。

［シリカ粒子の平均二次粒子径及びＣＶ値の測定方法］
シリカ粒子をイオン交換水で希釈し、シリカ粒子を０．０２質量％含有する分散液を調製して試料とし、動的光散乱装置（大塚電子社製「ＤＬＳ−７０００」）を用いて、下記の条件で測定した。得られた重量換算での粒度分布の面積が全体の５０％となる粒径（Ｄ５０）を平均二次粒子径とした。同時に、得られた重量換算分布における標準偏差を、前記平均二次粒径で除して、１００をかけた値をＣＶ値（単位：％）とした。
測定条件：試料量 ３０ｍＬ
：レーザー Ｈｅ−Ｎｅ、３．０ｍＷ、６３３ｎｍ
：散乱光検出角 ９０°
：積算回数 ２００回

［アルミナ砥粒の平均二次粒子径の測定方法］
ポイズ５３０（花王社製、ポリカルボン酸型高分子界面活性剤）を０．５質量％含有する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（アルミナ粒子）を投入し、その後、５分間超音波を付与した後、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

３．基板の研磨
調製した実施例１〜４及び比較例１〜４の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件で被研磨基板を研磨した。

［研磨条件］
研磨機：両面研磨機（９Ｂ型両面研磨機、スピードファム社製）
被研磨基板：Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板、厚み：１．２７ｍｍ、直径９５ｍｍ、枚数：１０枚
研磨液：研磨液組成物
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：３０μｍ、表面層の圧縮率：２．５％（Ｆｉｌｗｅｌ社製）
定盤回転数：４０ｒｐｍ
研磨荷重：９．８ｋＰａ（設定値）
研磨液供給量：６０ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間：シリカ砥粒５分３０秒、アルミナ砥粒３分３０秒

４．評価方法
［研磨速度の評価］
実施例１〜４及び比較例１〜４の研磨液組成物の研磨速度は、以下のようにして評価した。まず、研磨前後の各基板１枚当たりの重さを計り（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ社製、「ＢＰ−２１０Ｓ」）を用いて測定し、各基板の質量変化から質量減少量を求めた。全１０枚の平均の質量減少量を研磨時間で割った値を研磨速度とし、下記式により算出した。さらに比較例１を１００とした相対値を算出した。
質量減少量（ｇ）＝｛研磨前の質量（ｇ）−研磨後の質量（ｇ）｝
研磨速度（ｍｇ／ｍｉｎ）＝質量減少量（ｍｇ）／研磨時間（ｍｉｎ）

［長波長うねりの評価］
研磨後の１０枚の両面、計２０面について、下記の条件で測定した。その２０面の測定値の平均値を基板の長波長うねりとして算出した。さらに比較例１を１００．０とした相対値を算出した。
測定機器： ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製「ＯｐｔｉＦＬＡＴ ＩＩＩ」
Ｒａｄｉｕｓ Ｉｎｓｉｄｅ／Ｏｕｔ： １４．８７ｍｍ／４７．８３ｍｍ
Ｃｅｎｔｅｒ Ｘ／Ｙ： ５５．４４ｍｍ／５３．３８ｍｍ
Ｌｏｗ Ｃｕｔｏｆｆ： ２．５ｍｍ
Ｉｎｎｅｒ Ｍａｓｋ： １８．５０ｍｍ
Ｏｕｔｅｒ Ｍａｓｋ： ４５．５ｍｍ
Ｌｏｎｇ Ｐｅｒｉｏｄ： ２．５ｍｍ
Ｗａ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ： ０．９
Ｒｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ： １．０
Ｎｏ Ｚｅｒｎｉｋｅ Ｔｅｒｍｓ： ８

［ロールオフの評価］
研磨後の１０枚の基板から任意に１枚を選択し、選択した基板のロールオフ値について、Ｚｙｇｏ社製「Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０３２（レンズ：２．５倍、ズーム：０．５倍）」を用いて下記のとおり測定した。
（測定条件）
図３のように、基板表面の中心から外周方向に向かって４３．０ｍｍ及び４４．０ｍｍとなる位置をそれぞれＡ点及びＢ点とし、Ａ点とＢ点とを結ぶ延長線上において基板表面の中心から４６．６ｍｍとなる位置をＣ点とする。そして、研磨後の基板１枚のＣ点の位置を表裏３箇所ずつ（計６箇所）算出し、それぞれのＣ点から基板表面までの基板の厚み方向の距離を測定し、それらの平均値をロールオフ値（ｎｍ）とした。各測定点の位置算出には、Ｚｙｇｏ社製の解析ソフト（Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ）を用いた。ロールオフ値が正（プラス）の値に近づくほど、基板の端部が盛り上がっていることを示し、ロールオフが抑制されたといえる。

［アルミナ残留の評価方法］
研磨後の各基板の表面を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製：Ｓ−４０００）にて１万倍で観察し、下記の３段階評価をした。
○：表面にアルミナ残留物が全く観察されないもの
△：表面にわずかにアルミナ残留物が観察されたもの
×：表面にアルミナ残留物が観察されたもの

５．結果
各評価の結果を表１に示した。

表１に示されるように、特定の非球状シリカ粒子を砥粒として含有する実施例１〜４は、特定の非球状シリカを砥粒として含まない比較例１〜４に比べて、研磨速度を大幅に損ねることなく、さらにロールオフを大幅に悪化させることなく、研磨後の長波長うねりが低減された。

本開示によれば、研磨速度を維持しつつ、研磨後のロールオフ及び長波長うねりを低減できるから、磁気ディスク基板の製造の生産性を向上できる。本開示は、磁気ディスク基板の製造に好適に用いることができる。

Claims (9)

1. 非球状シリカ粒子Ａ及び水を含み、
   ｐＨが、０．５以上６．０以下であり、
   前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２と平均一次粒子径Ｄ１との比Ｄ２／Ｄ１が、２．１以上４．０以下であり、
   前記非球状シリカ粒子Ａの平均一次粒子径Ｄ１が、８０ｎｍ以上であり、
   前記非球状シリカ粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２が、１８０ｎｍ以上であり、
   前記非球状シリカ粒子Ａの平均短径が、１５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。
2. 前記非球状シリカ粒子Ａの平均球形度が、０．８５以下である、請求項１に記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
3. アルミナ砥粒の含有量が、０．１質量％以下である、請求項１又は２に記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
4. 前記非球状シリカ粒子Ａの二次粒子径の変動係数ＣＶが、３０％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用研磨液組成物。
5. Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の研磨に用いられる、請求項１から４のいずれかに記載された磁気ディスク基板用研磨液組成物。
6. ｐＨ調整剤を更に含む、請求項１から５のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
7. 酸化剤を更に含む、請求項１から６のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を含む、磁気ディスク基板の製造方法。
9. 請求項１から７のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を含み、前記被研磨基板は、磁気ディスク基板の製造に用いられる基板である、基板の研磨方法。