JP6910940B2 - 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、並びにこれを用いた基板の製造方法及び研磨方法に関する。

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。高記録密度化するために、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するため、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、表面粗さ、うねり、端面ダレ（ロールオフ）の低減に代表される平滑性・平坦性の向上とスクラッチ、突起、ピット等の低減に代表される欠陥低減に対する要求が厳しくなっている。
特に、最終研磨工程又は仕上げ研磨工程に使用する研磨液に関しては、高いレベルの欠陥低減が要求される。

このような要求に対して、例えば、特許文献１には、研磨対象が絶縁層と金属層を有する被研磨表面であり、金属膜の研磨速度を維持し、エッチング速度を抑制し、金属配線層のディッシング等を防止することを目的として、分子内に２個以上の隣接する炭素原子にそれぞれ水酸基を有する構造を有する化合物と水とを含有する半導体基板用の研磨液組成物が開示されている。

特許文献２には、ロールオフ抑制を目的として、アルキルポリグリセリルエーテルと研磨材とを含む、研磨液組成物が示されている。さらに、グリセリル基を１２モル付加したステアリルポリグリセリルエーテルにより、ロールオフが抑制されるとの開示がされている。

特許文献３には、表面粗さの低減、突起や研磨傷の低減、高研磨速度を目的として、水、研磨砥粒、研磨促進剤、及び、酸素を含んでもよい炭素数２〜６個の主鎖に多価水酸基を有する化合物である表面清浄剤を含有してなる研磨液組成物が開示されている。さらに、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどを表面清浄剤として用いている。

特開２００１−８５３７４号公報 特開２００９−１５５４６９号公報 特開２００５−８８７５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、基板表面のスクラッチをいっそう低減できる、特に仕上げ研磨に用いられる研磨液組成物の開発が求められている。

そこで、本開示は、研磨速度を確保又は向上しつつ、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できる、仕上げ研磨に用いられる磁気ディスク基板用研磨液組成物、並びにこれを用いた磁気ディスク基板の製造方法及び研磨方法を提供する。

本開示は一態様において、シリカ粒子と、下記式（Ｉ）で表されるグリセリン化合物と、酸と、水とを含有する、仕上げ研磨に用いられる磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。
Ｒ−Ｘ−ＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ₂ＯＨ （Ｉ）
ただし、式（Ｉ）中、Ｒは、炭素数１以上１０以下の炭化水素基を示し、Ｘは、酸素原子及び−ＣＯＯ−の少なくとも一方を示す。

本開示はその他の態様において、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を含む、磁気ディスク基板の製造方法に関する。

本開示はその他の態様において、本開示の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することを含み、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。

本開示の研磨液組成物によれば、一又は複数の実施形態において、仕上げ研磨における研磨速度を確保又は向上しつつ、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できるという効果が奏されうる。

本開示は、シリカ粒子、所定のグリセリン化合物、及び酸を含有する研磨液組成物を仕上げ研磨に用いると、研磨速度を確保又は向上でき、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できるという知見に基づく。

すなわち、本開示は、一態様において、シリカ粒子（以下、「成分Ａ」ともいう）と、前記式（Ｉ）で表されるグリセリン化合物（以下、「成分Ｂ」ともいう）と、酸（以下、「成分Ｃ」ともいう）と、水とを含有する、仕上げ研磨に用いられる磁気ディスク基板用研磨液組成物（以下、「本開示の研磨液組成物」ともいう）に関する。

本開示の効果発現の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。
すなわち、本開示の研磨液組成物では、疎水基（脂肪族）と親水基（グリセリン骨格）の両方を有する所定のグリセリン化合物（成分Ｂ）が含まれることで、研磨パッドの濡れ性が向上し、高い研磨速度を維持できると考えられる。特に、成分Ｂが有する疎水基（脂肪族）は１つであることから、水溶性を担保でき、研磨パッドへの濡れ性が向上すると考えられる。さらに、研磨パッドの弾性率が小さくなって、研磨パッドが軟質化し、研磨後の基板表面のスクラッチの低減につながると考えられる。この効果は、仕上げ研磨において顕著に発現すると考えられる。
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。

本開示において、基板表面のスクラッチは、例えば、光学式欠陥検査装置により検出可能であり、スクラッチ数として定量評価できる。スクラッチ数は、具体的には実施例に記載した方法で評価できる。

［シリカ粒子（成分Ａ）］
本開示の研磨液組成物は、研磨材（砥粒）としてシリカ粒子（成分Ａ）を含有する。成分Ａとしては、一又は複数の実施形態において、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、粉砕シリカ、それらを表面修飾したシリカ等が挙げられ、コロイダルシリカが好ましい。成分Ａは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

シリカ粒子は、製造容易性及び経済性の観点から、珪酸アルカリ水溶液を原料とした粒子成長による方法（以下、「水ガラス法」ともいう）、及び、アルコキシシランの加水分解物の縮合による方法（以下、「ゾルゲル法」ともいう）により得たものであることが好ましく、水ガラス法により得たものであることがより好ましい。水ガラス法及びゾルゲル法により得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって製造できる。

成分Ａの平均一次粒子径は、仕上げ研磨における研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、１ｎｍ以上が好ましく、５ｎｍ以上がより好ましく、１０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、４０ｎｍ以下が好ましく、３５ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以下が更に好ましい。より具体的には、成分Ａの平均一次粒子径は、１ｎｍ以上４０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上３５ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下が更に好ましい。成分Ａの平均一次粒子径は、シアーズ法を用いて算出でき、具体的には実施例に記載の方法により測定できる。

成分Ａの平均二次粒子径は、仕上げ研磨における研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、１ｎｍ以上が好ましく、５ｎｍ以上がより好ましく、１０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、５０ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましく、３５ｎｍ以下が更に好ましい。より具体的には、成分Ａの平均二次粒子径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上３５ｎｍ以下が更に好ましい。本開示において成分Ａの平均二次粒子径は、動的光散乱（ＤＬＳ）法によって測定される値であり、具体的には実施例に記載の方法により測定できる。

成分Ａの形状としては、例えば、いわゆる球型及び／又はいわゆるマユ型が挙げられる。

本開示の研磨液組成物中の成分Ａの含有量は、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、３質量％以上が更に好ましく、４質量％以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、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％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示の研磨液組成物中の成分Ａの含有量は、０．５質量％以上２０質量％以下が好ましく、１質量％以上１５質量％以下がより好ましく、３質量％以上１０質量％以下が更に好ましく、４質量％以上１０質量％以下が更に好ましい。成分Ａが２種以上のシリカ粒子からなる場合、成分Ａの含有量はそれらの合計含有量をいう。

［グリセリン化合物（成分Ｂ）］
本開示の研磨液組成物に含まれるグリセリン化合物（成分Ｂ）は、下記（Ｉ）で表される化合物である。成分Ｂは、単独でもよいし、２種以上の組合せであってもよい。

Ｒ−Ｘ−ＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ₂ＯＨ （Ｉ）

式（Ｉ）中、Ｒは、炭素数１以上１０以下の炭化水素基を示す。Ｒの炭化水素基は、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減の観点から、分岐構造を有する炭化水素基であることが好ましい。Ｒの炭素数は、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減の観点から、１以上であって、２以上が好ましく、３以上がより好ましく、４以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、１０以下であって、９以下が好ましく、８以下がより好ましい。より具体的には、Ｒの炭素数は、１以上１０以下であって、１以上９以下が好ましく、１以上８以下がより好ましく、２以上８以下が更に好ましく、３以上８以下が更に好ましく、４以上８以下が更に好ましい。

式（Ｉ）中、Ｘは、酸素原子及び−ＣＯＯ−の少なくとも一方を示し、研磨速度の確保及びスクラッチ低減、並びに、耐加水分解性の観点から、酸素原子が好ましい。

成分Ｂとしては、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減、並びに、耐加水分解性の観点から、アルキル基の炭素数が炭素数１以上１０以下であるアルキルグリセリルエーテル及びアルキル基の炭素数が１以上１０以下であるアルキルグリセリルエステルから選ばれる少なくとも１種が好ましく、炭素数１以上１０以下のアルキル基を有するアルキルグリセリルエーテルがより好ましく、炭素数３以上１０以下の分岐アルキル基を有するアルキルグリセリルエーテルが更に好ましい。

成分Ｂの具体例としては、例えば、メチルグリセリルエーテル、エチルグリセリルエーテル、プロピルグリセリルエーテル、ブチルグリセリルエーテル、ペンチルグリセリルエーテル、ヘキシルグリセリルエーテル、ヘプチルグリセリルエーテル、オクチルグリセリルエーテル、ノニルグリセリルエーテル、デシルグリセリルエーテル、２−エチルヘキシルグリセリルエーテル、メチルグリセリルエステル、エチルグリセリルエステル、プロピルグリセリルエステル、ブチルググリセリルエステル、ペンチルグリセリルエステル、ヘキシルグリセリルエステル、ヘプチルグリセリルエステル、オクチルグリセリルエステル、ノニルグリセリルエステル、デシルグリセリルエステル、及び２−エチルヘキシルグリセリルエステル等から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。これらの中でも、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減、並びに、耐加水分解性の観点から、メチルグリセリルエーテル、エチルグリセリルエーテル、プロピルグリセリルエーテル、ブチルグリセリルエーテル、ペンチルグリセリルエーテル、ヘキシルグリセリルエーテル、ヘプチルグリセリルエーテル、オクチルグリセリルエーテル、ノニルグリセリルエーテル、デシルグリセリルエーテル、及び２−エチルヘキシルグリセリルエーテルから選ばれる少なくとも１種が好ましく、メチルグリセリルエーテル、オクチルグリセリルエーテル及び２−エチルヘキシルグリセリルエーテルがより好ましく、２−エチルヘキシルグリセリルエーテルが更に好ましい。

本開示の研磨液組成物中の成分Ｂの含有量は、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減の観点から、０．０００１質量％以上が好ましく、０．００１質量％以上がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、１質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示の研磨液組成物中の成分Ｂの含有量は、０．０００１質量％以上１質量％以下が好ましく、０．００１質量％以上０．５質量％以下がより好ましく、０．０１質量％以上０．１質量％以下が更に好ましい。成分Ｂが２種以上の化合物からなる場合、成分Ｂの含有量はそれらの合計含有量をいう。

本開示の研磨液組成物中の成分Ａに対する成分Ｂの質量比（成分Ｂの含有量／成分Ａの含有量）は、研磨速度の確保又は向上の観点、及びスクラッチ低減の観点から、０．０００１以上が好ましく、０．００１以上がより好ましく、０．００２以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、０．１以下が好ましく、０．０２以下がより好ましく、０．０１以下が更に好ましい。より具体的には、本開示の研磨液組成物中の成分Ａに対する成分Ｂの質量比（成分Ｂの含有量／成分Ａの含有量）は、０．０００１以上０．１以下が好ましく、０．００１以上０．０２以下がより好ましく、０．００２以上０．０２以下が更に好ましい。

［酸（成分Ｃ）］
本開示の研磨液組成物は、酸（成分Ｃ）を含有する。本開示において、酸の使用は、酸及び／又はその塩の使用を含む。成分Ｃは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

成分Ｃ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、トリポリリン酸、アミド硫酸等の無機酸；有機リン酸、有機ホスホン酸、カルボン酸等の有機酸；等が挙げられる。中でも、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、無機酸及び有機ホスホン酸から選ばれる少なくとも１種が好ましく、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（ＨＥＤＰ）から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。これらの酸の塩としては、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、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、上記の酸と、１Ａ族に属する金属又はアンモニアとの塩が好ましい。

本開示の研磨液組成物中の成分Ｃの含有量は、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、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質量％以下が好ましく、４質量％以下がより好ましく、３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。より具体的には、本開示の研磨液組成物中の成分Ｃの含有量は、０．００１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．０１質量％以上４質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以上３質量％以下が更に好ましく、０．１質量％以上２．５質量％以下が更により好ましい。

［水］
本開示の研磨液組成物は、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、超純水等が挙げられる。本開示の研磨液組成物中の水の含有量は、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ及び後述する任意成分を除いた残余とすることができる。

［酸化剤（成分Ｄ）］
本開示の研磨液組成物は、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、さらに酸化剤（以下、「成分Ｄ」ともいう）を含有してもよい。成分Ｄは、単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。

成分Ｄとしては、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、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、金属塩類、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しない観点及び入手容易性の観点から、過酸化水素がより好ましい。

本開示の研磨液組成物中の成分Ｄ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、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、４質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましく、１．５質量％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示の研磨液組成物中の成分Ｄの含有量は、０．０１質量％以上４質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上２質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上１．５質量％以下が更に好ましい。

［その他の成分］
本開示の研磨液組成物は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、複素環芳香族化合物、脂肪族アミン化合物、脂環式アミン化合物、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、研磨速度向上剤、成分Ｂ以外の界面活性剤、水溶性ポリマー等が挙げられる。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。より具体的には、本開示の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１０質量％以下が好ましく、０質量％超１０質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下が更に好ましい。

［アルミナ砥粒］
本開示の研磨液組成物は、突起欠陥低減の観点から、アルミナ砥粒を実質的に含まないことが好ましい。本明細書において「アルミナ砥粒を実質的に含まない」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、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％以下が更に好ましく、実質的に０質量％が更に好ましい。

［研磨液組成物のｐＨ］
本開示の研磨液組成物のｐＨは、研磨速度の確保及びスクラッチ低減の観点から、１以上が好ましく、１．２以上がより好ましく、１．５以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、４以下が好ましく、３以下がより好ましく、２．５以下が更に好ましく、１．９以下が更に好ましい。より具体的には、本開示の研磨液組成物のｐＨは、１以上４以下が好ましく、１以上３以下がより好ましく、１以上２．５以下が更に好ましく、１以上１．９以下が更に好ましく、１．２以上１．９以下がより好ましく、１．５以上１．９以下が更に好好ましい。ｐＨは、前述の酸（成分Ｃ）や公知のｐＨ調整剤等を用いて調整することができる。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］
本開示の研磨液組成物は、例えば、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ及び水と、さらに所望により、成分Ｄ及びその他の成分とを公知の方法で配合することにより製造できる。すなわち、本開示は、その他の態様において、少なくとも成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ及び水を配合する工程を含む、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、成分Ａ、成分Ｂ、成分Ｃ及び水、並びに必要に応じて成分Ｄ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。成分Ａが複数種類のシリカ粒子からなる場合、複数種類のシリカ粒子は、同時に又はそれぞれ別々に配合できる。成分Ｂが、複数種類のグリセリン化合物からなる場合、複数種類のグリセリン化合物は、同時に又はそれぞれ別々に配合できる。成分Ｃが、複数種類の酸からなる場合、複数種類の酸は、同時に又はそれぞれ別々に配合できる。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、上述した本開示の研磨液組成物中の各成分の好ましい含有量と同じとすることができる。

本開示において「研磨液組成物中の各成分の含有量」とは、使用時、すなわち、研磨液組成物を研磨に使用する時点における前記各成分の含有量をいう。本開示の研磨液組成物は、その保存安定性が損なわれない範囲で濃縮された状態で保存及び供給されてもよい。この場合、製造及び輸送コストを更に低くできる点で好ましい。本開示の研磨液組成物の濃縮物は、使用時に、必要に応じて前述の水で適宜希釈して使用すればよい。

［研磨液キット］
本開示は、その他の態様において、本開示の研磨液組成物を製造するための研磨液キット（以下、「本開示の研磨液キット」ともいう）に関する。本開示の研磨液キットの一実施形態としては、例えば、成分Ａ及び水を含むシリカ分散液と、成分Ｂ及び成分Ｃを含む添加剤水溶液とを相互に混合されない状態で含み、これらが使用時に混合され、必要に応じて水を用いて希釈される研磨液キット（２液型研磨液組成物）が挙げられる。前記シリカ分散液及び前記添加剤水溶液にはそれぞれ必要に応じて上述した任意成分（成分Ｄ及びその他の成分）が含まれていてもよい。本開示の研磨液キットによれば、仕上げ研磨における研磨速度を確保又は向上しつつ、研磨後の基板表面のスクラッチを低減できる研磨液組成物が得られうる。

［被研磨基板］
被研磨基板は、一又は複数の実施形態において、磁気ディスク基板の製造に用いられる基板である。被研磨基板の表面を本開示の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基板を製造できる。

本開示において好適に使用される被研磨基板の材質としては、例えばシリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属若しくは半金属、又はこれらの合金や、ガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質や、アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料や、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。中でも、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金を含有する被研磨基板に好適である。被研磨基板としては、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板や、結晶化ガラス、強化ガラス、アルミノシリケートガラス、ホウアルミノシリケートガラス等のガラス基板がより適しており、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板が更に適している。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や、レンズ等の曲面部を有する形状が挙げられる。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２ｍｍ以上９５ｍｍ以下程度であり、その厚みは例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下程度である。

［磁気ディスク基板の製造方法］
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、記録部形成工程にて磁気ディスク化されて製造される。本開示における研磨液組成物は、磁気ディスク基板の製造方法における、被研磨基板を仕上げ研磨する研磨工程（仕上げ研磨工程）に使用される。すなわち、本開示は、その他の態様において、本開示の研磨液組成物を用いて被研磨基板を仕上げ研磨する工程（以下、「本開示の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、「本開示の基板製造方法」ともいう）に関する。本開示の基板製造方法は、とりわけ、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造方法に適している。

本開示の研磨液組成物を用いた研磨工程は、一又は複数の実施形態において、本開示の研磨液組成物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前記被研磨基板の少なくとも一方を動かして研磨する工程である。また、本開示の研磨液組成物を用いた研磨工程は、その他の一又は複数の実施形態において、不織布状の有機高分子系研磨布等の研磨パッドを貼り付けた定盤で被研磨基板を挟み込み、本開示の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工程である。

被研磨基板の研磨工程が多段階で行われる場合は、本開示の研磨液組成物を用いた研磨工程は２段階目以降に行われる工程、具体的には、最終研磨工程又は仕上げ研磨工程で行われる。その際、前工程の研磨材や研磨液組成物の混入を避けるために、それぞれ別の研磨機を使用してもよく、またそれぞれ別の研磨機を使用した場合では、研磨工程毎に被研磨基板を洗浄することが好ましい。さらに、使用した研磨液を再利用する循環研磨においても、本開示の研磨液組成物は使用できる。研磨機としては、特に限定されず、基板研磨用の公知の研磨機が使用できる。

本開示で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、例えば、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、研磨速度の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。

研磨パッドの表面部材の平均開孔径は、スクラッチ低減及びパッド寿命の観点から、５０μｍ以下が好ましく、４５μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましく、３５μｍ以下が更に好ましい。パッドの研磨液保持性の観点から、開孔で研磨液を保持し液切れを起こさないようにするために、平均開孔径は０．０１μｍ以上が好ましく、０．１μｍ以上がより好ましく、１μｍ以上が更に好ましく、５μｍ以上が更に好ましく、１０μｍ以上が更に好ましい。研磨パッドの開孔径の最大値は、研磨速度維持の観点から、１００μｍ以下が好ましく、７０μｍ以下がより好ましく、６０μｍ以下が更に好ましく、５０μｍ以下が更に好ましい。

本開示の研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨荷重は、研磨速度の確保の観点から、好ましくは５．９ｋＰａ以上、より好ましくは６．９ｋＰａ以上、更に好ましくは７．５ｋＰａ以上であり、そして、スクラッチ低減の観点から、２０ｋＰａ以下が好ましく、より好ましくは１８ｋＰａ以下、更に好ましくは１６ｋＰａ以下である。本開示の製造方法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いう。また、研磨荷重の調整は、定盤及び被研磨基板のうち少なくとも一方に空気圧や重りを負荷することにより行うことができる。

本開示の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、研磨速度確保及びスクラッチ低減の観点から、０．０２ｍｇ以上が好ましく、０．０３ｍｇ以上がより好ましく、０．０４ｍｇ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、０．１５ｍｇ以下が好ましく、０．１２ｍｇ以下がより好ましく、０．１０ｍｇ以下が更に好ましい。

本開示の研磨液組成物を用いた研磨工程における本開示の研磨液組成物の供給速度は、スクラッチ低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ²当たり、好ましくは０．０５ｍＬ／分以上１５ｍＬ／分以下であり、より好ましくは０．０６ｍＬ／分以上１０ｍＬ／分以下、更に好ましくは０．０７ｍＬ／分以上１ｍＬ／分以下、更に好ましくは０．０７ｍＬ／分以上０．５ｍＬ／分以下である。

本開示の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、本開示の研磨液組成物となる。

本開示の基板製造方法によれば、本開示における研磨液組成物を用いることで、研磨後の基板表面のスクラッチが低減された、高品質の磁気ディスク基板を高収率で、生産性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、その他の態様として、本開示の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することを含む、基板の研磨方法（以下、「本開示の研磨方法」ともいう）に関する。本開示の研磨方法を使用することにより、研磨後の基板表面のスクラッチが低減された、高品質の磁気ディスク基板を高収率で、生産性よく製造できるという効果が奏されうる。本開示の研磨方法における前記被研磨基板としては、上述のとおり、磁気ディスク基板の製造に使用されるものが挙げられ、なかでも、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造に用いる基板が好ましい。具体的な研磨の方法及び条件は、上述した本開示の基板製造方法と同じ方法及び条件とすることができる。

本開示の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することは、一又は複数の実施形態において、本開示の研磨液組成物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前記被研磨基板の少なくとも一方を動かして研磨することであり、或いは、不織布状の有機高分子系研磨布等の研磨パッドを貼り付けた定盤で被研磨基板を挟み込み、本開示の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ことである。

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（実施例１〜７及び比較例１〜４）
成分Ａ（シリカ粒子）と、成分Ｂ（グリセリン化合物）又は非成分Ｂ（添加剤）と、成分Ｃ（酸）と、成分Ｄ（酸化剤）とをイオン交換水に添加し、撹拌することにより、実施例１〜７及び比較例１〜４の研磨液組成物を調製した。各研磨液組成物中の成分Ａ、成分Ｂ、非成分Ｂ、及び成分Ｃの含有量（有効量）は、表１に示すとおりである。また、各研磨液組成物中の成分Ｄの含有量（有効量）は、０．６質量％であり、イオン交換水の含有量は、成分Ａ、成分Ｂ又は非成分Ｂ、成分Ｃ、成分Ｄを除いた残余である。

表１に示す研磨液組成物の調製において、各成分には以下のものを使用した。
＜成分Ａ＞
コロイダルシリカ（平均一次粒子径１５ｎｍ、平均二次粒子径１８ｎｍ、日揮触媒化成社製）
＜成分Ｂ＞
ＥＨＧＥ：２−エチルヘキシルグリセリルエーテル（花王社製のGE-EH）
ＭＧＥ：メチルグリセリルエーテル（東京化成工業社製）
ＯＧＥ：オクチルグリセリルエーテル（東京化成工業社製）
＜非成分Ｂ＞
Ｇｌｙ：グリセリン（花王社製の精製グリセリン）
ＩＳＧＥ：イソステアリルグリセリルエーテル（花王社製のGE-IS）
ＳＰＧＥ：ステアリルポリグリセリルエーテル（グリセリル基１２モル、花王社製）
＜成分Ｃ＞
ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、イタルマッチ・ジャパン製、ディクエスト２０１０）
リン酸（和光純薬工業社製、特級）
硫酸（和光純薬工業社製、特級）
＜成分Ｄ＞
過酸化水素水（濃度３５質量％、ADEKA社製）

２．各パラメータの測定
（１）シリカ粒子の平均一次粒子径
まず、コロイダルシリカスラリーを固形分で１．５ｇ分を２００ｍＬビーカーに採取し、イオン交換水１００ｍＬを加えてこれらをスターラーで混合し混合液を得る。次に、電位差滴定装置を用いて、０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸標準溶液で混合液のｐＨを３．０に調整する。ｐＨ調製された混合液に、塩化ナトリウム３０．０ｇを加えスターラーで溶解し、さらにビーカーの１５０ｍＬの標線までイオン交換水を加えスターラーで混合する。得られた試料液を恒温水槽（２０±２℃）に約３０分間浸漬する。電位差滴定装置を用いて、０．１ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム標準溶液で滴定をおこない、試料液のｐＨが４．０から９．０まで変化するときに使用された水酸化ナトリウム標準溶液の量（ｇ）（Ａ）を読み取る。一方、コロイダルシリカスラリーを２００ｍＬビーカーに入れないこと以外は上記と同様にして行う空試験を行い、空試験の滴定に要した水酸化ナトリウム標準溶液の量（ｇ）（Ｂ）を読み取る。そして、下記計算式により平均粒子径（ｎｍ）を算出する。
平均粒子径（ｎｍ）＝３１００÷２６．５×（Ａ−Ｂ）÷試料採取量（ｇ）

（２）シリカ粒子の平均二次粒子径
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。
＜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

３．研磨方法
前記のように調製した実施例１〜７及び比較例１〜４の研磨液組成物を用いて、以下に示す研磨条件にて下記被研磨基板を研磨した。次いで、研磨速度及びスクラッチ数を測定した。その結果を表１に示す。

［被研磨基板］
被研磨基板として、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を予めアルミナ研磨材を含有する研磨液組成物で粗研磨した基板を用いた。この被研磨基板は、厚さが１．２７ｍｍ、外径が９５ｍｍ、内径が２５ｍｍであり、ＡＦＭ（Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM）により測定した中心線平均粗さＲａが１ｎｍであった。

［研磨条件］
研磨試験機：スピードファム社製「両面９Ｂ研磨機」
研磨パッド：フジボウ社製スエードタイプ（発砲層：ポリウレタンエラストマー、厚さ０．９ｍｍ、平均開孔径１０μｍ）
研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板１ｃｍ²あたりの供給速度：０．０７６ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：７．９ｋＰａ
研磨時間：６分間
基板の枚数：１０枚

４．評価
［研磨速度の評価］
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。下記表１に、比較例１を１００とした相対値として示す。
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）

［スクラッチの評価］
測定機器：KLA ・テンコール社製、「Ｃａｎｄｅｌａ ＯＳＡ７１００」
評価：研磨試験機に投入した基板のうち、無作為に４枚を選択し、各々の基板を１０,０００ｒｐｍにてレーザーを照射してスクラッチ数を測定した。その４枚の基板の各々両面にあるスクラッチ数（本）の合計を８で除して、基板面当たりのスクラッチ数を算出した。その結果を、下記表１に、比較例１を１００とした相対値として示す。

上記表１に示すとおり、実施例１〜７の研磨液組成物は、比較例１〜４の研磨液組成物に比べて、研磨速度を確保しつつ、スクラッチが効果的に低減されていた。中でも、実施例１〜５は、実施例６〜７に比べて、研磨速度が向上し、スクラッチがより低減されていた。

本開示によれば、例えば、高記録密度化に適した磁気ディスク基板を提供できる。

Claims (8)

1. シリカ粒子と、下記式（Ｉ）で表されるグリセリン化合物と、酸と、水とを含有する、仕上げ研磨に用いられる磁気ディスク基板用研磨液組成物。
   Ｒ−Ｘ−ＣＨ₂−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ₂ＯＨ （Ｉ）
   ただし、式（Ｉ）中、Ｒは、炭素数１以上１０以下の炭化水素基を示し、Ｘは、酸素原子及び−ＣＯＯ−の少なくとも一方を示す。
2. 前記酸は、無機酸及び有機ホスホン酸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. ｐＨが、１以上４以下である、請求項１又は２に記載の研磨液組成物。
4. さらに、酸化剤を含有する、請求項１から３のいずれかに記載の研磨液組成物。
5. 式（Ｉ）中のＲは、分岐構造を有する炭化水素基である、請求項１から４のいずれかに記載の研磨液組成物。
6. 式（Ｉ）中のＲは、２−エチルヘキシル基である、請求項５に記載の研磨液組成物。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の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。
8. 請求項１から６のいずれかに記載の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することを含み、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。