JP7269076B2 - 磁気ディスク基板の研磨方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体、ハードディスクといった磁気記録媒体などの電子部品の研磨方法に関する。特に、磁気記録媒体用基板として広く使用されている、アルミニウムハードディスク基板の研磨方法に関する。中でもアルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨方法に関する。特には、アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う研磨方法に関する。
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下し、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、平滑性および平坦性の向上（表面粗さ、うねり、ロールオフの低減）や表面欠陥の低減（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、うねりが小さく、かつロールオフが小さいといった表面品質向上と生産性向上を両立させる観点から、磁気ディスク基板の研磨方法においては、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（特許文献１）。一般に、多段研磨方式の最終研磨工程、すなわち、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の観点から、シリカ粒子を含む研磨剤組成物が使用される。一方、それより前の研磨工程（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剤組成物が使用される場合が多い。
しかし、アルミニウムハードディスク基板の研磨を行う場合、アルミナ粒子はアルミニウム合金基板に比べてかなり硬度が高いため、アルミナ砥粒が基板に固着することにより、うねりが悪化し、それが仕上げ研磨に悪影響を与えることが問題になっていた。
このような問題の解決策として、粗研磨工程においてコロイダルシリカ含有研磨剤組成物を使用した研磨を行う研磨方法が開示されている（特許文献２～６）。また、コロイダルシリカと粉砕された湿式法シリカ粒子の組み合わせにより研磨速度の向上を図る提案もされている（特許文献７）。
また、２種類の研磨スラリーを同一研磨定盤上に順次供給する多段階研磨方法によって、うねりを改善する提案もなされている（特許文献８）。
ハードディスクの磁気記録密度向上に伴って、従来よりも表面平滑性の要求が厳しくなっており、うねりやシャローピットの改善が強く求められている。シャローピットは、従来のピットよりも浅く小さなへこみであり、従来のピットが無くなることに加えて、さらにシャローピットを低減することが課題となっている。
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、磁気ディスク基板の研磨工程において、生産性を維持しつつ、基板表面上のうねり、シャローピット、ロールオフをさらに低減することが求められている。
そこで本発明は、生産性を維持しつつ、多段研磨方式における粗研磨工程後の基板表面のうねり、シャローピット、ロールオフの低減を実現できる磁気ディスク基板の研磨工程を提供する。
上記課題を解決するため、本発明によれば、以下の磁気ディスク基板の研磨方法が提供される。
［１］ アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
［２］ アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
［３］ アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体、アミド基を有する単量体、およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体、アミド基を有する単量体、およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
［４］ 前記カルボン酸基を有する単量体が、アクリル酸またはその塩、メタクリル酸またはその塩から選ばれる単量体である前記［１］～［３］のいずれかに記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
［５］ 前記アミド基を有する単量体が、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドから選ばれる１種または２種以上の単量体である前記［１］又は前記［３］に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
［６］ 前記スルホン酸基を有する単量体が、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ビニルナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩から選ばれる単量体である前記［２］又は前記［３］に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
［７］ 前記研磨剤組成物Ａおよび前記研磨剤組成物Ｂが、酸および／またはその塩をさらに含有し、ｐＨ値（２５℃）が０．１～４．０の範囲にある前記［１］～［６］のいずれかに記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
［８］ 前記研磨剤組成物Ａおよび前記研磨剤組成物Ｂが、酸化剤をさらに含有している前記［１］～［７］のいずれかに記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
本発明によれば、多段研磨方式における粗研磨工程後の、基板表面上のうねり、シャローピット、ロールオフが低減された基板を、生産性よく製造できるという効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
本発明は、多段研磨方式における粗研磨工程と仕上げ研磨工程とを含む磁気ディスク基板の研磨方法において、前記粗研磨工程を同一の研磨機において、特定のコロイダルシリカＡと粉砕された湿式法シリカ粒子と水溶性高分子化合物と、水を含有する研磨剤組成物Ａを用いる前段の粗研磨と、前段の粗研磨後のリンス処理と、前記リンス処理後のコロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを用いる後段の粗研磨を行うことにより、研磨速度を維持しつつ、粗研磨工程後の基板表面上のうねりとシャローピットとロールオフを低減できるという知見に基づく。
以下に、本発明の基板研磨方法を説明する。本発明の基板研磨方法における被研磨基板は、磁気ディスク基板であり、好適にはニッケル－リンめっきされたアルミニウム磁気ディスク基板である。
本発明の磁気ディスク基板の研磨方法は、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う方法である。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
各工程について、具体的に以下で説明する。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。
各工程について、具体的に以下で説明する。
工程（１）：前段の研磨
本発明の磁気ディスク基板の基板研磨方法は、多段研磨方式における粗研磨工程で、コロイダルシリカＡと粉砕された湿式法シリカ粒子と水溶性高分子化合物と、水を含有する研磨剤組成物Ａを被研磨基板の研磨対象面に供給し、研磨対象面に研磨パッドを接触させ、研磨パッドおよび／または被研磨対象基板を動かして研磨対象面を研磨する工程（１）を有する。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。
本発明の磁気ディスク基板の基板研磨方法は、多段研磨方式における粗研磨工程で、コロイダルシリカＡと粉砕された湿式法シリカ粒子と水溶性高分子化合物と、水を含有する研磨剤組成物Ａを被研磨基板の研磨対象面に供給し、研磨対象面に研磨パッドを接触させ、研磨パッドおよび／または被研磨対象基板を動かして研磨対象面を研磨する工程（１）を有する。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（２）：リンス処理
多段研磨方式における粗研磨工程後の基板表面上のうねりを低減する観点から、本発明の磁気ディスク基板の基板研磨方法は、前記工程（１）の後に、同一の研磨機において、工程（１）で得られた基板をリンス処理する中間リンス工程（工程（２））を有する。リンス処理に用いるリンス液としては、特に制限されないが、製造コストの点からは蒸留水、イオン交換水、純水、および超純水等の水が使用され得る。また、工程（２）は、生産性の観点から、工程（１）で使用した研磨機から被研磨基板を取り出すことなく、同じ研磨機内で行う。工程（２）は、具体的には、リンス液を被研磨基板の研磨対象面に供給し、被研磨基板を動かして研磨対象面をリンス処理することを含み得る。なお、本発明において、リンス処理とは、基板表面に残留した砥粒、研磨屑を排出することを目的とした処理をいい、基板表面を平坦化するために、基板表面を溶解しながら砥粒で削る（化学機械研磨）研磨処理とは異なる処理をいう。
多段研磨方式における粗研磨工程後の基板表面上のうねりを低減する観点から、本発明の磁気ディスク基板の基板研磨方法は、前記工程（１）の後に、同一の研磨機において、工程（１）で得られた基板をリンス処理する中間リンス工程（工程（２））を有する。リンス処理に用いるリンス液としては、特に制限されないが、製造コストの点からは蒸留水、イオン交換水、純水、および超純水等の水が使用され得る。また、工程（２）は、生産性の観点から、工程（１）で使用した研磨機から被研磨基板を取り出すことなく、同じ研磨機内で行う。工程（２）は、具体的には、リンス液を被研磨基板の研磨対象面に供給し、被研磨基板を動かして研磨対象面をリンス処理することを含み得る。なお、本発明において、リンス処理とは、基板表面に残留した砥粒、研磨屑を排出することを目的とした処理をいい、基板表面を平坦化するために、基板表面を溶解しながら砥粒で削る（化学機械研磨）研磨処理とは異なる処理をいう。
工程（３）：後段の研磨
本発明の基板研磨方法は、多段研磨方式における粗研磨工程後の基板表面上のうねりを低減する観点から、コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂをリンス処理工程（２）で得られた基板の研磨対象面に供給し、研磨対象面に研磨パッドおよび／または被研磨基板を動かして研磨対象面を研磨する工程（３）を有する。生産性向上の観点、および粗研磨工程後の基板表面上のうねり低減の観点から、工程（１）～（３）は、同一の研磨機、研磨パッドで連続して行う。
本発明の基板研磨方法は、多段研磨方式における粗研磨工程後の基板表面上のうねりを低減する観点から、コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂをリンス処理工程（２）で得られた基板の研磨対象面に供給し、研磨対象面に研磨パッドおよび／または被研磨基板を動かして研磨対象面を研磨する工程（３）を有する。生産性向上の観点、および粗研磨工程後の基板表面上のうねり低減の観点から、工程（１）～（３）は、同一の研磨機、研磨パッドで連続して行う。
本発明の基板研磨方法は、アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う方法として利用することができる。本発明の基板研磨方法は、前述の、多段研磨方式における前段の粗研磨工程（１）、リンス処理工程（２）、後段の粗研磨工程（３）において、前段の粗研磨工程（１）で使用する研磨剤組成物が特定のコロイダルシリカＡと粉砕された湿式法シリカ粒子と水溶性高分子化合物を含有することにより、粗研磨工程後の基板表面上のシャローピットとうねりとロールオフが効果的に低減された基板を効率的に製造するものである。以下に、本発明の基板研磨方法で使用される研磨剤組成物について説明する。
（Ａ）研磨剤組成物Ａ
本発明の基板研磨方法の工程（１）で使用する研磨剤組成物Ａは、コロイダルシリカＡおよび粉砕された湿式法シリカ粒子を含有する水系組成物であり、水溶性高分子化合物を必須成分として含有する。ここで、水溶性高分子化合物は、（ａ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｃ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体とを必須単量体とする共重合体であることが好ましい。尚、研磨剤組成物Ａは、さらにｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を含有してもよい。また、研磨促進剤として酸化剤を含有してもよい。
本発明の基板研磨方法の工程（１）で使用する研磨剤組成物Ａは、コロイダルシリカＡおよび粉砕された湿式法シリカ粒子を含有する水系組成物であり、水溶性高分子化合物を必須成分として含有する。ここで、水溶性高分子化合物は、（ａ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｃ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体とを必須単量体とする共重合体であることが好ましい。尚、研磨剤組成物Ａは、さらにｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を含有してもよい。また、研磨促進剤として酸化剤を含有してもよい。
（Ａ－１）コロイダルシリカＡ
本発明の研磨剤組成物Ａに含有されるコロイダルシリカＡは、平均一次粒子径は通常１０～１５０ｎｍであり、好ましくは２０～１００ｎｍである。平均一次粒子径が１０ｎｍ以上であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。平均一次粒子径が１５０ｎｍ以下であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性の悪化を抑制することができる。好ましくは、コロイダルシリカＡに占める３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０体積％、さらに好ましくは１２～８０体積％であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性をさらに良好にできる。
本発明の研磨剤組成物Ａに含有されるコロイダルシリカＡは、平均一次粒子径は通常１０～１５０ｎｍであり、好ましくは２０～１００ｎｍである。平均一次粒子径が１０ｎｍ以上であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。平均一次粒子径が１５０ｎｍ以下であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性の悪化を抑制することができる。好ましくは、コロイダルシリカＡに占める３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０体積％、さらに好ましくは１２～８０体積％であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性をさらに良好にできる。
コロイダルシリカは、球状、鎖状、金平糖型（表面に凸部を有する粒子状）、異形型などの形状が知られており、水中に一次粒子が単分散してコロイド状をなしている。本発明で使用されるコロイダルシリカＡとしては、球状、または球状に近いコロイダルシリカが好ましい。球状または球状に近いコロイダルシリカを用いることで、シャローピットなどの表面平滑性を向上させることができる。
コロイダルシリカＡは、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムを原料とし、当該原料を水溶液中で縮合反応させて粒子を成長させる水ガラス法、テトラエトキシシラン等のアルコキシシランを酸またはアルカリでの加水分解による縮合反応によって粒子を成長させるアルコキシシラン法などによって得られる。
（Ａ－２）湿式法シリカ粒子
本発明の研磨剤組成物Ａに含有される湿式法シリカ粒子は、ケイ酸アルカリ水溶液と無機酸または無機酸水溶液とを反応容器に添加することにより、沈殿ケイ酸として得られる湿式法シリカから調製される粒子のことを指しており、湿式法シリカ粒子には、上述のコロイダルシリカは含まれない。
本発明の研磨剤組成物Ａに含有される湿式法シリカ粒子は、ケイ酸アルカリ水溶液と無機酸または無機酸水溶液とを反応容器に添加することにより、沈殿ケイ酸として得られる湿式法シリカから調製される粒子のことを指しており、湿式法シリカ粒子には、上述のコロイダルシリカは含まれない。
湿式法シリカの原料であるケイ酸アルカリ水溶液としては、ケイ酸ナトリウム水溶液、ケイ酸カリウム水溶液、ケイ酸リチウム水溶液などが挙げられるが、一般的にはケイ酸ナトリウム水溶液が好ましく使用される。無機酸としては、硫酸、塩酸、硝酸等を挙げることができるが、一般的には硫酸が好ましく使用される。反応終了後、反応液を濾過、水洗し、その後乾燥機で水分が６％以下になるように乾燥を行う。乾燥機は静置乾燥機、噴霧乾燥機、流動乾燥機のいずれでもよい。その後、ジェットミル等の粉砕機で粉砕し、さらに分級を行い、湿式法シリカ粒子を得る。このように粉砕工程により粉砕された湿式法シリカ粒子の粒子形状は、角部を有しており、球状に近い粒子よりも研磨能力が高い。
湿式法シリカ粒子の平均粒子径は、通常２００～５００ｎｍであり、好ましくは２５０～４００ｎｍである。平均粒子径が２００ｎｍ以上であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。平均粒子径が５００ｎｍ以下であることによりうねりやシャローピットなどの表面平滑性の悪化を抑制することができる。
湿式法シリカ粒子の平均粒子径（ｂ）とコロイダルシリカＡの平均一次粒子径（ａ）の比の値（ｂ／ａ）は２．０～１５．０であり、好ましくは２．５～１２．０であり、さらに好ましくは３．０～１０．０である。平均粒子径の比が２．０以上であることにより、研磨速度を向上させることができる。平均粒子径の比が１５．０以下であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性の悪化を抑制することができる。
コロイダルシリカＡと湿式法シリカ粒子の合計濃度は、研磨剤組成物Ａの２～４０質量％であり、好ましくは３～３０質量％である。シリカ粒子の合計濃度が２質量％以上であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。シリカ粒子の合計濃度が４０質量％以下であることにより、必要以上のシリカ粒子を使用することなく、十分な研磨速度を維持することができる。
全シリカ粒子に占めるコロイダルシリカＡの割合は、２０～８０質量％であり、好ましくは３０～７０質量％である。コロイダルシリカＡの割合が２０質量％以上であることにより、うねりやシャローピットなどの表面平滑性の悪化を抑制することができる。コロイダルシリカＡの割合が８０質量％以下であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
全シリカ粒子に占める湿式法シリカ粒子の割合は、２０～８０質量％であり、好ましくは３０～７０質量％である。湿式法シリカ粒子の割合が８０質量％以下であることにより、表面平滑性の悪化を抑制することができる。湿式法シリカ粒子の割合が２０質量％以上であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
研磨剤組成物Ａは、コロイダルシリカＡおよび湿式法シリカ粒子以外のシリカ粒子を含有してもよい。例えば、ヒュームドシリカを含有してもよい。ヒュームドシリカは、揮発性シラン化合物（一般的には四塩化ケイ素が用いられる。）を酸素と水素の混合ガスの炎の中（１０００℃内外）で加水分解させたもので、極めて微細で高純度なシリカ粒子である。コロイダルシリカと比べると、コロイダルシリカが個々に分散した一次粒子として存在するのに対し、ヒュームドシリカは一次粒子が多数凝集し、鎖状につながり二次粒子を形成している。この二次粒子の形成により、研磨パッドへの保持力が高くなり、研磨速度を向上させることができる。
（Ａ－３）水溶性高分子化合物
研磨剤組成物Ａに含有される水溶性高分子化合物は、（ａ）カルボン酸基を有する単量体およびアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｃ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体のいずれかであることが好ましい。
研磨剤組成物Ａに含有される水溶性高分子化合物は、（ａ）カルボン酸基を有する単量体およびアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体、（ｃ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体のいずれかであることが好ましい。
（Ａ－３－１）カルボン酸基を有する単量体
カルボン酸基を有する単量体としては、不飽和脂肪族カルボン酸およびその塩が好ましく用いられる。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびこれらの塩が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、アルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
カルボン酸基を有する単量体としては、不飽和脂肪族カルボン酸およびその塩が好ましく用いられる。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびこれらの塩が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、アルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
（Ａ－３－２）アミド基を有する単量体
アミド基を有する単量体の具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドなどを使用することができる。Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドの具体例としては、Ｎ－メチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－ｎ－プロピルアクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－プロピルアクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｓｅｃ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－メチルメタクリルアミド、Ｎ－エチルメタクリルアミド、Ｎ－ｎ－プロピルメタクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－プロピルメタクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｓｅｃ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルメタクリルアミドなどが挙げられる。
アミド基を有する単量体の具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドなどを使用することができる。Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドの具体例としては、Ｎ－メチルアクリルアミド、Ｎ－エチルアクリルアミド、Ｎ－ｎ－プロピルアクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－プロピルアクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｓｅｃ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミド、Ｎ－メチルメタクリルアミド、Ｎ－エチルメタクリルアミド、Ｎ－ｎ－プロピルメタクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－プロピルメタクリルアミド、Ｎ－ｎ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｉｓｏ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｓｅｃ－ブチルメタクリルアミド、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルメタクリルアミドなどが挙げられる。
（Ａ－３－３）スルホン酸基を有する単量体
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。好ましくは、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。好ましくは、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。
（Ａ－３－４）共重合体
研磨剤組成物Ａに含有される水溶性高分子化合物は、共重合体であることが好ましい。水溶性高分子化合物が、（ａ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は５０～９５ｍｏｌ％が好ましく、６０～９３ｍｏｌ％がさらに好ましい。アミド基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～５０ｍｏｌ％が好ましく、７～４０ｍｏｌ％がさらに好ましい。（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は３０～９５ｍｏｌ％が好ましく、４０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体の割合は５～７０ｍｏｌ％が好ましく、１０～６０ｍｏｌ％がさらに好ましい。（ｃ）カルボン酸基を有する単量体、アミド基を有する単量体、およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５０～９５ｍｏｌ％が好ましく、６０～９３ｍｏｌ％がより好ましく、７０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。アミド基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、１～４０ｍｏｌ％が好ましく、３～３０ｍｏｌ％がより好ましく、５～２０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、０．０１～２０ｍｏｌ％が好ましく、０．１～１０ｍｏｌ％がより好ましく、０．２～５ｍｏｌ％がさらに好ましい。
研磨剤組成物Ａに含有される水溶性高分子化合物は、共重合体であることが好ましい。水溶性高分子化合物が、（ａ）カルボン酸基を有する単量体とアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は５０～９５ｍｏｌ％が好ましく、６０～９３ｍｏｌ％がさらに好ましい。アミド基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～５０ｍｏｌ％が好ましく、７～４０ｍｏｌ％がさらに好ましい。（ｂ）カルボン酸基を有する単量体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は３０～９５ｍｏｌ％が好ましく、４０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体の割合は５～７０ｍｏｌ％が好ましく、１０～６０ｍｏｌ％がさらに好ましい。（ｃ）カルボン酸基を有する単量体、アミド基を有する単量体、およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体の場合、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５０～９５ｍｏｌ％が好ましく、６０～９３ｍｏｌ％がより好ましく、７０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。アミド基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、１～４０ｍｏｌ％が好ましく、３～３０ｍｏｌ％がより好ましく、５～２０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、０．０１～２０ｍｏｌ％が好ましく、０．１～１０ｍｏｌ％がより好ましく、０．２～５ｍｏｌ％がさらに好ましい。
（Ａ－３－５）水溶性高分子化合物の製造方法
水溶性高分子化合物の製造方法は特に制限されないが、水溶液重合法が好ましい。水溶液重合法によれば、均一な溶液として水溶性高分子化合物を得ることができる。上記水溶液重合の重合溶媒としては、水性の溶媒であることが好ましく、特に好ましくは水である。また、上記単量体成分の溶媒への溶解性を向上させるために、各単量体の重合に悪影響を及ぼさない範囲で有機溶媒を適宜加えてもよい。上記有機溶媒としては、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
水溶性高分子化合物の製造方法は特に制限されないが、水溶液重合法が好ましい。水溶液重合法によれば、均一な溶液として水溶性高分子化合物を得ることができる。上記水溶液重合の重合溶媒としては、水性の溶媒であることが好ましく、特に好ましくは水である。また、上記単量体成分の溶媒への溶解性を向上させるために、各単量体の重合に悪影響を及ぼさない範囲で有機溶媒を適宜加えてもよい。上記有機溶媒としては、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン等のケトン類が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
以下に、上記水性溶媒を用いた水溶性高分子化合物の製造方法を説明する。重合反応では、公知の重合開始剤を使用できるが、特にラジカル重合開始剤が好ましく用いられる。ラジカル重合開始剤として、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムおよび過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、ｔ－ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類、過酸化水素等の水溶性過酸化物、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類等の油溶性過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、２，２－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド等のアゾ化合物が挙げられる。これらの過酸化物系のラジカル重合開始剤は、１種類のみ使用しても、または２種類以上併用してもよい。上述した過酸化物系のラジカル重合開始剤の中でも、生成する水溶性高分子化合物の分子量の制御が容易に行えることから、過硫酸塩やアゾ化合物が好ましく、アゾビスイソブチロニトリルが特に好ましい。
上記ラジカル重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、水溶性高分子化合物の全単量体合計質量に基づいて、０．１～１５質量％、特に０．５～１０質量％の割合で使用することが好ましい。この割合を０．１質量％以上にすることにより、共重合率を向上させることができ、１５質量％以下とすることにより、水溶性高分子化合物の安定性を向上させることができる。
また、場合によっては、水溶性高分子化合物は、水溶性レドックス系重合開始剤を使用して製造してもよい。レドックス系重合開始剤としては、酸化剤（例えば上記の過酸化物）と、重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸アンモニウム、亜硫酸アンモニウム、ハイドロサルファイトナトリウム等の還元剤や、鉄明礬、カリ明礬等の組み合わせを挙げることができる。
水溶性高分子化合物の製造において、分子量を調整するために、連鎖移動剤を重合系に適宜添加してもよい。連鎖移動剤としては、例えば、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオグリコール酸、２－プロパンチオール、２－メルカプトエタノールおよびチオフェノール等が挙げられる。
水溶性高分子化合物を製造する際の重合温度は、特に制限されないが、重合温度は６０～１００℃で行うのが好ましい。重合温度を６０℃以上にすることで、重合反応が円滑に進行し、かつ生産性優れるものとなり、１００℃以下とすることで、着色を抑制することができる。
また、重合反応は、加圧または減圧下に行うことも可能であるが、加圧あるいは減圧反応用の設備にするためのコストが必要になるので、常圧で行うことが好ましい。重合時間は２～２０時間、特に３～１０時間で行うことが好ましい。
重合反応後、必要に応じて塩基性化合物で中和を行う。中和に使用する塩基性化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニア水、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン類等が挙げられる。
（Ａ－３－６）重量平均分子量
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、１，０００～１，０００，０００であり、好ましくは２，０００～８００，０００であり、さらに好ましくは３，０００～６００，０００である。なお、水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリアクリル酸換算で測定したものである。水溶性高分子化合物の重量平均分子量が、１，０００未満の場合は、研磨後のうねりが悪化する。また１，０００，０００を超える場合には、水溶液の粘度が高くなり取扱いが困難になる。
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、１，０００～１，０００，０００であり、好ましくは２，０００～８００，０００であり、さらに好ましくは３，０００～６００，０００である。なお、水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリアクリル酸換算で測定したものである。水溶性高分子化合物の重量平均分子量が、１，０００未満の場合は、研磨後のうねりが悪化する。また１，０００，０００を超える場合には、水溶液の粘度が高くなり取扱いが困難になる。
（Ａ－３－７）濃度
研磨剤組成物Ａ中の水溶性高分子化合物の濃度は、固形分換算で０．０００１～３．０質量％であり、好ましくは０．０００５～２．０質量％であり、さらに好ましくは０．００１～１．０質量％である。水溶性高分子化合物の濃度が０．０００１質量％より少ない場合には、水溶性高分子化合物の添加効果が十分に得られず、３．０質量％より多い場合には、水溶性高分子化合物の添加効果は頭打ちとなり、必要以上の水溶性高分子化合物を添加することになるので、経済的でない。
研磨剤組成物Ａ中の水溶性高分子化合物の濃度は、固形分換算で０．０００１～３．０質量％であり、好ましくは０．０００５～２．０質量％であり、さらに好ましくは０．００１～１．０質量％である。水溶性高分子化合物の濃度が０．０００１質量％より少ない場合には、水溶性高分子化合物の添加効果が十分に得られず、３．０質量％より多い場合には、水溶性高分子化合物の添加効果は頭打ちとなり、必要以上の水溶性高分子化合物を添加することになるので、経済的でない。
（Ａ－４）酸および／またはその塩
研磨剤組成物Ａでは、ｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を使用することができる。使用される酸および／またはその塩としては、無機酸および／またはその塩と有機酸および／またはその塩が挙げられる。
研磨剤組成物Ａでは、ｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を使用することができる。使用される酸および／またはその塩としては、無機酸および／またはその塩と有機酸および／またはその塩が挙げられる。
無機酸および／またはその塩としては、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホスホン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等の無機酸および／またはその塩が挙げられる。
有機酸および／またはその塩としては、グルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸および／またはその塩、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸等のカルボン酸および／またはその塩、有機ホスホン酸および／またはその塩が挙げられる。これらの酸および／またはその塩は、１種あるいは２種以上を用いることができる。
有機ホスホン酸および／またはその塩としては、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－１，１，２－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、およびその塩から選ばれる少なくとも１種以上の化合物が挙げられる。
上記の化合物は、２種以上を組み合わせて使用することも好ましい実施態様であり、具体的には、硫酸および／またはその塩と有機ホスホン酸および／またはその塩の組み合わせ、リン酸および／またはその塩と有機ホスホン酸および／またはその塩の組み合わせなどが挙げられる。
（Ａ－５）酸化剤
研磨剤組成物Ａは、研磨促進剤として酸化剤を含有してもよい。酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、ペルオキソ酸またはその塩、ハロゲンオキソ酸またはその塩、酸素酸またはその塩、これらの酸化剤を２種以上混合したもの等を用いることができる。
研磨剤組成物Ａは、研磨促進剤として酸化剤を含有してもよい。酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、ペルオキソ酸またはその塩、ハロゲンオキソ酸またはその塩、酸素酸またはその塩、これらの酸化剤を２種以上混合したもの等を用いることができる。
具体的には、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、過酸化カリウム、過マンガン酸カリウム、クロム酸の金属塩、ジクロム酸の金属塩、過硫酸、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソリン酸、ペルオキソホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、次亜塩素酸、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。中でも過酸化水素、過硫酸およびその塩、次亜塩素酸及びその塩などが好ましく、さらに好ましくは過酸化水素である。
研磨剤組成物Ａ中の酸化剤含有量は、０．０１～１０．０質量％であることが好ましい。より好ましくは０．１～５．０質量％である。
（Ａ－６）研磨剤組成物Ａの物性（ｐＨ）
研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）の範囲は、好ましくは０．１～４．０である。より好ましくは０．５～３．０である。研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）が０．１以上であることにより、表面荒れを抑制することができる。研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）が４．０以下であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）の範囲は、好ましくは０．１～４．０である。より好ましくは０．５～３．０である。研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）が０．１以上であることにより、表面荒れを抑制することができる。研磨剤組成物ＡのｐＨ値（２５℃）が４．０以下であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
（Ｂ）研磨剤組成物Ｂ
本発明の基板研磨方法の工程（３）で使用する研磨剤組成物Ｂは、コロイダルシリカＢを含有する水性組成物であり、水溶性高分子化合物は任意成分として含有するものである。さらに、酸および／またはその塩、酸化剤などを含有してもよい。
本発明の基板研磨方法の工程（３）で使用する研磨剤組成物Ｂは、コロイダルシリカＢを含有する水性組成物であり、水溶性高分子化合物は任意成分として含有するものである。さらに、酸および／またはその塩、酸化剤などを含有してもよい。
（Ｂ－１）コロイダルシリカＢ
研磨剤組成物Ｂに含有されるコロイダルシリカＢは、平均粒子径（Ｄ５０）が１０～１５０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは２０～１００ｎｍである。コロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のケイ酸アルカリ金属塩を原料とし、当該原料を水溶液中で縮合反応させて粒子を成長させる水ガラス法で得られる。またはテトラエトキシシラン等のアルコキシシランを原料とし、当該原料をアルコール等の水溶性有機溶媒を含有する水中で、酸またはアルカリでの加水分解による縮合反応によって粒子を成長させるアルコキシシラン法によっても得られる。
研磨剤組成物Ｂに含有されるコロイダルシリカＢは、平均粒子径（Ｄ５０）が１０～１５０ｎｍであることが好ましい。より好ましくは２０～１００ｎｍである。コロイダルシリカは、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のケイ酸アルカリ金属塩を原料とし、当該原料を水溶液中で縮合反応させて粒子を成長させる水ガラス法で得られる。またはテトラエトキシシラン等のアルコキシシランを原料とし、当該原料をアルコール等の水溶性有機溶媒を含有する水中で、酸またはアルカリでの加水分解による縮合反応によって粒子を成長させるアルコキシシラン法によっても得られる。
コロイダルシリカは球状、鎖状、金平糖型、異形型などの形状が知られており、水中に一次粒子が単分散してコロイド状をなしている。研磨剤組成物Ｂに含有されるコロイダルシリカＢとしては、球状または球状に近いコロイダルシリカが特に好ましい。
研磨剤組成物Ｂ中のコロイダルシリカＢの濃度は、０．１～２０質量％であることが好ましい。より好ましくは０．２～１０質量％である。
（Ｂ－２）水溶性高分子化合物
研磨剤組成物Ｂは、任意成分として水溶性高分子化合物を含有することができる。研磨剤組成物Ｂに含有される水溶性高分子化合物は、カルボン酸基を有する単量体を必須単量体とする重合体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする重合体とを含む混合物および／またはカルボン酸基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であることが好ましい。それぞれの単量体の具体例としては、研磨剤組成物Ａの場合と同様の化合物を挙げることができる。
研磨剤組成物Ｂは、任意成分として水溶性高分子化合物を含有することができる。研磨剤組成物Ｂに含有される水溶性高分子化合物は、カルボン酸基を有する単量体を必須単量体とする重合体とスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする重合体とを含む混合物および／またはカルボン酸基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であることが好ましい。それぞれの単量体の具体例としては、研磨剤組成物Ａの場合と同様の化合物を挙げることができる。
（Ｂ－２－１）カルボン酸基を有する単量体
カルボン酸基を有する単量体としては、不飽和脂肪族カルボン酸およびその塩が好ましく用いられる。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびこれらの塩が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、アルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
カルボン酸基を有する単量体としては、不飽和脂肪族カルボン酸およびその塩が好ましく用いられる。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸およびこれらの塩が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、アンモニウム塩、アミン塩、アルキルアンモニウム塩などが挙げられる。
（Ｂ－２－２）スルホン酸基を有する単量体
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ビニルナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。
スルホン酸基を有する単量体の具体例としては、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ビニルナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩などが挙げられる。
（Ｂ－２－３）アミド基を有する単量体
その他の単量体としては、アミド基を有する単量体も使用することができる。具体的には、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドなどが挙げられる。
その他の単量体としては、アミド基を有する単量体も使用することができる。具体的には、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドなどが挙げられる。
（Ｂ－２－４）構成単位の割合
水溶性高分子化合物中の、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～９５ｍｏｌ％が好ましく、８～９２ｍｏｌ％がより好ましく、１０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～９５ｍｏｌ％が好ましく、８～９２ｍｏｌ％がより好ましく、１０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。上記の割合は、重合体の混合物の場合は、混合物全体としてカルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合およびスルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合の好ましい範囲を示している。
水溶性高分子化合物中の、カルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～９５ｍｏｌ％が好ましく、８～９２ｍｏｌ％がより好ましく、１０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。スルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合は、５～９５ｍｏｌ％が好ましく、８～９２ｍｏｌ％がより好ましく、１０～９０ｍｏｌ％がさらに好ましい。上記の割合は、重合体の混合物の場合は、混合物全体としてカルボン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合およびスルホン酸基を有する単量体に由来する構成単位の割合の好ましい範囲を示している。
（Ｂ－２－５）水溶性高分子化合物の製造方法
水溶性高分子化合物の製造方法は、研磨剤組成物Ａの場合と同様に、水溶液重合法が好ましく、水溶液重合法によれば、均一な溶液として水溶性高分子化合物を得ることができる。具体的には、水性溶媒を用いてラジカル重合開始剤を用いるラジカル重合により水溶性高分子化合物を製造する方法が挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、過硫酸塩、水溶性過酸化物、油溶性過酸化物、アゾ化合物、などが挙げられる。また、開始剤として、水溶性レドックス系重合開始剤を用いてもよい。水溶性高分子化合物の分子量を調整するために、連鎖移動剤を重合系に適宜添加してもよい。重合反応終了後、必要に応じて塩基性化合物で中和を行ってもよい。
水溶性高分子化合物の製造方法は、研磨剤組成物Ａの場合と同様に、水溶液重合法が好ましく、水溶液重合法によれば、均一な溶液として水溶性高分子化合物を得ることができる。具体的には、水性溶媒を用いてラジカル重合開始剤を用いるラジカル重合により水溶性高分子化合物を製造する方法が挙げられる。ラジカル重合開始剤としては、過硫酸塩、水溶性過酸化物、油溶性過酸化物、アゾ化合物、などが挙げられる。また、開始剤として、水溶性レドックス系重合開始剤を用いてもよい。水溶性高分子化合物の分子量を調整するために、連鎖移動剤を重合系に適宜添加してもよい。重合反応終了後、必要に応じて塩基性化合物で中和を行ってもよい。
（Ｂ－２－６）重量平均分子量
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、１，０００～１，０００，０００であり、好ましくは２，０００～８００，０００であり、さらに好ましくは３，０００～６００，０００である。なお、水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリアクリル酸換算で測定したものである。上記の重量平均分子量の範囲は、水溶性高分子化合物が重合体の混合物の場合は、混合物全体の重量平均分子量の好ましい範囲である。
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、１，０００～１，０００，０００であり、好ましくは２，０００～８００，０００であり、さらに好ましくは３，０００～６００，０００である。なお、水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により、ポリアクリル酸換算で測定したものである。上記の重量平均分子量の範囲は、水溶性高分子化合物が重合体の混合物の場合は、混合物全体の重量平均分子量の好ましい範囲である。
（Ｂ－２－７）濃度
水溶性高分子化合物の研磨剤組成物Ｂ中の濃度は、固形分換算で０．０００１～３．０質量％であり、好ましくは０．０００５～２．０質量％であり、さらに好ましくは０．００１～１．０質量％である。
水溶性高分子化合物の研磨剤組成物Ｂ中の濃度は、固形分換算で０．０００１～３．０質量％であり、好ましくは０．０００５～２．０質量％であり、さらに好ましくは０．００１～１．０質量％である。
（Ｂ－３）酸および／またはその塩
研磨剤組成物Ｂは、ｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を使用することができる。使用される酸および／またはその塩としては、無機酸および／またはその塩と有機酸および／またはその塩が挙げられる。
研磨剤組成物Ｂは、ｐＨ調整のために、または任意成分として、酸および／またはその塩を使用することができる。使用される酸および／またはその塩としては、無機酸および／またはその塩と有機酸および／またはその塩が挙げられる。
無機酸および／またはその塩としては、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸、ホスホン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等の無機酸および／またはその塩が挙げられる。
有機酸および／またはその塩としては、グルタミン酸、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸および／またはその塩、クエン酸、酒石酸、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、リンゴ酸、コハク酸等のカルボン酸および／またはその塩、有機ホスホン酸および／またはその塩が挙げられる。これらの酸および／またはその塩は、１種あるいは２種以上を用いることができる。
有機ホスホン酸および／またはその塩としては、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－１，１，２－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、およびその塩から選ばれる少なくとも１種以上の化合物が挙げられる。
上記の化合物は、２種以上を組み合わせて使用することも好ましい実施態様であり、具体的には、硫酸および／またはその塩と有機ホスホン酸および／またはその塩との組み合わせ、リン酸および／またはその塩と有機ホスホン酸および／またはその塩の組み合わせなどが挙げられる。
（Ｂ－４）酸化剤
研磨剤組成物Ｂは、任意成分として酸化剤を含有することができる。研磨剤組成物Ｂに含有することができる酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、ペルオキソ酸またはその塩、ハロゲンオキソ酸またはその塩、酸素酸またはその塩、これらの酸化剤を２種以上混合したもの等を用いることができる。
研磨剤組成物Ｂは、任意成分として酸化剤を含有することができる。研磨剤組成物Ｂに含有することができる酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、ペルオキソ酸またはその塩、ハロゲンオキソ酸またはその塩、酸素酸またはその塩、これらの酸化剤を２種以上混合したもの等を用いることができる。
具体的には、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、過酸化カリウム、過マンガン酸カリウム、クロム酸の金属塩、ジクロム酸の金属塩、過硫酸、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソリン酸、ペルオキソホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、次亜塩素酸、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。中でも過酸化水素、過硫酸およびその塩、次亜塩素酸およびその塩などが好ましく、さらに好ましくは過酸化水素である。
研磨剤組成物Ｂ中の酸化剤含有量は、０．０１～１０．０質量％であることが好ましく、さらに好ましくは０．０５～５．０質量％である。
（Ｂ－５）研磨剤組成物Ｂの物性（ｐＨ）
研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）の範囲は、好ましくは０．１～４．０である。より好ましくは、０．５～３．０である。研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）が０．１以上であることにより、表面荒れを抑制することができる。研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）が４．０以下であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）の範囲は、好ましくは０．１～４．０である。より好ましくは、０．５～３．０である。研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）が０．１以上であることにより、表面荒れを抑制することができる。研磨剤組成物ＢのｐＨ値（２５℃）が４．０以下であることにより、研磨速度の低下を抑制することができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲に属する限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。
［研磨剤組成物の調製方法］
実施例１～６、参考例１、比較例１～９で使用した研磨剤組成物は、前段研磨に於いては、表１に記載の材料を、表１に記載の含有量で含んだ研磨剤組成物である。後段研磨に於いては、表２に記載の材料を、表２に記載の含有量で含んだ研磨剤組成物である。尚、表１でアクリル酸の略号をＡＡ、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミドの略号をＴＢＡＡ、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸の略号をＡＴＢＳとした。また、各実施例、参考例、及び各比較例の研磨試験の結果を表３に示した。
実施例１～６、参考例１、比較例１～９で使用した研磨剤組成物は、前段研磨に於いては、表１に記載の材料を、表１に記載の含有量で含んだ研磨剤組成物である。後段研磨に於いては、表２に記載の材料を、表２に記載の含有量で含んだ研磨剤組成物である。尚、表１でアクリル酸の略号をＡＡ、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチルアクリルアミドの略号をＴＢＡＡ、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸の略号をＡＴＢＳとした。また、各実施例、参考例、及び各比較例の研磨試験の結果を表３に示した。
［湿式法シリカ粒子の平均粒子径］
湿式法シリカ粒子の平均粒子径は、動的光散乱式粒度分析測定装置（日機装（株）製、マイクロトラックＵＰＡ）を用いて測定した。湿式法シリカ粒子の平均粒子径は、体積を基準とした小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる平均粒子径（Ｄ５０）である。
湿式法シリカ粒子の平均粒子径は、動的光散乱式粒度分析測定装置（日機装（株）製、マイクロトラックＵＰＡ）を用いて測定した。湿式法シリカ粒子の平均粒子径は、体積を基準とした小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる平均粒子径（Ｄ５０）である。
［コロイダルシリカの粒子径］
コロイダルシリカの粒子径（Ｈｅｙｗｏｏｄ径）は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子（株）製、透過型電子顕微鏡 ＪＥＭ２０００ＦＸ（２００ｋＶ）を用いて倍率１０万倍の視野を撮影し、この写真を解析ソフト（マウンテック（株）製、Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ Ｖｅｒ．４．０）を用いて解析することによりＨｅｙｗｏｏｄ径（投射面積円相当径）として測定した。コロイダルシリカの平均粒子径は前述の方法で２０００個程度のコロイダルシリカの粒子径を解析し、小粒径側からの積算粒径分布（累積体積基準）が５０％となる粒子径を上記解析ソフト（マウンテック（株）製、Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ Ｖｅｒ．４．０）を用いて算出した平均粒子径（Ｄ５０）である。
コロイダルシリカの粒子径（Ｈｅｙｗｏｏｄ径）は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（日本電子（株）製、透過型電子顕微鏡 ＪＥＭ２０００ＦＸ（２００ｋＶ）を用いて倍率１０万倍の視野を撮影し、この写真を解析ソフト（マウンテック（株）製、Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ Ｖｅｒ．４．０）を用いて解析することによりＨｅｙｗｏｏｄ径（投射面積円相当径）として測定した。コロイダルシリカの平均粒子径は前述の方法で２０００個程度のコロイダルシリカの粒子径を解析し、小粒径側からの積算粒径分布（累積体積基準）が５０％となる粒子径を上記解析ソフト（マウンテック（株）製、Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ Ｖｅｒ．４．０）を用いて算出した平均粒子径（Ｄ５０）である。
［重量平均分子量］
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリアクリル酸換算で測定したものであり、以下にＧＰＣ測定条件を示す。
水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリアクリル酸換算で測定したものであり、以下にＧＰＣ測定条件を示す。
［ＧＰＣ条件］
カラム：Ｇ４０００ＰＷＸＬ（東ソー（株）製）＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー（株）製）
溶離液：０．２Ｍリン酸バッファー／アセトニトリル＝９／１（容積比）
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出：２１０ｎｍ（ＵＶ）
サンプル：濃度５ｍｇ／ｍｌ（注入量１００μｌ）
検量線用ポリマー：ポリアクリル酸 分子量（ピークトップ分子量：Ｍｐ）１１．５万、２．８万、４１００、１２５０（創和科学（株）、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｒｐ．）
カラム：Ｇ４０００ＰＷＸＬ（東ソー（株）製）＋Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー（株）製）
溶離液：０．２Ｍリン酸バッファー／アセトニトリル＝９／１（容積比）
流速：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出：２１０ｎｍ（ＵＶ）
サンプル：濃度５ｍｇ／ｍｌ（注入量１００μｌ）
検量線用ポリマー：ポリアクリル酸 分子量（ピークトップ分子量：Ｍｐ）１１．５万、２．８万、４１００、１２５０（創和科学（株）、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｒｐ．）
［研磨条件］
無電解ニッケル－リンめっきされた外径９５ｍｍのアルミディスクを研磨対象として、下記研磨条件で研磨を行った。
無電解ニッケル－リンめっきされた外径９５ｍｍのアルミディスクを研磨対象として、下記研磨条件で研磨を行った。
［前段研磨条件］
研磨機：ＳＰＥＥＤＦＡＭ（社）製、９Ｂ両面研磨機
研磨パッド：（株）ＦＩＬＷＥＬ社製、Ｐ１パッド
定盤回転数：上定盤 －７．７ｒｐｍ
下定盤 ２３．５ｒｐｍ
研磨剤組成物供給量： ９０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：研磨量が１．２～１．５μｍ／片面となる時間まで研磨する（２４０～７２０秒）。
加工圧力： １２０ｇ／ｃｍ２
尚、前段研磨では、研磨剤組成物Ａを使用した。
研磨機：ＳＰＥＥＤＦＡＭ（社）製、９Ｂ両面研磨機
研磨パッド：（株）ＦＩＬＷＥＬ社製、Ｐ１パッド
定盤回転数：上定盤 －７．７ｒｐｍ
下定盤 ２３．５ｒｐｍ
研磨剤組成物供給量： ９０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：研磨量が１．２～１．５μｍ／片面となる時間まで研磨する（２４０～７２０秒）。
加工圧力： １２０ｇ／ｃｍ２
尚、前段研磨では、研磨剤組成物Ａを使用した。
［リンス条件］
研磨機：前段研磨と同じ
研磨パッド：前段研磨と同じ
定盤回転数：前段研磨と同じ
リンス液供給量：３リットル／ｍｉｎ
リンス時間：２０秒
加工圧力：１２０ｇ／ｃｍ２
尚、リンス液には純水を使用した。
研磨機：前段研磨と同じ
研磨パッド：前段研磨と同じ
定盤回転数：前段研磨と同じ
リンス液供給量：３リットル／ｍｉｎ
リンス時間：２０秒
加工圧力：１２０ｇ／ｃｍ２
尚、リンス液には純水を使用した。
［後段研磨条件］
研磨機：前段研磨と同じ
研磨パッド：前段研磨と同じ
定盤回転数：前段研磨と同じ
研磨剤組成物供給量：９０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：４０秒
加工圧力：１２０ｇ／ｃｍ２
尚、後段研磨では、研磨剤組成物Ｂを使用した。上記研磨条件で研磨試験を行った結果を表３に示す。ただし、比較例７～９では、後段研磨を実施しなかった。
研磨機：前段研磨と同じ
研磨パッド：前段研磨と同じ
定盤回転数：前段研磨と同じ
研磨剤組成物供給量：９０ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：４０秒
加工圧力：１２０ｇ／ｃｍ２
尚、後段研磨では、研磨剤組成物Ｂを使用した。上記研磨条件で研磨試験を行った結果を表３に示す。ただし、比較例７～９では、後段研磨を実施しなかった。
［研磨速度比］
研磨速度比は、研磨後に減少したアルミディスクの質量を測定し、下記式に基づいて算出した。
研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）＝アルミディスク質量減少量（ｇ）／研磨時間（ｍｉｎ）／アルミディスク片面の面積（ｃｍ２）／無電解ニッケル－リンめっき皮膜の密度（ｇ／ｃｍ３／２×１０４
（ただし、上記式中、アルミディスク片面の面積は６５．９ｃｍ２、無電解ニッケル－リンめっき皮膜の密度は、８．０ｇ／ｃｍ３）
研磨速度比は、上記式を用いて求めた比較例２の研磨速度を１（基準）とした場合の相対値である。
研磨速度比は、研磨後に減少したアルミディスクの質量を測定し、下記式に基づいて算出した。
研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）＝アルミディスク質量減少量（ｇ）／研磨時間（ｍｉｎ）／アルミディスク片面の面積（ｃｍ２）／無電解ニッケル－リンめっき皮膜の密度（ｇ／ｃｍ３／２×１０４
（ただし、上記式中、アルミディスク片面の面積は６５．９ｃｍ２、無電解ニッケル－リンめっき皮膜の密度は、８．０ｇ／ｃｍ３）
研磨速度比は、上記式を用いて求めた比較例２の研磨速度を１（基準）とした場合の相対値である。
［うねり］
アルミディスクのうねりは、アメテック社製の走査型白色干渉法を利用した三次元表面構造解析顕微鏡を用いて測定した。測定条件は、アメテック社製の測定装置（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００（レンズ：１．４倍、ズーム：１．０倍）、波長は、１００～５００μｍおよび５００～１０００μｍとし、測定エリアは、６ｍｍ×６ｍｍとし、アメテック社製の解析ソフト（Ｍｘ）を用いて解析を行った。
アルミディスクのうねりは、アメテック社製の走査型白色干渉法を利用した三次元表面構造解析顕微鏡を用いて測定した。測定条件は、アメテック社製の測定装置（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００（レンズ：１．４倍、ズーム：１．０倍）、波長は、１００～５００μｍおよび５００～１０００μｍとし、測定エリアは、６ｍｍ×６ｍｍとし、アメテック社製の解析ソフト（Ｍｘ）を用いて解析を行った。
［シャローピット］
シャローピットは、アメテック社製の走査型白色干渉法を利用した三次元表面構造解析顕微鏡（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００）を用いて測定した。
測定条件は以下の通りである。
レンズ １．４倍
ＺＯＯＭ ０．５倍
１視野の測定エリア １２ｍｍ×１２ｍｍ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｍｏｄｅ ＣＳＩ
Ｓｃａｎ Ｌｅｎｇｔｈ ５μｍ
シャローピットは、アメテック社製の走査型白色干渉法を利用した三次元表面構造解析顕微鏡（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００）を用いて測定した。
測定条件は以下の通りである。
レンズ １．４倍
ＺＯＯＭ ０．５倍
１視野の測定エリア １２ｍｍ×１２ｍｍ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ Ｓｕｒｆａｃｅ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｍｏｄｅ ＣＳＩ
Ｓｃａｎ Ｌｅｎｇｔｈ ５μｍ
アルミディスク全体をカバーする１辺が９５ｍｍの正方形を設定し、それを１００区画に分け、９５ｍｍ径のアルミディスク表面を全てスキャンした。その際、各スキャンデータは２０％オーバーラップする設定とした。得られた各スキャンデータをつなぎ合せ、アルミディスク全面を観察した。各区画を観察する際には、マウスで拡大しながらシャローピットの有無を確認した。アルミディスク全面を観察した結果、シャローピットがほとんど認められない場合に「○（良）」と評価した。シャローピットが若干認められた場合に「△（可）」と評価した。シャローピットが多数認められた場合に「×（不可）」と評価した。
［ロールオフ比］
端面形状の評価として、端面だれの度合いを数値化したロールオフを測定した。ロールオフはアメテック社製の測定装置（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００（レンズ：１．４倍、ズーム：１．０倍）とアメテック社製の解析ソフト（Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ）を用いて測定した。
端面形状の評価として、端面だれの度合いを数値化したロールオフを測定した。ロールオフはアメテック社製の測定装置（Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ８３００（レンズ：１．４倍、ズーム：１．０倍）とアメテック社製の解析ソフト（Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ）を用いて測定した。
ロールオフの測定方法について図１を用いて説明する。図１は、研磨の対象物である無電解ニッケル－リンめっきをした外径９５ｍｍのアルミディスクの、ディスクの中心を通過し研磨した表面に対して垂直な断面図を表す。ロールオフの測定にあたり、まずディスクの外周端に沿って垂線ｈを設け、垂線ｈから研磨した表面上のディスクの中心に向かって垂線ｈに対して平行で垂線ｈからの距離が３．９０ｍｍである線ｊを設け、ディスクの断面の線が線ｊと交わる位置を点Ａとした。また、垂線ｈに対して平行で垂線ｈからの距離が０．３０ｍｍである線ｋを設け、ディスクの断面の線が線ｋと交わる位置を点Ｂとした。点Ａと点Ｂを結んだ線ｍを設け、さらに線ｍに垂直な線ｔを設け、ディスクの断面の線が線ｔと交わる位置を点Ｃ、線ｍが線ｔと交わる位置を点Ｄとした。そして、点Ｃ－Ｄ間の距離が最大となるところでの距離をロールオフとして測定した。
ロールオフ比は、上記方法を用いて測定した比較例２のロールオフを１（基準）とした場合の相対値である。
［考察］
実施例１，２，３と比較例１の対比、参考例１と比較例２の対比、および実施例６と比較例３の対比から、水溶性高分子化合物を含有することにより、研磨速度が向上し、ロールオフも改善されることがわかる。なお、実施例２と実施例３は、実施例１の水溶性高分子化合物の組成を変更したものである。参考例１は、実施例１のコロイダルシリカＡ中の粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合を変更したものである。実施例６は、実施例１のコロイダルシリカＡの平均粒子径と湿式法シリカ粒子の平均粒子径を変更したものである。
実施例１，２，３と比較例１の対比、参考例１と比較例２の対比、および実施例６と比較例３の対比から、水溶性高分子化合物を含有することにより、研磨速度が向上し、ロールオフも改善されることがわかる。なお、実施例２と実施例３は、実施例１の水溶性高分子化合物の組成を変更したものである。参考例１は、実施例１のコロイダルシリカＡ中の粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合を変更したものである。実施例６は、実施例１のコロイダルシリカＡの平均粒子径と湿式法シリカ粒子の平均粒子径を変更したものである。
実施例１と比較例５の対比により、湿式法シリカ粒子の割合が２０質量％以上であることにより、研磨速度が向上し、ロールオフも改善されることがわかる。実施例１と比較例６の対比により、コロイダルシリカＡの割合が２０質量％以上であることにより、シャローピットは顕著に減少し、うねりも改善されることがわかる。実施例６と比較例４の対比により、湿式法シリカ粒子の平均粒子径が５００ｎｍ以下であることにより、シャローピットが減少し、うねりが顕著に改善されることがわかる。実施例１と比較例７の対比、実施例２と比較例８の対比および実施例３と比較例９の対比により、後段研磨を実施することにより、うねりが改善されることがわかる。以上のことから、本願発明の研磨剤組成物を使用して本願発明の研磨方法で研磨することにより、研磨速度、うねり、シャローピット、ロールオフのバランスが向上することが明らかである。
実施例１，４，５は参考例１に対して、コロイダルシリカＡ中の粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が多い点で異なるが、それにより、さらに研磨速度は向上し、うねりとシャローピットも改善されている。なお、実施例４と実施例５は、実施例１のコロイダルシリカＡ中の粒子径３０～７０ｎｍ粒子の割合をさらに高くなったものである。
本発明の基板研磨方法は、半導体、ハードディスクといった磁気記録媒体などの電子部品の研磨に使用することができる。特にガラス磁気ディスク基板やアルミニウム磁気ディスク基板などの磁気記録媒体用基板の表面研磨に使用することができる。さらには、アルミニウム合金製の基板表面に無電解ニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用アルミニウム磁気ディスク基板の表面研磨に使用することができる。
Claims (8)
- アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、
前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびアミド基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、
全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。 - アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、
前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、
全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。 - アルミニウム合金基板の表面にニッケル－リンめっき皮膜を形成した磁気記録媒体用基板の研磨を多段研磨方式で行う際に、最終研磨工程よりも前の研磨工程で行う磁気ディスク基板の研磨方法であって、下記（１）～（３）の工程を有し、各工程（１）～（３）を同一研磨機で行う磁気ディスク基板の研磨方法。
（１）平均一次粒子径１０～１５０ｎｍのコロイダルシリカＡと、平均粒子径２００～５００ｎｍの粉砕された湿式法シリカ粒子と、水溶性高分子化合物と、水を含有し、
前記コロイダルシリカＡに占める粒子径３０～７０ｎｍの粒子の割合が１０～９０質量％であり、
前記水溶性高分子化合物が、カルボン酸基を有する単量体、アミド基を有する単量体、およびスルホン酸基を有する単量体を必須単量体とする共重合体であり、重量平均分子量が１，０００～１，０００，０００であり、
全シリカ粒子に占める前記コロイダルシリカＡの割合が２０～８０質量％、前記粉砕された湿式法シリカ粒子の割合が２０～８０質量％であり、前記コロイダルシリカＡの平均一次粒子径に対する前記粉砕された湿式法シリカ粒子の平均粒子径の比の値が２．０～１５．０であり、前記全シリカ粒子の濃度が２～４０質量％である研磨剤組成物Ａを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の前段の研磨を行う工程、
（２）工程（１）で得られた前記磁気ディスク基板をリンス処理する工程、
（３）コロイダルシリカＢおよび水を含有する研磨剤組成物Ｂを研磨機に供給して、前記磁気ディスク基板の後段の研磨を行う工程。 - 前記カルボン酸基を有する単量体が、アクリル酸またはその塩、メタクリル酸またはその塩から選ばれる単量体である請求項１～３のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
- 前記アミド基を有する単量体が、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ－アルキルアクリルアミド、Ｎ－アルキルメタクリルアミドから選ばれる１種または２種以上の単量体である請求項１又は請求項３に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
- 前記スルホン酸基を有する単量体が、イソプレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、２－メタクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ビニルナフタレンスルホン酸、およびこれらの塩から選ばれる単量体である請求項２又は請求項３に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
- 前記研磨剤組成物Ａおよび前記研磨剤組成物Ｂが、酸および／またはその塩をさらに含有し、ｐＨ値（２５℃）が０．１～４．０の範囲にある請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
- 前記研磨剤組成物Ａおよび前記研磨剤組成物Ｂが、酸化剤をさらに含有している請求項１～７のいずれか１項に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
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