JP7460844B1 - 磁気ディスク基板用研磨液組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 一態様において、研磨速度向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる研磨液組成物を提供する。【解決手段】 本開示は、一態様において、シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物であって、成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。【選択図】なし
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磁気ディスク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。
例えば、特許文献１には、動的光散乱法により測定される平均粒子径が５～３００ｎｍの範囲にある非球状シリカ微粒子を分散媒に分散してなり、固形分濃度が１０～６０質量％のシリカゾルであって、29Ｓｉ－ＮＭＲスペクトル測定時のケミカルシフト－７３～－１２０ｐｐｍ のピーク面積におけるＱ４の面積が８８％以上、Ｑ３の面積が１１％以下である研磨用シリカゾルが提案されている。
特許文献２には、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、シリカ砥粒を遊離砥粒として含む研磨液を供給し、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を有する、磁気ディスク基板の製造方法であって、前記シリカ砥粒は、砥粒内部のシラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）の砥粒全体のケイ素元素（Ｓｉ）に対する比（Ｓｉ－ＯＨ）／Ｓｉが０．４以上である、磁気ディスク基板の製造方法が提案されている。
特許文献３には、シリカ砥粒を含有する研磨用組成物であって、前記シリカ砥粒の平均一次粒子径が４０ｎｍ以上であり、かつ、前記シリカ砥粒の平均シラノール基密度が１．２５個／ｎｍ2以下である、研磨用組成物が提案されている。
特許文献２には、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、シリカ砥粒を遊離砥粒として含む研磨液を供給し、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を有する、磁気ディスク基板の製造方法であって、前記シリカ砥粒は、砥粒内部のシラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）の砥粒全体のケイ素元素（Ｓｉ）に対する比（Ｓｉ－ＯＨ）／Ｓｉが０．４以上である、磁気ディスク基板の製造方法が提案されている。
特許文献３には、シリカ砥粒を含有する研磨用組成物であって、前記シリカ砥粒の平均一次粒子径が４０ｎｍ以上であり、かつ、前記シリカ砥粒の平均シラノール基密度が１．２５個／ｎｍ2以下である、研磨用組成物が提案されている。
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、基板表面のスクラッチをいっそう低減できる研磨液組成物の開発が求められている。また、一般的に、研磨速度とスクラッチとはトレードオフの関係にあり、一方が改善すれば一方が悪化するという問題がある。さらに、生産性向上の点から、研磨液組成物には分散安定性に優れることも要求される。
そこで、本開示は、一態様において、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる研磨液組成物を提供する。
本開示は、一態様において、シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物であって、成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。
本開示は、一態様において、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。
本開示は、一態様において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子（成分Ａ）、該シリカ粒子（成分Ａ）のスラリー、又は、該シリカ粒子（成分Ａ）を砥粒として含有する研磨液組成物を選択して、該シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物を得る工程、及び、前記シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有す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、一態様において、研磨速度向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる研磨液組成物を提供できる。
本開示は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が特定の範囲内であるシリカ粒子、酸及び水を含有する研磨液組成物を磁気ディスク基板の研磨に用いると、研磨速度を向上でき、かつ、研磨後の基板表面のスクラッチを低減でき、さらに分散安定性に優れるという知見に基づく。
本開示において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度１５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ここで、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）とは、試料表面に軟Ｘ線を照射したときに放出される光電子の運動エネルギーを測定する表面分析方法である。元素は固有の運動エネルギーを有するため、表面から数ｎｍ程度の深さの元素を特定し、その元素濃度も分析することができる。ＸＰＳでは、検出角度を変化させることで、測定深さを調整できる。試料と検出器のなす角度（検出角度）が小さいほど、測定深さが小さくなり、試料の表面近傍での測定が可能となる。検出角度が大きいほど、測定深さが大きくなり、試料の深部での測定が可能となる。
本開示において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度１５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ここで、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）とは、試料表面に軟Ｘ線を照射したときに放出される光電子の運動エネルギーを測定する表面分析方法である。元素は固有の運動エネルギーを有するため、表面から数ｎｍ程度の深さの元素を特定し、その元素濃度も分析することができる。ＸＰＳでは、検出角度を変化させることで、測定深さを調整できる。試料と検出器のなす角度（検出角度）が小さいほど、測定深さが小さくなり、試料の表面近傍での測定が可能となる。検出角度が大きいほど、測定深さが大きくなり、試料の深部での測定が可能となる。
すなわち、本開示は、一態様において、シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物であって、成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度と酸素原子濃度との合計に対するケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下である、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。
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）による検出角度１５°の条件での測定は、対象シリカ粒子の極表層の元素分析であり、ケイ素原子濃度（ａｔоｍ％）が高いことは相対的に酸素元素の比率が低いと推定される。酸素元素が多いと、酸素元素が引き付ける系中の水分子も多くなり、研磨中におけるシリカ粒子と基板間の直接的作用を妨害すると推定される。そのため、シリカ粒子の極表層に存在する高いケイ素原子濃度は、シリカ粒子と基板を直接的に作用することができるため、良好な研磨速度を発現すると推定される。
また、対象シリカ粒子の極表層における酸素元素が減少すると、系中の水分子も相対的に減少するが、シリカ粒子同士を接触させる程の影響は無いため、シリカ粒子は水中で安定に分散している。加えて、シリカ粒子間の水分子の減少は、シリカ粒子同士の距離を狭め、その結果、シリカ粒子と研磨対象基板（被研磨基板）との接触頻度も向上する。シリカ粒子と研磨対象基板との接触頻度の向上により、シリカ粒子の有する応力が深さ方向から基板表面全体に応力分散されることで、基板表面における局所的な応力の発生が抑制され、スクラッチも低減すると推定される。
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。
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）による検出角度１５°の条件での測定は、対象シリカ粒子の極表層の元素分析であり、ケイ素原子濃度（ａｔоｍ％）が高いことは相対的に酸素元素の比率が低いと推定される。酸素元素が多いと、酸素元素が引き付ける系中の水分子も多くなり、研磨中におけるシリカ粒子と基板間の直接的作用を妨害すると推定される。そのため、シリカ粒子の極表層に存在する高いケイ素原子濃度は、シリカ粒子と基板を直接的に作用することができるため、良好な研磨速度を発現すると推定される。
また、対象シリカ粒子の極表層における酸素元素が減少すると、系中の水分子も相対的に減少するが、シリカ粒子同士を接触させる程の影響は無いため、シリカ粒子は水中で安定に分散している。加えて、シリカ粒子間の水分子の減少は、シリカ粒子同士の距離を狭め、その結果、シリカ粒子と研磨対象基板（被研磨基板）との接触頻度も向上する。シリカ粒子と研磨対象基板との接触頻度の向上により、シリカ粒子の有する応力が深さ方向から基板表面全体に応力分散されることで、基板表面における局所的な応力の発生が抑制され、スクラッチも低減すると推定される。
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、砥粒としてシリカ粒子（以下、「成分Ａ」ともいう）を含有する。成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子である。成分Ａの使用形態としては、スラリー状の研磨液成分であることが好ましい。成分Ａは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
本開示の研磨液組成物は、砥粒としてシリカ粒子（以下、「成分Ａ」ともいう）を含有する。成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子である。成分Ａの使用形態としては、スラリー状の研磨液成分であることが好ましい。成分Ａは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
＜ＸＰＳにより測定されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度（ａｔｏｍ％）＞
ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上であって、２９ａｔｏｍ％以上が好ましく、３０ａｔｏｍ％以上がより好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３８ａｔｏｍ％以下であって、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３４ａｔｏｍ％以下がより好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であって、２９ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３０ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下がより好ましい。
本開示において、ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度１５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）］×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．５ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２９ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３４ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３２ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．５ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２９ａｔｏｍ％以上３２ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。本開示において、ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度４５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、分散安定性向上の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。本開示において、ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度７５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上であって、２９ａｔｏｍ％以上が好ましく、３０ａｔｏｍ％以上がより好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３８ａｔｏｍ％以下であって、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３４ａｔｏｍ％以下がより好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であって、２９ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３０ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下がより好ましい。
本開示において、ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度１５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）］×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．５ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２９ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３４ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３２ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．５ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２９ａｔｏｍ％以上３２ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。本開示において、ＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度４５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、分散安定性向上の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。本開示において、ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とは、成分ＡをＸＰＳを用いて検出角度７５°の条件で測定することで得られたスペクトルを元素分析することにより算出されるケイ素原子（Ｓｉ）濃度と酸素原子（Ｏ）濃度との合計に対するケイ素原子濃度の百分比[Ｓｉ／（Ｓｉ＋Ｏ）]×１００のことをいう。
ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とＸＰＳにより検出角度４５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）との濃度比（１５°/４５°）は、研磨速度向上の観点から、１．０２以上が好ましく、１．０２５以上がより好ましく、１．０３以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、１．４以下が好ましく、１．３以下がより好ましく、１．２以下が更に好ましい。より具体的には、該濃度比（１５°/４５°）は、１．０２以上１．４以下が好ましく、１．０２５以上１．３以下がより好ましく、１．０３以上１．２以下が更に好ましい。
ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）との濃度比（１５°/７５°）は、研磨速度向上の観点から、１．０５以上が好ましく、１．０５を超えることがより好ましく、１．０６以上が更に好ましく、１．０７以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、１．４以下が好ましく、１．３以下がより好ましく、１．２以下が更に好ましく、１．１５以下が更に好ましく、１．１０以下が更に好ましい。より具体的には、該濃度比（１５°/７５°）は、１．０５以上１．４以下が好ましく、１．０６以上１．３以下がより好ましく、１．０７以上１．２以下が更に好ましく、１．０７以上１．１５以下が更に好ましく、１．０７以上１．１０以下が更に好ましい。
ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）との濃度比（１５°/７５°）は、研磨速度向上の観点から、１．０５以上が好ましく、１．０５を超えることがより好ましく、１．０６以上が更に好ましく、１．０７以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、１．４以下が好ましく、１．３以下がより好ましく、１．２以下が更に好ましく、１．１５以下が更に好ましく、１．１０以下が更に好ましい。より具体的には、該濃度比（１５°/７５°）は、１．０５以上１．４以下が好ましく、１．０６以上１．３以下がより好ましく、１．０７以上１．２以下が更に好ましく、１．０７以上１．１５以下が更に好ましく、１．０７以上１．１０以下が更に好ましい。
本開示において、ＸＰＳにより測定される各原子（Ｓｉ、Ｏ）濃度は、特性Ｘ線としてＡＬＫα線を用いたアルバック・ファイ株式会社製のＸＰＳ測定装置を用いて測定することができる。ケイ素原子（Ｓｉ）濃度は、例えば、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを９６～１０６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出できる。酸素原子（Ｏ）濃度は、例えば、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを５２６～５３６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出できる。具体的には、実施例に記載の測定方法により算出できる。
成分Ａの製造方法としては、例えば、珪酸アルカリ塩と強酸とを混合してシリカヒドロゲルを含む溶液を調製し、所定の温度範囲（例えば１０～４０℃）でシリカの熟成を行い、溶液中の塩を除去後、シリカヒドロゲルにアルカリ溶液を添加してシリカヒドロゲルのコロイド化を行ってシリカゾルを得て、該シリカゾルを水熱処理してシリカ粒子を成長させることにより製造することができる。
成分Ａのケイ素原子濃度を調整する方法としては、いくつかあるが一つの例として、シリカ粒子の成長過程における水熱処理条件の制御が挙げられる。水熱処理条件としては、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を用いることでｐＨを調整し、装置により加熱温度、圧力をそれぞれ制御する方法が挙げられる。その他にも、上記で示したような水酸化ナトリウム等のアルカリ剤によりｐＨを変動させ、その水溶液中に経時で保存することで、シリカ粒子表面のケイ素原子濃度を制御することも可能である。
成分Ａのケイ素原子濃度を調整する方法としては、いくつかあるが一つの例として、シリカ粒子の成長過程における水熱処理条件の制御が挙げられる。水熱処理条件としては、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を用いることでｐＨを調整し、装置により加熱温度、圧力をそれぞれ制御する方法が挙げられる。その他にも、上記で示したような水酸化ナトリウム等のアルカリ剤によりｐＨを変動させ、その水溶液中に経時で保存することで、シリカ粒子表面のケイ素原子濃度を制御することも可能である。
成分Ａとしては、研磨速度向上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、これらのなかでもコロイダルシリカが好ましい。
本開示の研磨液組成物に含まれる砥粒は、一又は複数の実施形態において、研磨速度向上及びスクラッチ低減の観点から、成分Ａのみであることが好ましく、コロイダルシリカのみであることがより好ましい。
本開示の研磨液組成物に含まれる砥粒は、一又は複数の実施形態において、研磨速度向上及びスクラッチ低減の観点から、成分Ａのみであることが好ましく、コロイダルシリカのみであることがより好ましい。
成分Ａの形状は、球状でも非球状でもよい。
成分Ａの平均一次粒子径は、一又は複数の実施形態において、仕上げ研磨に用いる場合には、研磨速度向上及びスクラッチ低減の観点から、５ｎｍ以上が好ましく、そして、同様の観点から、１００ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましい。より具体的には、成分Ａの平均一次粒子径は、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下がより好ましい。
成分Ａの平均一次粒子径は、一又は複数の実施形態において、粗研磨に用いる場合には、研磨速度向上の観点から、３０ｎｍ以上が好ましく、４０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ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、１８０ｎｍ以下がより好ましく、１６０ｎｍ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、一又は複数の実施形態において、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下が更に好ましい。
本開示において、成分Ａの平均一次粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）によって算出される比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて算出される。平均一次粒子径の値は、実施例に記載する方法で測定される値である。
成分Ａの平均一次粒子径は、一又は複数の実施形態において、粗研磨に用いる場合には、研磨速度向上の観点から、３０ｎｍ以上が好ましく、４０ｎｍ以上がより好ましく、５０ｎｍ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、１８０ｎｍ以下がより好ましく、１６０ｎｍ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、一又は複数の実施形態において、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以上１６０ｎｍ以下が更に好ましい。
本開示において、成分Ａの平均一次粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）によって算出される比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて算出される。平均一次粒子径の値は、実施例に記載する方法で測定される値である。
本開示の研磨液組成物中の成分Ａの含有量は、研磨速度向上の観点から、１質量％以上が好ましく、２質量％以上がより好ましく、３質量％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、１５質量％以下が好ましく、１２質量％以下がより好ましく、９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、１質量％以上１５質量％以下が好ましく、２質量％以上１２質量％以下がより好ましく、３質量％以上９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。
［酸（成分Ｂ）］
本開示の研磨液組成物は、酸（成分Ｂ）を含有する。本開示において、酸の使用は、酸又はその塩の使用を含む。成分Ｂは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
本開示の研磨液組成物は、酸（成分Ｂ）を含有する。本開示において、酸の使用は、酸又はその塩の使用を含む。成分Ｂは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
成分Ｂ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、研磨速度の向上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を含むことが好ましく、無機酸を含むことが好ましい。成分Ｂ中の無機酸の含有量は、同様の観点から、０．５質量％以上が好ましく、０．７５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が更に好ましい。
無機酸としては、同様の観点から、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸及びリ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、リン酸が更に好ましい。
有機ホスホン酸としては、同様の観点から、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、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）から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＨＥＤＰ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。上記金属としては、例えば、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、研磨速度の向上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。
無機酸としては、同様の観点から、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸及びリ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、リン酸が更に好ましい。
有機ホスホン酸としては、同様の観点から、１－ヒドロキシエチリデン－１，１－ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、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）から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＨＥＤＰ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。上記金属としては、例えば、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、研磨速度の向上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Ｂの含有量は、研磨速度の観点から、０．５質量％以上が好ましく、０．７５質量％以上がより好ましく、１．０質量％以上が更に好ましく、そして、スクラッチの観点から、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、０．５質量％以上５．０質量％以下が好ましく、０．７５質量％以上４．０質量％以下がより好ましく、１．０質量％以上３．０質量％以下が更に好ましい。成分Ｂが２種以上の組合せである場合、成分Ｂの含有量はそれらの合計含有量をいう。
［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。
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Ｃ）］
本開示の研磨液組成物は、研磨速度の向上及びスクラッチ低減の観点から、酸化剤（以下、「成分Ｃ」ともいう）をさらに含むことができる。成分Ｃは、一又は複数の実施形態において、ハロゲン原子を含まない酸化剤である。成分Ｃは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
本開示の研磨液組成物は、研磨速度の向上及びスクラッチ低減の観点から、酸化剤（以下、「成分Ｃ」ともいう）をさらに含むことができる。成分Ｃは、一又は複数の実施形態において、ハロゲン原子を含まない酸化剤である。成分Ｃは、１種でもよいし、２種以上の組合せでもよい。
成分Ｃとしては、研磨速度の向上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が成分Ｃを含む場合、本開示の研磨液組成物中の成分Ｃ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、スクラッチ低減の観点から、４質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２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Ｃ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３質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上２質量％以下が更に好ましい。成分Ｃが２種以上の組合せである場合、成分Ｃの含有量はそれらの合計含有量をいう。
［その他の成分］
本開示の研磨液組成物は、一又は複数の実施形態において、本開示の効果を損なわない範囲で、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、界面活性剤、水溶性高分子等が挙げられる。
本開示の研磨液組成物は、一又は複数の実施形態において、本開示の効果を損なわない範囲で、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、界面活性剤、水溶性高分子等が挙げられる。
［研磨液組成物のｐＨ］
本開示の研磨液組成物のｐＨは、スクラッチの観点から、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．５以上が更に好ましく、そして、研磨速度の観点から、６以下が好ましく、５以下がより好ましく、４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、０．１以上６以下が好ましく、０．３以上５以下がより好ましく、０．５以上４以下が更に好ましい。ｐＨは、上述した酸（成分Ｂ）や公知のｐＨ調整剤等を用いて調整することができる。本開示において、上記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、例えば、ｐＨメータの電極を研磨液組成物へ浸漬して２分後の数値とすることができる。
本開示の研磨液組成物のｐＨは、スクラッチの観点から、０．１以上が好ましく、０．３以上がより好ましく、０．５以上が更に好ましく、そして、研磨速度の観点から、６以下が好ましく、５以下がより好ましく、４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、０．１以上６以下が好ましく、０．３以上５以下がより好ましく、０．５以上４以下が更に好ましい。ｐＨは、上述した酸（成分Ｂ）や公知のｐＨ調整剤等を用いて調整することができる。本開示において、上記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、例えば、ｐＨメータの電極を研磨液組成物へ浸漬して２分後の数値とすることができる。
［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及び水と、さらに所望により、任意成分（成分Ｃ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。例えば、本開示の研磨液組成物は、一又は複数の実施形態において、少なくとも成分Ａ、成分Ｂ及び水を配合してなるものとすることができる。したがって、本開示は、一態様において、少なくとも成分Ａ、成分Ｂ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及び水、並びに必要に応じて任意成分（成分Ｃ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。シリカ粒子（成分Ａ）は、濃縮されたスラリーの状態で混合されてもよいし、水等で希釈してから混合されてもよい。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。
本開示の研磨液組成物は、例えば、成分Ａ、成分Ｂ及び水と、さらに所望により、任意成分（成分Ｃ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。例えば、本開示の研磨液組成物は、一又は複数の実施形態において、少なくとも成分Ａ、成分Ｂ及び水を配合してなるものとすることができる。したがって、本開示は、一態様において、少なくとも成分Ａ、成分Ｂ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及び水、並びに必要に応じて任意成分（成分Ｃ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。シリカ粒子（成分Ａ）は、濃縮されたスラリーの状態で混合されてもよいし、水等で希釈してから混合されてもよい。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。
本開示の研磨液組成物の実施形態は、全ての成分が予め混合された状態で市場に供給される、いわゆる１液型であってもよいし、使用時に混合される、いわゆる２液型であってもよい。
本開示において「研磨液組成物中の各成分の含有量」とは、使用時、すなわち、研磨液組成物の研磨への使用を開始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中の各成分の含有量は、一又は複数の実施形態において、各成分の配合量とみなすことができる。
本開示の研磨液組成物中の各成分の含有量は、一又は複数の実施形態において、各成分の配合量とみなすことができる。
［研磨液組成物の濃縮物］
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。希釈倍率は、希釈した後に上述した各成分の含有量（使用時）を確保できれば特に限定されるものではなく、例えば、１０～１００倍とすることができる。
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。希釈倍率は、希釈した後に上述した各成分の含有量（使用時）を確保できれば特に限定されるものではなく、例えば、１０～１００倍とすることができる。
［研磨液キット］
本開示は、一態様において、本開示の研磨液組成物を調製するためのキットであって、成分Ａを含有する第１液と、成分Ｂを含有する第２液とを、相互に混合されない状態で含む、キット（以下、「本開示の研磨液キット」ともいう）に関する。
前記第１液と前記第２液とは、使用時に混合され、必要に応じて水を用いて希釈されてもよい。前記第１液に含まれる水は、研磨液組成物の調製に使用する水の全量でもよいし、一部でもよい。前記第２液には、研磨液組成物の調製に使用する水の一部が含まれていてもよい。前記第１液及び前記第２液にはそれぞれ必要に応じて、上述した任意成分（成分Ｃ、その他の成分）が含まれていてもよい。前記第１液と第２液との混合時に、上述した任意成分（成分Ｃ、その他の成分）をさらに混合してもよい。
本開示によれば、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる研磨液組成物を得ることができる。
本開示は、一態様において、本開示の研磨液組成物を調製するためのキットであって、成分Ａを含有する第１液と、成分Ｂを含有する第２液とを、相互に混合されない状態で含む、キット（以下、「本開示の研磨液キット」ともいう）に関する。
前記第１液と前記第２液とは、使用時に混合され、必要に応じて水を用いて希釈されてもよい。前記第１液に含まれる水は、研磨液組成物の調製に使用する水の全量でもよいし、一部でもよい。前記第２液には、研磨液組成物の調製に使用する水の一部が含まれていてもよい。前記第１液及び前記第２液にはそれぞれ必要に応じて、上述した任意成分（成分Ｃ、その他の成分）が含まれていてもよい。前記第１液と第２液との混合時に、上述した任意成分（成分Ｃ、その他の成分）をさらに混合してもよい。
本開示によれば、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる研磨液組成物を得ることができる。
［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。一又は複数の実施形態において、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。
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。一又は複数の実施形態において、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、アルミノボロ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２～１００ｍｍ程度であり、その厚みは例えば０．４～２ｍｍ程度である。
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、記録部形成工程にて磁気ディスク化されて製造される。本開示の研磨液組成物は、磁気ディスク基板用研磨液組成物であり、仕上げ研磨工程における研磨に使用されることが好ましい。本開示の研磨液組成物は、粗研磨工程における研磨に使用してもよい。
［基板の研磨方法］
本開示は、一態様において、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（以下、「研磨工程」ともいう）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（以下、「本開示の研磨方法」ともいう）に関する。本開示の研磨方法によれば、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる本開示の研磨液組成物を用いることで、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。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。
本開示は、一態様において、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（以下、「研磨工程」ともいう）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（以下、「本開示の研磨方法」ともいう）に関する。本開示の研磨方法によれば、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる本開示の研磨液組成物を用いることで、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。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。
本開示の研磨方法における研磨工程は、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工程である。
前記研磨工程で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、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、研磨速度向上の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。
前記研磨工程における研磨荷重は、研磨速度向上の観点から、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。
前記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。
［磁気ディスク基板の製造方法］
本開示は、一態様において、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（以下、「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における研磨工程は、一又は複数の実施形態において、粗研磨工程及び／又は仕上げ研磨工程である。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。本開示の基板製造方法における研磨工程の研磨の方法及び条件としては、上述した本開示の研磨方法における研磨工程と同様の方法及び条件が挙げられる。
本開示は、一態様において、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（以下、「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における研磨工程は、一又は複数の実施形態において、粗研磨工程及び／又は仕上げ研磨工程である。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。本開示の基板製造方法における研磨工程の研磨の方法及び条件としては、上述した本開示の研磨方法における研磨工程と同様の方法及び条件が挙げられる。
本開示の基板製造方法は、一又は複数の実施形態において、本開示の研磨液組成物に含まれる成分Ａ、成分Ａのスラリー、又は成分Ａを砥粒として含有する研磨液組成物を選択して、本開示の研磨液組成物を得る工程をさらに含むものであってもよい。
したがって、本開示の基板製造方法は、一又は複数の実施形態において、成分Ａ、成分Ａのスラリー、又は成分Ａを砥粒として含有する研磨液組成物を選択して、成分Ａ、成分Ｂ及び水を含有する研磨液組成物（本開示の研磨液組成物）を得る工程、及び、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である。
本開示の研磨液組成物を得る工程は、成分Ａ、成分Ａのスラリー、又は成分Ａを砥粒として含有する研磨液組成物を用いて本開示の研磨液組成物を調製することを含む。
したがって、本開示の基板製造方法は、一又は複数の実施形態において、成分Ａ、成分Ａのスラリー、又は成分Ａを砥粒として含有する研磨液組成物を選択して、成分Ａ、成分Ｂ及び水を含有する研磨液組成物（本開示の研磨液組成物）を得る工程、及び、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である。
本開示の研磨液組成物を得る工程は、成分Ａ、成分Ａのスラリー、又は成分Ａを砥粒として含有する研磨液組成物を用いて本開示の研磨液組成物を調製することを含む。
本開示の基板製造方法における研磨工程は、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、本開示の基板製造方法における研磨工程は、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、前記研磨工程は２段階目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程又は仕上げ研磨工程で行われるのがより好ましい。その際、前工程の砥粒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。
本開示の基板製造方法によれば、研磨速度の向上と研磨後の基板表面のスクラッチ低減とを両立でき、分散安定性に優れる本開示の研磨液組成物を用いることで、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。
［シリカ粒子］
本開示は、一態様において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子（以下、該ケイ素原子濃度を有するシリカ粒子を「本開示のシリカ粒子」ともいう）に関する。本開示のシリカ粒子は、磁気ディスク基板研磨用砥粒として好適に用いることができる。本開示のシリカ粒子は、一又は複数の実施形態において、上述した成分Ａである。
本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、本開示のシリカ粒子を磁気ディスク基板研磨用砥粒として用いた時の研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２９ａｔｏｍ％以上がより好ましく、３０ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３８ａｔｏｍ％以下が好ましく、３６ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３４ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下が好ましく、２９ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３０ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、本開示のシリカ粒子を磁気ディスク基板研磨用砥粒として用いた時の研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
本開示は、一態様において、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子（以下、該ケイ素原子濃度を有するシリカ粒子を「本開示のシリカ粒子」ともいう）に関する。本開示のシリカ粒子は、磁気ディスク基板研磨用砥粒として好適に用いることができる。本開示のシリカ粒子は、一又は複数の実施形態において、上述した成分Ａである。
本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、本開示のシリカ粒子を磁気ディスク基板研磨用砥粒として用いた時の研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２９ａｔｏｍ％以上がより好ましく、３０ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３８ａｔｏｍ％以下が好ましく、３６ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３４ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下が好ましく、２９ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３０ａｔｏｍ％以上３４ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、本開示のシリカ粒子を磁気ディスク基板研磨用砥粒として用いた時の研磨速度向上の観点から、２８ａｔｏｍ％以上が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上が更に好ましく、そして、スクラッチ低減の観点から、３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。より具体的には、本開示のシリカ粒子のＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度は、２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下が好ましく、２８．２ａｔｏｍ％以上３５．５ａｔｏｍ％以下がより好ましく、２８．４ａｔｏｍ％以上３５．０ａｔｏｍ％以下が更に好ましい。
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．シリカ粒子Ａ１～Ａ１２（成分Ａ又は非成分Ａ）
表１に示すシリカ粒子Ａ１～Ａ１２には、以下のものを用いた。
（成分Ａ）
Ａ１：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ微粒子の原料であるケイ酸アルカリ塩を２～８質量％となるように水へ溶解させる。その水溶液に、塩酸、硫酸、硝酸などの強酸を添加し、ケイ酸を中和することでシリカのヒドロゲルとする。このときのｐＨはおおよそ４～６程度が好ましい。強酸を用いて中和したケイ酸アルカリ塩のヒドロゲルを１０～４０℃の温度範囲で、１～５時間静置することでシリカの熟成を行う。その後、純水やアルカリ水により洗浄し、塩を除去する。洗浄後の分散液に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどのアルカリ溶液を添加後の分散液のｐＨが６～１２の範囲になるように調整する。このときの温度は４０～１２０℃が好ましい。そのように調整した分散液を３０分～３時間程度撹拌することで、シリカヒドロゲルのコロイド化を実施した。その後、得られたシリカゾルを１００～３００℃の温度、０．１～０．３ＭＰａの圧力で、３０分～６時間程度の水熱処理を実施し、シリカ粒子の成長・安定化を実施し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ１が得られる。
Ａ２：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ２が得られる。
Ａ３：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１２４．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（１時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ３が得られる。
Ａ４：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積９７．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（２時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ４が得られる。
Ａ５：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１２４．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、調整した２種類のシリカ粒子を特定比率で混合して、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ５が得られる。
Ａ６：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１４３．５ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、調整した２種類のシリカ粒子を特定比率で混合して、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ６が得られる。
Ａ７：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３０．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ７が得られる。
Ａ８：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３１．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ８が得られる。
（非成分Ａ）
Ａ９：超高純度コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１１３．６ｍ2／ｇ
Ａ１０：粉砕シリカ、ＢＥＴ比表面積２７．８ｍ2／ｇ
Ａ１１：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整し、その後、ｐＨが１１～１３の水溶液中で１２時間保存することで、シリカ粒子Ａ１１が得られる。
Ａ１２：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３０．３ｍ2／ｇ
表１に示すシリカ粒子Ａ１～Ａ１２には、以下のものを用いた。
（成分Ａ）
Ａ１：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ微粒子の原料であるケイ酸アルカリ塩を２～８質量％となるように水へ溶解させる。その水溶液に、塩酸、硫酸、硝酸などの強酸を添加し、ケイ酸を中和することでシリカのヒドロゲルとする。このときのｐＨはおおよそ４～６程度が好ましい。強酸を用いて中和したケイ酸アルカリ塩のヒドロゲルを１０～４０℃の温度範囲で、１～５時間静置することでシリカの熟成を行う。その後、純水やアルカリ水により洗浄し、塩を除去する。洗浄後の分散液に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなどのアルカリ溶液を添加後の分散液のｐＨが６～１２の範囲になるように調整する。このときの温度は４０～１２０℃が好ましい。そのように調整した分散液を３０分～３時間程度撹拌することで、シリカヒドロゲルのコロイド化を実施した。その後、得られたシリカゾルを１００～３００℃の温度、０．１～０．３ＭＰａの圧力で、３０分～６時間程度の水熱処理を実施し、シリカ粒子の成長・安定化を実施し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ１が得られる。
Ａ２：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ２が得られる。
Ａ３：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１２４．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（１時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ３が得られる。
Ａ４：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積９７．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（２時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ４が得られる。
Ａ５：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１２４．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、調整した２種類のシリカ粒子を特定比率で混合して、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ５が得られる。
Ａ６：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１４３．５ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、調整した２種類のシリカ粒子を特定比率で混合して、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ６が得られる。
Ａ７：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３０．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ７が得られる。
Ａ８：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３１．０ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３時間～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整することでシリカ粒子Ａ８が得られる。
（非成分Ａ）
Ａ９：超高純度コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１１３．６ｍ2／ｇ
Ａ１０：粉砕シリカ、ＢＥＴ比表面積２７．８ｍ2／ｇ
Ａ１１：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積１３６．４ｍ2／ｇ
シリカ粒子Ａ１と同様の作製手順で調整し、水熱処理の条件である温度（１００℃～３００℃）、圧力（０．１～０．３ＭＰａ）、時間（３０分～６時間）を制御し、検出角度１５°でのケイ素原子濃度が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下となるように調整し、その後、ｐＨが１１～１３の水溶液中で１２時間保存することで、シリカ粒子Ａ１１が得られる。
Ａ１２：コロイダルシリカ、ＢＥＴ比表面積３０．３ｍ2／ｇ
２．研磨液組成物の調製（実施例１～８及び比較例１～５）
表１に示すシリカ粒子Ａ１～Ａ１２（成分Ａ又は非成分Ａ）、酸（成分Ｂ）、酸化剤（成分Ｃ）及びイオン交換水を配合して撹拌することにより、表１及び表２に示す実施例１～８及び比較例１～５の研磨液組成物（ｐＨ１．６）を調製した。各研磨液組成物中の各成分の含有量（質量％、有効量）は、シリカ粒子（成分Ａ又は非成分Ａ）が６質量％、酸（成分Ｂ）が１．６質量％、酸化剤（成分Ｃ）が１．０質量％である。各研磨液組成物中のイオン交換水の含有量は、成分Ａ又は非成分Ａと、成分Ｂと、成分Ｃとを除いた残余である。
表１に示すシリカ粒子Ａ１～Ａ１２（成分Ａ又は非成分Ａ）、酸（成分Ｂ）、酸化剤（成分Ｃ）及びイオン交換水を配合して撹拌することにより、表１及び表２に示す実施例１～８及び比較例１～５の研磨液組成物（ｐＨ１．６）を調製した。各研磨液組成物中の各成分の含有量（質量％、有効量）は、シリカ粒子（成分Ａ又は非成分Ａ）が６質量％、酸（成分Ｂ）が１．６質量％、酸化剤（成分Ｃ）が１．０質量％である。各研磨液組成物中のイオン交換水の含有量は、成分Ａ又は非成分Ａと、成分Ｂと、成分Ｃとを除いた残余である。
各研磨液組成物の調製に用いた成分Ｂ及び成分Ｃには以下のものを使用した。
（成分Ｂ）
リン酸［日本化学工業製７５％リン酸］
（成分Ｃ）
過酸化水素水［濃度３５質量％、ＡＤＥＫＡ社製］
（成分Ｂ）
リン酸［日本化学工業製７５％リン酸］
（成分Ｃ）
過酸化水素水［濃度３５質量％、ＡＤＥＫＡ社製］
３．各パラメータの測定
［ＸＰＳによるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）の測定］
ＸＰＳにより測定される各原子（Ｓｉ、Ｏ）濃度は、特性Ｘ線としてＡＬＫα線を用いたアルバック・ファイ株式会社製のＸＰＳ測定装置を用いて測定する。ケイ素原子（Ｓｉ）濃度は、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを９６～１０６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出する。酸素原子（Ｏ）濃度は、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを５２６～５３６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出する。
［ＸＰＳによるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）の測定］
ＸＰＳにより測定される各原子（Ｓｉ、Ｏ）濃度は、特性Ｘ線としてＡＬＫα線を用いたアルバック・ファイ株式会社製のＸＰＳ測定装置を用いて測定する。ケイ素原子（Ｓｉ）濃度は、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを９６～１０６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出する。酸素原子（Ｏ）濃度は、ＸＰＳにより所定の検出角度（１５°、４５°、７５°）の条件で得られたスペクトルを５２６～５３６ｅＶの結合エネルギー範囲で元素分析することにより算出する。
［シリカ粒子の平均一次粒子径の測定］
シリカ粒子（成分Ａ）の平均一次粒子径（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。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
成分Ａの比表面積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）スラリー状の成分Ａを硝酸水溶液でｐＨ２．５±０．１に調整する。
（ｂ）ｐＨ２．５±０．１に調整されたスラリー状の成分Ａ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で濾過する。
（ｅ）フィルタ上の濾過物を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（成分Ａ）をフィルタ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。
シリカ粒子（成分Ａ）の平均一次粒子径（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。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
成分Ａの比表面積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）スラリー状の成分Ａを硝酸水溶液でｐＨ２．５±０．１に調整する。
（ｂ）ｐＨ２．５±０．１に調整されたスラリー状の成分Ａ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で濾過する。
（ｅ）フィルタ上の濾過物を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（成分Ａ）をフィルタ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。
［ｐＨの測定］
研磨液組成物のｐＨは、ｐＨメータ（東亜ディーケーケー社製）を用いて２５℃にて測定し、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。
研磨液組成物のｐＨは、ｐＨメータ（東亜ディーケーケー社製）を用いて２５℃にて測定し、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。
４．研磨方法
調製した実施例１～８及び比較例１～５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（実施例１～６及び比較例１～２：仕上げ研磨、実施例７～８及び比較例３～５：粗研磨）。次いで、研磨速度、スクラッチ数及び分散安定性を後述する測定方法により測定し、結果を表１及び表２に示した。
調製した実施例１～８及び比較例１～５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（実施例１～６及び比較例１～２：仕上げ研磨、実施例７～８及び比較例３～５：粗研磨）。次いで、研磨速度、スクラッチ数及び分散安定性を後述する測定方法により測定し、結果を表１及び表２に示した。
［被研磨基板］
（実施例１～６、比較例１～２）
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砥粒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０．６ｍｍ、外径が９７ｍｍ、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。
（実施例７～８、比較例３～５）
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、厚さ０．８ｍｍ、直径９５ｍｍ、内径が２５ｍｍを用いた。
（実施例１～６、比較例１～２）
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砥粒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０．６ｍｍ、外径が９７ｍｍ、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。
（実施例７～８、比較例３～５）
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、厚さ０．８ｍｍ、直径９５ｍｍ、内径が２５ｍｍを用いた。
［仕上げ研磨条件（実施例１～６、比較例１～２）］
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（発泡層：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：１０．５ｋＰａ
研磨時間：５分間
基板の枚数：１０枚
［粗研磨条件（実施例７～８、比較例３～５）］
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（発泡層：ポリウレタンエラストマー、厚さ１．０ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
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：０．８ｍＬ／分）
下定盤回転数：４０ｒｐｍ
研磨荷重：９．８ｋＰａ
研磨時間：５分間
基板の枚数：１０枚
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（発泡層：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：１０．５ｋＰａ
研磨時間：５分間
基板の枚数：１０枚
［粗研磨条件（実施例７～８、比較例３～５）］
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（発泡層：ポリウレタンエラストマー、厚さ１．０ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
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：０．８ｍＬ／分）
下定盤回転数：４０ｒｐｍ
研磨荷重：９．８ｋＰａ
研磨時間：５分間
基板の枚数：１０枚
５．評価
［研磨速度の評価］
研磨前後の各基板１枚当たりの質量を計り（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。実施例１～６及び比較例１～２の研磨速度（仕上げ研磨）の測定結果を、比較例１を１００とした相対値として表１に示す。実施例７～８及び比較例３～５の研磨速度（粗研磨）の測定結果を、比較例３を１００とした相対値として表２に示す。
質量減少量（ｍｇ）＝｛研磨前の質量（ｍｇ）－ 研磨後の質量（ｍｇ）｝
研磨速度（ｍｇ／分）＝質量減少量（ｍｇ）／ 研磨時間（分）
［研磨速度の評価］
研磨前後の各基板１枚当たりの質量を計り（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。実施例１～６及び比較例１～２の研磨速度（仕上げ研磨）の測定結果を、比較例１を１００とした相対値として表１に示す。実施例７～８及び比較例３～５の研磨速度（粗研磨）の測定結果を、比較例３を１００とした相対値として表２に示す。
質量減少量（ｍｇ）＝｛研磨前の質量（ｍｇ）－ 研磨後の質量（ｍｇ）｝
研磨速度（ｍｇ／分）＝質量減少量（ｍｇ）／ 研磨時間（分）
［スクラッチの評価］
測定機器：KLA ・テンコール社製、「Ｃａｎｄｅｌａ ＯＳＡ６１１０」
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。実施例１～６及び比較例１～２のスクラッチ数の評価結果を、比較例１を１００とした相対値として表１に示す。
測定機器：KLA ・テンコール社製、「Ｃａｎｄｅｌａ ＯＳＡ６１１０」
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。実施例１～６及び比較例１～２のスクラッチ数の評価結果を、比較例１を１００とした相対値として表１に示す。
［分散安定性の評価］
分散安定性の評価方法として、対象シリカ粒子濃度が１０％となるようにシリカ水溶液もしくはシリカ紛末を水に加えて調整する。調整した１０％シリカ水溶液を試験管に入れ、３０分間静置する。その後、試験管内でシリカの沈降が目視で確認できる場合、分散安定性はＢと表記し、シリカの沈降を確認できずに均一なスラリー状態を維持している場合、分散安定性はＡと表記した。結果を表１及び２に示す。
分散安定性の評価方法として、対象シリカ粒子濃度が１０％となるようにシリカ水溶液もしくはシリカ紛末を水に加えて調整する。調整した１０％シリカ水溶液を試験管に入れ、３０分間静置する。その後、試験管内でシリカの沈降が目視で確認できる場合、分散安定性はＢと表記し、シリカの沈降を確認できずに均一なスラリー状態を維持している場合、分散安定性はＡと表記した。結果を表１及び２に示す。
上記表１に示すとおり、実施例１～６の研磨液組成物は、検出角度１５°でのケイ素原子濃度(ａｔｏｍ％)が２８～３８ａｔｏｍ％ではない比較例１～２に比べて、研磨速度が向上しつつ、研磨後の基板表面のスクラッチが低減していた。さらに、実施例１～６の研磨液組成物は、分散安定性に優れていた。
上記表２に示すとおり、実施例７～８の研磨液組成物は、検出角度１５°でのケイ素原子濃度(ａｔｏｍ％)が２８ａｔｏｍ％未満である比較例３～５に比べて、研磨速度が向上していた。さらに、実施例７～８の研磨液組成物は、分散安定性に優れていた。
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)
- シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物であって、
成分Ａは、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。 - 成分Ａは、ＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３６ａｔｏｍ％以下である、請求項１に記載の研磨液組成物。
- 成分Ａは、ＸＰＳにより検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）とＸＰＳにより検出角度７５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）との濃度比（１５°／７５°）が１．０５以上である、請求項１に記載の研磨液組成物。
- ｐＨが０．１以上６以下である、請求項１に記載の研磨液組成物。
- 成分Ａの平均一次粒子径が、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である、請求項１に記載の研磨液組成物。
- 成分Ａは、コロイダルシリカである、請求項１に記載の研磨液組成物。
- 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。
- Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出角度１５°の条件で測定されるケイ素原子濃度（ａｔｏｍ％）が２８ａｔｏｍ％以上３８ａｔｏｍ％以下であるシリカ粒子（成分Ａ）、該シリカ粒子（成分Ａ）のスラリー、又は、該シリカ粒子（成分Ａ）を砥粒として含有する研磨液組成物を選択して、該シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有する研磨液組成物を得る工程、及び、
前記シリカ粒子（成分Ａ）、酸（成分Ｂ）及び水を含有す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。
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