本發明係基於如下見解:藉由將研磨步驟中之切削深度設為特定之範圍、或將成為特定範圍之切削深度之粒子用作研磨粒,能夠確保高研磨速度並且減少研磨後之基板表面之刮痕。一般而言,於磁碟基板之製造中,若能夠抑制刮痕之產生,則基板產率亦提昇。因此,根據本發明,於磁碟基板之製造中,能夠維持生產性並且使基板產率提昇。 因此,本發明係關於一種磁碟基板之製造方法(以下,亦稱為「本發明之製造方法」),其包含使用含有研磨粒及水之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨之研磨步驟,且於上述研磨步驟中,切削深度為5 nm以上且25 nm以下,上述切削深度為研磨粒對基板表面進行切削時產生之凹部之深度。進而,本發明係關於一種磁碟基板之製造方法,其包含使用含有研磨粒及水之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨之研磨步驟,且上述研磨粒為切削深度成為5 nm以上且25 nm以下之粒子,上述切削深度為研磨粒對基板表面進行切削時產生之凹部之深度。根據本發明之製造方法,可取得如下效果:確保高研磨速度並且能夠以較高之基板產率生產性良好地製造刮痕得到減少之磁碟基板。 一般而言,磁碟係歷經研削步驟後之被研磨基板歷經粗研磨步驟、精研磨步驟進行研磨,並歷經磁性層形成步驟而製造。本發明之製造方法之研磨步驟就使最終之基板品質進一步提昇之觀點而言較佳為應用於粗研磨步驟。 於本發明中,基板表面之刮痕例如可藉由光學顯微鏡進行檢測,可以刮痕數之形式進行定量評價。具體而言,刮痕數可利用實施例所記載之方法進行評價。 於本發明中,所謂「切削深度」,係指研磨粒對基板表面進行切削時產生之凹部之深度。「凹部」可包含切削痕、凹處、或溝槽。「切削深度」例如為於如研磨粒於基板表面上配置一層之條件下進行研磨時之凹部之深度,較佳為可設為利用如研磨粒於基板表面上配置一層之濃度之研磨液組合物進行研磨時之凹部之深度。「如研磨粒於基板表面上配置一層之濃度」例如可以假定為如下情況時之粒子(研磨粒)之濃度之形式而算出:如圖5所示,複數個粒子(研磨粒)以相互相接且於基板厚度方向不重疊之方式配置於研磨墊上。並且,切削深度例如可藉由對利用研磨中較佳為粗研磨中所使用之研磨機、研磨墊、及研磨荷重進行研磨時所產生之凹部之深度進行測定而算出。切削深度之值於一實施形態中,可以於如研磨粒於基板表面上配置一層之條件下進行研磨時、較佳為使用如研磨粒於基板表面上配置一層之濃度之研磨液組合物研磨特定時間(例如30秒)之後之基板表面的1個研磨粒粒子換算之凹部之深度之最大值之平均值之方式而求出,具體而言,可藉由實施例所記載之測定方法算出。 此處,揭示切削深度之測定方法之一例。 切削深度例如可藉由以下步驟(i)~步驟(iv)進行測定。 (i)作為被研磨基板,準備基板表面之凹部之深度被研磨成特定深度(例如1.0 nm以下)之基板。 (ii)準備如研磨粒於基板表面上配置一層之濃度例如藉由下述式所算出之研磨粒濃度之切削深度測定用研磨液。 [研磨粒濃度之算出方法] 1個粒子換算之質量(g/個)=1個換算之體積(cm
3
/個)×粒子之比重(g/cm
3
) 1個粒子換算之截面面積=π×[平均二次粒徑(cm)/2]
2
研磨粒濃度(質量%)=研磨墊之表面積(cm
2
)×[1個粒子換算之質量(g/個)/1個粒子換算之截面面積(cm
2
/個)]/[研磨液流量(g/min)×研磨時間(min)]×100 (iii)使用切削深度用研磨液對被研磨基板之研磨對象面研磨特定時間(例如30秒鐘)。作為研磨條件,例如可列舉實施例記載之條件。 (iv)算出研磨後之基板表面之1個研磨粒粒子換算之凹部之深度之最大值之平均值作為切削深度。1個研磨粒粒子換算之凹部之深度之最大值之平均值可藉由後文所述之實施例記載之方法進行測定。 於本發明之製造方法之研磨步驟中,關於切削深度,就研磨速度提昇之觀點而言,為5 nm以上,較佳為6 nm以上,更佳為7 nm以上,並且,就刮痕減少之觀點而言,為25 nm以下,較佳為15 nm以下,更佳為9 nm以下。關於上述切削深度,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,於一實施形態中,為5 nm以上且25 nm以下,較佳為6 nm以上且15 nm以下,更佳為7 nm以上且15 nm以下。進而,關於上述切削深度,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,於另一實施形態中,為5 nm以上且25 nm以下,較佳為5 nm以上且9 nm以下或10 nm以上且25 nm以下,更佳為6 nm以上且9 nm以下或10 nm以上且20 nm以下,進而較佳為7 nm以上且9 nm以下或10 nm以上且17 nm以下。 [研磨液組合物] 本發明之製造方法之研磨步驟所使用之研磨液組合物(以下,亦稱為「研磨液組合物I」)含有研磨粒及水。 [研磨粒] 研磨液組合物I中之研磨粒例如可列舉切削深度成為上述範圍之研磨粒。作為研磨粒之使用形態,例如可列舉粉末狀或漿料狀(分散液),就研磨液組合物I之製造容易性之觀點而言,較佳為漿料狀。因此,本發明係關於一種研磨粒,其係磁碟基板研磨用之研磨粒,且上述研磨粒為切削深度成為5 nm以上且25 nm以下之粒子。進而,本發明係關於一種漿料(分散液),其係包含磁碟基板研磨用研磨粒者,且上述研磨粒為切削深度成為5 nm以上且25 nm以下之粒子。 作為上述研磨粒,例如可列舉氧化鋁粒子、二氧化矽粒子,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為二氧化矽粒子。作為二氧化矽粒子,例如可列舉膠體二氧化矽、沈澱法二氧化矽、薰製二氧化矽、粉碎二氧化矽、及將該等進行過表面改質之二氧化矽,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為膠體二氧化矽。 上述膠體二氧化矽例如可列舉藉由以矽酸鹼鹽水溶液作為原料之基於粒子成長之方法(以下,亦稱為「水玻璃法」)、及基於烷氧基矽烷之水解物之縮合之方法(以下,亦稱為「溶膠凝膠法」)而獲得者,就製造容易性及經濟性之觀點而言,較佳為藉由水玻璃法而獲得者。藉由水玻璃法及溶膠凝膠法而獲得之二氧化矽粒子可藉由先前公知之方法而製造。上述沈澱法二氧化矽係藉由沈澱法而獲得之二氧化矽粒子,關於製造方法,將於後文進行敍述。 作為上述研磨粒而包含之二氧化矽粒子亦可為煅燒二氧化矽或將煅燒二氧化矽壓碎而成者(以下,亦可將該等彙總稱為「煅燒二氧化矽」)。對於煅燒二氧化矽,例如可列舉藉由將上述二氧化矽(除膠體二氧化矽以外)進行煅燒而獲得者。所謂壓碎,係指將較細之粒子集中而成為一塊者解散變細。關於上述研磨粒中之煅燒二氧化矽之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為未達50質量%,更佳為30質量%以下,進而較佳為15質量%以下。 <非球狀二氧化矽粒子A> 上述研磨粒較佳為含有非球狀二氧化矽粒子A(以下,亦稱為「粒子A」)作為二氧化矽粒子。作為粒子A,例如可列舉切削深度成為上述範圍內之粒子。 關於粒子A之平均球形度,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.60以上,更佳為0.63以上,並且,較佳為0.85以下,較佳為0.80以下,更佳為0.75以下。於本發明中,粒子A之平均球形度係研磨液組合物I含有之至少500個粒子A之球形度之平均值。粒子A之球形度例如可使用藉由TEM之觀察及圖像分析軟體等求出粒子A之投影面積S及投影周長L,並根據以下式而算出。 球形度=4π×S/L
2
關於各個之粒子A之球形度,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.60以上,更佳為0.63以上,並且,較佳為0.85以下,更佳為0.80以下,進而較佳為0.75以下。 關於粒子A之平均短徑,就研磨速度提昇之觀點而言,較佳為100 nm以上,更佳為110 nm以上,進而較佳為150 nm以上,進而更佳為180 nm以上,並且,就刮痕減少之觀點而言,較佳為500 nm以下,更佳為450 nm以下,進而較佳為420 nm以下,進而較佳為400 nm以下,進而較佳為350 nm以下,進而較佳為300 nm以下,進而較佳為250 nm以下。於本發明中,粒子A之平均短徑係研磨液組合物I含有之至少500個粒子A之短徑之平均值。粒子A之短徑例如為使用藉由TEM之觀察及圖像分析軟體等描繪與所投影之粒子A之圖像外接之最小之長方形時的上述長方形之短邊之長度。 關於粒子A之BET(Brunauer-Emmett-Teller,布厄特)比表面積,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為50 m
2
/g以下,更佳為40 m
2
/g以下,進而較佳為30 m
2
/g以下,並且,較佳為5 m
2
/g以上,更佳為10 m
2
/g以上,進而較佳為20 m
2
/g以上,進而較佳為25 m
2
/g以上。於本發明中,BET比表面積可藉由氮氣吸附法(以下,亦稱為「BET法」)算出。具體而言,可藉由實施例記載之測定方法算出。 關於粒子A之平均一次粒徑D1
A
,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為60 nm以上,更佳為70 nm以上,更佳為75 nm以上,進而較佳為80 nm以上,並且,較佳為250 nm以下,更佳為220 nm以下,進而較佳為200 nm以下,進而較佳為180 nm以下。 於本發明中,粒子A之平均一次粒徑D1
A
可使用BET比表面積S(m
2
/g)並根據下述式而算出。具體而言,可藉由實施例記載之測定方法算出。 平均一次粒徑(nm)=2727/S 關於粒子A之平均二次粒徑D2
A
,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為150 nm以上,更佳為160 nm以上,進而較佳為170 nm以上,進而較佳為180 nm以上,並且,較佳為580 nm以下,更佳為500 nm以下,進而較佳為400 nm以下,進而較佳為350 nm以下,進而較佳為300 nm以下,進而較佳為250 nm以下,進而較佳為200 nm以下。 於本發明中,所謂粒子A之平均二次粒徑D2
A
,係指基於藉由動態光散射法所測得之散射強度分佈之體積基準之平均粒徑。於本發明中,所謂「散射強度分佈」,係指藉由動態光散射法(DLS:Dynamic Light Scattering)或準彈性光散射(QLS:Quasielastic Light Scattering)所求出之次微米以下之粒子之體積換算之粒徑分佈。關於本發明之粒子A之平均二次粒徑D2
A
,具體而言,可藉由實施例記載之方法而獲得。 關於粒子A之形狀,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,為將粒徑小於粒子A之二次粒徑之二氧化矽粒子作為前驅物粒子,使複數個前驅物粒子凝集或熔合而成之形狀。作為粒子A之種類,較佳為選自金平糖型之二氧化矽粒子Aa、異形型之二氧化矽粒子Ab、異形且金平糖型之二氧化矽粒子Ac、及沈澱法二氧化矽Ad中之至少1種二氧化矽粒子,更佳為異形型之二氧化矽粒子Ab及沈澱法二氧化矽粒子Ad。粒子A可為1種非球狀二氧化矽粒子,亦可為2種或2種以上非球狀二氧化矽粒子之組合。 於本發明中,金平糖型之二氧化矽粒子Aa(以下,亦稱為「粒子Aa」)係指於球狀之粒子表面具有特異之疣狀突起之二氧化矽粒子(參照圖1)。粒子Aa較佳為最大之前驅物粒子a1與粒徑為前驅物粒子a1之1/5以下之1個以上前驅物粒子a2凝集或熔合而成之形狀。粒子Aa較佳為粒徑較小之複數個前驅物粒子a2一部分埋沒於1個粒徑較大之前驅物粒子a1之狀態。粒子Aa例如可藉由日本專利特開2008-137822號公報記載之方法而獲得。前驅物粒子之粒徑可以於基於TEM等之觀察圖像中在1個前驅物粒子內所測得之圓當量徑、即與前驅物粒子之投影面積相同之面積之圓之長徑之方式而求出。異形型之二氧化矽粒子Ab、及異形且金平糖型之二氧化矽粒子Ac中之前驅物粒子之粒徑亦可同樣地求出。 於本發明中,異形型之二氧化矽粒子Ab(以下,亦稱為「粒子Ab」)係指2個以上前驅物粒子、較佳為2個以上且10個以下前驅物粒子凝集或熔合而成之形狀之二氧化矽粒子(參照圖2)。粒子Ab較佳為以最小之前驅物粒子之粒徑為基準,使粒徑為1.5倍以內之2個以上前驅物粒子凝集或熔合而成之形狀。粒子Ab例如可藉由日本專利特開2015-86102號公報記載之方法而獲得。 於本發明中,異形且金平糖型之二氧化矽粒子Ac(以下,亦稱為「粒子Ac」)為將上述粒子Ab作為前驅物粒子c1,使最大之前驅物粒子c1與粒徑為前驅物粒子c1之1/5以下之1個以上前驅物粒子c2凝集或熔合而成之形狀。 作為粒子Aa、粒子Ab及粒子Ac之製造方法,例如可列舉水玻璃法、溶膠凝膠法、及粉碎法,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為水玻璃法。 於本發明中,沈澱法二氧化矽粒子Ad(以下,亦稱為「粒子Ad」)係指藉由沈澱法所製造之二氧化矽粒子。關於粒子Ad之形狀,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為複數個一次粒子凝集而成之形狀,更佳為如圖3所示之粒徑相對較大之複數個一次粒子凝集而成之形狀。 作為粒子Ad之製造方法,例如可列舉Tosoh研究、技術報告 第45卷(2001)第65~69頁記載之方法等公知之方法。作為粒子Ad之製造方法之具體例,可列舉藉由矽酸鈉等矽酸鹽與硫酸等礦酸之中和反應使二氧化矽粒子析出之沈澱法。較佳為於相對高溫且鹼性之條件下進行上述中和反應,藉此二氧化矽之一次粒子之成長迅速進行,一次粒子呈塊狀地凝集並沈澱,較佳為將其進一步進行粉碎,藉此而獲得粒子Ad。 關於粒子A,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為包含選自粒子Aa、Ab、Ac及Ad中之至少1種,更佳為包含選自粒子Ab及粒子Ad中之至少1種。關於粒子A中之粒子Aa、Ab、Ac及Ad之合計量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為50質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,進而更佳為90質量%以上,進而更佳為實質上為100質量%。 關於研磨液組合物I中之粒子A之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.1質量%以上,更佳為0.5質量%以上,更佳為1質量%以上,進而較佳為2質量%以上,並且,就經濟性之觀點而言,較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下,進而較佳為20質量%以下。 <球狀二氧化矽粒子B> 關於研磨液組合物I,於含有上述粒子A作為研磨粒之情形時,較佳為可進而含有球狀二氧化矽粒子B(以下,亦稱為「粒子B」)作為研磨粒。粒子B例如可列舉切削深度成為上述範圍內之粒子。 關於粒子B之平均球形度,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.85以上,更佳為0.87以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為1.00以下,更佳為0.95以下。各個粒子B之球形度較佳為0.85以上,更佳為0.87以上,並且,較佳為1.00以下,更佳為0.95以下。粒子B之平均球形度及球形度可利用與粒子A相同之方法算出。 關於粒子B之平均短徑,就研磨速度提昇之觀點而言,較佳為20 nm以上,更佳為30 nm以上,進而較佳為40 nm以上,並且,就刮痕減少之觀點而言,較佳為200 nm以下,更佳為150 nm以下,進而較佳為110 nm以下。粒子B之平均短徑可利用與粒子A相同之方法算出。 關於粒子A之平均短徑,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為大於粒子B之平均短徑。關於研磨液組合物I中之粒子A之平均短徑相對於粒子B之平均短徑之比(粒子A之平均短徑)/(粒子B之平均短徑),就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為1.4以上,更佳為2.0以上,進而較佳為2.5以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為5.6以下,較佳為5.0以下,更佳為4.7以下,進而較佳為4.5以下。 關於粒子B之平均一次粒徑D1
B
,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為20 nm以上,更佳為30 nm以上,進而較佳為40 nm以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為150 nm以下,更佳為120 nm以下,進而較佳為100 nm以下。粒子B之平均一次粒徑D1
B
可利用與粒子A相同之方法算出。 關於粒子B之平均二次粒徑D2
B
,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為20 nm以上,更佳為30 nm以上,進而較佳為40 nm以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為200 nm以下,更佳為150 nm以下,進而較佳為120 nm以下。粒子B之平均二次粒徑D1
B
可藉由與粒子A相同之測定方法而算出。 作為粒子B,例如可列舉膠體二氧化矽、薰製二氧化矽、進行過表面改質之二氧化矽等。作為粒子B,例如一般市售之膠體二氧化矽可符合要求。就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,粒子B較佳為膠體二氧化矽。粒子B可為1種球狀二氧化矽粒子,亦可為2種或2種以上球狀二氧化矽粒子之組合。 作為粒子B之製造方法,例如可列舉水玻璃法、溶膠凝膠法、及粉碎法,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為水玻璃法。作為粒子B之使用形態,較佳為漿料狀。 關於研磨液組合物I中之粒子B之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.5質量%以上,更佳為1.0質量%以上,進而較佳為1.5質量%以上,並且,就經濟性之觀點而言,較佳為10質量%以下,更佳為8質量%以下,進而較佳為6質量%以下。 於研磨液組合物I中之研磨粒包含粒子A及粒子B之情形時,關於研磨液組合物I中之粒子A之含量相對於粒子B之含量之比A/B(質量比),就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為10/90以上,更佳為15/85以上,進而較佳為25/75以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為99/1以下,更佳為90/10以下,進而較佳為75/25以下。於粒子A為2種或2種以上球狀二氧化矽粒子之組合之情形時,粒子A之含量係指該等之合計之含量。粒子B之含量亦相同。 於研磨液組合物I中之研磨粒含有除上述粒子A及上述粒子B以外之其他研磨粒粒子之情形時,作為其他研磨粒粒子,例如可列舉切削深度成為上述範圍內之粒子。並且,關於研磨液組合物I中之粒子A與粒子B之合計相對於研磨粒整體之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為98.0質量%以上,更佳為98.5質量%以上,進而較佳為99.0質量%以上,進而更佳為99.5質量%以上,進而更佳為99.8質量%以上,進而更佳為實質上為100質量%。 [pH值調整劑] 關於研磨液組合物I,就研磨速度提昇、刮痕減少、及調整pH值之觀點而言,亦可含有pH值調整劑。作為pH值調整劑,就相同之觀點而言,較佳為選自酸及鹽中之至少1種。 作為酸,例如可列舉:硝酸、硫酸、亞硫酸、過硫酸、鹽酸、過氯酸、胺基磺酸、磷酸、多磷酸、膦酸等無機酸;有機磷酸、有機膦酸等有機酸等。其中,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為選自磷酸、硫酸、及1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸中之至少1種,更佳為選自硫酸及磷酸中之至少1種,進而較佳為磷酸。 作為鹽,例如可列舉上述酸與選自金屬、氨及烷基胺中之至少1種之鹽。作為上述金屬之具體例,可列舉屬於週期表之1~11族之金屬。該等之中,作為上述酸之鹽,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為上述酸與屬於1族之金屬或氨之鹽。 關於研磨液組合物I中之pH值調整劑之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.001質量%以上,更佳為0.01質量%以上,進而較佳為0.05質量%以上,進而更佳為0.1質量%以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為5.0質量%以下,更佳為4.0質量%以下,進而較佳為3.0質量%以下,進而更佳為2.5質量%以下。 [氧化劑] 關於研磨液組合物I,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,亦可含有氧化劑。作為氧化劑,例如就相同之觀點而言,可列舉:過氧化物、過錳酸或其鹽、鉻酸或其鹽、過氧酸或其鹽、含氧酸或其鹽等。該等之中,較佳為選自過氧化氫、硝酸鐵(III)、過乙酸、過氧二硫酸銨、硫酸鐵(III)及硫酸銨鐵(III)中之至少1種,就研磨速度提昇之觀點、金屬離子不附著於被研磨基板之表面之觀點、及獲取容易性之觀點而言,更佳為過氧化氫。該等氧化劑單獨使用或將2種以上混合使用均可。 關於研磨液組合物I中之氧化劑之含量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,進而較佳為0.1質量%以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為4.0質量%以下,更佳為2.0質量%以下,進而較佳為1.5質量%以下。 [水] 研磨液組合物I含有水作為介質。作為水,可列舉蒸餾水、離子交換水、純水及超純水等。關於研磨液組合物I中之水之含量,就研磨液組合物之使用變得容易之觀點而言,較佳為61質量%以上,更佳為70質量%以上,進而較佳為80質量%以上,進而更佳為85質量%以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為99質量%以下,更佳為98質量%以下,進而較佳為97質量%以下。 [其他成分] 研磨液組合物I亦可視需要含有其他成分。作為其他成分,可列舉:增黏劑、分散劑、防銹劑、鹼性物質、研磨速度改善劑、界面活性劑、高分子化合物等。上述其他成分較佳為於無損本發明之效果之範圍內調配於研磨液組合物I中,研磨液組合物I中之上述其他成分之含量較佳為0質量%以上,更佳為超過0質量%,進而較佳為0.01質量%以上,並且,較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下。 [氧化鋁研磨粒] 關於研磨液組合物I,於欲減少氧化鋁粒子對基板之刺紮之情形時,氧化鋁研磨粒之含量較佳為0.1質量%以下,更佳為0.05質量%以下,進而較佳為0.02質量%以下,進而較佳為實質上不包含氧化鋁研磨粒。於本發明中,所謂「實質上不包含氧化鋁研磨粒」,可包含如下情況:不包含氧化鋁粒子、不包含作為研磨粒發揮功能之量之氧化鋁粒子、或不包含對研磨結果產生影響之量之氧化鋁粒子。關於研磨液組合物I中之氧化鋁粒子之含量,相對於研磨液組合物I中之研磨粒總量,較佳為5質量%以下,更佳為2質量%以下,進而較佳為1質量%以下,進而更佳為實質上為0質量%。 [pH值] 關於研磨液組合物I之pH值,就研磨速度之提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.5以上,更佳為0.7以上,進而較佳為0.9以上,進而更佳為1.0以上,進而更佳為1.2以上,進而更佳為1.4以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為6.0以下,更佳為4.0以下,進而較佳為3.0以下,進而更佳為2.5以下,進而更佳為2.0以下。pH值之調整較佳為使用上述酸或公知之pH值調整劑進行調整。上述pH值為研磨液組合物於25℃之pH值,可使用pH計進行測定,較佳為將pH計之電極浸漬於研磨液組合物中30秒後之數值。 [研磨液組合物之製備] 研磨液組合物I例如可藉由利用公知之方法將粒子A及水與進而根據所需而選自粒子B、pH值調整劑、氧化劑及其他成分中之至少1種進行調配而製備。例如,研磨液組合物I可製成至少調配粒子A及水而成者。於本發明中,所謂「調配」,包含將粒子A及水、以及視需要之粒子B、pH值調整劑、氧化劑及其他成分同時或以任意之順序進行混合。上述調配例如可使用均質攪拌機(homo mixer)、均質機(homogenizer)、超音波分散機及濕式球磨機等混合器而進行。製備研磨液組合物I時之各成分之調配量可設為與上述研磨液組合物I中之各成分之含量相同。 於本發明中,所謂「研磨液組合物中之各成分之含量」,係指於將研磨液組合物使用於研磨之時點之上述各成分之含量。因此,於以濃縮物之形式製作研磨液組合物I之情形時,上述各成分之含量可相應於其濃縮量而變高。 [被研磨基板] 本發明之被研磨基板係用於製造磁碟基板之基板,例如可列舉鍍覆有Ni-P之鋁合金基板。於本發明中,所謂「鍍覆有Ni-P之鋁合金基板」,係指對鋁合金基材之表面進行研削後進行無電解Ni-P鍍覆處理而成者。利用本發明之研磨步驟對被研磨基板之表面進行研磨之後,進行利用濺鍍等在該基板表面形成磁性層之步驟,藉此可製造磁碟。被研磨基板之形狀例如可列舉碟狀、板(plate)狀、塊(slab)狀、角柱狀等具有平面部之形狀、或透鏡等具有曲面部之形狀,較佳為碟狀之被研磨基板。於碟狀之被研磨基板之情形時,其外徑例如為10~120 mm,其厚度例如為0.5~2 mm。 [研磨步驟] 本發明之製造方法之研磨步驟例如藉由如下方式對被研磨基板進行研磨:利用貼附有研磨墊之壓盤夾入研磨基板,將上述研磨液組合物I供給至研磨面,一面施加壓力一面移動研磨墊或被研磨基板。本發明之研磨步驟可包含以切削深度成為上述範圍內之方式對研磨條件進行調整,例如可包含選擇於3 kPa以上且30 kPa以下之研磨荷重下切削深度成為上述範圍之研磨粒。 關於上述研磨步驟中之研磨荷重,就研磨速度及刮痕減少之觀點而言,較佳為30 kPa以下,更佳為25 kPa以下,進而較佳為20 kPa以下,進而更佳為18 kPa以下,進而更佳為16 kPa以下,進而更佳為14 kPa以下,並且,較佳為3 kPa以上,更佳為5 kPa以上,進而較佳為7 kPa以上,進而更佳為8 kPa以上,進而更佳為9 kPa以上。於本發明中,所謂「研磨荷重」,係指於研磨時對被研磨基板之被研磨面所施加之壓盤之壓力。上述研磨荷重之調整可藉由對壓盤或基板等之氣壓或砝碼之負荷而進行。 關於上述研磨步驟中之每1 cm
2
被研磨基板之研磨量,就研磨速度提昇及刮痕減少之觀點而言,較佳為0.20 mg以上,更佳為0.30 mg以上,進而較佳為0.40 mg以上,並且,就相同之觀點而言,較佳為2.50 mg以下,更佳為2.00 mg以下,進而較佳為1.60 mg以下。 關於上述研磨步驟中之每1 cm
2
被研磨基板之研磨液組合物I之供給速度,就經濟性之觀點而言,較佳為0.25 mL/min以下,更佳為0.20 mL/min以下,進而較佳為0.15 mL/min以下,進而更佳為0.10 mL/min以下,並且,就研磨速度提昇之觀點而言,較佳為0.01 mL/min以上,更佳為0.03 mL/min以上,進而較佳為0.05 mL/min以上。 於上述研磨步驟中,作為向研磨機供給研磨液組合物I之方法,例如可列舉使用泵等連續地進行供給之方法。於向研磨機供給研磨液組合物I時,除了以包含所有成分之1種液體之方式進行供給之方法以外,考慮到研磨液組合物之保存穩定性等,亦可分成複數種調配用成分液,以2種液體以上之形式進行供給。於後者之情形時,例如於供給配管中或被研磨基板上混合上述複數種調配用成分液,而成為本發明之研磨液組合物I。 [研磨方法] 本發明係關於一種基板之研磨方法(以下,亦稱為「本發明之研磨方法」),其包含使用含有研磨粒及水之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨,且於上述研磨中,切削深度為5 nm以上且25 nm以下,上述切削深度為研磨粒對基板表面進行切削時產生之凹部之深度,上述被研磨基板為製造磁碟基板所使用之基板。藉由使用本發明之研磨方法,可取得如下效果:確保高研磨速度,且能夠以較高之基板產率生產性良好地製造刮痕得到減少之磁碟基板。具體之研磨之方法及條件可與上述本發明之製造方法相同。關於本發明之研磨方法,就使最終之基板品質進一步提昇之觀點而言,較佳為應用於粗研磨步驟。 本發明之製造方法及研磨方法可藉由如圖4所示之具備進行粗研磨步驟之第一研磨機1、進行清潔步驟之清潔單元2、及進行精研磨步驟之第二研磨機3之磁碟基板之研磨系統而進行。因此,本發明係關於一種磁碟基板之研磨系統,其具備:使用本發明之研磨液組合物I對被研磨基板進行研磨(粗研磨)之研磨機1、將經研磨機1研磨過之基板進行清潔之清潔單元2、及使用研磨液組合物II對清潔後之基板進行研磨(精研磨)之研磨機3。關於精研磨所使用之研磨液組合物II,就精研磨後之突起缺陷減少之觀點而言,較佳為含有二氧化矽粒子作為研磨粒。關於二氧化矽粒子,就精研磨後之長波長起伏減少之觀點而言,較佳為膠體二氧化矽。關於精研磨所使用之研磨液組合物II,就減少精研磨後之突起缺陷之觀點而言,較佳為實質上不包含氧化鋁研磨粒。於本發明中,所謂「長波長起伏」,係指藉由500~5000 μm之波長所觀測到之起伏。藉由減少研磨後之基板表面之長波長起伏,於磁碟驅動器中,能夠降低磁頭之浮起高度,磁碟之記錄密度提昇變得可能。 [實施例] 以下,藉由實施例對本發明進一步詳細地進行說明,但該等為例示者,本發明並不受該等實施例所限制。 如下述般製備研磨液組合物I,並進行下述條件之被研磨基板之研磨。研磨液組合物I之製備方法、所使用之添加劑、各參數之測定方法、研磨條件(研磨方法)及評價方法如下。 1.研磨液組合物I之製備 使用表1記載之研磨粒(非球狀二氧化矽粒子A、球狀二氧化矽粒子B、氧化鋁研磨粒)、酸(磷酸)、氧化劑(過氧化氫)、及水,製備表3記載之實施例1~6及比較例1~14之研磨液組合物I。各研磨液組合物I中之各成分之含量設為:研磨粒:5質量%;磷酸:1.5質量%;過氧化氫:0.8質量%。各研磨液組合物I之pH值為1.6。研磨粒所使用之非球狀二氧化矽粒子A之類型為異形型二氧化矽粒子及沈澱法二氧化矽粒子。於表1中,A1、2、8~10之異形型二氧化矽粒子為利用水玻璃法所製造者(膠體二氧化矽),A7之異形型二氧化矽粒子為利用溶膠凝膠法所製造者(膠體二氧化矽),A3~6之沈澱法二氧化矽粒子為利用沈澱法所製造者。研磨粒所使用之球狀二氧化矽粒子B為利用水玻璃法所製造者(膠體二氧化矽)。pH值係使用pH計(東亞DKK公司製造)進行測定,並採用將電極浸漬於研磨液組合物中30秒後之數值(以下相同)。 [表1]
2.各參數之測定方法 [研磨粒之BET比表面積之測定方法] 關於BET比表面積S,係進行下述[預處理]之後,精確稱量至小數點後4位數(0.1 mg之位數)之測定樣品約0.1 g置於測定槽中,於即將進行比表面積之測定之前於110℃之環境下乾燥30分鐘,其後,使用比表面積測定裝置(島津製作所製造之Micromeritics自動比表面積測定裝置「Flowsorb III2305」)並藉由BET法進行測定。 [預處理] 取漿料狀之研磨粒置於培養皿中,於150℃之熱風乾燥機內乾燥1小時。將乾燥後之試樣利用瑪瑙乳缽細細地粉碎而獲得測定樣品。 [研磨粒之平均一次粒徑之測定方法] 研磨粒之平均一次粒徑係使用上述BET比表面積S(m
2
/g)並根據下述式而算出。 平均一次粒徑(nm)=2727/S [二氧化矽研磨粒之平均二次粒徑之測定方法] 將二氧化矽粒子利用離子交換水進行稀釋,而製作含有二氧化矽粒子1質量%之分散液。繼而,將該分散液投入至下述測定裝置內,而獲得二氧化矽粒子之體積粒度分佈。將所獲得之體積粒度分佈之累積體積頻度成為50%之粒徑(Z-average值)設為二次粒徑。 測定設備:Malvern Zetasizer Nano「Nano S」 測定條件:樣品量 1.5 mL :雷射 He-Ne、3.0 mW、633 nm :散射光檢測角度 173° [氧化鋁研磨粒之平均二次粒徑之測定方法] 將含有Poiz 530(花王公司製造,多羧酸型高分子界面活性劑)0.5質量%之水溶液作為分散介質投入至下述測定裝置內,繼而以透過率成為75~95%之方式投入樣品(氧化鋁粒子),其後,賦予5分鐘超音波之後,對粒徑進行測定。 測定設備:堀場製作所製作 雷射繞射/散射式粒度分佈測定裝置LA920 循環強度:4 超音波強度:4 [研磨粒之形狀、及平均短徑之測定方法] 將利用TEM(日本電子公司製造「JEM-2000FX」,80 kV,1~5萬倍)對研磨粒粒子進行觀察而得之照片利用掃描器導入個人電腦作為圖像資料,使用分析軟體(三谷商事「WinROOF(Ver. 3.6)」)對500個粒子之投影圖像資料進行分析。繼而,求出各個粒子之短徑,而獲得短徑之平均值(平均短徑)。 3.研磨試驗 按照下述步驟(1)及(2)進行被研磨基板之研磨。將各步驟之條件示於以下。 (1)研磨步驟:使用研磨液組合物I對被研磨基板之研磨對象面進行研磨之步驟。 (2)清潔步驟:將步驟(1)所獲得之基板進行清潔之步驟。 [被研磨基板] 被研磨基板使用鍍覆有Ni-P之鋁合金基板。該被研磨基板之厚度為1.27 mm、直徑為95 mm。 [步驟(1):研磨] 研磨機:兩面研磨機(9B型兩面研磨機,SpeedFam公司製造) 被研磨基板塊數:10塊 研磨液:實施例1~9及比較例1~17之研磨液組合物I 研磨墊:麂皮型(發泡層:聚胺基甲酸酯彈性體);厚度:1.0 mm;平均氣孔徑:30 μm;表面層之壓縮率:2.5%(Filwel公司製造之「CR200」) 壓盤轉數:35 rpm 研磨荷重:表3~4記載之設定值 研磨液供給量:100 mL/min(相對於每1 cm
2
被研磨基板面而相當於0.076 mL/min) 研磨時間:6分鐘 [步驟(2):清潔] 將步驟(1)所獲得之基板於下述條件下進行清潔。 首先,將步驟(1)所獲得之基板於加入有包含0.1質量%之KOH水溶液之pH12之鹼性清潔劑組合物之槽內浸漬5分鐘。繼而,將浸漬後之基板利用離子交換水進行沖洗20秒鐘。並且,將沖洗後之基板移送至設置有清潔刷之刷洗清潔單元進行清潔。 4.切削深度之測定 切削深度係藉由下述測定方法進行測定。 首先,使用與上述研磨試驗所使用之被研磨基板相同之基板,藉由公知之方法進行粗研磨及精研磨,而預先製作基板表面之凹部之深度成為1.0 nm以下之基板。所製作之基板表面之凹部之深度係使用光干涉型表面形狀測定機「OptiFLAT III」(KLA Tencor公司製造),於後文所述之切削深度測定條件下進行測定。 繼而,除將研磨粒濃度設為表2記載之量、將研磨時間設為30秒以外,以與表3~4所示之實施例1~9及比較例1~17之步驟(1)相同之條件對所製作之基板進行研磨。將具體之研磨條件示於以下。上述研磨粒濃度係如研磨粒於基板表面上配置一層之濃度,利用以下方法而算出。 繼而,算出研磨後之基板表面之1個研磨粒粒子換算之凹部之深度之最大值之平均值作為切削深度。即,將研磨後之基板與上述步驟(2)相同地進行清潔,其後,使用光干涉型表面形狀測定機「OptiFLAT III」(KLA Tencor公司製造),以後文所述之切削深度測定條件對獲取任意之剖面輪廓時之凹部之深度之最大值進行測定。並且,對每1面基板測定5點,算出4塊基板中合計20點之測定值之平均值作為切削深度,示於表3~4。 <研磨條件> 研磨機:兩面研磨機(9B型兩面研磨機,SpeedFam公司製造) 研磨墊:Filwel公司製造之「CR200」 基板塊數:4塊 研磨荷重:表3~4記載之設定值(3.6~19.3 kPa) 壓盤轉數:35 rpm 研磨液之流量:100 mL/min(相對於基板面每1 cm
2
而相當於0.190 mL/min) 研磨時間:30秒 [研磨粒濃度之算出方法] 切削深度係指於如研磨粒(粒子)於基板表面上配置一層之條件下進行研磨時之凹部之深度。上述條件可藉由對研磨液組合物中之研磨粒之濃度、及研磨液組合物之量進行調整而進行設定。此處,假定研磨液組合物中之研磨粒如圖5所示,以複數個研磨粒(粒子)相互相接且於基板厚度方向不重疊之方式配置於研磨墊上,基於下述式算出上述研磨液組合物中之研磨粒之濃度。將所算出之值示於表2。 <研磨粒濃度之計算式> ・研磨墊之表面積(兩面):5526 cm
2
・二氧化矽之比重:2.2 g/cm
3
・氧化鋁之比重:4.0 g/cm
3
・研磨粒之粒徑:平均二次粒徑(cm) ・研磨液組合物之流量:100 mL/min ・研磨時間:30秒鐘 ・研磨液組合物之質量:50 g(※將研磨液之比重設為1) ・1個粒子換算之質量(g/個) =1個換算之體積(cm
3
/個)×粒子之比重(g/cm
3
) =(4/3)×π×(平均二次粒徑/2)
3
×粒子之比重(g/cm
3
) ・1個粒子換算之截面面積(cm
2
/個)=π×(平均二次粒徑/2)
2
・研磨粒濃度(質量%) =5526(cm
2
)×1個粒子換算之質量(g/個)/1個粒子換算之截面面積(cm
2
/個)/50×100 <切削深度測定條件> 測定設備:光干涉型表面形狀測定機「OptiFLAT III」(KLA Tencor公司製造) 半徑 內/外(Radius Inside/Out):14.87 mm/47.83 mm 中心 X/Y(Center X/Y):55.44 mm/53.38 mm 低截止(Low Cutoff):2.5 mm 內屏蔽(Inner Mask):18.50 mm 外屏蔽(Outer Mask):45.5 mm 長週期(Long Period):2.5 mm Wa校正值(Wa Correction):0.9 Rn校正值(Rn Correction):1.0 無澤爾尼克條件(No Zernike Terms):8 [表2]
5.評價方法 [步驟(1)之研磨速度之測定方法及評價] 使用天平(Sartorius公司製造,「BP-210S」)對每1塊研磨前後之各基板之重量進行測定,根據各基板之質量變化求出質量減少量。藉由下述式而算出將全部10塊之平均之質量減少量除以研磨時間所得之值作為研磨速度,並進而算出將實施例1設為100.0之研磨速度之相對值。將其結果示於表3~4。 質量減少量(g)={研磨前之質量(g)-研磨後之質量(g)} 研磨速度(mg/min)=質量減少量(mg)/研磨時間(min) 將研磨速度之評價基準示於以下。 <評價基準> 研磨速度:評價 20 mg/min以上:「A:研磨速度良好,可期待基板產率提昇」 10 mg/min以上且未達20 mg/min:「B:於實際生產時需要改良」 未達10 mg/min:「C:基板產率大幅地降低」 [步驟(2)後之刮痕之評價方法] 測定設備:光學製顯微鏡 本體B×60 M、數位相機DP70(Olympus公司製造) 評價:使用200倍物鏡、2.5倍中間透鏡,藉由暗視野觀察(視野550×420 μm)測定刮痕數。上述觀察係自步驟(2)後之10塊基板任意選擇2塊,針對基板之兩面之距中心30 mm之位置,對每隔90°之各4點計16點進行觀察。將所觀察到之圖像導入個人電腦(PC),並利用圖像分析軟體WinRoof(三谷商事)算出刮痕數(將實施例1設為100之相對值)。將其結果示於表3~4。 將刮痕數之評價基準示於以下。 <評價基準> 刮痕數(相對值):評價 超過0且150以下:「A:刮痕之產生受到極度抑制,可期待基板產率之進一步提昇」 超過150且175以下:「B:刮痕之產生受到抑制,可期待基板產率提昇」 超過175且200以下:「C:能夠實際生產」 超過200:「D:基板產率大幅地降低」 [氧化鋁殘留之評價方法] 對步驟(2)後之各基板之表面利用掃描型電子顯微鏡(日立製作所製造:S-4800)以1萬倍進行觀察,確認有無氧化鋁殘留物。 6.結果 將各評價之結果示於表3~4。 [表3]
[表4]
如表3~4所示,切削深度為5 nm以上且25 nm以下之實施例1~9較之切削深度未達5 nm之比較例1~11及15~16、切削深度超過25 nm之比較例12~14及17,可確保高研磨速度且減少刮痕。 [產業上之可利用性] 根據本發明,由於能夠確保較高之研磨速度並且減少刮痕,故而能夠使製造磁碟基板之生產性提昇並且提昇基板產率。本發明可較佳地用於製造磁碟基板。