(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物と、水系媒体とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上のサファイア板用研磨液組成物。
【請求項２】
前記無機リン酸塩化合物が、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩の何れか１種又は２種以上である、請求項１に記載のサファイア板用研磨液組成物。
【請求項３】
前記シリカ粒子（成分Ａ）と無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）との含有量比［シリカ粒子の含有量（質量ｐｐｍ）／無機リン酸塩化合物の含有量（質量ｐｐｍ）］が、２以上１００００以下である、請求項１又は２に記載のサファイア板用研磨液組成物。
【請求項４】
被研磨サファイア板に対して、請求項１から３のいずれかの項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法。
【請求項５】
被研磨サファイア板に対して、請求項１から３のいずれかの項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含むサファイア板の製造方法。
【請求項６】
被研磨サファイア板に対して、請求項１から３のいずれかの項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。
【請求項７】
被研磨サファイア板に対して、請求項１から３のいずれかの項に記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含む被研磨サファイア板の研磨方法。
【請求項８】
請求項１から３のいずれかの項に記載の、シリカ粒子と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物と、水系媒体とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上のサファイア板用研磨液組成物の、被研磨サファイア板の研磨への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア等の硬脆材料は、光学材料、電子材料又は機械材料として必要不可欠である。【０００３】
例えば、人工サファイア板は、集積回路基盤、赤外線探知用レンズ、時計、スマートフォン等の携帯端末装置等のさまざまな用途の材料として用いられている。特に、ＬＥＤの急速な普及に伴い、その基板として利用されるサファイア板の需要が急増している。ＬＥＤ用サファイア板は、ＬＥＤ素子の発光効率の向上のため、その表面平滑性が高いことが望まれる。【０００４】
サファイア板の表面平滑性を満足させるために、シリカ粒子を含む研磨液組成物を用いた仕上げ研磨が行われている。サファイア（α−アルミナ、モース硬度９）板よりも低硬度であるシリカ（モース硬度７）粒子を砥粒として用いることにより、サファイア板表面にピットやスクラッチが発生しないようにしている。しかしながら、サファイアは、機械的、化学的、熱的安定性に優れてはいるものの、シリカ粒子を用いた仕上げ研磨において、研磨速度が低いという問題がある。【０００５】
研磨速度の問題に対し、例えば、特許文献１には、塩化ナトリウムや塩化カリウム等の塩基性ｐＨを有し且つ溶解した塩化合物を含むサファイア板用の研磨液組成物が開示されている。特許文献６には、高速研磨と表面粗さの低減の両立を目的として、特定の無機ホウ素化合物を含む、サファイア板用の研磨液組成物が開示されている。特許文献２、３には、研磨速度の向上を目的として、砥粒としてアルミナ粒子が使用され、リン化合物等の添加剤を含む研磨液組成物が開示されている。特許文献４には、ｐＨが酸性領域であり、リン酸又はホスホン酸系の化合物を含むことで研磨速度の向上を可能とした研磨液組成物が開示されている。特許文献５には、研磨対象がＳｉＣ基板であり、ｐＨが８．５−１２であり、酸化剤を必須成分として含み、任意成分として無機塩を含む研磨液組成物が開示されているが、ＳｉＣ基板以外の研磨対象は記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５３１３１９号公報
【特許文献２】特表２００６−５２４５８３号公報
【特許文献３】特開２０１１−６２８１５号公報
【特許文献４】特表２００９−５３８２３６号公報
【特許文献５】ＷＯ２０１２/０３６０８７号公報
【特許文献６】特開２０１２−２０６１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、生産性の向上を目的としてサファイア板の研磨速度をさらに向上させると同時に、良好な表面平滑性を担保することが望まれている。【０００８】
本発明は、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるサファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のサファイア板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物と、水系媒体とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上である。【００１０】
本開示のサファイア板の製造方法の一例は、被研磨サファイア板に対して、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法である。【００１１】
本開示のサファイア板の製造方法の他の一例は、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含むサファイア板の製造方法である。【００１２】
本開示の被研磨サファイア板の研磨方法の一例は、被研磨サファイア板に対して、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法である。【００１３】
本開示の被研磨サファイア板の研磨方法の他の一例は、本発明のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含む被研磨サファイア板の研磨方法である。【００１４】
本開示のサファイア板用研磨液組成物の使用は、本発明のサファイア板用研磨液組成物の被研磨サファイア板の研磨への使用である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるサファイア板用研磨液組成物、及びそれを用いたサファイア板の製造方法並びに被研磨サファイア板の研磨方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、シリカ粒子と水系媒体とを含む研磨液組成物が、そのｐＨが８以上である場合に、特定の無機リン酸塩化合物を含むことにより、高速研磨と低表面粗さとの両立が行えるという、知見に基づく。
【００１７】
本発明のサファイア板用研磨液組成物（以下「研磨液組成物」と略称する場合もある。）は、シリカ粒子（成分Ａ）、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）、及び水系媒体（成分Ｃ）を含む。本発明の研磨液組成物が特定の無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）を含むことにより、高速研磨と低表面粗さとの両立が行える理由は定かではないが、以下のように推察される。
【００１８】
被研磨サファイア板表面にアルカリ性の研磨液組成物が供給されると、サファイアのアルカリ加水分解により、被研磨サファイア板表面の結晶構造が軟質化する。軟質化された被研磨サファイア板表面を研磨する場合、軟質化されていない被研磨サファイア板表面を研磨する場合よりも、高速研磨及び表面粗さの低減が可能となる。シリカ粒子と水系媒体とを含み２５℃におけるｐＨが８以上の研磨液組成物に無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）が含まれていると、サファイアと無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）とが反応してリン酸アルミニウムが生成される。リン酸アルミニウムの生成に伴って副生物としてアルカリが生じ、当該アルカリにより、被研磨サファイア板のより深部までその結晶構造が軟質化し、その結果、高速研磨と低表面粗さとの両立が可能となったものと推測される。但し、本発明はこれらの推定に限定されるものではない。
【００１９】
＜シリカ粒子＞
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子（成分Ａ）は砥粒として作用する。これらのシリカ粒子としては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ等が挙げられるが、研磨された被研磨対象物の平滑性向上の観点から、コロイダルシリカがより好ましい。
【００２０】
前記シリカ粒子の使用形態としては、操作性の観点からスラリー状が好ましい。本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子がコロイダルシリカである場合、製造容易性及び経済性の観点から、コロイダルシリカは、水ガラスやアルコキシシランの加水分解物から得たものであることが好ましく、水ガラスから得たものであることがより好ましい。水ガラスから得られるシリカ粒子は、従来から公知の方法によって作製できる。
【００２１】
前記シリカ粒子は、粒子表面をシランカップリング剤等で表面処理されたシリカ粒子であってもよいが、研磨速度向上の観点から、表面処理されていないシリカ粒子が好ましい。前記シリカ粒子には、ＡｌやＺｒ等のＳｉ以外の無機元素が含まれていても良いが、研磨速度向上の観点から、固形分の主成分がＳｉＯ2であると好ましく、無水酸化物換算でＳｉＯ2が９０質量％以上であると好ましく、９５質量％以上であるとより好ましく、９９質量％以上であると更に好ましい。
【００２２】
本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の含有量は、研磨速度向上の観点から、ＳｉＯ2換算濃度で、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上が更に好ましい。また、本発明の研磨液組成物中のシリカ粒子の含有量は、研磨液組成物のコスト低減及び保存安定性の向上の観点から、ＳｉＯ2換算濃度で、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２５質量％以下が更に好ましい。
【００２３】
本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の動的光散乱法で測定される平均二次粒径は、研磨速度向上の観点から、１０ｎｍ以上が好ましく、５０ｎｍ以上がより好ましく、８０ｎｍ以上が更に好ましく、研磨された被研磨対象物の平滑性向上の観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい。尚、前記シリカ粒子の平均二次粒径は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
【００２４】
本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子のＢＥＴ比表面積は、研磨速度向上の観点から１０ｍ2/ｇ以上が好ましく、２０ｍ2/ｇ以上がより好ましく、３０ｍ2/ｇ以上が更に好ましく、同様の観点から、２００ｍ2/ｇ以下が好ましく、１００ｍ2/ｇ以下がより好ましく、６０ｍ2/ｇ以下が更に好ましい。
【００２５】
本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の平均一次粒径は、研磨された基板表面の平滑性向上の観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましく、１５０ｎｍ以下が更により好ましく、高研磨速度を担保する観点から、４５ｎｍ以上が好ましく、７０ｎｍ以上がより好ましい。尚、前記シリカ粒子の平均一次粒径は、後述する実施例に記載のとおり、電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察画像において円相当径として求められる粒子径の数平均である。
【００２６】
本発明の研磨液組成物中の前記シリカ粒子の平均一次粒径の下記変動係数は、研磨速度を向上させる観点から、１〜５０％であると好ましく、１〜３０％であるとより好ましく、１〜１０％であると更に好ましい。
変動係数＝（標準偏差／平均一次粒径）
【００２７】
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子（成分Ａ）の粒子形状は、球状、金平糖型、会合型、異形型等のいずれでもよいが、研磨速度の向上の観点から、好ましくは球状又は金平糖型であり、研磨速度の向上とスクラッチ数の低減との両立の観点から、より好ましくは球状である。なお、「球状シリカ粒子」とは、真球に近い球形状の粒子(一般的に市販されているコロイダルシリカ)をいう。
【００２８】
本発明の研磨液組成物に含まれる砥粒（成分Ａ）の粒子形状が金平糖型、会合型、異形型のいずれかである場合、本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上の観点から、金平糖型シリカ粒子Ａ１、異形型シリカ粒子Ａ２、及び異形かつ金平糖型シリカ粒子Ａ３からなる群から選択される少なくとも１種類のシリカ粒子を含むことが好ましい。
【００２９】
シリカ粒子（成分Ａ）は、研磨速度向上の観点から、金平糖型シリカ粒子Ａ１であることが好ましい。本明細書において「金平糖型シリカ粒子」とは、球状の粒子表面に特異な疣状突起を有するシリカ粒子をいう。シリカ粒子Ａ１は、一又は複数の実施形態において、最も小さいシリカ粒子の粒径を基準にして、粒径が５倍以上異なる２つ以上の粒子が凝集又は融着した形状である。なお、前記粒径は、電子顕微鏡（ＴＥＭなど）観察画像において１つの粒子内で測定される円相当径として求められうる。シリカ粒子Ａ２及びシリカ粒子Ａ３における粒径も同様に求めることができる。
【００３０】
また、シリカ粒子（成分Ａ）は、研磨速度向上の観点から、異形型シリカ粒子Ａ２であることが好ましい。本明細書において「異形型シリカ粒子」とは、２つ以上の粒子、好ましくは２〜１０個の粒子が凝集又は融着した形状のシリカ粒子をいう。シリカ粒子Ａ２は、一又は複数の実施形態において、最も小さいシリカ粒子の粒径を基準にして、粒径が１．５倍以内の２つ以上の粒子が凝集又は融着した形状である。
【００３１】
また、シリカ粒子（成分Ａ）は、研磨速度向上の観点から、異形かつ金平糖型のシリカ粒子Ａ３であることが好ましい。本明細書において「異形かつ金平糖型シリカ粒子」とは、２つ以上の粒子が凝集又は融着した形状の粒子であって、前記金平糖型と前記異形型の中間の形状及び／又は前記金平糖型と前記異形型の双方の特徴を備えるシリカ粒子をいう。シリカ粒子Ａ３は、一又は複数の実施形態において、粒径が１．５倍以内の２つ以上の粒子が凝集又は融着した粒子に、さらに、凝集又は融着前のシリカ粒子１粒を基準にして、粒径が１／５以下の小さな粒子が凝集又は融着した形状である。
【００３２】
シリカ粒子（成分Ａ）は、一又は複数の実施形態において、シリカ粒子Ａ１、Ａ２、Ａ３のいずれか１つ、シリカ粒子Ａ１、Ａ２、Ａ３のいずれか２つ、又は、シリカ粒子Ａ１、Ａ２、及びＡ３のすべてを含む。シリカ粒子（成分Ａ）におけるシリカ粒子Ａ１、Ａ２、及びＡ３の合計が占める割合（質量比）は、研磨速度向上とスクラッチ低減の両立の観点から、５０質量％以上が好ましく、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、更により好ましくは９０質量％以上、更により好ましくは実質的に１００質量％、更により好ましくは１００質量％である。
【００３３】
シリカ粒子（成分Ａ）がシリカ粒子Ａ１及びＡ２を含む場合、Ａ１／Ａ２の質量比率は、一又は複数の実施形態において、好ましくは５／９５〜９５／５の範囲である。研磨速度向上とスクラッチ低減の両立の観点から、Ａ１／Ａ２の質量比率は、より好ましくは２０／８０〜８０／２０であり、更に好ましくは２０／８０〜６０／４０であり、更により好ましくは２０／８０〜４０／６０であり、更により好ましくは２０／８０〜３０／７０である。
【００３４】
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子（成分Ａ）の粒子形状が金平糖型、会合型、異形型のいずれかである場合、本明細書において、粒子の絶対最大長とは、粒子の輪郭線上の任意の２点間の距離の最大値の長さをいう。シリカ粒子（成分Ａ）の絶対最大長の平均値（以下、「平均絶対最大長」ともいう。）は、研磨速度向上の観点から、好ましくは８０ｎｍ以上であり、より好ましくは９０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、更により好ましくは１１０ｎｍ以上、更により好ましくは１２０ｎｍ以上である。シリカ粒子Ａの平均絶対最大長は、同様の観点から、好ましくは５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４００ｎｍ以下、更に好ましくは３００ｎｍ以下、更により好ましくは２００ｎｍ以下、更により好ましくは１５０ｎｍ以下である。また、シリカ粒子（成分Ａ）の平均絶対最大長は、同様の観点から、好ましくは８０〜５００ｎｍであり、より好ましくは９０〜４００ｎｍ、更に好ましくは９０〜３００ｎｍ、更により好ましくは９０〜１５０ｎｍである。シリカ粒子（成分Ａ）の平均絶対最大長が前記範囲内であると、研磨切削時の物理研磨力が強く、パッドの砥粒保持性が向上するため、効果的に研磨速度が向上すると考えられる。なお、平均絶対最大長は、実施例に記載の方法により求めることができる。
【００３５】
［シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）］
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子（成分Ａ）の粒子形状が金平糖型、会合型、異形型のいずれかである場合、本明細書において、面積比（ｂ／ａ×１００）とは、粒子の絶対最大長を直径とする円の面積ｂを、電子顕微鏡観察で得られる該粒子の投影面積ａで除して１００を乗じた値（％）をいう。
【００３６】
本発明の研磨液組成物に含まれるシリカ粒子（成分Ａ）の粒子形状が金平糖型、会合型、異形型のいずれかである場合、シリカ粒子（成分Ａ）は、研磨速度向上とスクラッチ低減の両立の観点から、シリカ粒子（成分Ａ）を構成する個々のシリカ粒子の面積比（ｂ／ａ×１００）が１１０〜２００％であるシリカ粒子を、全シリカ粒子（成分Ａ）中に、好ましくは３０質量％以上含有し、より好ましくは３０〜１００質量％、更に好ましくは５０〜１００質量％、更により好ましくは７０〜１００質量％、更により好ましくは８０〜１００質量％、更により好ましくは９０〜１００質量％含有する。なお、シリカ粒子（成分Ａ）を構成する個々のシリカ粒子の質量は、電子顕微鏡観察で得られる該粒子の投影面積ａを球断面積として球に換算して体積を求め、さらにシリカ粒子の密度を２．２ｇ／ｃｍ3として計算して得られる。
【００３７】
シリカ粒子（成分Ａ）が、面積比（ｂ／ａ×１００）に関して上記条件を満たすと、研磨切削時の物理研磨力が強く、パッドの砥粒保持性が向上するため、効果的に研磨速度が向上すると考えられる。なお、絶対最大長は、実施例に記載の方法により求めることができる。
【００３８】
シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、研磨速度向上の観点から、１１０％以上であることが好ましい。また、同様の観点から、シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、２００％以下であることが好ましく、より好ましくは１８０％以下、更に好ましくは１５０％以下、更により好ましくは１４０％以下である。シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、研磨速度向上の観点から、好ましくは１１０〜２００％であり、より好ましくは１１０〜１８０％、更に好ましくは１１０〜１５０％、更により好ましくは１１０〜１４０％である。また、シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、研磨速度向上とスクラッチ低減の両立の観点から、好ましくは１１０〜２００％であり、より好ましくは１２０〜２００％、更に好ましくは１３０〜２００％、更により好ましくは１４０〜２００％である。なお、シリカ粒子（成分Ａ）の面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、平均絶対最大長の円面積ｂを前記投影面積ａの平均値で除して１００を乗じた値である。
【００３９】
シリカ粒子（成分Ａ）が、面積比（ｂ／ａ×１００）に関して上記２つの条件を満たすと、研磨切削時の物理研磨力がいっそう強く、パッドの砥粒保持性がいっそう向上するため、いっそう効果的に研磨速度が向上すると考えられる。
【００４０】
＜無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）＞
本発明の研磨液組成物は、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）を含有する。無機リン酸塩化合物としては、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、オルトリン酸塩及び亜リン酸塩のうちから選ばれる１種以上がより好ましい。また、無機リン酸塩化合物は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、又はアンモニウム塩であると好ましい。アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、及びカリウムが好ましい。これらのなかでも、シリカ粒子の凝集抑制の観点から、無機リン酸塩化合物は、ナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。
【００４１】
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）の具体例としては、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、リン酸ナトリウム（Ｎａ3ＰＯ4）、リン酸カリウム（Ｋ3ＰＯ4）、リン酸一水素二ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）、リン酸二水素一ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4）、リン酸二水素一カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）、リン酸二水素一アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）、リン酸一水素二カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）、リン酸一水素二アンモニウム（（ＮＨ4）2ＨＰＯ4）等のオルトリン酸塩；亜リン酸ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ3）、亜リン酸カリウム（Ｋ2ＨＰＯ3）等の亜リン酸塩；次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ2）、次亜リン酸カリウム（ＫＨ2ＰＯ2）、次亜リン酸アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ2）等の次亜リン酸塩が挙げられるが、これらの中でも、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、リン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、リン酸一水素二アンモニウム、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム及び次亜リン酸アンモニウムからなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物が好ましい。また、これらの無機塩は水和物構造をしていてもよい。
【００４２】
本発明の研磨液組成物に含まれる無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）の含有量は、高速研磨と低表面粗さの両立の観点から、１質量ｐｐｍ以上が好ましく、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以上、更に好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは２００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは５００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは８００ｐｐｍ以上である。また、本発明の研磨液組成物に含まれる無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）の含有量は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、５０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましく４０００質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは３０００質量ｐｐｍ以下、更により好ましくは２０００質量ｐｐｍ以下である。
【００４３】
本発明の研磨液組成物中における、シリカ粒子（成分Ａ）と無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）との含有量比［シリカ粒子の含有量（質量ｐｐｍ）／無機リン酸塩化合物の含有量（質量ｐｐｍ）］は、研磨された被研磨対象の表面粗さの低減の観点から、好ましくは２以上、より好ましく２０以上、更に好ましくは１００以上、好ましくは１００００以下、より好ましく５０００以下、更に好ましくは２０００以下である。
【００４４】
［水系媒体（成分Ｃ）］
本発明の研磨液組成物に含まれる水系媒体（成分Ｃ）としては、イオン交換水や超純水等の水、又は水と溶媒との混合媒体等が挙げられ、上記溶媒としては、水と混合可能な溶媒（例えば、エタノール等のアルコール）が好ましい。水系媒体としては、なかでも、イオン交換水又は超純水がより好ましく、超純水が更に好ましい。本発明の成分Ｃが、水と溶媒との混合媒体である場合、混合媒体全体に対する水の割合は、特に限定されるわけではないが、経済性の観点から、９５質量％以上が好ましく、９８質量％以上がより好ましく、実質的に１００質量％が更に好ましく、１００質量％が更により好ましい。
【００４５】
本発明の研磨液組成物における水系媒体（成分Ｃ）の含有量は、特に限定されるわけではなく、成分Ａ、成分Ｂ、後述する任意成分の残余であってよい。
【００４６】
本発明の研磨液組成物の２５℃におけるｐＨは、研磨速度向上の観点から、ｐＨ８以上であるが、好ましくは９以上、より好ましくは１０以上であり、コロイダルシリカの溶解抑制、安定性向上の観点から、好ましくは１４未満である。
【００４７】
本発明の研磨液組成物は、その使用用途に応じて、従来から公知の任意成分を更に含んでいてもよい。本発明の研磨液組成物が、例えば、半導体素子等の電子部品用サファイア基板用研磨液組成物（例えば、ＬＥＤ用サファイア基板用研磨液組成物）である場合は、本発明の研磨液組成物は、界面活性剤、防錆剤、分散剤、ｐＨ調整剤、抗菌剤、帯電防止剤等を更に含んでいてもよい。本発明の研磨液組成物は、過酸化水素等の酸化剤を微量なら含有しても構わないが、研磨速度向上の観点から、過酸化水素等の酸化剤を含有しないほうが好ましい。
【００４８】
［研磨液組成物の調製方法］
本発明の研磨液組成物は、各成分を公知の方法で混合することにより、調製することができる。研磨液組成物は、経済性の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。前記研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度や研磨条件等に応じて適宜決定できる。尚、上記した各成分の含有量は、使用時における含有量である。
【００４９】
次に、本発明の研磨液組成物を用いた、本発明のサファイア板の製造方法の一例、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例について説明する。
【００５０】
［被研磨対象］
本発明のサファイア板の製造方法の一例（「本発明の製造方法の一例」と略称する場合もある。）、及び本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例（「本発明の研磨方法の一例」と略称する場合もある。）において研磨される被研磨対象の形状について特に制限はなく、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のみならず、レンズ等の曲面部を有する形状であってもよい。また、前記被研磨対象は、スマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスとして用いられるサファイア板、ＬＥＤ用サファイア基板等さまざまであるが、本発明の研磨液組成物は、ＬＥＤ用サファイア基板、スマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスとして用いられるサファイア板の製造方法の研磨工程で使用される研磨液組成物として適している。
【００５１】
故に、本発明のサファイア板の製造方法の一例は、ＬＥＤ用サファイア基板又はスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラス用サファイア板等のサファイア板の製造方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。また、本発明の被研磨サファイア板の研磨方法の一例は、ＬＥＤ用サファイア基板又はスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラス用サファイア板等のサファイア板の研磨方法であって、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。
【００５２】
前記被研磨サファイア板を研磨する工程は、サファイア単結晶インゴットを薄円板状にスライスして得たウェーハを平面化する第一研磨工程（粗研磨工程）と粗研磨されたウェーハをエッチングした後、ウェーハ表面を鏡面化する第二研磨工程（仕上げ研磨）に分かれるが、本発明の研磨液組成物は、第一研磨工程及び第二研磨工程のいずれにも使用できる。しかし、本発明の研磨液組成物は、サファイア板の表面平滑性及び生産性の向上の観点から、第二研磨工程に使用するのが好ましい。第一研磨工程では、ダイヤモンドを砥粒として含む研磨液組成物を用いるのが一般的である。
【００５３】
本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例で用いる研磨装置としては、特に制限はなく、被研磨サファイア板を保持する冶具（キャリア：ガラスエポキシ製材料等）と研磨布（研磨パッド）とを備える研磨装置を用いることができ、両面研磨装置及び片面研磨装置のいずれであってもよい。
【００５４】
前記研磨パッドは、特に制限されず、従来公知のものが使用できる。研磨パッドの材質としては、有機高分子等が挙げられ、前記有機高分子としては、ポリウレタン等が挙げられる。前記研磨パッドの形状は、不織布状が好ましい。例えば、不織布研磨パッドとしてＳＵＢＡ８００（ニッタハース製）が好適に用いられる。
【００５５】
該研磨装置を用いる、本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、被研磨サファイア板をキャリアで保持し研磨パッドを貼り付けた研磨定盤で被研磨サファイア板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨パッドと被研磨サファイア板との間に供給し、被研磨サファイア板と前記研磨パッドとを接触させながら、研磨パッド及び／又は被研磨サファイア板を動かすことにより、被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。
【００５６】
本発明の製造方法の一例及び研磨方法の一例における研磨荷重は、研磨速度向上の観点から、５０ｇ／ｃｍ2以上が好ましく、１００ｇ／ｃｍ2以上がより好ましく、１５０ｇ／ｃｍ2以上が更に好ましく、２００ｇ／ｃｍ2以上が更により好ましい。また、前記研磨荷重は、装置、パッドなどの耐久性を考慮すると、４００ｇ／ｃｍ2以下が好ましく、３５０ｇ／ｃｍ2以下がより好ましい。前記研磨荷重の調整は、定盤や被研磨サファイア板等への空気圧や重りの負荷によって行うことができる。研磨荷重は、研磨時に被研磨サファイア板の研磨面に加えられる定盤の圧力を意味する。
【００５７】
本発明の研磨液組成物の供給方法は、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法、研磨の直前の供給ライン内等で前記構成成分を混合して供給する方法等を用いることができる。研磨速度向上の観点及び装置負荷低減の観点から、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で、研磨液組成物を、研磨パッドと被研磨サファイア板の間にポンプ等で供給する方法が好ましい。
【００５８】
研磨液組成物の供給速度は、コスト低減の観点から、被研磨サファイア板１ｃｍ2あたり２０ｍＬ／分以下が好ましく、１０ｍＬ／分以下がより好ましく、５ｍＬ／分以下が更に好ましい。また、前記供給速度は、研磨速度向上の観点から、被研磨サファイア板１ｃｍ2あたり０．０１ｍＬ／分以上が好ましく、０．１ｍＬ／分以上がより好ましく、０．５ｍＬ／分以上が更に好ましい。
【００５９】
本発明の製造方法の一例及び本発明の研磨方法の一例では、本発明の研磨液組成物を用いているので、被研磨サファイア板の研磨速度が速く、研磨後の基板表面の表面粗さを低減できる。
【００６０】
本発明の製造方法の他の一例では、被研磨サファイア板に対して、本発明の研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含む。
【００６１】
本発明は、更に以下〈１〉〜〈22〉を開示する。
【００６２】
〈１〉  シリカ粒子（成分Ａ）と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）と、水系媒体（成分Ｃ）とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上のサファイア板用研磨液組成物。
〈２〉  前記無機リン酸塩化合物は、オルトリン酸塩及び亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物が好ましい、前記〈１〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈３〉  前記無機リン酸塩化合物は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、及びアンモニウム塩から選ばれる１種以上が好ましく、マグネシウム塩、カルシウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩から選ばれる１種以上がより好ましく、ナトリウム塩、カリウム塩及びアンモニウム塩から選ばれる１種以上が更に好ましい、前記〈１〉又は〈２〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈４〉  前記無機リン酸塩化合物は、リン酸ナトリウム（Ｎａ3ＰＯ4）、リン酸カリウム（Ｋ3ＰＯ4）、リン酸一水素二ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ4）、リン酸二水素一ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ4）、リン酸二水素一カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）、リン酸二水素一アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）、リン酸一水素二カリウム（Ｋ2ＨＰＯ4）、リン酸一水素二アンモニウム（（ＮＨ4）2ＨＰＯ4）、亜リン酸ナトリウム（Ｎａ2ＨＰＯ3）、亜リン酸カリウム（Ｋ2ＨＰＯ3）、次亜リン酸ナトリウム（ＮａＨ2ＰＯ2）、次亜リン酸カリウム（ＫＨ2ＰＯ2）、及び次亜リン酸アンモニウム（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ2）からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物が好ましく、リン酸一水素二ナトリウム、リン酸一水素二カリウム、リン酸一水素二アンモニウム、亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸ナトリウム、及び次亜リン酸アンモニウムからなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物がより好ましい、前記〈１〉から〈３〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈５〉  前記サファイア板用研磨液組成物中の前記無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）の含有量は、１質量ｐｐｍ以上が好ましく、より好ましくは１０質量ｐｐｍ以上、更に好ましくは１００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは２００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは５００質量ｐｐｍ以上、更により好ましくは８００ｐｐｍ以上であり、５０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、より好ましく４０００質量ｐｐｍ以下、更に好ましくは３０００質量ｐｐｍ以下、更により好ましくは２０００質量ｐｐｍ以下、更により好ましくは１５００質量ｐｐｍ以下ある、前記〈１〉から〈４〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈６〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）と無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）との含有量比［シリカ粒子の含有量（質量ｐｐｍ）／無機リン酸塩化合物の含有量（質量ｐｐｍ）］は、好ましくは２以上、より好ましく２０以上、更に好ましくは１００以上、好ましくは１００００以下、より好ましく５０００以下、更に好ましくは２０００以下である、前記〈１〉から〈５〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈７〉  前記サファイア基板用研磨液組成物中の前記シリカ粒子の含有量は、ＳｉＯ2換算濃度で、１質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、１０質量％以上が更に好ましく、４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２５質量％以下が更に好ましい、前記〈１〉から〈６〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈８〉  前記シリカ粒子の動的光散乱法で測定される平均二次粒径は、１０ｎｍ以上が好ましく、５０ｎｍ以上がより好ましく、８０ｎｍ以上が更に好ましく、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい、前記〈１〉から〈７〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈９〉  前記シリカ粒子の平均一次粒径は、５００ｎｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましく、１５０ｎｍ以下が更により好ましく、４５ｎｍ以上が好ましく、７０ｎｍ以上がより好ましい、前記〈１〉から〈８〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈10〉  前記シリカ粒子のＢＥＴ比表面積は、１０ｍ2/ｇ以上が好ましく、２０ｍ2/ｇ以上がより好ましく、３０ｍ2/ｇ以上が更に好ましく、２００ｍ2/ｇ以下が好ましく、１００ｍ2/ｇ以下がより好ましく、６０ｍ2/ｇ以下が更に好ましい、前記〈１〉から〈９〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈11〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）は、金平糖型シリカ粒子Ａ１、異形型シリカ粒子Ａ２、及び異形かつ金平糖型シリカ粒子Ａ３からなる群から選択される少なくとも１種類のシリカ粒子を含む、前記〈１〉から〈10〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈12〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）における金平糖型シリカ粒子Ａ１、異形型シリカ粒子Ａ２、及び異形かつ金平糖型シリカ粒子Ａ３の合計が占める割合（質量比）は、５０質量％以上が好ましく、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、更により好ましくは９０質量％以上、更により好ましくは実質的に１００質量％、更により好ましくは１００質量％である、前記〈11〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈13〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）が、金平糖型シリカ粒子Ａ１と異形型シリカ粒子Ａ２の両方を含む場合、質量比率（金平糖型シリカ粒子Ａ１／異形型シリカ粒子Ａ２）は、好ましくは５／９５〜９５／５、より好ましくは２０／８０〜８０／２０、更に好ましくは２０／８０〜６０／４０、更により好ましくは２０／８０〜４０／６０であり、更により好ましくは２０／８０〜３０／７０である、前記〈1１〉又は〈12〉に記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈14〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）の平均絶対最大長は、好ましくは８０ｎｍ以上であり、より好ましくは９０ｎｍ以上、更に好ましくは１００ｎｍ以上、更により好ましくは１１０ｎｍ以上、更により好ましくは１２０ｎｍ以上であり、好ましくは５００ｎｍ以下であり、より好ましくは４００ｎｍ以下、更に好ましくは３００ｎｍ以下、更により好ましくは２００ｎｍ以下、更により好ましくは１５０ｎｍ以下である、前記〈11〉から〈13〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈15〉  前記シリカ粒子（成分Ａ）を構成する個々のシリカ粒子の面積比（ｂ／ａ×１００）が１１０〜２００％であるシリカ粒子を、全シリカ粒子（成分Ａ）中に、好ましくは３０質量％以上含有し、より好ましくは３０〜１００質量％、更に好ましくは５０〜１００質量％、更により好ましくは７０〜１００質量％、更により好ましくは８０〜１００質量％、更により好ましくは９０〜１００質量％含有する、前記〈11〉から〈14〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈16〉  前記面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、１１０％以上であることが好ましく、２００％以下であることが好ましく、より好ましくは１８０％以下、更に好ましくは１５０％以下、更により好ましくは１４０％以下である、前記〈11〉から〈15〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈17〉  前記面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は、好ましくは１１０〜２００％、より好ましくは１２０〜２００％、更に好ましくは１３０〜２００％、更により好ましくは１４０〜２００％である、前記〈11〉から〈15〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物。
〈18〉  被研磨サファイア板に対して、前記〈１〉から〈17〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、サファイア板の製造方法。
〈19〉  被研磨サファイア板に対して、前記〈１〉から〈17〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含むサファイア板の製造方法。
〈20〉  被研磨サファイア板に対して、前記〈１〉から〈17〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む、被研磨サファイア板の研磨方法。
<21>  被研磨サファイア板に対して、前記〈１〉から〈17〉のいずれかに記載のサファイア板用研磨液組成物を供給して前記被研磨サファイア板を研磨する工程と、前記工程で使用した前記サファイア板用研磨液組成物を用いて、前記被研磨サファイア板とは別の被研磨サファイア板を研磨する工程と、を含む被研磨サファイア板の研磨方法。
<22>  前記〈１〉から〈17〉のいずれかに記載の、シリカ粒子と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物と、水系媒体とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上のサファイア板用研磨液組成物の、被研磨サファイア板の研磨への使用。
【実施例】
【００６３】
下記の通り、実施例１〜１３、比較例１〜９の研磨液組成物を調整した。実施例１〜１３、比較例１〜９の研磨液組成物中における、シリカ粒子、無機リン酸塩化合物又はその比較対象化合物の含有量は各々表１に記載の通りとした。残余の成分はイオン交換水である。【００６４】
[実施例１〜５]
＜実施例１＞
イオン交換水858.47gの入ったビーカー内に、無機リン酸塩化合物としてリン酸水素二ナトリウム１２水和物（和光純薬工業（株）社製）0.25ｇを、リン酸水素二ナトリウムの有効分の濃度が所定の値となるように添加した後、４０質量％コロイダルシリカ（日揮触媒化成（株）製、カタロイドSI-80P）水分散液（球状シリカ粒子水分散液）141.0gを添加しこれらを撹拌して、無機リン酸塩添加シリカ水分散液を得た。その後すぐに、ｐＨ調整剤として４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）を水で0.1質量％に希釈した溶液0.28gを用いて25℃における無機リン酸塩添加シリカ水分散液のｐＨを１０．５に調整して研磨液組成物を得た。【００６５】
＜実施例２〜５＞
リン酸水素二ナトリウム１２水和物の添加量を変えたこと以外は、実施例１と同様の方法で実施例２〜５の研磨液組成物を得た。【００６６】
＜実施例６＞
ｐＨ調整剤として、62.5％硫酸（テイカ製）を0.1質量％になるように水で希釈したものを用意し、これを用いて研磨液組成物の２５℃におけるｐＨを９としたこと以外は実施例４と同様の方法で、実施例６の研磨液組成物を得た。【００６７】
＜実施例７＞
４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）を水で0.1質量％に希釈した溶液を用いて研磨液組成物の２５℃におけるｐＨを１１．２としたこと以外は実施例４と同様の方法で、実施例７の研磨液組成物を得た。【００６８】
＜実施例８＞
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）として亜リン酸ナトリウム五水和物（和光純薬工業社製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、実施例８の研磨液組成物を得た。【００６９】
＜実施例９＞
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）として次亜リン酸ナトリウム一水和物（米山化学工業社製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、実施例９の研磨液組成物を得た。【００７０】
＜実施例１０＞
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）としてリン酸水素２カリウム（和光純薬工業社製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、実施例１０の研磨液組成物を得た。【００７１】
＜実施例１１＞
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）としてリン酸水素２アンモニウム（和光純薬工業社製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、実施例１１の研磨液組成物を得た。【００７２】
＜実施例１２＞
無機リン酸塩化合物（成分Ｂ）として次亜リン酸アンモニウム（富山薬品工業社製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、実施例１２の研磨液組成物を得た。【００７３】
＜実施例１３＞
球状シリカ粒子水分散液に代えて、異形シリカ粒子水分散液を用いたこと以外は、実施例８と同様の方法で、実施例１３の研磨液組成物を得た。尚、異形シリカ粒子の平均絶対最大長は１２２．６nmであり、面積比（ｂ／ａ×１００）の平均値は１３７．４％、面積比（ｂ/ａ×100）が１１０〜２００％であるシリカ粒子の全シリカ粒子に対する割合は９３．２質量％である。【００７４】
＜比較例１＞
リン酸水素２ナトリウムを使用せず、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、比較例１の研磨液組成物を得た。【００７５】
＜比較例２〜５＞
リン酸水素２ナトリウムに代えて、表１に記載の比較対象化合物を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨが表１に記載の値となるようにｐＨ調整剤の使用量を調整したこと以外は、実施例４と同様の方法で、比較例２〜５の研磨液組成物を各々得た。【００７６】
＜比較例６＞
ｐＨ調整剤として、62.5％硫酸（テイカ製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨを２としたこと以外は実施例４と同様の方法で、比較例６の研磨液組成物を得た。【００７７】
＜比較例７＞
ｐＨ調整剤として、62.5％硫酸（テイカ製）を使用し、研磨液組成物の２５℃におけるｐＨを７としたこと以外は実施例４と同様の方法で、比較例７の研磨液組成物を得た。【００７８】
＜比較例８＞
無機リン酸（塩）化合物を用いないこと以外は実施例１３と同様の方法で、比較例８の研磨液組成物を得た。【００７９】
＜比較例９＞
イオン交換水の入ったビーカー内に、無機リン酸塩化合物としてリン酸水素二ナトリウム１２水和物（和光純薬工業（株）社製）２．５９ｇを、リン酸水素二ナトリウムの有効分の濃度が所定の値となるように添加した後、４５質量％アルミナ粒子（平均二次粒径0.8μm、α化率９０%、結晶子サイズ３２ｎｍ）水分散液４５５．５６ｇを添加しこれらを撹拌して、無機リン酸塩添加アルミナ粒子水分散液を得た。その後すぐに、ｐＨ調整剤として４８質量％水酸化ナトリウム水溶液（関東化学社製）を水で0.1％に希釈した溶液０．１７ｇを用いて25℃における無機リン酸塩添加アルミナ粒子水分散液のｐＨを１０．５に調整して研磨液組成物を得た。【００８０】
［アルミナ粒子の体積平均粒子径（Ｄ５０）の測定方法］
比較例９の研磨液組成物中のアルミナ粒子（砥粒）の体積平均粒子径（平均二次粒径）は、０．５％ポイズ５３０（花王社製;特殊ポリカルボン酸型高分子界面活性剤）水溶液を分散媒とし、当該分散媒を下記測定装置内に投入し、続いて透過率が７５〜９５％になるようにサンプル（アルミナ粒子）を投入し、その後、５分間超音波を掛けた後、粒径を測定した。
測定機器  ：堀場製作所製  レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置 LA920
循環強度  ：４
超音波強度：４
得られた体積分布粒径の累積体積頻度が５０％となる粒径をアルミナ粒子の体積平均粒子径（Ｄ５０）とした。【００８１】
［アルミナ粒子のα化率及び結晶子サイズの測定方法］
アルミナスラリー２０ｇを１０５℃で５時間乾燥させ、得られた乾燥物を乳鉢で解砕して粉末Ｘ線回折用サンプルを得た。各サンプルを粉末Ｘ線回折法にて分析し、１０４面におけるピーク面積をα化率９９．９％のα―アルミナ（昭和電工社製、ＷＡ―１０００）のピーク面積と比較した。粉末Ｘ線回折法による測定条件は下記のとおりとした。
測定条件；
装置：（株）リガク製、粉末Ｘ線解析装置 ＲＩＮＴ２５００ＶＣ
Ｘ線発生電圧：４０ｋＶ
放射線：Ｃｕ−Ｋα１線（λ＝０．１５４０５０ｎｍ）
電流：１２０ｍＡ
Ｓｃａｎ Ｓｐｅｅｄ：１０度／分
測定ステップ：０．０２度／分
α化率（％）＝αアルミナ特有ピーク面積÷ＷＡ−１０００のピーク面積×１００
また、結晶子サイズは、得られた粉末Ｘ線回折スペクトルから、粉末Ｘ線回折装置付属の粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトＪＡＤＥ（ＭＤＩ社、シェラーの式による自動計算）を用いて算出した。上記ソフトによる算出処理は、上記ソフトの取扱説明書（Ｊａｄｅ（Ｖｅｒ．５）ソフトウェア、取扱説明書 Ｍａｎｕａｌ Ｎｏ．ＭＪ１３１３３Ｅ０２、理学電機株式会社）に基づいて行った。【００８２】
＜シリカ粒子の平均一次粒径の測定＞
シリカ粒子の平均一次粒径は、下記の通り、電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察画像において測定される円相当径として求められる粒子径の数平均である。シリカ粒子を日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「JEM-2000FX」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト「WinROOF(Ver.3.6)」（販売元：三谷商事）を用いて１０００〜２０００個のシリカ粒子データについて１個１個のシリカ粒子の円相当径として求められる粒子径を求め、数平均により平均一次粒径を求めた。【００８３】
［シリカ粒子の平均二次粒径の測定］
比較例１の研磨液組成物中のコロイダルシリカ（砥粒）の平均二次粒径（分散粒径）は、動的光散乱（ＤＬＳ）粒度分布計（マルバーン社製、ゼータサイザーナノＳ）を用いて下記の条件で測定し、得られる体積換算平均粒径を平均二次粒径（分散粒径）として求めた。
溶媒：水（屈折率１．３３３）
砥粒：コロイダルシリカ（屈折率１．４５、減衰係数０．０２）
測定温度：２５℃【００８４】
［シリカ粒子のＢＥＴ比表面積の測定］
シリカ粒子の比表面積は、１００℃で２４時間乾燥させた粉末サンプルについて、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２００℃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。実施例１〜１３、比較例１〜７の研磨液組成物の調製に用いたシリカ粒子のＢＥＴ比表面積は４０ｍ2/ｇであった。【００８５】
［シリカ粒子の平均絶対最大長及び面積比（ｂ/ａ×100）の平均値］
シリカ粒子を日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「JEM-2000FX」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト「WinROOF(Ver.3.6)」（販売元：三谷商事）を用いて１０００〜２０００個のシリカ粒子データについて１個１個のシリカ粒子の絶対最大長を求め、絶対最大長の平均値（平均絶対最大長）を得た。絶対最大長を直径とする円の面積ｂを電子顕微鏡観察で得られる該粒子の投影面積ａで除し１００を乗じて、面積比（ｂ/ａ×100）（％）を算出した。また、面積比（ｂ/ａ×100）が１１０〜２００％であるシリカ粒子の全シリカ粒子に対する割合を算出した。更に、平均絶対最大長の円面積ｂを前記投影面積ａの平均値で除し１００を乗じた値を面積比（ｂ/ａ×100）の平均値として算出した。【００８６】
＜研磨液組成物のｐＨ測定＞
ｐＨメーター（東亜電波工業社製、ＨＭ−３０Ｇ）を用い、２５℃にて研磨液組成物のｐＨを測定した。【００８７】
＜研磨評価＞
３インチのサファイア板（ｃ面）に対して下記の研磨条件で、実施例１〜１３、比較例１〜９の研磨液組成物を用いて、３時間循環研磨を行った。そして、サファイア板の研磨前後の重量変化を求め、サファイア密度（３．９８ｇ／ｃｍ3）、サファイア板面積（４５．６ｃｍ2）から研磨速度（μｍ／ｈ）を算出した。実施例１〜１３、比較例１〜９の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度は、比較例１の研磨液組成物を用いた場合の研磨速度を「１００」とした場合の相対値で、表１に示した。【００８８】
（研磨条件）
片面研磨機（テクノライズ製ＴＲ１５Ｍ−ＴＲＫ１、定盤径３８ｃｍ）
不織布研磨パッド（ニッタハース製ＳＵＢＡ８００）
研磨荷重３００ｇ／ｃｍ2
定盤回転数１２０ｒｐｍ
キャリア回転数１２０ｒｐｍ
研磨液流量８０ｍＬ／ｍｉｎ（循環）【００８９】
[表面粗さの測定方法］
ＡＦＭ（Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM）を用いて、以下に示す条件で、洗浄後のサファイア板の内周縁と外周縁との中央部分を表裏１箇所ずつ測定し、中心線平均粗さＡＦＭ‐Ｒａを測定した。２点の平均値を「表面粗さ」とし、表１に示した。値が小さいほど表面粗さの悪化が抑制されていることを示す。
〔ＡＦＭの測定条件〕
Ｍｏｄｅ：  Ｔａｐｐｉｎｇ  ｍｏｄｅ
Ａｒｅａ：  ５×５μｍ
Ｓｃａｎ  ｒａｔｅ：  １．０Ｈｚ
Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ：  ＯＭＣＬ−ＡＣ１６０ＴＳ−Ｃ３
Ｌｉｎｅ：  ５１２×５１２【００９０】
【表１】
0005940754.tif 000002
【００９１】
表１に示されるように、実施例の研磨液組成物を用いた場合、比較例の研磨液組成物を用いる場合よりも、高速研磨と低表面粗さとの両立が行える。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明した通り、本発明の研磨液組成物を用いた被研磨サファイア板の研磨において、研磨速度が速く、研磨後のサファイア板について良好な表面平滑性が担保されている。したがって、本発明の研磨液組成物を用いれば、例えば、ＬＥＤの製造やスマートフォン等の携帯端末装置のカバーガラスの製造に使用されるサファイア板等の生産性が向上する。
【要約】
本開示のサファイア板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物と、水系媒体とを含有し、２５℃におけるｐＨが８以上である。前記無機リン酸塩化合物は、好ましくは、オルトリン酸塩、亜リン酸塩、及び次亜リン酸塩からなる群から選ばれる１種以上の無機リン酸塩化合物である。本開示のサファイア板の製造方法の一例は、被研磨サファイア板に対して、前記サファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。本開示の被研磨サファイア板の研磨方法の一例は、被研磨サファイア板に対して、前記サファイア板用研磨液組成物を供給して、前記被研磨サファイア板を研磨する工程を含む。