(57)【要約】【課題】高い研磨レートと分散安定性とを両立し得る研磨用組成物を提供する。【解決手段】磁気ディスク基板の研磨に用いられる研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、砥粒と酸と酸化剤と水とを含む。砥粒は、少なくともシリカ粒子を含む。動的散乱法により測定される砥粒の平均二次粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。ｐＨが１〜２である。ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量が、０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク基板の研磨に用いられる研磨用組成物であって、
砥粒と酸と酸化剤と水とを含み、
前記砥粒は、少なくともシリカ粒子を含み、
動的散乱法により測定される前記砥粒の平均二次粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、
ｐＨが１〜２であり、
前記ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量が、０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である、研磨用組成物。
【請求項２】
前記シリカ粒子としてコロイダルシリカを含む、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
仕上げ研磨工程の前工程で用いられる、請求項１または２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて磁気ディスク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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物、該研磨用組成物を用いた磁気ディスク基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク基板の製造においては、一般に、最終製品の表面を高精度に仕上げるために行う最終研磨工程の前に、より研磨効率（例えば研磨レート）を重視した研磨（一次研磨）が行われている。例えば、ニッケルリンめっきが施されたディスク基板（Ｎｉ−Ｐ基板）に対して、少なくとも一次研磨と最終研磨とを行うことにより、高精度の表面が効率よく実現され得る。磁気ディスク基板等を研磨する用途で使用される研磨用組成物に関する技術文献として特許文献１、２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３５０５２号公報
【特許文献２】特開２０１７−２５２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、Ｎｉ−Ｐ基板等のディスク基板のポリシングに用いられる研磨用組成物について、より高品位の表面を実現する観点から、平均粒子径の小さいシリカ砥粒を使用することが検討されている。しかし、シリカ砥粒の微粒子を含む研磨用組成物は、加工力に劣る傾向があり、例えばＮｉ−Ｐ基板等のディスク基板の一次研磨のように高い研磨レートが要求される研磨において使用される場合に、かかる要求に充分に応えることができない虞がある。また、研磨用組成物の分散安定性は、研磨後の表面品位に影響し得る。したがって、研磨後の表面について高品位（例えばピットの発生が少なく、うねりの低減された表面）を安定して実現するためには、分散安定性が良い研磨用組成物が望ましい。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高い研磨レートと優れた分散安定性とを両立し得る研磨用組成物を提供することを目的とする。関連する他の目的は、上記研磨用組成物を用いた磁気ディスク基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、研磨用組成物が提供される。この研磨用組成物は、砥粒と酸と酸化剤と水とを含む。前記砥粒は、少なくともシリカ粒子を含む。動的散乱法により測定される前記砥粒の平均二次粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。前記研磨用組成物のｐＨが１〜２である。そして、前記ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量が、０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である。上記の特性を満足する研磨用組成物によると、高い研磨レートと優れた分散安定性とが高いレベルで両立され得る。
【０００７】
ここで開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、前記シリカ粒子としてコロイダルシリカを含む。シリカ粒子としてコロイダルシリカを使用することにより、本発明による効果がより好ましく発揮され得る。
【０００８】
ここで開示される研磨用組成物は、磁気ディスク基板の研磨に用いられる。なかでも好ましい研磨対象物として、ニッケルリン基板（Ｎｉ−Ｐ基板）が挙げられる。上記研磨用組成物を上記磁気ディスク基板に適用すると、研磨後の上記磁気ディスク基板表面の面品位が改善され、かつ高い研磨レートが達成され得る。
【０００９】
ここで開示される研磨用組成物は、仕上げ研磨工程の前工程で用いられる研磨用組成物として好適である。例えば、前記研磨用組成物は、磁気ディスク基板の一次研磨に好適に用いられる。ここに開示される研磨用組成物は、高い研磨レートを示し得るため、前記一次研磨のような高い研磨効率が要求される研磨プロセスにおいて用いられることが特に有用である。
【００１０】
また、本発明によると、磁気ディスク基板の製造方法が提供される。その製造方法は、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を用いて磁気ディスク基板を研磨する工程を包含する。かかる製造方法によると、高品位な表面を有する磁気ディスク基板が生産性よく製造され得る。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【００１２】
ここに開示される研磨用組成物は、磁気ディスク基板の研磨（好ましくは一次研磨）に用いられる研磨用組成物であって、砥粒と酸と酸化剤と水とを含む。この研磨用組成物は、ｐＨが１〜２であり、かつ、該ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）量αが、０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である。
【００１３】
＜水酸化ナトリウム量α＞
ここに開示される技術において、研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αは、以下のようにして測定するものとする。すなわち、測定対象である研磨用組成物（液温２５℃）にｐＨメーターの電極を漬けて攪拌しながら０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液（関東化学製）を滴下し、ｐＨが初期値から１．０上昇するまでの０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の滴定量を測定する。そして、以下の式（１）を用いて上記水酸化ナトリウム量αを求めることができる。
α（モル／Ｌ）＝０．１×Ａ÷Ｂ        （１）
Ａ：ｐＨを１．０上昇させるのに必要な０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム水溶液の滴定量（Ｌ）
Ｂ：研磨用組成物の体積（Ｌ）
【００１４】
ここに開示される研磨用組成物は、ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αが、０．０６モル／Ｌ以上である。このことによって、上記水酸化ナトリウム量αが０．０６モル／Ｌを下回る従来の研磨用組成物に比べて、高い研磨レートが実現され得る。このような効果が得られる理由としては、例えば以下のように考えられる。すなわち、加工性の観点からは、研磨用組成物のｐＨは低いことが好ましい。しかし、ｐＨが低い研磨用組成物を用いた場合でも、該研磨用組成物を磁気ディスク基板の研磨に適用すると、研磨が進むにつれて基板表面の金属（例えばニッケルリン基板の場合、Ｎｉ）が溶出して水素イオンが消費されることでｐＨが上昇する。その結果、研磨速度が低下傾向になりやすい。これに対して、上記水酸化ナトリウム量αが０．０６モル／Ｌ以上である研磨用組成物を用いた研磨では、研磨用組成物が適度な緩衝能をもつため、研磨が進行しても水素イオンの減少が抑えられ、ｐＨの変動が起こり難い（典型的にはｐＨ１〜２が維持される）。このことが研磨レートの向上に寄与するものと考えられる。ただし、これに限定解釈されるものではない。
【００１５】
上記研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αは、好ましくは０．０８モル／Ｌ以上、より好ましくは０．１モル／Ｌ以上、さらに好ましくは０．１２モル／Ｌ以上、特に好ましくは０．１５モル／Ｌ以上である。所定値以上の水酸化ナトリウム量αを有する研磨用組成物は、研磨時におけるｐＨの変動が起こりにくい。したがって、ここに開示される技術の適用効果が適切に発揮される。一方、上記水酸化ナトリウム量αが大きすぎると、研磨用組成物の分散安定性が低下して面品位が低下傾向になり得る。高い研磨レートを保ちつつ、より良好な面精度（例えばうねりの低減された表面）を実現する等の観点からは、上記水酸化ナトリウム量αは、概ね１モル／Ｌ以下にすることが適当であり、好ましくは０．８モル／Ｌ以下、より好ましくは０．６モル／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５モル／Ｌ以下である。ここに開示される技術は、例えば上記水酸化ナトリウム量αが０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下（好ましくは０．０８モル／Ｌ以上０．４モル／Ｌ以下）である態様で好ましく実施され得る。
【００１６】
上記研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αは、例えば研磨用組成物に含まれる酸の種類や濃度（複数種類の酸を含む場合、それらの種類や配合比）を変えることによって調整することができる。すなわち、酸の種類や濃度や配合比を適切に選択することによって、研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αをここに開示される適切な範囲に調整することができる。その他、上記水酸化ナトリウムの量αを適切な範囲に調整する方法としては、ある濃度の単一、もしくは複数種類の酸に対して、適切な濃度の塩基性化合物を加えることにより系内の酸濃度を調整して上記水酸化ナトリウムの量αを適切な範囲に調整する等の方法を採用することができる。上記水酸化ナトリウムの量αを制御する方法は、単独であるいは組み合わせて使用することができる。
【００１７】
＜ｐＨ＞
上記研磨用組成物におけるｐＨ（初期値）は、概ね２．０以下である。研磨効率等の観点から、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは１．９以下、より好ましくは１．８以下である。いくつかの態様において、上記ｐＨは、例えば１．７以下としてもよく、１．６以下（例えば１．５未満）としてもよい。また、研磨用組成物のｐＨは、通常、１．０以上である。研磨装置に与える損傷を抑制する等の観点から、研磨用組成物のｐＨは、好ましくは１．０５以上、より好ましくは１．１以上、さらに好ましくは１．２以上である。ここに開示される技術は、例えば研磨用組成物におけるｐＨが１．０以上２．０以下（好ましくは１．１以上１．６以下）である態様で好ましく実施され得る。上記ｐＨは、例えば、ニッケルリン基板等の磁気ディスク基板の研磨用の研磨用組成物に好ましく適用され得る。特に一次研磨用の研磨用組成物に好ましく適用され得る。
なお、ここに開示される技術において、研磨用組成物のｐＨは、ｐＨメーターを用いて３点校正した後で、ガラス電極を測定対象の組成物に入れて測定することにより把握することができる。標準緩衝液は、例えば、シュウ酸塩ｐＨ標準液：ｐＨ１．６８（２５℃）、フタル酸塩ｐＨ緩衝液：ｐＨ４．０１（２５℃）、中性リン酸塩ｐＨ緩衝液：ｐＨ６．８６（２５℃）である。
【００１８】
＜研磨用組成物＞
（砥粒）
ここに開示される研磨用組成物は、少なくともシリカ粒子を含む砥粒を含有する。この砥粒は、特定の平均二次粒子径を有する。すなわち、動的散乱法により測定される砥粒の平均二次粒子径が５０ｎｍ以上である。上記砥粒の平均二次粒子径は、研磨レート等の観点から、好ましくは６０ｎｍ以上、より好ましくは８０ｎｍ以上、さらに好ましくは９０ｎｍ以上、特に好ましくは１００ｎｍ以上である。上記砥粒の平均二次粒子径は、例えば１２０ｎｍ以上であってもよく、典型的には１４０ｎｍ以上であってもよい。また、上記砥粒の平均二次粒子径は、概ね３００ｎｍ以下であり得る。より高品質な表面を得るという観点から、上記平均二次粒子径は、好ましくは２８０ｎｍ以下、より好ましくは２５０ｎｍ以下、さらに好ましくは２２０ｎｍ以下、特に好ましくは２００ｎｍ以下である。ここに開示される技術は、例えば、上記平均二次粒子径が５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下（より好ましくは１００ｎｍ以上２００ｎｍ以下、例えば１２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下）の砥粒を用いる態様で好ましく実施され得る。
【００１９】
なお、上記砥粒の平均二次粒子径は、砥粒を含む砥粒含有液を測定サンプルに用いて動的光散乱法に基づく粒子径測定を行うことによって把握することができる。具体的な手順としては、測定対象の砥粒（１種類の砥粒粒子であってもよく、２種類以上の砥粒粒子の混合物であってもよい。）を含む砥粒含有液に、水酸化ナトリウム水溶液を加えて、ｐＨ１０の砥粒含有液（砥粒濃度：１０重量％）を調製する。そして、５０ｋＨｚの超音波分散機にて９０秒間分散させ、砥粒含有液中に分散している粒子にレーザ光を照射し、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１０調整）にて希釈しながら測定に適した散乱強度に調整した後、その散乱光を検出することで、粒子径測定を行う。なお、測定に用いる屈折率は１．４５とする。この粒子径測定は、例えば、日機装株式会社製の型式「ＵＰＡ−ＵＴ１５１」を用いて行うことができる。また、超音波分散機としては、例えば、日科機バイオス株式会社製の型式「Ｔｅｔｏｒａ１５０」を用いることができる。後述の実施例についても同様である。
【００２０】
上記砥粒の平均一次粒子径は特に限定されないが、好ましくは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上、さらに好ましくは３０ｎｍ以上、特に好ましくは３５ｎｍ以上である。平均一次粒子径の増大によって、より高い研磨速度が実現され得る。また、より面精度の高い表面を得るという観点から、上記平均一次粒子径は、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下、さらに好ましくは８０ｎｍ以下、特に好ましくは６０ｎｍ以下である。
【００２１】
なお、ここに開示される技術において、砥粒の平均一次粒子径は、ＢＥＴ法に基づいて求められる平均粒子径をいう。例えば、砥粒がシリカ砥粒（すなわちシリカ粒子からなる砥粒）の場合、シリカ砥粒の平均一次粒子径は、ＢＥＴ法により測定される比表面積Ｓ（ｍ２／ｇ）から、Ｄ１（ｎｍ）＝（６０００／２．２）／Ｓの式により算出され得る。この式における２．２はシリカの比重の値であり、シリカとしての粒子径となる。比表面積の測定は、例えば、マイクロメリテックス社製の表面積測定装置、商品名「Ｆｌｏｗ  Ｓｏｒｂ  ＩＩ  ２３００」を用いて行うことができる。
【００２２】
特に限定するものではないが、砥粒の個数平均アスペクト比は、例えば１．０以上であり得る。研磨レート等の観点から、いくつかの態様において、平均アスペクト比は、例えば１．０２以上であってよく、１．０５以上でもよく、１．１０以上でもよく、１．１５以上でもよい。また、面精度を効率よく高めやすくする観点から、いくつかの態様において、平均アスペクト比は、通常、２．５０以下であることが適当であり、２．０以下でもよく、１．７０以下でもよい。ここに開示される技術は、砥粒の平均アスペクト比が１．５０以下、さらには１．３０以下である態様でも好適に実施され得る。ここで、砥粒の平均アスペクト比とは、該砥粒を構成する個々の粒子の長径／短径比の平均値、すなわち個数平均アスペクト比をいう。以下、特記しない場合、本明細書において平均アスペクト比とは、上記個数平均アスペクト比を意味するものとする。
【００２３】
砥粒の個数平均アスペクト比は、例えば次の方法で測定される。すなわち、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いて、測定対象の砥粒に含まれる所定個数の粒子を、１視野内に１００個以上の粒子を含むＳＥＭ画像で観察する。観察倍率は１００００倍〜５００００倍で観察を行う。測定対象の砥粒は、１種類の砥粒粒子でもよく、２種類以上の砥粒粒子の混合物でもよい。上記ＳＥＭ画像中の砥粒粒子について、各々の粒子画像に外接する最小の長方形を描く。その長方形の長辺の長さを長径の値とし、短辺の長さを短径の値として、各粒子について長径の値を短径の値で除した値をアスペクト比として算出する。すなわち、各粒子のアスペクト比は、該粒子に外接する最小の長方形の長辺／短辺の比として求められる。上記所定個数の粒子のアスペクト比を算術平均することにより、個数平均アスペクト比を求めることができる。上記個数アスペクト比は、一般的な画像解析ソフトウエアを用いて求めることができる。
なお、上記所定個数、すなわち粒子毎のアスペクト比を算出する粒子の個数は、測定精度や再現性を高める観点から、通常、１００個以上とすることが適当であり、５００個以上とすることが好ましい。上記所定個数の上限は特に制限されない。測定効率の観点から、上記所定個数は、例えば５０００個以下であってよく、２５００個以下でもよい。
【００２４】
上記砥粒に含まれるシリカ粒子は、シリカを主成分とする各種のシリカ粒子であり得る。ここで、シリカを主成分とするシリカ粒子とは、該粒子の９０重量％以上、通常は９５重量％以上、典型的には９８重量％以上がシリカである粒子をいう。使用し得るシリカ粒子の例としては、特に限定されないが、コロイダルシリカ、沈降シリカ、ケイ酸ソーダ法シリカ、アルコキシド法シリカ、フュームドシリカ、乾燥シリカ、爆発法シリカ等が挙げられる。使用し得るシリカ粒子の例には、さらに、上記シリカ粒子を原材料として得られたシリカ粒子が挙げられる。そのようなシリカ粒子の例には、上記原材料のシリカ粒子（以下「原料シリカ」ともいう。）に、加温、乾燥、焼成等の熱処理、オートクレーブ処理等の加圧処理、解砕や粉砕等の機械的処理、表面改質等から選択される１または２以上の処理を適用して得られたシリカ粒子が含まれ得る。表面改質としては、例えば、官能基の導入、金属修飾等の化学的修飾が挙げられる。ここに開示される技術における砥粒は、このようなシリカ粒子の１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて含むものであり得る。
【００２５】
ここに開示される技術におけるシリカ砥粒の構成成分として使用し得るシリカ粒子の一好適例として、コロイダルシリカが挙げられる。なかでも、ケイ酸ソーダ法シリカやアルコキシド法シリカのように、水相での粒子成長を経て合成されたコロイダルシリカの使用が好ましい。この種のコロイダルシリカを含むシリカ砥粒によると、高い研磨レートと良好な面精度とが好適に達成され得る。ここに開示されるシリカ砥粒がコロイダルシリカを含む場合、該シリカ砥粒に含まれるコロイダルシリカは、１種であってもよく、製造条件および／または物性の異なる２種以上であってもよい。また、上記シリカ砥粒は、１種または２種以上のコロイダルシリカからなる構成であってもよく、コロイダルシリカと、他のシリカ粒子すなわちコロイダルシリカ以外のシリカ粒子とを組み合わせて含む構成であってもよい。好ましい一態様では、研磨用組成物に含まれる砥粒が、コロイダルシリカを単独で含む。コロイダルシリカを単独で用いることにより、高い研磨レートを保ちつつ、より良好な面精度（例えばうねりの低減された表面）が実現され得る。
【００２６】
コロイダルシリカの粒子形状は特に限定されず、例えば球形であってもよく、非球形であってもよい。非球形の具体例としては、ピーナッツ形状、繭形状、突起付き形状、ラグビーボール形状等が挙げられる。ピーナッツ形状は、例えば落花生の殻の形状であり得る。突起付き形状は、例えば金平糖形状であり得る。
【００２７】
シリカ粒子の他の例として、例えば、原料シリカに対して熱処理を施して得られたシリカ粒子（以下「熱処理シリカ」ともいう。）、具体的には加温されたシリカ粒子、乾燥されたシリカ粒子、焼成されたシリカ粒子等が挙げられる。ここで、加温されたシリカ粒子とは、典型的には、６０℃以上１１０℃未満の環境下に一定時間以上、例えば１５分以上、典型的には３０分以上保持する処理を経て得られたシリカ粒子をいう。また、乾燥されたシリカ粒子とは、典型的には、１１０℃以上５００℃未満、好ましくは３００℃以上５００℃未満の環境下に一定時間以上、例えば１５分以上、典型的には３０分以上保持する処理を経て得られたシリカ粒子をいう。そして、焼成されたシリカ粒子（以下「焼成シリカ」ともいう。）とは、典型的には５００℃以上、好ましくは７００℃以上、さらに好ましくは９００℃以上の環境下に一定時間以上、例えば１５分以上、典型的には３０分以上保持する処理を経て得られたシリカ粒子をいう。上述したいずれかの原料シリカ、すなわち、沈降シリカ、ケイ酸ソーダ法シリカ、アルコキシド法シリカ、フュームドシリカ、乾燥シリカ、爆発法シリカ等を熱処理する過程を経て得られたシリカ粒子は、ここでいう熱処理シリカの概念に包含される典型例である。シリカ砥粒が熱処理シリカを含む場合、該シリカ砥粒に含まれる熱処理シリカは、１種であってもよく、製造条件および／または物性の異なる２種以上であってもよい。また、上記シリカ粒子は、１種または２種以上の熱処理シリカからなる構成であってもよく、熱処理シリカと、他のシリカ粒子すなわち熱処理されていないシリカ粒子とを組み合わせて含む構成であってもよい。
【００２８】
ここに開示される技術は、研磨用組成物に含まれる砥粒が、熱処理シリカを単独で含むか、熱処理シリカと他のシリカ粒子とを組み合わせて含む態様でも実施することができる。このようにシリカ砥粒が少なくとも熱処理シリカを含む態様において、シリカ砥粒における熱処理シリカの含有量は、特に限定されない。ここに開示される技術は、研磨用組成物に含まれるシリカ砥粒が、熱処理シリカとコロイダルシリカとを組み合わせて含む態様でも好ましく実施することができる。熱処理シリカに加えてコロイダルシリカを用いることにより、より高い面精度が実現され得る。
【００２９】
ここに開示される研磨用組成物は、前記平均二次粒子径を有する砥粒として、シリカ粒子以外の粒子を含有することができる。シリカ粒子以外の粒子としては、無機粒子、有機粒子、および有機無機複合粒子のいずれも利用可能である。無機粒子の具体例としては、アルミナ粒子、酸化セリウム粒子、酸化クロム粒子、二酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、二酸化マンガン粒子、酸化亜鉛粒子、ベンガラ粒子等の酸化物粒子；窒化ケイ素粒子、窒化ホウ素粒子等の窒化物粒子；炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子等の炭化物粒子；ダイヤモンド粒子；炭酸カルシウムや炭酸バリウム等の炭酸塩；等が挙げられる。上記アルミナ粒子としては、α−アルミナ、α−アルミナ以外の中間アルミナおよびこれらの複合物が挙げられる。中間アルミナとは、α−アルミナ以外のアルミナ粒子の総称であり、具体例としてはγ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−アルミナ、κ−アルミナおよびこれらの複合物が挙げられる。有機粒子の具体例としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子やポリ（メタ）アクリル酸粒子、ポリアクリロニトリル粒子等が挙げられる。ここで（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸を包括的に指す意味である。これらシリカ粒子以外の粒子は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
ここに開示される研磨用組成物において、該研磨用組成物に含まれる固形分に占めるシリカ粒子の含有量は、特に限定されない。上記シリカ粒子の含有量は、本発明による効果を発揮しやすくする観点から、上記固形分全体の４０重量％以上であることが好ましく、より好ましくは５０重量％以上、さらに好ましくは６０重量％以上、さらにより好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上、例えば９９重量％以上である。なお、本明細書において研磨用組成物に含まれる固形分とは、結合水が除去されない程度の温度、例えば６０℃で研磨用組成物から水分を蒸発させた後の残留分すなわち不揮発分をいう。
【００３１】
ここに開示される研磨用組成物は、アルミナ粒子を実質的に含まない態様で好ましく実施され得る。アルミナ粒子としては、例えばα−アルミナ粒子が挙げられる。かかる研磨用組成物によると、アルミナ粒子の使用に起因する品質低下が防止される。ここでいう品質低下としては、例えば、スクラッチや窪みの発生、アルミナの残留、砥粒の突き刺さり欠陥等が挙げられる。なお、本明細書において、所定の砥粒、例えばアルミナ粒子を実質的に含まないとは、研磨用組成物に含まれる固形分全量のうち当該砥粒の割合が１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、典型的には０．１重量％以下であることをいう。アルミナ粒子の割合が０重量％である研磨用組成物、すなわちアルミナ粒子を含まない研磨用組成物が特に好ましい。また、ここに開示される研磨用組成物は、α−アルミナ粒子を実質的に含まない態様で好ましく実施され得る。
【００３２】
ここに開示される研磨用組成物は、シリカ粒子以外の粒子、すなわち非シリカ粒子を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。ここで、非シリカ粒子を実質的に含まないとは、研磨用組成物に含まれる固形分全量のうち非シリカ粒子の割合が１重量％以下、より好ましくは０．５重量％以下、典型的には０．１重量％以下であることをいう。このような態様において、ここに開示される技術の適用効果が好適に発揮され得る。
【００３３】
研磨用組成物における砥粒の含有量は特に制限されないが、典型的には０．１重量％以上であり、０．５重量％以上であることが好ましく、１重量％以上であることがより好ましく、３重量％以上であることがさらに好ましく、５重量％以上であることが特に好ましい。上記含有量は、複数種類の砥粒を含む場合には、それらの合計含有量である。砥粒の含有量の増大によって、より高い研磨レートが実現される傾向にある。研磨後の基板の表面平滑性や研磨の安定性の観点から、通常、上記含有量は、３０重量％以下が適当であり、好ましくは２５重量％以下、より好ましくは１５重量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下である。
【００３４】
（水）
ここに開示される研磨用組成物は、典型的には、上述のような砥粒の他に、該砥粒を分散させる水を含有する。水としては、イオン交換水、純水、超純水、蒸留水等を好ましく用いることができる。イオン交換水は、典型的には脱イオン水であり得る。
【００３５】
ここに開示される研磨用組成物は、例えば、その固形分含量が０．５重量％〜３０．０重量％である形態で好ましく実施され得る。上記固形分含量が１．０重量％〜２０．０重量％である形態がより好ましい。研磨用組成物は、典型的にはスラリー状の組成物であり得る。
【００３６】
（酸）
ここに開示される研磨用組成物は、研磨促進剤として酸を含む態様で実施される。使用され得る酸としては、研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αが前記範囲を満たす限りにおいて特に制限はなく、無機酸および有機酸のいずれも使用可能である。有機酸としては、例えば、炭素原子数が１〜１８程度、典型的には１〜１０程度の有機カルボン酸、有機ホスホン酸、有機スルホン酸、アミノ酸等が挙げられる。酸は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３７】
無機酸の具体例としては、リン酸（オルトリン酸）、硝酸、硫酸、塩酸、ホウ酸、スルファミン酸、ホスフィン酸、ホスホン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸、ヘキサメタリン酸、炭酸、フッ化水素酸、亜硫酸、チオ硫酸、塩素酸、過塩素酸、亜塩素酸、ヨウ化水素酸、過ヨウ素酸、ヨウ素酸、臭化水素酸、過臭素酸、臭素酸、クロム酸、亜硝酸等が挙げられる。
【００３８】
有機酸の具体例としては、クエン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グリコール酸、コハク酸、イタコン酸、マロン酸、イミノ二酢酸、グルコン酸、乳酸、マンデル酸、酒石酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、アジピン酸、シュウ酸、吉草酸、エナント酸、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、クロトン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレン酸、メタクリル酸、グルタル酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、イソクエン酸、メチレンコハク酸、没食子酸、アスコルビン酸、ニトロ酢酸、オキサロ酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸等の有機カルボン酸；グリシン、アラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、プロリン、シスチン、グルタミン、アスパラギン、リシン、アルギニン等のアミノ酸；ニコチン酸；ピクリン酸；ピコリン酸；メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、フィチン酸、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−ジホスホン酸、エタンヒドロキシ−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、アミノポリ（メチレンホスホン酸）等の有機ホスホン酸；メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、アミノエタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、スルホコハク酸、１０−カンファースルホン酸、イセチオン酸、タウリン等の有機スルホン酸等が挙げられる。
【００３９】
研磨効率の観点から好ましい酸として、リン酸、ホスホン酸、マレイン酸、塩酸、硝酸、硫酸、スルファミン酸、フィチン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、メタンスルホン酸等が例示される。なかでもリン酸、ホスホン酸、マレイン酸、塩酸、硝酸、硫酸が好ましい。
【００４０】
ここで開示される研磨用組成物の好ましい一態様では、上記酸として、第１の酸（典型的には弱酸）Ｐ１と、それよりも解離しやすい第２の酸Ｐ２（典型的には強酸）とが組み合わせて用いられる。このように第１の酸Ｐ１とそれよりも解離しやすい第２の酸Ｐ２とを組み合わせて用いることにより、酸の解離がより良く抑制され、ここに開示される技術の適用効果がより効果的に発揮され得る。第１の酸Ｐ１のｐＫａ１（第１段の酸解離指数、２５℃）は特に限定されないが、例えば１．６以上３．５以下であり得る。いくつかの態様において、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１は、例えば１．８以上であってもよく、典型的には２．０以上であってもよい。第１の酸Ｐ１の例としては、リン酸、マレイン酸、亜硫酸、亜塩素酸、亜硝酸、トリポリリン酸、ニコチン酸、オキサロ酢酸、クロロ酢酸、フタル酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、ポリスルホン酸、グルタミン酸、サリチル酸、アスパラギン酸、グリシン、アルギニン、チロシン、バリン、メチオニン、リシン、ロイシン等が例示される。なかでも、リン酸、マレイン酸が好ましい。第２の酸Ｐ２のｐＫａ１（第１段の酸解離指数、２５℃）は、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１よりも小さければよく特に限定されないが、例えば−１０．０以上１．６未満であり得る。いくつかの態様において、第２の酸Ｐ２のｐＫａ１は、例えば１．５以下であってもよく、典型的には１．２以下であってもよい。第２の酸Ｐ２の例としては、塩酸、硝酸、硫酸、シュウ酸、ピロリン酸、ホスフィン酸、ホスホン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、チオ硫酸、塩素酸、過塩素酸、ヨウ素水素酸、過ヨウ素水素酸、ヨウ素酸、臭化水素酸、過臭素酸、臭素酸、クロム酸、ニトロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等が例示される。なかでも、塩酸、硝酸、硫酸、ホスホン酸が好ましい。
【００４１】
第１の酸Ｐ１と第２の酸Ｐ２とを併用することによる効果をより良く発揮させる観点から、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１は、第２の酸Ｐ２のｐＫａ１よりも０．１以上大きいことが好ましく、０．２以上大きいことよりが好ましく、０．３以上大きいことがさらに好ましい。いくつかの態様において、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１は、第２の酸Ｐ２のｐＫａ１よりも３以上大きくてもよく、４以上大きくてもよい。また、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１と第２の酸Ｐ２のｐＫａ１との差分は、好ましくは１０以下であり、より好ましくは６以下であり、さらに好ましくは４以下であり、特に好ましくは２以下である。いくつかの態様において、上記差分は、例えば１以下であってもよく、典型的には０．８以下であってもよい。好ましい一態様では、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１と第２の酸Ｐ２のｐＫａ１との差分が、３以上１０以下であり得る。他の好ましい一態様では、第１の酸Ｐ１のｐＫａ１と第２の酸Ｐ２のｐＫａ１との差分が、０．１以上０．８以下であり得る。
【００４２】
第１の酸Ｐ１と第２の酸Ｐ２とを併用する場合、研磨用組成物における第１の酸Ｐ１のモル濃度Ｘ（モル／Ｌ）と第２の酸Ｐ２のモル濃度Ｙ（モル／Ｌ）との比の値（Ｘ／Ｙ）は特に限定されないが、通常は３以下であり、好ましくは２．５以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１．８以下、特に好ましくは１．５以下である。第１の酸Ｐ１と第２の酸Ｐ２とを特定のモル比となるように組み合わせて用いることにより、前述した効果がより好適に発揮され得る。いくつかの態様において、上記比の値（Ｘ／Ｙ）は、例えば１以下であってもよく、典型的には０．７５以下であってもよい。上記比の値（Ｘ／Ｙ）の下限は特に限定されないが、通常は０．１以上が適当であり、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上である。ここに開示される技術は、例えば研磨用組成物における第１の酸Ｐ１のモル濃度Ｘと第２の酸Ｐ２のモル濃度Ｙとの比の値（Ｘ／Ｙ）が０．１以上３以下（好ましくは０．３以上１．３以下）である態様で好ましく実施され得る。
【００４３】
ここで開示される研磨用組成物の他の好ましい一態様では、上記酸として、第１の酸Ｑ１と、第１の酸Ｑ１よりも解離しやすい第２の酸Ｑ２と、第２の酸Ｑ２よりも解離しやすい第３の酸Ｑ３とが組み合わせて用いられる。このように解離しやすさの異なる３種の酸を組み合わせて用いることにより、酸の解離がより良く抑制され、ここに開示される技術の適用効果がより効果的に発揮され得る。第１の酸Ｑ１のｐＫａ１（第１段の酸解離指数、２５℃）は特に限定されないが、例えば２以上３．５以下であり得る。いくつかの態様において、第１の酸Ｑ１のｐＫａ１は、例えば２．１以上であってもよく、典型的には２．１５以上であってもよい。第１の酸Ｑ１の例としては、リン酸、亜塩素酸、亜硝酸、トリポリリン酸、ニコチン酸、オキサロ酢酸、クロロ酢酸、フタル酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、ポリスルホン酸、グルタミン酸、サリチル酸、グリシン、アルギニン、チロシン、バリン、メチオニン、リシン、ロイシン等が例示される。なかでも、リン酸酸が好ましい。第２の酸Ｑ２のｐＫａ１（第１段の酸解離指数、２５℃）は、第１の酸Ｑ１のｐＫａ１よりも小さく、かつ、第３の酸Ｑ３のｐＫａ１よりも大きければよく特に限定されないが、例えば１．６以上２．０未満であり得る。第２の酸Ｑ２の例としては、マレイン酸、亜硫酸、アスパラギン酸等が例示される。なかでも、マレイン酸が好ましい。第３の酸Ｑ３のｐＫａ１（第１段の酸解離指数、２５℃）は、第２の酸Ｑ２のｐＫａ１よりも小さければよく特に限定されないが、例えば−１０．０以上１．６未満であり得る。いくつかの態様において、第３の酸Ｑ３のｐＫａ１は、例えば１．５５以下であってもよく、典型的には１．５以下であってもよい。第３の酸Ｑ３の例としては、塩酸、硝酸、硫酸、シュウ酸、ピロリン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピクリン酸、ピコリン酸、チオ硫酸、塩素酸、過塩素酸、ヨウ素水素酸、過ヨウ素水素酸、ヨウ素酸、臭化水素酸、過臭素酸、臭素酸、クロム酸、ニトロ酢酸、トリクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸等が例示される。なかでも、ホスホン酸が好ましい。
【００４４】
第１の酸Ｑ１と第２の酸Ｑ２と第３の酸Ｑ３とを併用することによる効果をより良く発揮させる観点から、第１の酸Ｑ１のｐＫａ１は、第２の酸Ｑ２のｐＫａ１よりも０．１以上大きいことが好ましく、０．２以上大きいことよりが好ましく、０．３以上大きいことがさらに好ましい。第１の酸Ｑ１のｐＫａ１と第２の酸Ｑ２のｐＫａ１との差分は、好ましくは１０以下であり、より好ましくは６以下であり、さらに好ましくは４以下であり、特に好ましくは２以下である。また、第２の酸Ｑ２のｐＫａ１は、第３の酸Ｑ３のｐＫａ１よりも０．１以上大きいことが好ましく、０．１５以上大きいことよりが好ましく、０．２以上大きいことがさらに好ましい。第２の酸Ｑ２のｐＫａ１と第３の酸Ｑ３のｐＫａ１との差分は、好ましくは５以下であり、より好ましくは３以下であり、さらに好ましくは２以下であり、特に好ましくは１以下である。
【００４５】
第１の酸Ｑ１と第２の酸Ｑ２と第３の酸Ｑ３とを併用する場合、研磨用組成物における第１の酸Ｑ１のモル濃度Ｓ（モル／Ｌ）と第２の酸Ｑ２のモル濃度Ｔ（モル／Ｌ）との比の値（Ｓ／Ｔ）は特に限定されないが、通常は３以下であり、好ましくは２．５以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１．８以下、特に好ましくは１．５以下である。上記比（Ｓ／Ｔ）の下限は特に限定されないが、通常は０．１以上が適当であり、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上である。上記比（Ｓ／Ｔ）は、例えば０．８以上、典型的には１超であってもよい。また、研磨用組成物における第２の酸Ｑ２のモル濃度Ｔ（モル／Ｌ）と第３の酸Ｑ３のモル濃度Ｕ（モル／Ｌ）との比の値（Ｔ／Ｕ）は特に限定されないが、通常は２．５以下であり、好ましくは２以下、より好ましくは１．５以下である。上記比（Ｔ／Ｕ）は、例えば１．２以下、典型的には１未満であってもよい。上記比（Ｔ／Ｕ）の下限は特に限定されないが、通常は０．１以上が適当であり、好ましくは０．３以上、より好ましくは０．５以上である。第１の酸Ｑ１と第２の酸Ｑ２と第３の酸Ｑ３とを特定のモル比となるように組み合わせて用いることにより、前述した効果がより好適に発揮され得る。
【００４６】
酸は、該酸の塩の形態で用いられてもよい。塩の例としては、上述した無機酸や有機酸の、金属塩、アンモニウム塩、アルカノールアミン塩等が挙げられる。金属塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩が挙げられる。アルカノールアミン塩としては、例えば、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩が挙げられる。
塩の具体例としては、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩およびアルカリ金属リン酸水素塩；上記で例示した有機酸のアルカリ金属塩；その他、グルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩、ジエチレントリアミン五酢酸のアルカリ金属塩、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸のアルカリ金属塩、トリエチレンテトラミン六酢酸のアルカリ金属塩；等が挙げられる。これらのアルカリ金属塩におけるアルカリ金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等であり得る。
【００４７】
ここに開示される研磨用組成物に含まれ得る塩としては、無機酸の塩、例えば、アルカリ金属塩やアンモニウム塩を好ましく採用し得る。例えば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化アンモニウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、リン酸カリウム等を好ましく使用し得る。
【００４８】
酸およびその塩は、１種を単独でまたは２種以上（例えば２種または３種）を組み合わせて用いることができる。好ましい一態様において、酸と、該酸とは異なる酸の塩とを組み合わせて用いることができる。上記酸は、好ましくは無機酸である。上記酸の塩は、好ましくは無機酸の塩である。
【００４９】
研磨用組成物における酸のモル濃度（複数種類の酸を含む場合には、それらの合計モル濃度）は、研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αについて前記範囲を満たす限りにおいて特に制限はないが、典型的には０．０７モル／Ｌ以上であり、０．０９モル／Ｌ以上がさらに好ましい。いくつかの態様において、酸のモル濃度は、例えば０．１モル／Ｌ以上であってもよく、典型的には０．１４モル／Ｌ以上であってもよい。酸のモル濃度の増大によって、より高い研磨レートが実現され得る。研磨後の面精度や研磨の安定性等の観点から、通常、上記酸のモル濃度は、１．２モル／Ｌ以下が適当であり、好ましくは１モル／Ｌ以下、より好ましくは０．８モル／Ｌ以下、さらに好ましくは０．７モル／Ｌ以下である。
【００５０】
（酸化剤）
ここに開示される研磨用組成物は、酸化剤を含有する。酸化剤の例としては、過酸化物、硝酸またはその塩、過ヨウ素酸またはその塩、ペルオキソ酸またはその塩、過マンガン酸またはその塩、クロム酸またはその塩、酸素酸またはその塩、金属塩類、硫酸類等が挙げられるが、これらに限定されない。酸化剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。酸化剤の具体例としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム、硝酸、硝酸鉄、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウム、ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ一硫酸アンモニウム、ペルオキソ一硫酸金属塩、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸金属塩、ペルオキソリン酸、ペルオキソ硫酸、ペルオキソホウ酸ナトリウム、過ギ酸、過酢酸、過安息香酸、過フタル酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、過ヨウ素酸、過塩素酸、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、過マンガン酸カリウム、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩、塩化鉄、硫酸鉄、クエン酸鉄、硫酸アンモニウム鉄等が挙げられる。好ましい酸化剤として、過酸化水素、硝酸鉄、過ヨウ素酸、ペルオキソ一硫酸、ペルオキソ二硫酸および硝酸が例示される。少なくとも過酸化水素を含むことが好ましく、過酸化水素からなることがより好ましい。
【００５１】
研磨用組成物における酸化剤の含有量は、有効成分量基準で０．０１重量％以上であることが好ましく、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．３重量％以上である。いくつかの態様において、酸化剤の含有量は、例えば０．４重量％以上であってもよく、典型的には０．５重量％以上であってもよい。酸化剤の含有量が少なすぎると、研磨対象物を酸化する速度が遅くなり、研磨レートが低下するため、実用上好ましくない場合がある。また、研磨用組成物における酸化剤の含有量は、有効成分量基準で１０重量％以下であることが好ましく、より好ましくは５重量％以下、さらに好ましくは３重量％以下である。いくつかの態様において、酸化剤のモル濃度は、例えば２重量％以下であってもよく、典型的には１．５重量％以下であってもよい。酸化剤の含有量が多すぎると、研磨対象物の面精度が低下しやすくなり、実用上好ましくない場合がある。
【００５２】
（塩基性化合物）
研磨用組成物には、必要に応じて塩基性化合物を含有させることができる。ここで塩基性化合物とは、研磨用組成物に添加されることによって該組成物のｐＨを上昇させる機能を有する化合物を指す。塩基性化合物の例としては、アルカリ金属水酸化物、炭酸塩や炭酸水素塩、第四級アンモニウムまたはその塩、アンモニア、アミン、リン酸塩やリン酸水素塩、有機酸塩等が挙げられる。塩基性化合物は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５３】
アルカリ金属水酸化物の具体例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。
炭酸塩や炭酸水素塩の具体例としては、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。
第四級アンモニウムまたはその塩の具体例としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の水酸化第四級アンモニウム；このような水酸化第四級アンモニウムのアルカリ金属塩；等が挙げられる。上記アルカリ金属塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。
アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、Ｎ−（β−アミノエチル）エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、無水ピペラジン、ピペラジン六水和物、１−（２−アミノエチル）ピペラジン、Ｎ−メチルピペラジン、グアニジン、イミダゾールやトリアゾール等のアゾール類、等が挙げられる。
リン酸塩やリン酸水素塩の具体例としては、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム等のアルカリ金属塩が挙げられる。
有機酸塩の具体例としては、クエン酸カリウム、シュウ酸カリウム、酒石酸カリウム、酒石酸カリウムナトリウム、酒石酸アンモニウム等が挙げられる。
【００５４】
研磨用組成物における塩基性化合物のモル濃度は、概ね０．００１モル／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．００５モル／Ｌ以上、さらに好ましくは０．０１モル／Ｌ以上である。いくつかの態様において、塩基性化合物のモル濃度は、例えば０．０５モル／Ｌ以上であってもよく、典型的には０．１モル／Ｌ以上であってもよい。また、研磨用組成物における塩基性化合物のモル濃度は、概ね５モル／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは１モル／Ｌ以下、さらに好ましくは０．５モル／Ｌ以下である。
【００５５】
（その他の成分）
ここに開示される研磨用組成物は、本発明の効果が著しく妨げられない範囲で、界面活性剤、水溶性高分子、分散剤、キレート剤、防腐剤、防カビ剤等の、研磨用組成物に使用され得る公知の添加剤を、必要に応じてさらに含有してもよい。
【００５６】
界面活性剤としては、特に限定されず、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用可能である。界面活性剤の使用により、研磨用組成物の分散安定性が向上し得る。界面活性剤は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。上記界面活性剤は、典型的には、分子量１×１０６未満の水溶性有機化合物であり得る。
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、アルキル硫酸エステル、ポリオキシエチレンアルキル硫酸、アルキル硫酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ポリオキシエチレンスルホコハク酸、アルキルスルホコハク酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ポリアクリル酸、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、およびこれらの塩等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤の他の具体例としては、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ベンゼンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のポリアルキルアリールスルホン酸系化合物；メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のメラミンホルマリン樹脂スルホン酸系化合物；リグニンスルホン酸、変成リグニンスルホン酸等のリグニンスルホン酸系化合物；アミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等の芳香族アミノスルホン酸系化合物；その他、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸；およびこれらの塩等が挙げられる。塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が好ましい。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤の具体例としては、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩、アルキルアミン塩等が挙げられる。
両性界面活性剤の具体例としては、アルキルベタイン型、脂肪酸アミドプロピルベタイン型、アルキルイミダゾール型、アミノ酸型、アルキルアミンオキシド型等が挙げられる。
【００５７】
界面活性剤を含む態様の研磨用組成物では、界面活性剤の含有量を、例えば０．０００５重量％以上とすることが適当である。上記含有量は、研磨後の表面の平滑性等の観点から、好ましくは０．００１重量％以上、より好ましくは０．００２重量％以上である。また、研磨レート等の観点から、上記含有量は、３．０重量％以下とすることが適当であり、好ましくは０．５重量％以下、例えば０．１重量％以下である。
【００５８】
ここに開示される研磨用組成物には、水溶性高分子を含有させてもよい。水溶性高分子を含有させることにより、研磨後の面精度が向上し得る。水溶性高分子の例としては、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド等のポリアルキルアリールスルホン酸系化合物；メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のメラミンホルマリン樹脂スルホン酸系化合物；リグニンスルホン酸、変成リグニンスルホン酸等のリグニンスルホン酸系化合物；アミノアリールスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物等の芳香族アミノスルホン酸系化合物；その他、ポリイソプレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリ酢酸ビニル、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリビニルアルコール、ポリグリセリン、ポリビニルピロリドン、イソプレンスルホン酸とアクリル酸の共重合体、ポリビニルピロリドンポリアクリル酸共重合体、ポリビニルピロリドン酢酸ビニル共重合体、ジアリルアミン塩酸塩二酸化硫黄共重合体、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの塩、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、プルラン、キトサン、キトサン塩類等が挙げられる。水溶性高分子は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５９】
水溶性高分子を含む態様の研磨用組成物では、研磨用組成物中における該水溶性高分子の含有量を、例えば０．００１重量％以上とすることが適当である。上記含有量は、複数の水溶性高分子を含む態様では、それらの合計含有量である。上記含有量は、研磨後の研磨対象物の表面平滑性等の観点から、好ましくは０．００３重量％以上、より好ましくは０．００５重量％以上、さらに好ましくは０．００７重量％以上である。また、研磨レート等の観点から、上記含有量は、１．０重量％以下とすることが適当であり、好ましくは０．５重量％以下、例えば０．１重量％以下である。なお、ここに開示される技術は、研磨用組成物が水溶性高分子を実質的に含まない態様でも好ましく実施され得る。
【００６０】
分散剤の例としては、ポリカルボン酸ナトリウム塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩等のポリカルボン酸系分散剤；ナフタレンスルホン酸ナトリウム塩、ナフタレンスルホン酸アンモニウム塩等のナフタレンスルホン酸系分散剤；アルキルスルホン酸系分散剤；ポリリン酸系分散剤；ポリアルキレンポリアミン系分散剤；第四級アンモニウム系分散剤；アルキルポリアミン系分散剤；アルキレンオキサイド系分散剤；多価アルコールエステル系分散剤；等が挙げられる。
【００６１】
キレート剤の例としては、アミノカルボン酸系キレート剤および有機ホスホン酸系キレート剤が挙げられる。アミノカルボン酸系キレート剤の例には、エチレンジアミン四酢酸、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸、ニトリロ三酢酸ナトリウム、ニトリロ三酢酸アンモニウム、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、トリエチレンテトラミン六酢酸およびトリエチレンテトラミン六酢酸ナトリウムが含まれる。有機ホスホン酸系キレート剤の例には、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キス（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−ジホスホン酸、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−トリカルボン酸およびα−メチルホスホノコハク酸が含まれる。これらのうち有機ホスホン酸系キレート剤がより好ましく、なかでも好ましいものとしてエチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）およびジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）が挙げられる。特に好ましいキレート剤として、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）が挙げられる。
【００６２】
防腐剤および防カビ剤の例としては、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン等のイソチアゾリン系防腐剤、パラオキシ安息香酸エステル類、フェノキシエタノール等が挙げられる。
【００６３】
（研磨液）
ここに開示される研磨用組成物は、典型的には該研磨用組成物を含む研磨液の形態で研磨対象物に供給されて、該研磨対象物の研磨に用いられる。上記研磨液は、例えば、研磨用組成物を希釈して調製されたものであり得る。ここで希釈とは、典型的には水による希釈である。あるいは、研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。すなわち、ここに開示される技術における研磨用組成物の概念には、研磨対象物に供給されて該研磨対象物の研磨に用いられる研磨液（ワーキングスラリー）と、希釈して研磨液として用いられる濃縮液との双方が包含される。このような濃縮液の形態の研磨用組成物は、製造、流通、保存等の際における利便性やコスト低減等の観点から有利である。濃縮倍率は、例えば１．５倍〜５０倍程度とすることができる。濃縮液の貯蔵安定性等の観点から、通常は２倍〜２０倍、典型的には２倍〜１０倍程度の濃縮倍率が適当である。
【００６４】
（多剤型研磨用組成物）
なお、ここに開示される研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤型を始めとする多剤型であってもよい。例えば、該研磨用組成物の構成成分、典型的には、水以外の成分のうち一部の成分を含むＡ液と、残りの成分を含むＢ液とが混合されて研磨対象物の研磨に用いられるように構成されていてもよい。好ましい一態様に係る多剤型研磨用組成物は、砥粒を含むＡ液と、砥粒以外の成分を含むＢ液とから構成されている。砥粒を含むＡ液は、さらに分散剤を含んでもよい。Ｂ液に含まれる砥粒以外の成分としては、例えば、酸、水溶性高分子その他の添加剤が挙げられる。通常、これらは、使用前は分けて保管されており、使用時に混合され得る。ここでいう使用時とは、典型的には研磨対象基板の研磨時であり得る。混合時には、例えば過酸化水素等の酸化剤がさらに混合され得る。例えば、上記酸化剤が水溶液の形態で供給される場合、当該水溶液は、多剤型研磨用組成物を構成するＣ液となり得る。
【００６５】
ここに開示される研磨用組成物は、例えば、ニッケルリン基板、ガラス基板、カーボン製基板等の研磨に好ましく適用され得る。また、めっき材質として、基材ディスクの表面にニッケルリンめっき層以外の金属層または金属化合物層を備えたディスク基板であってもよい。なかでも、アルミニウム合金製の基材ディスク上にニッケルリンめっき層を有するニッケルリンめっき基板用の研磨用組成物として好適である。かかる用途では、ここに開示される技術を適用することが特に有意義である。
【００６６】
ここに開示される研磨用組成物は、仕上げ研磨工程後において高精度な表面が要求される磁気ディスク基板の製造プロセスにおける予備研磨工程のように、高い研磨効率が要求される用途において特に有意義に使用され得る。仕上げ研磨工程の前工程として複数の予備研磨工程を有する場合は、いずれの予備研磨工程にも使用可能であり、これらの予備研磨工程において同一のまたは異なる研磨用組成物を用いることができる。ここに開示される研磨用組成物は、例えば、磁気ディスク基板の一次研磨工程すなわち最初のポリシング工程に用いられる研磨用組成物として好適である。なかでも、ニッケルリン基板の製造プロセスにおいて、ニッケルリンめっき後の最初の研磨工程すなわち一次研磨工程において好ましく使用され得る。
【００６７】
ここに開示される研磨用組成物は、例えば、Schmitt Measurement System Inc.社製レーザースキャン式表面粗さ計「ＴＭＳ−３０００ＷＲＣ」により測定される表面粗さが２０Å〜３００Å程度の磁気ディスク基板を研磨して、該磁気ディスク基板を１０Å以下の表面粗さに調整する用途に好適である。かかる用途では、ここに開示される技術を適用することが特に有意義である。ここでいう表面粗さとは、算術平均粗さ（Ｒａ）のことをいう。
【００６８】
＜研磨プロセス＞
ここに開示される研磨用組成物は、例えば以下の操作を含む態様で、磁気ディスク基板を研磨対象物とする研磨に好適に使用することができる。以下、ここに開示される研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する方法の好適な一態様につき説明する。以下では、研磨対象物を研磨対象基板ともいう。
すなわち、ここに開示されるいずれかの研磨用組成物を含む研磨液（ワーキングスラリー）を用意する。上記研磨液を用意することには、研磨用組成物に濃度調整やｐＨ調整等の操作を加えて研磨液を調製することが含まれ得る。濃度調整としては、例えば希釈が挙げられる。あるいは、研磨用組成物をそのまま研磨液として使用してもよい。
【００６９】
次いで、その研磨液を研磨対象物に供給し、常法により研磨する。例えば、一般的な研磨装置に研磨対象物をセットし、該研磨装置の研磨パッドを通じて上記研磨対象物の表面すなわち研磨対象面に研磨液を供給する。典型的には、上記研磨液を連続的に供給しつつ、研磨対象物の表面に研磨パッドを押しつけて両者を相対的に移動させる。上記移動は、例えば回転移動であり得る。かかる研磨工程を経て研磨対象物の研磨が完了する。
【００７０】
上述のような研磨工程は、磁気ディスク基板、例えばニッケルリン基板の製造プロセスの一部であり得る。したがって、この明細書によると、上記研磨工程を含む磁気ディスク基板の製造方法および研磨方法が提供される。
【００７１】
ここに開示される研磨用組成物は、研磨対象物の予備研磨工程、例えば一次研磨工程に好ましく使用され得る。この明細書によると、上述したいずれかの研磨用組成物を用いて予備研磨を行う工程を含む、磁気ディスク基板の製造方法および研磨方法が提供される。上記方法は、ここに開示される研磨用組成物を磁気ディスク基板に供給して研磨対象物を研磨する工程（１）を含む。上記方法は、上記予備研磨工程の後に仕上げ研磨工程を含み得る。仕上げ研磨工程に使用する研磨用組成物は特に限定されない。したがって、この明細書により開示される事項には、ここに開示される砥粒を含む研磨用組成物で磁気ディスク基板を研磨する工程（１）と、工程（１）で用いられる研磨用組成物とは異なる研磨用組成物で磁気ディスク基板を研磨する工程（２）とをこの順で含む、磁気ディスク基板の製造方法および研磨方法が含まれる。かかる製造方法によると、磁気ディスク基板を効率よく製造することができる。
【実施例１】
【００７２】
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。
【００７３】
＜例１〜２６＞
［研磨用組成物の調製］
複数種類の酸を用意した。これらの酸の１種または２種以上と砥粒と３１％過酸化水素水と脱イオン水とを混合して、砥粒を６．５重量％の割合で含む例１〜２６の研磨用組成物を調製した。砥粒としては、平均二次粒子径が１５０ｎｍのコロイダルシリカを使用した。各例に係る研磨用組成物のｐＨは、水酸化カリウム（ＫＯＨ）にて調整した。各例で使用した酸の種類、濃度、過酸化水素水の濃度、研磨用組成物のｐＨを表１に示す。また、各例の研磨用組成物について、ｐＨを１．０上昇させるのに必要な水酸化ナトリウム量αを前述の方法により算出した。結果を表１の「ＮａＯＨ量α」欄に示す。
【００７４】
［ディスクの研磨］
各例に係る研磨用組成物をそのまま研磨液に使用して、下記の条件で、研磨対象物の研磨を行った。研磨対象物としては、表面に無電解ニッケルリンめっき層を備えたハードディスク用アルミニウム基板を使用した。上記基板は、直径３．５インチ、外径約９５ｍｍ、内径約２５ｍｍのドーナツ型、厚さは１．７５ｍｍであり、研磨前における表面粗さＲａは１３０Åであった。なお、上記表面粗さＲａは、Schmitt Measurement System Inc.社製レーザースキャン式表面粗さ計「ＴＭＳ−３０００ＷＲＣ」により測定したニッケルリンめっき層の算術平均粗さである。
【００７５】
（研磨条件）
研磨装置：システム精工社製の両面研磨機、型式「９．５Ｂ−５Ｐ」
研磨パッド：ＦＩＬＷＥＬ社製のポリウレタンパッド、商品名「ＣＲ２００」
研磨対象基板の投入枚数：１５枚（３枚／キャリア  ×５キャリア）
研磨液の供給レート：１３５ｍＬ／分
研磨荷重：１２０ｇ／ｃｍ２
上定盤回転数：２７ｒｐｍ
下定盤回転数：３６ｒｐｍ
サンギヤ（太陽ギヤ）回転数：８ｒｐｍ
研磨量：各基板の両面の合計で約２．２μｍの厚さ
【００７６】
［研磨レート］
各例に係る研磨用組成物を用いて上記研磨条件で研磨対象基板を研磨したときの研磨レートを算出した。研磨レートは、次の計算式に基づいて求めた。
研磨レート［μｍ／ｍｉｎ］＝研磨による基板の重量減少量［ｇ］／（基板の面積［ｃｍ２］×ニッケルリンめっきの密度［ｇ／ｃｍ３］×研磨時間［ｍｉｎ］）×１０４
得られた値を、例１１の研磨レートを１００としたときの相対値に換算して表１の「研磨レート」の欄に示す。
【００７７】
［長波長うねり］
ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社（米国）製の「Ｏｐｔｉｆｌａｔ  ＩＩＩ」を使用して、研磨後の基板の中心から半径２０ｍｍ〜４４ｍｍの範囲についてカットオフ値５ｍｍの条件で測定した算術平均うねり（Ｗａ）の値を測定した。得られた値を、例１１の算術平均うねり（Ｗａ）を１００としたときの相対値に換算して表１の「うねり」の欄に示す。
【００７８】
［ピット］
ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社（米国）製の「Ｏｐｔｉｆｌａｔ  ＩＩＩ」を使用して、研磨後の基板の中心から半径２０ｍｍ〜４４ｍｍの範囲についてカットオフ値５ｍｍの条件で１０枚２０面の基板表面を測定し、黒点状の欠陥の有無を判断した。ここでは欠陥の発生面数が０−５面のものを「○」、発生面数が６−１０面のものを「△」、発生面数が１０−２０面のものを「×」と評価した。結果を表１の「ピット」の欄に示す。
【００７９】
［安定性］
各例の研磨用組成物の安定性を評価した。具体的には、各例の研磨用組成物について、常温での静置保存を開始してから２日経過しても砥粒の凝集や沈殿が認められなかったものを「○」、２日目までに砥粒の凝集や沈殿が認められたものを「×」と評価した。結果を表１の「安定性」の欄に示す。
【００８０】
【表１】
2019065154.tif 000002
【００８１】
表１に示されるように、研磨用組成物のｐＨを１．０上昇させるのに必要なＮａＯＨ量αが０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である例１〜１０の研磨用組成物は、ＮａＯＨ量αが０．０６モル／Ｌ未満である例１１〜２２に比べて、研磨レートでより良好な結果が得られた。また、例１〜１０の研磨用組成物は、ＮａＯＨ量αが１モル／Ｌ超である例２３〜２６に比べて、研磨用組成物の安定性が良好であり、かつ、うねりおよびピットも低減されていた。この結果から、ｐＨを１．０上昇させるのに必要なＮａＯＨ量αが０．０６モル／Ｌ以上１モル／Ｌ以下である研磨用組成物によると、うねりおよびピットが低減された高品質な研磨後の表面を効率よく実現し得ることが確かめられた。
【００８２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。