(57)【要約】【課題】長期保存後のシリカ粒子の再分散性が優れ、長期保存後に用いても、高研磨速度と基板品質の悪化抑制の両立を可能とする、シリカスラリー等を提供する。【解決手段】本発明の一態様は、２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下の磁気ディスク基板用研磨液組成物の調製に使用されるシリカスラリーであって、シリカ粒子、再分散性向上剤、及び水を含み、前記シリカ粒子の平均一次粒子径が８０ｎｍ以上であり、前記シリカ粒子の平均二次粒子径が１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であり、再分散性向上剤が、水膨潤性の無機層状化合物であり、２５℃におけるｐＨが８．０以上１２．０以下である。水膨潤性の無機層状化合物は、好ましくは、ベントナイト、ヘクトライト、及びサポナイトから選ばれる１種以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下の磁気ディスク基板用研磨液組成物の調製に使用されるシリカスラリーであって、
シリカ粒子、再分散性向上剤、及び水を含み、
前記シリカ粒子の平均一次粒子径が８０ｎｍ以上であり、
前記シリカ粒子の平均二次粒子径が１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であり、
再分散性向上剤が、水膨潤性の無機層状化合物であり、
２５℃におけるｐＨが８．０以上１２．０以下である、シリカスラリー。
【請求項２】
前記水膨潤性の無機層状化合物が、ベントナイト、ヘクトライト、及びサポナイトから選ばれる１種以上である、請求項１に記載のシリカスラリー。
【請求項３】
前記シリカ粒子が、非球状シリカ粒子を含む、請求項１又は２に記載のシリカスラリー。
【請求項４】
前記非球状シリカ粒子の平均球形度が、０．８５以下である、請求項３に記載のシリカスラリー。
【請求項５】
前記シリカ粒子が、更に、球状シリカ粒子を含む、請求項３又は４に記載のシリカスラリー。
【請求項６】
前記非球状シリカ粒子と前記球状シリカ粒子との質量比（Ａ/Ｂ）が、１０/９０以上９９/１以下である、請求項５に記載のシリカスラリー。
【請求項７】
アルミナ粒子の含有量が、０質量％以上０．１質量％以下である、請求項１から６のいずれかの項に記載のシリカスラリー。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかの項に記載のシリカスラリー（第１液）と、前記シリカスラリーとは別の容器内に収容された酸性水溶液（第２液）とを含み、前記第１液と前記第２液とを混合したときの２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物を製造できる、研磨液キット。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかの項に記載のシリカスラリーと酸とを混合して、２５℃におけるｐＨを０．５以上６．０以下とする工程を含む、磁気ディスク基板用研磨液組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれかの項に記載のシリカスラリーを用いて調製された磁気ディスク基板用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。
【請求項１１】
前記被研磨基板が、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板である、請求項１０に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から７のいずれかの項に記載のシリカスラリーを用いて調製された磁気ディスク基板用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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカスラリー、これを含む研磨液キット、及び磁気ディスク基板用研磨液組成物の製造方法に関する。また、本発明は、磁気ディスク基板の製造方法及び基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。高記録密度化のためには、磁気信号の検出感度を向上させる必要がある。そこで、磁気ヘッドの浮上高さをより低下させ、単位記録面積を縮小する技術開発が進められている。磁気ディスク基板には、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、平滑性及び平坦性の向上（表面粗さ、うねり、端面ダレの低減）や表面欠陥低減（残留砥粒、スクラッチ、突起、ピット等の低減）が厳しく要求されている。このような要求に対して、より平滑で、傷が少ないといった表面品質向上と生産性の向上を両立させる観点から、ハードディスク基板の製造方法においては、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式が採用されることが多い。一般に、多段研磨方式の最終研磨工程、即ち、仕上げ研磨工程では、表面粗さの低減、スクラッチ、突起、ピット等の傷の低減という要求を満たすために、コロイダルシリカ粒子を含む仕上げ用研磨液組成物が使用され、仕上げ研磨工程より前の研磨工程（粗研磨工程ともいう）では、生産性向上の観点から、アルミナ粒子を含む研磨液組成物が使用される。しかしながら、アルミナ粒子を砥粒として使用した場合、アルミナ粒子の基板への突き刺さりによって、メディア・ドライブの欠陥を引き起こすことがある。
【０００３】
そこで、アルミナ粒子を含まず、シリカ粒子を砥粒として含有する研磨液組成物を粗研磨工程に用いることで、基板への粒子の突き刺さりの低減を可能とす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１〜２）。
【０００４】
一方で、水と、無水シリカ等の無機微粒子と、アニオン性界面活性剤と、ハイドロタルサイト類化合物粒子とを含み、無機微粒子とハイドロタルサイト類化合物粒子の間の静電斥力によって、スラリーの分散性が維持される、懸濁液組成物が開示されている（特許文献３）。
【０００５】
さらに、化合物半導体ウエーハエッジ部分の研磨用組成物であって、研磨粒子としてコロイダルシリカ粒子を含み、沈降防止剤としてモンモリロナイトあるいはマイカ等の無機層状化合物を含み、ｐＨが７．０〜１０．５の研磨用組成物が開示されている（特許文献４）。
【０００６】
さらに、アルミニウム合金等の合金材料および樹脂材料の研磨に好適な研磨用組成物であって、酸化アルミニム粒子又は炭化ケイ素粒子等の砥粒の体積平均粒子径が２．０μｍ以上２５．０μｍ以下であり、層状ケイ酸塩化合物を含む研磨用組成物が開示されている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２９７５５号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１６０５７号公報
【特許文献３】特開２００８−２０１９８４号公報
【特許文献４】特開２００１−４４１４８号公報
【特許文献５】特許第６０９９０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
磁気ディスク基板の研磨工程においてアルミナ粒子を使用しない粗研磨工程及び仕上げ研磨工程を採用すれば、アルミナの付着や突き刺さり等によるアルミナの残留が抑制され、研磨後の基板表面の突起欠陥を低減できる。しかし、アルミナ粒子に代えて粒径の大きいシリカ粒子で粗研磨工程を行う場合、シリカスラリー中の沈降したシリカ粒子の再分散性が悪いという問題が新たに発生することが見出された。再分散性の悪化は、研磨速度の低下をもたらし、長周期欠陥等の基板品質を悪化させるため、長期保存後のシリカスラリーにおけるシリカ粒子の再分散性を向上させることが望まれる。
【０００９】
そこで本発明は、磁気ディスク基板用研磨液組成物の調製に使用されるシリカスラリーであって、長期保存後のシリカ粒子の再分散性が優れたシリカスラリーを提供する。長期保存後のシリカスラリーを用いても、高研磨速度の確保と良好な基板品質の担保とを両立できる研磨液組成物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下の磁気ディスク基板用研磨液組成物の調製に使用されるシリカスラリーであって、シリカ粒子、再分散性向上剤、及び水を含み、前記シリカ粒子の平均一次粒子径が８０ｎｍ以上であり、前記シリカ粒子の平均二次粒子径が１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であり、再分散性向上剤が、水膨潤性の無機層状化合物であり、２５℃におけるｐＨが８．０以上１２．０以下である、シリカスラリーに関する。
【００１１】
本発明の別の態様は、本発明のシリカスラリー（第１液）と、前記シリカスラリーとは別の容器内に収容された酸性水溶液（第２液）とを含み、前記第１液と前記第２液とを混合したときの２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下である、研磨液キットに関する。
【００１２】
本発明の更に別の態様は、本発明のシリカスラリーと酸とを混合して、２５℃におけるｐＨを０．５以上６．０以下とする工程を含む、磁気ディスク基板用研磨液組成物の製造方法に関する。
【００１３】
本発明の更に別の態様は、本発明のシリカスラリーを用いて調製された磁気ディスク基板用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。
【００１４】
本発明の更に別の態様は、本発明のシリカスラリーを用いて調製された磁気ディスク基板用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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、長期保存後のシリカ粒子の再分散性が優れたシリカスラリーを提供できる。また、本発明によれば、本発明のシリカスラリーを研磨液組成物の調製に用いれば、長期保存後のシリカスラリーを用いても、高研磨速度の確保と良好な基板品質の担保とを両立できる、という効果が奏されうる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のシリカスラリーは、２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下の磁気ディスク基板用研磨液組成物（以下「研磨液組成物」と略称する場合もある。）の調製に使用されるシリカスラリーであり、砥粒として、平均一次粒子径が８０ｎｍ以上であり、平均二次粒子径が１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下のシリカ粒子を含み、再分散性向上剤として、水膨潤性の無機層状化合物を含み、２５℃におけるｐＨが８．０以上１２．０以下であることにより、長期保存後のシリカ粒子の再分散性が優れるという知見に基づく。また、本発明の研磨液組成物の調製に本発明のシリカスラリーを用いるので、長期保存後のシリカスラリーを用いて調製された研磨液組成物を粗研磨に用いても、高研磨速度の確保と良好な基板品質の担保とが両立できる、という知見に基づく。
【００１７】
一般に、磁気ディスク基板の製造に用いる研磨液組成物においてシリカ粒子の分散性が良好であれば、長周期欠陥のみならず、長波長うねり等の他の基板品質も向上する。本発明では、高研磨速度が担保され、長期保存後のシリカスラリーの使用による基板品質への悪影響が抑制されることが相まって、磁気ディスク基板の生産性の向上が期待できる。
【００１８】
本発明において、シリカ粒子の再分散性が優れ、その結果、高研磨速度の確保と良好な基板品質の担保の両立が行えるメカニズムの詳細については明らかではないが、以下のように推察される。
【００１９】
平均一次粒子径が例えば８０ｎｍ以上であり、平均二次粒子径が１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であるという、比較的大きいシリカ粒子は自重により保存中沈降する。研磨液組成物の調製のために、シリカスラリーを攪拌し酸等の他の成分と混合する際、シリカ粒子の一次粒子同士が強固に凝集したままであると、被研磨基板の凹凸表面に対してシリカ粒子の物理力が作用し辛くなるため研磨速度が低下し、シリカ粒子の粒径が大きくなることによりうねり等の悪化が発生する。
【００２０】
これに対して、本発明では、シリカスラリー中に、水系において膨潤しカードハウス構造を形成して増粘する、膨潤性の無機層状化合物（以下「層状化合物」と略称する場合もある。）を含んでいる。そのため、長期保存後においても、シリカスラリーにおけるシリカ粒子の再分散性は良好である。そして、本発明のシリカスラリーに酸等を添加して、ｐＨが０．５以上６．０以下の研磨液組成物を調製する場合、長期保存後のシリカスラリーを用いた場合でも、研磨液組成物におけるシリカ粒子の分散性が良好であるので、良好な基板品質を担保できる。また、上記層状化合物は、シェアーをかけると薄片状結晶が流れに対して平行に配列して粘性が低下する、チキソトロピー性を発現するので、層状化合物を含有することによる増粘が研磨速度へ与える悪影響は小さい。そのため、本発明は、高研磨速度の確保と良好な基板品質の担保の両立が可能となっているものと推察される。ただし、本発明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。
【００２１】
すなわち、本発明のシリカスラリーは、２５℃におけるｐＨが０．５以上６．０以下の磁気ディスク基板用研磨液組成物の調製に使用されるシリカスラリーであって、シリカ粒子、再分散性向上剤、及び水を含み、前記シリカ粒子の平均一次粒子径が、８０ｎｍ以上であり、前記シリカ粒子の平均二次粒子径が、１３０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であり、再分散性向上剤が、水膨潤性の無機層状化合物であり、２５℃におけるｐＨが８．０以上１２．０以下である、シリカスラリーに関する。
【００２２】
本願において基板の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸をいう。本開示において「長波長うねり」とは、５００〜５０００μｍの波長により観測されるうねりをいう。研磨後の基板表面の長波長うねりが低減されることにより、磁気ディスクドライブにおいて磁気ヘッドの浮上量を低くすることができ、磁気ディスクの記録密度の向上が可能となる。
【００２３】
本願において、「ＰＥＤ（polish enhanced defect）」とは、研磨仕上げ後に基板表面に出現する浅い凹み状の欠陥のことをいう。このＰＥＤは、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の製造工程で発生する。アルミニウム合金基板にめっき成膜する工程におけるアニール工程で、基板表面に付着した水や異物に起因するアニール不足の部分をいい、研磨時に基板表面の浅い凹み状の欠陥として発生する。「グラインド傷」とは、メッキ前のアルミニウム合金基板をグラインドする工程において発生する砥石の削り痕のことをいう。ＰＥＤやグラインド傷はまとめて「長周期欠陥」とも呼ばれている。長周期欠陥の発生率は、長周期欠陥の除去率を評価するための指標であり、実施例に記載の測定器を用いて測定できる。
【００２４】
［シリカ粒子］
本発明のシリカスラリーは、砥粒としてシリカ粒子を含有する。シリカ粒子は、研磨速度向上の観点から、好ましくは非球状シリカ粒子Ａ（以下、「粒子Ａ」とも言う。）を含み、長波長うねり低減と研磨速度向上の両立の観点から、好ましくは粒子Ａと球状シリカ粒子（以下、「粒子Ｂ」とも言う。）の両方を含む。シリカ粒子としては、例えば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられる。
【００２５】
高研磨速度の確保の観点から、粒子Ａとしては、コロイダルシリカ又は沈降法シリカ粒子が好ましい。シリカ粒子が粒子Ａのみからなる場合、粒子Ａは、長周期欠陥の低減の観点からコロイダルシリカが好ましく、シリカ粒子が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含む場合、粒子Ａは、高研磨速度の確保の観点から沈降シリカ粒子が好ましい。粒子Ａは、１種類の非球状シリカ粒子であってもよく、２種類又はそれ以上の非球状シリカ粒子の組み合わせであってもよい。粒子Ｂとしては、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点、並びに突起欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカが好ましい。粒子Ｂは、１種類の球状シリカ粒子であってもよく、２種類又はそれ以上の球状シリカ粒子の組み合わせであってもよい。
【００２６】
粒子Ａの製造方法としては、例えば、東ソー研究・技術報告  第４５巻（２００１）第６５〜６９頁に記載の方法等の公知の方法が挙げられる。粒子Ａの製造方法の具体例としては、珪酸ナトリウム等の珪酸塩と硫酸等の鉱酸との中和反応によりシリカ粒子を析出させる沈降法が挙げられる。前記中和反応を比較的高温でアルカリ性の条件で行うことが好ましく、これにより、シリカの一次粒子の成長が早く進行し、一次粒子がフロック状に凝集して沈降し、前記沈降法シリカ粒子が得られる。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。
【００２７】
粒子Ｂは、火炎溶融法、ゾルゲル法、及び粉砕法で製造されたものでもよいが、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点、並びに粗研磨及び仕上げ研磨後の突起欠陥の低減の観点から、珪酸アルカリ水溶液を出発原料とする粒子成長法（以下、「水ガラス法」ともいう）により製造されたシリカ粒子であることが好ましい。粒子Ｂの使用形態としては、スラリー状であることが好ましい。
【００２８】
本発明のシリカスラリー中のシリカ粒子（成分ａ）の含有量は、シリカ粒子の再分散性の向上の観点から、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましく、３０質量％以上が更に好ましく、そして、製造適正の観点から、７０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましい。
【００２９】
シリカ粒子（成分ａ）のＢＥＴ比表面積は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、５ｍ2／ｇ以上が好ましく、１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、そして、同様の観点から、５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、４５ｍ2／ｇ以下がより好ましい。なお、シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含む場合のシリカ粒子（成分ａ）のＢＥＴ比表面積は、両粒子のＢＥＴ比表面積と配合比率（質量比）とから算出できる。
【００３０】
シリカ粒子（成分ａ）のＢＥＴ換算による平均一次粒子径Ｄ１は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、８０ｎｍ以上であり、９０ｎｍ以上が好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい。なお、シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含む場合のシリカ粒子（成分ａ）のＤ１は、両粒子のＤ１と、配合比率（質量比）とから算出できる。
【００３１】
シリカ粒子（成分ａ）の平均二次粒子径Ｄ２は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、１３０ｎｍ以上であり、そして、長周期欠陥の低減の観点から、５８０ｎｍ以下であり、５００ｎｍ以下が好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましく、３５０ｎｍ以下が更により好ましい。なお、シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含む場合のシリカ粒子（成分ａ）のＤ２は、両粒子のＤ２と、配合比率（質量比）とから算出できる。
【００３２】
（非球状シリカ粒子）
本発明の研磨液組成物は、高研磨速度の確保の観点から、好ましくは非球状シリカ粒子Ａを含有する。
【００３３】
粒子Ａの平均球形度は、長周期欠陥の低減の観点から、０．６０以上が好ましく、０．７０以上がより好ましく、そして、同様の観点から、０．８５以下が好ましく、０．８０以下がより好ましく、０．７５以下が更に好ましい。
【００３４】
本願において、粒子Ａの平均球形度は、少なくとも２００個の粒子Ａの球形度の平均値である。粒子Ａの球形度は、例えば透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察及び画像解析ソフト等を用いて、粒子Ａの投影面積Ｓと投影周囲長Ｌとを求め、以下の式から算出できる。
球形度＝４π×Ｓ／Ｌ2
個々の粒子Ａの球形度は、前記平均球形度と同様、０．６０以上が好ましく、０．７０以上がより好ましく、そして、同様の観点から、０．８５以下が好ましく、０．８０以下がより好ましく、０．７５以下が更に好ましい。
【００３５】
粒子Ａの平均短径は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点から、１００ｎｍ以上が好ましく、１５０ｎｍ以上がより好ましく、１８０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、４５０ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましい。
【００３６】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａのみからなり、粒子Ａがコロイダルシリカである場合、粒子Ａの平均短径は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点から、１００ｎｍ以上が好ましく、１５０ｎｍ以上がより好ましく、１８０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、４５０ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましく、３００ｎｍ以下が更により好ましい。
【００３７】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含み、粒子Ａが沈降法シリカ粒子である場合、粒子Ａの平均短径は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点から、１５０ｎｍ以上が好ましく、１８０ｎｍ以上がより好ましく、そして、同様の観点から、５００ｎｍ以下が好ましく、４５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００３８】
本願において、粒子Ａの平均短径は、本発明のシリカスラリーが含有する少なくとも２００個の粒子Ａの短径の平均値である。粒子Ａの短径は、例えばＴＥＭによる観察及び画像解析ソフト等を用いて、投影された粒子Ａの画像に外接する最小の長方形を描いたときの、前記長方形の短辺の長さである。同様に、粒子Ａの長径は、前記長方形の長辺の長さである。
【００３９】
粒子ＡのＢＥＴ比表面積は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、５ｍ2／ｇ以上が好ましく、１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、そして、同様の観点から、５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、４０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、３０ｍ2／ｇ以下が更に好ましく、２０ｍ2／ｇ以下が更により好ましくい。
【００４０】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａのみからなり、粒子Ａがコロイダルシリカである場合、粒子ＡのＢＥＴ比表面積は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、５ｍ2／ｇ以上が好ましく、１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、２０ｍ2／ｇ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、４０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、３０ｍ2／ｇ以下が更に好ましい。
【００４１】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含み、粒子Ａが沈降法シリカ粒子である場合、粒子ＡのＢＥＴ比表面積は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、５ｍ2／ｇ以上が好ましく、１０ｍ2／ｇ以上がより好ましく、そして、同様の観点から、５０ｍ2／ｇ以下が好ましく、４０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、３０ｍ2／ｇ以下が更に好ましく、２０ｍ2／ｇ以下が更により好ましい。
【００４２】
本願において、粒子Ａの平均一次粒子径Ｄ１は、ＢＥＴ比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて、下記式から算出できる。具体的には、実施例に記載の測定方法により算出できる。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
【００４３】
粒子ＡのＢＥＴ換算による平均一次粒子径Ｄ１は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、５０ｎｍ以上が好ましく、７０ｎｍ以上がより好ましく、８０ｎｍ以上が更に好ましく、９０ｎｍ以上が更により好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい。
【００４４】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａのみからなり、粒子Ａがコロイダルシリカである場合、粒子ＡのＤ１は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、８０ｎｍ以上であり、９０ｎｍ以上が好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ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、１２０ｎｍ以下が更により好ましい。
【００４５】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含み、粒子Ａが沈降法シリカ粒子である場合、粒子ＡのＤ１は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、９０ｎｍ以上が好ましく、１２０ｎｍ以上がより好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましく、２００ｎｍ以下が更に好ましい。
【００４６】
粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、１００ｎｍ以上が好ましく、１３０ｎｍ以上が好ましく、１５０ｎｍ以上が更に好ましく、１８０ｎｍ以上が更により好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、５８０ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましく、３５０ｎｍ以下が更により好ましい。
【００４７】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａのみからなり、粒子Ａがコロイダルシリカである場合、粒子ＡのＤ２は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、１３０ｎｍ以上であり、１５０ｎｍ以上が好ましく、１８０ｎｍ以上がより好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、４００ｎｍ以下が好ましく、３５０ｎｍ以下がより好ましく、３００ｎｍ以下が更に好ましく、２５０ｎｍ以下が更により好ましい。
【００４８】
シリカ粒子（成分ａ）が粒子Ａと粒子Ｂの両方を含み、粒子Ａが沈降法シリカ粒子である場合、粒子ＡのＤ２は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、１５０ｎｍ以上が好ましく、２００ｎｍ以上がより好ましく、２２０ｎｍ以上が更に好ましく、２５０ｎｍ以上が更により好ましく、３００ｎｍ以上が更により好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、５８０ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましく、３５０ｎｍ以下が更により好ましい。
【００４９】
本願において、粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２とは、光散乱法により測定される散乱強度分布に基づく体積基準の平均粒子径をいう。本願において「散乱強度分布」とは、動的光散乱法（DLS：DynamicLight Scattering）又は準弾性光散乱法（QLS：Quasielastic Light Scattering）又は、静的光散乱法（レーザ回折／散乱法）により求められる、サブミクロン以下の粒子の体積換算の粒径分布のことをいう。本願における粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２は、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
【００５０】
粒子Ａの平均二次粒子径Ｄ２と平均一次粒子径Ｄ１との粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、高研磨速度の確保及び長周期欠陥の低減の観点から、１．３以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．７以上が更にこのましく、そして、４．０以下が好ましく、３．０以下がより好ましく、２．８以下が更に好ましい。
【００５１】
本願において、粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、粒子Ａの異形度合いを意味し得る。一般的に光散乱法によって測定される平均二次粒子径Ｄ２は、粒子が異形粒子の場合、長方向での光散乱を検出して処理を行うため、長方向と短方向の長さを考慮して異形度合いが大きいほど大きな数値となる。ＢＥＴ法によって測定される比表面積値から換算される平均一次粒子径Ｄ１は、求まる粒子の体積をベースとして球換算で表されるため、平均二次粒子径Ｄ２に比べると小さな数値となる。高研磨速度の確保の観点から、粒径比（Ｄ２／Ｄ１）は、上述の範囲のなかでも大きいことが好ましい。
【００５２】
粒子Ａの形状は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点から、好ましくは、複数の一次粒子が凝集した形状である。
【００５３】
本発明のシリカスラリー中の粒子Ａの含有量は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点から、１０質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましく、２５質量％以上が更に好ましく、そして、経済性の観点から、７０質量％以下が好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましく、３５質量％以下が更により好ましい。
【００５４】
（球状シリカ粒子Ｂ）
本発明の研磨液組成物は、上述したように、長周期欠陥の低減と高研磨速度の確保の観点から、成分ａとして、好ましくは、球状シリカ粒子Ｂを更に含有し、特に、粒子Ａが沈降法シリカ粒子である場合、高研磨速度の確保の観点から、好ましくは、粒子Ｂを含有する。
【００５５】
本願において、粒子Ｂの平均球形度は、高研磨速度の確保と長周期欠陥の低減の観点、及び粗研磨並びに仕上げ研磨後の突起欠陥の低減の観点から、０．８５を超えると好ましく、０．８７以上がより好ましく、そして、同様の観点から、１．００以下が好ましく、０．９５以下がより好ましい。個々の粒子Ｂの球形度は、０．８５以上を超えると好ましく、０．８７以上がより好ましく、そして、１．００以下が好ましく、０．９５以下がより好ましい。粒子Ｂの平均球形度及び球形度は、粒子Ａと同じ方法で算出できる。
【００５６】
粒子Ｂの平均球形度は、長周期欠陥の低減の観点から、粒子Ａの平均球形度よりも大きいことが好ましい。粒子Ａと粒子Ｂとの平均球形度の差は、長周期欠陥の低減の観点から０．０２以上が好ましく、０．０５以上がより好ましく、０．０８以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、０．５０以下が好ましく、０．４０以下がより好ましく、０．３０以下が更に好ましい。
【００５７】
粒子Ｂの平均短径は、粒子Ａの平均短径よりも小さい。粒子Ｂの平均短径は、研磨速度向上の観点から、２０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、４０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、長周期欠陥の低減の観点から、２００ｎｍ以下が好ましく、１５０ｎｍ以下がより好ましく、１１０ｎｍ以下が更に好ましい。粒子Ｂの平均短径は、粒子Ａと同じ方法で算出できる。
【００５８】
本発明の研磨液組成物中の粒子Ａと粒子Ｂとの平均短径の比（粒子Ａの平均短径）／（粒子Ｂの平均短径）は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、１．５以上が好ましく、２．０以上がより好ましく、２．５以上が更に好ましく、そして、高研磨速度の担保の観点から、１３．０以下が好ましく、１０．０以下がより好ましく、８．０以下が更に好ましい。
【００５９】
粒子ＢのＢＥＴ換算による平均一次粒子径は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、２０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、４０ｎｍ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、１５０ｎｍ以下が好ましく、１２０ｎｍ以下がより好ましく、１００ｎｍ以下が更に好ましい。粒子ＢのＢＥＴ換算による平均一次粒子径は、粒子Ａと同じ方法で算出できる。
【００６０】
粒子Ｂの動的散乱法による平均二次粒子径は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、２０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましく、４０ｎｍ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、１５０ｎｍ以下がより好ましく、１２０ｎｍ以下が更に好ましい。粒子Ｂの平均二次粒子径は、粒子Ａと同じ測定方法により算出できる。
【００６１】
本発明のシリカスラリー中の粒子Ｂの含有量は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、そして、経済性の観点から、３５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。
【００６２】
本発明のシリカスラリー中の粒子Ａと粒子Ｂの質量比Ａ／Ｂは、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、１０／９０以上が好ましく、１５／８５以上がより好ましく、２５／７５以上が更に好ましく、４０／６０以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、９９／１以下が好ましく、９０／１０以下がより好ましく、７５／２５以下が更に好ましい。粒子Ｂが２種類又はそれ以上の球状シリカ粒子の組み合わせの場合、粒子Ｂの含有量はそれらの合計の含有量をいう。粒子Ａの含有量も同様である。
【００６３】
本発明のシリカスラリーが粒子Ａ及び粒子Ｂ以外のシリカ粒子を含有する場合、シリカスラリー中のシリカ粒子全体に対する粒子Ａと粒子Ｂの合計の含有量は、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、９８．０質量％以上が好ましく、９８．５質量％以上がより好ましく、９９．０質量％以上が更に好ましく、９９．５質量％以上が更により好ましく、９９．８質量％以上が更により好ましく、実質的に１００質量％が更により好ましい。
【００６４】
［再分散性向上剤］
本発明の研磨液組成物は、再分散性向上剤として水膨潤性の無機層状化合物を含有する。ここで、「水膨潤性」とは、第１５改正日本薬局方に定められた試験方法を準用し、粘土鉱物２ｇの膨潤体積（ｃｍ3）で表される膨潤力が、２０ｃｍ3／ｇ以上であるものをいう。
【００６５】
無機層状化合物は、例えば、水膨潤性粘土鉱物であり、水膨潤性粘土鉱物としては、ベントナイト（天然、または合成ベントナイトを含む）、モンモリロナイト（天然又は合成モンモリロナイトを含む）、バイデライト、ノントロナイト、ラポナイト、ソーコナイト、ヘクトライト（天然又は合成ヘクトライトを含む）、サポナイト（天然又は合成サポナイトを含む）、スチブンサイト等のスメクタイト族の粘土鉱物、バーミキュライト、膨潤性合成フッ素雲母（Ｎａ型、Ｌｉ型合成マイカ）、膨潤性の雲母等が挙げられる。これらのうち、シリカ粒子の再分散性の向上の観点から、ベントナイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ラポナイト、ヘクトライト、及びサポナイトから選ばれる１種又は２種以上が好ましく、ベントナイト、ヘクトライト、及びサポナイトから選ばれる１種又は２種以上がより好ましい。
【００６６】
水膨潤性粘土鉱物の市販品としては、ポーラゲル（アメリカンコロイド社製）、ラポナイト（ビックケミー・ジャパン社製）、ベンゲル（豊順鉱業社製）、ルーセンタイト（コープケミカル社製）、クニピア（クニミネ工業社製）、ベンクレイ（水澤化学工業社製）、ビーガム（バンダービルト社製）、スメクトン（クニミネ工業社製）、オプティゲル（Sud-chemie社製）等の商品名で市販されているものを使用することができる。これらは、１種又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００６７】
水膨潤性粘土鉱物の平均粒径は、水で分散させたとき、１〜５０００ｎｍが好ましく、５〜３０００ｎｍがより好ましく、１０〜１５０００ｎｍ以上が更に好ましい。なお、水膨潤性粘土鉱物の平均粒径は、５０質量倍の水で分散させた水膨潤性粘土鉱物をレーザー回折法により測定したメディアン径（積算粒子量が５０体積％になる粒子径）であり、測定機器：島津レーザ回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−２２００で測定することができる。
【００６８】
本発明のシリカスラリー中のシリカ粒子と再分散性向上剤の質量比（シリカ粒子／再分散性向上剤）は、シリカ粒子の再分散性向上の観点から、１００／０．１以下が好ましく、１００／０．２以下がより好ましく、１００／０．５以下が更に好ましく、そして、同様の観点から、１００／２０．０以上が好ましく、１００／１０．０以上がより好ましく、１００／５．０以上が更に好ましい。
【００６９】
本発明のシリカスラリー中の再分散性向上剤の含有量は、シリカ粒子の再分散性向上の観点から、０．１質量％以上が好ましく、０．２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、経済性の観点から、１０．０質量％以下が好ましく、８．０質量％以下がより好ましく、５．０質量％以下が更に好ましい。
【００７０】
［水］
本発明のシリカスラリーは、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、純水及び超純水等が挙げられる。シリカスラリー中の水の含有量は、シリカスラリーの取扱いが容易になる観点から、３０質量％以上が好ましく、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、９０質量％以下が好ましく、８０質量％以下がより好ましく、７０質量％以下が更に好ましい。
【００７１】
［その他の成分］
本発明のシリカスラリーは、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。他の成分としては、ｐＨ調整剤、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、高分子化合物等が挙げられる。前記その他の成分は、本発明の効果を損なわない範囲でシリカスラリー中に含有されることが好ましく、シリカスラリー中の前記その他の成分の含有量は、０質量％以上が好ましく、０質量％超がより好ましく、０．０１質量％以上が更に好ましく、０．１質量％以上が更により好ましく、そして、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００７２】
［ｐＨ調整剤］
本発明のシリカスラリーのｐＨは、シリカ粒子の再分散性向上の観点からアルカリ性であり、８．０以上１２．０以下である。本発明のシリカスラリーの調製の際、必要に応じて、ｐＨ調整剤が用いられてもよい。ｐＨ調整剤としては、例えば、アルカリ化合物であり、例えば、アンモニア、及び水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機アルカリ化合物；アルキルアミン、及びアルカノールアミン等の有機アルカリ化合物；等が挙げられる。なかでも、シリカ粒子の再分散性向上の観点から、アンモニア、水酸化ナトリウム及びアルキルアミンから選ばれる少なくとも１種が好ましく、アンモニア及び水酸化ナトリウムから選ばれる少なくとも１種がより好ましい。
【００７３】
［アルミナ粒子］
本発明のシリカスラリーは、突起欠陥の低減化の観点から、アルミナ粒子の含有量が、０．１質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がより好ましく、０．０２質量％以下が更に好ましく、アルミナ粒子を実質的に含まないことが更に好ましい。本発明において「アルミナ粒子を実質的に含まない」とは、アルミナ粒子を含まないこと、砥粒として機能する量のアルミナ粒子を含まないこと、又は、研磨結果に影響を与える量のアルミナ粒子を含まないこと、を含みうる。アルミナ粒子のシリカスラリー中の含有量は、シリカスラリー中の砥粒全量に対し、２質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましく、０．５質量％以下が更に好ましく、実質的に０質量％であることが更により好ましい。
【００７４】
［ｐＨ］
本発明のシリカスラリーのｐＨは、シリカ粒子の再分散性向上の観点から、８．０以上であり、８．２以上が好ましく、８．５以上がより好ましく、９．０以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、１２．０以下であり、１１．０以下が好ましく、１０．８以下がより好ましく、１０．５以下が更に好ましく、１０．０以下が更に好ましい。ｐＨの調整は、前述のｐＨ調整剤を用いて、調整することが好ましい。上記のｐＨは、２５℃におけるシリカスラリーのｐＨであり、ｐＨメータを用いて測定でき、好ましくは、ｐＨメータの電極を研磨液組成物へ浸漬して３０秒後の数値である。
【００７５】
本発明のシリカスラリーの粘度は、シリカ粒子の再分散性向上の観点から、好ましくは１０ｍＰａ・ｓ以上であり、２０ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、３０ｍＰａ・ｓ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、１０,０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、５,０００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、１,０００ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましい。粘度は、２５℃のシリカスラリーにおける値である。
【００７６】
［研磨液組成物の製造方法］
本発明の研磨液組成物は、例えば、本発明のシリカスラリーと、酸と、更に所望により、酸化剤及びその他の成分とを公知の方法で配合し、ｐＨを０．５以上６．０以下、好ましくは１．０以上２．０以下とすることにより製造できる。したがって、本発明は、少なくともシリカ粒子、再分散性向上剤、及び水を配合する工程を含む、研磨液組成物の製造に用いられるシリカスラリーの製造方法に関する。さらに、本発明は、少なくともシリカ粒子、再分散性向上剤及び水を配合する工程を含み、必要に応じて２５℃におけるｐＨを０．５以上６．０以下、好ましくは１．０以上２．０以下に調整する工程を含む、研磨液組成物の製造方法に関する。
【００７７】
本発明において「配合する」とは、シリカ粒子、再分散性向上剤及び水を同時に又は任意の順に混合すること、シリカスラリー、酸、更に必要に応じて酸化剤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。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等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、研磨液組成物中の各成分の好ましい含有量と同じである。
【００７８】
本発明の研磨液組成物の製造方法は、シリカ粒子の分散性の観点から、好ましくは以下の工程を有する。
工程１：水と、酸と、任意で酸化剤及びその他の成分を混合し、ｐＨ６．０以下の酸性水溶液を調整する工程
工程２：前記酸性水溶液と、シリカスラリーとを、混合する工程
工程１において、得られる酸性水溶液のｐＨは、研磨液組成物のｐＨが所望の値となるように調整されることが好ましい。
【００７９】
［研磨液組成物］
本発明の研磨液組成物中のシリカ粒子の含有量は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、０．５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、経済性の観点から、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がより好ましく、６質量％以下が更に好ましい。
【００８０】
本発明の研磨液組成物中の再分散性向上剤の含有量は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．１０質量％以上が更に好ましく、そして、経済性の観点から、１．０質量％以下が好ましく、０．５質量％以下がより好ましく、０．３質量％以下が更に好ましい。
【００８１】
［ｐＨ］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、０．５以上が好ましく、０．７以上がより好ましく、０．９以上が更に好ましく、１．０以上が更により好ましく、１．２以上が更により好ましく、１．４以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、６．０以下が好ましく、４．０以下がより好ましく、３．０以下が更に好ましく、２．５以下が更により好ましく、２．０以下が更により好ましい。ｐＨの調整は、前述の酸、必要に応じて酸化剤を用いて調整することが好ましい。上記のｐＨは、２５℃における研磨液組成物のｐＨであり、測定方法は、シリカスラリーのｐＨの測定方法と同じである。
【００８２】
［酸］
本発明の研磨液組成物は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点、及びｐＨを調整する観点から、酸を含む。
【００８３】
酸としては、例えば、硝酸、硫酸、亜硫酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、アミド硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホスホン酸等の無機酸；有機リン酸、有機ホスホン酸等の有機酸；等が挙げられる。中でも、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、リン酸、硫酸、及び１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホ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。
【００８４】
研磨液組成物中の酸の含有量は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましく、０．１質量％以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、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％以下が更に好ましく、２．５質量％以下が更により好ましい。
【００８５】
［酸化剤］
本発明の研磨液組成物は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、酸化剤を含有してもよい。酸化剤としては、例えば、同様の観点から、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。これらの酸化剤は、単独で又は２種以上を混合して使用してもよい。
【００８６】
研磨液組成物中の前記酸化剤の含有量は、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、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、４．０質量％以下が好ましく、２．０質量％以下がより好ましく、１．５質量％以下が更に好ましい。
【００８７】
［水］
本発明の研磨液組成物は、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、純水及び超純水等が挙げられる。研磨液組成物中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いが容易になる観点から、６１質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましく、８０質量％以上が更に好ましく、８５質量％以上が更により好ましく、そして、同様の観点から、９９質量％以下が好ましく、９８質量％以下がより好ましく、９７質量％以下が更に好ましい。
【００８８】
［その他の成分］
本発明の研磨液組成物は、必要に応じてその他の成分を含有してもよい。他の成分としては、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、高分子化合物等が挙げられる。前記その他の成分は、本発明の効果を損なわない範囲で研磨液組成物中に含有されることが好ましく、研磨液組成物中の前記その他の成分の含有量は、０質量％以上が好ましく、０質量％超がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、そして、１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。
【００８９】
本発明において「研磨液組成物中の各成分の含有量」とは、研磨液組成物を研磨に使用する時点での前記各成分の含有量をいう。したがって、本発明の研磨液組成物が濃縮物として作製された場合には、前記各成分の含有量はその濃縮分だけ高くなりうる。
【００９０】
［粘度］
本発明の研磨液組成物の粘度は、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立の観点から、２０．０ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０ｍＰａ・ｓ以下がより好ましく、９．０ｍＰａ・ｓ以下が更に好ましく、７．０ｍＰａ・ｓ以下が更により好ましく、そして、同様の観点から、０．５ｍＰａ・ｓ以上が好ましく、１．０ｍＰａ・ｓ以上がより好ましく、２．０ｍＰａ・ｓ以上が更に好ましく、３．０ｍＰａ・ｓ以上が更により好ましい。上記粘度は、２５℃における研磨液組成物の粘度であり、測定方法は、シリカスラリーの粘度の測定方法と同じである。
【００９１】
［研磨液キット］
本発明の研磨液キットは、研磨液組成物を製造するためのキットであって、前記シリカ粒子を含むシリカスラリーが容器に収納された容器入りシリカスラリーを含む、研磨液キットに関する。本発明の研磨液キットは、前記容器入りシリカスラリーとは別の容器に収納されたｐＨ６．０以下の酸性水溶液を更に含むことができる。本発明によれば、砥粒として粒径の大きいシリカ粒子を使用した場合でも、高研磨速度の担保と長周期欠陥の低減の両立が行える研磨液組成物が得られうる研磨液キットを提供できる。
【００９２】
本発明の研磨液キットとしては、例えば、前記シリカ粒子を含むシリカスラリー（第１液）と、被研磨物の研磨に用いる研磨液組成物に配合され得る他の成分を含む酸性水溶液（第２液）とが、相互に混合されていない状態で保存されており、これらが使用時に混合される研磨液キット（２液型研磨液組成物）が挙げられる。研磨液組成物に配合され得る他の成分としては、例えば、酸、酸化剤等が挙げられる。前記第１液及び第２液には、各々必要に応じて任意成分が含まれていても良い。該任意成分としては、例えば、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、高分子化合物等が挙げられる。
【００９３】
［被研磨基板］
本発明の研磨液組成物が研磨の対象とする被研磨基板は、磁気ディスク基板の製造に用いられる基板であり、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板や、珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板が挙げられ、強度と扱いやすさの観点からＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板が好ましい。本発明において「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。被研磨基板の表面を本発明にかかる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、磁気ディスクを製造できうる。被研磨基板の形状には、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、好ましくはディスク状の被研磨基板である。ディスク状の被研磨基板の場合、その外径は、例えば１０〜１２０ｍｍであり、その厚みは、例えば０．５〜２ｍｍである。
【００９４】
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、磁性層形成工程を経て製造される。本発明の研磨液組成物は、粗研磨工程における研磨に使用されることが好ましい。
【００９５】
［磁気ディスク基板の製造方法］
本発明は、本発明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、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」ともいう）を含む、磁気ディスク基板の製造方法（以下、「本発明の基板の製造方法」ともいう。）に関する。
【００９６】
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程では、例えば、研磨パッドを貼り付けた定盤で被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力を加えながら研磨パッドや被研磨基板を動かすことにより、被研磨基板を研磨する。
【００９７】
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨荷重は、研磨速度を大幅に損なうことなく長周期欠陥を低減する観点から、３０ｋＰａ以下が好ましく、２５ｋＰａ以下がより好ましく、２０ｋＰａ以下が更に好ましく、そして、３ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましく、７ｋＰａ以上が更に好ましい。本発明において「研磨荷重」とは、研磨時に被研磨基板の被研磨面に加えられる定盤の圧力をいう。研磨荷重の調整は、定盤や基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。
【００９８】
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における、被研磨基板１ｃｍ2あたりの研磨量は、研磨速度を大幅に損なうことなく長周期欠陥を低減する観点から、０．２０ｍｇ以上が好ましく、０．３０ｍｇ以上がより好ましく、０．４０ｍｇ以上が更に好ましく、そして、同様の観点から、２．５０ｍｇ以下が好ましく、２．００ｍｇ以下がより好ましく、１．６０ｍｇ以下が更に好ましい。
【００９９】
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における被研磨基板１ｃｍ2あたりの研磨液組成物の供給速度は、経済性の観点から、２．５ｍＬ／分以下が好ましく、２．０ｍＬ／分以下がより好ましく、１．５ｍＬ／分以下が更に好ましく、そして、研磨速度の向上の観点から、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．０１ｍＬ／分以上が好ましく、０．０３ｍＬ／分以上がより好ましく、０．０５ｍＬ／分以上が更に好ましい。
【０１００】
本発明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、研磨液組成物の保存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、本発明の研磨液組成物となる。
【０１０１】
本発明の基板製造方法によれば、粗研磨において研磨速度を大幅に損なうことなく長周期欠陥を低減できるから、突起欠陥が低減された磁気ディスク基板を効率よく製造できるという効果が奏されうる。
【０１０２】
［研磨方法］
本発明は、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程を含む、磁気ディスク基板の研磨方法（以下、本開示に係る研磨方法ともいう）に関する。
【０１０３】
本発明の研磨方法を使用することにより、粗研磨において研磨速度を大幅に損なうことなく長周期欠陥を低減できるから、突起欠陥が低減された磁気ディスク基板の生産性を向上できるという効果が奏されうる。具体的な研磨の方法及び条件は、上述した本発明の基板製造方法と同じようにすることができる。
【実施例】
【０１０４】
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。
【０１０５】
１．シリカスラリーの調製
表１の砥粒（非球状シリカ粒子Ａ、球状シリカ粒子Ｂ）、再分散性向上剤、及び水を用い、実施例１〜８及び比較例１のシリカスラリーを調製した。シリカスラリー中の各成分の含有量は、シリカ粒子は４０質量％、再分散性向上剤は、表３に記載の量、残余は水である。実施例１〜８及び比較例１のシリカスラリーの２５℃におけるｐＨは１０である。粒子Ａ及び粒子Ｂの詳細は、表１に記載の通りである。
【０１０６】
非球状シリカ粒子Ａ１はコロイダルシリカであり、非球状シリカ粒子Ａ２は沈降法シリカ粒子であり、粒子Ｂは水ガラス法により製造されたコロイダルシリカである。シリカスラリーのｐＨは、ｐＨメータ（東亜ディーケーケー社製）を用いて測定し、電極をシリカスラリーへ浸漬して３０秒後の数値を採用した（以下、研磨液組成物についても同様）。
【０１０７】
【表１】
2019029044.tif 000002
【０１０８】
２．研磨液組成物の調製
［粗研磨に用いる研磨液組成物の調製］
酸（リン酸）と酸化剤（過酸化水素）と水とを混合して酸性水溶液（ｐＨ＝１．４）を調整した。「１．シリカスラリーの調製」に記載の方法で調製されたシリカスラリーの調製後直ちに又は３カ月静置後に、実施例１〜８及び比較例１のシリカスラリーと、リン酸と過酸化水素と水とを含む酸性水溶液とを混合して、研磨液組成物１〜９を調製した。研磨液組成物１〜９中の各成分の含有量は、砥粒は５．０質量％、リン酸は１．５質量％、過酸化水素は０．８質量％、再分散性向上剤は表３に記載のとおりとした。残量は水である。研磨液組成物１〜９の２５℃におけるｐＨは１．６である。
【０１０９】
［仕上げ研磨に用いる研磨液組成物Ｃの調製］
表２のコロイダルシリカ粒子（砥粒ａ）、硫酸、過酸化水素、及び水を用い、仕上げ研磨に用いる研磨液組成物Ｃを調製した。研磨液組成物Ｃ中の各成分の含有量は、コロイダルシリカ粒子：５．０質量％、硫酸：０．５質量％、過酸化水素：０．５質量％とした。研磨液組成物ＣのｐＨは１．４であった。この研磨液組成物Ｃを、後述の仕上げ研磨工程で使用した。砥粒ａの詳細は、表２に記載のとおりである。
【０１１０】
【表２】
2019029044.tif 000003
【０１１１】
３．各パラメータの測定方法
［シリカ粒子のＢＥＴ比表面積の測定方法］
ＢＥＴ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（０．１ｍｇの桁）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（島津製作所製  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」）を用いてＢＥＴ法により測定した。
［前処理］
スラリー状の粒子をシャーレにとり１５０℃の熱風乾燥機内で１時間乾燥させた。乾燥後の試料をメノウ乳鉢で細かく粉砕して測定サンプルを得た。
【０１１２】
［シリカ粒子のＢＥＴ換算による平均一次粒子径の測定方法］
シリカ粒子のＢＥＴ換算による平均一次粒子径は、上記ＢＥＴ比表面積Ｓ（ｍ2／ｇ）を用いて下記式から算出した。
平均一次粒子径（ｎｍ）＝２７２７／Ｓ
【０１１３】
［シリカ粒子の平均二次粒子径の測定方法］
（１）シリカ粒子Ａ１，Ｂ１の平均二次粒子径の測定方法
シリカ粒子をイオン交換水で希釈し、シリカ粒子を１質量％含有する分散液を作製した。そして、該分散液を下記測定装置内に投入し、シリカ粒子の体積粒度分布を得た。得られた体積粒度分布の累積体積頻度が５０％となる粒径（Ｚ-average値）を二次粒子径とした。
測定機器  ：マルバーン    ゼータサイザー  ナノ「Ｎａｎｏ  Ｓ」
測定条件  ：サンプル量    １．５ｍＬ
：レーザー      Ｈｅ−Ｎｅ、３．０ｍＷ、６３３ｎ
：散乱光検出角  ９０°
【０１１４】
（２）シリカ粒子Ａ２の平均二次粒子径の測定方法
水を分散媒として、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（シリカ粒子Ａ２）を投入し、その後、５分間超音波を付与した後、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
【０１１５】
［シリカ粒子の平均短径及び平均球形度の測定方法］
シリカ粒子をＴＥＭ（日本電子社製「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパーソナルコンピュータにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト（三谷商事「ＷｉｎＲＯＯＦ（Ｖｅｒ．３．６）」）を用いて５００個のシリカ粒子の投影画像について下記の通り解析した。
個々のシリカ粒子の短径及び長径を求め、短径の平均値（平均短径）を得た。さらに、個々のシリカ粒子の面積Ｓと周囲長Ｌとから、下記式により個々のシリカ粒子の球形度を算出し、球形度の平均値（平均球形度）を得た。
球形度＝４π×Ｓ／Ｌ2
【０１１６】
［砥粒ａのＤ１０、Ｄ５０、及びＤ９０］
砥粒ａをイオン交換水で希釈して得られる１質量％分散液を、下記測定装置内に投入し、シリカ砥粒の体積粒度分布を得た。
測定機器  ：マルバーン    ゼータサイザー  ナノ「Ｎａｎｏ  Ｓ」
測定条件  ：サンプル量    １．５ｍＬ
：レーザー      Ｈｅ―Ｎｅ、３．０ｍＷ、６３３ｎｍ
：散乱光検出角  １７３°
そして、得られた体積粒度分布の累積体積頻度が１０％、５０％及び９０％となる粒径を、それぞれ、Ｄ１０、Ｄ５０（体積平均粒子径）、及びＤ９０とした。
【０１１７】
４．再分散性
シリカ粒子のシリカスラリーにおける再分散性は、沈降率（％）で評価した。沈降率は、全固形分を１００としたときの全固形分に対する沈降量（ｇ）の割合である。調製後３か月静置したシリカスラリーを、振とう機（宮本理研工業社製「ＭＷ−ＹＳ」）にて３０秒間、回転速度１００ｒｐｍにて振とうし、上澄み液を除去した残余を沈降量とした。沈降率が小さいほど、シリカスラリーの再分散性が良好であることを意味する。
［評価基準］
Ａ：沈降率０％以上１％未満
Ｂ：沈降率１％以上３％未満
Ｃ：沈降率３％以上
【０１１８】
５．研磨条件
被研磨基板の研磨を下記工程（１）〜（３）に従い行った。各工程の条件を以下に示す。工程（３）は、工程（１）で使用した研磨機とは別個の研磨機で行った。
（１）粗研磨工程：研磨液組成物１〜９を用いて被研磨基板の研磨対象面を研磨する工程。
（２）洗浄工程：工程（１）で得られた基板を洗浄する工程。
（３）仕上げ研磨工程：研磨液組成物Ｃを用いて工程（２）で得られた基板の研磨対象面を研磨する工程。
【０１１９】
［被研磨基板］
被研磨基板は、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を用いた。この被研磨基板は、厚み１．２７ｍｍ、直径９５ｍｍであった。
【０１２０】
［工程（１）：粗研磨］
研磨機：両面研磨機（９Ｂ型両面研磨機、スピードファム社製）
被研磨基板枚数：１０枚
研磨液：研磨液組成物１〜９
研磨パッド：スエードタイプ（発泡層：ポリウレタンエラストマー）、厚み：１．０ｍｍ、平均気孔径：３０μｍ、表面層の圧縮率：２．５％（Ｆｉｌｗｅｌ社製）
定盤回転数：３５ｒｐｍ
研磨荷重：９．８ｋＰａ（設定値）
研磨液供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板面１ｃｍ2あたり、０．０７６ｍＬ／ｍｉｎ
に相当）
研磨時間：６分
【０１２１】
［工程（２）：洗浄］
工程（１）で得られた基板を、下記条件で洗浄した。
まず、０．１質量％のＫＯＨ水溶液からなるｐＨ１２のアルカリ性洗浄剤組成物の入った槽内に、工程（１）で得られた基板を５分間浸漬する。次に、浸漬後の基板を、イオン交換水で２０秒間すすぎを行う。そして、すすぎ後の基板を洗浄ブラシがセットされたスクラブ洗浄ユニットに移送し洗浄する。
【０１２２】
［工程（３）：仕上げ研磨］
研磨機：両面研磨機（９Ｂ型両面研磨機、スピードファム社製）、工程（１）で使用した研磨機とは別個の研磨機
被研磨基板枚数：１０枚
研磨液：研磨液組成物Ｃ
研磨パッド：スエードタイプ（発泡層：ポリウレタンエラストマー）、厚み：０．９ｍｍ、平均気孔径：５μｍ、表面層の圧縮率：１０．２％（Ｆｕｊｉｂｏ社製）
定盤回転数：４０ｒｐｍ
研磨荷重：９．８ｋＰａ
研磨液供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板面１ｃｍ2あたり、０．０７６ｍＬ／ｍｉｎに相当）
研磨時間：２分
工程（３）後に、洗浄を行った。洗浄条件は、前記工程（２）と同条件で行った。
【０１２３】
６．評価方法
［工程（１）の研磨速度の測定方法及び評価］
研磨前後の各基板１枚当たりの重さを計り（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て下記式により算出し、その結果を、表３に示した。
質量減少量（ｇ）＝｛研磨前の質量（ｇ）−研磨後の質量（ｇ）｝
研磨速度（ｍｇ／ｍｉｎ）＝質量減少量（ｍｇ）／研磨時間（ｍｉｎ）
【０１２４】
また、下記式により速度低下率（％）を算出し、その結果を表３に示した。
速度低下率（％）＝１００−３か月静置後の研磨速度÷製造直後の研磨速度×１００
速度低下率：評価
−５％以上５％未満  ：「Ａ：研磨速度に優れ、更なる基板収率向上が期待できる」
５％以上１０％未満  ：「Ｂ：研磨速度が良好で、基板収率向上が期待できる」
１０％以上          ：「Ｃ：実生産には改良が必要」
【０１２５】
［工程（１）後の基板表面の長周期欠陥の評価方法］
工程（１）の研磨後の１０枚の基板の両面（計２０点）について、工程（２）を行った後、下記の条件で測定し長周期欠陥発生率（％）を求めた。基板表面に肉眼で確認できる小さな斑点がＰＥＤであり、基板表面にそれが１点でも確認できた場合、その面は長周期欠陥有りとみなした。
長周期欠陥発生率（％）
＝（長周期欠陥が発生している基板面の数／２０）×１００
長周期欠陥発生率を下記基準で５段階評価した。すなわち、値が大きいほど長周期欠陥の発生率が低いことを意味する。その結果を表３に示す。
【０１２６】
［評価基準］
長周期欠陥発生率：評価
１０％以下        ：「５：極めて発生が抑制され、基板収率向上が期待できる」
１０％超２０％以下：「４：実生産可能」
２０％超３０％以下：「３：実生産には改良が必要」
３０％超５０％以下：「２：基板収率が大幅に低下する」
５０％超        ：「１：実生産には程遠い（一般的なシリカ砥粒を用いた場合と同じレベル）」
［測定機器］
光干渉型表面形状測定機：「ＯｐｔｉＦＬＡＴ  ＩＩＩ」（ＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒ社製）Radius Inside/Out：14.87mm/47.83mm
Center X/Y：55.44mm/53.38mm
Low Cutoff：2.5mm
Inner Mask：18.50mm
Outer Mask：45.5mm
Long Period：2.5mm
Wa Correction：0.9
Rn Correction：1.0
No Zernike Terms：8
【０１２７】
［アルミナ残留の評価方法］
研磨後の各基板の表面を走査型電子顕微鏡（日立製作所社製：Ｓ−４０００）にて１万倍で観察し、下記の３段階評価をした。
Ａ：表面にアルミナ残留物が全く観察されないもの
Ｂ：表面にわずかにアルミナ残留物が観察されたもの
Ｃ：表面にアルミナ残留物が観察されたもの
【０１２８】
７．結果
各評価の結果を表３に示した。
【０１２９】
【表３】
2019029044.tif 000004
【０１３０】
実施例１〜８と比較例１とを対比すると、実施例１〜８のシリカスラリーの方が比較例１のシリカスラリーよりも沈降率が顕著に小さくなっており、再分散性向上剤を含むことによりシリカ粒子の再分散性が向上している。
【０１３１】
また、製造直後のシリカスラリーを用いて調製された研磨剤組成物を用いた場合、実施例１〜８と比較例１について、研磨速度に顕著な差が見られないが、製造から３か月静置後のシリカスラリーを用いて調製された研磨剤組成物を用いた場合、比較例１では、研磨速度が顕著に低下したが、実施例１〜８ではほとんど変わらなかった。また、製造から３か月静置後のシリカスラリーを用いて調製された研磨剤組成物を用いた場合、実施例１〜８の方が比較例１よりも、長周期欠陥の発生率が顕著に低かった。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明によれば、長期保存後においても、高研磨速度と長周期欠陥等の基板品質の悪化抑制とが両立できるから、当該基板品質が良好な磁気ディスク基板の製造の生産性を向上できる。本発明は、磁気ディスク基板の製造に好適に用いることができる。