(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記遊離砥粒研磨スラリーは、フロキュレート体を含み、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集することにより構成され、
前記コアギュレート体は、複数の単結晶ダイヤモンド粒子が凝集することにより構成される、
該遊離砥粒研磨スラリー。
【請求項２】
請求項１に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集剤を介して凝集することにより構成され、前記凝集剤のＨＬＢが１３以上である、該遊離砥粒研磨スラリー。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記単結晶ダイヤモンド粒子の粒子メジアン径が５０〜２００ｎｍであり、
前記コアギュレート体の粒子メジアン径が２００〜５００ｎｍであり、
前記フロキュレート体の粒子メジアン径が１５００〜６０００ｎｍである、
該遊離砥粒研磨スラリー。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記単結晶ダイヤモンド粒子は、表面上にグラファイト層を有し、
更に、前記グラファイト層上にポリアクリル酸を有する、
該遊離砥粒研磨スラリー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記コアギュレート体が、前記単結晶ダイヤモンド粒子を凝集させて粗大な第一コアギュレート体を製造し、前記凝集させた粗大な第一コアギュレート体を分散させることにより得られる、該遊離砥粒研磨スラリー。
【請求項６】
遊離砥粒研磨スラリーを製造するための方法であって、
単結晶ダイヤモンド粒子を非水系溶媒中に投入し、凝集させてコアギュレート体を作製する第一工程と、
前記凝集させたコアギュレート体を、分散させる第二工程と、
前記分散させたコアギュレート体を、凝集させてフロキュレート体を作製する第三工程と
を少なくとも含む、該方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集剤を介して凝集することにより構成され、前記凝集剤のＨＬＢが１３以上である、該方法。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の方法であって、
前記第一工程における前記単結晶ダイヤモンド粒子の粒子メジアン径が５０〜２００ｎｍであり、
前記第一工程における凝集後コアギュレート体の粒子メジアン径が１０００〜４０００ｎｍであり、
前記第二工程における分散後コアギュレート体の粒子メジアン径が２００〜５００ｎｍであり、
前記第三工程における凝集後フロキュレート体の粒子メジアン径が１５００〜６０００ｎｍである、
該方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法であって、
前記第一工程の前に、
前記単結晶ダイヤモンド粒子の表面をグラファイト化する工程と、
前記グラファイト化した単結晶ダイヤモンド粒子の表面をポリアクリル酸で処理する工程と
を更に含む該方法。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法で製造された遊離砥粒研磨スラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨スラリー及びその製造方法に関する。より具体的には、光学部品や電子部品、精密機器部品等の表面を精密加工するために用いられる遊離砥粒研磨スラリー及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学部品や電子部品、精密機器部品などに対して、ますます高機能化、高性能化が要求されてきており、使われている材料も、金属結晶材料、セラミックス、ガラス、プラスチックと非常に多岐にわたり、硬度の異なる複数の材料から構成される部品の研磨用途が多くなってきている。このような複合材料の研磨加工の一例として、コンピューターのハードディスクドライブに搭載されている薄膜型磁気ヘッドが挙げられる。
【０００３】
薄膜型磁気ヘッドのＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ（空気浮上面））となる面はアルティック（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）などの基材となるセラミックスと、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）やセンダスト（Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ）などの磁性材料である金属膜等による複合材料で構成され（図５）、遊離砥粒スラリーを用いた研磨加工により製造されている。
【０００４】
アルチックやアルミナ等のセラミックスは硬質材料であり、パーマロイやセンダスト等の磁性金属膜部分は軟質材料である。そのため、材料間の硬度の違いにより軟質材料が選択的に研磨される加工段差や、軟質材料表面に面粗れやスクラッチが発生するなどの問題があった。
【０００５】
従来の遊離砥粒研磨スラリー組成物を用いて、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳの研磨加工を行う場合、粒子径の大きな研磨材粒子を用いると研磨速度が大きくなり、選択研磨を抑制できるが、軟質材料表面に面粗れやスクラッチを発生させてしまう。一方、粒子径の小さい研磨材粒子を用いると軟質材料表面の面粗れやスクラッチを抑制できるが、選択研磨を増大させてしまうという問題があり、高い研磨速度とスクラッチの少ない面品位の両立が困難であった。
【０００６】
このような問題を解決する方法として、ダイヤモンドなどの硬質な微粒子からなる凝集粒子を研磨材粒子に用いた遊離砥粒スラリーが提案されている。
【０００７】
特許文献１には、切削加工された光学素子又は光学素子成形用金型の研磨加工技術に関し、ワーク表面からの切削条痕の除去をするため、単粒で１〜１０ナノメートルのダイヤモンド粒子が１０〜１００ナノメートルの大きさで凝集している凝集体を溶液に分散させた研磨液が開示されている。凝集体は、研磨工具によって押圧されて凝集が解け、この凝集の解放による破壊エネルギーによって効率的に研磨加工されることが記載されている。
【０００８】
特許文献２には、スクラッチを形成させずに、硬質結晶基板の表面を平均表面粗さ０．２ｎｍ以下の鏡面に研磨できる方法及びこの方法に用いる油性研磨スラリーが開示されている。油性研磨スラリーは、油性分散媒中に人工ダイヤモンドクラスターを分散させたもので、人工ダイヤモンドクラスターは、粒径２〜１０ｎｍの一次粒子からなる平均粒度２０〜５０ｎｍの略球状の凝集粒子から成り、被研磨物の表面に人工ダイヤモンドクラスターを押し付けると、大きいサイズの人工ダイヤモンドクラスターが適度に崩壊し、スクラッチが低減されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５３２７２号公報
【特許文献２】特開２００８−１３８０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１や特許文献２に開示される遊離砥粒スラリーでは、一次粒子径が１〜１０ｎｍのダイヤモンド粒子を凝集化させた凝集粒子を用いている。そして、研磨加工時に凝集粒子が解砕することで微粒子となりスクラッチを低減させることができる。ここで、研磨速度は粒子の大きさに起因するところが大きい。単一材料からなる被研磨物に対しては問題とならないが、硬度の異なる複数の異硬度材料から構成される複合材料の研磨においては、特許文献１や特許文献２に開示される遊離砥粒スラリーでは、研磨速度が小さく、選択研磨が生じてしまう。一方で、研磨速度を上げるために単純に粒径を大きくした場合には、上述したスクラッチを発生させてしまうことになる。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みて、選択研磨の回避（又は一定以上の研磨速度）と、スクラッチの回避とを両立させる遊離砥粒スラリー及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本願発明は、一側面において、以下の発明を包含する。
（発明１）
遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記遊離砥粒研磨スラリーは、フロキュレート体を含み、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集することにより構成され、
前記コアギュレート体は、複数の単結晶ダイヤモンド粒子が凝集することにより構成される、
該遊離砥粒研磨スラリー。
（発明２）
発明１に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集剤を介して凝集することにより構成され、前記凝集剤のＨＬＢが１３以上である、該遊離砥粒研磨スラリー。
（発明３）
発明１又は２に記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記単結晶ダイヤモンド粒子の粒子メジアン径が５０〜２００ｎｍであり、
前記コアギュレート体の粒子メジアン径が２００〜５００ｎｍであり、
前記フロキュレート体の粒子メジアン径が１５００〜６０００ｎｍである、
該遊離砥粒研磨スラリー。
（発明４）
発明１〜３のいずれか１つに記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記単結晶ダイヤモンド粒子は、表面上にグラファイト層を有し、
更に、前記グラファイト層上にポリアクリル酸を有する、
該遊離砥粒研磨スラリー。
（発明５）
発明１〜４のいずれか１つに記載の遊離砥粒研磨スラリーであって、
前記コアギュレート体が、前記単結晶ダイヤモンド粒子を凝集させて粗大な第一コアギュレート体を製造し、前記凝集させた粗大な第一コアギュレート体を分散させることにより得られる、該遊離砥粒研磨スラリー
（発明６）
遊離砥粒研磨スラリーを製造するための方法であって、
単結晶ダイヤモンド粒子を非水系溶媒中に投入し、凝集させてコアギュレート体を作製する第一工程と、
前記凝集させたコアギュレート体を、分散させる第二工程と、
前記分散させたコアギュレート体を、凝集させてフロキュレート体を作製する第三工程と
を少なくとも含む、該方法。
（発明７）
発明６に記載の方法であって、
前記フロキュレート体は、複数のコアギュレート体が凝集剤を介して凝集することにより構成され、前記凝集剤のＨＬＢが１３以上である、該方法。
（発明８）
発明６又は７に記載の方法であって、
前記第一工程における前記単結晶ダイヤモンド粒子の粒子メジアン径が５０〜２００ｎｍであり、
前記第一工程における凝集後コアギュレート体の粒子メジアン径が１０００〜４０００ｎｍであり、
前記第二工程における分散後コアギュレート体の粒子メジアン径が２００〜５００ｎｍであり、
前記第三工程における凝集後フロキュレート体の粒子メジアン径が１５００〜６０００ｎｍである、
該方法。
（発明９）
発明６〜８のいずれか１つに記載の方法であって、
前記第一工程の前に、
前記単結晶ダイヤモンド粒子の表面をグラファイト化する工程と、
前記グラファイト化した単結晶ダイヤモンド粒子の表面をポリアクリル酸で処理する工程と
を更に含む該方法。
（発明１０）
発明６〜９のいずれか１つに記載の方法で製造された遊離砥粒研磨スラリー。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、単結晶ダイヤモンド粒子を少なくとも２段階で凝集（コアギュレート体及びフロキュレート体）させた凝集体を含むスラリーを用いる。そして、該凝集体は、ある程度の大きさを有するため、所望の研磨速度を達成できる。そのため、選択研磨の発生を抑制できる。一方で、該凝集体は、フロキュレート体であるため、研磨の際に解れやすい構造になっており、スクラッチの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ダイヤモンド粒子の処理を模式的に表す。
【図２】ダイヤモンド粒子が凝集してコアギュレート体が形成される様子を模式的に表す。
【図３】図２のコアギュレート体が分散した様子を模式的に表す。
【図４】図３のコアギュレート体が凝集してフロキュレート体が形成される様子を模式的に表す。
【図５】本発明に係る研磨スラリーによる研磨対象となる材料を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための具体的な実施形態について説明する。以下に説明する実施形態は本発明の理解を促すためのものであり、本発明を限定することを企図するものではない。
【００１６】
１．用語の定義
本明細書で使用する用語「コアギュレート」（又は「コアギュレート体」）は、研磨砥粒が凝集した凝集体を意味する。より、具体的には、前記研磨砥粒の表面が親水性であり、疎水性溶媒環境下で、前記研磨砥粒が凝集することにより形成される凝集体を意味する。
【００１７】
本明細書で使用する用語「フロキュレート」（又は「フロキュレート体」）は、前記コアギュレートが凝集した凝集体を意味する。より具体的には、複数のコアギュレート同士は、凝集剤を介して（凝集剤の架橋作用により）凝集している。
【００１８】
本明細書で言及する「粒径」（又は「粒子径」）は、体積基準から算出したメジアン径（Ｄ50）である。また、本明細書では、前記粒径について、Ｍｉｅ散乱理論に基づいて測定する。特に断りが無い限りは、粒径は、この方法で測定した数値を意味する。
【００１９】
Ｍｉｅ散乱理論に基づく方法では、具体的には以下の手順で粒径を測定する。即ち、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−９２０）を用いて、測定する。粒径の値は頻度積算５０％のところの粒径（通常、メジアン径とも言う）を用いた。
【００２０】
本明細書で使用する用語「凝集剤」（又は「凝集化剤」）は、溶媒中に分散している粒子を集合させ，沈降を促進するために用いられる薬剤である。
【００２１】
本明細書で使用する用語「分散剤」は、溶媒中に微粒子を分散させ、分散の安定性を得るために用いる薬剤である。
【００２２】
２．研磨スラリーの製造方法
（２−１）研磨粒子
一実施形態において、研磨スラリーは研磨粒子を含むことができる。研磨粒子には、ガーネット、ダイヤモンド、セリウム、ジルコニウム、アルミナなどが挙げられるが、本発明では、ダイヤモンドが好適に用いられる。
【００２３】
（２−１−１）ダイヤモンド粒子
ダイヤモンドは、製造条件により、一つの結晶体である単結晶系か、小さい結晶の集合体である多結晶系に調整可能である。一般に、切削・研削では、結晶面に沿った粒子の割れ方(へき開性)が利用されるため、結晶面が多数存在する多結晶系が用いられる。しかし、多結晶系は、機械的研削力が大きい反面、被研磨面にスクラッチを与えやすい傾向にある。そのため本発明では単結晶ダイヤモンド粒子が好適に用いられる。
【００２４】
本発明で用いるダイヤモンド粒子について、中心一次粒子径（１Ｄ５０）が約５０ｎｍ〜約２００ｎｍの粒子が好適に用いられる。また、研磨速度と被研磨物の面品位の両立のためには、更に好ましくは、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの粒子が用いられる。また、ダイヤモンド粒子は、粒度が不ぞろいの粒子が混合した多分散系よりは、同程度の粒度の粒子がそろった単分散系が好ましい。
【００２５】
ダイヤモンド粒子を製造する技術、単結晶・多結晶の粒子を製造する技術、特定の粒子径のダイヤモンド粒子を製造する技術は、当分野で公知である。例えば、特許４９２５２３３号に記載の方法を用いることができる。
【００２６】
図１に本発明で用いるダイヤモンド粒子の一例を示す。本発明で用いるダイヤモンド粒子について、好ましくは、表面にグラファイトの層を有することが好ましい（図１Ｂ）。これによりダイヤモンド粒子の機械的研磨力が向上する。グラファイト層は、単結晶ダイヤモンド粒子を高温下で焼成し、粒子表面がグラファイト化することにより形成することができる。
【００２７】
また、粒子表面がグラファイト化された場合、粒子表面が疎水化する。従って、後述するコアギュレート化（特にダイヤモンド粒子のコアギュレート化）のためには、粒子を水系分散剤で表面処理するとよい（図１Ｃ）。水系分散剤としては、ポリアクリル酸系の分散剤を用いることができる。より好ましくは、表面をグラファイト化したダイヤモンド粒子の表面に、更にポリアクリル酸を吸着させることができる。また、ダイヤモンドの表面をグラファイト化し、且つポリアクリル酸で処理したものとして、トーメイダイヤ株式会社製のＰＭ１００Ｄ等が利用可能である。
【００２８】
（２−２）コアギュレート体形成
本発明で用いるダイヤモンド粒子を凝集させることにより、強固な凝集体であるコアギュレート体を形成することができる。具体的な方法としては、まず、上述したダイヤモンド粒子を、非水系溶媒中に分散させる。その後、ダイヤモンド粒子の表面（親水性）と溶媒環境（疎水性）の関係により、ダイヤモンド粒子が凝集し、コアギュレート体を形成する（図２）。特に、水系分散剤に覆われたダイヤモンド粒子を非水系溶媒に分散すると、親和性の高い粒子間で吸着し凝集力の強い凝固体、コアギュレート体を形成する。コアギュレート体を形成することにより機械的研磨力（例えば、研磨速度）が増大する。
【００２９】
非水系溶媒としては、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄの溶解性パラメーターｓｐ値が約１０．０以下、好ましくは約８．０以下、相対速度が約５．０以下、より好ましくは約２．０以下のものが適している。非水系溶媒としては例えば、エクソン化学（株）製、無臭イソパラフィン系溶媒：アイソパーシリーズや低臭ナフテン系溶媒：ＥＸＸＳＯＬシリーズ、モービル化学製ｎ−パラフィン系溶媒：ホワイトレックスシリーズおよび工業用脂肪族系溶媒であるペガソール、ペガホオワイト、サートレックスなどがある。
【００３０】
コアギュレート体の中心二次粒子径（２Ｄ50）は、単結晶ダイヤモンド粒子の分散濃度や、中心一次粒子径、水系分散剤の種類、非水系溶媒種類により調整可能である。好ましくは、中心二次粒子径（２Ｄ50）は、約１０００ｎｍ〜約４０００ｎｍであり、より好ましくは、約１０００ｎｍ〜約２０００ｎｍである。
【００３１】
（２−３）コアギュレート体の分散
高い研磨速度と均一な研磨面を得る目的から、上述したコアギュレート体の粒径を再調整することが好ましい。そのためには、一度大きな粒子径のコアギュレート体を生成した後、それを再度分散することでコアギュレート体の粒子径を調整するのが好ましい。
【００３２】
コアギュレート体の分散処理方法としては、超音波分散、各種ビーズミル分散、ニーダー、ボールミル、又はこれらの組合せ等を用いることができる。とりわせ、ジルコニアビーズを用いた超音波ビーズ分散が好適に用いられる。
【００３３】
分散後の粒径については、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍでよく、好ましくは、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍである。また、分散後の粒径は、一次粒子径の約２倍〜約１０倍である。
【００３４】
また、効率よく分散するためには分散剤を用いることができる。分散剤は通常公知の界面活性剤などから分散性や研磨特性を考慮して用いれば良い。本発明では、特に限定されないが、例えば、ソルビタン脂肪酸エステル等を分散剤として用いることができる。ソルビタン脂肪酸エステルはソルビタン脂肪酸がエステル結合した物質で、ソルビタンのＯＨ基の個数に応じて、１−３個の脂肪酸の置換が可能で、脂肪酸はステアリン酸かオレイン酸が結合可能であるが、特に置換数は１でオレイン基を有するものが好ましい。
【００３５】
上述した分散剤を用いると、疎水性溶媒環境下では、分散剤の親水部分が、コアギュレート体のダイヤモンド粒子側に吸着し、分散剤の疎水性部分が外側を向く。そのため、分散したコアギュレート体の表面は疎水性となる（図３）。
【００３６】
粒子の分散性は、分散剤や対象とする粒子の種類に応じて異なるため、あらかじめ粒子濃度に対する分散剤の添加量を調整することが好ましい。本発明では、ダイヤモンド粒子全体量に対する分散剤の添加量は約１０％〜約５０％が好ましい（より好ましくは、約３０％〜約５０％）。また、最終的なスラリー全体を基準にした場合、分散剤の添加量は約０．１２％〜約０．６％が好ましい（より好ましくは、約０．３６％〜約０．６％）。
【００３７】
（２−４）フロキュレート体の形成
前記分散させたコアギュレート体を、更に凝集させてフロキュレート体を生成することができる。フロキュレート体の粒径は、約１５００ｎｍ〜約６０００ｎｍであり、より好ましくは、約１５００ｎｍ〜約２０００ｎｍである。また、フロキュレート体の粒径は、一次粒子径の約１０倍〜約１２０倍、コアギュレート体の粒径の約４倍〜約３０倍となり機械的研磨力が増大する。その一方で、フロキュレート体の凝集力はコアギュレート体に比べて弱く、研磨中の剪断により解れやすい。従って、被研磨面の面品位を損なうことなく（即ち、スクラッチを発生させることなく）、高い研磨速度が可能となる。
【００３８】
前記フロキュレート体を生成するためには、凝集剤を用いることができる。凝集化剤を添加すると、凝集化剤がダイヤモンド粒子の表面に吸着し、粒子表面の凝集化剤が相互に架橋することで、フロキュレート体を形成する。例えば、上述した分散剤を用いて、コアギュレート体を一旦分散させた場合には、分散後のコアギュレート体表面は分散剤により疎水性となっている。そこへ、上記凝集剤の疎水性部分が、コアギュレート体の疎水性表面と吸着し、凝集剤の親水性側の部分が、他の凝集剤の親水性側部分と吸着して、架橋し、凝集して、フロキュレート体が形成される（図４）。
【００３９】
フロキュレート体を形成可能な凝集化剤は、ノニオン性、アニオン性、カチオン性の一般的な界面活性剤を用いることができ、分子構造や重量平均分子量Ｍｗ、溶媒への溶解性に依存し、凝集体粒子径や凝集力が変化する。
【００４０】
上述した例では、分散させる際に分散剤（例えば、ソルビタン脂肪酸エステル）を用いている。この場合においては、前記分散剤の疎水基側がコアギュレート体の最外側を被覆している。従って、前記凝集化剤の分子構造としては、前記分散剤の疎水基部分に吸着しやすい疎水基を一部に有していて、更には粒子間の架橋作用を示す親水基を一部に有している物質が好ましい。
【００４１】
凝集化剤を用いることにより、コアギュレート体の表面に凝集化剤の一部が吸着し（例えば分散剤を介して）、コアギュレート体の表面に吸着していない部分同士が、粒子間で相互に架橋することで、コアギュレート体の凝集体を形成する。その架橋の強さを調節することにより、コアギュレート体の大きさや凝集力を調整することが可能となる。そして、より大きい凝集体を形成することにより、機械的研磨力（例えば、研磨速度）を大きくすることができる。同時に、適切な凝集力を有する凝集体を形成することにより、解れやすい構造となり、スクラッチの発生を抑えることができる。
【００４２】
フロキュレート体を形成する凝集化剤は、凝集化剤分子内に親水基を多く有している物質ほど好ましい。例えば、分子内の親水親油バランスを示す指標のＨＬＢ値（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ  −  Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）は５〜２０が好ましく、さらに好ましくは１３〜２０、最も好ましくは１４〜２０である。また、上限値については、２０以下の値であってもよく、例えば、１９以下、１８以下、１７以下、１６以下、又は１５以下でもよい。
【００４３】
また、粒子表面に吸着した凝集化剤の分子鎖間の架橋は、分子鎖の絡まりにより発現することから、Ｍｗが大きい物質を凝集化剤として用いることが好ましく、Ｍｗ＝約５００〜約１００００（より好ましくは、約１５００〜約５０００）の物質がより好ましい。
【００４４】
凝集化剤の添加濃度は、ダイヤ粒子の表面積に応じて決定することができる。例えば、１Ｄ50＝約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ（典型的には約１００ｎｍ）且つ２Ｄ50＝約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ（典型的には約２００ｎｍ）のコアギュレート体のダイヤ粒子全体量（スラリー全体に対して濃度約０．１５重量％）に対して、凝集化剤濃度は約３３．３３重量パーセント以上が好ましい。また、最終的なスラリー全体に対して、凝集化剤濃度は約０．０５重量パーセント以上が好ましい。上限値は特に限定されないが、効果が頭打ちとなる量の観点から、ダイヤ粒子全体量に対して、約６６．６７重量％以下である。また、最終的なスラリー全体に対して、約０．１重量％以下である。
【００４５】
本発明では、下記の分子式に示したグリセリン誘導体の一種のポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油（Ｍｗ＝３０００−４０００、分子内のエチレンオキサイド基の総和量（ｌ＋ｍ＋ｎ＋ｘ＋ｙ＋ｚ）＝６０）が好適に用いられる。
【化１】
0006557496.tif 000002
【化２】
0006557496.tif 000003
【００４６】
ポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油は、エチレンオキサイド基の重合量で分子量とHLBを調整可能であるが、非水系溶媒には基本的に不溶である。そのため、非極性溶媒中非水系溶媒での溶解性を向上させるため、ポリオキシエチレンアルキルアミン(ラウリルジエタノールアミン)を併用することが好ましい。
【００４７】
（２−５）スラリー形成
本発明の遊離砥粒研磨スラリーの砥粒濃度は約０．０１重量％〜約１．０重量％、好ましくは約０．０５重量％〜約０．４重量％であるとよい。
【００４８】
他の成分として、ｐＨ調整剤や増粘剤、酸化剤、腐食防止剤などを適宜添加してもよい。
３．本発明の研磨スラリーの利用
（１）研磨対象
本発明の研磨スラリーを用いて特定の材料を研磨することができる。研磨対象は特に限定されないが、硬度の異なる複数の材料から構成される部品（例えば、薄膜型磁気ヘッドのＡＢＳ（Ａｉｒ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ（空気浮上面）））の研磨に対して特に有益である（図５）。上述したように、硬度の異なる複数の材料の場合、一定以上の研磨速度を確保しないと、選択研磨の問題が生じる。しかし、研磨速度を上げるために、単純に大きくしてしまうと、スクラッチが発生してしまう。そこで、本発明の研磨スラリーを用いることにより、選択研磨が生じない一定以上の研磨速度を確保するとともに、スクラッチの発生を回避することができる。
【００４９】
（２）研磨条件
本発明の研磨スラリーを用いる場合、研磨条件は特に限定されないが、典型的には以下の条件下で研磨することができる。
ラップ盤：錫／アンチモン定盤、
定盤回転速度：約０．０１ｒｐｍ〜約１００ｒｐｍ、
スラリー研磨液供給量：約１秒〜約６０秒間隔に約０．１秒〜約１０秒間噴霧、
加工荷重：約１ｇ／ｃｍ2〜約１０００ｇ／ｃｍ2 、
加工時間：約１分間〜約６０分間
スラリーの砥粒濃度：約０．０１重量％〜約１重量％
【００５０】
（３）研磨特性
本発明の研磨スラリーは、一定以上の研磨速度を有する。例えば、上述した研磨対象となる材料のいずれかを、上述した研磨条件下で、研磨したときに、約０．７μｍ／ｍｉｎ以上（より好ましくは、約０．８μｍ／ｍｉｎ以上、典型的には約１．０μｍ／ｍｉｎ以下）の研磨速度を達成することができる。また、同条件で、研磨したときに、スクラッチが発生することもない（典型的には、スメア値に換算して約０．９％以下、より好ましくは、約０．８％以下）。
【００５１】
典型的には、以下の条件で研磨したときに、研磨速度約０．７μｍ／ｍｉｎ以上を達成することができ、且つスクラッチが発生することもない（典型的には、スメア値に換算して約０．９％以下）。
被研磨材料：複合材料（アルチック、センダスト、パーマロイ、アルミナ）
ラップ盤：錫／アンチモン定盤、
定盤回転速度：約６０ｒｐｍ、
スラリー研磨液供給量：約３０秒間隔に３秒間噴霧、
加工荷重：約２５０ｇ／ｃｍ2、
加工時間：約３０分間
スラリー砥粒濃度：約０．１５重量％
【実施例】
【００５２】
粒径の測定
粒径の測定については、下記で言及するいずれの粒径の場合にも、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−９２０）を用いて行った。
第一工程．コアギュレート体の形成
研磨剤粒子として、グラファイト化処理した単結晶ダイヤモンド粒子の表面をポリアクリル酸で処理した物（ＰＭ１００Ｄ、トーメイダイヤ株式会社製、中心一次粒子径１００ｎｍ）を準備した。
【００５３】
非水系溶媒として、イソパラフィン系溶媒（ＦＰ−２５、出光興産製）を準備した。
【００５４】
単結晶ダイヤモンド粒子を非水系溶媒中に１．２重量％添加し、撹拌して粒子径の大きなコアギュレート体を生成した。このコアギュレート体の中心二次粒子径は約２０００ｎｍであった。
【００５５】
第二工程．コアギュレート体の分散
次に、ソルビタン脂肪酸エステル（ＳＯ−１０Ｖ、日光ケミカル社製）を０．６重量％になるように添加し、ビーズ分散機（ペイントシェーカー、浅田鉄工株式会社製）を用いて約５時間分散処理し、中心二次粒子径が約２００ｎｍのコアギュレート体分散液を作製した（比較例においては５００ｎｍに調整した）。
【００５６】
第三工程．フロキュレート体の生成
作製したコアギュレート体分散液に、以下の各種凝集剤を０．１重量％追加した。
比較例１：なし
実施例１： グリセリン（ポリオキシエチレンヒマシ油・硬化ヒマシ油）（ＣＨ６０、花王製）
実施例２：モノオレイン酸テトラグリセリル（ＮＩＫＫＯＬ  Ｔｅｔｒａｇｌｙｎ  １−ＯＶ、日光ケミカル株式会社製）
実施例３：モノオレイン酸デカグリセリル（ＮＩＫＫＯＬ  Ｄｅｃａｇｌｙｎ  １−ＯＶ、日光ケミカル株式会社製）
【００５７】
そして、撹拌して中心二次粒子径２０００ｎｍのフロキュレート体分散液を作製した。粒子間の凝集剤の相互の架橋により形成されたフロキュレート体は、一定の剪断を与えると解れやすいものであった。
【００５８】
フロキュレート体の粒径を測定した。
【００５９】
以下の表に、結果を示す。
【００６０】
【表１】
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【００６１】
遊離砥粒研磨スラリーの作製
作製したフロキュレート体分散液に、オレイン酸０．２重量％、防錆剤（ＢＴＡ誘導体、ＴＴ−ＬＸ、城北化学工業製）０．１重量％を加え、遊離砥粒研磨スラリーを作製した。
【００６２】
遊離砥粒研磨スラリーの特性評価
実施例の遊離砥粒研磨スラリーを用いて、薄膜型磁気ヘッドのＡＢＳとなる面の研磨加工をおこなった（研磨条件は、明細書００５１に記載と同程度の条件下で行った）。研磨速度とスメアの測定をおこなった。
研磨速度は、研磨前後の厚さを電気抵抗値から換算し、更に厚さ変化を研磨時間で割ることにより算出した。またスメア値については、磁気抵抗値を基に算出した。より具体的には、被研磨物を、ウェハー上に積層し、バー上にダイシングした。被研磨物のＡＢＳ面には、複数の素子が存在し、各素子の磁気抵抗値を測定した。ＡＢＳ面のスクラッチの量と磁気抵抗値には相関があり、研磨後のＡＢＳ面にスクラッチが多いと、各素子の磁気抵抗値が低下する。全素子数に対して、磁気抵抗値の低い素子数の割合をスメア値として算出した。
結果を表２に示す。表中の「Ｃ．Ｒ．」はＣｕｔ  Ｒａｔｅ（単位：μｍ／ｍｉｎ）を表し、「Ｓｍｅａｒ」は上述したスメア値（単位：％）を表す。また、研磨速度が良好な物は〇、中程度な物は△、不良な物は×とした（より具体的には、Ｃ．Ｒ．が０．９以上は〇、０．８以上〜０．９未満は△、０．８未満は×）。同様に、Ｓｍｅａｒ状態が良好な物は〇、中程度な物は△、不良な物は×とした（より具体的には、Ｓｍｅａｒ値が、０．８以下の物は〇、０．８超〜０．９以下の物は△、０．９超の物は×とした）。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
比較例１では、一定の研磨速度を達成できているが、スクラッチが発生した。また、比較例１は粒径が５００ｎｍであり、これより大きい粒径を採用した場合には、研磨速度は向上する一方で、スクラッチの発生がより深刻になることが推測される。
【００６５】
実施例１〜３では、研磨速度の確保と及びスクラッチの抑制を両立させていた。また、実施例１及び３を比較することにより、ＨＬＢが１３付近を境として、研磨速度が向上すること、及びスクラッチを良好に抑制できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の遊離砥粒研磨スラリーは、光学部品、電子部品、及び精密機器部品等の表面を精密加工するために用いることができる。特に、硬度の異なる複数の異硬度材料から構成される複合材料（例えば、薄膜型磁気ヘッドの空気浮上面となる面）の研磨加工において使用するのに適する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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