(57)【要約】【課題】シリカ粒子が凝集及び沈殿しにくく、長期にわたって分散状態が保持されうる、研磨液組成物として有用な分散液組成物を提供する。【解決手段】シリカ粒子を分散状態で含有する分散液組成物である。リシン、アルギニン、及び下記一般式（Ｉ）（Ｒ1及びＲ2：炭素原子数１〜４のアルキル基、Ａ：炭素原子数１〜５のアルカンジイル基）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、分散媒としての水と、をさらに含有し、上記の化合物の含有量が０．０００５〜１０質量％の範囲であり、ｐＨが８〜１１の範囲である。2017066296.tif 000010【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子を分散状態で含有する分散液組成物において、
リシン、アルギニン、及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、分散媒としての水と、をさらに含有し、
前記化合物の含有量が０．０００５〜１０質量％の範囲であり、
ｐＨが８〜１１の範囲である分散液組成物。
2017066296.tif 000009
（前記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は各々独立に炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、Ａは炭素原子数１〜５のアルカンジイル基を表す）
【請求項２】
研磨液組成物である請求項１に記載の分散液組成物。
【請求項３】
ガラス基体を研磨するために用いられる請求項２に記載の分散液組成物。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の分散液組成物を用いて基体を研磨する工程を有する被研磨体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨液組成物として有用な分散液組成物、及びこの分散液組成物を用いる被研磨体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、外部記憶装置であるハードディスクドライブの大容量化が求められている。このため、高密度記憶化や記録読取精度の向上を図るべく、ハードディスク内部に用いられる磁気ディスク用ガラス基板には、０．００１〜０．０１ｎｍという桁数での平坦性が求められている。
【０００３】
シリカ微粒子を分散させた分散液組成物は、防滑液、洗浄液、及び研磨液などとして用いられており、なかでも研磨液としての利用が活発に検討されている。そして、ガラス基体を平坦化する手法として、様々な研磨液を用いてガラス基体を研磨する技術が報告されている。例えば、特許文献１においては、研磨速度と表面平滑性の観点から、研磨材として１μｍ付近の平均粒径を有するアルミナ砥粒を含有する研磨液を用いることが報告されている。また、特許文献２においては、表面改質されたコロイダルシリカを含有する化学機械研磨用の研磨組成物が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０６４６３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の研磨液組成物を用いて近年の磁気ディスク用ガラス基板に求められるような超高精度な平坦性を達成するには、平均粒子径が数ｎｍ〜数１０ｎｍである微粒子が用いられていた。しかし、上記のような微粒子を分散させた分散液については、微粒子の分散状態を保つことが困難であった。すなわち、分散液を調製してから数日で微粒子が凝集してしまい、分散状態を保つことができずに沈殿してしまうことが問題となっていた。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、シリカ粒子が凝集及び沈殿しにくく、長期にわたって分散状態が保持されうる、研磨液組成物として有用な分散液組成物を提供することにある。また、本発明の課題とするところは、上記分散液組成物を用いた被研磨体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、検討を重ねた結果、特定の組成を有する分散液組成物とすることによって上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明によれば、シリカ粒子を分散状態で含有する分散液組成物において、リシン、アルギニン、及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、分散媒としての水と、をさらに含有し、前記化合物の含有量が０．０００５〜１０質量％の範囲であり、ｐＨが８〜１１の範囲である分散液組成物が提供される。
【０００９】
2017066296.tif 000002
（前記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は各々独立に炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、Ａは炭素原子数１〜５のアルカンジイル基を表す）
【００１０】
また、本発明によれば、上記分散液組成物を用いて基体を研磨する工程を有する被研磨体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリカ粒子が凝集及び沈殿しにくく、長期にわたって分散状態が保持されうる、研磨液組成物として有用な分散液組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。本発明の分散液組成物は、シリカ粒子を分散状態で含有する。そして、特定の化合物を所定の含有量でさらに含有するとともに、ｐＨが８〜１１であることを重要な特徴の一部とする。
【００１３】
シリカ粒子の種類は特に限定されず、周知のシリカ粒子を使用することができる。また、シリカ粒子は、シランカップリング剤などで表面改質されたものであってもよい。シリカ粒子としては、シリカ粒子が安定に分散しているコロイダルシリカ（コロイダルシリカ溶液）が好ましい。動的光散乱法によって測定されるコロイダルシリカ中のシリカ粒子の平均粒子径は、１〜２５００ｎｍであることが好ましく、２〜１０００ｎｍであることがさらに好ましく、３〜１００ｎｍであることが特に好ましい。シリカ粒子の平均粒子径が上記の範囲内であると、分散液組成物中でより安定に分散可能であるとともに、研磨砥粒としてより有効に機能するので、さらに平坦化された被研磨体を製造することができるために好ましい。コロイダルシリカ中のシリカ粒子の濃度は、１０〜７０質量％であることが好ましく、３０〜６０質量％であることがさらに好ましい。また、分散液組成物中のシリカ粒子の濃度は、１０〜７０質量％であることが好ましく、３０〜６０質量％であることがさらに好ましい。
【００１４】
本発明の分散液組成物は、リシン、アルギニン、及び下記一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物と、分散媒としての水とをさらに含有する。この化合物の含有量は０．０００５〜１０質量％の範囲であるとともに、分散液組成物のｐＨは８〜１１の範囲である。
【００１５】
2017066296.tif 000003
（前記一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2は各々独立に炭素原子数１〜４のアルキル基を表し、Ａは炭素原子数１〜５のアルカンジイル基を表す）
【００１６】
リシン及びアルギニンは、Ｌ体、Ｄ体、及びＤＬ体（ラセミ体）のいずれでもよい。なかでも、入手しやすく安価であることからＬ体が好ましい。
【００１７】
一般式（Ｉ）中、Ｒ1及びＲ2で表される炭素原子数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第２ブチル基、第３ブチル基などを挙げることができる。これらのなかでも、Ｒ1及びＲ2がメチル基であると、分散液組成物中のシリカ粒子の分散状態をより長く保持できるために好ましい。
【００１８】
一般式（Ｉ）中、Ａで表される炭素原子数１〜５のアルカンジイル基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基などを挙げることができる。これらのなかでも、メチレン基、エチレン基、及びプロピレン基であると、分散液組成物中のシリカ粒子の分散状態をより長く保持できるために好ましく、プロピレン基であると効果が特に高いために好ましい。
【００１９】
一般式（Ｉ）で表される化合物の好適な具体例としては、下記式Ｎｏ．１〜１２で表される化合物を挙げることができる。なお、下記式中、「Ｍｅ」はメチル基を表し、「Ｅｔ」はエチル基を表し、「ｉＰｒ」はイソプロピル基を表し、「ｓＢｕ」は第２ブチル基を表し、「ｔＢｕ」は第３ブチル基を表す。
す。
【００２０】
2017066296.tif 000004
【００２１】
分散液組成物中のリシン、アルギニン、及び一般式（Ｉ）で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種の化合物の含有量（濃度）は、０．０００５〜１０質量％の範囲である。上記の化合物の濃度が０．０００５質量％未満であると、上記の化合物を添加した効果が発現しない。一方、上記の化合物の濃度を１０質量％超にしても、添加した効果は向上しない。なお、分散液組成物中の上記の化合物の濃度は、０．００１〜５質量％の範囲であることが好ましい。上記の濃度範囲とすることで、分散液組成物中のシリカ粒子の分散状態をより長く保持することができる。上記の化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
本発明の分散液組成物のｐＨは８〜１１の範囲である。分散液組成物のｐＨが８未満であると、シリカ粒子の分散状態を保持することが困難である。一方、分散液組成物のｐＨが１１超であると、分散液組成物中のシリカ粒子が溶解することがある。なお、分散液組成物のｐＨは、８〜１０の範囲であることが好ましい。上記のｐＨ範囲とすることで、分散液組成物中のシリカ粒子の分散状態をより長く保持することができる。なお、本明細書における「ｐＨ」は、特に断りのない限り、２５℃における値を意味する。
【００２３】
ｐＨ調整剤成分としては、周知のｐＨ調整剤成分を用いることができる。周知のｐＨ調整剤成分としては、例えば、水溶性塩基性化合物や水溶性酸性化合物を挙げることができる。水溶性塩基性化合物の具体例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化アルカリ金属類；水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウムなどの水酸化アルカリ土類金属類；炭酸アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩類；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどの４級アンモニウムヒドロキシド類；エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ヒドロキシエチルアミンなどの有機アミン類；アンモニアなどを挙げることができる。これらの水溶性塩基性化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。なかでも、アンモニアや水酸化アルカリ金属類が、安価で扱いやすいために好ましい。
【００２４】
水溶性酸性化合物の具体例としては、水溶性の有機酸；塩酸、硫酸、及び硝酸などの無機酸を挙げることができる。水溶性酸性化合物は、上記の水溶性塩基性化合物と組み合わせて用いることができる。
【００２５】
本発明の分散液組成物には、研磨液組成物などの通常の分散液組成物に添加しうる成分（その他の添加剤）を、本発明の目的を損なわない範囲内で任意に含有させることができる。その他の添加剤としては、例えば、有機酸、酸化剤、キレート剤、界面活性剤、防腐剤、防錆剤、防黴剤などを挙げることができる。
【００２６】
有機酸の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、グリコール酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、無水酢酸などの脂肪族有機カルボン酸；安息香酸、２−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、キナルジン酸、ナフタレン−１−カルボン酸、ナフタレン−２−カルボン酸などの芳香族カルボン酸；メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、ブタンスルホン酸、ペンタンスルホン酸、ヘキサンスルホン酸、ヘプタンスルホン酸、オクタンスルホン酸、ノルボルネンスルホン酸、アダマンタンスルホン酸、シクロヘキサンスルホン酸、カンファースルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ペンタフルオロエタンスルホン酸、ヘプタフルオロプロパンスルホン酸などの脂肪族スルホン酸；ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ナフタレン−１−スルホン酸、ナフタレン−２−スルホン酸、アントラセンスルホン酸、アセナフテンスルホン酸、フェナントレンスルホン酸などの芳香族スルホン酸などを挙げることができる。これらの有機酸は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。分散液組成物中の有機酸の含有量は、０．０００５〜５質量％であることが好ましい。
【００２７】
酸化剤の具体例としては、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸カリウム、過ヨウ素酸リチウム、過ヨウ素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸リチウム、過マンガン酸ナトリウム、重クロム酸、重クロム酸カリウム、重クロム酸リチウム、重クロム酸ナトリウム、過塩素酸、過塩素酸塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩など）、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩など）、過硫酸、過硫酸塩（アルカリ金属塩、アンモニウム塩など）、過酢酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過安息香酸、オゾンなどを挙げることができる。これらの酸化剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。分散液組成物中の酸化剤の含有量は、０．０１〜１０質量％であることが好ましい。
【００２８】
本発明の分散液組成物は水を含有する。すなわち、本発明の分散液組成物は、水を分散媒とするシリカ粒子の分散液の状態で提供される。
【００２９】
一般的に、分散液組成物を研磨液組成物として用いる場合、シリカ粒子が凝集してしまうと所望の平坦性に研磨することができなくなる。さらに、シリカ粒子の分散状態が保持されない分散液組成物を研磨液組成物として用いると、歩留まりが著しく低下する。
これに対して、本発明の分散液組成物は、シリカ粒子が凝集及び沈殿しにくく、長期にわたって分散状態が保持されるものである。特に、平均粒子径が数ｎｍ〜数１０ｎｍであるシリカ粒子の分散状態を長期にわたって保持することができる。このため、本発明の分散液組成物は、研磨液組成物として特に好適に用いることができる。
【００３０】
本発明の被研磨体の製造方法は、前述の分散液組成物を用いて基体（被研磨基体）を研磨する工程を有する。本発明の被研磨体の製造方法は、前述の分散液組成物を研磨液組成物（研磨液）として使用すること以外は、従来の研磨方法と同様に実施することができる。具体的には、市販の研磨装置を用いる研磨方法を採用することができる。研磨装置を用いる研磨方法の具体例としては、（ｉ）キャリアで保持した被研磨基体を、研磨パッドを貼りつけた研磨定盤で挟み込み；（ｉｉ）研磨液組成物を研磨パッドと被研磨基体との間に供給し；（ｉｉｉ）所定の圧力の下で研磨定盤及び被研磨基体の少なくともいずれかを動かすことにより、研磨液組成物を被研磨基体に接触させながら研磨する方法などを挙げることができる。上記の圧力は特に限定されず、所望とする研磨速度及び所望の平坦性を有する被研磨体が得られるように適宜調整すればよい。上記の圧力は、例えば１〜１０００ｇ／ｃｍ2であればよく、１０〜５００ｇ／ｃｍ2であることが好ましい。
【００３１】
研磨パッドとしては、ウレタン系研磨パッド、不織布系研磨パッド、スウェード系研磨パッドなどを用いることができる。なかでも、ポリウレタンパッドなどのウレタン系研磨パッドを用いると、研磨速度がさらに向上するとともに、得られる被研磨体表面の平坦性がより良好になるために好ましい。ウレタン系研磨パッドの好適例としては、商品名「Ｂｅｌｌａｔｒｉｘシリーズ」（ＦＩＬＷＥＬ社製）などを挙げることができる。
【００３２】
研磨対象となる被研磨基体の材質としては、例えば、石英ガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、無アルカリガラス、結晶化ガラスなどを挙げることができる。研磨液組成物として用いる本発明の分散液組成物は、強化ガラス基板用のアルミノシリケートガラスや、ガラスセラミック基板（結晶化ガラス基板）、石英ガラス基板の研磨に適している。
【００３３】
被研磨基体の形状は特に限定されない、被研磨基体の形状としては、例えば、ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平坦部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形状などを挙げることができる。研磨液組成物として用いる本発明の研磨液組成物は、ディスク状又はプレート状の被研磨基体の研磨に適している。
【００３４】
被研磨体は、研磨液組成物を用いる前述の研磨方法で製造することができる。製造される被研磨体（研磨が施された製品）は特に限定されない。製造される被研磨体としては、例えば、液晶パネル用ガラス、光学ガラス、ハードディスク用ガラス、フォトマスク、及び水晶振動子などを挙げることができる。なかでも、ガラスハードディスクを好適に製造することができる。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
（実施例１〜１６）分散液組成物Ｎｏ．１〜１６の製造
表１に示すコロイダルシリカ溶液を用いて、表２に示す配合にしたがって分散液組成物Ｎｏ．１〜１６（実施例１〜１６）を製造した。残分は水である。製造した分散液組成物のｐＨを表２に示す。なお、分散液組成物のｐＨは、２５℃における値である。
【００３７】
2017066296.tif 000005
【００３８】
2017066296.tif 000006
【００３９】
（比較例１〜４）比較組成物１〜４の製造
表３に示す配合にしたがって比較組成物１〜４（比較例１〜４）を製造した。残分は水である。製造した比較組成物のｐＨを表３に示す。なお、比較組成物のｐＨは、２５℃における値である。
【００４０】
2017066296.tif 000007
【００４１】
（評価例１）分散液組成物の評価
分散液組成物Ｎｏ．１〜１６及び比較組成物１〜４を密閉したガラス容器に入れ、常圧５０℃で１０日間静置した。静置後、分散液組成物中のコロイダルシリカの様子を目視にて確認した。結果を表４に示す。
【００４２】
2017066296.tif 000008
【００４３】
表４に示すように、実施例１〜１６の分散液組成物Ｎｏ．１〜１６は、いずれもコロイダルシリカの分散状態が保持されていたことが分かる。これに対して、比較例１〜３の比較組成物１〜３ではコロイダルシリカが凝集してしまい、分散状態が保持されなかったことが分かる。また、実施例１〜１６の分散液組成物Ｎｏ．１〜１６及び比較例１〜３の比較組成物１〜３の色は、評価の前後で変化せず、着色することはなかった。これに対して、比較例４の比較組成物４では、コロイダルシリカの分散状態は保持されていたが着色が生じていた。着色した分散液組成物を研磨液組成物として用いると、被研磨体に色をつけてしまう場合がある。このため、着色した分散液組成物を研磨液組成物として用いることはできない。