JP2007179612A - 磁気ディスク基板用研磨液組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた基板の研磨方法を提供すること。
【解決手段】シリカ及び界面活性剤を含有してなり、ｐＨが０〜２．５である磁気ディスク基板用研磨液組成物であって、該界面活性剤が下記の一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される１つ以上の化合物である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。
Ｒ^１−（Ｏ）ｎ^１−ＳＯ_３Ｍ^１ （１）
［式中、Ｒ^１は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^１は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、ｎ^１は０又は１を表す。］
Ｒ^２ＯＯＣ−ＣＨ_２−ＣＨ（ＳＯ_３Ｍ^２）−ＣＯＯＲ^３ （２）
［式中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^２は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］

［式中、Ｒ^４は炭素数が３〜２０の炭化水素基、Ｍ^３及びＭ^４はそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
【選択図】なし

Description

本発明は、磁気ディスク基板用研磨液組成物及び基板の研磨方法に関する。

近年、磁気ディスクドライブは小型化及び大容量化が進む傾向にあるため、磁気ディスクの単位記録面積を縮小し、1枚あたりの容量を大きくすることにより、この傾向に対応している。単位記録面積が小さくなると磁気信号が弱くなるため、検出感度を上げる必要がある。従って、磁気ヘッド浮上高さをより低くすることが必要となり、それに伴い磁気ディスク基板の表面粗さやうねりを小さくすることが求められている。

特許文献１には、シリカとスルホン酸系アニオン界面活性剤とを含む研磨液組成物が開示されているが、該組成物のうねり低減効果は十分とは言えない。
国際公開第９８／２１２８９号パンフレット

磁気ヘッドは、磁気ディスク基板の全面に渡って浮上・移動するため、うねりについても基板全面において低減されることが求められている。しかし、これまでは、触針式や光学式測定機を用いていたため、微小部分（例えば、触針径０．２μm、カットオフ８００μm）のうねりしか評価できなかった。そのため、基板全面のうねりの測定は、非常に時間がかかるため、実質的に困難であった。従って、基板全面に渡るうねりについての評価は、なされていなかった。

今回、発明者らが、初めて磁気ディスク基板全面を評価できる装置（ThoT社製、model M4224）を用いて、基板全面に渡るうねり評価を行った結果、うねりの大きさが基板面内で大きく異なることが見出された。特に、外周部（例えば、基板中心から半径46mmの位置）でのうねりが内部（例えば、基板中心から半径20mmの位置）に比べて顕著に大きいことがわかった。従って、外周部のうねりを低減することにより、基板全面に渡るうねりが低減され、その結果、磁気ヘッド浮上高さのさらなる低減が可能になると考えられる。

本発明は、かかる新規な知見に基づき、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた基板の研磨方法を提供することを課題とする。

即ち、本発明の要旨は、
［１］ シリカ及び界面活性剤を含有してなり、ｐＨが０〜２．５である磁気ディスク基板用研磨液組成物であって、該界面活性剤が下記の一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される１つ以上の化合物である、磁気ディスク基板用研磨液組成物
Ｒ^１−（Ｏ）ｎ^１−ＳＯ_３Ｍ^１ （１）
［式中、Ｒ^１は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^１は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、ｎ^１は０又は１を表す。］
Ｒ^２ＯＯＣ−ＣＨ_２−ＣＨ（ＳＯ_３Ｍ^２）−ＣＯＯＲ^３ （２）
［式中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^２は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］

［式中、Ｒ^４は炭素数が３〜２０の炭化水素基、Ｍ^３及びＭ^４はそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］、及び
［２］ 前記［１］記載の研磨液組成物を被研磨基板1ｃｍ^２当たり０．０５〜１５ｍＬ／分の供給速度で研磨機に供給しながら、研磨パッドを用いて５〜５０ｋＰａの研磨圧力で研磨する工程を有する磁気ディスク基板の研磨方法
に関する。

本発明により、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いた基板の研磨方法が提供される。本発明の研磨液組成物又は研磨方法を、例えば、磁気ディスク基板の製造工程で用いることにより、うねり、中でも外周部のうねりが顕著に低減された基板を得ることができるという効果が奏される。

本発明の磁気ディスク基板用研磨液組成物は、シリカ及び界面活性剤を含有してなり、ｐＨが０〜２．５である磁気ディスク基板用研磨液組成物（以下、「研磨液組成物」と称することがある）であって、該界面活性剤が下記の一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される１つ以上の化合物であることを一つの特徴とする。
Ｒ^１−（Ｏ）ｎ^１−ＳＯ_３Ｍ^１ （１）
［式中、Ｒ^１は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^１は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、ｎ^１は０又は１を表す。］
Ｒ^２ＯＯＣ−ＣＨ_２−ＣＨ（ＳＯ_３Ｍ^２）−ＣＯＯＲ^３ （２）
［式中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^２は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］

［式中、Ｒ^４は炭素数が３〜２０の炭化水素基、Ｍ^３及びＭ^４はそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
かかる特徴を有することにより、本発明の研磨液組成物は、基板表面のうねり、中でも外周部のうねりを低減し得る。なお、様々な波長のうねりの中でも、磁気ヘッドの大きさ程度のうねり（本願では波長が０．４〜２ｍｍのうねりとする）が、磁気ヘッド浮上高さに大きな影響を及ぼすことが分かっている。従って、本発明におけるうねり評価は、波長：０．４〜２ｍｍのうねりについて行う。

本発明の研磨液組成物に使用されるシリカとしては、例えばコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられる。中でも、被研磨基板表面のより高度な平坦性を得る観点から、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカは、市販のものでもケイ酸水溶液から生成させる公知の製造方法等により得られたものでもよい。シリカの使用形態としては、操作性の観点からスラリー状であることが好ましい。

シリカの一次粒子の平均粒径は、シリカが一種単独又は二種以上混合されているかどうかに関係なく、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは３ｎｍ以上、さらに好ましくは５ｎｍ以上であり、また、表面粗さ（中心線平均粗さ：Ｒａ、Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ値：Ｒｍａｘ）を低減する観点から、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下、さらにより好ましくは１５ｎｍ以下、さらにより好ましくは１３ｎｍ以下である。従って、該一次粒子の平均粒径は、好ましくは１〜３０ｎｍ、より好ましくは１〜２５ｎｍ、さらに好ましくは１〜２０ｎｍ、さらにより好ましくは３〜２０ｎｍ、さらにより好ましくは５〜１５ｎｍ、さらにより好ましくは５〜１３ｎｍが望ましい。一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び基板の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは５〜１５０ｎｍ、より好ましくは５〜１００ｎｍ、さらに好ましくは５〜８０ｎｍ、さらにより好ましくは５〜５０ｎｍ、さらにより好ましくは５〜３０ｎｍである。

また、前記シリカの一次粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡で観察した画像を使い、一次粒子の小粒径側からの累積体積頻度が５０％となる粒径（Ｄ５０）を求め、この値を一次粒子の平均粒径とする。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光散乱法を用いて体積平均粒径として測定することができる。

シリカの粒径分布としては、ナノスクラッチの低減、表面粗さの低減及び高い研磨速度を達成する観点から、Ｄ９０／Ｄ５０が、好ましくは１〜３、より好ましくは１．３〜３である。なお、Ｄ９０とは、透過型電子顕微鏡で観察した画像を使い、一次粒子の小粒径側からの累積体積頻度が９０％となる粒径をいう。

研磨液組成物中におけるシリカの含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは０．５重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上、さらにより好ましくは５重量％以上であり、また、表面性状を向上させる観点から、好ましくは２０重量％以下、より好ましくは１５重量％以下、さらに好ましくは１３重量％以下、さらにより好ましくは１０重量％以下である。すなわち、該含有量は、好ましくは０．５〜２０重量％、より好ましくは１〜１５重量％、さらに好ましくは３〜１３重量％、さらにより好ましくは５〜１０重量％である。

本発明の研磨液組成物に使用される界面活性剤は、一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される１つ以上の化合物である。

一般式（１）で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式（１）で表されるスルホン酸又はその塩である。
Ｒ^１−（Ｏ）ｎ^１−ＳＯ_３Ｍ^１ （１）
[式中、Ｒ^１は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^１は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、ｎ^１は０又は１を表す。]
Ｒ^１は、飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、Ｒ^１は、炭素数６〜２０のアルキル基が好ましく、炭素数８〜１６のアルキル基がより好ましく、炭素数８〜１４のアルキル基がさらに好ましい。また、Ｍ^１の無機カチオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン等が挙げられる。中でも、外周部のうねり低減の観点から、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンが好ましく、より好ましくはアルカリ金属イオンが好ましい。Ｍ^１の有機カチオンとしては、一級乃至四級アンモニウムイオン、各種アミン等が挙げられる。中でも、アミン塩が好ましく、トリエタノールアミンがより好ましい。

式（１）で表される界面活性剤の具体例としては、オクチルスルホン酸ナトリウム、アルカン（Ｃ１４−１６）スルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム塩、ラウリル硫酸アンモニウム塩、ラウリル硫酸トリエタノールアミン塩、高級アルコール硫酸ナトリウム塩等が挙げられる。

一般式（２）で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式（２）で表されるスルホン酸又はその塩である。
Ｒ^２ＯＯＣ−ＣＨ_２−ＣＨ（ＳＯ_３Ｍ^２）−ＣＯＯＲ^３ （２）
［式中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^２は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、好ましいＲ^２及びＲ^３としては、それぞれ独立に前記のＲ^１と同様のものが例示される。また、Ｍ^２の無機カチオン及び有機カチオンとしては、前記のＭ^１と同様のものが例示される。

式（２）で表される界面活性剤の具体例としては、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジトリデシルスルホコハク酸ナトリウム、ジシクロヘキシルスルホコハク酸ナトリウム等が挙げられる。

一般式（３）で表されるスルホン酸化合物とは、下記の一般式（３）で表されるスルホン酸又はその塩である。

［式中、Ｒ^４は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^３及びＭ^４はそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
Ｒ^４は、飽和炭化水素でも不飽和炭化水素でもよく、また、直鎖構造でも分岐鎖構造でもよい。外周部のうねり低減の観点から、好ましいＲ^４としては、前記のＲ^１と同様のものが例示される。また、Ｍ^３及びＭ^４の無機カチオン及び有機カチオンとしては、それぞれ独立に前記のＭ^１と同様のものが例示される。

式（３）で表される界面活性剤の具体例としては、アルキル（Ｃ９−Ｃ１４）ジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。

前記のような界面活性剤を、水に対する溶解度が高い酸とともに用いて研磨液組成物のｐＨを０〜２．５に調整することにより、本発明の効果が奏される。例えば、ラウリル硫酸ナトリウム塩を、水に対する溶解度（25℃）が飽和水溶液100g当り80.3gである硫酸とともに用いることで、外周部のうねりを顕著に低減することができる。
なお、研磨液組成物中における界面活性剤は、1種単独で用いられてもよいし、２種以上を混合して用いられてもよい

研磨液組成物中の界面活性剤の含有量は、外周部のうねり低減の観点から、0.005〜１重量％が好ましく、より好ましくは0.01〜１重量％、さらに好ましくは0.02〜１重量％が望ましい。さらに、耐泡立ち性等の操作性を考慮すると、該含有量は、好ましくは0.02〜0.5重量％、より好ましくは0.02〜0.2重量％である。

本発明の研磨液組成物のpHは0〜2.5である。pHは、一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物でも調整可能であるが、うねり低減の観点から、水に対する25℃における溶解度が飽和水溶液100g当り1g以上の酸で調整するのが好ましい。うねり低減及び研磨速度向上の観点から、該pHは2.3以下が好ましく、2以下がより好ましく、1.9以下がさらに好ましい。また、研磨装置の腐食抑制の観点から、該pHは0.1以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、0.8以上がさらに好ましい。従って、うねり低減及び作業性環境の観点から0.1〜2.3が好ましく、0.5〜2がより好ましく、0.8〜1.9がさらに好ましい。

本発明に使用され得る酸としては、研磨速度の向上及びうねりの低減の観点から、水に対する25℃における溶解度が、飽和水溶液100g当り1g以上の酸が好ましく、より好ましくは2g以上の酸、さらに好ましくは3g以上、さらにより好ましくは4g以上、さらにより好ましくは5g以上、さらにより好ましくは6g以上の酸が望ましい。なお、本発明における酸の溶解度とは、25℃における酸の飽和水溶液100g中に含まれる酸の質量(g)を表すものとする。酸の溶解度は、例えば改訂４版化学便覧（基礎編）II、pp156-178（日本化学会編）等に記載されている。

かかる酸としては、例えば、硫酸、亜硫酸、過硫酸、硝酸、塩酸、ピロリン酸、ホスホン酸、リン酸、アミド硫酸等の無機酸、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（HEDP）、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-1，１，１-トリホスホン酸、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等の有機ホスホン酸、グルタミン酸、ピコリン酸等のアミノカルボン酸、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、オキサロ酢酸等のカルボン酸が挙げられる。中でも、スクラッチ及びうねりを低減する観点から、水に対する溶解度の大きな無機酸や有機ホスホン酸が好ましい。また、無機酸の中では、硫酸、硝酸、塩酸、過塩素酸がより好ましい。有機ホスホン酸の中では、HEDP、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンぺンタ（メチレンホスホン酸）がより好ましい。これらの酸は単独で用いても二種以上を混合して用いてもよい。

また、本発明に用いられるこれらの酸は一部中和された塩の形態であってもよい。かかる塩の好ましい例としては、クエン酸ナトリウム塩、硫酸ナトリウム塩、硝酸ナトリウム塩等が挙げられる。

研磨液組成物中における酸の含有量は、うねりの低減及び研磨速度の向上の観点から0.1重量％以上が好ましく、0.2重量％以上がより好ましく、0.4重量％以上がさらに好ましい。また、人体への影響及び研磨装置の腐食の観点から、酸の含有量は2重量％以下が好ましく、1.5重量％以下がより好ましく、1重量％以下がさらに好ましい。従って、うねりの低減及び作業環境の観点から0.1〜2重量％が好ましく、0.2〜1.5重量％がより好ましく、0.4〜1重量％がさらに好ましい。

本発明では、酸のうち、その水溶液の標準電極電位（25℃）が１V以上の値を示す酸は酸化剤として扱う。水溶液系の標準電極電位は、例えば改訂４版化学便覧（基礎編）II、pp464-468（日本化学会編）等に記載されている。また、ここで酸の標準電極電位とは、酸の陰イオンにおけるものをいう。

本発明に用いられる酸としては、うねりを低減する観点から、さらにｐＫaが４以下のものを用いることが好ましい。中でも、研磨速度の向上及びうねり低減の観点から、ｐＫaが3以下の酸が好ましく、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１.5以下、さらにより好ましくは１以下の酸が望ましい。
本発明で用いられる界面活性剤としてのスルホン酸に該当する酸は、本発明の研磨液組成物で用いられる「酸」には含まれないものとする。

本発明の研磨液組成物は、さらに酸化剤を含有することによりうねりを悪化させずに研磨速度を向上させることができる。酸化剤としては、過酸化物、過マンガン酸塩、クロム酸塩、硝酸塩、ペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩、金属塩類等を用いることができる。

過酸化物としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム等； 過マンガン酸塩としては、過マンガン酸カリウム等； クロム酸塩としては、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩等； 硝酸塩としては、硝酸鉄（III）、硝酸アンモニウム等； ペルオキソ酸又はその塩としては、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、過フタル酸等； 酸素酸又はその塩としては、次亜塩素酸、次亜臭素酸、次亜ヨウ素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等； 金属塩類としては、塩化鉄（III）、硫酸鉄（III）、クエン酸鉄（III）、硫酸アンモニウム鉄（III）等が挙げられる。好ましい酸化剤としては、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）等が挙げられる。これらの酸化剤は、一種単独で又は二種以上混合して使用してもよい。被研磨物表面への酸化剤由来のイオンが付着しにくいという観点から過酸化水素を使用することが好ましい。

研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、研磨速度を向上する観点から、好ましくは0.002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、さらにより好ましくは0.01重量％以上であり、表面粗さ及びうねりを低減し、ピット、スクラッチ等の表面欠陥を減少させて表面品質を向上させる観点から、好ましくは20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、さらにより好ましくは5重量％以下である。従って、表面品質を保ちつつ研磨速度を向上させるためには、該含有量は、好ましくは0.002〜20重量％、より好ましくは0.005〜15重量％、さらに好ましくは0.007〜10重量％、さらにより好ましくは0.01〜5重量％である。

本発明の研磨液組成物に用いられる水としては、蒸留水、イオン交換水、超純水等が挙げられる。被研磨基板の表面清浄性の観点からイオン交換水及び超純水が好ましく、超純水がより好ましい。研磨液組成物中の水の含有量は、60〜99重量％が好ましく、70〜98重量％がより好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲内でアルコール等の有機溶剤を含有してもよい。

本発明の研磨液組成物は、必要に応じて、ラジカル捕捉剤、防錆剤、消泡剤及び抗菌剤等を含有してもよい。研磨液組成物中のこれら他の任意成分の含有量は、0〜10重量％が好ましく、0〜5重量％がより好ましい。

本発明の研磨液組成物は、例えば、以下のようにして調製することができる。すなわち、界面活性剤水溶液を調製し、そこへ水に対する溶解度（25℃）が飽和水溶液100g当り1g以上の酸、さらにシリカスラリーを加えることにより研磨液組成物を調製する。必要に応じ、さらに任意成分を配合し研磨機に供給する。界面活性剤及び任意成分は、研磨機に供給する前に予め添加、混合されてもよいし、研磨機に供給する過程（例えば、供給配管中や研磨基板上）で添加、混合されてもよい。
シリカは、研磨液組成物を調製するときに濃縮されたスラリーの状態で混合されてもよいし、水等で希釈してから混合されてもよい。さらに、前記同様研磨機に供給する過程で添加、混合されてもよい。

本発明の研磨液組成物を調製する際には、シリカの安定性の観点から、酸の水溶液をあらかじめ調製してから、そこにシリカスラリーを添加し、混合することが好ましい。また、その他の任意成分も予め水に溶解することにより水溶液としてから、シリカスラリーを混合することが好ましい。さらに、シリカスラリーを混合する際には、シリカ粒子の乾燥による凝集を防ぐ観点から、シリカ粒子が乾燥しない速度で混合するのが好ましい。
シリカスラリーを混合する際は、シリカの分散性の観点から、シリカ以外の成分の水溶液を攪拌しながら、そこにシリカスラリーを添加し、混合するのが好ましい。

本発明はまた、基板の研磨方法及び基板の製造方法にも関する。上記のようにして得られた本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨することにより、うねりが抑えられた基板を製造することができる。具体例としては、不織布状の有機高分子系研磨布等の研磨パッドを貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を被研磨基板1cm²当たり0.05〜15mL/分の供給速度で研磨機に供給しながら、5〜50kPaの研磨圧力で、研磨定盤や基板を動かして基板を研磨する工程を有する基板の研磨方法又は基板の製造方法が挙げられる。かかる構成を有することにより、本発明の基板の研磨方法又は基板の製造方法により得られた基板は、効果的にうねりが低減されたものである。

本発明の研磨方法及び製造方法において研磨圧力とは、研磨時に被研磨基板の研磨面に加えられる定盤の圧力をいう。研磨圧力を5ｋPa以上にすると、被研磨基板が定盤により押さえ込まれ、被研磨基板の振動が起こりにくく基板外周端部での負荷がかかりにくいため、効果的にうねりを低減することができると推定される。生産性を考慮すると、好ましくは7ｋPa以上、より好ましくは10ｋPa以上である。一方、スクラッチの発生を抑制する観点から、研磨圧力は50ｋPa以下であり、好ましくは30kPa以下、より好ましくは20kPa以下である。したがって、本発明の研磨方法及び製造方法において研磨圧力は5〜50ｋPaであり、7〜30ｋPaが好ましく、10〜20ｋPaがより好ましい。研磨圧力の調整は、定盤及び／又は基板に空気圧や重りを負荷することにより行うことができる。

本発明の研磨方法及び製造方法における研磨液組成物の供給速度は、被研磨基板１cm²当たり、0.05〜15mL／分である。0.05mL／分以上では研磨布と被研磨基板の摩擦抵抗が抑えられるため、被研磨基板の振動が起こりにくく基板外周端部での負荷がかかりにくいため、効果的にうねりを低減することができると推定される。従って、該供給速度は、好ましくは0.06mL／分以上、より好ましくは0.07mL／分以上、さらに好ましくは0.08mL／分以上、さらにより好ましくは0.12mL／分以上である。また、経済的にうねりを低減する観点から、該供給速度は、被研磨基板１cm²当たり、15mL／分以下であり、10mL／分以下が好ましく、より好ましくは1mL／分以下、さらに好ましくは0.5mL／分以下である。したがって、研磨液組成物の供給速度は被研磨基板１cm²当たり、0.05〜15mL／分であり、0.06〜10mL／分が好ましく、より好ましくは0.07〜1mL／分、さらに好ましくは0.08〜0.5mL／分、さらにより好ましくは0.12〜0.5mL／分である。

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。その際に、研磨液組成物は全ての成分を含んだ１液で供給する方法の他、研磨液組成物の安定性等を考慮して、いくつかのキットに分け、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研磨基板上で、前記いくつかのキットが混合され、本発明の研磨液組成物となる。

本発明で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、スエードタイプ、不織布タイプ、ポリウレタン独立発泡タイプ、及びこれらを積層した二層タイプ等の研磨パッドを使用することができる。

研磨工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度を下げることで、基板の外周部のうねりをさらに改善させることができる。ここで、研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度とは、下記式によって表されるものをいう。

外周部のうねり低減の観点から、研磨工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度は、好ましくは1m/秒以下、より好ましくは0.8m/秒以下、さらに好ましくは0.6m/秒以下である。また、生産性向上の観点から、該相対速度は、好ましくは0.1m/秒以上、より好ましくは0.2m/秒以上、さらに好ましくは0.3m/秒以上、さらにより好ましくは0.4m/秒以上である。即ち、該相対速度は、好ましくは0.1〜1m/秒、より好ましくは0.2〜0.8m/秒、さらに好ましくは0.3〜0.6m/秒、さらにより好ましくは0.4〜0.6m/秒である。

前記研磨方法は、複数の研磨工程の中でも２工程目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程に行われるのがより好ましい。その際、前工程の研磨材や研磨液組成物の混入を避けるために、それぞれ別の研磨機を使用してもよく、またそれぞれ別の研磨機を使用した場合では、研磨工程毎に基板を洗浄することが好ましい。なお、研磨機としては、特に限定はない。

本発明の基板の研磨方法及び基板の製造方法に用いられる基板の表面性状は特に限定されないが、高記録密度用の基板を製造するためには、例えば、表面粗さ(Ra)が1nm程度の表面性状を有する基板が適する。表面粗さとは、表面平滑性の尺度であり、評価方法は限られないが、例えば原子間力顕微鏡において波長10μm以下の波長で測定可能な粗さとして評価し、中心線平均粗さRaとして表わすことができる。

本発明において好適に使用される被研磨基板の材質としては、例えばシリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属若しくは半金属、又はこれらの合金； ガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質； アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料； ポリイミド樹脂等の樹脂等、が挙げられる。これらの中でも、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金を含有する被研磨物が好適である。例えばNi-Pメッキされたアルミニウム合金基板や結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板により適しており、Ni-Pメッキされたアルミニウム合金基板がさらに適している。

被研磨物の形状には特に制限はなく、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や、レンズ等の曲面部を有する形状が本発明の研磨液組成物を用いる研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨により適している。

本発明の研磨液組成物は、精密部品用基板の研磨に好適に用いられる。例えば磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等のディスク記録媒体の基板、フォトマスク基板、液晶用ガラス、光学レンズ、光学ミラー、光学プリズム、半導体基板等の研磨に適している。本発明の研磨液組成物、並びに基板の研磨方法及び製造方法は、高容量化において重要なうねりを顕著に低減し得るものであるため、磁気ディスク基板の研磨及びその製造により適している。

本発明の研磨液組成物又は研磨方法を用いることにより、外周部における該うねりが、例えば、１．０ｎｍ以下、好ましくは０．９ｎｍ以下、より好ましくは０．８ｎｍ以下、さらに好ましくは０．７ｎｍ以下の基板を得ることができる。前記の外周部のうねりは、例えば、ThoTテクノロジー社製「ThoT model M4224」等のレーザー式全表面形状測定機にて測定することができる。

実験例１〜２１
下記の研磨液組成物及び被研磨基板を用いて、研磨を行い、研磨速度及びうねりを評価した。

［被研磨基板］
アルミナ研磨材を含有する研磨液組成物で、Ni-Pメッキされたアルミニウム基板を予め粗研磨して得たアルミニウム合金基板（厚さ：1.27mm、外径：95mmφ、内径：25mmφ、Ra：1nm）を被研磨基板として用いた。

［研磨液組成物の調製］
イオン交換水に、表１に示す配合量で、硫酸（和光純薬工業社製 特級）、過酸化水素（旭電化工業社製 35重量％品）、界面活性剤（花王株式会社製、又は東京化成試薬社製）を溶解し、よく攪拌した。その後、コロイダルシリカの水スラリー（シリカの平均一次粒子径（D50）：12nm、D90：26nm、シリカ濃度 25重量％、pH＝10）を添加して再度攪拌し、研磨液組成物を調製した。得られた研磨液組成物について、ｐＨを測定した。

［ｐＨの測定条件］
ｐＨメーター（東亜電波工業（株）製、ガラス式水素イオン濃度指数計「ＨＭ-３０Ｇ」を用いて、研磨液組成物のｐＨを25℃で測定した。結果を表１に示す。

［研磨条件］
研磨試験機：スピードファム社製、両面９B研磨機
研磨パッド：フジボウ社製スエードタイプ（厚さ０．９ｍｍ、平均開孔径30μm）
研磨時間：5分
投入枚数：10枚／回
（研磨圧力、研磨液組成物の供給速度、研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度は表１を参照）

［研磨速度の測定方法］
研磨前後の基板の重量変化を10枚の基板について測定し (Sartrius社製 BP-210S)、その平均値を研磨時間で割った値を重量変化速度とした。研磨速度(μm/分)は、Ni-Pの密度 (8.0g/cm³)及び基板片面面積 (66.0cm²)から下記の式に従い算出した。結果を表１に示す。
重量変化速度 = {研磨前基板重量(g) - 研磨後基板重量(g)}／研磨時間 (分)
研磨速度(μm/分) = 重量変化速度(g/分)／基板片面面積(mm²)／Ni-Pメッキ密度(g/cm³) ×10⁶

［うねりの測定方法］
研磨後の基板１０枚のうち任意の２枚の基板を選び、それらの両面についてうねりを下記の条件で測定した。結果を表１に示す。

［うねり測定条件］
測定機：ThoT Model４２２４（ThoTテクノロジー社製）
測定原理：レーザードップラー振動計（ヨウ素安定化Ｈｅ−Ｎｅレーザー：６３３ｎｍ）
測定波長：０．４−２ｍｍ
測定位置：基板中心より半径２０ｍｍから４６ｍｍの全面
基板回転速度：６０００ｒ／ｍ
ゲイン：１６
フィルター：１０ｋＨｚ
レーザーレンジ：５ｍｍ／ｓ／Ｖ
トラックピッチ：０．０１ｍｍ

表１に示されるとおり、本発明の研磨液組成物を用いて得られた基板は、外周部うねりが顕著に低減されており、基板全面に渡ってうねりが低減されたものであることがわかる。さらに、本発明の研磨方法を用いることにより、さらなるうねり低減が実現できることがわかる。

本発明の研磨液組成物及び基板の研磨方法は、磁気ディスク基板の研磨に好適に使用される。

Claims (6)

1. シリカ及び界面活性剤を含有してなり、ｐＨが０〜２．５である磁気ディスク基板用研磨液組成物であって、該界面活性剤が下記の一般式（１）〜（３）で表されるスルホン酸化合物からなる群より選択される１つ以上の化合物である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。
   Ｒ^１−（Ｏ）ｎ^１−ＳＯ_３Ｍ^１ （１）
   ［式中、Ｒ^１は炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^１は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオン、ｎ^１は０又は１を表す。］
   Ｒ^２ＯＯＣ−ＣＨ_２−ＣＨ（ＳＯ_３Ｍ^２）−ＣＯＯＲ^３ （２）
   ［式中、Ｒ^２及びＲ^３は、それぞれ独立に炭素数３〜２０の炭化水素基、Ｍ^２は水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
   ［式中、Ｒ^４は炭素数が３〜２０の炭化水素基、Ｍ^３及びＭ^４はそれぞれ独立に水素原子、無機カチオン、又は有機カチオンを表す。］
2. 研磨液組成物中における界面活性剤の含有量が０．００５〜１重量％である請求項１記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
3. シリカの一次粒子の平均粒径が１〜３０ｎｍである請求項１又は２記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
4. さらに、酸化剤を含有する請求項１〜３いずれか記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
5. 請求項１〜４いずれか記載の研磨液組成物を被研磨基板1ｃｍ^２当たり０．０５〜１５ｍＬ／分の供給速度で研磨機に供給しながら、研磨パッドを用いて５〜５０ｋＰａの研磨圧力で研磨する工程を有する磁気ディスク基板の研磨方法。
6. 前記の研磨する工程における研磨パッドに対する被研磨基板の相対速度が０．１〜１ｍ／秒である請求項５記載の磁気ディスク基板の研磨方法。