JP5571926B2 - 磁気ディスク基板用研磨液組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、磁気ディスク基板用研磨液組成物、及びこれを用いた磁気ディスク基板の製造方法に関する。
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。高記録密度化するために、単位記録面積を縮小し、弱くなった磁気信号の検出感度を向上するため、磁気ヘッドの浮上高さをより低くするための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・平坦性の向上（表面粗さ、うねり、端面ダレの低減）と欠陥低減（スクラッチ、突起、ピット等の低減）に対する要求が厳しくなっている。このような要求に対して、カルボキシル基やスルホン酸基などの官能基を有する共重合体を含有する研磨液組成物が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１は、半導体部品の化学的機械研磨（ＣＭＰ）に適した研磨液組成物であって、スルホン酸基を有する重合体を含有することにより被研磨物の表面を平坦にし、かつ研磨速度を高くできる研磨液組成物を開示する。
特許文献２は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）に適した半導体部品用研磨液組成物であって、カルボン酸基を有する重合体、スルホン酸基を有する重合体、及びホスホン酸基を有する重合体のうち少なくとも２種の重合体を含有することにより被研磨物の表面粗さを低く、かつ研磨速度を高くできる研磨液組成物を開示する。
特許文献３は、Ｎｉ金属含有基板の研磨用組成物であって、アルミナやシリカ等の無機砥粒に替えてスルホン酸基などの金属イオンに配位可能な官能基を有する共重合体樹脂粒子を含む、スクラッチや突起等の欠陥の発生を抑制できる研磨用組成物を開示する。
磁気ディスクドライブのさらなる大容量化を実現するためには、従来の研磨液組成物によるスクラッチの低減だけでは不十分であり、スクラッチに加えて、基板表面のうねりやナノ突起欠陥をよりいっそう低減する必要がある。
また、大容量化に伴い、磁気ディスクにおける記録方式が水平磁気記録方式から垂直磁気記録方式へと移行した。垂直磁気記録方式の磁気ディスクの製造工程では、水平磁気記録方式で磁化方向を揃えるために必要であったテクスチャ工程が不要となり、研磨後の基板表面に直接磁性層が形成されるため、基板表面品質に対する要求特性はさらに厳しくなっている。従来の研磨液組成物では、垂直磁気記録方式の基板表面に求められる欠陥・スクラッチの少なさ及び表面うねりの低さを十分に満足することができない。
そこで、本発明は、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥の低減を実現でき磁気ディスク基板用研磨液組成物、及びこれを用いた磁気ディスク基板の製造方法を提供する。
本発明は、研磨材と、下記一般式（１）で表される構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位を有する共重合体又はその塩とを含有する磁気ディスク基板用研磨液組成物に関する。
［式中、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２２の炭化水素鎖である。］
また、本発明の磁気ディスク基板の製造方法は、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を含む基板の製造方法に関する。
本発明の磁気ディスク基板用研磨液組成物によれば、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板、特に垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板を製造できるという効果が好ましくは奏される。
［ナノ突起欠陥］
本発明において「ナノ突起欠陥」とは、磁気ディスク基板の製造工程における研磨後の基板表面の欠陥であって、光学的に検出され得る１０ｎｍ未満程度の大きさの凸欠陥をいう。磁気ディスクの高密度化・大容量化のためには、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔は１０ｎｍ未満となる必要があるため、ナノ突起の残存は磁気ヘッドの消耗及び磁気ディスクドライブの記録密度の低下や不安定をもたらし得る。研磨後の基板においてナノ突起欠陥が低減されれば、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。
本発明において「ナノ突起欠陥」とは、磁気ディスク基板の製造工程における研磨後の基板表面の欠陥であって、光学的に検出され得る１０ｎｍ未満程度の大きさの凸欠陥をいう。磁気ディスクの高密度化・大容量化のためには、磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔は１０ｎｍ未満となる必要があるため、ナノ突起の残存は磁気ヘッドの消耗及び磁気ディスクドライブの記録密度の低下や不安定をもたらし得る。研磨後の基板においてナノ突起欠陥が低減されれば、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。
［うねり］
本発明において基板の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸をいい、一般に、長波長うねり（波長０．４〜２ｍｍ）と短波長うねり（波長５〜５０μｍ）を含むが、本明細書においては特に言及しない限り短波長うねりを指す。研磨後の基板表面のうねりが低減されることにより、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。
本発明において基板の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸をいい、一般に、長波長うねり（波長０．４〜２ｍｍ）と短波長うねり（波長５〜５０μｍ）を含むが、本明細書においては特に言及しない限り短波長うねりを指す。研磨後の基板表面のうねりが低減されることにより、磁気ヘッドの浮上量が低減でき、磁気ディスク基板の記録密度向上が可能となる。
［スクラッチ］
本発明において「スクラッチ」とは、深さが１ｎｍ以上、幅が１００ｎｍ以上、長さが１０００ｎｍ以上の基板表面の微細な傷で、光学式欠陥検出装置であるＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製のＣａｎｄｅｌａ６１００シリーズや日立ハイテクノロジ−社製のＮＳ１５００シリーズで検出可能であり、スクラッチ数として定量評価できる。さらに、検出したスクラッチは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で大きさや形状を解析することができる。
本発明において「スクラッチ」とは、深さが１ｎｍ以上、幅が１００ｎｍ以上、長さが１０００ｎｍ以上の基板表面の微細な傷で、光学式欠陥検出装置であるＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製のＣａｎｄｅｌａ６１００シリーズや日立ハイテクノロジ−社製のＮＳ１５００シリーズで検出可能であり、スクラッチ数として定量評価できる。さらに、検出したスクラッチは原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で大きさや形状を解析することができる。
本発明は、前記スルホン酸基を有する構成単位とメタクリル酸メチル等の単量体に由来する疎水性の構成単位とを有する共重合体を含有する研磨液組成物を使用すれば、研磨後の基板のスクラッチの低減に加えて、研磨後の基板表面のナノ突起欠陥及びうねりの低減を達成できるという知見に基づく。
すなわち、本発明は、研磨材と、下記一般式（１）で表される構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位を有する共重合体又はその塩とを含有する研磨液組成物に関する。
［式中、Ｒ1は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は炭素数１〜２２の炭化水素鎖である。］
本発明の研磨液組成物によれば、研磨後の基板において、スクラッチの低減のみならず、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥を低減するという効果を奏し得る。
本発明の研磨液組成物がスクラッチのみならず研磨後の基板表面うねりやナノ突起欠陥を低減できるメカニズムの詳細は明らかでないが、共重合体におけるメタクリル酸メチル等の単量体に由来する疎水性構成単位が含まれることにより共重合体の研磨パッドへの吸着量が増加し、研磨パッドの振動が抑制され、その結果、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥が低減すると推定される。但し、本発明はこのメカニズムに限定されない。
［共重合体］
本発明の研磨液組成物は、上記一般式（１）で表される構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位を有する共重合体又はその塩（以下、「本発明の共重合体」ともいう。）を含有する。以下、上記一般式（１）で表される構成単位を「疎水性構成単位」ともいう。なお、疎水性構成単位とスルホン酸基を有する構成単位の配列は、ランダム、ブロック、又はグラフトのいずれでも良い。また、後述するとおり、所定の含有量の範囲をすべて満たす範囲で、これら構成単位以外の構成単位を含んでいてもよい。
本発明の研磨液組成物は、上記一般式（１）で表される構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位を有する共重合体又はその塩（以下、「本発明の共重合体」ともいう。）を含有する。以下、上記一般式（１）で表される構成単位を「疎水性構成単位」ともいう。なお、疎水性構成単位とスルホン酸基を有する構成単位の配列は、ランダム、ブロック、又はグラフトのいずれでも良い。また、後述するとおり、所定の含有量の範囲をすべて満たす範囲で、これら構成単位以外の構成単位を含んでいてもよい。
［疎水性構成単位］
本発明の共重合体における疎水性構成単位は、下記一般式（１）で表されるものである。下記一般式（１）のＲ1は共重合体の研磨パッドへの吸着量増加及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であって、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、又はエチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましい。下記一般式（１）のＲ2は共重合体の研磨パッドへの吸着量増加及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、炭素数１〜２２の炭化水素鎖であり、炭素数は、１〜１８が好ましく、１〜１２がより好ましく、１〜８がさらに好ましく、１〜４がさらにより好ましい。また、炭化水素鎖としては、直鎖構造でも分岐鎖構造でも環状構造でもよく、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、又はシクロアルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、本発明の共重合体は、二種類以上の疎水性構成単位を含んでもよい。
本発明の共重合体における疎水性構成単位は、下記一般式（１）で表されるものである。下記一般式（１）のＲ1は共重合体の研磨パッドへの吸着量増加及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であって、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、又はエチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましい。下記一般式（１）のＲ2は共重合体の研磨パッドへの吸着量増加及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、炭素数１〜２２の炭化水素鎖であり、炭素数は、１〜１８が好ましく、１〜１２がより好ましく、１〜８がさらに好ましく、１〜４がさらにより好ましい。また、炭化水素鎖としては、直鎖構造でも分岐鎖構造でも環状構造でもよく、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、又はシクロアルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、本発明の共重合体は、二種類以上の疎水性構成単位を含んでもよい。
本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占める疎水性構成単位の含有率は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５〜９５モル％が好ましく、３０〜９５モル％がより好ましく、４０〜９０モル％がさらに好ましく、５０〜８５モル％がさらにより好ましく、６０〜８０モル％がさらに好ましい。
疎水性構成単位は、疎水性単量体に由来することが好ましい。ここで、疎水性単量体とは、２０℃における水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下の単量体をいう。疎水性構成単位を提供する好ましい疎水性単量体としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラウリル（ＬＭＡ）、メタクリル酸パルミチル、メタクリル酸セチル、メタクリル酸ステアリル（ＳＭＡ）、メタクリル酸イソステアリル（ＩＳＭＡ）、メタクリル酸ベヘニル（ＢＭＡ）、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル（ＢｚＭＡ）、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸パルミチル、アクリル酸セチル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸イソステアリル、アクリル酸ベヘニル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられ、これらのなかでも、反応性及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルが好ましく、メタクリル酸メチルがより好ましい。
［スルホン酸基を有する構成単位］
本発明の共重合体におけるスルホン酸基を有する構成単位は、例えば、スルホン酸基を有する単量体を重合することにより得られる。スルホン酸基を有する構成単位は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、下記一般式（２）で表されることが好ましい。下記一般式（２）のＲ3は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であって、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、又はエチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましく、メチル基がさらにより好ましい。下記一般式（２）のＲ4は共重合体の溶解・分散性及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、１又は複数のスルホン酸基を有するアリール基であり、１又は複数のスルホン酸基を有するフェニル基が好ましく、オルト、メタ、パラ位のいずれかで１つのスルホン酸基を有するフェニル基又はメタ位の２箇所でスルホン酸基を有するフェニル基がより好ましく、パラ位でスルホン酸基を有するフェニル基がさらに好ましい。本発明の共重合体は、二種類以上のスルホン酸基を有する構成単位を含んでもよい。なお、これらのスルホン酸基は中和された塩の形態を取ってもよい。
［式（２）中、Ｒ3は水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であり、Ｒ4は１又は複数のスルホン酸（塩）基で置換されたアリール基である。］
本発明の共重合体におけるスルホン酸基を有する構成単位は、例えば、スルホン酸基を有する単量体を重合することにより得られる。スルホン酸基を有する構成単位は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、下記一般式（２）で表されることが好ましい。下記一般式（２）のＲ3は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基であって、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基が好ましく、水素原子、メチル基、又はエチル基がより好ましく、水素原子又はメチル基がさらに好ましく、メチル基がさらにより好ましい。下記一般式（２）のＲ4は共重合体の溶解・分散性及び研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、１又は複数のスルホン酸基を有するアリール基であり、１又は複数のスルホン酸基を有するフェニル基が好ましく、オルト、メタ、パラ位のいずれかで１つのスルホン酸基を有するフェニル基又はメタ位の２箇所でスルホン酸基を有するフェニル基がより好ましく、パラ位でスルホン酸基を有するフェニル基がさらに好ましい。本発明の共重合体は、二種類以上のスルホン酸基を有する構成単位を含んでもよい。なお、これらのスルホン酸基は中和された塩の形態を取ってもよい。
スルホン酸基の対イオンとしては、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム等のイオンが挙げられる。金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの金属の中でも、表面粗さ及びナノスクラッチ低減の観点から１Ａ、３Ｂ、又は８族に属する金属が好ましく、１Ａ族に属するナトリウム及びカリウムがより好ましい。アルキルアンモニウムの具体例としては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム等が挙げられる。これらの塩の中では、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩がより好ましい。
本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占めるスルホン酸基を有する構成単位の含有率は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５〜９５モル％が好ましく、５〜７０モル％がより好ましく、１０〜６０モル％がさらに好ましく、１５〜５０モル％がさらにより好ましく、２０〜４０モル％がさらにより好ましい。
スルホン酸基を有する構成単位を提供する単量体としては、例えば、イソプレンスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルベンジルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸及びそれらの塩等が挙げられる。これらのなかでも、共重合体の保存安定性向上並びに研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、スチレンスルホン酸又はメチルスチレンスルホン酸及びそれらの塩が好ましく、スチレンスルホン酸及びその塩がより好ましい。あるいは、スルホン酸基を有する構成単位は、上述した疎水性構成単位を含む（共）重合体（ベースポリマー）を公知のスルホン化剤などによりスルホン化することで得てもよい。
本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占める上記の疎水性構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位の合計の含有率は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、７０〜１００モル％が好ましく、８０〜１００モル％がより好ましく、９０〜１００モル％がさらに好ましく、９５〜１００モル％がさらにより好ましい。
本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占める上記の疎水性構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位のモル比（疎水性構成単位のモル％／スルホン酸基を有する構成単位のモル％）は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５／９５〜９５／５が好ましく、３０／７０〜９５／５がより好ましく、４０／６０〜９０／１０がさらに好ましく、５０／５０〜８５／１５がさらにより好ましく、６０／４０〜８０／２０がさらにより好ましい。
［その他の構成単位］
本発明の共重合体は、上記の疎水性構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位以外のその他の構成単位を有してもよい。その他の構成単位としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸；ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート等のヒドロキシ基又はグリシジル基含有エチレン性単量体；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ダイアセトンアクリルアミド等のエチレン性アミド；アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルメタクリレート等のエチレン性アミン又はその塩などが挙げられる。本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占めるその他の構成単位の含有率は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、０〜３０モル％が好ましく、０〜２０モル％がより好ましく、０〜１０モル％がさらに好ましく、０〜５モル％がさらにより好ましく、さらには、実質的に０モル％が好ましい。
本発明の共重合体は、上記の疎水性構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位以外のその他の構成単位を有してもよい。その他の構成単位としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマール酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸；ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート等のヒドロキシ基又はグリシジル基含有エチレン性単量体；アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−ダイアセトンアクリルアミド等のエチレン性アミド；アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルメタクリレート等のエチレン性アミン又はその塩などが挙げられる。本発明の共重合体を構成する全構成単位中に占めるその他の構成単位の含有率は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、０〜３０モル％が好ましく、０〜２０モル％がより好ましく、０〜１０モル％がさらに好ましく、０〜５モル％がさらにより好ましく、さらには、実質的に０モル％が好ましい。
［共重合体の製造方法］
本発明の共重合体の製造方法は、モノマーの共重合法、ポリマーにスルホン化剤を用いて得られる方法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。好ましくは、モノマーの共重合法である。モノマーの共重合法は、公知の塊状重合、溶液重合等の重合法を用いることができる。本発明の共重合体を得るための重合溶媒は、水に対する溶解度（２０℃）が１０重量％以上であれば何れでもよい。水、アルコール系、ケトン系、エーテル系等が挙げられる。アルコール系溶剤は、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、第２級ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。ケトン系溶剤は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロへキサノン等が挙げられる。エーテル系溶剤は、テトラヒドロフラン、ジオキサン、グライム、セロソルブ類等が挙げられる。これらを１種類以上混合して用いることが出来る。重合開始剤としては、公知のラジカル開始剤が用いられる。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムに代表される過硫酸化類、ｔ−ブチルヒドロペルオキシドに代表されるヒドロ過酸化物類、過酸化ジｔ−ブチルに代表される過酸化ジアルキル類、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイルに代表される過酸化ジアシル類、メチルエチルケトンペルオキシドに代表されるケトンペルオキシド類、およびアゾ系重合開始剤が挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤を使用し、窒素ガス気流下、４０〜３００℃で溶剤還流させ溶液重合を行うことで得られる。
本発明の共重合体の製造方法は、モノマーの共重合法、ポリマーにスルホン化剤を用いて得られる方法等が挙げられるが、これらの方法に限定されるものではない。好ましくは、モノマーの共重合法である。モノマーの共重合法は、公知の塊状重合、溶液重合等の重合法を用いることができる。本発明の共重合体を得るための重合溶媒は、水に対する溶解度（２０℃）が１０重量％以上であれば何れでもよい。水、アルコール系、ケトン系、エーテル系等が挙げられる。アルコール系溶剤は、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、第２級ブタノール、第３級ブタノール、イソブタノール、ジアセトンアルコール等が挙げられる。ケトン系溶剤は、例えばアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロへキサノン等が挙げられる。エーテル系溶剤は、テトラヒドロフラン、ジオキサン、グライム、セロソルブ類等が挙げられる。これらを１種類以上混合して用いることが出来る。重合開始剤としては、公知のラジカル開始剤が用いられる。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムに代表される過硫酸化類、ｔ−ブチルヒドロペルオキシドに代表されるヒドロ過酸化物類、過酸化ジｔ−ブチルに代表される過酸化ジアルキル類、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイルに代表される過酸化ジアシル類、メチルエチルケトンペルオキシドに代表されるケトンペルオキシド類、およびアゾ系重合開始剤が挙げられる。必要に応じて連鎖移動剤を使用し、窒素ガス気流下、４０〜３００℃で溶剤還流させ溶液重合を行うことで得られる。
［共重合体の重量平均分子量］
本発明の共重合体の重量平均分子量は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５００以上１２万以下が好ましく、１０００以上１０万以下がより好ましく、１０００以上３万以下がさらに好ましく、１０００以上１万以下がさらにより好ましく、１５００以上８０００以下がさらにより好ましい。該重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて実施例に記載の条件で測定した値とする。
本発明の共重合体の重量平均分子量は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５００以上１２万以下が好ましく、１０００以上１０万以下がより好ましく、１０００以上３万以下がさらに好ましく、１０００以上１万以下がさらにより好ましく、１５００以上８０００以下がさらにより好ましい。該重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて実施例に記載の条件で測定した値とする。
本発明の共重合体が塩を少なくとも部分的に形成している場合、その対イオンとしては、特に限定はなく、上述のスルホン酸塩基の場合と同様に、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム等のイオンが挙げられる。
研磨液組成物における本発明の共重合体の含有量は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、０．００１〜１重量％が好ましく、より好ましくは０．００５〜０．５重量％、さらに好ましくは０．０１〜０．２重量％、さらにより好ましくは０．０１〜０．１重量％、特に好ましくは０．０１〜０．０７５重量％である。
［研磨材］
本発明に使用される研磨材としては、研磨用に一般的に使用されている研磨材を使用することができ、金属、金属若しくは半金属の炭化物、窒化物、酸化物、又はホウ化物、ダイヤモンド等があげられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族由来のものである。研磨材の具体例としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、シリカ等が挙げられ、これらの１種以上を使用することは研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でもアルミナ、コロイダルシリカが、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から好ましく、コロイダルシリカがさらに好ましい。
本発明に使用される研磨材としては、研磨用に一般的に使用されている研磨材を使用することができ、金属、金属若しくは半金属の炭化物、窒化物、酸化物、又はホウ化物、ダイヤモンド等があげられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族由来のものである。研磨材の具体例としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、シリカ等が挙げられ、これらの１種以上を使用することは研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でもアルミナ、コロイダルシリカが、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から好ましく、コロイダルシリカがさらに好ましい。
コロイダルシリカは、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。シリカ粒子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。本発明は、好ましくは、後述する所定のシリカ粒子を上述の共重合体と組み合わせることによりさらにいっそう研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥を低減できるという知見に基づく。
具体的には、本発明は、好ましい態様において、従来から制御対象となっていた平均粒径に加え、異なる２つの検出角におけるＣＶ値の差（ΔＣＶ値）に着目し、これらの２つのパラメータを用いて制御された研磨材を上述の共重合体と組み合わせることで、研磨後のスクラッチに加え、基板表面のうねりとナノ突起欠陥をいっそう低減できるという知見に基づく。
［研磨材の平均粒径］
〔動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径〕
本明細書において研磨材の平均粒径には、２種類の平均粒径、すなわち、透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）、及び、動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径が用いられ、具体的には実施例に記載の方法により測定される。動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥を低減する観点から、１〜４０ｎｍが好ましく、５〜３７ｎｍがより好ましく、１０〜３５ｎｍがさらに好ましい。
〔動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径〕
本明細書において研磨材の平均粒径には、２種類の平均粒径、すなわち、透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）、及び、動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径が用いられ、具体的には実施例に記載の方法により測定される。動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥を低減する観点から、１〜４０ｎｍが好ましく、５〜３７ｎｍがより好ましく、１０〜３５ｎｍがさらに好ましい。
［研磨材のΔＣＶ値］
本明細書において研磨材のΔＣＶ値は、動的光散乱法により検出角３０度（前方散乱）の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱法により検出角３０度の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して１００を掛けた変動係数（ＣＶ）の値（ＣＶ３０）と、動的光散乱法により検出角９０度（側方散乱）の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱法により検出角９０度の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して１００を掛けた変動係数の値（ＣＶ９０）との差（ΔＣＶ＝ＣＶ３０−ＣＶ９０）をいい、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。本発明の研磨液組成物に使用される研磨材のΔＣＶ値は、生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、０〜１４％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜７％がさらに好ましく、０〜５％がさらにより好ましい。
本明細書において研磨材のΔＣＶ値は、動的光散乱法により検出角３０度（前方散乱）の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱法により検出角３０度の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して１００を掛けた変動係数（ＣＶ）の値（ＣＶ３０）と、動的光散乱法により検出角９０度（側方散乱）の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱法により検出角９０度の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して１００を掛けた変動係数の値（ＣＶ９０）との差（ΔＣＶ＝ＣＶ３０−ＣＶ９０）をいい、具体的には実施例に記載の方法により測定することができる。本発明の研磨液組成物に使用される研磨材のΔＣＶ値は、生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、０〜１４％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜７％がさらに好ましく、０〜５％がさらにより好ましい。
［研磨材のＣＶ値］
本明細書においてコロイダルシリカのＣＶ値は、動的光散乱法における散乱強度分布に基づく標準偏差を平均粒径で除して１００を掛けた変動係数の値であって、上述のとおり、特に、検出角９０度（側方散乱）で測定されるＣＶ値をＣＶ９０、検出角３０度（前方散乱）で測定されるＣＶ値をＣＶ３０といい、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。本発明の研磨液組成物に使用されるコロイダルシリカのＣＶ９０は、生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、１〜３５％が好ましく、５〜３４％がより好ましく、１０〜３３％がさらに好ましい。
本明細書においてコロイダルシリカのＣＶ値は、動的光散乱法における散乱強度分布に基づく標準偏差を平均粒径で除して１００を掛けた変動係数の値であって、上述のとおり、特に、検出角９０度（側方散乱）で測定されるＣＶ値をＣＶ９０、検出角３０度（前方散乱）で測定されるＣＶ値をＣＶ３０といい、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。本発明の研磨液組成物に使用されるコロイダルシリカのＣＶ９０は、生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、１〜３５％が好ましく、５〜３４％がより好ましく、１０〜３３％がさらに好ましい。
本発明者は、研磨材のΔＣＶ値と研磨材凝集体（非球状粒子）の含有量との間に相関関係があること、及びΔＣＶ値が所定範囲の研磨材を用いることにより、研磨後の基板のスクラッチ、研磨後の基板表面のうねり及びナノ突起欠陥を低減できることを見出した。係る効果が奏される理由は明らかではないが、ΔＣＶ値を制御することで研磨材の一次粒子が凝集して生じた５０〜２００ｎｍの研磨材凝集体（非球状粒子）が低減され、かかる凝集体が少ない研磨材を本発明の共重合体と組み合わせることで、研磨中に生じる前記凝集体の生成をより抑制し、かつ研磨時の摩擦振動を低減して研磨パッドの開孔部からの研磨材凝集体の脱落をより防止し、研磨後の基板のスクラッチに加え、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥をより低減していると推定される。但し、本発明はこれらの推定メカニズムに限定されない。
研磨材のΔＣＶ値の調整方法としては、研磨液組成物の調製において５０〜２００ｎｍの研磨材凝集物（非球状粒子）を生成しないようにする下記の方法が挙げられる。
Ａ）研磨液組成物のろ過による方法
Ｂ）研磨材製造時の工程管理による方法
Ａ）研磨液組成物のろ過による方法
Ｂ）研磨材製造時の工程管理による方法
研磨材がコロイダルシリカの場合、上記Ａ）では、例えば、遠心分離や精密フィルターろ過（特開２００６‐１０２８２９及び特開２００６‐１３６９９６）により、５０〜２００ｎｍのシリカ凝集体を除去することでΔＣＶ値を低減できる。
また、コロイダルシリカ粒子は、通常、１）１０重量％未満の３号ケイ酸ソーダと種粒子（小粒径シリカ）の混合液（シード液）を反応層に入れ、６０℃以上に加熱し、２）そこに３号ケイ酸ソーダを陽イオン交換樹脂に通した酸性の活性ケイ酸水溶液とアルカリ（アルカリ金属又は第４級アンモニウム）とを滴下してｐＨを一定にして球状の粒子を成長させ、３）熟成後に蒸発法や限外ろ過法で濃縮することで得られる（特開昭４７−１９６４、特公平１−２３４１２、特公平４−５５１２５、特公平４−５５１２７）。しかし、同じ製造プロセスで少し工程を変えると非球状粒子の製造も可能であることが多く報告されている。例えば、活性ケイ酸は非常に不安定なため意図的にＣａやＭｇなどの多価金属イオンを添加すると細長い形状のシリカゾルを製造できる。さらに、反応層の温度（水の沸点を越えると蒸発し気液界面でシリカが乾燥）、反応層のｐＨ（９以下ではシリカ粒子の連結が起きやすい）、反応層のＳｉＯ2／Ｍ2Ｏ（Ｍはアルカリ金属又は第４級アンモニウム）、及びモル比（３０〜６０で非球状シリカを選択的に生成）などを変えることで非球状シリカが製造できる（特公平８−５６５７、特許２８０３１３４、特開２００６−８０４０６、特開２００７−１５３６７１）。したがって、上記Ｂ）では、公知の球状コロイダルシリカ製造プロセスにおいて、局部的に非球状シリカが生成する条件にならないように工程管理を行うことでΔＣＶ値を小さく調整することができる。
［研磨材の真球率］
本明細書において研磨材の透過型電子顕微鏡観察により測定される真球率は、透過型電子顕微鏡により得られる研磨材粒子一個の投影面積（Ａ１）と該粒子の周長を円周とする円の面積（Ａ２）との比、すなわち、「Ａ１／Ａ２」の値であって、例えば、本発明の研磨液組成物における任意の５０〜１００個の研磨材についての「Ａ１／Ａ２」の値の平均値として求めることができる。研磨材の真球率は、具体的には、実施例に記載の方法により測定されうる。生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、本発明の研磨液組成物に使用される研磨材の真球率は、０．７５〜１であり、０．７５〜０．９５が好ましく、０．７５〜０．８５がより好ましい。
本明細書において研磨材の透過型電子顕微鏡観察により測定される真球率は、透過型電子顕微鏡により得られる研磨材粒子一個の投影面積（Ａ１）と該粒子の周長を円周とする円の面積（Ａ２）との比、すなわち、「Ａ１／Ａ２」の値であって、例えば、本発明の研磨液組成物における任意の５０〜１００個の研磨材についての「Ａ１／Ａ２」の値の平均値として求めることができる。研磨材の真球率は、具体的には、実施例に記載の方法により測定されうる。生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、本発明の研磨液組成物に使用される研磨材の真球率は、０．７５〜１であり、０．７５〜０．９５が好ましく、０．７５〜０．８５がより好ましい。
［研磨材の表面粗度］
本明細書において研磨材の表面粗度は、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）と透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）から換算される比表面積（ＳＡ２）との比である「ＳＡ１／ＳＡ２」の値をいい、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。ナトリウム滴定法を適用する場合、研磨材はシリカであることが好ましい。ここで、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）とは、研磨材に対して水酸化ナトリウム溶液を滴定したときの水酸化ナトリウム溶液の消費量から求められるものであり、実際の表面積を反映したものと言える。具体的には、研磨材表面に起伏または疣状突起などに富むものである程、比表面積（ＳＡ１）は大きくなる。一方、透過型電子顕微鏡により測定される平均粒径（Ｓ２）から算出される比表面積（ＳＡ２）は研磨材を理想的な球状粒子と仮定し、算出される。具体的には平均粒径（Ｓ２）が大きいほど、比表面積（ＳＡ２）は小さくなる。比表面積は単位質量あたりの表面積を示すものであって、表面粗度（ＳＡ１／ＳＡ２）の値については、研磨材が球状であって、研磨材表面に多くの疣状突起を有する程、大きい値を示し、研磨材表面の疣状突起が少なく、平滑である程、小さい値を示し、その値は１に近づく。
本明細書において研磨材の表面粗度は、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）と透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）から換算される比表面積（ＳＡ２）との比である「ＳＡ１／ＳＡ２」の値をいい、具体的には、実施例に記載の方法により測定される。ナトリウム滴定法を適用する場合、研磨材はシリカであることが好ましい。ここで、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）とは、研磨材に対して水酸化ナトリウム溶液を滴定したときの水酸化ナトリウム溶液の消費量から求められるものであり、実際の表面積を反映したものと言える。具体的には、研磨材表面に起伏または疣状突起などに富むものである程、比表面積（ＳＡ１）は大きくなる。一方、透過型電子顕微鏡により測定される平均粒径（Ｓ２）から算出される比表面積（ＳＡ２）は研磨材を理想的な球状粒子と仮定し、算出される。具体的には平均粒径（Ｓ２）が大きいほど、比表面積（ＳＡ２）は小さくなる。比表面積は単位質量あたりの表面積を示すものであって、表面粗度（ＳＡ１／ＳＡ２）の値については、研磨材が球状であって、研磨材表面に多くの疣状突起を有する程、大きい値を示し、研磨材表面の疣状突起が少なく、平滑である程、小さい値を示し、その値は１に近づく。
生産性を損なうことなくスクラッチ及び表面粗さを低減する観点から、本発明の研磨液組成物に使用される研磨材の表面粗度は、１．３以上であり、１．３〜２．５が好ましく、１．３〜２．０がより好ましい。
研磨材の真球率、表面粗度（ＳＡ１／ＳＡ２）及び平均粒径は、従来公知の研磨材の製造方法を用いて調整することができる。例えば、特開２００８−１３７８２２号公報、特開２００８−１６９１０２号公報に記載の製造方法を例示することができるが、本発明はこれに限定されない。
なお、研磨材の粒径分布を調整する方法としては、特に限定されないが、その製造段階における粒子の成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより所望の粒径分布を持たせる方法や、異なる粒径分布を有する２種以上の研磨材粒子を混合して所望の粒径分布を持たせる方法等が挙げられる。
研磨液組成物中における研磨材の含有量は、研磨速度を向上させる観点から、０．５重量％以上が好ましく、１重量％以上がより好ましく、３重量％以上がさらに好ましく、４重量％以上がさらにより好ましい。また、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点からは、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１３重量％以下がさらに好ましく、１０重量％以下がさらにより好ましい。すなわち、研磨材の含有量は、０．５〜２０重量％が好ましく、１〜１５重量％がより好ましく、３〜１３重量％がさらに好ましく、４〜１０重量％がさらにより好ましい。
また、研磨液組成物中における、研磨材と共重合体との濃度比［研磨材の濃度（重量％）／共重合体の濃度（重量％）］は、研磨後の基板表面のうねりとナノ突起欠陥の低減の観点から、５〜５０００が好ましく、１０〜１０００がより好ましく、２５〜５００がさらに好ましい。
［水］
本発明の研磨液組成物は、媒体として水を含むことができ、前記水として蒸留水、イオン交換水、超純水等を使用できる。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、６０〜９９．４重量％が好ましく、７０〜９８．９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配合してもよい。
本発明の研磨液組成物は、媒体として水を含むことができ、前記水として蒸留水、イオン交換水、超純水等を使用できる。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、６０〜９９．４重量％が好ましく、７０〜９８．９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配合してもよい。
［酸］
本発明の研磨液組成物は、酸及び／又はその塩を含むことが好ましい。本発明の研磨液組成物に使用される酸としては、研磨速度の向上の観点から、その酸のｐＫ１が２以下の化合物が好ましく、スクラッチを低減する観点から、好ましくはｐＫ１が１．５以下、より好ましくは１以下、さらに好ましくはｐＫ１で表せない程の強い酸性を示す化合物である。好ましい酸としては、硝酸、硫酸、亜硫酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、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、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−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、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、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸、クエン酸、酒石酸、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等が挙げられる。中でも、スクラッチ低減の観点から、無機酸、カルボン酸、有機ホスホン酸が好ましい。また、無機酸の中では、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸がより好ましく、リン酸、硫酸がさらに好ましい。カルボン酸の中では、クエン酸、酒石酸、マレイン酸がより好ましく、クエン酸がさらに好ましい。有機ホスホン酸の中では、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）がより好ましく、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）がさらに好ましい。これらの酸及びその塩は単独で又は２種以上を混合して用いてもよいが、研磨速度の向上、ナノ突起低減及び基板の洗浄性向上の観点から、２種以上を混合して用いることが好ましく、リン酸、硫酸、クエン酸及び１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸からなる群から選択される２種以上の酸を混合して用いることがさらに好ましい。ここで、ｐＫ１とは有機化合物又は無機化合物の第一酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値である。各化合物のｐＫ１は例えば改訂４版化学便覧（基礎編）ＩＩ、ｐｐ３１６−３２５（日本化学会編）等に記載されている。
本発明の研磨液組成物は、酸及び／又はその塩を含むことが好ましい。本発明の研磨液組成物に使用される酸としては、研磨速度の向上の観点から、その酸のｐＫ１が２以下の化合物が好ましく、スクラッチを低減する観点から、好ましくはｐＫ１が１．５以下、より好ましくは１以下、さらに好ましくはｐＫ１で表せない程の強い酸性を示す化合物である。好ましい酸としては、硝酸、硫酸、亜硫酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、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、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−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、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、アスパラギン酸等のアミノカルボン酸、クエン酸、酒石酸、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等が挙げられる。中でも、スクラッチ低減の観点から、無機酸、カルボン酸、有機ホスホン酸が好ましい。また、無機酸の中では、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸がより好ましく、リン酸、硫酸がさらに好ましい。カルボン酸の中では、クエン酸、酒石酸、マレイン酸がより好ましく、クエン酸がさらに好ましい。有機ホスホン酸の中では、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）がより好ましく、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）がさらに好ましい。これらの酸及びその塩は単独で又は２種以上を混合して用いてもよいが、研磨速度の向上、ナノ突起低減及び基板の洗浄性向上の観点から、２種以上を混合して用いることが好ましく、リン酸、硫酸、クエン酸及び１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸からなる群から選択される２種以上の酸を混合して用いることがさらに好ましい。ここで、ｐＫ１とは有機化合物又は無機化合物の第一酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値である。各化合物のｐＫ１は例えば改訂４版化学便覧（基礎編）ＩＩ、ｐｐ３１６−３２５（日本化学会編）等に記載されている。
これらの酸の塩を用いる場合、特に限定はなく、具体的には、金属、アンモニウム、アルキルアンモニウム等との塩が挙げられる。上記金属の具体例としては、周期律表（長周期型）１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、６Ａ、７Ａ又は８族に属する金属が挙げられる。これらの中でも、スクラッチ低減の観点から１Ａ族に属する金属又はアンモニウムとの塩が好ましい。
研磨液組成物中における前記酸及び／又はその塩の含有量は、研磨速度向上、表面粗さ及びスクラッチ低減の観点から、０．００１〜５重量％が好ましく、より好ましくは０．０１〜４重量％であり、さらに好ましくは０．０５〜３重量％、さらにより好ましくは０．１〜２．０重量％である。
［酸化剤］
本発明の研磨液組成物は、酸化剤を含むことが好ましい。本発明の研磨液組成物に使用できる酸化剤としては、研磨速度を向上させる観点から、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、金属塩類、硝酸類、硫酸類等が挙げられる。
本発明の研磨液組成物は、酸化剤を含むことが好ましい。本発明の研磨液組成物に使用できる酸化剤としては、研磨速度を向上させる観点から、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、金属塩類、硝酸類、硫酸類等が挙げられる。
前記過酸化物としては、過酸化水素、過酸化ナトリウム、過酸化バリウム等が挙げられ、過マンガン酸又はその塩としては、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、クロム酸又はその塩としては、クロム酸金属塩、重クロム酸金属塩等が挙げられ、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、過フタル酸等が挙げられ、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が挙げられ、金属塩類としては、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸鉄（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。より好ましい酸化剤としては、表面に金属イオンが付着せず汎用に使用され安価であるという観点から過酸化水素が挙げられる。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。
研磨液組成物中における前記酸化剤の含有量は、研磨速度向上の観点から、好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．０５重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上であり、表面粗さ、うねり及びスクラッチ低減の観点から、好ましくは４重量％以下、より好ましくは２重量％以下、さらに好ましくは１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、上記含有量は、好ましくは０．０１〜４重量％、より好ましくは０．０５〜２重量％、さらに好ましくは０．１〜１重量％である。
［その他の成分］
本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。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。但し、本発明の研磨液組成物は、他の成分、とりわけ界面活性剤を含むことなく、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥の低減効果を発揮し得る。さらに、本発明の研磨液組成物は、アルミナ砥粒を含ませることができ、最終研磨工程より前の粗研磨工程に使用することもできる。
本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。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。但し、本発明の研磨液組成物は、他の成分、とりわけ界面活性剤を含むことなく、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥の低減効果を発揮し得る。さらに、本発明の研磨液組成物は、アルミナ砥粒を含ませることができ、最終研磨工程より前の粗研磨工程に使用することもできる。
［研磨液組成物のｐＨ］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上の観点から４以下が好ましく、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３以下、さらにより好ましくは２．５以下である。また、表面粗さ低減の観点から、０．５以上が好ましく、より好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１．０以上、さらにより好ましくは１．２以上である。また、研磨液組成物の廃液ｐＨは、研磨速度向上の観点から４以下が好ましく、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３．５以下、さらにより好ましくは３．０以下である。また、表面粗さ低減の観点から、研磨液組成物の廃液ｐＨは、０．８以上が好ましく、より好ましくは１．０以上、さらに好ましくは１．２以上、さらにより好ましくは１．５以上である。なお、廃液ｐＨとは、研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨廃液、即ち、研磨機より排出された直後の研磨液組成物のｐＨをいう。
本発明の研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上の観点から４以下が好ましく、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３以下、さらにより好ましくは２．５以下である。また、表面粗さ低減の観点から、０．５以上が好ましく、より好ましくは０．８以上、さらに好ましくは１．０以上、さらにより好ましくは１．２以上である。また、研磨液組成物の廃液ｐＨは、研磨速度向上の観点から４以下が好ましく、より好ましくは３．５以下、さらに好ましくは３．５以下、さらにより好ましくは３．０以下である。また、表面粗さ低減の観点から、研磨液組成物の廃液ｐＨは、０．８以上が好ましく、より好ましくは１．０以上、さらに好ましくは１．２以上、さらにより好ましくは１．５以上である。なお、廃液ｐＨとは、研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨廃液、即ち、研磨機より排出された直後の研磨液組成物のｐＨをいう。
［研磨液組成物の調製方法］
本発明の研磨液組成物は、例えば、水と、研磨材と、共重合体と、さらに所望により、酸及び／又はその塩と、酸化剤と、他の成分とを公知の方法で混合することにより調製できる。この際、研磨材は、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。本発明の研磨液組成物中における各成分の含有量や濃度は、上述した範囲であるが、その他の態様として、本発明の研磨液組成物を濃縮物として調製してもよい。
本発明の研磨液組成物は、例えば、水と、研磨材と、共重合体と、さらに所望により、酸及び／又はその塩と、酸化剤と、他の成分とを公知の方法で混合することにより調製できる。この際、研磨材は、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。本発明の研磨液組成物中における各成分の含有量や濃度は、上述した範囲であるが、その他の態様として、本発明の研磨液組成物を濃縮物として調製してもよい。
［磁気ディスク基板の製造方法］
本発明は、その他の態様として、磁気ディスク基板の製造方法（以下、本発明の製造方法ともいう。）に関する。本発明の製造方法は、上述し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である。これにより、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板を提供できる。本発明の製造方法は、とりわけ、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造方法に適している。よって、本発明の製造方法は、その他の態様として、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程を含む垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造方法である。
本発明は、その他の態様として、磁気ディスク基板の製造方法（以下、本発明の製造方法ともいう。）に関する。本発明の製造方法は、上述し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である。これにより、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板を提供できる。本発明の製造方法は、とりわけ、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造方法に適している。よって、本発明の製造方法は、その他の態様として、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程を含む垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造方法である。
本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する方法の具体例としては、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機に供給しながら、定盤や被研磨基板を動かして被研磨基板を研磨する方法が挙げられる。
被研磨基板の研磨工程が多段階で行われる場合は、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程は２段階目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程で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、研磨工程毎に被研磨基板を洗浄することが好ましい。また使用した研磨液を再利用する循環研磨においても、本発明の研磨液組成物は使用できる。なお、研磨機としては、特に限定されず、磁気ディスク基板研磨用の公知の研磨機が使用できる。
［研磨パッド］
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、又は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が、研磨速度の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。
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、又は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が、研磨速度の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。
研磨パッドの表面部材の平均気孔径は、スクラッチ低減及びパッド寿命の観点から、５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは４５μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以下、さらにより好ましくは３５μｍ以下である。パッドの研磨液保持性の観点から、気孔で研磨液を保持し液切れを起こさないようにするために、平均気孔径は０．０１μｍ以上が好ましく、より好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上、さらにより好ましくは１０μｍ以上である。また、研磨パッドの気孔径の最大値は、研磨速度維持の観点から、１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは７０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下である。
［研磨荷重］
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、好ましくは５．９ｋＰａ以上、より好ましくは６．９ｋＰａ以上、さらに好ましくは７．５ｋＰａ以上である。これにより、研磨速度の低下を抑制できるため、生産性の向上が可能となる。なお、本発明の製造方法において研磨荷重とは、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。また、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程は、研磨荷重は２０ｋＰａ以下が好ましく、より好ましくは１８ｋＰａ以下、さらに好ましくは１６ｋＰａ以下である。これにより、スクラッチの発生を抑制することができる。したがって、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程において研磨圧力は５．９〜２０ｋＰａが好ましく、６．９〜１８ｋＰａがより好ましく、７．５〜１６ｋＰａがさらに好ましい。研磨荷重の調整は、定盤及び被研磨基板のうち少なくとも一方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。
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨荷重は、好ましくは５．９ｋＰａ以上、より好ましくは６．９ｋＰａ以上、さらに好ましくは７．５ｋＰａ以上である。これにより、研磨速度の低下を抑制できるため、生産性の向上が可能となる。なお、本発明の製造方法において研磨荷重とは、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。また、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程は、研磨荷重は２０ｋＰａ以下が好ましく、より好ましくは１８ｋＰａ以下、さらに好ましくは１６ｋＰａ以下である。これにより、スクラッチの発生を抑制することができる。したがって、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程において研磨圧力は５．９〜２０ｋＰａが好ましく、６．９〜１８ｋＰａがより好ましく、７．５〜１６ｋＰａがさらに好ましい。研磨荷重の調整は、定盤及び被研磨基板のうち少なくとも一方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。
［研磨液組成物の供給］
本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における本発明の研磨液組成物の供給速度は、スクラッチ低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2当たり、好ましくは０．０５〜１５ｍＬ／分であり、より好ましくは０．０６〜１０ｍＬ／分であり、さらに好ましくは０．０７〜１ｍＬ／分、さらにより好ましくは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用いた研磨工程における本発明の研磨液組成物の供給速度は、スクラッチ低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2当たり、好ましくは０．０５〜１５ｍＬ／分であり、より好ましくは０．０６〜１０ｍＬ／分であり、さらに好ましくは０．０７〜１ｍＬ／分、さらにより好ましくは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。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。
［被研磨基板］
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、又はこれらの合金や、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や、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や、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。中でも、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属や、これらの金属を主成分とする合金を含有する被研磨基板が好適である。特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板や、アルミノシリケートガラスが適している。アルミノシリケートガラスは、結晶構造を有しているもの、化学強化処理を施したものが含まれる。化学強化処理は研磨後に行ってもよい。
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、又はこれらの合金や、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や、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や、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。中でも、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属や、これらの金属を主成分とする合金を含有する被研磨基板が好適である。特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板や、アルミノシリケートガラスが適している。アルミノシリケートガラスは、結晶構造を有しているもの、化学強化処理を施したものが含まれる。化学強化処理は研磨後に行ってもよい。
また、本発明によれば、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板を提供できるため、高度の表面平滑性が要求される垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板の研磨に好適に用いることができる。
上記被研磨基板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であればよい。中でも、ディスク状の被研磨基板が適している。ディスク状の被研磨基板の場合、その外径は例えば２〜９５ｍｍ程度であり、その厚みは例えば０．５〜２ｍｍ程度である。
［研磨方法］
本発明は、その他の態様として、上述した研磨液組成物を研磨パッドに接触させながら被研磨基板を研磨することを含む被研磨基板の研磨方法に関する。本発明の研磨方法を使用することにより、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板、特に垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板が好ましくは提供される。本発明の研磨方法における前記被研磨基板としては、上述のとおり、磁気ディスク基板や磁気記録用媒体の基板の製造に使用されるものが挙げられ、なかでも、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造に用いる基板が好ましい。なお、具体的な研磨の方法及び条件は、上述のとおりとすることができる。
本発明は、その他の態様として、上述した研磨液組成物を研磨パッドに接触させながら被研磨基板を研磨することを含む被研磨基板の研磨方法に関する。本発明の研磨方法を使用することにより、研磨後の基板表面のスクラッチに加えて、研磨後の基板表面のうねりやナノ突起欠陥が低減された磁気ディスク基板、特に垂直磁気記録方式の磁気ディスク基板が好ましくは提供される。本発明の研磨方法における前記被研磨基板としては、上述のとおり、磁気ディスク基板や磁気記録用媒体の基板の製造に使用されるものが挙げられ、なかでも、垂直磁気記録方式用磁気ディスク基板の製造に用いる基板が好ましい。なお、具体的な研磨の方法及び条件は、上述のとおりとすることができる。
[実施例１〜７、比較例１〜３]
共重合体であるメタクリル酸メチル／スチレンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＭＭＡ／ＮａＳＳ）、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＮａＳＳ）、アクリル酸／スチレンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＮａＳＳ）、又はアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＡＭＰＳ）と、研磨材として下記表１に示すコロイダルシリカａ〜ｃとを使用して研磨液組成物を調製し、被研磨基板の研磨を行い、研磨後の基板のうねり、スクラッチ及びナノ突起欠陥を評価した。なお、下記表１に示すコロイダルシリカの平均粒径は、動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径である。評価結果を下記表２に示す。共重合体の製造方法、研磨液組成物の調製方法、各パラメータの測定方法、研磨条件（研磨方法）及び評価方法は以下のとおりである。
共重合体であるメタクリル酸メチル／スチレンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＭＭＡ／ＮａＳＳ）、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＮａＳＳ）、アクリル酸／スチレンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＮａＳＳ）、又はアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＡＭＰＳ）と、研磨材として下記表１に示すコロイダルシリカａ〜ｃとを使用して研磨液組成物を調製し、被研磨基板の研磨を行い、研磨後の基板のうねり、スクラッチ及びナノ突起欠陥を評価した。なお、下記表１に示すコロイダルシリカの平均粒径は、動的光散乱法において検出角９０度で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径である。評価結果を下記表２に示す。共重合体の製造方法、研磨液組成物の調製方法、各パラメータの測定方法、研磨条件（研磨方法）及び評価方法は以下のとおりである。
［共重合体の製造方法］
下記表２の（共）重合体は、それぞれ、公知の溶液重合で製造された（共）重合体を使用した。なお、実施例１で使用した共重合体の製造方法を代表例として示す。
下記表２の（共）重合体は、それぞれ、公知の溶液重合で製造された（共）重合体を使用した。なお、実施例１で使用した共重合体の製造方法を代表例として示す。
〔実施例１記載の共重合体の製造法〕
１Ｌの四つ口フラスコに、イソプロピルアルコール２２５ｇ（キシダ化学製）、イオン交換水２２５ｇ、メタクリル酸メチル１５ｇ（和光純薬工業製）、スチレンスルホン酸ナトリウム３５ｇ（和光純薬工業製）を仕込み、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）２塩酸塩８．３ｇ（Ｖ−５０、和光純薬工業製）を反応開始剤として、８３±２℃で２時間重合し、更に２時間熟成を行い、その後、減圧下で溶剤を除去することで、白色粉のメタクリル酸メチル／スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体（５０／５０モル％）を得た。この共重合体の重量平均分子量は１５０００であった。
１Ｌの四つ口フラスコに、イソプロピルアルコール２２５ｇ（キシダ化学製）、イオン交換水２２５ｇ、メタクリル酸メチル１５ｇ（和光純薬工業製）、スチレンスルホン酸ナトリウム３５ｇ（和光純薬工業製）を仕込み、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）２塩酸塩８．３ｇ（Ｖ−５０、和光純薬工業製）を反応開始剤として、８３±２℃で２時間重合し、更に２時間熟成を行い、その後、減圧下で溶剤を除去することで、白色粉のメタクリル酸メチル／スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体（５０／５０モル％）を得た。この共重合体の重量平均分子量は１５０００であった。
実施例２〜７、比較例２の各共重合体は、上記記載の方法に従い、モノマー比率を変更して重合を行った。比較例１にはポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＮａＳＳ、東ソー社製）、比較例３にはアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＡＭＰＳ、東亞合成社製）を用いた。各（共）重合体の重合比及び重量平均分子量は下記表２のとおりである。なお、重量平均分子量は、下記測定条件におけるゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定した。
〔ＭＭＡ／ＮａＳＳのＧＰＣ条件〕
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ α−Ｍ＋ＴＳＫｇｅｌ α−Ｍ（東ソー製）
ガードカラム：ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ α（東ソー製）
溶離液 ：６０ｍｍｏｌ／Ｌ リン酸，５０ｍｍｏｌ／Ｌ ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：３ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリスチレン
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ α−Ｍ＋ＴＳＫｇｅｌ α−Ｍ（東ソー製）
ガードカラム：ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎ α（東ソー製）
溶離液 ：６０ｍｍｏｌ／Ｌ リン酸，５０ｍｍｏｌ／Ｌ ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：３ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリスチレン
〔ＮａＳＳのＧＰＣ条件〕
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＰＷＸＬ＋ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＰＷＸＬ（東ソー製）
溶離液 ：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ3ＣＮ＝７／３体積比
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：２ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリエチレングリコール
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＰＷＸＬ＋ＴＳＫｇｅｌ ＧＭＰＷＸＬ（東ソー製）
溶離液 ：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ3ＣＮ＝７／３体積比
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：２ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリエチレングリコール
〔ＡＡ／ＮａＳＳ、及び、ＡＡ／ＡＭＰＳのＧＰＣ条件〕
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー製）
溶離液 ：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ3ＣＮ＝９／１体積比
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：５ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリアクリル酸Ｎａ
カラム ：ＴＳＫｇｅｌ Ｇ４０００ＰＷＸＬ＋ＴＳＫｇｅｌ Ｇ２５００ＰＷＸＬ（東ソー製）
溶離液 ：０．２Ｍリン酸バッファー／ＣＨ3ＣＮ＝９／１体積比
温度 ：４０℃
流速 ：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
試料サイズ：５ｍｇ／ｍＬ
検出器 ：ＲＩ
換算標準 ：ポリアクリル酸Ｎａ
［研磨液組成物の調製方法］
上記表１に示すコロイダルシリカａ〜ｃと、上記共重合体と、硫酸（和光純薬工業社製 特級）と、ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ソルーシア・ジャパン製 ディクエスト２０１０）と、過酸化水素水（旭電化製 濃度：３５重量％）とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、下記表２に示すコロイダルシリカ及び共重合体を含む実施例１〜７及び比較例１〜４の研磨液組成物を調製した。研磨液組成物中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰ、過酸化水素の含有量は、それぞれ、４．５重量％、０．４重量％、０．１重量％、０．４重量％とし、共重合体の含有量は、下記表２に示すとおりとした。
上記表１に示すコロイダルシリカａ〜ｃと、上記共重合体と、硫酸（和光純薬工業社製 特級）と、ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ソルーシア・ジャパン製 ディクエスト２０１０）と、過酸化水素水（旭電化製 濃度：３５重量％）とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、下記表２に示すコロイダルシリカ及び共重合体を含む実施例１〜７及び比較例１〜４の研磨液組成物を調製した。研磨液組成物中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰ、過酸化水素の含有量は、それぞれ、４．５重量％、０．４重量％、０．１重量％、０．４重量％とし、共重合体の含有量は、下記表２に示すとおりとした。
［コロイダルシリカの平均粒径、ＣＶ９０、ΔＣＶ値の測定方法］
〔平均粒径及びＣＶ９０〕
下記表１に示すコロイダルシリカと、硫酸と、ＨＥＤＰと、過酸化水素水とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、標準試料を作製した。標準試料中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰ、過酸化水素の含有量は、それぞれ４．５重量％、０．４重量％、０．１重量％、０．４重量％であった。この標準試料を大塚電子社製動的光散乱装置ＤＬＳ−６５００により、同メーカーが添付した説明書に従って、２００回積算した際の検出角９０度におけるＣｕｍｕｌａｎｔ法によって得られる散乱強度分布の面積が全体の５０％となる粒径を求め、コロイダルシリカの平均粒径とした。また、ＣＶ９０は上記測定法に従って測定した散乱強度分布における標準偏差を前記平均粒径で除して１００をかけた値をＣＶ９０とした。
〔平均粒径及びＣＶ９０〕
下記表１に示すコロイダルシリカと、硫酸と、ＨＥＤＰと、過酸化水素水とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、標準試料を作製した。標準試料中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰ、過酸化水素の含有量は、それぞれ４．５重量％、０．４重量％、０．１重量％、０．４重量％であった。この標準試料を大塚電子社製動的光散乱装置ＤＬＳ−６５００により、同メーカーが添付した説明書に従って、２００回積算した際の検出角９０度におけるＣｕｍｕｌａｎｔ法によって得られる散乱強度分布の面積が全体の５０％となる粒径を求め、コロイダルシリカの平均粒径とした。また、ＣＶ９０は上記測定法に従って測定した散乱強度分布における標準偏差を前記平均粒径で除して１００をかけた値をＣＶ９０とした。
〔ΔＣＶ値〕
検出角３０度におけるコロイダルシリカ粒子のＣＶ値（ＣＶ３０）を上記測定法に倣って測定し、ＣＶ３０からＣＶ９０を引いた値を求め、ΔＣＶ値とした。ＣＶ９０及びＣＶ３０の測定条件は以下のとおりである。
（ＤＬＳ−６５００の測定条件）
検出角：９０°
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ： ４（μｍ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ ： ２５６（ｃｈ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ： ＴＩ
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ２６．０（℃）
検出角：３０°
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ： １０（μｍ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ ： １０２４（ｃｈ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ： ＴＩ
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ２６．０（℃）
検出角３０度におけるコロイダルシリカ粒子のＣＶ値（ＣＶ３０）を上記測定法に倣って測定し、ＣＶ３０からＣＶ９０を引いた値を求め、ΔＣＶ値とした。ＣＶ９０及びＣＶ３０の測定条件は以下のとおりである。
（ＤＬＳ−６５００の測定条件）
検出角：９０°
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ： ４（μｍ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ ： ２５６（ｃｈ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ： ＴＩ
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ２６．０（℃）
検出角：３０°
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｉｍｅ ： １０（μｍ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ ： １０２４（ｃｈ）
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ： ＴＩ
Ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ： ２６．０（℃）
［研磨材（コロイダルシリカ）の真球率の測定方法］
コロイダルシリカを含む試料を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍、日本電子社製）により当該製造業者が添付した説明書に従って試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影した。この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ ｖｅｒ．３．６」（販売元：三谷商事）を用いて粒子一個の投影面積（Ａ１）と該粒子の周長を円周とする円の面積（Ａ２）を計測し、前記粒子の投影面積（Ａ１）と前記粒子の周長から求めた面積（Ａ２）との比（Ａ１／Ａ２）を真球率として算出した。なお、上記表１の数値は、１００個のシリカ粒子の真球率を求めた後これらの平均値を算出したものである。
コロイダルシリカを含む試料を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍、日本電子社製）により当該製造業者が添付した説明書に従って試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影した。この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ ｖｅｒ．３．６」（販売元：三谷商事）を用いて粒子一個の投影面積（Ａ１）と該粒子の周長を円周とする円の面積（Ａ２）を計測し、前記粒子の投影面積（Ａ１）と前記粒子の周長から求めた面積（Ａ２）との比（Ａ１／Ａ２）を真球率として算出した。なお、上記表１の数値は、１００個のシリカ粒子の真球率を求めた後これらの平均値を算出したものである。
［研磨材（コロイダルシリカ）の表面粗度の測定方法］
下記に示すとおり、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）及び透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）から換算される比表面積（ＳＡ２）を得て、それらの比（ＳＡ１／ＳＡ２）を算出して表面粗度とした。
下記に示すとおり、ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）及び透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）から換算される比表面積（ＳＡ２）を得て、それらの比（ＳＡ１／ＳＡ２）を算出して表面粗度とした。
〔ナトリウム滴定法によりコロイダルシリカの比表面積（ＳＡ１）を得る方法〕
１）ＳｉＯ2として１．５ｇに相当するコロイダルシリカを含む試料をビーカーに採取して恒温反応槽（２５℃）に移し、純水を加えて液量を９０ｍｌにする。以下の操作は、２５℃に保持した恒温反応槽中にて行う。
２）ｐＨ３．６〜３．７になるように０．１モル／Ｌ塩酸溶液を加える。
３）塩化ナトリウムを３０ｇ加え、純水で１５０ｍｌに希釈し、１０分間攪拌する。
４）ｐＨ電極をセットし、攪拌しながら０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を滴下して、ｐＨ４．０に調整する。
５）ｐＨ４．０に調整した試料を０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液で滴定し、ｐＨ８．７〜９．３の範囲での滴定量とｐＨ値を４点以上記録して、０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の滴定量をＸ、その時のｐＨ値をＹとして、検量線を作る。
６）下記式（１）からＳｉＯ2１．５ｇ当たりのｐＨ４．０〜９．０までに要する０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の消費量Ｖ（ｍｌ）を求め、次の〔ａ〕〜〔ｂ〕に従って比表面積ＳＡ１［ｍ2／ｇ］を求める。
〔ａ〕下記式（２）にて、ＳＡ１の値を求め、その値が８０〜３５０ｍ2／ｇの範囲にある場合は、その値をＳＡ１とする。
〔ｂ〕下記式（２）によるＳＡ１の値が３５０ｍ2／ｇを超える場合は、改めて下記式（３）にて、ＳＡ１を求め、その値をＳＡ１とする。
Ｖ＝（Ａ×ｆ×１００×１．５）／（Ｗ×Ｃ） ・・・（１）
ＳＡ１＝２９．０Ｖ−２８ ・・・（２）
ＳＡ１＝３１．８Ｖ−２８ ・・・（３）
但し、上記式（１）における記号の意味は次の通りである。
Ａ：ＳｉＯ2１．５ｇ当たりｐＨ４．０〜９．０までに要する０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の滴定量（ｍｌ）
ｆ：０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の力価
Ｃ：試料のＳｉＯ2濃度（％）
Ｗ：試料採取量（ｇ）
１）ＳｉＯ2として１．５ｇに相当するコロイダルシリカを含む試料をビーカーに採取して恒温反応槽（２５℃）に移し、純水を加えて液量を９０ｍｌにする。以下の操作は、２５℃に保持した恒温反応槽中にて行う。
２）ｐＨ３．６〜３．７になるように０．１モル／Ｌ塩酸溶液を加える。
３）塩化ナトリウムを３０ｇ加え、純水で１５０ｍｌに希釈し、１０分間攪拌する。
４）ｐＨ電極をセットし、攪拌しながら０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液を滴下して、ｐＨ４．０に調整する。
５）ｐＨ４．０に調整した試料を０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液で滴定し、ｐＨ８．７〜９．３の範囲での滴定量とｐＨ値を４点以上記録して、０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の滴定量をＸ、その時のｐＨ値をＹとして、検量線を作る。
６）下記式（１）からＳｉＯ2１．５ｇ当たりのｐＨ４．０〜９．０までに要する０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の消費量Ｖ（ｍｌ）を求め、次の〔ａ〕〜〔ｂ〕に従って比表面積ＳＡ１［ｍ2／ｇ］を求める。
〔ａ〕下記式（２）にて、ＳＡ１の値を求め、その値が８０〜３５０ｍ2／ｇの範囲にある場合は、その値をＳＡ１とする。
〔ｂ〕下記式（２）によるＳＡ１の値が３５０ｍ2／ｇを超える場合は、改めて下記式（３）にて、ＳＡ１を求め、その値をＳＡ１とする。
Ｖ＝（Ａ×ｆ×１００×１．５）／（Ｗ×Ｃ） ・・・（１）
ＳＡ１＝２９．０Ｖ−２８ ・・・（２）
ＳＡ１＝３１．８Ｖ−２８ ・・・（３）
但し、上記式（１）における記号の意味は次の通りである。
Ａ：ＳｉＯ2１．５ｇ当たりｐＨ４．０〜９．０までに要する０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の滴定量（ｍｌ）
ｆ：０．１モル／Ｌ水酸化ナトリウム溶液の力価
Ｃ：試料のＳｉＯ2濃度（％）
Ｗ：試料採取量（ｇ）
〔透過型電子顕微鏡観察により平均粒径（Ｓ２）および比表面積（ＳＡ２）を求める方法〕
コロイダルシリカを含む試料を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍、日本電子社製）により当該製造業者が添付した説明書に従って試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影する。この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ ｖｅｒ．３．６」（販売元：三谷商事）を用いて個々のシリカ粒子の円相当径を求め、それを粒子径とする。このようにして、１０００個以上のシリカ粒子の粒子径を求めた後、その平均値を算出し、透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）とする。次に、上記にて求められた平均粒径（Ｓ２）の値を下記式（４）に代入し、比表面積（ＳＡ２）を得る。
ＳＡ２＝６０００／（Ｓ２×ρ） ・・・（４） （ρ：試料の密度）
ρ：２．２（コロイダルシリカの場合）
コロイダルシリカを含む試料を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍、日本電子社製）により当該製造業者が添付した説明書に従って試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影する。この写真をスキャナで画像データとしてパソコンに取り込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ ｖｅｒ．３．６」（販売元：三谷商事）を用いて個々のシリカ粒子の円相当径を求め、それを粒子径とする。このようにして、１０００個以上のシリカ粒子の粒子径を求めた後、その平均値を算出し、透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）とする。次に、上記にて求められた平均粒径（Ｓ２）の値を下記式（４）に代入し、比表面積（ＳＡ２）を得る。
ＳＡ２＝６０００／（Ｓ２×ρ） ・・・（４） （ρ：試料の密度）
ρ：２．２（コロイダルシリカの場合）
［研磨］
上記のように調製した実施例１〜７及び比較例１〜３の研磨液組成物を用いて、以下に示す研磨条件にて下記被研磨基板を研磨した。次いで、研磨された基板のうねり、ナノ突起欠陥、及びスクラッチを以下に示す条件に基づいて測定し、評価を行った。結果を下記表２に示す。下記表２に示すデータは、各実施例及び各比較例につき４枚の被研磨基板を研磨した後、各被研磨基板の両面について測定し、４枚（表裏合わせて計８面）のデータの平均とした。
上記のように調製した実施例１〜７及び比較例１〜３の研磨液組成物を用いて、以下に示す研磨条件にて下記被研磨基板を研磨した。次いで、研磨された基板のうねり、ナノ突起欠陥、及びスクラッチを以下に示す条件に基づいて測定し、評価を行った。結果を下記表２に示す。下記表２に示すデータは、各実施例及び各比較例につき４枚の被研磨基板を研磨した後、各被研磨基板の両面について測定し、４枚（表裏合わせて計８面）のデータの平均とした。
［被研磨基板］
被研磨基板としては、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を予めアルミナ研磨材を含有する研磨液組成物で粗研磨した基板を用いた。なお、この被研磨基板は、厚さが１．２７ｍｍ、外径が９５ｍｍ、内径が２５ｍｍであり、ＡＦＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏＳｃｏｐｅ ＩＩＩａ Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ ＡＦＭ）により測定した中心線平均粗さＲａが１ｎｍ、長波長うねり（波長０．４〜２ｍｍ）の振幅は２ｎｍ、短波長うねり（波長５０〜４００μｍ）の振幅は２ｎｍであった。
被研磨基板としては、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を予めアルミナ研磨材を含有する研磨液組成物で粗研磨した基板を用いた。なお、この被研磨基板は、厚さが１．２７ｍｍ、外径が９５ｍｍ、内径が２５ｍｍであり、ＡＦＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏＳｃｏｐｅ ＩＩＩａ Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ ＡＦＭ）により測定した中心線平均粗さＲａが１ｎｍ、長波長うねり（波長０．４〜２ｍｍ）の振幅は２ｎｍ、短波長うねり（波長５０〜４００μｍ）の振幅は２ｎｍであった。
［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）
研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板１ｃｍ2あたりの供給速度：０．０７２ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：７．９ｋＰａ
研磨時間：４分間
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）
研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板１ｃｍ2あたりの供給速度：０．０７２ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：７．９ｋＰａ
研磨時間：４分間
［ナノ突起欠陥及びスクラッチの評価方法］
測定機器：Ｃａｎｄｅｌａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＯＳＡ６１００
評価：研磨試験機に投入した基板の中、無作為に４枚を選択し、各々の基板を１００００ｒｐｍにてレーザーを照射してナノ突起欠陥及びスクラッチを測定した。その４枚の基板の各々両面にあるスクラッチ数（本）の合計を８で除して、基板面当たりのナノ突起欠陥及びスクラッチの数を算出した。その結果を、下記表２に、比較例１を１００とした相対値として示す。
測定機器：Ｃａｎｄｅｌａ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、ＯＳＡ６１００
評価：研磨試験機に投入した基板の中、無作為に４枚を選択し、各々の基板を１００００ｒｐｍにてレーザーを照射してナノ突起欠陥及びスクラッチを測定した。その４枚の基板の各々両面にあるスクラッチ数（本）の合計を８で除して、基板面当たりのナノ突起欠陥及びスクラッチの数を算出した。その結果を、下記表２に、比較例１を１００とした相対値として示す。
［うねりの評価方法］
研磨後の８枚の基板から任意に３枚を選択し、下記の条件で測定した。その３枚の測定値の平均値を基板の短波長うねりとして算出した。その結果を、下記表２に、比較例１を１００とした相対値として示す。
測定機：ＴｈｏＴ ｍｏｄｅｌ Ｍ４２２４（ＴｈｏＴテクノロジー社製）
振動計：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：５〜５０μｍ（短波長うねり）
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：６０００ｒｐｍ
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
研磨後の８枚の基板から任意に３枚を選択し、下記の条件で測定した。その３枚の測定値の平均値を基板の短波長うねりとして算出した。その結果を、下記表２に、比較例１を１００とした相対値として示す。
測定機：ＴｈｏＴ ｍｏｄｅｌ Ｍ４２２４（ＴｈｏＴテクノロジー社製）
振動計：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：５〜５０μｍ（短波長うねり）
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：６０００ｒｐｍ
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２に示すように、実施例１〜７の研磨液組成物を用いると、比較例１〜３に比べ、研磨後の基板のスクラッチに加えて、基板表面のうねり及びナノ突起を低減できた。
[実施例８、比較例４〜５：ガラス基板の研磨]
下記のように調製した実施例８及び比較例４〜５の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件でガラス基板を研磨した。ナノ突起欠陥及びうねりの評価は下記の方法により行った。結果を下記表３に示す。下記表３に示すデータは、各実施例及び各比較例につき１０枚の被研磨基板を研磨した後、無作為に４枚を選択し、各々の基板の両面について測定し、表裏合わせて計８面のデータの平均とした。
下記のように調製した実施例８及び比較例４〜５の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件でガラス基板を研磨した。ナノ突起欠陥及びうねりの評価は下記の方法により行った。結果を下記表３に示す。下記表３に示すデータは、各実施例及び各比較例につき１０枚の被研磨基板を研磨した後、無作為に４枚を選択し、各々の基板の両面について測定し、表裏合わせて計８面のデータの平均とした。
［研磨液組成物の調製方法］
前記コロイダルシリカａ（表１）と、下記表３に示す（共）重合体と、硫酸（和光純薬工業社製 特級）と、ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ソルーシア・ジャパン社製 ディクエスト２０１０）とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、実施例４及び比較例４〜５の研磨液組成物を調製した。研磨液組成物中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰの含有量は、それぞれ、８．０重量％、０．４重量％、０．１３重量％であり、共重合体の含有量は、下記表３に示すとおりとした。
前記コロイダルシリカａ（表１）と、下記表３に示す（共）重合体と、硫酸（和光純薬工業社製 特級）と、ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ソルーシア・ジャパン社製 ディクエスト２０１０）とをイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、実施例４及び比較例４〜５の研磨液組成物を調製した。研磨液組成物中におけるコロイダルシリカ、硫酸、ＨＥＤＰの含有量は、それぞれ、８．０重量％、０．４重量％、０．１３重量％であり、共重合体の含有量は、下記表３に示すとおりとした。
実施例８の共重合体は、実施例１の共重合体と同様に製造されたものである。また、比較例４にはポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＮａＳＳ、 東ソー社製）、比較例５にはアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸共重合体ナトリウム塩（ＡＡ／ＡＭＰＳ、東亞合成社製）を用いた。各（共）重合体の重合比及び重量平均分子量は下記表３のとおりである。なお、重量平均分子量は、前述の測定条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法により測定した。
［ガラス基板］
ガラス基板は、セリア砥粒を含有する研磨液であらかじめ粗研磨したアルミノシリケートガラス基板を用いた。なお、このガラス基板は、厚さが０．６３５ｍｍ、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍであり、ＡＦＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏＳｃｏｐｅ ＩＩＩａ Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ ＡＦＭ）により測定した中心線平均粗さＲａが３ｎｍであった。
ガラス基板は、セリア砥粒を含有する研磨液であらかじめ粗研磨したアルミノシリケートガラス基板を用いた。なお、このガラス基板は、厚さが０．６３５ｍｍ、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍであり、ＡＦＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＮａｎｏＳｃｏｐｅ ＩＩＩａ Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅ ＡＦＭ）により測定した中心線平均粗さＲａが３ｎｍであった。
［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：スエードタイプ（厚さ０．９ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板１ｃｍ2あたりの供給速度：約０．３ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：８．４ｋＰａ
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：スエードタイプ（厚さ０．９ｍｍ、平均開孔径３０μｍ）
研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／分（被研磨基板１ｃｍ2あたりの供給速度：約０．３ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：８．４ｋＰａ
［ナノ突起欠陥の評価方法］
ナノ突起欠陥は前述の方法と同様に行った。なお、表３中の値は、比較例４を１００としたときの相対値である。
ナノ突起欠陥は前述の方法と同様に行った。なお、表３中の値は、比較例４を１００としたときの相対値である。
［うねりの評価方法］
研磨量が１７ｍｇ以上になるように研磨した基板と、１７ｍｇ以下になるように研磨した基板を下記条件でそれぞれ測定し、うねりの値を得た。それらの値から内挿して１７ｍｇ減少した際のうねりの値を算出した。うねりは各研磨時間につき３枚測定し、平均値を基板のうねりとして算出した。その結果を、下記表３に、比較例４を１００とした相対値として示す。
測定機：Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０３２（Ｚｙｇｏ社製）
レンズ：２．５倍
ズーム：０．５倍
測定波長：１５９〜５００μｍ（中波長うねり）
測定位置：基板中心より半径２７ｍｍ
解析ソフト：Ｚｙｇｏ Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ（Ｚｙｇｏ社製）
研磨量が１７ｍｇ以上になるように研磨した基板と、１７ｍｇ以下になるように研磨した基板を下記条件でそれぞれ測定し、うねりの値を得た。それらの値から内挿して１７ｍｇ減少した際のうねりの値を算出した。うねりは各研磨時間につき３枚測定し、平均値を基板のうねりとして算出した。その結果を、下記表３に、比較例４を１００とした相対値として示す。
測定機：Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０３２（Ｚｙｇｏ社製）
レンズ：２．５倍
ズーム：０．５倍
測定波長：１５９〜５００μｍ（中波長うねり）
測定位置：基板中心より半径２７ｍｍ
解析ソフト：Ｚｙｇｏ Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ（Ｚｙｇｏ社製）
表３に示すように、実施例８の研磨液組成物を用いると、比較例４〜５に比べ、研磨後の基板の基板表面のうねり及びナノ突起を低減できた。
本発明によれば、例えば、高記録密度化に適した磁気ディスク基板を提供できる。
Claims (9)
- 研磨材と、下記一般式（１）で表される構成単位及びスルホン酸基を有する構成単位を有する共重合体又はその塩とを含有し、前記共重合体の重量平均分子量が、１０００以上１００００以下である、磁気ディスク基板用研磨液組成物。
- スルホン酸基を有する構成単位が下記一般式（２）で表される、請求項１記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
- 前記共重合体を構成する全構成単位中における前記一般式（１）で表される構成単位とスルホン酸基を有する構成単位とのモル比が５／９５〜９５／５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。
- 研磨材が下記（ａ）及び（ｂ）の条件を満たす、請求項１から３のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物；
（ａ）動的光散乱法により検出角９０度で測定される平均粒径が１〜４０ｎｍ、
（ｂ）動的光散乱法により検出角３０度で測定される粒径の標準偏差を動的光散乱法により検出角３０度で測定される平均粒径で除して１００を掛けたＣＶ（変動係数）の値（ＣＶ３０）と、動的光散乱法により検出角９０度で測定される粒径の標準偏差を動的光散乱法により検出角９０度で測定される平均粒径で除して１００を掛けたＣＶ値（ＣＶ９０）との差ΔＣＶ（ΔＣＶ＝ＣＶ３０−ＣＶ９０）が０〜１０％。 - 研磨材が下記（ｃ）の条件を満たす、請求項１から４のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物；
（ｃ）透過型電子顕微鏡観察により測定される真球率が０．７５〜１。 - 研磨材が下記（ｄ）の条件を満たす、請求項１から５のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物；
（ｄ）ナトリウム滴定法により測定される比表面積（ＳＡ１）を、透過型電子顕微鏡観察により測定される平均粒径（Ｓ２）から換算される比表面積（ＳＡ２）で除した表面粗度（ＳＡ１／ＳＡ２）の値が、１．３以上。 - 磁気ディスク基板がＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板である、請求項１から６のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
- 磁気ディスク基板がガラス基板である、請求項１から６のいずれかに記載の磁気ディスク基板用研磨液組成物。
- 請求項１から８のいずれかに記載の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。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009207201A JP5571926B2 (ja) | 2008-12-22 | 2009-09-08 | 磁気ディスク基板用研磨液組成物 |
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| MYPI2011002589A MY154861A (en) | 2008-12-22 | 2009-12-18 | Polishing liquid composition for magnetic-disk substrate |
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