JP2009163810A - ハードディスク基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板表面のうねりの抑制と研磨速度の向上を達成できる研磨工程を含むハードディスク基盤の製造方法の提供。
【解決手段】アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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、前記シリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差が１１〜３５ｎｍであり、前記研磨における研磨荷重が、１０．３〜１６．７ｋＰａであるハードディスク基板の製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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、前記シリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差が１１〜３５ｎｍであり、前記研磨における研磨荷重が、１０．３〜１６．７ｋＰａであるハードディスク基板の製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、ハードディスク基板の製造方法に関する。
コンピューターの急速な普及やデジタル放送の開始等に伴い、ハードディスクドライブの高容量・小径化が求められている。例えば、ハードディスクドライブに使用されるメモリーハードディスクの記録密度を上げる方法として、磁気ヘッドの浮上量を低下させて、単位記録面積を小さくすることが提案されている。しかしながら、ヘッドの低浮上化に対応するためには、ハードディスク基板の表面の表面粗さ、うねりなどを低減する必要がある。かかる要求を満たすために、研磨後の基板の表面特性を改善し得る研磨剤スラリー（特許文献１〜３）が知られている。
ハードディスク基板の製造方法においては、より平滑で、傷が少ないといった表面品質向上と生産性向上の両立の観点から、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。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、傷の低減という要求を満たすために、一般に、コロイダルシリカ粒子を使用した仕上げ用研磨液組成物で研磨される。一方、仕上げ研磨工程より前の研磨工程（粗研磨工程ともいう）においては、生産性の観点から、高い研磨速度を実現し得る比較的粒径の大きな砥粒、例えばアルミナ粒子が使用される傾向にある。
特開２００５−１８６２６９号公報
特開２００６−５１８５４９号公報
特開２００７−１６８０３４号公報
しかしながら、生産性の高い研磨速度を得るために研磨時に加える研磨荷重を大きくすると、概して、研磨後の基板表面のうねりが大きくなり、磁気ヘッドの浮上量を低減できないため、ハードディスクの記録密度を増大化できない。一方、研磨荷重を小さくすると、基板表面のうねりは低減できるが生産性を向上できない。
本発明は、研磨後の基板表面の低うねりと高研磨速度の両立ができるハードディスク基板の製造方法を提供する。
本発明のハードディスク基板の製造方法は、アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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、前記シリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差が１１〜３５ｎｍであり、前記研磨における研磨荷重が１０．３〜１６．７ｋＰａである、ハードディスク基板の製造方法である。
本発明のハードディスク基板の製造方法によれば、研磨工程において基板表面の低うねりと高研磨速度の両立がさせることができ、高記録密度に適したハードディスク基板を生産性よく製造できるという効果が奏される。
本発明において、基板表面の「うねり」とは、粗さよりも波長の長い基板表面の凹凸であり、本明細書においては、波長０．５〜５ｍｍのうねりのことを指す。こ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。
また、本発明において、「研磨荷重」とは、研磨時に被研磨基板を挟み込む定盤から被研磨基板の研磨面に加えられる圧力を意味する。前記研磨荷重の調整は、通常の研磨装置であれば容易に調整可能であるが、例えば、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。
従来、ハードディスク基板製造におけるアルミナ粒子を使用する粗研磨工程では、研磨荷重を上げると高い研磨速度が得られるが、研磨後の基板表面のうねりが大きくなるため、実用的な研磨荷重は、例えば、４．９〜９．８ｋＰａ程度とされてきた。本発明は、アルミナ粒子に加えて所定のシリカ粒子を混合した研磨液組成物であれば、従来よりも高い研磨荷重であっても基板表面のうねりの悪化を抑制しつつ研磨速度を向上できるという知見に基づく。シリカ粒子が配合されることにより高研磨荷重に起因する研磨後の基板表面のうねり悪化を抑制できるメカニズムは不明であるが、配合されたシリカ粒子が平滑な研磨面を形成することによりうねりが抑制されると推測される。ただし、これらの推測は、本発明を限定するものではない。
即ち、本発明は、アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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ハードディスク基板の製造方法であって、アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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、前記シリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差が１１〜３５ｎｍであり、前記研磨における研磨荷重が１０．３〜１６．７ｋＰａである、ハードディスク基板の製造方法である。本発明のハードディスク基板の製造方法によれば（以下、本発明の製造方法ともいう）、基板表面のうねりを低減し、研磨速度を向上することが可能となり、高記録密度に適したハードディスク基板を生産性よく提供できる。
［アルミナ粒子］
本発明の製造方法に用いられる研磨液組成物（以下、本発明の研磨液組成物ともいう）は、砥粒としてアルミナ粒子を含有する。本発明に用いられるアルミナ粒子としては、砥粒の突き刺さり低減、基板表面のうねり低減、基板の表面粗さ低減、研磨速度向上及び表面欠陥防止の観点から、アルミナとしての純度が９５％以上のアルミナが好ましく、より好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９９％以上のアルミナである。また、研磨速度向上の観点からは、α−アルミナが好ましく、基板の表面性状及び基板表面のうねり低減の観点からは、中間アルミナ及びアモルファスアルミナが好ましい。中間アルミナとは、α−アルミナ以外の結晶性アルミナ粒子の総称であり、具体的にはγ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−アルミナ、κ−アルミナ、及びこれらの混合物等が挙げられる。その中間アルミナの中でも、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ及びこれらの混合物が好ましく、より好ましくはγ−アルミナ及びθ−アルミナである。研磨速度向上及びうねり低減の観点からは、α−アルミナと、中間アルミナ及び／又はアモルファスアルミナとを混合して使用することが好ましく、α−アルミナとθ−アルミナとを混合して使用することがより好ましい。また、アルミナ粒子中のα−アルミナの含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、２０〜１００重量％が好ましく、４０〜１００重量％がより好ましく、５０〜１００重量％がさらに好ましい。本発明において、アルミナ粒子中のα−アルミナの含有量は、ＷＡ−１０００（昭和電工（株）製 アルミナ粒子）の１０４面のピーク面積を１００％として、Ｘ線回折におけるα−アルミナの対応ピーク面積を相対比較することにより求めることができる。
本発明の製造方法に用いられる研磨液組成物（以下、本発明の研磨液組成物ともいう）は、砥粒としてアルミナ粒子を含有する。本発明に用いられるアルミナ粒子としては、砥粒の突き刺さり低減、基板表面のうねり低減、基板の表面粗さ低減、研磨速度向上及び表面欠陥防止の観点から、アルミナとしての純度が９５％以上のアルミナが好ましく、より好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９９％以上のアルミナである。また、研磨速度向上の観点からは、α−アルミナが好ましく、基板の表面性状及び基板表面のうねり低減の観点からは、中間アルミナ及びアモルファスアルミナが好ましい。中間アルミナとは、α−アルミナ以外の結晶性アルミナ粒子の総称であり、具体的にはγ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−アルミナ、κ−アルミナ、及びこれらの混合物等が挙げられる。その中間アルミナの中でも、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ及びこれらの混合物が好ましく、より好ましくはγ−アルミナ及びθ−アルミナである。研磨速度向上及びうねり低減の観点からは、α−アルミナと、中間アルミナ及び／又はアモルファスアルミナとを混合して使用することが好ましく、α−アルミナとθ−アルミナとを混合して使用することがより好ましい。また、アルミナ粒子中のα−アルミナの含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、２０〜１００重量％が好ましく、４０〜１００重量％がより好ましく、５０〜１００重量％がさらに好ましい。本発明において、アルミナ粒子中のα−アルミナの含有量は、ＷＡ−１０００（昭和電工（株）製 アルミナ粒子）の１０４面のピーク面積を１００％として、Ｘ線回折におけるα−アルミナの対応ピーク面積を相対比較することにより求めることができる。
本発明に用いられるアルミナ粒子の二次粒子の体積中位粒径は、レーザー光回折法による測定で得られるものであって、突き刺さり、うねり、及び表面粗さの低減の観点から、０．８μｍ以下が好ましく、０．６μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下がさらに好ましく、０．４μｍ以下がさらにより好ましい。また、前記体積中位粒径は、研磨速度向上の観点から、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましく、０．２μｍ以上がさらに好ましく、０．２５μｍ以上がさらにより好ましい。よって、前記体積中位粒径は、０．１〜０．８μｍが好ましく、０．１５〜０．６μｍがより好ましく、０．２〜０．５μｍがさらに好ましく、０．２５〜０．４μｍがさらにより好ましい。中でも、レーザー光回折法により測定したα−アルミナの二次粒子の体積中位粒径は、突き刺さり低減、うねり低減及び表面粗さ低減の観点、並びに研磨速度向上の観点から、０．１〜０．８μｍが好ましく、０．１５〜０．６μｍがより好ましく、０．２〜０．５μｍがさらに好ましく、０．２５〜０．４μｍがさらにより好ましい。
アルミナ粒子の一次粒子の体積中位粒径は、突き刺さり低減及び表面汚れ低減の観点から、０．００５〜０．５μｍが好ましく、０．０１〜０．４μｍがより好ましく、０．０３〜０．３μｍがさらに好ましく、０．０５〜０．２μｍがさらにより好ましい。中でも、α−アルミナの一次粒子の体積中位粒径は、研磨速度向上、突き刺さり低減及び表面汚れ低減の観点から、０．０５〜０．５μｍが好ましく、０．０５〜０．４μｍがより好ましく、０．０５〜０．３μｍがさらに好ましく、０．０７〜０．２μｍがさらにより好ましい。アルミナ粒子の一次粒子の体積中位粒径は、走査型電子顕微鏡（好適には３０００〜３００００倍）又は透過型電子顕微鏡（好適には１００００〜３０００００倍）の写真を画像解析することにより求めることができる。具体的には、拡大写真等を用い、個々の一次粒子の最大長を少なくとも２００個の粒子について測定し、該長さを直径とする球の体積を算出し、小粒径側からの累積体積頻度が５０％となる粒径（Ｄ50）を一次粒子の体積中位粒径とする。
研磨液組成物中におけるアルミナ粒子の含有量は、研磨速度向上及び突き刺さり低減の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましく、０．５重量％以上がさらに好ましく、０．９重量％以上がさらにより好ましい。また、該含有量は、表面品質向上及び経済性の観点から、３０重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましく、１５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。即ち、研磨液組成物中におけるアルミナ粒子の含有量は、０．０５〜３０重量％が好ましく、０．１〜２０重量％がより好ましく、０．５〜１５重量％がさらに好ましく、０．９〜１０重量％がさらにより好ましい。
アルミナ粒子中における粒径が１μｍ以上の粗大粒子の含有量は、突き刺さり低減の観点から、０．２重量％以下が好ましく、０．１５重量％以下がより好ましく、０．１重量％以下がさらに好ましく、０．０５重量％以下がさらにより好ましい。また、アルミナ粒子中における粒径が３μｍ以上の粗大粒子の含有量は、同様の観点から、０．０５重量％以下が好ましく、０．０４重量％以下がより好ましく、０．０３重量％以下がさらに好ましく、０．０２重量％以下がさらにより好ましく、０．０１重量％以下がさらにより好ましい。なお、前記「粒径が１μｍ以上の粗大粒子」又は「粒径が３μｍ以上の粗大粒子」は、一次粒子のみならず、一次粒子が凝集した二次粒子をも含むものとする。研磨液組成物中の前記粗大粒子の含有量の測定には、個数カウント方式（Ｓｉｚｉｎｇ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｅｎｓｉｎｇ法）が使用される。具体的には、米国パーティクルサイジングシステムズ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ）社製「アキュサイザー（Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ）７８０」によって、アルミナ粒子の粒径を測定することにより、該含有量を求めることができる。アルミナ粒子中における粒径が１μｍ以上の粗大粒子の含有量を制御する方法としては、特に限定はなく、研磨液組成物の製造の際あるいは製造後に、一般的な分散方法あるいは粒子除去方法を用いることができる。
［シリカ粒子］
本発明の研磨液組成物は、シリカ粒子を含有する。シリカ粒子としては、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、中でも、より高度な平滑性を必要とする高記録密度メモリー磁気ディスク用基板の最終仕上げ研磨用途に適しているという観点から、コロイダルシリカが好ましい。なお、コロイダルシリカ粒子は、例えば、ケイ酸水溶液から生成させる製法により得ることができる。
本発明の研磨液組成物は、シリカ粒子を含有する。シリカ粒子としては、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、中でも、より高度な平滑性を必要とする高記録密度メモリー磁気ディスク用基板の最終仕上げ研磨用途に適しているという観点から、コロイダルシリカが好ましい。なお、コロイダルシリカ粒子は、例えば、ケイ酸水溶液から生成させる製法により得ることができる。
本発明に用いるシリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差は、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、１１〜３５ｎｍであって、１２〜３０ｎｍが好ましく、１２〜２５ｎｍがさらに好ましい。
本発明に用いるシリカ粒子の体積中位粒径（体積基準における平均粒径（Ｄ50）ともいう。）は、ロールオフの低減、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、２０〜１５０ｎｍが好ましく、２５〜１００ｎｍがより好ましく、３０〜９０ｎｍがさらに好ましく、４０〜８０ｎｍがさらにより好ましい。なお、本発明において、シリカ粒子の体積中位粒径とは、シリカ粒子の一次粒子の体積中位粒径をいう。
シリカ粒子の個数基準における一次粒子の体積中位粒径及び粒径の標準偏差は、以下の方法により求めることができる。即ち、シリカ粒子を日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで画像データとして取込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」（販売元：三谷商事）を用いて１０００個以上のシリカ粒子データについて１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、それを直径とし、表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて、個数基準の粒径の標準偏差（標本標準偏差）を得る。また、前記表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」にて、粒子直径から粒子体積に換算して得られるシリカの粒径分布データに基づき、全粒子中における、所定の粒径の粒子の割合（体積基準％）を小粒径側からの累積頻度として表し、累積体積頻度（％）を得る。得られたシリカの粒径及び累積体積頻度データに基づき、粒径に対して累積体積頻度をプロットすることにより、粒径対累積体積頻度グラフが得られる。前記グラフにおいて、小粒径側からの累積体積頻度が５０％となる粒径をシリカの体積中位粒径とする。
シリカ粒子は、突き刺さり低減、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、粒径２０〜１２０ｎｍのシリカ粒子をシリカ粒子全量に対して４０体積％以上含有することが好ましく、６０体積％以上がより好ましく、８０体積％以上がさらに好ましく、９０体積％以上がさらにより好ましい。
また、シリカ粒子は、突き刺さり低減、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、粒径２０〜４０ｎｍ、粒径６０〜８０ｎｍ、粒径１００〜１２０ｎｍのうち、粒径６０〜８０ｎｍの体積％が最も大きいことが好ましく、粒径２０〜４０ｎｍのシリカ粒子をシリカ粒子全量に対して１〜４０体積％、粒径６０〜８０ｎｍのシリカ粒子をシリカ粒子全量に対して５〜９０体積％、及び粒径１００〜１２０ｎｍのシリカ粒子をシリカ粒子全量に対して０〜４０体積％含有することが好ましい。
上記と同様の観点から、粒径２０〜４０ｎｍのシリカ粒子の含有量としては、シリカ粒子全量に対して１〜３０体積％がより好ましく、１〜２５体積％がさらに好ましい。粒径６０〜８０ｎｍのシリカ粒子の含有量としては、シリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％がより好ましく、２０〜６０体積％がさらに好ましい。粒径１００〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量としては、シリカ粒子全量に対して０〜３０体積％がより好ましく、０〜２０体積％がさらに好ましい。
所定の粒径のシリカ粒子の含有量は、前記粒径分布データに基づき、全シリカ粒子に対する粒径２０〜１２０ｎｍ、粒径２０〜４０ｎｍ、粒径６０〜８０ｎｍ、及び粒径１００〜１２０ｎｍのシリカ粒子の割合（体積基準％）として算出できる。
シリカ粒子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、例えば、シリカ粒子がコロイダルシリカの場合、その製造段階における粒子の発生及び成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより最終製品に粒径分布を持たせる方法、異なる粒径分布を有する２つ以上のシリカ粒子を混合する方法等で達成することが可能であるが、調整の簡便さから、異なる粒径分布を有する２種以上のシリカ粒子を混合して調整することが好ましい。
研磨液組成物中におけるシリカ粒子の含有量は、アルミナ粒子の突き刺さりの低減、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、０．１重量％以上が好ましく、０．５重量％以上がより好ましく、１．０重量％以上がさらに好ましく、１．５重量％以上がさらにより好ましい。また、シリカ粒子の含有量は、表面品質向上及び経済性の観点から、３０重量％以下が好ましく、２５重量％以下がより好ましく、２０重量％以下がさらに好ましく、１５重量％以下がさらにより好ましい。即ち、研磨液組成物中におけるシリカの含有量は０．１〜３０重量％が好ましく、０．５〜２５重量％がより好ましく、１〜２０重量％がさらに好ましく、１．５〜１５重量％がさらにより好ましい。
研磨液組成物中におけるアルミナ粒子とシリカ粒子の重量比（アルミナ重量／シリカ重量）は、アルミナ粒子の突き刺さり低減、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、６０／４０〜１０／９０の範囲が好ましく、５０／５０〜１５／８５の範囲がより好ましく、４０／６０〜２０／８０の範囲がさらに好ましい。
［酸及び/又はその塩］
研磨液組成物は、研磨速度の向上及び基板表面のうねり低減の観点から、酸及び/又はその塩を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸としては、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及びうねり低減の観点から、そのｐＫ１が好ましくは７以下、より好ましくは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以下の酸である。ここで、ｐＫ１とは、第１酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値である。各化合物のｐＫ１は、例えば化学便覧改訂４版（基礎編）ＩＩ、ｐ３１６〜３２５（日本化学会編）等に記載されている。
研磨液組成物は、研磨速度の向上及び基板表面のうねり低減の観点から、酸及び/又はその塩を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸としては、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及びうねり低減の観点から、そのｐＫ１が好ましくは７以下、より好ましくは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以下の酸である。ここで、ｐＫ１とは、第１酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値である。各化合物のｐＫ１は、例えば化学便覧改訂４版（基礎編）ＩＩ、ｐ３１６〜３２５（日本化学会編）等に記載されている。
本発明に用いられる酸及び／又はその塩の具体例を以下に示す。無機酸としては硝酸、塩酸、過塩素酸、アミド硫酸等の一価の鉱酸と、硫酸、亜硫酸、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等の多価鉱酸及びそれらの塩が挙げられる。また、有機酸としてはギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、プロパン酸、ヒドロキシプロパン酸、酪酸、安息香酸、グリシン等のモノカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、フタル酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミン四酢酸等の多価カルボン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等のアルキルスルホン酸、エチルリン酸、ブチルリン酸等のアルキルリン酸、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキリエチリデンジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸等の有機ホスホン酸及びそれらの塩等が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及び基板表面のうねり低減の観点から、多価酸及びそれらの塩が好ましく、より好ましくは多価鉱酸、多価カルボン酸、有機ホスホン酸及びそれらの塩、さらに好ましくは多価鉱酸、多価カルボン酸及びそれらの塩である。ここで多価酸とは分子内に２つ以上の、水素イオンを発生させ得る水素を持つ酸をいう。また、被研磨物の表面汚れ防止の観点からは、硝酸、硫酸、アルキルスルホン酸、多価カルボン酸及びそれらの塩が好ましい。
前記酸は単独で用いても良いが、２種以上を混合して使用することが好ましい。特に、Ｎｉ−Ｐメッキ基板のような金属表面を研磨する場合で、研磨中に被研磨物の金属イオンが溶出して研磨液組成物のｐＨが上昇し、高い研磨速度が得られないとき、ｐＨ変化を小さくするためにｐＫ１が２．５未満の酸とｐＫ１が２．５以上の酸とを組み合わせて使用することが好ましく、ｐＫ１が１．５以下の酸とｐＫ１が２．５以上の酸とを組み合わせて使用することがより好ましい。このような２種以上の酸を含有する場合、研磨速度向上及びうねり低減、かつ入手性を考慮すると、ｐＫ１が２．５未満の酸としては、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸等の鉱酸や有機ホスホン酸を用いることが好ましい。一方、ｐＫ１が２．５以上の酸としては、同様な観点から、酢酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、イタコン酸等の有機カルボン酸が好ましく、中でも、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、イタコン酸が好ましく、クエン酸がより好ましい。また、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、ｐＫ１が２．５以上の有機カルボン酸を使用する場合は、オキシカルボン酸と２価以上の多価カルボン酸とを組み合わせて使用することがより好ましい。例えば、オキシカルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等が挙げられ、多価カルボン酸としては、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。従って、これらをそれぞれ１種以上組み合わせて使用することが好ましく、中でも、クエン酸と多価カルボン酸を組み合わせることが好ましい。
これらの酸の塩としては、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、有機アミン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、研磨速度向上、ロールオフ低減の観点から１Ａ族に属する金属又はアンモニウムとの塩が好ましい。
研磨速度の向上、ロールオフの改良、研磨液組成物のケーキング防止等の観点から、無機酸塩を含有してもよい。無機酸塩の例としては、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、スルファミン酸アンモニウム等が挙げられる。
研磨液組成物中における酸及び／又はその塩の含有量は、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、０．１重量％以上がより好ましく、０．３重量％以上がさらに好ましく、０．５重量％以上がさらにより好ましい。また、酸及び／又はその塩の含有量は、表面品質及び経済性の観点から、２０重量％以下が好ましく、１５重量％以下がより好ましく、１０重量％以下がさらに好ましく、５重量％以下がさらにより好ましい。即ち、研磨液組成物中における酸の含有量は、０．０５〜２０重量％が好ましく、０．１〜１５重量％がより好ましく、０．３〜１０重量％がさらに好ましく、０．５〜５重量％がさらにより好ましい。また、研磨速度向上の観点から、ｐＫ１が２．５未満の酸とｐＫ１が２．５以上の酸との重量比〔（ｐＫ１が２．５未満の酸）／（ｐＫ１が２．５以上の酸）〕は、９／１〜１／９が好ましく、７／１〜１／７がより好ましく、５／１〜１／５がさらに好ましい。
［酸化剤］
研磨液組成物は、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及び基板表面のうねり低減の観点から、酸化剤を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸化剤としては、例えば、過酸化物、金属のペルオキソ酸若しくはその塩、又は酸素酸若しくはその塩等が挙げられる。酸化剤はその構造から無機系酸化剤と有機系酸化剤に大別される。無機系酸化剤としては、過酸化水素； 過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウムのようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過酸化物； ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸カリウム等のペルオキソ炭酸塩； ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ一硫酸等のペルオキソ硫酸又はその塩； ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム、ペルオキソリン酸アンモニウム等のペルオキソリン酸又はその塩； ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソホウ酸カリウム等のペルオキソホウ酸塩； ペルオキソクロム酸ナトリウム、ペルオキソクロム酸カリウム等のペルオキソクロム酸塩； 過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩； 過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過沃素酸カリウム、沃素酸ナトリウム、沃素酸カリウム等の含ハロゲン酸素酸塩； 及び塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸アルミニウム等の無機酸金属塩等が挙げられる。有機系酸化剤としては、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸等の過カルボン酸類； ｔ−ブチルパーオキサイト、クメンパーオキサイト等のパーオキサイト； 及びクエン酸鉄（ＩＩＩ）等の有機酸鉄（ＩＩＩ）塩等が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上、入手性、及び水への溶解度等の取り扱い性の観点から、無機系酸化剤が好ましい。中でも、過酸化水素、ペルオキソホウ酸ナトリウム、沃素酸ナトリウム及び沃素酸カリウムが好ましい。また、これらの酸化剤は一種でもよいが、二種以上を混合して用いても良い。
研磨液組成物は、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及び基板表面のうねり低減の観点から、酸化剤を含有することが好ましい。本発明に用いられる酸化剤としては、例えば、過酸化物、金属のペルオキソ酸若しくはその塩、又は酸素酸若しくはその塩等が挙げられる。酸化剤はその構造から無機系酸化剤と有機系酸化剤に大別される。無機系酸化剤としては、過酸化水素； 過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウムのようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過酸化物； ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸カリウム等のペルオキソ炭酸塩； ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ一硫酸等のペルオキソ硫酸又はその塩； ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム、ペルオキソリン酸アンモニウム等のペルオキソリン酸又はその塩； ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソホウ酸カリウム等のペルオキソホウ酸塩； ペルオキソクロム酸ナトリウム、ペルオキソクロム酸カリウム等のペルオキソクロム酸塩； 過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸塩； 過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過沃素酸カリウム、沃素酸ナトリウム、沃素酸カリウム等の含ハロゲン酸素酸塩； 及び塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、硝酸アルミニウム等の無機酸金属塩等が挙げられる。有機系酸化剤としては、過酢酸、過蟻酸、過安息香酸等の過カルボン酸類； ｔ−ブチルパーオキサイト、クメンパーオキサイト等のパーオキサイト； 及びクエン酸鉄（ＩＩＩ）等の有機酸鉄（ＩＩＩ）塩等が挙げられる。これらの内、研磨速度の向上、入手性、及び水への溶解度等の取り扱い性の観点から、無機系酸化剤が好ましい。中でも、過酸化水素、ペルオキソホウ酸ナトリウム、沃素酸ナトリウム及び沃素酸カリウムが好ましい。また、これらの酸化剤は一種でもよいが、二種以上を混合して用いても良い。
酸化剤の研磨液組成物中の含有量は、研磨速度の向上、突き刺さり低減及び表面汚れ低減の観点から、０．１重量％以上が好ましく、０．３重量％以上がより好ましく、０．６重量％以上がさらに好ましく、０．８重量％以上がさらにより好ましい。また、ロールオフ低減及び表面品質の観点から、１０重量％以下が好ましく、５重量％以下がより好ましく、３重量％以下がさらに好ましく、１．５重量％以下がさらにより好ましい。即ち、研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、０．１〜１０重量％が好ましく、０．３〜５重量％がより好ましく、０．５〜３重量％がさらに好ましく、０．８〜１．５重量％がさらにより好ましい。
［水］
研磨液組成物中の水は、媒体として使用されるものであり、蒸留水、イオン交換水又は超純水等が使用され得る。研磨液組成中の水の含有量は、研磨液組成物の取り扱い性（粘度）の観点から、５５重量％以上が好ましく、７５％重量％以上がより好ましく、８５重量％以上がさらに好ましく、９０重量％以上がさらにより好ましい。また、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及び基板表面のうねり低減の観点から、９９．８重量％以下が好ましく、９９．３重量％以下がより好ましく、９８．８重量％以下がさらに好ましい。即ち、研磨液組成物中の水の含有量は５５〜９９．８重量％が好ましく、７５〜９９．８重量％がより好ましく、８５〜９９．３重量％がさらに好ましく、９０〜９８．８重量％がさらにより好ましい。
研磨液組成物中の水は、媒体として使用されるものであり、蒸留水、イオン交換水又は超純水等が使用され得る。研磨液組成中の水の含有量は、研磨液組成物の取り扱い性（粘度）の観点から、５５重量％以上が好ましく、７５％重量％以上がより好ましく、８５重量％以上がさらに好ましく、９０重量％以上がさらにより好ましい。また、研磨速度の向上、突き刺さり低減、及び基板表面のうねり低減の観点から、９９．８重量％以下が好ましく、９９．３重量％以下がより好ましく、９８．８重量％以下がさらに好ましい。即ち、研磨液組成物中の水の含有量は５５〜９９．８重量％が好ましく、７５〜９９．８重量％がより好ましく、８５〜９９．３重量％がさらに好ましく、９０〜９８．８重量％がさらにより好ましい。
［研磨液組成物のｐＨ］
研磨液組成物のｐＨは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点と、加工機械の腐食防止性及び作業者の安全性の観点とから７未満が好ましく、０．１〜６がより好ましく、０．５〜５がさらに好ましく、１〜５がさらにより好ましく、１〜４がさらにより好ましく、１〜３．５がさらにより好ましい。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びそれらの金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
研磨液組成物のｐＨは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上及び基板表面のうねり低減の観点と、加工機械の腐食防止性及び作業者の安全性の観点とから７未満が好ましく、０．１〜６がより好ましく、０．５〜５がさらに好ましく、１〜５がさらにより好ましく、１〜４がさらにより好ましく、１〜３．５がさらにより好ましい。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸、アミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びそれらの金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。
［共重合体］
本発明の研磨液組成物は、ロールオフ低減の観点から、式（Ｉ）で表される構成単位と２０℃の水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下の疎水性モノマーに由来する構成単位とを有する共重合体及び／又はその塩を含むことが好ましい。前記共重合体において、下記式（Ｉ）で表される構成単位は、親水性構成単位としての役割を果たし、前記疎水性モノマーに由来する構成単位は、疎水性構成単位としての役割を果たす。前記共重合体において、下記式（Ｉ）で表される構成単位と前記疎水性モノマーに由来する構成単位との付加は、ランダム、ブロック又はグラフトのいずれであってもよく、これらの組合せであってもよい。
本発明の研磨液組成物は、ロールオフ低減の観点から、式（Ｉ）で表される構成単位と２０℃の水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下の疎水性モノマーに由来する構成単位とを有する共重合体及び／又はその塩を含むことが好ましい。前記共重合体において、下記式（Ｉ）で表される構成単位は、親水性構成単位としての役割を果たし、前記疎水性モノマーに由来する構成単位は、疎水性構成単位としての役割を果たす。前記共重合体において、下記式（Ｉ）で表される構成単位と前記疎水性モノマーに由来する構成単位との付加は、ランダム、ブロック又はグラフトのいずれであってもよく、これらの組合せであってもよい。
前記式（Ｉ）において、Ｒ1は、水素原子又はメチル基であり、中でも、構成単位及び共重合体の安定性をさらに向上できるため、メチル基が好ましい。Ｒ2は、炭素数１〜４、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基であり、メチル基がさらに好ましい。また、前記式（Ｉ）において、ＡＯは、オキシエチレン基を含む炭素数２〜８、好ましくは炭素数２〜３のオキシアルキレン基である。（ＡＯ）nにおけるオキシエチレン基の占める割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、１００モル％がさらに好ましい。前記式（Ｉ）におけるＡＯの全平均付加モル数であるｎは、ロールオフの抑制及び研磨液組成物の泡立ち性の抑制、並びに、共重合体の分散性向上の観点から、９〜２５０の数が好ましく、２３〜２００の数がより好ましく、６０〜１７０の数がさらに好ましく、９０〜１５０の数が特に好ましい。また、前記式（Ｉ）におけるｐは、０又は１である。ロールオフの抑制及び研磨液組成物の泡立ち性の抑制、並びに、共重合体の分散性向上の観点からは、ｐは、１が好ましい。
前記疎水性モノマーは、２０℃の水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下、即ち水難溶性を示す。前記疎水性モノマーの２０℃の水１００ｇに対する溶解度は、ロールオフ抑制及び研磨液組成物の泡立ち抑制の観点から、０〜１ｇが好ましく、０〜０．１ｇがより好ましい。前記疎水性モノマーとしては、例えば、アルキルアクリレート系モノマー、アルキルメタクリレート系モノマー、ポリエチレングリコールアクリレート系モノマーを除くポリアルキレングリコールアクリレート系モノマー、ポリエチレングリコールメタクリレート系モノマーを除くポリアルキレングリコールメタクリレート系モノマー、スチレン系モノマー、アルキルアクリルアミド系モノマー、アルキルメタクリルアミド系モノマー等が好適に挙げられる。
前記疎水性モノマーに由来する構成単位は、ロールオフ低減の観点から、下記式（ＩＩ）〜（ＩＶ）で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも１つの構成単位であることが好ましく、下記式（ＩＩ）で表される構成単位であることがより好ましい。また、化合物の安定性の観点からは、下記式（ＩＶ）で表される構成単位であることが好ましい。
前記式（ＩＩ）において、Ｒ3は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、構成単位及び共重合体の安定性のさらなる向上の観点からはメチル基が好ましい。Ｘは、酸素原子又はＮＨ基であることが好ましく、ロールオフのさらなる抑制の観点からは酸素原子が好ましい。Ｒ4は、ロールオフ抑制の観点から、好ましくは炭素数４〜３０、より好ましくは炭素数４〜２２のアルキル基、又は好ましくは炭素数６〜３０、より好ましくは炭素数６〜２２のアリール基であり、ロールオフをさらに抑制し、研磨液組成物の泡立ちをさらに抑制する観点からは炭素数４〜２２のアルキル基が好ましく、炭素数８〜１８のアルキル基がより好ましく、炭素数１２〜１８のアルキル基がさらに好ましい。また、Ｒ4は、直鎖、分岐鎖及び環状のいずれであってもよく、飽和及び不飽和のいずれであってもよく、炭素原子及び水素原子以外の元素を含んでもよい。前記元素としては、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子等が挙げられる。
前記式（ＩＩＩ）において、Ｒ5は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、Ｒ6は、水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、構成単位及び共重合体の安定性のさらなる向上の観点からはＲ5及びＲ6の双方がメチル基であることが好ましい。ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基であることが好ましく、炭素数３〜４のオキシアルキレン基がより好ましく、オキシプロピレン基がさらに好ましい。（ＡＯ）mにおけるオキシプロピレン基及びオキシブチレン基の占める割合は、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上がより好ましく、１００モル％がさらに好ましい。前記式（ＩＩＩ）のＡＯの全平均付加モル数であるｍは、ロールオフ抑制及び共重合体分散性向上の観点から、３〜１５０の数が好ましく、ロールオフをさらに抑制できるため、４以上がより好ましく、６以上がさらに好ましく、９以上がさらにより好ましく、１３以上が特に好ましく、研磨液組成物における共重合体の分散性をさらに向上できるため、１００以下が好ましく、７５以下がより好ましく、５０以下がさらに好ましく、２０以下が特に好ましい。したがって、ｍは、４〜１００の数が好ましく、６〜７５の数がより好ましく、９〜５０の数がさらに好ましく、１３〜２０の数が特に好ましい。
前記式（ＩＶ）において、Ｒ7は、水素原子又はメチル基であることが好ましく、水素原子がより好ましい。Ｒ8は、水素原子又は炭素数１〜３０のアルキル基であることが好ましく、ロールオフ抑制及び共重合体分散性向上の観点から、好ましくは水素原子である。前記式（ＩＶ）で表される構成単位を形成するためのモノマーの具体例としては、スチレン（Ｓｔ）、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン類が挙げられ、スチレンが好ましい。
前記共重合体における式（Ｉ）で表される構成単位（親水性構成単位）と前記疎水性モノマーに由来する構成単位（疎水性構成単位）との重量比（親水性構成単位の重量／疎水性構成単位の重量）は、ロールオフ低減及び分散性向上の観点から、２５／７５〜９７．５／２．５が好ましく、より好ましくは４０／６０〜９２．５／７．５、さらに好ましくは６５／３５〜８５／１５である。なお、前記共重合体における各構成単位の重量比は、共重合体を１重量％含む重水素置換ジメチルスルホキシド溶液を、プロトン核磁気共鳴スペクトルを用いて測定することにより算出できる。
前記共重合体及び／又はその塩の重量平均分子量は、ロールオフ低減及び分散性向上の観点から、５０００〜５０万が好ましく、２万〜５０万がより好ましく、２万〜４５万がさらに好ましく、６万〜４５万がさらにより好ましく、６万〜４０万がさらにより好ましく、９万〜４０万がさらにより好ましい。なお、前記重量平均分子量は、以下の条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定できる。
ＧＰＣ条件
カラム：α−Ｍ−α−Ｍ
溶離液：６０ｍｍｏｌ／Ｌ Ｈ3ＰＯ4、５０ｍｍｏｌ／Ｌ ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
標準物質：ポリスチレン
ＧＰＣ条件
カラム：α−Ｍ−α−Ｍ
溶離液：６０ｍｍｏｌ／Ｌ Ｈ3ＰＯ4、５０ｍｍｏｌ／Ｌ ＬｉＢｒ／ＤＭＦ
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
標準物質：ポリスチレン
前記共重合体は、前記式（Ｉ）で表される構成単位を形成するためのモノマー及び前記疎水性モノマーに加えて、その他のモノマーを含んでもよい。
研磨液組成物中の前記共重合体及び／又はその塩の含有量は、研磨液組成物の泡立ちをさらに抑制できるため、３重量％以下が好ましく、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。また、ロールオフをさらに抑制できるため、前記共重合体の含有量は０．００１重量％以上が好ましく、０．００３重量％以上がより好ましく、０．００５重量％以上がさらに好ましい。したがって、前記共重合体の含有量は、０．００１〜３重量％が好ましく、０．００３〜２重量％がより好ましく、０．００５〜１重量％がさらに好ましい。
［その他の成分］
研磨液組成物には、さらなる研磨速度の向上、砥粒突き刺さり低減、基板表面のうねりの低減、及びその他の目的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、例えば、コロイダル酸化チタン等の金属酸化物砥粒、増粘剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。前記他の成分は単独で用いても良いし、２種類以上混合して用いても良い。研磨液組成物中における前記他の成分の含有量は、経済性の観点から、０．０５〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．０５〜５重量％がさらに好ましい。
研磨液組成物には、さらなる研磨速度の向上、砥粒突き刺さり低減、基板表面のうねりの低減、及びその他の目的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、例えば、コロイダル酸化チタン等の金属酸化物砥粒、増粘剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。前記他の成分は単独で用いても良いし、２種類以上混合して用いても良い。研磨液組成物中における前記他の成分の含有量は、経済性の観点から、０．０５〜２０重量％が好ましく、０．０５〜１０重量％がより好ましく、０．０５〜５重量％がさらに好ましい。
さらに、研磨液組成物には、他の成分として必要に応じて殺菌剤や抗菌剤等を配合することができる。研磨液組成物中におけるこれらの殺菌剤及び抗菌剤等の含有量は、機能を発揮する観点、並びに研磨性能への影響及び経済性の観点から、０．０００１〜０．１重量％が好ましく、０．００１〜０．０５重量％がより好ましく、０．００２〜０．０２重量％がさらに好ましい。
［研磨液組成物の調製方法］
本発明の製造方法に用いられる研磨液組成物の調製方法は、何ら制限されず、例えば、アルミナ粒子、シリカ粒子、酸又はその塩、及び酸化剤を適当な水系媒体に混合することによって調製できる。アルミナ粒子及びシリカ粒子を予め分散したスラリーに、必要に応じて各種添加剤を加える方法が好ましい。前記アルミナ粒子及びシリカ粒子の分散は、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撹拌機等を用いて行うことができる。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。
本発明の製造方法に用いられる研磨液組成物の調製方法は、何ら制限されず、例えば、アルミナ粒子、シリカ粒子、酸又はその塩、及び酸化剤を適当な水系媒体に混合することによって調製できる。アルミナ粒子及びシリカ粒子を予め分散したスラリーに、必要に応じて各種添加剤を加える方法が好ましい。前記アルミナ粒子及びシリカ粒子の分散は、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撹拌機等を用いて行うことができる。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。
［ハードディスク基板の製造方法］
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、「本発明の研磨工程」ともいう）を含む製造方法であって、その他の工程については特に制限されない。本発明の研磨工程では、定盤に配置された研磨パッドで被研磨基板を挟み込み、上述した研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力（研磨荷重）を加えながら研磨パッドや被研磨基板を動かすことなどにより、被研磨基板の研磨が行われうる。本発明の研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮物であれば希釈して使用すればよい。前記濃縮物を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度（砥粒の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定できる。本発明の研磨工程は、ポリッシング工程として特に効果があるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。
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、「本発明の研磨工程」ともいう）を含む製造方法であって、その他の工程については特に制限されない。本発明の研磨工程では、定盤に配置された研磨パッドで被研磨基板を挟み込み、上述した研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力（研磨荷重）を加えながら研磨パッドや被研磨基板を動かすことなどにより、被研磨基板の研磨が行われうる。本発明の研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮物であれば希釈して使用すればよい。前記濃縮物を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度（砥粒の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定できる。本発明の研磨工程は、ポリッシング工程として特に効果があるが、これ以外の研磨工程、例えば、ラッピング工程等にも同様に適用することができる。
本発明の研磨工程における研磨荷重は、１０．３〜１６．７ｋＰａである。この範囲の研磨荷重であれば、従来採用されていたより低い研磨荷重による研磨と同程度の研磨後の基板表面うねりを維持したまま研磨速度を高めることができる。したがって、本発明の製造方法によれば、生産性を向上しつつ、高記録密度化に適したハードディスク基板を好ましくは提供できる。本発明の研磨工程における研磨荷重は、基板表面のうねり悪化を抑制しつつ研磨速度を向上させる観点から１０．３〜１６．７ｋＰａであって、１０．５〜１６．０ｋＰａが好ましく、１１．０〜１５．０ｋＰａがより好ましく、１１．５〜１５.０ｋＰａがさらに好ましい。
本発明の研磨工程における本発明の研磨液組成物の供給速度は、低コストの面から、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．２５ｍＬ／分以下が好ましく、０．２ｍＬ／分以下がより好ましく、０．１６ｍＬ／分以下がさらに好ましい。また、前記供給速度は、研磨速度をさらに向上できることから、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．０１ｍＬ／分以上が好ましく、０．０２５ｍＬ／分以上がより好ましく、０．０５ｍＬ／分以上がさらに好ましい。したがって、前記供給速度は、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．０１〜０．２５ｍＬ／分が好ましく、０．０２５〜０．２ｍＬ／分がより好ましく、０．０５〜０．１６ｍＬ／分がさらに好ましい。本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程におけるその他の研磨条件（研磨機の種類、研磨温度等）については特に限定はない。
本発明の研磨工程で研磨される被研磨基板としては、通常、ハード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る。被研磨基板の具体例としては、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐ合金をメッキした基板が代表的であるが、アルミニウム合金の代わりにガラスやグラッシュカーボンを使用し、これにＮｉ−Ｐメッキを施した基板、あるいはＮｉ−Ｐメッキの代わりに、各種金属化合物をメッキや蒸着により被覆した基板を挙げることができる。
本発明で使用される研磨パッドとしては、特に限定はなく、例えば、不織布状あるいは多孔質の有機高分子からなる研磨パッドが使用され得る。研磨パッドの形状、大きさ等には特に限定はない。また、研磨パッドの材料としては、特に限定はないが、例えば、ウレタン等の有機高分子、有機高分子にカーボン、セリア等の種々の添加剤を含有させたもの等が挙げられる。
本発明の製造方法は、一つの実施形態として、被研磨基板を準備する工程、本発明の研磨工程、及び、研磨後の基板を磁気ディスク化してハードディスク基板とする工程をこの順で含む製造方法であってもよい。
本発明の製造方法は、さらにその他の実施形態として、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式であることが好ましく、最終工程である仕上げ研磨工程よりも前の工程、即ち粗研磨工程で、前述の「本発明の研磨工程」を行なうことが好ましい。仕上げ研磨工程で使用する研磨液組成物においては、ハードディスク基板の表面品質の観点、例えば、うねりの低減、表面粗さの低減、スクラッチ等の表面欠陥の低減の観点から、砥粒の一次粒子の体積中位径は１００ｎｍ以下が好ましく、８０ｎｍ以下がより好ましく、５０ｎｍ以下がさらに好ましく、３０ｎｍ以下がさらにより好ましい。また、研磨速度向上の観点から、該平均粒径は５ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上がより好ましい。
仕上げ研磨工程で使用される研磨液組成物中の研磨粒子としては、フュームドシリカ砥粒、コロイダルシリカ砥粒等が挙げられ、表面粗さの低減、及びスクラッチ等表面欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカ砥粒が好ましい。コロイダルシリカ砥粒の一次粒子の体積中位径としては、５〜８０ｎｍが好ましく、５〜５０ｎｍがより好ましく、１０〜３０ｎｍがさらに好ましい。
仕上げ研磨工程において、一次粒子の平均粒径が５〜１００ｎｍの研磨粒子を使用する場合、表面粗さの低減、アルミナ粒子の突き刺さりの低減の観点、及び生産性（研磨時間）の観点から、研磨量は、０．０５〜０．５μｍが好ましく、０．１〜０．４μｍがより好ましく、０．２〜０．４μｍがさらに好ましい。仕上げ研磨を行なう際の他の条件（研磨機の種類、研磨温度、研磨速度、研磨液の供給量等）については特に限定はなく、研磨荷重としては、３〜５０ｋＰａが好ましく、より好ましくは５〜２５ｋＰａ、さらに好ましくは７〜１５ｋＰａである。なお、研磨量は、後述の実施例のようにして求めることができる。
本発明は、その他の態様として、上述した本発明の研磨工程を含む研磨方法に関する。本発明の研磨方法により、基板表面のうねりを抑制しつつ、研磨速度を高めることができる。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、さらにその他の態様として、本発明の製造方法及び本発明の研磨方法に用いる研磨液組成物に関する。本発明の研磨液組成物の組成は上述のとおりである。
１．研磨液組成物の調製
アルミナ粒子、コロイダルシリカ、マレイン酸、クエン酸、硫酸（９８％品）、及び水を下記表１となるように配合し、実験例１〜１４の研磨液組成物を調製した。αアルミナ粒子の一次粒子及び二次粒子の体積中位粒径は、それぞれ０．１０及び０．３０μｍであり、θアルミナ粒子の一次粒子及び二次粒子の体積中位粒径は、それぞれ０．０３及び０．１６μｍであった。また、個数基準の粒径の標準偏差が１２．６ｎｍ及び１０．５ｎｍのコロイダルシリカの一次粒子の体積中位粒径は、ともに０．０５μｍであった。
アルミナ粒子、コロイダルシリカ、マレイン酸、クエン酸、硫酸（９８％品）、及び水を下記表１となるように配合し、実験例１〜１４の研磨液組成物を調製した。αアルミナ粒子の一次粒子及び二次粒子の体積中位粒径は、それぞれ０．１０及び０．３０μｍであり、θアルミナ粒子の一次粒子及び二次粒子の体積中位粒径は、それぞれ０．０３及び０．１６μｍであった。また、個数基準の粒径の標準偏差が１２．６ｎｍ及び１０．５ｎｍのコロイダルシリカの一次粒子の体積中位粒径は、ともに０．０５μｍであった。
なお、アルミナ粒子の二次粒子粒径の測定は、以下のように行った。
アルミナ粒子の二次粒子の粒径の測定
以下の測定条件で二次粒子の粒径（Ｄ50）を測定した。なお、Ｄ50とは小粒径側からの積算粒径分布（体積基準）が５０％となる粒径であり、このＤ50を体積中位粒径とする。
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
アルミナ粒子の二次粒子の粒径の測定
以下の測定条件で二次粒子の粒径（Ｄ50）を測定した。なお、Ｄ50とは小粒径側からの積算粒径分布（体積基準）が５０％となる粒径であり、このＤ50を体積中位粒径とする。
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
また、シリカ粒子の粒径分布、体積中位粒径、及び粒径の標準偏差の測定は、以下のようにして行った。
シリカ粒子の粒径分布、体積中位粒径及び粒径の標準偏差の測定
まず、スラリー状のシリカ粒子を試料として用い、日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）により前記試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影した。当該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」（販売元：三谷商事）を用いて１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、それを直径とし、１０００個以上のシリカ粒子データを解析した後、それをもとに表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて、シリカ粒子の個数基準の平均粒径及び標準偏差を得た。また、表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」にて、粒子直径から粒子体積に換算して得られるシリカ粒子の粒径分布データに基づき、全粒子中における、ある粒径の粒子の割合（体積基準％）を小粒径側からの累積頻度として表し、累積体積頻度（％）を得た。得られたシリカ粒子の粒径及び累積体積頻度データに基づき、粒径に対して累積体積頻度をプロットし、粒径対累積体積頻度グラフを作成し、小粒径側からの累積体積頻度が５０％となる粒径を体積中位粒径（平均粒径）とした。
シリカ粒子の粒径分布、体積中位粒径及び粒径の標準偏差の測定
まず、スラリー状のシリカ粒子を試料として用い、日本電子製透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、１〜５万倍）により前記試料を観察し、ＴＥＭ像を写真撮影した。当該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」（販売元：三谷商事）を用いて１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、それを直径とし、１０００個以上のシリカ粒子データを解析した後、それをもとに表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて、シリカ粒子の個数基準の平均粒径及び標準偏差を得た。また、表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」にて、粒子直径から粒子体積に換算して得られるシリカ粒子の粒径分布データに基づき、全粒子中における、ある粒径の粒子の割合（体積基準％）を小粒径側からの累積頻度として表し、累積体積頻度（％）を得た。得られたシリカ粒子の粒径及び累積体積頻度データに基づき、粒径に対して累積体積頻度をプロットし、粒径対累積体積頻度グラフを作成し、小粒径側からの累積体積頻度が５０％となる粒径を体積中位粒径（平均粒径）とした。
２．基板の研磨
調製した実験例１〜１４の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件で前記基板を研磨した。なお、研磨荷重は、下記表１に示す値に設定した。
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。なお、この被研磨基板は、厚み１．２７ｍｍ、直径９５ｍｍ、「Ｚｙｇｏ社製 ＮｅｗＶｉｅｗ５０３２」を用いた測定におけるうねり（波長：０．５〜５ｍｍ）の振幅が１．６ｎｍであった。
研磨条件
研磨試験機 ：両面研磨機（９Ｂ型両面研磨機、スピードファム（株）製）
研磨パッド ：厚み１．０４ｍｍ、平均開孔径４３μｍ（ＦＩＬＷＥＬ製）
定盤回転数 ：４５ｒｐｍ
研磨荷重 ：下記表１参照
研磨液供給量 ：１００ｍＬ／ｍｉｎ（０．０７６ｍＬ／（ｃｍ2・ｍｉｎ））
研磨量（片面） ：１３０ｍｇ
投入した基板の枚数：１０枚
調製した実験例１〜１４の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件で前記基板を研磨した。なお、研磨荷重は、下記表１に示す値に設定した。
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。なお、この被研磨基板は、厚み１．２７ｍｍ、直径９５ｍｍ、「Ｚｙｇｏ社製 ＮｅｗＶｉｅｗ５０３２」を用いた測定におけるうねり（波長：０．５〜５ｍｍ）の振幅が１．６ｎｍであった。
研磨条件
研磨試験機 ：両面研磨機（９Ｂ型両面研磨機、スピードファム（株）製）
研磨パッド ：厚み１．０４ｍｍ、平均開孔径４３μｍ（ＦＩＬＷＥＬ製）
定盤回転数 ：４５ｒｐｍ
研磨荷重 ：下記表１参照
研磨液供給量 ：１００ｍＬ／ｍｉｎ（０．０７６ｍＬ／（ｃｍ2・ｍｉｎ））
研磨量（片面） ：１３０ｍｇ
投入した基板の枚数：１０枚
３．評価方法
実験例１〜１４の研磨液組成物を用いた研磨の研磨速度及び研磨後の基板表面のうねりは、以下の方法で評価した。なお、結果は、実験例１０の研磨液組成物を用いた時の値を１とした時の相対値として、下記表１に示す。
研磨速度の評価
研磨前後の各基板の重さを計り（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ社製「ＢＰ−２１０Ｓ」）を用いて測定し、各基板の重量変化を求め、１０枚の平均値を重量減少量とし、それを研磨時間で割った値を重量減少速度とした。この重量減少速度を下記の式に導入し、研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）に変換した。
研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）＝重量減少速度（ｇ／ｍｉｎ）／基板片面面積（ｍｍ2）／
Ｎｉ−Ｐメッキ密度（ｇ／ｃｍ3）×１０6
（基板片面面積：６５９７ｍｍ2、Ｎｉ−Ｐメッキ密度：７．９ｇ／ｃｍ3として算出）
うねりの評価
研磨後の１０枚の基板から任意に２枚を選択し、選択した各基板の両面を１８０°おきに２点（計８点）について、下記の条件で測定した。その８点の測定値の平均値を基板のうねりとして算出した。
機器 ：Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ５０３２
レンズ ：２．５倍 Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ
ズーム比 ：０．５
リムーブ ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ
フィルター ：ＦＦＴ Ｆｉｘｅｄ Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ（０．５〜５ｍｍ）
エリア ：４．３３ｍｍ×５．７７ｍｍ
実験例１〜１４の研磨液組成物を用いた研磨の研磨速度及び研磨後の基板表面のうねりは、以下の方法で評価した。なお、結果は、実験例１０の研磨液組成物を用いた時の値を１とした時の相対値として、下記表１に示す。
研磨速度の評価
研磨前後の各基板の重さを計り（Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ社製「ＢＰ−２１０Ｓ」）を用いて測定し、各基板の重量変化を求め、１０枚の平均値を重量減少量とし、それを研磨時間で割った値を重量減少速度とした。この重量減少速度を下記の式に導入し、研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）に変換した。
研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）＝重量減少速度（ｇ／ｍｉｎ）／基板片面面積（ｍｍ2）／
Ｎｉ−Ｐメッキ密度（ｇ／ｃｍ3）×１０6
（基板片面面積：６５９７ｍｍ2、Ｎｉ−Ｐメッキ密度：７．９ｇ／ｃｍ3として算出）
うねりの評価
研磨後の１０枚の基板から任意に２枚を選択し、選択した各基板の両面を１８０°おきに２点（計８点）について、下記の条件で測定した。その８点の測定値の平均値を基板のうねりとして算出した。
機器 ：Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ５０３２
レンズ ：２．５倍 Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ
ズーム比 ：０．５
リムーブ ：Ｃｙｌｉｎｄｅｒ
フィルター ：ＦＦＴ Ｆｉｘｅｄ Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ（０．５〜５ｍｍ）
エリア ：４．３３ｍｍ×５．７７ｍｍ
上記表１に示される通り、実験例１〜９の研磨液組成物と研磨荷重であれば、基板表面の低うねりと高研磨速度を両立できることがわかる。
本発明を用いることにより、例えば、高記録密度化に適したハードディスク基板の生産性を向上できる。
Claims (6)
- アルミナ粒子、シリカ粒子、及び水を含む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ハードディスク基板の製造方法であって、
前記シリカ粒子の粒径の個数基準の標準偏差が１１〜３５ｎｍであり、
前記研磨における研磨荷重が、１０．３〜１６．７ｋＰａである、ハードディスク基板の製造方法。 - 前記アルミナ粒子の二次粒子のレーザー光回折法により測定される体積中位粒径が、０．１〜０．８μｍである、請求項１記載のハードディスク基板の製造方法。
- 前記研磨液組成物が、さらに酸及び／又はその塩を含有する、請求項１又は２に記載のハードディスク基板の製造方法。
- 前記研磨液組成物が、さらに酸化剤を含有する、請求項１から３のいずれかに記載のハードディスク基板の製造方法。
- 前記研磨液組成物における前記アルミナ粒子と前記シリカ粒子の重量比（アルミナ粒子重量／シリカ粒子重量）が、６０／４０〜１０／９０である、請求項１から４のいずれかに記載のハードディスク基板の製造方法。
- 前記研磨液組成物が、異なる粒径分布を有する２種以上のシリカ粒子を混合して得られる、請求項１から５のいずれかに記載のハードディスク基板の製造方法。
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