TW202024290A

TW202024290A - 研磨液組合物

Info

Publication number: TW202024290A
Application number: TW108141620A
Authority: TW
Inventors: 多久島大樹
Original assignee: 日商花王股份有限公司
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-11-15
Publication date: 2020-07-01
Also published as: JP2020084186A; JP7396868B2; WO2020100985A1; TWI819140B

Abstract

本發明於一態樣中提供一種可一面確保研磨速度，一面降低研磨後之基板表面之刮痕之研磨液組合物。本發明於一態樣中係關於一種研磨液組合物，其含有研磨材(成分A)、水溶性高分子(成分B)、酸(成分C)及水系介質，且上述成分B為主鏈或側鏈具有苯醚骨架之陽離子性高分子。

Description

研磨液組合物

本發明係關於一種研磨液組合物、以及使用其之基板之製造方法及研磨方法。

近年來，磁碟驅動器趨向小型化、大容量化進展，故要求高記錄密度化。為了實現高記錄密度化，進行用以縮小單位記錄面積，提高變弱之磁性訊號之檢測感度，且用以進一步降低磁頭之飛行高度之技術開發。磁碟基板為了應對磁頭之低飛行化以及記錄面積之確保，對表面粗糙度、起伏、端面塌陷(roll off)之降低所代表之平滑性、平坦性之提高以及刮痕、突起、凹坑等之降低所代表之缺陷降低之要求變得嚴格。

對於此種要求，例如，日本專利特公平10-102041號公報(專利文獻1)中揭示含有研磨材、主鏈或側鏈具有酚骨架之水溶性高分子、及水之研磨液組合物(專利文獻1之實施例、表3)。日本專利特表2006-520530號公報(專利文獻2)中揭示一種研磨液組合物，其包含：(a)無機研磨材；(b)選自由芳基胺、胺基醇、脂肪族胺、雜環式胺、羥肟酸、胺基羧酸、環狀單羧酸、不飽和單羧酸、取代苯酚、磺醯胺、硫醇、該等之鹽及其等之組合所組成之群中，且具有pKa約3～9之官能基之研磨添加劑；及(c)液體載體。日本專利特開2007-142464號公報(專利文獻3)中，揭示一種包含氧化劑、氧化金屬溶解劑、第1保護膜形成劑、第2保護膜形成劑及水之金屬用研磨液，作為第2保護膜形成劑之較佳之例，記載有聚丙烯酸、聚丙烯醯胺等(專利文獻3之段落[0036]、實施例)。日本專利特開2014-207281號公報(專利文獻4)中揭示一種研磨液，其含有液狀介質、包含四價金屬元素之氫氧化物之研磨粒、聚氧伸烷基化合物以及陽離子性聚合物，且聚氧伸烷基化合物之平均HI.B值為17.0以下。

本發明於一態樣中係關於一種研磨液組合物，其含有研磨材(成分A)、水溶性高分子(成分B)、酸(成分C)及水系介質，且上述成分B為主鏈或側鏈具有苯醚骨架之陽離子性高分子。

本發明於其他態樣中係關於一種磁碟基板之製造方法，其包括使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨之步驟。

本發明於其他態樣中係關於一種基板之研磨方法，其包括使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨，且上述被研磨基板為於磁碟基板之製造中使用之基板。

隨著磁碟驅動器之大容量化，對基板之表面品質之要求特性變得更加嚴格，要求開發可進一步降低基板表面之刮痕之研磨液組合物。又，通常研磨速度與刮痕處於取捨之關係，存在若一方改善，則另一方惡化之問題。因此，本發明提供一種可一面確保研磨速度，一面降低研磨後之基板表面之刮痕之研磨液組合物，以及使用其之磁碟基板之製造方法及基板之研磨方法。

本發明基於如下見解而完成，即，若使用含有特定之陽離子性高分子之研磨液組合物，則可一面確保研磨速度，一面降低研磨後之基板表面之刮痕。

即，本發明於一態樣中，係關於一種研磨液組合物(以下，亦稱為「本發明之研磨液組合物」)，其係含有研磨材(成分A)、水溶性高分子(成分B)、酸(成分C)及水系介質者，且上述成分B為主鏈或側鏈具有苯醚骨架之陽離子性高分子。

根據本發明之研磨組合物，於一個或複數個實施形態中，能夠發揮可一面確保研磨速度，一面降低研磨後之基板表面之刮痕之效果。

本發明之效果表現機制之詳情並不明確，但如下所述進行推測。通常並不併用陽離子性高分子與矽石研磨粒等研磨材。其原因在於，通常藉由陽離子性高分子之正電荷與矽石研磨粒等研磨材之負電荷之靜電吸附，陽離子性高分子與研磨材容易交聯而凝聚。但是，認為本發明之特定之陽離子性高分子(成分B)藉由分子運動性較低，並採取特殊之立體構造，可抑制因與研磨材之交聯所導致之凝聚。而且，認為於研磨時，成分B之疏水性部分(苯醚骨架)吸附於研磨墊而研磨墊帶正電，吸引帶負電之研磨材，有助於研磨速度之提高。即，認為成分B具有如下機制，即，抑制用於研磨前之研磨液組合物中之研磨材之凝聚，且於將研磨液組合物用於研磨時促進研磨材吸附於研磨墊。進而，認為成分B之芳香環使研磨墊軟質化，亦有助於降低刮痕。但是，本發明亦可不限定於該等機制進行解釋。

於本發明中，基板表面之刮痕例如能夠藉由光學式缺陷檢查裝置進行檢測，可定量評估為刮痕數。刮痕數具體而言可藉由實施例中記載之方法進行評估。

[研磨材(成分A)] 作為本發明之研磨液組合物所包含之研磨材(以下，亦稱為「成分A」)，可使用於研磨用中通常使用之研磨材，可列舉：金屬，金屬或者半金屬之碳化物、氮化物、氧化物或硼化物，金剛石等。金屬或半金屬元素源自週期律表(長週期型)之2A、2B、3A、3B、4A、4B、5A、6A、7A或8族。作為成分A之具體例，可列舉：氧化矽(silicon monoxide)(以下，稱為矽石(silica))、氧化鋁(aluminum oxide)(以下，稱為氧化鋁(alumina))、碳化矽、金剛石、氧化錳、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈰(ceric oxide)(以下，稱為氧化鈰(ceria))、氧化鋯等，就提高研磨速度之觀點而言較佳為使用該等之1種以上。其中，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，作為成分A，較佳為矽石粒子。作為矽石粒子，可列舉：膠體矽石、發煙矽石、粉碎矽石、對其等進行表面修飾之矽石等，較佳為膠體矽石。成分A可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

關於成分A之平均粒徑，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，較佳為1 nm以上，更佳為5 nm以上，進而較佳為10 nm以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為100 nm以下，更佳為70 nm以下，進而較佳為40 nm以下。更具體而言，成分A之平均粒徑較佳為1 nm以上100 nm以下，更佳為5 nm以上70 nm以下，進而較佳為10 nm以上40 nm以下。於本發明中，「研磨材之平均粒徑」係指基於在動態光散射法中於檢測角90°下測定之散射強度分佈之平均粒徑。研磨材之平均粒徑具體而言可藉由實施例中記載之方法而求出。

關於本發明之研磨液組合物中之成分A之含量，就提高研磨速度之觀點而言，較佳為0.1質量%以上，更佳為1質量%以上，進而較佳為3質量%以上，而且，就降低刮痕之觀點而言，較佳為20質量%以下，更佳為15質量%以下，進而較佳為10質量%以下。進而，關於成分A之含量，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，較佳為0.1質量%以上20質量%以下，更佳為1質量%以上15質量%以下，進而較佳為3質量%以上10質量%以下。於成分A為2種以上之研磨材之組合之情形時，成分A之含量係指其等之合計含量。再者，於成分A為矽石之情形時，成分A之含量係換算為SiO₂ 之值。

[水溶性高分子(成分B)] 就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中使用之水溶性高分子(以下，亦稱為「成分B」)為主鏈或側鏈具有苯醚骨架之陽離子性高分子。成分B可單獨或混合2種以上使用。

於本發明中，｢水溶性｣係指對20℃之pH3之水溶液100 g之溶解度為0.01 g以上。

於本發明中，陽離子性高分子係指重複結構單元內具有陽離子性基之聚合物。陽離子性基係指於酸之存在下成為陽離子之官能基，亦包含鹽之形態。作為陽離子性基，於一個或複數個實施形態中，可列舉含有氮原子之有機基，例如可列舉具有胺基、硝基、亞胺基、銨基等之有機基。

於本發明中，苯醚骨架表示苯環之至少1個氫原子經-O-X取代之構造。X於一或複數個實施形態中為陽離子性基。

於本發明中，「主鏈」係指於成分B之水溶性高分子中，單體單元鍵結形成之直鏈構造中最長之部分，「側鏈」係指自上述直鏈分枝之部分。

作為成分B，於一個或複數個實施形態中，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，較佳為包含疏水性之結構單元、以及主鏈或側鏈具有陽離子性基進行醚鍵結之苯醚骨架之結構單元之共聚物，更佳為包含主鏈或側鏈具有酚或苯基骨架之結構單元、以及主鏈或側鏈具有陽離子性基進行醚鍵結之苯醚骨架之結構單元之共聚物，進而較佳為包含側鏈具有酚骨架之結構單元、以及側鏈具有陽離子性基進行醚鍵結之苯醚骨架之結構單元之共聚物。此處，酚骨架表示苯環之至少1個氫原子經羥基取代之構造。

作為成分B之一實施形態，例如可列舉具有下述式(I)所表示之構成之化合物。

[化1]

式(I)中，X表示陽離子性基。就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，X較佳為含有氮原子之陽離子性基，更佳為含有氮原子，且碳數為1以上20以下之陽離子性基，進而較佳為包含選自胺基、硝基、亞胺基及銨基中之至少1種，且碳數為1以上20以下之陽離子性基。就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，陽離子性基之碳數較佳為1以上20以下，更佳為2以上15以下，進而較佳為3以上12以下。

作為式(I)中之X，例如可列舉：-R⁶ N(R⁷ )(R⁸ )、-R⁶ N⁺ (R⁷ )(R⁸ )(R⁹ )•Y^- 。就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，R⁶ 較佳為碳數1以上5以下之直鏈或支鏈伸烷基，更佳為碳數1以上5以下之直鏈伸烷基。就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，R⁷ ～R⁹ 較佳為分別獨立為氫原子或碳數1以上5以下之直鏈或支鏈烴基，更佳為分別獨立為碳數1以上5以下之烷基，進而較佳為分別獨立為甲基及乙基之至少一者，進而更佳為分別獨立為甲基。Y^- 表示陰離子。作為陰離子，可列舉：氯化物離子、溴化物離子、氟化物離子等鹵化物離子；硫酸離子；磷酸離子；硝酸離子；等。

式(I)中，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，m/n較佳為20/80～80/20，更佳為25/75～70/30，進而較佳為35/65～70/30，進而較佳為35/65～55/45，進而較佳為40/60～50/50。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，式(I)所表示之構成占構成成分B之全部結構單元中之含量於一或複數個實施形態中較佳為50莫耳%以上，更佳為80莫耳%以上，進而較佳為90莫耳%以上，最佳為100莫耳%。

於本發明中，作為某結構單元占構成成分B之全部結構單元中之含量(莫耳%)，根據合成條件，可使用添加至反應槽之用以導入該結構單元之化合物占於成分B之合成之所有步驟中添加至上述反應槽之用以導入全部結構單元之化合物之量(莫耳%)。又，於本發明中，於成分B包含2種以上結構單元之情形時，作為2個結構單元之構成比(莫耳比)，視合成條件，可使用於上述成分B之合成之所有步驟中添加至反應槽之用以導入該2個結構單元之化合物量比(莫耳比)。

成分B亦可具有式(I)中不包含之其他結構單元。就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，其他結構單元占構成成分B之全部結構單元中之含有率較佳為10莫耳%以下，更佳為5莫耳%以下，進而較佳為3莫耳%以下，進而較佳為1莫耳%以下，實質上進而較佳為0莫耳%。

成分B於一實施形態中可藉由使用二烷基胺與甲醛之曼尼希反應進行製造。成分B於其他實施形態中，可藉由使包含酚骨架之聚合物與烷基胺鹵代化合物進行高分子反應而進行製造。

構成成分B之各結構單元之排列可為無規、嵌段或接枝之任一者。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，成分B之重量平均分子量較佳為500以上，更佳為1,000以上，進而較佳為1,500以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為1,000,000以下，更佳為750,000以下，進而較佳為500,000以下。更具體而言，成分B之重量平均分子量較佳為500以上1,000,000以下，更佳為1,000以上750,000以下，進而較佳為1,500以上500,000以下。於本發明中，重量平均分子量係使用凝膠滲透層析法(GPC)於實施例中記載之條件下測定所得之值。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之成分B之含量較佳為0.000001質量%以上，更佳為0.00001質量%以上，進而較佳為0.0001質量%以上，進而較佳為0.0005質量%以上，進而較佳為0.0015質量%以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為0.01質量%以下，更佳為未達0.01質量%，進而較佳為0.009質量%以下，進而較佳為0.006質量%以下，進而較佳為0.004質量%以下，進而較佳為0.0025質量%以下。更具體而言，成分B之含量較佳為0.000001質量%以上0.01質量%以下，更佳為0.00001質量%以上0.01質量%以下，進而較佳為0.0001質量%以上0.009質量%以下，進而較佳為0.0005質量%以上0.006質量%以下，進而較佳為0.0015質量%以上0.004質量%以下。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，成分B相對於本發明之研磨液組合物中之成分A之質量比(成分B之含量/成分A之含量)較佳為以上，更佳為0.0000002以上，進而較佳為0.000002以上，進而較佳為0.0001以上，進而較佳為0.0003以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為0.02以下，更佳為0.01以下，進而較佳為0.005以下，進而較佳為0.003以下，進而較佳為0.0008以下。更具體而言，成分B相對於成分A之質量比較佳為0.0000002以上0.02以下，更佳為0.000002以上0.01以下，進而較佳為0.000002以上0.005以下，進而較佳為0.0001以上0.003以下，進而較佳為0.0003以上0.0008以下。

[酸(成分C)] 本發明之研磨液組合物含有酸(成分C)。於本發明中，酸之用途包含酸及/或其鹽之用途。成分C可單獨使用1種，亦可併用2種以上。

作為成分C，例如可列舉：硝酸、硫酸、亞硫酸、過硫酸、鹽酸、過氯酸、磷酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸、胺基硫酸等無機酸；有機磷酸、有機膦酸、羧酸等有機酸；等。其中，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，較佳為選自無機酸及有機膦酸中之至少1種。作為無機酸，較佳為選自硝酸、硫酸、鹽酸、過氯酸及磷酸中之至少1種，更佳為磷酸及硫酸中之至少一者。作為有機膦酸，較佳為選自1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、胺基三(亞甲基膦酸)、乙二胺四(亞甲基膦酸)、二伸乙基三胺五(亞甲基膦酸)中之至少1種，更佳為HEDP。作為該等酸之鹽，例如可列舉上述酸與選自金屬、氨及烷基胺中之至少1種之鹽。作為上述金屬之具體例，可列舉屬於週期表之1～11族之金屬。該等之中，就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，較佳為上述酸與屬於1A族之金屬或氨之鹽。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之成分C之含量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.1質量%以上，進而較佳為0.4質量%以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為5質量%以下，更佳為3質量%以下，進而較佳為2質量%以下。更具體而言，成分C之含量較佳為0.01質量%以上5質量%以下，更佳為0.1質量%以上3質量%以下，進而較佳為0.4質量%以上2質量%以下。於成分C包含2種以上之酸之情形時，成分C之含量係指其等之合計含量。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，成分C相對於本發明之研磨液組合物中之成分A之質量比C/A(成分C之含量/成分A之含量)較佳為0.002以上，更佳為0.02以上，進而較佳為0.08以上，而且，就同樣之觀點而言，較佳為1以下，更佳為0.6以下，進而較佳為0.5以下。更具體而言，質量比C/A較佳為0.002以上1以下，更佳為0.02以上0.6以下，進而較佳為0.08以上0.5以下。

[水系介質] 作為本發明之研磨液組合物中包含之水系介質，可列舉：蒸餾水、離子交換水、純水及超純水等水，或水與溶劑之混合溶劑等。作為上述溶劑，可列舉能夠與水混合之溶劑(例如，乙醇等醇)。於水系介質為水與溶劑之混合溶劑之情形時，水相對於混合介質整體之比率只要為不妨礙本發明之效果之範圍則可無特別限定，就經濟性之觀點而言，例如較佳為95質量%以上，更佳為98質量%以上，實質上進而較佳為100質量%。就被研磨基板之表面淨化性之觀點而言，作為水系介質，較佳為離子交換水及超純水。本發明之研磨液組合物中之水系介質之含量可設為除去成分A、成分B、成分C及視需要調配之下述任意成分之剩餘量。

[氧化劑(成分D)] 就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物可進而含有氧化劑(以下，亦稱為「成分D」)。成分D於一個或複數個實施形態中為不含有鹵素原子之氧化劑。成分D可單獨或混合2種以上使用。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，作為成分D，例如可列舉：過氧化物、過錳酸或其鹽、鉻酸或其鹽、過氧酸或其鹽、含氧酸或其鹽、金屬鹽類、硝酸類、硫酸類等。該等之中，較佳為選自過氧化氫、硝酸鐵(III)、過乙酸、過氧二硫酸銨、硫酸鐵(III)及硫酸銨鐵(III)中之至少1種，就提高研磨速度之觀點、金屬離子不附著於被研磨基板之表面之觀點以及容易獲取性之觀點而言，更佳為過氧化氫。

就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之成分D之含量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.05質量%以上，進而較佳為0.1質量%以上，而且，較佳為4質量%以下，更佳為2質量%以下，進而較佳為1.5質量%以下。更具體而言，成分D之含量較佳為0.01質量%以上4質量%以下，更佳為0.05質量%以上2質量%以下，進而較佳為0.1質量%以上1.5質量%以下。於成分D包含2種以上氧化劑之情形時，成分D之含量係指其等之合計含量。

[雜環芳香族化合物(成分E)] 本發明之研磨液組合物可進而含有雜環芳香族化合物(亦包含其鹽)(成分E)。成分E可為1種，亦可為2種以上。

作為成分E，就降低刮痕之觀點而言，較佳為雜環內含有2個以上氮原子之雜環芳香族化合物，更佳為雜環內具有3個以上氮原子，進而較佳為3個以上9個以下，進而較佳為3個以上5個以下，進而較佳為3或4個。

作為成分E之具體例，較佳為1,2,4-***、3-胺基-1,2,4-***、5-胺基-1,2,4-***、3-疏基-1,2,4-***、1H-四唑、5-胺基四唑、1H-苯并***(BTA)、1H-甲苯并***、2-胺基苯并***、3-胺基苯并***、及該等之烷基取代體或者胺取代體。作為上述烷基取代體之烷基，例如可列舉碳數1～4之低級烷基，更具體而言可列舉甲基、乙基。作為上述胺取代體，可列舉1-[N,N-雙(羥基伸乙基)胺基甲基]苯并***、1-[N,N-雙(羥基伸乙基)胺基甲基]甲苯并***。

就降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之成分E之含量較佳為0.005質量%以上，更佳為0.01質量%以上，進而較佳為0.02質量%以上，而且，較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下，進而較佳為1質量%以下。更具體而言，成分E之含量較佳為0.005質量%以上10質量%以下，更佳為0.01質量%以上5質量%以下，進而較佳為0.02質量%以上1質量%以下。於成分E包含2種以上雜環芳香族化合物之情形時，成分E之含量係指其等之合計含量。

[脂肪族胺化合物或脂環式胺化合物(成分F)] 就降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物可進而含有脂肪族胺化合物或脂環式胺化合物(成分F)。就降低刮痕之觀點而言，成分F之分子內之氮原子數或者胺基或亞胺基之合計數較佳為2個以上4個以下。成分F可單獨使用1種，亦可為2種以上之組合。

作為上述脂肪族胺化合物，就降低刮痕之觀點而言，較佳為選自乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、1,2-二胺基丙烷、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丁烷、己二胺、3-(二乙基胺基)丙基胺、3-(二丁基胺基)丙基胺、3-(甲基胺基)丙基胺、3-(二甲基胺基)丙基胺、N-胺基乙基乙醇胺、N-胺基乙基異丙醇胺及N-胺基乙基-N-甲基乙醇胺中之至少1種，更佳為選自N-胺基乙基乙醇胺、N-胺基乙基異丙醇胺及N-胺基乙基-N-甲基乙醇胺中之至少1種，進而較佳為N-胺基乙基乙醇胺(AEA)。

作為上述脂環式胺化合物，就降低刮痕之觀點而言，較佳為選自哌𠯤、2-甲基哌𠯤、2,5-二甲基哌𠯤、1-胺基-4-甲基哌𠯤、N-甲基哌𠯤及羥基乙基哌𠯤(HEP)中之至少1種，更佳為羥基乙基哌𠯤(HEP)。

就降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物中之成分F之含量較佳為0.01質量%以上，更佳為0.02質量%以上，而且，較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下，進而較佳為1質量%以下。更具體而言，成分F之含量較佳為0.01質量%以上10質量%以下，更佳為0.02質量%以上5質量%以下，進而較佳為0.02質量%以上1質量%以下。於成分F包含2種以上脂肪族胺化合物及/或脂環式胺化合物之情形時，成分F之含量係指其等之合計含量。

[其他成分] 本發明之研磨液組合物於一個或複數個實施形態中視需要可進而含有其他成分。作為其他成分，例如可列舉：除成分B以外之水溶性高分子、增黏劑、分散劑、防銹劑、鹼性物質、界面活性劑、助溶劑等。本發明之研磨液組合物中之上述其他成分之含量較佳為0質量%以上，更佳為超過0質量%，進而較佳為0.1質量%以上，而且，較佳為10質量%以下，更佳為5質量%以下。更具體而言，其他成分之含量較佳為0質量%以上10質量%以下，更佳為超過0質量%且為10質量%以下，進而較佳為0.1質量%以上5質量%以下。

[研磨液組合物之pH] 就確保研磨速度及降低刮痕之觀點而言，本發明之研磨液組合物之pH較佳為6以下，更佳為5以下，進而較佳為4以下，進而較佳為3以下，而且，就同樣之觀點而言，較佳為0.5以上，更佳為0.8以上，進而較佳為1以上。更具體而言，本發明之研磨液組合物之pH較佳為0.5以上6以下，更佳為0.8以上5以下，進而較佳為1以上4以下。pH可使用上述酸(成分C)或公知之pH調整劑等進行調整。於本發明中，上述pH為25℃下之研磨液組合物之pH，可使用pH計進行測定，例如可設為將pH計之電極浸漬於研磨液組合物中2分鐘後之數值。

[研磨液組合物之製造方法] 本發明之研磨液組合物例如可藉由利用公知之方法調配成分A、成分B、成分C及水系介質、以及進而視所需成分D～F及其他成分而進行製造。即，本發明於其他態樣中係關於一種研磨液組合物之製造方法，其包括至少調配成分A、成分B、成分C及水系介質之步驟。於本發明中，「調配」包括同時或以任意順序將成分A、成分B、成分C及水系介質、以及視需要成分D～G及其他成分加以混合。成分A之研磨材可以濃縮之漿料之狀態進行混合，亦可藉由水等稀釋後加以混合。於成分A包含複數種研磨材之情形時，複數種研磨材可同時或分別各自進行調配。於成分B包含複數種陽離子性高分子之情形時，複數種陽離子性高分子可同時或分別各自進行調配。於成分C包含複數種酸之情形時，複數種酸可同時或分別各自進行調配。上述調配例如可使用均質攪拌機、均質機、超音波分散機及濕式球磨機等混合器進行。研磨液組合物之製造方法中之各成分之較佳之調配量可設為與上述本發明之研磨液組合物中之各成分之較佳之含量相同。

於本發明中，「研磨液組合物中之各成分之含量」係指使用時即研磨液組合物開始用於研磨之時點之上述各成分之含量。本發明之研磨液組合物於不損害其保存穩定性之範圍可以濃縮之狀態加以保存及供給。於該情形時，就可進一步降低製造及運輸成本之方面而言較佳。本發明之研磨液組合物之濃縮物於使用時視需要藉由上述水系介質適當加以稀釋使用即可。稀釋倍率只要可確保稀釋後上述各成分之含量(使用時)則並無特別限定，例如可設為10～100倍。

[研磨液套組] 本發明於其他態樣中係關於一種用以製造本發明之研磨液組合物之套組(以下，亦稱為「本發明之研磨液套組」)。作為本發明之研磨液套組之一實施形態，例如可列舉以相互不混合之狀態包含含有成分A及水系介質之研磨材分散液以及含有成分B及成分C之添加劑水溶液之研磨液套組(2液型研磨液組合物)。上述研磨材分散液與上述添加劑水溶液於使用時進行混合，視需要使用水系介質加以稀釋。上述研磨材分散液中包含之水系介質可為用於研磨液組合物之製備之水之總量，亦可為一部分。上述添加劑水溶液可包含用於研磨液組合物之製備之水系介質之一部分。上述研磨材分散液及上述添加劑水溶液分別視需要可包含上述任意成分(成分D～F及其他成分)。根據本發明之研磨液套組，能夠獲得可一面確保研磨速度，一面降低研磨後之基板表面之刮痕之研磨液組合物。

[被研磨基板] 被研磨基板於一個或複數個實施形態中為磁碟基板之製造中使用之基板。於一個或複數個實施形態中，使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板之表面進行研磨之步驟之後，進行藉由濺鍍等於該基板表面形成磁性層之步驟，藉此可製造磁碟基板。

作為於本發明中較佳地使用之被研磨基板之材質，例如可列舉：矽、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦等金屬或者半金屬，或該等之合金，或玻璃、玻璃狀碳、非晶形碳等玻璃狀物質，或氧化鋁、二氧化矽、氮化矽、氮化鉭、碳化鈦等陶瓷材料，或聚醯亞胺樹脂等樹脂等。其中，適於含有鋁、鎳、鎢、銅等金屬及以該等金屬為主成分之合金之被研磨基板。作為被研磨基板，例如更適宜為鍍覆Ni-P之鋁合金基板或結晶化玻璃、強化玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃等玻璃基板，進而適宜為鍍覆Ni-P之鋁合金基板。於本發明中，「鍍覆Ni-P之鋁合金基板」係指對鋁合金基材之表面進行研削後，進行無電解鍍覆Ni-P處理而成者。

作為被研磨基板之形狀，例如可列舉：碟片狀、平板狀、塊狀、角柱狀等具有平面部之形狀，或透鏡等具有曲面部之形狀。其中，適宜為碟片狀之被研磨基板。於碟片狀之被研磨基板之情形時，其外徑例如為2～95 mm左右，其厚度例如為0.4～2 mm左右。

[磁碟基板之製造方法] 通常，磁碟係經過研削步驟之被研磨基板經過粗研磨步驟、精研磨步驟進行研磨，藉由記錄部形成步驟進行磁碟化而製造。本發明中之研磨液組合物能夠用於磁碟基板之製造方法中之對被研磨基板進行研磨之研磨步驟、較佳為精研磨步驟。即，本發明於其他態樣中係關於一種磁碟基板之製造方法(以下，亦稱為「本發明之基板製造方法」)，其包括使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨之步驟(以下，亦稱為「使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟」)。本發明之基板製造方法尤其適於垂直磁記錄方式用磁碟基板之製造方法。

使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟如下所述，於一個或複數個實施形態中，將本發明之研磨液組合物供給至被研磨基板之研磨對象面，使上述研磨對象面與研磨墊接觸，使上述研磨墊及上述被研磨基板之至少一者活動而進行研磨。又，使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟如下所述，於其他一個或複數個實施形態中，藉由貼附有不織布狀有機高分子系研磨布等研磨墊之壓盤夾住被研磨基板，一面將本發明之研磨液組合物供給至研磨機，一面使壓盤或被研磨基板活動而對被研磨基板進行研磨。

於被研磨基板之研磨步驟分多階段進行之情形時，使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟較佳為於第2階段以後進行，更佳為於最終研磨步驟或精研磨步驟中進行。此時，為了避免前步驟之研磨材或研磨液組合物之混入，可分別使用其他研磨機，又，於分別使用其他研磨機之情形時，較佳為於每研磨步驟將被研磨基板洗淨。進而，於再利用使用之研磨液之循環研磨中，亦可使用本發明之研磨液組合物。作為研磨機，並無特別限定，可使用基板研磨用之公知之研磨機。

作為本發明中使用之研磨墊，並無特別限制，例如可使用麂皮型、不織布型、聚胺基甲酸酯獨立發泡型、或將該等積層之雙層型等之研磨墊，就研磨速度之觀點而言，較佳為麂皮型研磨墊。

就確保研磨速度之觀點而言，使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟中之研磨負載較佳為5.9 kPa以上，更佳為6.9 kPa以上，進而較佳為7.5 kPa以上，而且，就降低刮痕之觀點而言，較佳為20 kPa以下，更佳為18 kPa以下，進而較佳為16 kPa以下。更具體而言，研磨負載較佳為5.9～20 kPa，更佳為6.9～18 kPa，進而較佳為7.5～16 kPa。本發明之製造方法中研磨負載係指於研磨時對被研磨基板之研磨面施加之壓盤之壓力。又，研磨負載之調整可藉由使壓盤及被研磨基板中之至少一者負擔氣壓或砝碼而進行。

就降低刮痕之觀點而言，使用本發明之研磨液組合物之研磨步驟中之本發明之研磨液組合物之供給速度以每1 cm² 被研磨基板計，較佳為0.05 mL/min以上15 mL/min以下，更佳為0.06 mL/min以上10 mL/min以下，進而較佳為0.07 mL/min以上1 mL/min以下，進而較佳為0.07 mL/min以上0.5 mL/min以下。

作為將本發明之研磨液組合物供給至研磨機之方法，例如可列舉使用泵等連續地進行供給之方法。將研磨液組合物供給至研磨機時，除去以包含所有成分之1液進行供給之方法以外，考慮研磨液組合物之穩定性等，亦可分成複數種調配用成分液，以2液以上進行供給。於後者之情形時，例如於供給配管中或被研磨基板上混合上述複數種調配用成分液，製成本發明之研磨液組合物。

根據本發明之基板製造方法，藉由使用本發明中之研磨液組合物，能夠發揮降低研磨後之基板表面之刮痕，可以高產率且生產性良好地製造高品質之磁碟基板之效果。

[研磨方法] 本發明作為其他態樣係關於一種基板之研磨方法(以下，亦稱為「本發明之研磨方法」)，其包括使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨。藉由使用本發明之研磨方法，能夠發揮降低研磨後之基板表面之刮痕，可以高產率且生產性良好地製造高品質之磁碟基板之效果。作為本發明之研磨方法中之上述被研磨基板，可列舉如上所述磁碟基板之製造中使用者，其中，較佳為用於垂直磁記錄方式用磁碟基板之製造之基板。具體之研磨方法及條件可設為與上述本發明之基板製造方法相同之方法及條件。

使用本發明之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨係指於一個或複數個實施形態中，將本發明之研磨液組合物供給至被研磨基板之研磨對象面，使上述研磨對象面與研磨墊接觸，使上述研磨墊及上述被研磨基板之至少一者活動而進行研磨，或者，藉由貼附有不織布狀有機高分子系研磨布等研磨墊之壓盤夾住被研磨基板，一面將本發明之研磨液組合物供給至研磨機，一面使壓盤或被研磨基板活動而對被研磨基板進行研磨。 [實施例]

以下，藉由實施例對本發明進一步詳細地進行說明，但該等係例示者，本發明並不受該等實施例限制。

1.水溶性高分子表1所示之水溶性高分子B1～B10使用以下之化合物。 B1：聚對乙烯基苯酚/聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](莫耳比45/55)[商品名：MAM3ME，丸善石油化學公司製造，重量平均分子量5,000](式I中之X：二甲基胺基甲基) B2：聚對乙烯基苯酚/聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](莫耳比30/70)(合成品)[丸善石油化學公司製造，重量平均分子量5,000](式I中之X：二甲基胺基甲基) B3：聚烯丙基胺[商品名：PAA-05，NITTOBO MEDICAL公司製造，重量平均分子量5,000] B4：聚N-甲基二烯丙基胺鹽酸鹽[商品名：PAS-M-1L，NITTOBO MEDICAL公司製造，重量平均分子量5,000] B5：聚對乙烯基苯酚[日本曹達公司製造，重量平均分子量4,400] B6：聚丙烯酸[東亞合成公司製造，重量平均分子量3,000] B7：芳香族胺基磺酸[商品名：Flowric SF200S，Flowric公司製造] B8：對胺基苯酚(單體)[東京化成工業公司製造，分子量 109.13] B9：聚對乙烯基苯酚/聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](莫耳比45/55)[重量平均分子量2,500](式I中之X：二甲基胺基甲基) B10：聚對乙烯基苯酚/聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](莫耳比45/55)[重量平均分子量12,000](式I中之X：二甲基胺基甲基) 再者，對20℃之pH3之水溶液100 g之溶解度，B1～B4及B6～B10為0.01 g以上，B5未達0.01 g。

[表1]

(表1)	B1(成分B)	B2(成分B)
種類	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](=45/55)	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](=30/70)
構造
重量平均分子量[Mw]	5,000	5,000

	B9(成分B)	B10(成分B)
種類	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](=45/55)	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](=45/55)
構造
重暈平均分子量[Mw]	2,500	12,000

	B3(非成分B)	B4(非成分B)	B5(非成分B)
種類	聚烯丙基胺	聚N-甲基二烯丙基胺鹽酸鹽	聚對乙烯基苯酚
構造
重量平均分子量[Mw]	5,000	10,000	4,400

	B6(非成分B)	B7(非成分B)	B8(非成分B)
種類	聚丙烯酸	芳香族胺基磺酸	對胺基苯酚(單體)
構造
重量平均分子量[Mw]	3,000		分子量：109.13

2.研磨液組合物之製備 (實施例1～10、比較例1～7之研磨液組合物) 藉由調配並攪拌成分A(膠體矽石)、成分B或非成分B(表1所示之水溶性高分子B1～B10)、成分C(磷酸)、成分D(過氧化氫)及離子交換水，製備表2所示之實施例1～10及比較例1～7之研磨液組合物。各研磨液組合物中之各成分之含量(有效量)如表2所示。離子交換水之含量為除去成分A、成分B或非成分B、成分C及成分D之剩餘量。 (實施例11～12之研磨液組合物) 藉由調配並攪拌成分A(膠體矽石)、成分B(表1所示之水溶性高分子B1)、成分C(磷酸)、成分D(過氧化氫)、其他添加劑(成分E：BTA，或成分F：HEP)及離子交換水，製備表2所示之實施例11～12之研磨液組合物。關於各研磨液組合物中之各成分之含量(有效量)，成分A～D如表2所示，成分E或成分F為0.02質量%。離子交換水之含量為除去成分A、成分B、成分C、成分D及其他添加劑(成分E或成分F)之剩餘量。

於各研磨液組合物之製備中，成分C～成分F使用以下化合物。磷酸[和光純藥工業公司製造，特級](成分C) 過氧化氫水[濃度35質量%，ADEKA公司製造](成分D) BTA[1,2,3-苯并***，東京化成工業公司製造](成分E) HEP[N-羥基乙基哌𠯤，和光純藥工業公司製造](成分F)

2.各參數之測定 (1)膠體矽石(成分A)之平均粒徑藉由將研磨液組合物之製備中使用之成分A(膠體矽石)及成分C(磷酸)添加至離子交換水，並加以攪拌，而製作標準試樣。標準試樣中之成分A及成分C之含量分別設為1質量%、0.45質量%。針對該標準試樣，藉由動態光散射裝置(大塚電子公司製造之DLS-6500)，依據該製造商隨附之說明書，求出累計200次時之檢測角90°下之藉由累積量法獲得之散射強度分佈之面積成為整體之50%之粒徑，設為膠體矽石之平均粒徑。將結果示於表2。

(2)水溶性高分子(成分B及非成分B)之重量平均分子量成分B及非成分B之重量平均分子量藉由凝膠滲透層析法(GPC)法於下述條件下進行測定。將結果示於表1及表2。＜測定條件＞管柱：TSKgel GMPWXL＋TSKgel GMPWXL(Tosoh公司製造) 溶離液：0.2 M磷酸緩衝液/CH₃ CN=7/3(體積比) 溫度：40℃ 流速：1.0 mL/min 試樣尺寸：2 mg/mL 檢測器：RI(Refractive Index，折射率) 標準物質：聚苯乙烯磺酸鈉(重量平均分子量：1,100、3,610、14,900、152,000，POLMER STANDARDS SERVICE公司製造)

(3) pH之測定研磨液組合物之pH使用pH計(東亞DKK公司製造)於25℃下進行測定，採用將電極浸漬於研磨液組合物2分鐘後之數值。將結果示於表2。

3.研磨方法使用如上所述製備之實施例1～12及比較例1～7之研磨液組合物，於以下所示之研磨條件下對下述被研磨基板進行研磨。其次，測定研磨速度及刮痕數。將其結果示於表2。

[被研磨基板] 作為被研磨基板，使用預先藉由含有氧化鋁研磨材之研磨液組合物對鍍覆Ni-P之鋁合金基板進行粗研磨而成之基板。該被研磨基板之厚度為1.27 mm，外徑為95 mm，內徑為25 mm，藉由AFM(Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM)測定之中心線平均粗糙度Ra為1 nm。

[研磨條件] 研磨試驗機：SpeedFam公司製造之「雙面9B研磨機」研磨墊：Fujibo公司製造之麂皮型(發泡層：聚胺基甲酸酯彈性體，厚度0.9 mm，平均開孔徑10 μm) 研磨液組合物供給量：100 mL/min(被研磨基板每1 cm² 之供給速度：0.076 mL/min) 下壓盤轉速：32.5 rpm 研磨負載：13.0 kPa 研磨時間：6分鐘基板之片數：10片

4.評估 [研磨速度之評估] 稱量研磨前後之各每1片基板之重量，使用(Sartorius公司製造之「BP-210S」)進行測定，自各基板之質量變化求出質量減少量。將共10片之平均質量減少量除以研磨時間所得之值設為研磨速度，藉由下述式算出。將研磨速度之測定結果設為將比較例1設為100之相對值而示於表2。質量減少量(g)={研磨前之質量(g)－研磨後之質量(g)} 研磨速度(mg/min)=質量減少量(mg)/研磨時間(min)

[刮痕之評估] 測定機器：KLA-Tencor公司製造之「Candela OSA7100」評估：於投入研磨試驗機之基板中，隨機選擇4片，以10,000 rpm照射雷射測定各基板之刮痕數。該4片基板之各兩面存在之刮痕數(根)之合計除以8，算出每基板面之刮痕數。將刮痕數之評估結果設為將比較例1設為100之相對值而示於表2。

[表2]

表2	成分A	成分B	成分C	成分D	成分E	成分F	研磨液組合物之pH (使用時)	研磨特性
研磨材(膠體矽石)	水溶性高分子	磷酸	過氧化氫	BTA	HEP	研磨速度	刮痕
平均粒徑[nm]	研磨粒濃度[質量%]	種類	重量平均分子量[Mw]	添加量[質量%]	添加量[質量%]	添加量[質量%]	添加量[質量%]	添加量[質量%]	相對值 [%]	相對值 [%]
比較例1	20	5	-	未添加	-	-	1.0	0.5	-	-	1.7	100	100
比較例2	20	5	B3	聚烯丙基胺	5,000	0.02	1.0	0.5	-	-	1.7	8	無法測定
比較例3	20	5	B4	聚N-甲基二烯丙基胺鹽酸鹽	5,000	0.02	1.0	0.5	-	-	1.7	矽石凝聚
比較例4	20	5	B5	聚對乙烯基苯酚(不溶性)	4,400	0.002	1.0	0.5	-	-	1.7	-	-
實施例1	20	5	B1	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺] (=45/55)	5,000	0.0005	1.0	0.5	-	-	1.7	120	58
實施例2	20	5	0.001	1.0	0.5	-	-	1.7	108	30
實施例3	20	5	0.0015	1.0	0.5	-	-	1.7	103	23
實施例4	20	5	0.002	1.0	0.5	-	-	1.7	100	15
實施例5	20	5	0.003	1.0	0.5	-	-	1.7	96	17
實施例6	20	5	0.005	1.0	0.5	-	-	1.7	91	20
實施例7	20	5	0.01	1.0	0.5	-	-	1.7	88	31
實施例8	20	5	B9	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺] (=45/55)	2,500	0.002	1.0	0.5	-	-	1.7	120	40
實施例9	20	5	B10	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺](=45/55)	12,000	0.002	1.0	0.5	-	-	1.7	78	16
實施例10	20	5	B2	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺] (=30/70)	5,000	0.002	1.0	0.5	-	-	1.7	90	45
實施例11	20	5	B1	聚對乙烯基苯酚/ 聚[N,N-二甲基-1-(4-乙烯基苯氧基)甲胺] (=45/55)	5,000	0.002	1.0	0.5	0.02	-	1.7	89	9
實施例12	20	5	0.002	1.0	0.5	-	0.02	1.7	88	12
比較例5	20	5	B6	聚丙烯酸	3,000	0.01	1.0	0.5	-	-	1.7	94	88
比較例6	20	5	B7	芳香族胺基磺酸	-	0.005	1.0	0.5	-	-	1.7	81	86
比較例7	20	5	B8	對胺基苯酚(單體)	-	0.1	1.0	0.5	-	-	1.7	84	133
BTA：苯并***(benztriazole) HEP：羥基乙基哌𠯤(hydroxyethyl piperazine)

如上述表2所示，實施例1～12之研磨液組合物與比較例1～7之研磨液組合物相比，一面確保研磨速度，一面刮痕得到有效降低。 [產業上之可利用性]

根據本發明，例如可提供一種適於高記錄密度化之磁碟基板。

Claims

一種研磨液組合物，其含有研磨材(成分A)、水溶性高分子(成分B)、酸(成分C)及水系介質，且上述成分B為主鏈或側鏈具有苯醚骨架之陽離子性高分子。
如請求項1之研磨液組合物，其中上述成分B為包含疏水性之結構單元、以及主鏈或側鏈具有陽離子性基進行醚鍵結之苯醚骨架之結構單元之共聚物。
如請求項1之研磨液組合物，其中上述成分B為包含主鏈或側鏈具有酚骨架之結構單元、以及主鏈或側鏈具有陽離子性基進行醚鍵結之苯醚骨架之結構單元之共聚物。
如請求項1之研磨液組合物，其中上述成分B為具有下述式(I)所表示之構成之化合物； [化1]
式(I)中，X表示陽離子性基，m/n為20/80～80/20。
如請求項1之研磨液組合物，其中成分B之含量為0.01質量%以下。
如請求項1之研磨液組合物，其中成分A為矽石。
如請求項1之研磨液組合物，其進而包含氧化劑。
如請求項1之研磨液組合物，其進而包含選自雜環芳香族化合物、脂肪族胺化合物及脂環式胺化合物中之至少1種。
如請求項1之研磨液組合物，其中上述研磨液組合物為磁碟基板用研磨液組合物。
如請求項1至9中任一項之研磨液組合物，其中pH為6以下。
一種磁碟基板之製造方法，其包括使用如請求項1至10中任一項之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨之研磨步驟。
一種基板之研磨方法，其包括使用如請求項1至10中任一項之研磨液組合物對被研磨基板進行研磨，且上述被研磨基板為磁碟基板之製造中使用之基板。