JP2011121151A - ハードディスク基板用研磨液組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を損なうことなく、研磨後基板の長波長うねりを低減できるハードディスク基板用研磨液組成物及び、該研磨液組成物を用いたハードディスク基板の製造方法の提供。
【解決手段】α化率が８０〜１００％のαアルミナ、α化率が４０〜７０％のαアルミナ、中間アルミナ、酸、酸化剤、及び水を混合して得られるハードディスク基板用研磨液組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、ハードディスク基板用研磨液組成物、及びこれを用いたハードディスク基板の製造方法に関する。

近年のメモリーハードディスクドライブには、高容量・小径化のため、記録密度の向上が求められている。記録密度向上をするための一つの手段は、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である。ハードディスク基板などの磁気ディスク用基板の製造工程においても、磁気ヘッドの低浮上化や磁気特性を改善するため、研磨後の基板の表面粗さ及びうねりの低減など、研磨後の基板の表面品質の向上が求められている。最近では、前記表面品質の向上と生産性の向上との双方を達成するため、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨工程が採用されるようになっている。また、前記多段研磨工程の最後の工程である仕上げ研磨工程では、研磨後の基板の表面品質に重点を置いたコロイダルシリカを使用した仕上げ用研磨液が使用されることが多くなっている。該仕上げ研磨工程により、基板表面の粗さや、波長の短いうねり（短波長うねり、微少うねり）を低減することが可能であるが、波長の長い長波長うねりについては除去能力が低い。そのため、仕上げ研磨工程より前の研磨工程において、波長の長い長波長うねり低減と、生産性の観点から、研磨速度の速い比較的粒径の大きな砥粒、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）などが使用されている。

基板のうねりを低減可能な研磨液組成物として、高い研磨速度を持ち、被研磨基板のうねり低減可能な研磨液組成物としてαアルミナ、中間アルミナ、酸化剤及び水を含有する研磨液組成物（特許文献１）が提案されている。しかしながら、近年の更なる高記録密度化に伴う磁気ヘッドの低浮上化に対し、更なる基板の長波長うねりの低減と高い生産性が実現可能な研磨液組成物が求められている。

一方、アルミナを砥粒として使用した場合、研磨の際に基板へ砥粒が突き刺さりやすく、基板へ突き刺さった砥粒が仕上げ研磨工程でも除去されずに残留した場合には、テキスチャースクラッチとして製品の欠陥を引き起こす。また、砥粒の突き刺さりの程度が強いと仕上げ研磨工程で除去されても磁気特性の低下（シグナルノイズ比：ＳＮＲの低下）を引き起こす。研磨後の基板への砥粒の突き刺さりを低減する研磨液として、α化率の低いαアルミナを含有する研磨液組成物が提案されているが（特許文献２）、さらなる長波長うねりの低減が望まれている。

特開２００５−２３２６６号公報 特開２００９−１６３８０８号公報

本発明は、砥粒としてアルミナを含み、生産性を損なうことなく、研磨後基板の長波長うねりを低減できるハードディスク基板用研磨液組成物、及び、該研磨液組成物を用いたハードディスク基板の製造方法を提供する。

本発明は、α化率が８０〜１００％のαアルミナ、α化率が４０〜７０％のαアルミナ、中間アルミナ、酸、酸化剤、及び水を混合して得られるハードディスク基板用研磨液組成物に関する。また、本発明は、その他の態様として、本発明の研磨液組成物を用いてハードディスク基板を研磨する工程を有するハードディスク基板の製造方法に関する。

本発明のハードディスク基板用研磨液組成物によれば、生産性を損なうことなく、研磨後の基板の長波長うねりが低減された高記録密度に適したハードディスク基板を製造できるという効果が奏される。

本発明は、特定の異なるα化率の少なくとも２種類のαアルミナと中間アルミナとを砥粒として用いた研磨液組成物をハードディスク基板用研磨液組成物として使用した場合、研磨速度を損なうことなく被研磨基板を研磨でき、かつ、研磨後の基板の長波長うねりを顕著に低減できるという知見に基づく。

即ち、本発明は、一つの態様として、α化率が８０〜１００％のαアルミナ、α化率が４０〜７０％のαアルミナ、中間アルミナ、酸、酸化剤、及び水を混合して得られるハードディスク基板用研磨液組成物（以下、本発明の研磨液組成物ともいう）に関する。本発明の研磨液組成物によれば、生産性を損なうことなく、研磨後の基板の長波長うねりが低減された高記録密度に適したハードディスク基板を製造できる。

なお、本明細書において、基板の「長波長うねり」とは、磁気ヘッドの浮上高さへの影響が大きい、波長５００μｍ〜５ｍｍの波長の長いうねりのことを言う。該長波長うねりは、例えば、Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗシリーズ（Ｚｙｇｏ社）、Ｍｉｃｒｏ ＸＡＭ（ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴ社）等の非接触表面形状測定機で測定することができる。

本発明の研磨液組成物を用いた研磨が、研磨速度を損なうことなく研磨後の基板の長波長うねりを低減できるメカニズムについては、下記のように推定できる。すなわち、研磨時、研磨液中の研磨砥粒は、垂直方向の研磨荷重と横方向の研磨機定盤の摺動により、研磨パッド−基板間で濃縮され、濃縮された砥粒の濃縮構造体により基板が研磨されると考えられる。基板の長波長うねりを効率的に低減するには、この砥粒の濃縮構造体の固定化と研磨力が重要であると考えられる。すなわち、砥粒の濃縮構造体が柔軟である場合、研磨時、同構造体が基板のうねりに追従しながら研磨が進行するためにうねりが効率的に低減できないのに対し、構造体が固定化されると基板のうねりに対する追従性が低下し効果的にうねりを低減でき、更に同構造体が高い研磨力を有することで研磨速度を損なうことなくうねりを低減できると考えられる。本発明において、砥粒として、α化率が高い（すなわち硬度が高い）αアルミナである「Ｈ−αアルミナ」と、α化率が低い（すなわち硬度が低い）αアルミナである「Ｌ−αアルミナ」とが混合されたものを使用すると、研磨時の砥粒の濃縮構造体が固定化され、しかも両者のアルミナが研磨力を有するため、基板の長波長うねり低減と高い研磨速度が達成されると推定される。また、Ｈ−αアルミナ及びＬ−αアルミナに加えてさらに中間アルミナを併用することにより、該濃縮構造体における砥粒の充填性が向上し、研磨後の基板の長波長うねりがよりいっそう顕著に低減すると推定される。ただし、本発明はこのメカニズムに限定されない。

［αアルミナ］
本明細書において「αアルミナ」とは、Ｘ線回折により結晶中にαアルミナ特有の構造が認められる結晶性アルミナ粒子の総称である。αアルミナ特有の構造の有無は、例えば、Ｘ線回折スペクトルにおける２θ領域３５．１〜３５．３°（１０４面）、４３．２〜４３．４°(１１３面)、５７．４〜５７．６°(１１６面)などに頂点があるピークの有無により確認できる。なお、本願では特に指示しない限りαアルミナに特有ピークというときは１０４面のピークを意味する。

［α化率］
本明細書において「α化率」とは、アルミナ粒子のα結晶化の割合を表し、より具体的には、ＷＡ−１０００（α結晶化率９９．９％のαアルミナ、昭和電工（株）製）を用いたＸ線回折法における２θ＝３５．１〜３５．３°由来の１０４面のピーク面積を９９．９％とした場合における測定サンプルの同ピークの相対面積の数値をいう。

本発明の研磨液組成物は、α化率が高いαアルミナである「Ｈ−αアルミナ」と、α化率が低いαアルミナである「Ｌ−αアルミナ」とを含有する。なお、本明細書において単に「αアルミナ」というときは、Ｈ−αアルミナ、Ｌ−αアルミナ、及びその他のαアルミナを含むものとする。

Ｈ−αアルミナのα化率は、研磨速度向上、長波長うねり低減の観点から、８０〜１００％であって、８２〜９７％が好ましく、８５〜９５％がより好ましい。一方、Ｌ−αアルミナのα化率は、研磨速度向上、長波長うねり低減の観点から、３０〜７０％であって、４０〜７０％が好ましく、５０〜７０％がより好ましく、５０〜６５％がさらに好ましい。Ｈ−αアルミナ及びＬ−αアルミナはともに、α化率がそれぞれの範囲内のものを複数種混合して使用しても良い。

［α化率の調整」
αアルミナは、一般的なαアルミナの製造方法により、ベーマイト、ギブサイト、バイヤライト、ダイアスポア等の水酸化アルミニウムを連続式のロータリーキルンやトンネル炉、あるいはバッチ式の焼成炉、電気炉で焼成し、得られた粉体を水に分散し、ビーズミル等の粉砕機で粉砕することにより得られる。αアルミナのα化率は、焼成温度、焼成時間で制御することができ、例えば、Ｈ−αアルミナは焼成温度１１００〜１３００℃で、Ｌ−αアルミナは焼成温度１０００〜１１００℃で得ることができる。焼成温度、焼成時間は得られるαアルミナのα化率に対し、適宜設定し得るものであり、本記載に制限されない。

［平均粒径］
本発明の研磨液組成物におけるＨ−αアルミナ及びＬ−αアルミナの平均粒径は、長波長うねり低減の観点から、０．８μｍ以下が好ましく、０．７μｍ以下がより好ましく、０．６５μｍ以下がさらに好ましい。また、研磨速度向上の観点から、０．１μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましい。よってαアルミナの平均粒径は、長波長うねり低減及び研磨速度向上の観点から、０．１〜０．８μｍが好ましく、より好ましくは０．１５〜０．７μｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．６５μｍである。なお、本明細書においてαアルミナの平均粒径は、レーザー回折法による体積中位粒径として測定されるものをいう。具体的には堀場製作所製 レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ９２０で測定することができる。

本発明の研磨液組成物におけるＨ−αアルミナの平均粒径とＬ−αアルミナの平均粒径とは、研磨速度向上、長波長うねり低減の観点から、差があることが好ましく、該平均粒子径の差は、研磨速度向上、長波長うねり低減の観点から、０．０１〜０．６μｍが好ましく、０．０５〜０．４μｍがより好ましく、０．１〜０．３μｍがさらに好ましい。また、Ｈ−αアルミナ及びＬ−αアルミナの平均粒子径の大小の選択に特に制限はないが、研磨速度の低下抑制及び長波長うねり低減の観点から、Ｌ−αアルミナの平均粒径が、Ｈ−αアルミナの平均粒径と同じか又は小径であることが好ましく、Ｈ−αアルミナの平均粒径に対するＬ−αアルミナとの平均粒径が、Ｈ−αアルミナの平均粒径を１００として、１５〜１００が好ましく、１５〜８０がより好ましく、１５〜６５がさらに好ましい。

本発明の研磨液組成物中の全αアルミナの含有量は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、好ましくは０．０５重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．５重量％以上、さらにより好ましくは１重量％以上である。また、該含有量は、表面品質向上及び経済性の観点から、好ましくは４０重量％以下、より好ましくは３０重量％以下、さらに好ましくは２５重量％以下、さらにより好ましくは２０重量％以下である。即ち、研磨液組成物中のαアルミナの含有量は好ましくは０．０５〜４０重量％、より好ましくは０．１〜３０重量％、さらに好ましくは０．５〜２５重量％、さらにより好ましくは１〜２０重量％である。

［Ｈ／Ｌ−αアルミナの含有量比］
本発明の研磨液組成物における、Ｈ−αアルミナとＬ−αアルミナの含有量比（Ｈ−αアルミナ重量／Ｌ−αアルミナ重量）は、研磨速度向上、長波長うねり低減の観点から、２０／８０〜８０／２０が好ましく、３５／６５〜６５／３５がより好ましく、４５／５５〜５５／４５がさらに好ましい。

研磨液組成物中の粗大粒子含有量は、長波長うねり低減の観点から好ましくは０．３重量％以下、より好ましくは０．２重量％以下、さらに好ましくは０．１５重量％以下、さらに好ましくは０．１重量％以下、さらにより好ましくは０．０５重量％以下であり、研磨液組成物の生産性向上の観点から、好ましくは０．０００１重量％以上、より好ましくは０．００１重量％以上、さらに好ましくは０．００５重量％以上である。この粗大粒子とは、その粒径が、研磨液組成物に用いられるαアルミナの平均粒径の２．５倍以上である粒子のことを言う。なお、前記粗大粒子は、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、測定できる。

粗大粒子の含有量を制御する方法としては、特に限定はないが、研磨液組成物の製造の際あるいは製造後に、一般的な分散あるいは粒子除去方法を用いることができる。例えば、特定の二次粒子の平均粒径とすべく、湿式の循環式ビーズミルにより均一に解砕したアルミナ粒子スラリーを、更に、静置沈殿法や遠心分離装置等による沈降法、並びに濾過材による精密濾過等により粗大粒子を除去することによって製造することができる。粗大粒子の除去方法については、それぞれ単独で処理しても２種以上を組み合わせて処理しても良く、組み合わせの処理順序についても何ら制限はない。また、その処理条件や処理回数についても、適宜選択して使用することができる。

［中間アルミナ］
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、さらに中間アルミナを含有する。本明細書において「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を含む。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。これら中間アルミナには上述したαアルミナ特有ピークが見られない。研磨速度向上並びに突き刺さり及び長波長うねり低減の観点からは中間アルミナとしてθアルミナを使用することがより好ましい。

本発明の研磨液組成物中のαアルミナと中間アルミナとの含有量比（αアルミナ重量/中間アルミナ重量）は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、９９／１から３０／７０が好ましく、９０／１０〜３０／７０がより好ましく、８０／２０〜３０／７０がさらに好ましく、７０／３０〜５０／５０がさらにより好ましい。

本発明の研磨液組成物における中間アルミナの平均粒径は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、好ましくは０．０１〜０．７０μｍであり、より好ましくは０．０５〜０．５０μｍ、さらに好ましくは０．１０〜０．３０μｍである。中間アルミナの平均粒径は、レーザー回折法による体積中位粒径として測定される。具体的には堀場製作所製 レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ９２０で測定することができる。

［その他の研磨材］
本発明の研磨液組成物は、さらにその他の研磨材を含有することができる。その他の研磨材としては、例えばαアルミナや中間アルミナを除く酸化アルミニウム類（例えば、アモルファスアルミナ）、シリカ、セリア、チタニア、ジルコニア、マグネシアなどのアルミナ以外の金属酸化物類、ポリマーや、カーボンブラックなどの有機物砥粒が挙げられる。これらは単独でαアルミナと併用してもいいし、複数の研磨材をαアルミナと併用してもよい。これらその他研磨材の中でも研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、酸化アルミニウム類やシリカが好ましく、より好ましくはフュームドアルミナ、コロイダルシリカ、フュームドシリカであり、最も好ましくはコロイダルシリカである。

［酸］
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、酸を含有する。本明細書において、酸の使用は、酸及び又はその塩の使用を含む。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、長波長うねり低減の観点から、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、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、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、イタコン酸、リンゴ酸、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、グリコール酸、酒石酸、マレイン酸がより好ましく、クエン酸、グリコール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、グリコール酸及び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。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以上の酸の組み合わせが好ましく、ｐＫ１が１．５以下の酸とｐＫ１が２．５以上の酸の組み合わせがさらに好ましい。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未満の酸の中では硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸等の鉱酸や有機ホスホン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、グリコール酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の有機カルボン酸が好ましい。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の含有量は、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、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、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、酸化剤を含有する。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。

本発明の研磨液組成物中における酸化剤の含有量は、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、長波長うねり低減の観点から、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、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、酸化剤の含有量は、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。

［水］
本発明の研磨液組成物は、媒体として水を含有し、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、６０重量％以上が好ましく、７０％重量％以上がより好ましく、７５重量％以上がさらに好ましく、８０重量％以上がさらにより好ましい。また、研磨速度向上及び長波長うねり低減の観点から、９９．９重量％以下が好ましく、９９．５重量％以下がより好ましく、９９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６０〜９９．９重量％が好ましく、７０〜９９．９重量％がより好ましく、７５〜９９．５重量％がさらに好ましく、８０〜９９重量％がさらにより好ましい。

［研磨液組成物のｐＨ］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、被研磨基板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４以下が好ましく、０．１〜４がより好ましく、さらに好ましくは０．５〜３であり、さらにより好ましくは１〜３である。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。

［その他の成分］
また、本発明の研磨液組成物には、さらなる研磨速度の向上、長波長うねり低減、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、無機塩、増粘剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。無機塩の例としては、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。無機塩は、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目的で使用され得る。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、好ましくは０．０５〜２０重量％、より好ましくは０．０５〜１０重量％、さらに好ましくは０．０５〜５重量％である。

さらに、本発明の研磨液組成物には、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、好ましくは０．０００１〜０．１重量％、より好ましくは０．００１〜０．０５重量％、さらに好ましくは０．００２〜０．０２重量％である。

［被研磨基板（研磨対象）］
本発明の研磨液組成物を用いて研磨を行う被研磨基板（研磨対象）としては、通常、ハードディスク基板の製造に使用されるものが挙げられる。前記被研磨基板の具体例としては、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐメッキした基板や、結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板を挙げることができる。研磨後の基板におけるアルミナ突き刺さり低減の効果は、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐメッキした基板の場合に顕著である。また、同効果は、垂直磁気記録方式用ハードディスク基板の製造に使用される被研磨基板の場合にも顕著である。

［研磨液組成物の調製方法］
本発明の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、酸、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。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。前記濃縮物は、使用前あるいは使用時に希釈して使用することができる。

［ハードディスク基板の製造方法］
本発明は、その他の態様として、ハードディスク基板の製造方法に関する。本発明のハード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）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（以下、「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」と称することがある。）を有する。

本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨は、定盤に備えられた研磨パッドで被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、前記定盤に圧力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行うことができる。本発明の研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、前述した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。被研磨基板としては、上述のものを使用でき、前記研磨パッドは、特に制限されず、例えば、多孔質の有機高分子系の研磨布など従来公知のものを使用できる。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、突き刺さり低減及び生産性（研磨速度）の観点から、１〜２０ｋＰａが好ましく、より好ましくは２〜１５ｋＰａ、さらに好ましくは３〜１０ｋＰａ、さらにより好ましくは４〜８ｋＰａである。なお、前記研磨荷重とは、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意味する。前記研磨荷重の調整は、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。また、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、低コストの面及び研磨速度の観点から、被研磨基板１ｃｍ²あたり０．０１〜０．２５ｍＬ／分が好ましく、より好ましくは０．０２５〜０．２ｍＬ／分、さらに好ましくは０．０５〜０．１６ｍＬ／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。

本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程における研磨によれば、研磨速度を低下させることなく研磨が行え、かつ、研磨後の基板における長波長うねりが低減されうる。したがって、本発明の製造方法によれば、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。また、本発明の製造方法における「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」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。本発明の製造方法を用いて得られたハードディスク基板は、好ましくは、長波長うねりが顕著に低減されて表面品位が向上していることから、例えば、高記録密度化に適したものである。また、本発明の製造方法は、垂直磁気記録方式用ハードディスク基板の製造にも適している。

本発明の製造方法は、その他の好ましい実施形態として、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式であって、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「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」を行なうことを含むハードディスク基板の製造方法、という実施形態をとり得る。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、砥粒の平均一次粒径（例えば、体積中位径）は０．１μｍ以下であることが好ましく、０．０８μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以下であることがさらに好ましく、０．０３μｍ以下であることがさらにより好ましい。また、研磨速度向上の観点から、該平均一次粒径が０．００５μｍ以上であることが好ましく、０．０１μｍ以上であることがより好ましい。

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、コロイダルシリカ等が挙げられ、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、コロイダルシリカが好ましい。コロイダルシリカの平均一次粒径（例えば、体積中位径）としては、０．００５〜０．０８μｍが好ましく、０．００５〜０．０５μｍがより好ましく、０．０１〜０．０３μｍがさらに好ましい。

仕上げ研磨工程において、平均一次粒径が０．００５〜０．１μｍ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、前記の「本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程」において例示される研磨荷重と同様であればよい。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。

［研磨方法］
本発明は、その他の態様として、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被研磨基板の研磨方法であって、前記被研磨基板がハードディスク基板の製造に用いる基板であり、前記研磨する工程が粗研磨工程である研磨方法に関する。本発明の研磨方法を使用することにより、研磨速度を低下させることなく研磨が行え、かつ、研磨後の基板における長波長うねりが低減されうる。本発明の研磨方法における前記被研磨基板は、垂直磁気記録方式用ハードディスク基板の製造に用いる基板を含む。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。

１．アルミナ粒子の製造
原料として、ギブサイト（砥粒Ｎｏ．１〜８）及びベーマイト（砥粒Ｎｏ．９〜１０）を使用し、電気炉中で下記表１に示す温度・時間で焼成し、αアルミナ（砥粒Ｎｏ．１〜８）、並びに中間アルミナ（砥粒Ｎｏ．９〜１０）を得た。次いで、これらを水に分散させ、固形分約５０％のスラリーとした後、ビーズミルにて所定の粒径まで粉砕し、下記表１に示す物性のアルミナ粒子Ｎｏ．１〜１０を含有するアルミナスラリーを得た。Ｎｏ．１〜８はαアルミナ、Ｎｏ．９〜１０は中間アルミナである。なお、α化率、平均粒径は、以下のようにして測定した。

〔α化率の測定〕
アルミナスラリー２０ｇを１０５℃で５時間乾燥させ、得られた乾燥物を乳鉢で解砕して粉末Ｘ線回折用サンプルを得た。各サンプルを粉末Ｘ線回折法にて分析し１０４面におけるピーク面積を比較した。粉末Ｘ線回折法による測定条件は下記のとおりとした。
測定条件；
装置 ：（株）リガク製、粉末Ｘ線解析装置 ＲＩＮＴ２５００ＶＣ
Ｘ線発生電圧 ：４０ｋＶ
放射線 ：Ｃｕ−Ｋα１線（λ＝０．１５４０５０ｎｍ）
電流 ：１２０ｍＡ
Ｓｃａｎ Ｓｐｅｅｄ ：１０度／ｍｉｎ
測定ステップ ：０．０２度／ｍｉｎ
α化率（％）＝αアルミナ特有ピーク面積÷ＷＡ−１０００のピーク面積×９９．９
また、各ピークの面積は、得られた粉末Ｘ線回折スペクトルから、粉末Ｘ線回折装置付属の粉末Ｘ線回折パターン総合解析ソフトＪＡＤＥ（ＭＤＩ社）を用いて算出した。上記ソフトによる算出処理は、上記ソフトの取扱説明書（Ｊａｄｅ（Ｖｅｒ．５）ソフトウェア、取扱説明書 Ｍａｎｕａｌ Ｎｏ．ＭＪ１３１３３Ｅ０２、理学電機株式会社）に基づいて算出した。

〔平均粒径の測定〕
以下の測定条件で二次粒子の平均粒子径（Ｄ５０）を測定した。測定サンプルは、アルミナ分散液の透過率が８６〜９２％になるように調整した。なお、Ｄ５０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を平均粒子径とする。
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
相対屈折率：１３０ａ０００ｌ

２．研磨液組成物の調製
下記表２記載の所定量のαアルミナ（Ｎｏ．１〜８）及び中間アルミナ（Ｎｏ．９〜１０）、並びに、クエン酸０．５重量％、硫酸０．４重量％、過酸化水素水０．６重量％、残部イオン交換水を、撹拌・混合することで、下記表２の実施例１〜８及び比較例１〜１３の研磨液組成物を調製した。なお、研磨液組成物のｐＨは、１．４であった。

３．基板の研磨
調製した実施例１〜８及び比較例１〜１３の研磨液組成物を用いて、下記の研磨条件で被研磨基板を研磨した。
〔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 ：（株）ＦＩＬＷＥＬ社製 １Ｐ用研磨パッド 孔径４５μｍ
定盤回転数 ：５０ｒｐｍ
研磨荷重 ：９．８ｋＰａ（設定値）
研磨液供給量 ：１００ｍＬ／ｍｉｎ
研磨時間 ：３分
投入した基板の枚数：１０枚

４．評価方法
〔研磨速度〕
実施例１〜８及び比較例１〜１３の研磨液組成物を用いたときの研磨速度は、以下の方法で評価した。まず、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、比較例１の研磨速度を基準値＝１．０として各実験例の研磨速度の相対値（相対速度）を求めた。結果を下記表２に示す。
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）
〔長波長うねり〕
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１２０°おきに３点（計１２点）について、下記の条件で測定した。その１２点の測定値の平均値を基板の長波長うねりとして算出した。比較例１の基板の長波長うねりを基準値＝１．０として各実験例の基板のうねりの相対値を求めた。結果を表２に示す。
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２に示される通り、実施例１〜８の研磨液組成物を用いた場合、比較例１〜１３の研磨液組成物に比較して、研磨速度を維持し、基板表面の長波長うねりが顕著に低減されることが分かる。

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を高い生産性で提供することができる。

Claims (6)

1. α化率が８０〜１００％のαアルミナ、α化率が４０〜７０％のαアルミナ、中間アルミナ、酸、酸化剤、及び水を混合して得られるハードディスク基板用研磨液組成物。
2. α化率が８０〜１００％のαアルミナ（Ｈ−αアルミナ）とα化率が４０〜７０％のαアルミナ（Ｌ−αアルミナ）の含有量比（Ｈ−αアルミナ／Ｌ−αアルミナ）が、２０／８０〜８０／２０である、請求項１記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
3. α化率が８０〜１００％のαアルミナの平均粒径に対するα化率が４０〜７０％のαアルミナの平均粒径が、α化率が８０〜１００％のαアルミナの平均粒径を１００として、１５〜１００である、請求項１又は２に記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
4. αアルミナと中間アルミナの含有量比（αアルミナ／中間アルミナ）が、９９／１〜３０／７０である、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用研磨液組成物。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の研磨液組成物を用いてハードディスク基板を研磨する工程を有するハードディスク基板の製造方法。
6. ハードディスク基板が、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐメッキした基板又はガラス基板である、請求項５記載のハードディスク基板の製造方法。