アルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物
【課題】研磨後の基板表面のうねりの低減を実現できるアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物等を提供する。
【解決手段】本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである。前記スルホン酸基を含有する重合体は、芳香族環を有する重合体であると好ましい。前記スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量は、３０００〜１０００００であると好ましい。
【解決手段】本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである。前記スルホン酸基を含有する重合体は、芳香族環を有する重合体であると好ましい。前記スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量は、３０００〜１０００００であると好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、それを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。その際、基板表面の粗さが大きいと、読み書きの際に磁気ヘッドがディスク表面に衝突する問題が発生する。そこで、より一層の高記録密度化のために、ガラス基板に対してより優れた表面品質が要求されることから、最終（仕上げ）研磨液の研磨材として二酸化ケイ素を含む粒子（以下、シリカ粒子ともいう）が使用されるようになってきている。最近では、ガラス基板の表面粗さを小さくするとともに、高い研磨速度が得られる研磨液組成物として、小粒径シリカ粒子と重量平均分子量が所定範囲のアクリル酸／スルホン酸共重合体とを含有する、酸性のガラス基板用研磨液組成物が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
一方、研磨液組成物として、コロイダルシリカ等の研磨材と、カルボン酸基、カルボン酸基の塩、スルホン酸基およびスルホン酸基の塩の少なくとも１つが主鎖に結合した水溶性ポリマーとを含み、ロールオフを抑制できる研磨液組成物も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９１６９６号公報
【特許文献２】特開２００９−５０９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気ヘッドの浮上高さを低減するためには、ディスク表面の粗さだけでなくうねりを低減することも重要である。
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２に開示された研磨液組成物を用いてアルミノシリケートを含む被研磨基板を研磨した場合、基板表面うねりを効果的に低減できない。
【０００７】
そこで、本発明は、アルミノシリケートを含む被研磨基板について、研磨後の基板表面のうねりの低減を実現できるアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、これを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである。
【０００９】
本発明のアルミノシリケートガラス基板の製造方法は、本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。
【００１０】
本発明のアルミノシリケートガラス基板の研磨方法は、本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、研磨後の基板表面のうねりの低減を実現できるアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、これを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において「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０．５〜２ｍｍ）、短波長うねり（波長５０〜１６０μｍ）、および中波長うねり（波長１６０〜５００μｍ）を含むが、本明細書においては特に言及しない限り中波長うねりを指す。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を低減でき、磁気ディスク基板の記録密度の向上が可能となる。
【００１３】
本発明のアルミノシリケートガラス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。）の研磨対象である被研磨アルミノシリケートガラス基板（以下、「アルミノシリケートガラス基板」、「ガラス基板」、「被研磨基板」又は「基板」ともいう。）は、その構成元素としてＯ以外ではＳｉを最も多く含み、次いでＡｌ及びＮａを多く含む。通常、Ｓｉの含有量は２０〜４０重量％であり、Ａｌの含有量は３〜２５重量％である。アルミノシリケートガラス基板がハードディスク用基板として用いられる場合、Ａｌの含有量は、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラス基板への吸着性向上および基板の耐アルカリ性向上の観点から、３重量％以上が好ましく、５重量％以上がより好ましく、７重量％以上がさらに好ましい。また、Ａｌの含有量は、基板の透明性の維持という観点から、２５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い。よって、Ａｌの含有量は、３〜２５重量％が好ましく、５〜２０重量％がより好ましく、７〜１５重量％がさらに好ましい。また、基板の耐アルカリ性の向上と基板の透明性の維持の両立の観点から、Ｎａの含有量は、３〜２５重量％が好ましく、３〜２０重量％がより好ましく、５〜１５重量％がさらに好ましい。なお、アルミノシリケートガラス基板中に含まれるＳｉ、Ａｌ及びＮａの含有量の測定条件の詳細は実施例に示すとおりである。
【００１４】
ＳｉおよびＡｌはアルミノシリケートガラス基板中では、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3といった酸化物して存在する。本発明の研磨液組成物が使用されるアルミノシリケートガラス基板は、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の他に、例えばＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、ＣａＯ、ＺｒＯ2およびＴｉＯ2からなる群から選ばれる少なくとも１種の成分を含む。これらの成分のうち、Ａｌ2Ｏ3以外であって、酸性溶液中でプラス電荷を有する成分にもスルホン酸基を有する重合体が吸着し得るので、当該成分の存在により、後述のうねり低減効果の向上が期待できる。
【００１５】
［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。本発明の研磨液組成物で使用されるシリカ粒子は、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子、表面修飾したシリカ粒子等が挙げられるが、うねり低減の観点から、コロイダルシリカ粒子が好ましい。また、シリカ粒子の使用形態としては、スラリー状であるのが好ましい。
【００１６】
コロイダルシリカ粒子は、珪酸ナトリウム等の珪酸アルカリ金属塩を原料とし、当該原料を水溶液中で縮合反応させて粒子を成長させる水ガラス法、またはテトラエトキシシラン等のアルコキシシランを原料とし、当該原料をアルコール等の水溶性有機溶媒を含有する水中で縮合反応させて粒子を成長させるアルコキシシラン法等で得られる。また、ヒュームドシリカ粒子は、四塩化珪素等の揮発性珪素化合物を原料とし、当該原料を酸素水素バーナーによる１０００℃以上の高温下で加水分解させて粒子を成長させる気相法等で得られる。
【００１７】
前記シリカ粒子の平均粒子径は、研磨速度向上、うねり低減、及び表面平滑性向上の観点から、５〜２００ｎｍが好ましく、より好ましくは７〜１００ｎｍ、さらに好ましくは１０〜８０ｎｍ、さらにより好ましくは１５〜５０ｎｍである。
【００１８】
前記平均粒子径は、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、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、それを粒子径とし、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て求めることができる。
【００１９】
本発明に使用されるシリカ粒子において、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による測定で得られた該シリカ粒子の最大径を直径とする円の面積を該シリカ粒子の投影面積で除して１００を乗じた値（特許第３２５３２２８号参照、以下、「ＳＦ１」という。）の平均値が、１００〜１４０の範囲内の値であることが好ましく、１００〜１３５の範囲内の値であることがより好ましく、１００〜１３０の範囲内の値であることがさらに好ましい。ＳＦ１を上記範囲内の値にすることで、アルミノシリケートガラス基板の表面のうねりをさらに低減できる。上記ＳＦ１は１００に近いほど球状に近い形状であることを表す。
【００２０】
本発明に使用されるシリカ粒子は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による測定で得られた該シリカ粒子の周長を円周とする円の面積を該シリカ粒子の投影面積で除して１００を乗じた値（特許第３２５３２２８号参照、以下、「ＳＦ２」という。）の平均値が、１００〜１３０の範囲内の値であることが好ましく、１００〜１２５の範囲内の値であることがより好ましく、１００〜１２０の範囲内の値であることがさらに好ましく、１００〜１１５の範囲内の値であることがさらにより好ましく、１００〜１１０の範囲内の値であることがさらにより好ましい。ＳＦ２を上記範囲内の値にすることで、アルミノシリケートガラス基板の表面のうねりをさらに低減できる。なお、上記ＳＦ２は１００に近いほど表面が滑らかな形状であることを表わす。
【００２１】
ＳＦ１は、例えば、日本電子製透過型電子顕微鏡「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍）により、当該顕微鏡のメーカー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、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）を用いて得られる、粒子一個の最大径と投影面積とから算出できる。また、ＳＦ２は、同様の方法により得られる、粒子一個の周長と投影面積とから算出できる。
【００２２】
本発明の研磨液組成物中のシリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上及び表面粗さの低減の観点から、研磨液組成物中、好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは２〜１９重量％、さらに好ましくは３〜１８重量％、さらにより好ましくは５〜１６重量％である。
【００２３】
［スルホン酸基を含有する重合体］
本発明の研磨液組成物は、スルホン酸基を含有し、アルミノシリケートガラスに対する上記吸着定数が１．５〜５．０L／ｇの重合体を含む。スルホン酸基を含有する重合体（以下、「重合体」と称する場合もある。）は、本発明の研磨液組成物をアルミノシリケートガラス基板の研磨に用いたとき、うねりが低減され、高い表面平坦性を有する表面の形成に寄与する。なお、本明細書において、重合体の使用は、重合体及び／又はその塩の使用を含む。
【００２４】
うねりが低減される理由は、以下のように推定される。本発明の研磨液組成物を研磨対象表面に供した場合、スルホン酸基を含有する重合体は研磨液組成物中で解離するためマイナス電荷を有する。一方、アルミノシリケートガラス基板に含有されるＡｌ2Ｏ3はプラス電荷を有する。そのため、スルホン酸基を含有する重合体は、スルホン酸基を介してアルミノシリケートガラス基板の表面（特に、基板表面のＡｌ2Ｏ3部位等の酸性溶液中でプラス電荷を有する成分が存在する部位）に吸着し被膜を形成する。
【００２５】
スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が適度である場合、基板表面の凸部では研磨装置に設定された設定荷重よりも高い荷重がかかり、被膜が破壊されやすく、研磨が進行しやすい。一方、基板表面の凹部では、凸部に比べてかかる荷重が低いので、凹部は被膜に保護され研磨され難くい。このため、凸部が選択的に研磨され凹凸段差が小さくなり、研磨対象表面の平坦化が進行する。
【００２６】
一方、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が高い場合、凸部および凹部のいずれにおいても被膜が破壊されにくく、凸部および凹部のいずれもが研磨され難くなるため、研磨対象表面は平坦化されにくい。
【００２７】
この吸着強度は前記吸着定数を用いて表わすことができる。「吸着定数」が大きいほど、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が高く、「吸着定数」が小さいほど、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が低いことを意味する。
【００２８】
本発明の研磨液組成物を用いれば、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０L／ｇであることによって、適度な強度で研磨対象表面に吸着する被膜がスルホン酸基を含有する重合体により形成されるので、うねりが低減されて平坦性の優れた表面を得ることができる。ただし、これらの推測は本発明を限定するものではない。
【００２９】
本発明において、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数は、実施例に記載の測定方法により測定したものをいい、下記式（１）により算出される。
【００３０】
【数１】
式（１）中、Ｋは吸着定数、Ａは前記重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着量、Ａmは前記重合体のアルミノシリケートガラスに対する飽和吸着量、ｃはアルミノシリケートガラスに未吸着の前記重合体の濃度である。なお、アルミノシリケートガラスへの吸着定数測定試験の測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００３１】
上記式（１）は、Ｌａｎｇｍｕｉｒの吸着等温式から導出される。後述するスルホン酸基を含有する重合体は、酸性ｐＨにおいても解離状態が安定しており、アルミノシリケートガラス基板に含まれプラス電荷をもつアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）部位等に対してＬａｎｇｍｕｉｒ型吸着（単分子層吸着）をすると考えられる。
【００３２】
上記吸着定数は、基板表面のさらなるうねり低減の観点から、１．５〜４．０L／ｇが好ましく、１．６〜３．５L／ｇがより好ましく、１．６〜３．３Ｌ／ｇがさらに好ましく、１．８〜３．０Ｌ／ｇがさらにより好ましく、１．８〜２．５Ｌ／ｇがさらよりに好ましく、１．８〜２．４Ｌ／ｇがさらにより好ましい。
【００３３】
本発明に用いられるスルホン酸基を含有する重合体は、その吸着係数が１．５〜５．０L／ｇである限り特に制限はないが、より適度な強度でアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、ベンゼン環やナフタレン環のような芳香族環を有する重合体であることが好ましく、ナフタレン環を有する重合体であることがより好ましい。
【００３４】
芳香族環を有する重合体では、アルミノシリケートガラス基板に吸着した前記重合体間でπ−π相互作用が起こり、重合体が重なり合うような配置で安定化し、より適度な強度の被膜が形成されると推定される。
【００３５】
スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量は、適度な強度でアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、３０００〜１０００００が好ましく、３２００〜５００００がより好ましく、３３００〜３００００がさらに好ましく、３４００〜２００００がさらにより好ましい。なお、重量平均分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定した値であり、測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００３６】
スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等のベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する単量体、イソプレンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、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等が挙げられる。なかでも適度な強度でスルホン酸基を含有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等のベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する単量体が好ましく、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸がさらに好ましく、ナフタレンスルホン酸がさらにより好ましい。これらのスルホン酸基を有する単量体は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
【００３７】
スルホン酸基を有する重合体は、スルホン酸基を有する単量体成分の単独重合体でも、更に他の単量体からなる単量体成分との共重合体でもよい。スルホン酸基を有する重合体の合成に使用できる他の単量体としては、アルミノシリケートガラス基板への吸着性向上の観点から、疎水性単量体が好ましい。本発明において、疎水性単量体とは、２０℃の水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下の単量体をいう。疎水性単量体の２０℃の水１００ｇに対する溶解度は、アルミノシリケートガラス基板への吸着性向上の観点から、０〜１ｇが好ましく、０〜０．１ｇがより好ましい。
【００３８】
疎水性単量体の具体例としては、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。なかでも適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、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、スチレン系モノマーが好ましく、スチレン系モノマーがさらに好ましい。これらの疎水性単量体は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
【００３９】
アルキルアクリレート系モノマー及びアルキルメタクリレート系モノマーとしては、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、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、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。
【００４０】
スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α，２−ジメチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、２−エチルスチレン、４−エチルスチレン、４−イソプロピルスチレン、２−メトキシスチレン、３−メトキシスチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−フェノキシスチレン、４−フェニルスチレン、２−ヒドロキシスチレン、４−ヒドロキシスチレンなどが挙げられ、これらのなかでも、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、スチレンが好ましい。
【００４１】
共重合体を構成する構成単位に対応する単量体中のスルホン酸基を有する単量体の割合は、アルミノシリケートガラス基板に適度な吸着強度の被膜を形成させるという観点から、１０モル％以上が好ましく、２０モル％以上が更に好ましい。
【００４２】
スルホン酸基を有する重合体は、配合時の作業性向上の観点から、水に溶けやすい形態であることが好ましく、例えば、塩であるとよい。塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム、アルキルアンモニウム等のアンモニウム塩が挙げられるが、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がさらに好ましい。
【００４３】
スルホン酸基を有する重合体の具体例としては、例えば、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリ（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリメタリルスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸及びそれらの塩等が挙げられるが、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、ベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する重合体が好ましく、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、ポリスチレンスルホン酸、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がより好ましく、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がさらに好ましく、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がさらにより好ましく、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及びその塩がさらによリ好ましい。
【００４４】
スルホン酸基を有する重合体は、例えば、ジエン構造あるいは芳香族構造を含むベースポリマーを、公知の方法、例えば、（社）日本化学会編集、新実験化学講座１４（有機化合物の合成と反応III、１７７３頁、１９７８年）などに記載された方法でスルホン化して得られる。
【００４５】
本発明に用いられるスルホン酸基を含有する重合体の後述するシリカ粒子表面に対する吸着率は、うねりを効果的に低減する観点から、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらにより好ましく、０〜１％がさらにより好ましく、０〜０．５％がさらにより好ましく、０％がさらにより好ましい。即ち、スルホン酸基を含有する重合体は、シリカ粒子には実質的に作用せず、専ら、研磨対象表面に吸着して被膜を形成することが好ましい。なお、吸着率は、添加したスルホン酸基を含有する重合体の量に対する、シリカ粒子に吸着したスルホン酸基を含有する重合体の量の割合を示す。測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００４６】
研磨液組成物中におけるスルホン酸基を含有する重合体の含有量は、うねりの効果的な低減の観点から、０．０００１重量％以上が好ましく、０．０００５重量％以上がより好ましく、０．００１重量％以上がさらに好ましく、０．００５重量％以上がさらに好ましい。また、スルホン酸基を含有する重合体の含有量は、基板の生産性向上の観点から、５重量％以下が好ましく、４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重量％以下がさらにより好ましく、０．２重量％以下がさらにより好ましく、０．０５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スルホン酸基を含有する重合体の含有量は、０．０００１〜５重量％が好ましく、０．０００５〜４重量％がより好ましく、０．００１〜３重量％がさらに好ましく、０．００５〜１重量％がさらにより好ましく、０．００５〜０．２重量％がさらにより好ましく、０．００５〜０．０５重量％がさらにより好ましい。
【００４７】
［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、純水及び超純水等が使用され得る。本発明の研磨液組成物中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いがさらに容易になるため、５５重量％以上が好ましく、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは８５重量％以上である。また、前記水の含有量は、研磨速度向上の観点から、９９重量％以下が好ましく、より好ましくは９８重量％以下、さらに好ましくは９７重量％以下である。したがって、研磨液組成物中の水の含有量は、５５〜９９重量％が好ましく、より好ましくは７０〜９８重量％、さらに好ましくは８０〜９７重量％、より一層好ましくは８５〜９７重量％である。
【００４８】
［研磨液組成物のｐＨ］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、アルミノシリケートガラス基板の洗浄が容易で、加工機械の腐食が防止でき、作業者がより安全に作業できることから、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以上である。また、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、５以下が好ましく、より好ましくは４．５以下、さらに好ましくは４．０以下、さらにより好ましくは３．５以下である。したがって、研磨液組成物のｐＨは、０．８〜５が好ましく、より好ましくは１．０〜４．５、さらに好ましくは１．２〜４．０、さらにより好ましくは１．２〜３．５である。
【００４９】
［酸］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、例えば酸の含有量によって調整することができる。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。かかる酸としては無機酸や有機酸が挙げられる。無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、アミド硫酸等が挙げられる。有機酸としては、カルボン酸、有機リン酸、アミノ酸等が挙げられ、例えば、カルボン酸は、酢酸、グリコール酸、アスコルビン酸、グルコン酸等の一価カルボン酸、蓚酸、酒石酸、マレイン酸、リンゴ酸等の二価カルボン酸、クエン酸等の三価カルボン酸が挙げられ、有機リン酸としては、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）等が挙げられる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン等が挙げられる。これらの中でも、うねり低減の観点から、無機酸、カルボン酸及び有機リン酸が好ましく、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、グリコール酸、蓚酸、クエン酸、ＨＥＤＰ、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）が適している。これらのｐＨを調整するための酸は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよいが、研磨速度向上の観点からは、無機酸と有機リン酸を混合して用いることが好ましく、研磨液ｐＨの安定性向上の観点、及び循環研磨において高い研磨速度を維持できるという観点から、カルボン酸と有機リン酸を混合して用いることや二価又は三価カルボン酸を用いることが好ましく、三価カルボン酸を用いることがより好ましく、クエン酸を用いることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明の研磨液組成物中の酸の含有量は、研磨速度向上の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．２重量％以上である。また、前記酸の含有量は、研磨装置の腐食を抑制する観点から、１０重量％以下が好ましく、より好ましくは７．５重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下である。したがって、前記酸の含有量は、０．０５〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜７．５重量％、さらに好ましくは０．２〜５重量％である。
【００５１】
［その他の成分］
本発明の研磨液組成物は、さらに、殺菌剤、抗菌剤、増粘剤、分散剤、防錆剤等を含んでもよい。これらの成分の研磨液組成物中の含有量は、研磨特性の観点から、５重量％以下が好ましく、より好ましくは３重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。
【００５２】
［研磨液組成物の調製方法］
本発明の研磨液組成物は、各成分を公知の方法で混合することにより、調製することができる。研磨液組成物は、経済性の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。前記研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。濃縮液を希釈する場合、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（研磨材の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定できる。
【００５３】
研磨液組成物のｐＨは、前記成分の混合後、所定のｐＨに調整してもよいし、前記成分の混合により研磨液組成物のｐＨが所望の値となるように、前記成分の混合前に前記成分のｐＨをそれぞれ調整していてもよい。前記ｐＨの調整は、前記酸等及び／又はｐＨ調整剤により行うことができる。
【００５４】
［アルミノシリケートガラス基板の製造方法］
本発明のアルミノシリケートガラス基板の製造方法（以下、「本発明のガラス基板の製造方法」ともいう。）は、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。本発明のガラス基板の製造方法の一態様としては、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造方法が挙げられる。
【００５５】
アルミノシリケートガラス基板は、例えば、溶融ガラスの型枠プレス又はシートガラスから切り出す方法によってアルミノシリケートガラス基材を得る工程から、粗研削工程、精研削工程、形状加工工程、端面鏡面加工工程、研磨工程、化学強化工程等を経て製造される。研磨工程前に化学強化工程を行う場合もある。また各工程の間には洗浄工程が含まれることがある。そして、アルミノシリケートガラス基板は、磁気ディスクの製造方法において、記録部形成工程を経ることで磁気ディスクとなる。前記記録部形成工程は、例えば、アルミノシリケートガラス基板上に、シード層、下地層、中間層、磁性層、保護層、及び潤滑層を成膜する工程を含む。
【００５６】
前記粗研削工程では＃４００程度のアルミナ砥粒が、形状加工工程では円筒状の砥石が、端面鏡面加工工程ではブラシが、精研削工程では＃１０００程度のアルミナ砥粒が用いられる。
【００５７】
前記研磨工程は、例えば、第一研磨工程と第二研磨工程に分かれ、第一研磨工程と第二研磨工程とをこの順で含むが、例えば表面品質の向上を目的として更に最終（仕上げ）研磨工程を含む場合が多い。第一研磨工程では砥粒として酸化セリウム粒子が、最終（仕上げ）研磨工程では砥粒としてシリカ粒子が好適に用いられる。本発明の研磨液組成物は、第二研磨工程及び／又は最終（仕上げ）研磨工程で使用されることが好ましい。
【００５８】
第二研磨工程、最終（仕上げ）研磨工程の各工程後には、アルミノシリケートガラス基板表面に残留した砥粒や研磨屑を溶解除去するために、アルカリ性洗浄剤、中性洗浄剤、又は酸性洗浄剤を含む洗浄槽で超音波洗浄を行う。本発明のガラス基板の製造方法には、その後、アルミノシリケートガラス基板を、純水、ＩＰＡ等で洗浄する洗浄工程、ＩＰＡ（蒸気乾燥）もしくはスピンドライなどにより乾燥する乾燥工程が含まれることがある。上記洗浄工程中にスクラブ処理が行われてもよい。
【００５９】
ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板には、磁気ヘッドの読み書きエラーが発生しない平滑面が要求される。即ち、基板表面の平坦性（粗さ、うねり等）が高く、欠陥（砥粒等による凸部、スクラッチやピット等の凹部）が少ないことが求められる。ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造過程の中で、研磨工程が基板表面の平坦性の向上と欠陥除去の役割を担う。故に、研磨工程において、第二研磨工程、又は最終（仕上げ）研磨工程が特に重要である。
【００６０】
研磨工程は、被研磨基板の研磨対象面に本発明の研磨液組成物を供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、所定の圧力（荷重）をかけながら、研磨パッドや被研磨基板を動かすこと等によって行うことができる。研磨工程における具体的な研磨方法については、後述するアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を参照できる。なお、前記研磨は、従来公知の研磨装置により行うことができる。
【００６１】
［アルミノシリケートガラス基板の研磨方法］
本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板である被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する方法（以下、「本発明の研磨方法」ともいう。）で用いる研磨装置としては、特に制限はなく、被研磨基板を保持する冶具（キャリア：アラミド製等）と研磨布（研磨パッド）とを備える研磨装置を用いることができる。中でも、両面研磨装置が好適に用いられる。
【００６２】
研磨パッドの材質としては、有機高分子等が挙げられ、前記有機高分子としては、ポリウレタン等が挙げられる。前記研磨パッドの形状は、不織布状が好ましい。例えば、第一研磨工程ではスエード調のウレタン製硬質パッド、第二研磨工程及び最終研磨工程ではスエード調のウレタン製軟質パッドが好適に用いられる。
【００６３】
該研磨装置を用いる研磨方法の具体例としては、被研磨基板をキャリアで保持し研磨パッドを貼り付けた１対の研磨定盤で挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨パッドと被研磨基板との間に供給し、所定の圧力の下で研磨定盤及び／又は被研磨基板を動かすことにより、本発明の研磨液組成物を被研磨基板に接触させながら被研磨基板を研磨する研磨方法が挙げられる。
【００６４】
本発明の研磨方法は、前記研磨液組成物を研磨パッドと被研磨基板の間に存在させ、所定の研磨荷重で研磨する工程を含むと好ましい。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対象面に加えられる圧力を意味する。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、定盤や被研磨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。研磨荷重は、研磨速度を向上させ、効率よくうねりを低減して平滑性の高い表面を得る観点から、３ｋＰａ以上、４ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましく、６ｋＰａ以上がさらに好ましい。うねりを低減して平滑性の高い表面を得る観点から、４０ｋＰａ以下、３０ｋＰａ以下が好ましく、２０ｋＰａ以下がより好ましく、１５ｋＰａ以下がさらに好ましい。従って、研磨速度及び表面平滑性の向上の観点から、３〜４０ｋＰａ、好ましくは４〜３０ｋＰａ、より好ましくは５〜２０ｋＰａ、さらに好ましくは６〜１５ｋＰａである。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の調整によって行うことができる。
【００６５】
本発明の研磨方法は、前記研磨工程における第二研磨工程以降に用いられることが好ましく、最終（仕上げ）研磨工程に用いられるのがより好ましい。
【００６６】
研磨液組成物の供給方法は、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で研磨パッドとガラス基板の間にポンプ等で供給する方法、供給ライン内等で構成成分を混合して供給する方法、シリカ粒子のスラリーとスルホン酸基を有する重合体を溶解した水溶液とを別々に研磨装置に供給する方法等を用いることができる。
【００６７】
研磨液組成物の供給速度は、コスト低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2あたり１．０ｍＬ／分以下が好ましく、より好ましくは０．６ｍＬ／分以下、さらに好ましくは０．４ｍＬ／分以下である。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、ガラス基板１ｃｍ2あたり０．０１ｍＬ／分以上が好ましく、より好ましくは０．０２５ｍＬ／分以上、さらに好ましくは０．０５ｍＬ／分以上である。したがって、前記供給速度は、ガラス基板１ｃｍ2あたり０．０１〜１．０ｍＬ／分が好ましく、より好ましくは０．０２５〜０．６ｍＬ／分、さらに好ましくは０．０５〜０．４ｍＬ／分である。
【００６８】
本発明の研磨液組成物は、使用した研磨液組成物を再利用する循環研磨においても使用できる。本発明の研磨液組成物は、循環耐久性に優れるため、研磨液組成物を循環再利用する機構を有する研磨装置とともに使用されることが好ましく、研磨液組成物を循環再利用する機構を有する研磨装置とともに第二研磨工程及び／又は最終（仕上げ）研磨工程で使用されることがさらに好ましい。循環研磨の際、研磨によって消費される酸や添加剤等の化合物を適宜追加してもよい。
【００６９】
被研磨基板を循環研磨する場合には、研磨速度をさらに向上できることから、研磨液組成物の供給速度は、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．１ｍＬ／分以上が好ましく、より好ましくは０．２ｍＬ／分以上、さらに好ましくは０．５ｍＬ／分以上である。また、前記供給速度の上限は特に限定されないが、コスト低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2あたり３．０ｍＬ／分以下が好ましく、より好ましくは２．５ｍＬ／分以下、さらに好ましくは２．０ｍＬ／分以下である。したがって、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．１〜３．０ｍＬ／分が好ましく、より好ましくは０．２〜２．５ｍＬ／分、さらに好ましくは０．５〜２．０ｍＬ／分である。
【００７０】
上記［アルミノシリケートガラス基板の研磨方法］によれば、ガラス基板のうねりを低減して平滑性の高い表面を得ることができるので、上記研磨方法をアルミノシリケートガラス基板の表面うねりを低減する方法として、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造方法に用いれば、アルミノシリケートガラス基板の研磨工程において、効果的にうねりを低減できる。
【実施例】
【００７１】
［実施例１〜４及び比較例１〜１２］
１．被研磨基板の調整
被研磨基板の詳細を、表２に示す。中波長（１６０〜５００μｍ）のＷａ（算術平均うねり）はＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０３２（Ｚｙｇｏ社製）により測定した値である。
（１）アルミノシリケートガラス基板
セリア砥粒を含有する研磨液組成物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被研磨基板として用意した。基板中に含まれるＡｌの含有量は、８．６重量％であり、Ｓｉの含有量は２７．１重量％、Ｎａの含有量は６．０重量％であった。これらの値は、ＥＳＣＡ法を用い以下の測定条件で測定した。
【００７２】
〔ＥＳＣＡ測定条件〕
・試料作製
アルミノシリケートガラス基板を１ｃｍ×１ｃｍに切断し、得られたアルミノシリケートガラス基板片をカーボン製両面テープ上に乗せ固定した。アルミノシリケートガラス基板片表面のゴミ等を除くためにＡｒスパッタを加速電圧２ｋＶで６分間かけ、ＥＳＣＡ測定を実施した。
・測定
機器：アルバックファイ製 ＰＨＩ Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ
Ｘ線源：単色化ＡｌＫα線、１４８６．６ｅＶ、２５Ｗ、１５ｋＶ
ビーム径：１００μｍ
Ｘ線入射角：４５°
測定範囲：５００×５００μｍ2
Ｐａｓｓ ｅｎｅｒｇｙ：２８０．０（ｓｕｒｖｅｙ）、１４０．０ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ）
Ｓｔｅｐ ｓｉｚｅ：１．００（ｓｕｒｖｅｙ）、０．２５０ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ）
測定元素： Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓ，Ｋ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ
帯電補正：ＮｅｕｔｒａｌｉｚｅｒおよびＡｒ+照射
【００７３】
（２）Ｎｉ―Ｐめっきアルミニウム合金基板
アルミナ研磨材を含有する研磨液組成物であらかじめ粗研磨した、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を被研磨基板として用意した。
【００７４】
（３）シリケートガラス基板
Ａｌ2Ｏ3などが添加されていない純粋なＳｉＯ2で構成されるシリケートガラス基板を被研磨基板として用意した。
【００７５】
２．研磨液組成物の調製
実施例１、２、４および比較例１〜１２については、イオン交換水に対して、硫酸とＨＥＤＰとを添加した後、下記（１）〜（１１）の重合体をそれぞれ添加し、さらにシリカ粒子としてコロイダルシリカ粒子（平均粒子径：２５ｎｍ、ＳＦ１：１２３（平均値）、ＳＦ２：１０９（平均値））を添加し、ｐＨを１．５に調整して研磨液組成物を得た。各成分の添加量は、研磨液組成物総重量に対して、硫酸が０．３５重量％、ＨＥＤＰが０．１３重量％、（１）〜（１１）の重合体が０．０１重量％、コロイダルシリカ粒子が９重量％となるようにした。実施例３については、硫酸とＨＥＤＰに代えてクエン酸を添加し、ｐＨを２．５に調整した以外は実施例２と同様にして研磨液組成物を得た。各成分の添加量は、研磨液組成物総重量に対して、クエン酸が１．５重量％、下記（２）の重合体が０．０１重量％、コロイダルシリカ粒子が９重量％となるようにした。
【００７６】
使用した（１）〜（１１）の重合体の詳細については下記のとおりである。
（１）β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩（花王社製）
（２）ブチルナフタレンスルホン酸―ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物ナトリウム塩（共縮合モル比２０／８０、花王社製）
（３）スチレン―スチレンスルホン酸共重合体（共縮合モル比１８／８２、花王社製）
（４）アクリル酸―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（共重合モル比８９／１１ 東亞合成社製）
（５）β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩（花王社製）
（６）ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）
（７）ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＰＳ−１：東ソー社製）
（８）スルホン酸系共重合体（Ａ−６０２１：東亞合成社製）
（９）カルボン酸系共重合体アンモニウム塩（ポイズ２１００：花王社製）
（１０）ポリアクリル酸（Ａ−１０ＳＬ:東亞合成社製）
（１１）スルホン酸系共重合体（Ａ−６０２０：東亞合成社製）
【００７７】
３．測定方法
重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数、重合体のシリカ粒子（コロイダルシリカ粒子）への吸着率、重合体の重量平均分子量、研磨液組成物のｐＨ、シリカ粒子の平均粒子径、シリカ粒子のＳＦ１及びＳＦ２、及びうねりの測定は、以下のように行った。
【００７８】
＜重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数の測定方法＞
前記（１）〜（１１）の重合体を、その濃度が０〜５０００ｐｐｍになるようにイオン交換水に添加して得た水溶液２０ｇ（２５℃）に塩酸を加えてそのｐＨを１．５に調整した。この水溶液にアルミノシリケートガラス基板を粉砕して得た粒径約５μｍのアルミノシリケートガラス粒子０．５ｇ添加し、攪拌した後、遠心分離機（コクサン社製 Ｈ−２８Ｆ）を用いて３５００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。次いで、アルミノシリケートガラス粒子を沈降させ、上澄み中に存在する全炭素数濃度を島津製作所製ＴＯＣ−５００で測定した。測定された炭素濃度と、既知濃度の前記重合体で作成した検量線とを用いて、上澄み中の前記重合体濃度ｃを算出し、仕込み濃度からこれを差し引いて、前記重合体の吸着量Ａを算出した。重合体の添加量とアルミノシリケートガラス粒子への吸着量Ａとをグラフにプロットし、下記式（１）を用いて２５℃における吸着定数Ｋを算出した。
【００７９】
【数２】
なお、上記式（１）より、ｘ軸をｃ、ｙ軸をｃ／Ａとして、各測定結果をプロットし、傾き１／Ａmから飽和吸着量Ａｍを、ｙ切片１／ＫＡmより吸着定数Ｋを算出した。
【００８０】
＜重合体のシリカ粒子への吸着率の測定方法＞
アルミノシリケートガラス粒子に代えてコロイダルシリカ粒子を使用し、前記（１）〜（１１）の重合体の濃度を１００ｐｐｍとした以外は、上記吸着定数の測定方法と同様の方法に従い、シリカ粒子に未吸着の前記重合体の濃度を算出した。仕込み濃度１００ｐｐｍから未吸着の前記重合体の濃度を差し引いて、シリカ粒子に吸着した前記重合体の濃度を算出し、これを仕込み濃度で除し、１００倍した値を、シリカ粒子に対する前記重合体の吸着率とした。
【００８１】
＜重量平均分子量の測定方法＞
前記（１）〜（１１）の重合体をクロロホルムに溶解し、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて、以下の条件で重量平均分子量を測定した。
＜ＧＰＣ条件＞
カラム：Ｇ４０００ＳＷＸＬ＋Ｇ２０００ＳＷＸＬ
溶離液：３０ｍＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ／ＣＨ３ＣＮ＝６／４（ｐＨ＝６．９）
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
標準物質：ポリスチレン（Ｍｗ ８４２万，９．６４万，Ａ−５００（東ソー社製）、Ｍｗ ３万，４０００（西尾工業社製）、Ｍｗ ９０万（ケムコ社製））
【００８２】
＜ｐＨの測定条件＞
ｐＨメーター（東亜電波工業（株）製、ガラス式水素イオン濃度指数計「ＨＭ−３０Ｇ」を用いて、研磨液組成物（２５℃）のｐＨを測定した。
【００８３】
＜シリカ粒子の平均粒子径の測定方法＞
コロイダルシリカ粒子を含む試料を、透過型電子顕微鏡「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（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）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、個々のシリカ粒子の円相当径を計測し、粒子径を求めた。このようにして、１０００個のシリカ粒子の粒子径を求めた後、これらの平均値を算出し、この平均値を平均粒子径とした。
【００８４】
＜シリカ粒子のＳＦ１及びＳＦ２の測定方法＞
コロイダルシリカ粒子を含む試料を、上記平均粒子径の測定方法と同様の方法によりＴＥＭ像を写真撮影し、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、上記と同様の解析ソフトを用いて、粒子一個の最大径と投影面積を計測し、ＳＦ１を算出した。このようにして、１００個のシリカ粒子のＳＦ１を求めた後、これらの平均値を算出した。ＳＦ２の場合は、上記と同様の解析ソフトを用いて、粒子一個の周長と投影面積を計測し、ＳＦ２を算出した。このようにして、１００個のシリカ粒子のＳＦ２を求めた後、これらの平均値を算出した。
【００８５】
＜うねりの評価方法＞
被研磨基板がアルミノシリケートガラス基板およびＮｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板である場合は、後述の研磨方法により研磨された１０枚の基板から任意に４枚を選択し、その４枚について下記条件でうねりを測定した。その４枚についてのうねりの測定値の平均値を基板の中波長うねりとして算出した。その結果を、下記表１に、比較例１、９の研磨液組成物を用いた場合を１００とした相対値として示す。被研磨基板がシリケートガラス基板である場合は、後述の研磨方法により研磨された１枚の基板について、下記条件でうねりを測定した。その結果を、下記表１に、比較例１１の研磨液組成物を用いた場合を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：１６０〜５００μｍ（中波長うねり）
測定位置：アルミノシリケートガラス基板およびＮｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板については、基板中心より半径２５ｍｍの部分を測定し、シリケートガラス基板については基板中心より半径１０ｍｍの部分を測定した。
解析ソフト：Ｚｙｇｏ Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ（Ｚｙｇｏ社製）
【００８６】
４．研磨方法
実施例１〜４、比較例１〜１２の研磨液組成物を用いた研磨は、下記の標準研磨試験の条件で行った。
［研磨条件］
（１）アルミノシリケートガラス基板の研磨条件
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
キャリア：アラミド製、厚さ０．４５ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：アルミノシリケートガラス基板（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６
３５ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値３．０Å）
投入基板枚数：１０枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
【００８７】
（２）Ｎｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板の研磨条件
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０．１４ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：８．４ｋＰａ
キャリア：アラミド製、厚さ１．０ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：Ｎｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板（外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値２．８Å）
投入基板枚数：１０枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
添加剤：添加剤として研磨液に過酸化水素水を０．４％添加した。
【００８８】
（３）シリケートガラス基板の研磨条件
研磨試験機：エンギス社製「片面研磨機ＭＡ−３００」
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：１０ｍＬ／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：５４ｒｐｍ（基板に対するパッドの相対速度はアルミノシリケートガラス基板の研磨条件と同等の値である。）
研磨荷重：８．４ｋＰａ
キャリア：アラミド製、厚さ０．８ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：シリケートガラス基板（外径５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値４．１Å）
投入基板枚数：１枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
【００８９】
表１に示すように、アルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０L／ｇのスルホン酸基を含む重合体を含む研磨液組成物を用いて研磨を行ったところ、研磨された基板表面のうねりが効果的に低減された。また、３種の被研磨基板に対して、前記吸着定数が１．５〜５．０L／ｇのスルホン酸基を含む重合体を含む研磨液組成物を用いて研磨を行ったところ、アルミノシリケートガラス基板に対してだけうねりが効果的に低減された。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の研磨液組成物を用いれば、アルミノシリケートガラス基板の研磨工程において、効果的にうねりを低減できる。したがって、本発明の研磨液組成物は、アルミノシリケートガラス基板の製造において有用であり、中でも、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造に有用である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、それを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。その際、基板表面の粗さが大きいと、読み書きの際に磁気ヘッドがディスク表面に衝突する問題が発生する。そこで、より一層の高記録密度化のために、ガラス基板に対してより優れた表面品質が要求されることから、最終（仕上げ）研磨液の研磨材として二酸化ケイ素を含む粒子（以下、シリカ粒子ともいう）が使用されるようになってきている。最近では、ガラス基板の表面粗さを小さくするとともに、高い研磨速度が得られる研磨液組成物として、小粒径シリカ粒子と重量平均分子量が所定範囲のアクリル酸／スルホン酸共重合体とを含有する、酸性のガラス基板用研磨液組成物が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
一方、研磨液組成物として、コロイダルシリカ等の研磨材と、カルボン酸基、カルボン酸基の塩、スルホン酸基およびスルホン酸基の塩の少なくとも１つが主鎖に結合した水溶性ポリマーとを含み、ロールオフを抑制できる研磨液組成物も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９１６９６号公報
【特許文献２】特開２００９−５０９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気ヘッドの浮上高さを低減するためには、ディスク表面の粗さだけでなくうねりを低減することも重要である。
【０００６】
しかし、特許文献１および特許文献２に開示された研磨液組成物を用いてアルミノシリケートを含む被研磨基板を研磨した場合、基板表面うねりを効果的に低減できない。
【０００７】
そこで、本発明は、アルミノシリケートを含む被研磨基板について、研磨後の基板表面のうねりの低減を実現できるアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、これを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物は、シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである。
【０００９】
本発明のアルミノシリケートガラス基板の製造方法は、本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。
【００１０】
本発明のアルミノシリケートガラス基板の研磨方法は、本発明のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、研磨後の基板表面のうねりの低減を実現できるアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物、これを用いたアルミノシリケートガラス基板の製造方法、及びアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明において「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０．５〜２ｍｍ）、短波長うねり（波長５０〜１６０μｍ）、および中波長うねり（波長１６０〜５００μｍ）を含むが、本明細書においては特に言及しない限り中波長うねりを指す。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を低減でき、磁気ディスク基板の記録密度の向上が可能となる。
【００１３】
本発明のアルミノシリケートガラス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。）の研磨対象である被研磨アルミノシリケートガラス基板（以下、「アルミノシリケートガラス基板」、「ガラス基板」、「被研磨基板」又は「基板」ともいう。）は、その構成元素としてＯ以外ではＳｉを最も多く含み、次いでＡｌ及びＮａを多く含む。通常、Ｓｉの含有量は２０〜４０重量％であり、Ａｌの含有量は３〜２５重量％である。アルミノシリケートガラス基板がハードディスク用基板として用いられる場合、Ａｌの含有量は、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラス基板への吸着性向上および基板の耐アルカリ性向上の観点から、３重量％以上が好ましく、５重量％以上がより好ましく、７重量％以上がさらに好ましい。また、Ａｌの含有量は、基板の透明性の維持という観点から、２５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い。よって、Ａｌの含有量は、３〜２５重量％が好ましく、５〜２０重量％がより好ましく、７〜１５重量％がさらに好ましい。また、基板の耐アルカリ性の向上と基板の透明性の維持の両立の観点から、Ｎａの含有量は、３〜２５重量％が好ましく、３〜２０重量％がより好ましく、５〜１５重量％がさらに好ましい。なお、アルミノシリケートガラス基板中に含まれるＳｉ、Ａｌ及びＮａの含有量の測定条件の詳細は実施例に示すとおりである。
【００１４】
ＳｉおよびＡｌはアルミノシリケートガラス基板中では、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3といった酸化物して存在する。本発明の研磨液組成物が使用されるアルミノシリケートガラス基板は、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の他に、例えばＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、Ｂ2Ｏ3、ＣａＯ、ＺｒＯ2およびＴｉＯ2からなる群から選ばれる少なくとも１種の成分を含む。これらの成分のうち、Ａｌ2Ｏ3以外であって、酸性溶液中でプラス電荷を有する成分にもスルホン酸基を有する重合体が吸着し得るので、当該成分の存在により、後述のうねり低減効果の向上が期待できる。
【００１５】
［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。本発明の研磨液組成物で使用されるシリカ粒子は、コロイダルシリカ粒子、ヒュームドシリカ粒子、表面修飾したシリカ粒子等が挙げられるが、うねり低減の観点から、コロイダルシリカ粒子が好ましい。また、シリカ粒子の使用形態としては、スラリー状であるのが好ましい。
【００１６】
コロイダルシリカ粒子は、珪酸ナトリウム等の珪酸アルカリ金属塩を原料とし、当該原料を水溶液中で縮合反応させて粒子を成長させる水ガラス法、またはテトラエトキシシラン等のアルコキシシランを原料とし、当該原料をアルコール等の水溶性有機溶媒を含有する水中で縮合反応させて粒子を成長させるアルコキシシラン法等で得られる。また、ヒュームドシリカ粒子は、四塩化珪素等の揮発性珪素化合物を原料とし、当該原料を酸素水素バーナーによる１０００℃以上の高温下で加水分解させて粒子を成長させる気相法等で得られる。
【００１７】
前記シリカ粒子の平均粒子径は、研磨速度向上、うねり低減、及び表面平滑性向上の観点から、５〜２００ｎｍが好ましく、より好ましくは７〜１００ｎｍ、さらに好ましくは１０〜８０ｎｍ、さらにより好ましくは１５〜５０ｎｍである。
【００１８】
前記平均粒子径は、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、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、それを粒子径とし、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て求めることができる。
【００１９】
本発明に使用されるシリカ粒子において、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による測定で得られた該シリカ粒子の最大径を直径とする円の面積を該シリカ粒子の投影面積で除して１００を乗じた値（特許第３２５３２２８号参照、以下、「ＳＦ１」という。）の平均値が、１００〜１４０の範囲内の値であることが好ましく、１００〜１３５の範囲内の値であることがより好ましく、１００〜１３０の範囲内の値であることがさらに好ましい。ＳＦ１を上記範囲内の値にすることで、アルミノシリケートガラス基板の表面のうねりをさらに低減できる。上記ＳＦ１は１００に近いほど球状に近い形状であることを表す。
【００２０】
本発明に使用されるシリカ粒子は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察による測定で得られた該シリカ粒子の周長を円周とする円の面積を該シリカ粒子の投影面積で除して１００を乗じた値（特許第３２５３２２８号参照、以下、「ＳＦ２」という。）の平均値が、１００〜１３０の範囲内の値であることが好ましく、１００〜１２５の範囲内の値であることがより好ましく、１００〜１２０の範囲内の値であることがさらに好ましく、１００〜１１５の範囲内の値であることがさらにより好ましく、１００〜１１０の範囲内の値であることがさらにより好ましい。ＳＦ２を上記範囲内の値にすることで、アルミノシリケートガラス基板の表面のうねりをさらに低減できる。なお、上記ＳＦ２は１００に近いほど表面が滑らかな形状であることを表わす。
【００２１】
ＳＦ１は、例えば、日本電子製透過型電子顕微鏡「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍）により、当該顕微鏡のメーカー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、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）を用いて得られる、粒子一個の最大径と投影面積とから算出できる。また、ＳＦ２は、同様の方法により得られる、粒子一個の周長と投影面積とから算出できる。
【００２２】
本発明の研磨液組成物中のシリカ粒子の含有量は、研磨速度の向上及び表面粗さの低減の観点から、研磨液組成物中、好ましくは１〜２０重量％、より好ましくは２〜１９重量％、さらに好ましくは３〜１８重量％、さらにより好ましくは５〜１６重量％である。
【００２３】
［スルホン酸基を含有する重合体］
本発明の研磨液組成物は、スルホン酸基を含有し、アルミノシリケートガラスに対する上記吸着定数が１．５〜５．０L／ｇの重合体を含む。スルホン酸基を含有する重合体（以下、「重合体」と称する場合もある。）は、本発明の研磨液組成物をアルミノシリケートガラス基板の研磨に用いたとき、うねりが低減され、高い表面平坦性を有する表面の形成に寄与する。なお、本明細書において、重合体の使用は、重合体及び／又はその塩の使用を含む。
【００２４】
うねりが低減される理由は、以下のように推定される。本発明の研磨液組成物を研磨対象表面に供した場合、スルホン酸基を含有する重合体は研磨液組成物中で解離するためマイナス電荷を有する。一方、アルミノシリケートガラス基板に含有されるＡｌ2Ｏ3はプラス電荷を有する。そのため、スルホン酸基を含有する重合体は、スルホン酸基を介してアルミノシリケートガラス基板の表面（特に、基板表面のＡｌ2Ｏ3部位等の酸性溶液中でプラス電荷を有する成分が存在する部位）に吸着し被膜を形成する。
【００２５】
スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が適度である場合、基板表面の凸部では研磨装置に設定された設定荷重よりも高い荷重がかかり、被膜が破壊されやすく、研磨が進行しやすい。一方、基板表面の凹部では、凸部に比べてかかる荷重が低いので、凹部は被膜に保護され研磨され難くい。このため、凸部が選択的に研磨され凹凸段差が小さくなり、研磨対象表面の平坦化が進行する。
【００２６】
一方、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が高い場合、凸部および凹部のいずれにおいても被膜が破壊されにくく、凸部および凹部のいずれもが研磨され難くなるため、研磨対象表面は平坦化されにくい。
【００２７】
この吸着強度は前記吸着定数を用いて表わすことができる。「吸着定数」が大きいほど、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が高く、「吸着定数」が小さいほど、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着強度が低いことを意味する。
【００２８】
本発明の研磨液組成物を用いれば、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０L／ｇであることによって、適度な強度で研磨対象表面に吸着する被膜がスルホン酸基を含有する重合体により形成されるので、うねりが低減されて平坦性の優れた表面を得ることができる。ただし、これらの推測は本発明を限定するものではない。
【００２９】
本発明において、スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数は、実施例に記載の測定方法により測定したものをいい、下記式（１）により算出される。
【００３０】
【数１】
式（１）中、Ｋは吸着定数、Ａは前記重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着量、Ａmは前記重合体のアルミノシリケートガラスに対する飽和吸着量、ｃはアルミノシリケートガラスに未吸着の前記重合体の濃度である。なお、アルミノシリケートガラスへの吸着定数測定試験の測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００３１】
上記式（１）は、Ｌａｎｇｍｕｉｒの吸着等温式から導出される。後述するスルホン酸基を含有する重合体は、酸性ｐＨにおいても解離状態が安定しており、アルミノシリケートガラス基板に含まれプラス電荷をもつアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）部位等に対してＬａｎｇｍｕｉｒ型吸着（単分子層吸着）をすると考えられる。
【００３２】
上記吸着定数は、基板表面のさらなるうねり低減の観点から、１．５〜４．０L／ｇが好ましく、１．６〜３．５L／ｇがより好ましく、１．６〜３．３Ｌ／ｇがさらに好ましく、１．８〜３．０Ｌ／ｇがさらにより好ましく、１．８〜２．５Ｌ／ｇがさらよりに好ましく、１．８〜２．４Ｌ／ｇがさらにより好ましい。
【００３３】
本発明に用いられるスルホン酸基を含有する重合体は、その吸着係数が１．５〜５．０L／ｇである限り特に制限はないが、より適度な強度でアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、ベンゼン環やナフタレン環のような芳香族環を有する重合体であることが好ましく、ナフタレン環を有する重合体であることがより好ましい。
【００３４】
芳香族環を有する重合体では、アルミノシリケートガラス基板に吸着した前記重合体間でπ−π相互作用が起こり、重合体が重なり合うような配置で安定化し、より適度な強度の被膜が形成されると推定される。
【００３５】
スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量は、適度な強度でアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、３０００〜１０００００が好ましく、３２００〜５００００がより好ましく、３３００〜３００００がさらに好ましく、３４００〜２００００がさらにより好ましい。なお、重量平均分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定した値であり、測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００３６】
スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等のベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する単量体、イソプレンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、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等が挙げられる。なかでも適度な強度でスルホン酸基を含有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等のベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する単量体が好ましく、スチレンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸がさらに好ましく、ナフタレンスルホン酸がさらにより好ましい。これらのスルホン酸基を有する単量体は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
【００３７】
スルホン酸基を有する重合体は、スルホン酸基を有する単量体成分の単独重合体でも、更に他の単量体からなる単量体成分との共重合体でもよい。スルホン酸基を有する重合体の合成に使用できる他の単量体としては、アルミノシリケートガラス基板への吸着性向上の観点から、疎水性単量体が好ましい。本発明において、疎水性単量体とは、２０℃の水１００ｇに対する溶解度が２ｇ以下の単量体をいう。疎水性単量体の２０℃の水１００ｇに対する溶解度は、アルミノシリケートガラス基板への吸着性向上の観点から、０〜１ｇが好ましく、０〜０．１ｇがより好ましい。
【００３８】
疎水性単量体の具体例としては、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。なかでも適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、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、スチレン系モノマーが好ましく、スチレン系モノマーがさらに好ましい。これらの疎水性単量体は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。
【００３９】
アルキルアクリレート系モノマー及びアルキルメタクリレート系モノマーとしては、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、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、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。
【００４０】
スチレン系モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、α，２−ジメチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、２−エチルスチレン、４−エチルスチレン、４−イソプロピルスチレン、２−メトキシスチレン、３−メトキシスチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−フェノキシスチレン、４−フェニルスチレン、２−ヒドロキシスチレン、４−ヒドロキシスチレンなどが挙げられ、これらのなかでも、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、スチレンが好ましい。
【００４１】
共重合体を構成する構成単位に対応する単量体中のスルホン酸基を有する単量体の割合は、アルミノシリケートガラス基板に適度な吸着強度の被膜を形成させるという観点から、１０モル％以上が好ましく、２０モル％以上が更に好ましい。
【００４２】
スルホン酸基を有する重合体は、配合時の作業性向上の観点から、水に溶けやすい形態であることが好ましく、例えば、塩であるとよい。塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム、アルキルアンモニウム等のアンモニウム塩が挙げられるが、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がさらに好ましい。
【００４３】
スルホン酸基を有する重合体の具体例としては、例えば、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸、ポリイソプレンスルホン酸、ポリ（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、ポリメタリルスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリイソアミレンスルホン酸及びそれらの塩等が挙げられるが、適度な強度でスルホン酸基を有する重合体がアルミノシリケートガラス基板に吸着し得るという理由から、ベンゼン環、ナフタレン環等の芳香族環を有する重合体が好ましく、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、ポリスチレンスルホン酸、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がより好ましく、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物、ポリナフタレンスルホン酸、ポリブチルナフタレンスルホン酸、ポリヒドロキシナフタレンスルホン酸、ポリメチルナフタレンスルホン酸、ポリエチルナフタレンスルホン酸及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がさらに好ましく、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ブチルナフタレンスルホン酸−ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物及びそれらの塩からなる群から選択される１種以上の重合体がさらにより好ましく、β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物及びその塩がさらによリ好ましい。
【００４４】
スルホン酸基を有する重合体は、例えば、ジエン構造あるいは芳香族構造を含むベースポリマーを、公知の方法、例えば、（社）日本化学会編集、新実験化学講座１４（有機化合物の合成と反応III、１７７３頁、１９７８年）などに記載された方法でスルホン化して得られる。
【００４５】
本発明に用いられるスルホン酸基を含有する重合体の後述するシリカ粒子表面に対する吸着率は、うねりを効果的に低減する観点から、０〜２０％が好ましく、０〜１０％がより好ましく、０〜５％がさらにより好ましく、０〜１％がさらにより好ましく、０〜０．５％がさらにより好ましく、０％がさらにより好ましい。即ち、スルホン酸基を含有する重合体は、シリカ粒子には実質的に作用せず、専ら、研磨対象表面に吸着して被膜を形成することが好ましい。なお、吸着率は、添加したスルホン酸基を含有する重合体の量に対する、シリカ粒子に吸着したスルホン酸基を含有する重合体の量の割合を示す。測定条件の詳細は実施例に示す通りである。
【００４６】
研磨液組成物中におけるスルホン酸基を含有する重合体の含有量は、うねりの効果的な低減の観点から、０．０００１重量％以上が好ましく、０．０００５重量％以上がより好ましく、０．００１重量％以上がさらに好ましく、０．００５重量％以上がさらに好ましい。また、スルホン酸基を含有する重合体の含有量は、基板の生産性向上の観点から、５重量％以下が好ましく、４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重量％以下がさらにより好ましく、０．２重量％以下がさらにより好ましく、０．０５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スルホン酸基を含有する重合体の含有量は、０．０００１〜５重量％が好ましく、０．０００５〜４重量％がより好ましく、０．００１〜３重量％がさらに好ましく、０．００５〜１重量％がさらにより好ましく、０．００５〜０．２重量％がさらにより好ましく、０．００５〜０．０５重量％がさらにより好ましい。
【００４７】
［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、純水及び超純水等が使用され得る。本発明の研磨液組成物中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いがさらに容易になるため、５５重量％以上が好ましく、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは８５重量％以上である。また、前記水の含有量は、研磨速度向上の観点から、９９重量％以下が好ましく、より好ましくは９８重量％以下、さらに好ましくは９７重量％以下である。したがって、研磨液組成物中の水の含有量は、５５〜９９重量％が好ましく、より好ましくは７０〜９８重量％、さらに好ましくは８０〜９７重量％、より一層好ましくは８５〜９７重量％である。
【００４８】
［研磨液組成物のｐＨ］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、アルミノシリケートガラス基板の洗浄が容易で、加工機械の腐食が防止でき、作業者がより安全に作業できることから、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以上である。また、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、５以下が好ましく、より好ましくは４．５以下、さらに好ましくは４．０以下、さらにより好ましくは３．５以下である。したがって、研磨液組成物のｐＨは、０．８〜５が好ましく、より好ましくは１．０〜４．５、さらに好ましくは１．２〜４．０、さらにより好ましくは１．２〜３．５である。
【００４９】
［酸］
本発明の研磨液組成物のｐＨは、例えば酸の含有量によって調整することができる。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。かかる酸としては無機酸や有機酸が挙げられる。無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、アミド硫酸等が挙げられる。有機酸としては、カルボン酸、有機リン酸、アミノ酸等が挙げられ、例えば、カルボン酸は、酢酸、グリコール酸、アスコルビン酸、グルコン酸等の一価カルボン酸、蓚酸、酒石酸、マレイン酸、リンゴ酸等の二価カルボン酸、クエン酸等の三価カルボン酸が挙げられ、有機リン酸としては、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）等が挙げられる。また、アミノ酸としては、グリシン、アラニン等が挙げられる。これらの中でも、うねり低減の観点から、無機酸、カルボン酸及び有機リン酸が好ましく、例えば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、グリコール酸、蓚酸、クエン酸、ＨＥＤＰ、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）が適している。これらのｐＨを調整するための酸は、１種単独で使用しても、あるいは２種以上を混合して用いてもよいが、研磨速度向上の観点からは、無機酸と有機リン酸を混合して用いることが好ましく、研磨液ｐＨの安定性向上の観点、及び循環研磨において高い研磨速度を維持できるという観点から、カルボン酸と有機リン酸を混合して用いることや二価又は三価カルボン酸を用いることが好ましく、三価カルボン酸を用いることがより好ましく、クエン酸を用いることがさらに好ましい。
【００５０】
本発明の研磨液組成物中の酸の含有量は、研磨速度向上の観点から、０．０５重量％以上が好ましく、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．２重量％以上である。また、前記酸の含有量は、研磨装置の腐食を抑制する観点から、１０重量％以下が好ましく、より好ましくは７．５重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下である。したがって、前記酸の含有量は、０．０５〜１０重量％が好ましく、より好ましくは０．１〜７．５重量％、さらに好ましくは０．２〜５重量％である。
【００５１】
［その他の成分］
本発明の研磨液組成物は、さらに、殺菌剤、抗菌剤、増粘剤、分散剤、防錆剤等を含んでもよい。これらの成分の研磨液組成物中の含有量は、研磨特性の観点から、５重量％以下が好ましく、より好ましくは３重量％以下、さらに好ましくは１重量％以下である。
【００５２】
［研磨液組成物の調製方法］
本発明の研磨液組成物は、各成分を公知の方法で混合することにより、調製することができる。研磨液組成物は、経済性の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。前記研磨液組成物は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。濃縮液を希釈する場合、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（研磨材の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定できる。
【００５３】
研磨液組成物のｐＨは、前記成分の混合後、所定のｐＨに調整してもよいし、前記成分の混合により研磨液組成物のｐＨが所望の値となるように、前記成分の混合前に前記成分のｐＨをそれぞれ調整していてもよい。前記ｐＨの調整は、前記酸等及び／又はｐＨ調整剤により行うことができる。
【００５４】
［アルミノシリケートガラス基板の製造方法］
本発明のアルミノシリケートガラス基板の製造方法（以下、「本発明のガラス基板の製造方法」ともいう。）は、本発明の研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む。本発明のガラス基板の製造方法の一態様としては、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造方法が挙げられる。
【００５５】
アルミノシリケートガラス基板は、例えば、溶融ガラスの型枠プレス又はシートガラスから切り出す方法によってアルミノシリケートガラス基材を得る工程から、粗研削工程、精研削工程、形状加工工程、端面鏡面加工工程、研磨工程、化学強化工程等を経て製造される。研磨工程前に化学強化工程を行う場合もある。また各工程の間には洗浄工程が含まれることがある。そして、アルミノシリケートガラス基板は、磁気ディスクの製造方法において、記録部形成工程を経ることで磁気ディスクとなる。前記記録部形成工程は、例えば、アルミノシリケートガラス基板上に、シード層、下地層、中間層、磁性層、保護層、及び潤滑層を成膜する工程を含む。
【００５６】
前記粗研削工程では＃４００程度のアルミナ砥粒が、形状加工工程では円筒状の砥石が、端面鏡面加工工程ではブラシが、精研削工程では＃１０００程度のアルミナ砥粒が用いられる。
【００５７】
前記研磨工程は、例えば、第一研磨工程と第二研磨工程に分かれ、第一研磨工程と第二研磨工程とをこの順で含むが、例えば表面品質の向上を目的として更に最終（仕上げ）研磨工程を含む場合が多い。第一研磨工程では砥粒として酸化セリウム粒子が、最終（仕上げ）研磨工程では砥粒としてシリカ粒子が好適に用いられる。本発明の研磨液組成物は、第二研磨工程及び／又は最終（仕上げ）研磨工程で使用されることが好ましい。
【００５８】
第二研磨工程、最終（仕上げ）研磨工程の各工程後には、アルミノシリケートガラス基板表面に残留した砥粒や研磨屑を溶解除去するために、アルカリ性洗浄剤、中性洗浄剤、又は酸性洗浄剤を含む洗浄槽で超音波洗浄を行う。本発明のガラス基板の製造方法には、その後、アルミノシリケートガラス基板を、純水、ＩＰＡ等で洗浄する洗浄工程、ＩＰＡ（蒸気乾燥）もしくはスピンドライなどにより乾燥する乾燥工程が含まれることがある。上記洗浄工程中にスクラブ処理が行われてもよい。
【００５９】
ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板には、磁気ヘッドの読み書きエラーが発生しない平滑面が要求される。即ち、基板表面の平坦性（粗さ、うねり等）が高く、欠陥（砥粒等による凸部、スクラッチやピット等の凹部）が少ないことが求められる。ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造過程の中で、研磨工程が基板表面の平坦性の向上と欠陥除去の役割を担う。故に、研磨工程において、第二研磨工程、又は最終（仕上げ）研磨工程が特に重要である。
【００６０】
研磨工程は、被研磨基板の研磨対象面に本発明の研磨液組成物を供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、所定の圧力（荷重）をかけながら、研磨パッドや被研磨基板を動かすこと等によって行うことができる。研磨工程における具体的な研磨方法については、後述するアルミノシリケートガラス基板の研磨方法を参照できる。なお、前記研磨は、従来公知の研磨装置により行うことができる。
【００６１】
［アルミノシリケートガラス基板の研磨方法］
本発明の研磨液組成物を用いて被研磨基板である被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する方法（以下、「本発明の研磨方法」ともいう。）で用いる研磨装置としては、特に制限はなく、被研磨基板を保持する冶具（キャリア：アラミド製等）と研磨布（研磨パッド）とを備える研磨装置を用いることができる。中でも、両面研磨装置が好適に用いられる。
【００６２】
研磨パッドの材質としては、有機高分子等が挙げられ、前記有機高分子としては、ポリウレタン等が挙げられる。前記研磨パッドの形状は、不織布状が好ましい。例えば、第一研磨工程ではスエード調のウレタン製硬質パッド、第二研磨工程及び最終研磨工程ではスエード調のウレタン製軟質パッドが好適に用いられる。
【００６３】
該研磨装置を用いる研磨方法の具体例としては、被研磨基板をキャリアで保持し研磨パッドを貼り付けた１対の研磨定盤で挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨パッドと被研磨基板との間に供給し、所定の圧力の下で研磨定盤及び／又は被研磨基板を動かすことにより、本発明の研磨液組成物を被研磨基板に接触させながら被研磨基板を研磨する研磨方法が挙げられる。
【００６４】
本発明の研磨方法は、前記研磨液組成物を研磨パッドと被研磨基板の間に存在させ、所定の研磨荷重で研磨する工程を含むと好ましい。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対象面に加えられる圧力を意味する。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、定盤や被研磨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。研磨荷重は、研磨速度を向上させ、効率よくうねりを低減して平滑性の高い表面を得る観点から、３ｋＰａ以上、４ｋＰａ以上が好ましく、５ｋＰａ以上がより好ましく、６ｋＰａ以上がさらに好ましい。うねりを低減して平滑性の高い表面を得る観点から、４０ｋＰａ以下、３０ｋＰａ以下が好ましく、２０ｋＰａ以下がより好ましく、１５ｋＰａ以下がさらに好ましい。従って、研磨速度及び表面平滑性の向上の観点から、３〜４０ｋＰａ、好ましくは４〜３０ｋＰａ、より好ましくは５〜２０ｋＰａ、さらに好ましくは６〜１５ｋＰａである。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の調整によって行うことができる。
【００６５】
本発明の研磨方法は、前記研磨工程における第二研磨工程以降に用いられることが好ましく、最終（仕上げ）研磨工程に用いられるのがより好ましい。
【００６６】
研磨液組成物の供給方法は、予め研磨液組成物の構成成分が十分に混合された状態で研磨パッドとガラス基板の間にポンプ等で供給する方法、供給ライン内等で構成成分を混合して供給する方法、シリカ粒子のスラリーとスルホン酸基を有する重合体を溶解した水溶液とを別々に研磨装置に供給する方法等を用いることができる。
【００６７】
研磨液組成物の供給速度は、コスト低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2あたり１．０ｍＬ／分以下が好ましく、より好ましくは０．６ｍＬ／分以下、さらに好ましくは０．４ｍＬ／分以下である。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、ガラス基板１ｃｍ2あたり０．０１ｍＬ／分以上が好ましく、より好ましくは０．０２５ｍＬ／分以上、さらに好ましくは０．０５ｍＬ／分以上である。したがって、前記供給速度は、ガラス基板１ｃｍ2あたり０．０１〜１．０ｍＬ／分が好ましく、より好ましくは０．０２５〜０．６ｍＬ／分、さらに好ましくは０．０５〜０．４ｍＬ／分である。
【００６８】
本発明の研磨液組成物は、使用した研磨液組成物を再利用する循環研磨においても使用できる。本発明の研磨液組成物は、循環耐久性に優れるため、研磨液組成物を循環再利用する機構を有する研磨装置とともに使用されることが好ましく、研磨液組成物を循環再利用する機構を有する研磨装置とともに第二研磨工程及び／又は最終（仕上げ）研磨工程で使用されることがさらに好ましい。循環研磨の際、研磨によって消費される酸や添加剤等の化合物を適宜追加してもよい。
【００６９】
被研磨基板を循環研磨する場合には、研磨速度をさらに向上できることから、研磨液組成物の供給速度は、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．１ｍＬ／分以上が好ましく、より好ましくは０．２ｍＬ／分以上、さらに好ましくは０．５ｍＬ／分以上である。また、前記供給速度の上限は特に限定されないが、コスト低減の観点から、被研磨基板１ｃｍ2あたり３．０ｍＬ／分以下が好ましく、より好ましくは２．５ｍＬ／分以下、さらに好ましくは２．０ｍＬ／分以下である。したがって、被研磨基板１ｃｍ2あたり０．１〜３．０ｍＬ／分が好ましく、より好ましくは０．２〜２．５ｍＬ／分、さらに好ましくは０．５〜２．０ｍＬ／分である。
【００７０】
上記［アルミノシリケートガラス基板の研磨方法］によれば、ガラス基板のうねりを低減して平滑性の高い表面を得ることができるので、上記研磨方法をアルミノシリケートガラス基板の表面うねりを低減する方法として、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造方法に用いれば、アルミノシリケートガラス基板の研磨工程において、効果的にうねりを低減できる。
【実施例】
【００７１】
［実施例１〜４及び比較例１〜１２］
１．被研磨基板の調整
被研磨基板の詳細を、表２に示す。中波長（１６０〜５００μｍ）のＷａ（算術平均うねり）はＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０３２（Ｚｙｇｏ社製）により測定した値である。
（１）アルミノシリケートガラス基板
セリア砥粒を含有する研磨液組成物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被研磨基板として用意した。基板中に含まれるＡｌの含有量は、８．６重量％であり、Ｓｉの含有量は２７．１重量％、Ｎａの含有量は６．０重量％であった。これらの値は、ＥＳＣＡ法を用い以下の測定条件で測定した。
【００７２】
〔ＥＳＣＡ測定条件〕
・試料作製
アルミノシリケートガラス基板を１ｃｍ×１ｃｍに切断し、得られたアルミノシリケートガラス基板片をカーボン製両面テープ上に乗せ固定した。アルミノシリケートガラス基板片表面のゴミ等を除くためにＡｒスパッタを加速電圧２ｋＶで６分間かけ、ＥＳＣＡ測定を実施した。
・測定
機器：アルバックファイ製 ＰＨＩ Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ
Ｘ線源：単色化ＡｌＫα線、１４８６．６ｅＶ、２５Ｗ、１５ｋＶ
ビーム径：１００μｍ
Ｘ線入射角：４５°
測定範囲：５００×５００μｍ2
Ｐａｓｓ ｅｎｅｒｇｙ：２８０．０（ｓｕｒｖｅｙ）、１４０．０ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ）
Ｓｔｅｐ ｓｉｚｅ：１．００（ｓｕｒｖｅｙ）、０．２５０ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ）
測定元素： Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓ，Ｋ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ
帯電補正：ＮｅｕｔｒａｌｉｚｅｒおよびＡｒ+照射
【００７３】
（２）Ｎｉ―Ｐめっきアルミニウム合金基板
アルミナ研磨材を含有する研磨液組成物であらかじめ粗研磨した、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を被研磨基板として用意した。
【００７４】
（３）シリケートガラス基板
Ａｌ2Ｏ3などが添加されていない純粋なＳｉＯ2で構成されるシリケートガラス基板を被研磨基板として用意した。
【００７５】
２．研磨液組成物の調製
実施例１、２、４および比較例１〜１２については、イオン交換水に対して、硫酸とＨＥＤＰとを添加した後、下記（１）〜（１１）の重合体をそれぞれ添加し、さらにシリカ粒子としてコロイダルシリカ粒子（平均粒子径：２５ｎｍ、ＳＦ１：１２３（平均値）、ＳＦ２：１０９（平均値））を添加し、ｐＨを１．５に調整して研磨液組成物を得た。各成分の添加量は、研磨液組成物総重量に対して、硫酸が０．３５重量％、ＨＥＤＰが０．１３重量％、（１）〜（１１）の重合体が０．０１重量％、コロイダルシリカ粒子が９重量％となるようにした。実施例３については、硫酸とＨＥＤＰに代えてクエン酸を添加し、ｐＨを２．５に調整した以外は実施例２と同様にして研磨液組成物を得た。各成分の添加量は、研磨液組成物総重量に対して、クエン酸が１．５重量％、下記（２）の重合体が０．０１重量％、コロイダルシリカ粒子が９重量％となるようにした。
【００７６】
使用した（１）〜（１１）の重合体の詳細については下記のとおりである。
（１）β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩（花王社製）
（２）ブチルナフタレンスルホン酸―ナフタレンスルホン酸ホルマリン共縮合物ナトリウム塩（共縮合モル比２０／８０、花王社製）
（３）スチレン―スチレンスルホン酸共重合体（共縮合モル比１８／８２、花王社製）
（４）アクリル酸―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（共重合モル比８９／１１ 東亞合成社製）
（５）β‐ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩（花王社製）
（６）ポリビニルスルホン酸ナトリウム塩（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）
（７）ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩（ＰＳ−１：東ソー社製）
（８）スルホン酸系共重合体（Ａ−６０２１：東亞合成社製）
（９）カルボン酸系共重合体アンモニウム塩（ポイズ２１００：花王社製）
（１０）ポリアクリル酸（Ａ−１０ＳＬ:東亞合成社製）
（１１）スルホン酸系共重合体（Ａ−６０２０：東亞合成社製）
【００７７】
３．測定方法
重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数、重合体のシリカ粒子（コロイダルシリカ粒子）への吸着率、重合体の重量平均分子量、研磨液組成物のｐＨ、シリカ粒子の平均粒子径、シリカ粒子のＳＦ１及びＳＦ２、及びうねりの測定は、以下のように行った。
【００７８】
＜重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数の測定方法＞
前記（１）〜（１１）の重合体を、その濃度が０〜５０００ｐｐｍになるようにイオン交換水に添加して得た水溶液２０ｇ（２５℃）に塩酸を加えてそのｐＨを１．５に調整した。この水溶液にアルミノシリケートガラス基板を粉砕して得た粒径約５μｍのアルミノシリケートガラス粒子０．５ｇ添加し、攪拌した後、遠心分離機（コクサン社製 Ｈ−２８Ｆ）を用いて３５００ｒｐｍで１５分間遠心分離した。次いで、アルミノシリケートガラス粒子を沈降させ、上澄み中に存在する全炭素数濃度を島津製作所製ＴＯＣ−５００で測定した。測定された炭素濃度と、既知濃度の前記重合体で作成した検量線とを用いて、上澄み中の前記重合体濃度ｃを算出し、仕込み濃度からこれを差し引いて、前記重合体の吸着量Ａを算出した。重合体の添加量とアルミノシリケートガラス粒子への吸着量Ａとをグラフにプロットし、下記式（１）を用いて２５℃における吸着定数Ｋを算出した。
【００７９】
【数２】
なお、上記式（１）より、ｘ軸をｃ、ｙ軸をｃ／Ａとして、各測定結果をプロットし、傾き１／Ａmから飽和吸着量Ａｍを、ｙ切片１／ＫＡmより吸着定数Ｋを算出した。
【００８０】
＜重合体のシリカ粒子への吸着率の測定方法＞
アルミノシリケートガラス粒子に代えてコロイダルシリカ粒子を使用し、前記（１）〜（１１）の重合体の濃度を１００ｐｐｍとした以外は、上記吸着定数の測定方法と同様の方法に従い、シリカ粒子に未吸着の前記重合体の濃度を算出した。仕込み濃度１００ｐｐｍから未吸着の前記重合体の濃度を差し引いて、シリカ粒子に吸着した前記重合体の濃度を算出し、これを仕込み濃度で除し、１００倍した値を、シリカ粒子に対する前記重合体の吸着率とした。
【００８１】
＜重量平均分子量の測定方法＞
前記（１）〜（１１）の重合体をクロロホルムに溶解し、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）を用いて、以下の条件で重量平均分子量を測定した。
＜ＧＰＣ条件＞
カラム：Ｇ４０００ＳＷＸＬ＋Ｇ２０００ＳＷＸＬ
溶離液：３０ｍＭ ＣＨ３ＣＯＯＮａ／ＣＨ３ＣＮ＝６／４（ｐＨ＝６．９）
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出：ＲＩ
標準物質：ポリスチレン（Ｍｗ ８４２万，９．６４万，Ａ−５００（東ソー社製）、Ｍｗ ３万，４０００（西尾工業社製）、Ｍｗ ９０万（ケムコ社製））
【００８２】
＜ｐＨの測定条件＞
ｐＨメーター（東亜電波工業（株）製、ガラス式水素イオン濃度指数計「ＨＭ−３０Ｇ」を用いて、研磨液組成物（２５℃）のｐＨを測定した。
【００８３】
＜シリカ粒子の平均粒子径の測定方法＞
コロイダルシリカ粒子を含む試料を、透過型電子顕微鏡「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（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）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、個々のシリカ粒子の円相当径を計測し、粒子径を求めた。このようにして、１０００個のシリカ粒子の粒子径を求めた後、これらの平均値を算出し、この平均値を平均粒子径とした。
【００８４】
＜シリカ粒子のＳＦ１及びＳＦ２の測定方法＞
コロイダルシリカ粒子を含む試料を、上記平均粒子径の測定方法と同様の方法によりＴＥＭ像を写真撮影し、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、上記と同様の解析ソフトを用いて、粒子一個の最大径と投影面積を計測し、ＳＦ１を算出した。このようにして、１００個のシリカ粒子のＳＦ１を求めた後、これらの平均値を算出した。ＳＦ２の場合は、上記と同様の解析ソフトを用いて、粒子一個の周長と投影面積を計測し、ＳＦ２を算出した。このようにして、１００個のシリカ粒子のＳＦ２を求めた後、これらの平均値を算出した。
【００８５】
＜うねりの評価方法＞
被研磨基板がアルミノシリケートガラス基板およびＮｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板である場合は、後述の研磨方法により研磨された１０枚の基板から任意に４枚を選択し、その４枚について下記条件でうねりを測定した。その４枚についてのうねりの測定値の平均値を基板の中波長うねりとして算出した。その結果を、下記表１に、比較例１、９の研磨液組成物を用いた場合を１００とした相対値として示す。被研磨基板がシリケートガラス基板である場合は、後述の研磨方法により研磨された１枚の基板について、下記条件でうねりを測定した。その結果を、下記表１に、比較例１１の研磨液組成物を用いた場合を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：１６０〜５００μｍ（中波長うねり）
測定位置：アルミノシリケートガラス基板およびＮｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板については、基板中心より半径２５ｍｍの部分を測定し、シリケートガラス基板については基板中心より半径１０ｍｍの部分を測定した。
解析ソフト：Ｚｙｇｏ Ｍｅｔｒｏ Ｐｒｏ（Ｚｙｇｏ社製）
【００８６】
４．研磨方法
実施例１〜４、比較例１〜１２の研磨液組成物を用いた研磨は、下記の標準研磨試験の条件で行った。
［研磨条件］
（１）アルミノシリケートガラス基板の研磨条件
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
キャリア：アラミド製、厚さ０．４５ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：アルミノシリケートガラス基板（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６
３５ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値３．０Å）
投入基板枚数：１０枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
【００８７】
（２）Ｎｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板の研磨条件
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０．１４ｍＬ／分）
下定盤回転数：３２．５ｒｐｍ
研磨荷重：８．４ｋＰａ
キャリア：アラミド製、厚さ１．０ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：Ｎｉ−Ｐめっきアルミニウム合金基板（外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値２．８Å）
投入基板枚数：１０枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
添加剤：添加剤として研磨液に過酸化水素水を０．４％添加した。
【００８８】
（３）シリケートガラス基板の研磨条件
研磨試験機：エンギス社製「片面研磨機ＭＡ−３００」
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：１０ｍＬ／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：５４ｒｐｍ（基板に対するパッドの相対速度はアルミノシリケートガラス基板の研磨条件と同等の値である。）
研磨荷重：８．４ｋＰａ
キャリア：アラミド製、厚さ０．８ｍｍ
研磨量：片面あたり２．５μｍの研磨量をターゲットとして研磨
被研磨基板：シリケートガラス基板（外径５０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍ、研磨前の中波長うねりの値４．１Å）
投入基板枚数：１枚
リンス条件：荷重＝２．０ｋＰａ、時間＝２ｍｉｎ、イオン交換水供給量＝約２Ｌ／ｍｉｎ
ドレス条件：１回研磨毎にイオン交換水を供給しながらブラシドレス２ｍｉｎ
【００８９】
表１に示すように、アルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０L／ｇのスルホン酸基を含む重合体を含む研磨液組成物を用いて研磨を行ったところ、研磨された基板表面のうねりが効果的に低減された。また、３種の被研磨基板に対して、前記吸着定数が１．５〜５．０L／ｇのスルホン酸基を含む重合体を含む研磨液組成物を用いて研磨を行ったところ、アルミノシリケートガラス基板に対してだけうねりが効果的に低減された。
【００９０】
【表１】
【００９１】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明の研磨液組成物を用いれば、アルミノシリケートガラス基板の研磨工程において、効果的にうねりを低減できる。したがって、本発明の研磨液組成物は、アルミノシリケートガラス基板の製造において有用であり、中でも、ハードディスク用アルミノシリケートガラス基板の製造に有用である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである、アルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項２】
前記スルホン酸基を含有する重合体が、芳香族環を有する重合体である、請求項１に記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項３】
前記スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量が３０００〜１０００００である、請求項１又は２に記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項４】
前記アルミノシリケートガラス基板中のＡｌの含有量が３〜２５重量％である、請求項１〜３のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む、アルミノシリケートガラス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む、アルミノシリケートガラス基板の研磨方法。
【請求項１】
シリカ粒子と、スルホン酸基を含有する重合体と、水とを含有し、前記スルホン酸基を含有する重合体のアルミノシリケートガラスに対する吸着定数が１．５〜５．０Ｌ／ｇである、アルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項２】
前記スルホン酸基を含有する重合体が、芳香族環を有する重合体である、請求項１に記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項３】
前記スルホン酸基を含有する重合体の重量平均分子量が３０００〜１０００００である、請求項１又は２に記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項４】
前記アルミノシリケートガラス基板中のＡｌの含有量が３〜２５重量％である、請求項１〜３のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む、アルミノシリケートガラス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミノシリケートガラス基板用研磨液組成物を用いて被研磨アルミノシリケートガラス基板を研磨する工程を含む、アルミノシリケートガラス基板の研磨方法。
【公開番号】特開２０１１−２４０４７８（Ｐ２０１１−２４０４７８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３２４８（Ｐ２０１１−９３２４８）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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