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課題

高い研磨速度を維持しながら且つ表面欠陥のない高品質の研磨面を生ぜしめる研磨用組成物を提供すること。

解決手段

水、研磨砥粒研磨促進剤、及び研磨砥粒に対して1次粒子どうしの直径比で1/2〜1/1000の微細結晶粉末である研磨補助砥粒を含有することを特徴とする研磨用組成物。

概要

背景

近年急激な高磁気記憶密度化と小口径化に伴い、ハードディスクドライブでの磁気ヘッド磁気ディスク間隙、いわゆるフライングハイトをより狭くすることにより記憶密度をより高くすることができるため、それに対応できるより高品質仕上げ面を持つディスクに対する絶え間ない要求があり、これに応えるべく種々の開発が行われてきた。

この高密度化は最近とみに進み、現在の40GBから60GB,80GBへと進んでゆく中で、研磨剤への要求も更にエスカレートしており、その要求項目研磨レートに始まって、低面粗度化、ノン表面欠陥微小ピット微小突起微小スクラッチ)、広域的並びに局所ウネリの低減、端面縁ダレ防止、ディスク面への研磨砥粒粒子の付着や面汚れ防止高洗浄性多岐にわたっている。

上記研磨用組成物としては、従来より、研磨速度を向上させ、しかも高品質の表面を得るための研磨用組成物が、種々提案されている。

例えば、研磨時の最重要特性のひとつである研磨速度を高く維持しつつ、しかもスクラッチピット突起等の欠陥研磨傷を生じ難い高品質な研磨面を得るための組成物として、特許文献1の硝酸アルミニウム、を始めとした各種の無機酸やそれらの塩が研磨促進剤として提案され、また面精度向上要求に沿って研磨面の粗さをより小さく仕上げるのに有効なものとして、特許文献2のグルコン酸乳酸、その後の公報で多種類の有機酸系エッチャントが提案されてきた。更に上述の高能率で且つ表面欠陥のない高品質の研磨面を得るのに有効な研磨用組成物として、特許文献3のベーマイトアルミナゾルコロイダルアルミナを添加してなる研磨用組成物や特許文献4のキレート化合物も研磨促進剤として提案されてきた。又ベーマイトゾルやコロイダルアルミナは同時に表面改質剤としての効果もあるが、別な意味での表面改質を目的とする縁ダレ防止剤として特許文献5にはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のヒドロキシ高分子重合体が提案されている。

一方研磨砥粒としては、各種の結晶形態を有するアルミナチタニアセリアジルコニアシリカ等が提案されているなかで、αアルミナが主に使用されてきているが、特許文献6ではαアルミナと中間アルミナと縁ダレ防止剤を組み合わせて提案している。

しかしながら、急速に発展するコンピューターハードの分野にあっては、より記録密度を高くする、より高品質な仕上げ面を持つ基板を供給する事に対する絶え間ない強い要求があり、今後の厳しい品質要求項目レート、面質、縁ダレ等)をすべて満足できるであろうものが得られているわけではない。

特開昭62−25187号公報
特開平2−84485号公報
特開平1−188264号公報
特開平11−92749号公報
特開2002−167575号公報
特開2002−30273号公報
特開2002−20732号公報
特開2001−131535号公報
WO01/23485号パンフレット

概要

高い研磨速度を維持しながら且つ表面欠陥のない高品質の研磨面を生ぜしめる研磨用組成物を提供すること。 水、研磨砥粒、研磨促進剤、及び研磨砥粒に対して1次粒子どうしの直径比で1/2〜1/1000の微細結晶粉末である研磨補助砥粒を含有することを特徴とする研磨用組成物。 なし

目的

又ベーマイトゾルやコロイダルアルミナは同時に表面改質剤としての効果もあるが、別な意味での表面改質を目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

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請求項1

水、研磨砥粒研磨促進剤、及び研磨砥粒に対して1次粒子どうしの直径比で1/2〜1/1000の微細結晶粉末である研磨補助砥粒を含有することを特徴とする研磨用組成物

請求項2

研磨補助砥粒の1次結晶径が、0.005μm〜0.07μmの範囲である請求項1に記載の研磨用組成物。

請求項3

研磨補助砥粒の2次粒子の平均径が0.05μm〜8μmの範囲である請求項1又は2に記載の研磨用組成物。

請求項4

研磨補助砥粒の比表面積が20〜250m2/gである請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項5

研磨補助砥粒の含有量が0.1〜20質量%の範囲である請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項6

研磨補助砥粒が、アンモニウム明礬法、アンモニウムドーソナイト法、金属アルミニウム出発原料とするアルミニウムアルコキシド法、及び火花放電法で生成するアルミナヒュームドアルミナ及び/又はベーマイド擬ベーマイトバイヤライトから生成する微細結晶アルミナである請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項7

研磨砥粒の1次結晶径の平均径が0.1〜5μmの範囲である請求項1〜6のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項8

研磨砥粒の2次粒子の平均径が0.3〜5μmの範囲である請求項1〜7のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項9

研磨砥粒が、アルミナ、シリカチタニアジルコニアセリアカルシアマグネシア酸化マンガン酸化鉄から選ばれた少なくとも1種を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項10

研磨砥粒が、αアルミナを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項11

研磨砥粒が、1次結晶が0.5μm以下、比表面積(BET値)が6〜15m2/gのギブサイト系αアルミナを含む請求項1〜10のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項12

研磨砥粒と研磨補助砥粒が同一材質砥粒である請求項1〜11のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項13

研磨砥粒の含有量が1〜35質量%の範囲である請求項1〜12のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項14

研磨促進剤が、有機酸無機酸塩、有機酸と有機酸塩との組合せ、有機酸と無機酸塩との組合せ、アルミニウム塩ゾル化生成物、及び、有機ホスホン酸キレート性化合物のうち少なくとも一種類を含有する請求項1〜13のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項15

有機酸、無機酸塩、有機酸と有機酸塩との組合せ、及び有機酸と無機酸塩との組合せのうち少なくとも一種以上の研磨促進剤の含有量が0.01〜10質量%の範囲である請求項14記載の研磨用組成物。

請求項16

アルミニウム塩のゾル化生成物又は有機ホスホン酸キレート性化合物の含有量が0.01〜5質量%の範囲である請求項14記載の研磨用組成物。

請求項17

pHが2〜6の範囲である請求項1〜16のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項18

さらに表面改質剤として、周期表第5族もしくは第6族の非金属を含有する無機酸、またはヒドロキシアルキルアルキルセルロースを含有する請求項1〜17のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

請求項19

請求項20

希釈して請求項1〜19のいずれか1項に記載の研磨用組成物となる組成物

請求項21

請求項20記載の組成物を輸送または保管用の組成物として用いる方法。

請求項22

請求項1〜20のいずれか1項に記載の組成物を用いて基板研磨する研磨方法

請求項23

研磨時の濃度より高い成分濃度で組成物を調製し、濃度を希釈して請求項1〜19のいずれか1項に記載の研磨用組成物とし、研磨に使用することを特徴とする研磨方法。

請求項24

請求項22または23に記載の方法を用いた基板の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、金属、プラスチックガラス等を精密研磨仕上げするのに用いられる研磨用組成物研磨方法に関し、詳細にはコンピューターハードディスクドライブに組込まれる磁気ディスクの研磨用組成物および研磨方法に関するものである。

背景技術

0002

近年急激な高磁気記憶密度化と小口径化に伴い、ハードディスクドライブでの磁気ヘッドと磁気ディスクの間隙、いわゆるフライングハイトをより狭くすることにより記憶密度をより高くすることができるため、それに対応できるより高品質な仕上げ面を持つディスクに対する絶え間ない要求があり、これに応えるべく種々の開発が行われてきた。

0003

この高密度化は最近とみに進み、現在の40GBから60GB,80GBへと進んでゆく中で、研磨剤への要求も更にエスカレートしており、その要求項目研磨レートに始まって、低面粗度化、ノン表面欠陥微小ピット微小突起微小スクラッチ)、広域的並びに局所ウネリの低減、端面縁ダレ防止、ディスク面への研磨砥粒粒子の付着や面汚れ防止高洗浄性多岐にわたっている。

0004

上記研磨用組成物としては、従来より、研磨速度を向上させ、しかも高品質の表面を得るための研磨用組成物が、種々提案されている。

0005

例えば、研磨時の最重要特性のひとつである研磨速度を高く維持しつつ、しかもスクラッチピット突起等の欠陥研磨傷を生じ難い高品質な研磨面を得るための組成物として、特許文献1の硝酸アルミニウム、を始めとした各種の無機酸やそれらの塩が研磨促進剤として提案され、また面精度向上要求に沿って研磨面の粗さをより小さく仕上げるのに有効なものとして、特許文献2のグルコン酸乳酸、その後の公報で多種類の有機酸系エッチャントが提案されてきた。更に上述の高能率で且つ表面欠陥のない高品質の研磨面を得るのに有効な研磨用組成物として、特許文献3のベーマイトアルミナゾルコロイダルアルミナを添加してなる研磨用組成物や特許文献4のキレート化合物も研磨促進剤として提案されてきた。又ベーマイトゾルやコロイダルアルミナは同時に表面改質剤としての効果もあるが、別な意味での表面改質を目的とする縁ダレ防止剤として特許文献5にはポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のヒドロキシ高分子重合体が提案されている。

0006

一方研磨砥粒としては、各種の結晶形態を有するアルミナチタニアセリアジルコニアシリカ等が提案されているなかで、αアルミナが主に使用されてきているが、特許文献6ではαアルミナと中間アルミナと縁ダレ防止剤を組み合わせて提案している。

0007

しかしながら、急速に発展するコンピューターのハードの分野にあっては、より記録密度を高くする、より高品質な仕上げ面を持つ基板を供給する事に対する絶え間ない強い要求があり、今後の厳しい品質要求項目レート、面質、縁ダレ等)をすべて満足できるであろうものが得られているわけではない。

0008

特開昭62−25187号公報
特開平2−84485号公報
特開平1−188264号公報
特開平11−92749号公報
特開2002−167575号公報
特開2002−30273号公報
特開2002−20732号公報
特開2001−131535号公報
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発明が解決しようとする課題

0009

前記のように記録密度を高くするためには、ディスクの平面度平坦度が良く、面粗さが小さく、ピット、突起、スクラッチ、ウネリ、更にはディスク外周端部に生じる縁ダレが無い事が必要であり、こうした高品質に仕上げることのできるより優れた研磨用組成物が求められている。

0010

本発明はこれらの要求に応えるため、高い研磨速度を達成するとともに、表面欠陥のない高品質の基板研磨面を生ぜしめる研磨用組成物を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0011

上記課題を解決し得た本発明の研磨用組成物は、水、研磨砥粒、微細結晶粉末、及び1種以上の研磨促進剤を含有するところに要旨を有するものである。本発明は下記にある。

0012

(1)水、研磨砥粒、研磨促進剤、及び研磨砥粒に対して1次粒子どうしの直径比で1/2〜1/1000の微細結晶粉末である研磨補助砥粒を含有することを特徴とする研磨用組成物。

0013

(2)研磨補助砥粒の1次結晶径が0.005μm〜0.07μmの範囲である上記(1)に記載の研磨用組成物。

0014

(3)研磨補助砥粒2次粒子の平均径が0.05μm〜8μmの範囲である上記(1)又は(2)に記載の研磨用組成物。
(4)研磨補助砥粒の比表面積が20〜250m2/gである上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0015

(5)研磨補助砥粒の含有量が0.1〜20質量%の範囲である上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0016

(6)研磨補助砥粒が、アンモニウム明礬法、アンモニウムドーソナイト法、金属アルミニウム出発原料とするアルミニウムアルコキシド法、及び火花放電法で生成するアルミナ、ヒュームドアルミナ及び/又はベーマイド擬ベーマイトバイヤライトから生成する微細結晶アルミナである上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0017

(7)研磨砥粒の1次結晶径の平均径が0.1〜5μmの範囲である上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0018

(8)研磨砥粒の2次粒子の平均径が0.3〜5μmの範囲である上記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0019

(9)研磨砥粒が、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、カルシアマグネシア酸化マンガン酸化鉄から選ばれた少なくとも1種を含む上記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0020

(10)研磨砥粒が、αアルミナを含む上記(1)〜(9)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0021

(11)研磨砥粒が、1次結晶が0.5μm以下、比表面積(BET値)が6〜15m2/gのギブサイト系αアルミナを含む上記(1)〜(10)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0022

(12)研磨砥粒と研磨補助砥粒が同一材質砥粒である上記(1)〜(11)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0023

(13)研磨砥粒の含有量が1〜35質量%の範囲である上記(1)〜(12)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0024

(14)研磨促進剤が、有機酸無機酸塩、有機酸と有機酸塩との組合せ、有機酸と無機酸塩との組合せ、アルミニウム塩ゾル化生成物、及び、有機ホスホン酸キレート性化合物のうち少なくとも一種類を含有する上記(1)〜(13)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0025

(15)有機酸、無機酸塩、有機酸と有機酸塩との組合せ、及び有機酸と無機酸塩との組合せのうち少なくとも一種の研磨促進剤の含有量が0.01〜10質量%の範囲である上記(14)記載の研磨用組成物。

0026

(16)アルミニウム塩のゾル化生成物又は有機ホスホン酸キレート性化合物の含有量が0.01〜5質量%の範囲である上記(14)記載の研磨用組成物。

0027

(17)pHが2〜6の範囲である上記(1)〜(16)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0028

(18)さらに表面改質剤として、周期表第5族もしくは第6族の非金属を含有する無機酸、またはドロキシアルキルアルキルセルロースを含有する上記(1)〜(17)のいずれか1項に記載の研磨用組成物。

0029

(19)表面改質剤が、スルファミン酸リン酸硝酸ヒドロキシプロピルセルロースヒドロキシプロピルメチルセルロースヒドロキシエチルメチルセルロース、及びエチルヒドロキシエチルセルロースのうち少なくとも一種類を含有する上記(18)記載の研磨用組成物。

0030

(20)希釈して上記(1)〜(19)のいずれか1項に記載の研磨用組成物となる組成物。

0031

(21)上記(20)記載の組成物を輸送または保管用の組成物として用いる方法。

0032

(22)上記(1)〜(21)のいずれか1項に記載の組成物を用いて基板を研磨する研磨方法。

0033

(23)研磨時の濃度より高い成分濃度で組成物を調製し、濃度を希釈して上記(1)〜(19)のいずれか1項に記載の研磨用組成物とし、研磨に使用することを特徴とする研磨方法。

0034

(24)上記(22)または(23)に記載の方法を用いた基板の製造方法。

発明の効果

0035

本発明の研磨用組成物は、上記の様に構成されているので、研磨速度が速く、しかも表面欠陥のない高品質な鏡面仕上げ面を得る事ができる点で非常に有用である。

発明を実施するための最良の形態

0036

本発明による研磨用組成物は、水、研磨砥粒、研磨促進剤、および該研磨砥粒に対して1次粒子どうしの直径比1/2〜1/1000、好ましくは2/5〜1/100、さらに好ましくは1/3〜1/30の微細結晶粉末である研磨補助砥粒を含有する。研磨補助砥粒は、スラリー状の研磨用組成物中で研磨砥粒の研磨機能を顕著に補助する。

0037

その研磨補助砥粒による研磨補助の機構は、研磨補助砥粒である微細結晶砥粒が研磨面と研磨砥粒との間に介在することにより、研磨砥粒の衝撃を受けて、もしくは研磨砥粒に押圧されて、その研磨砥粒の運動エネルギーの伝達されるなど、研磨砥粒の影響を受けるものと考えられる。その結果として、研磨補助砥粒が研磨面に対して直接メカニカルエネルギーを集中させて、鋭利に作用する機構が働くものと推定される。

0038

本発明による研磨用組成物の研磨補助砥粒は、その1次結晶径が0.005μm〜0.07μmの範囲が好ましい。

0039

本発明による研磨用組成物の研磨補助砥粒は、2次粒子の平均径が0.05μm〜8μmの範囲であることが好ましい。
研磨補助砥粒は研磨面の凹凸に対して十分に微細であるから、研磨面に対して直接メカニカルなエネルギーを集中させて、鋭利に研磨作用する。

0040

本発明による研磨用組成物の研磨補助砥粒は、研磨用組成物に対して含有量が0.1〜20質量%の範囲であることが好ましい。この範囲ならば、研磨補助砥粒は研磨面に対して必要、かつ十分に分布されるから、研磨面に対して直接メカニカルなエネルギーを集中させて、鋭利に研磨作用する。

0041

本発明の研磨組成物で使用する研磨砥粒としては、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、セリア、カルシア、マグネシア、酸化マンガン、酸化鉄等が使用されるが、特にアルミナの使用が推奨される。

0042

更に、ここで使用されるアルミナは、α,θ,γ等結晶形にとらわれないが、ベースの研磨砥粒としては研磨速度の高いαアルミナが好ましい。また気孔の少ない緻密な結晶構造から成り立ち且つα1次結晶径としては研磨能力を保有する限りは小さいほど好ましい。1次結晶径は、平均径で0.1〜5μmの範囲であり、強度と緻密さを兼ね備えた0.1〜0.5μmの範囲が特に好ましい。

0043

また1次結晶が集合することによって形成される2次粒子の平均径は0.3〜5.0μmの範囲であり、好ましくは0.5〜3μmの範囲である。その含有量は1〜35質量%の範囲であり、好ましくは5〜30質量%である。

0044

又研磨砥粒として用いるアルミナは平均粒子径の細かい微粒水酸化アルミニウム(ギブサイトやバイヤライト)やベーマイト、擬ベーマイト等の焼成後に気孔の少ない緻密な結晶構造に仕上がる水酸化アルミニウムを適当な焼成温度で焼成して作ることもできる。

0045

具体的にはベーマイト系水酸化アルミニウムの焼成品結晶水が少ない分ギブサイト系水酸化アルミニウムの焼成品より緻密な結晶構造を成し、研磨レートを上げる。一方経済的には1次結晶が0.5μm以下、比表面積(BET値)6m2/g以上15m2/g程度までのギブサイト系αアルミナが特に好ましい。

0046

尚1次結晶径は走査型電子顕微鏡(SEM写真数値解析平均径から、又2次粒子の平均径はレーザー回折散乱式粒度分布測定機(例えば島津SALD2000J)やレーザードップラー回折粒度分布測定機(例えば、マイクロトラックUPA)等で計測し、求めることが出来る。

0047

研磨補助砥粒としての微細結晶粉末は、上記研磨砥粒と同一材質のものでも、異種材質のものを使用してもよいが、同一材質のものを使用するのがより好ましく、特にアルミナが好ましい。

0048

更に、ここで使用される研磨補助砥粒は、アルミナの場合は、α,θ,χ等結晶形にとらわれないが、上記のベース研磨材協力して面粗度と面質を整える目的から1次結晶径レベルに容易に解離するものが良い。1次結晶径としては0.005μm〜0.07μmの範囲であり、0.01〜0.05μmの範囲が特に好ましい。結晶形としてはα,θ,κ,δ,γが好ましく、特にθ,δ,γがより好ましい。その比表面積(BET値)は20〜250m2/gが好ましく、特に60〜100m2/gがより好ましい。また2次粒子の平均径は0.05〜8μmの範囲であり、好ましくは0.5〜5μmの範囲である。更に、含有量は0.1〜20質量%の範囲であり、好ましくは0.5〜10質量%である。

0049

尚、1次結晶径DはBET比表面積計(例えば島津フローソーブII)で測定した比表面積Sと粒子密度ρから次式により算出される(D[μm]=6/(ρ[g/cm3]×S[m2/g]))。又2次粒子の平均径は上記のレーザー回折散乱式粒度分布測定機(例えば島津SALD2000J)やレーザードプラー回折式粒度分布測定機(マイクロトラックUPA)等で計測し、求めることが出来る。

0050

研磨補助砥粒はスラリー状の研磨用組成物中で研磨砥粒の研磨機能を補助する。すなわち、微小径の微細結晶砥粒が研磨砥粒に含有されるとき、その微細結晶砥粒が研磨面に直接作用して研磨作用を顕著に向上させ、しかも研磨面の品質に悪影響を与えないことが確認されるのである。

0051

この微細結晶砥粒の作用について推定するとき、研磨砥粒について先ず次の事実が想起される。つまり、基板を研磨する際において、研磨砥粒は撹拌運動によるメカニカルなエネルギーを与えられて研磨面に作用するものである。そのため研磨砥粒の直径を微小にすることは限界がある。研磨砥粒自体は研磨面の凹凸に対して相対的に粗大とならざるを得ないのである。

0052

その研磨砥粒に対して研磨補助砥粒は、その直径が著しく微小であるため、それ自体研磨砥粒としての運動エネルギーは微小で研磨作用力が小さい。その反面、研磨補助砥粒は微小半径であるため研磨面に対して鋭利に作用すると考えられる。

0053

しかるに、この研磨補助砥粒である微細結晶砥粒が研磨面と研磨砥粒との間に介在するとき、研磨砥粒の衝撃を受けて、もしくは研磨砥粒に押圧されて、その研磨砥粒の運動エネルギーが伝達されるなど、研磨砥粒の影響を受ける。その結果、研磨補助砥粒は研磨面に対して直接メカニカルなエネルギーを集中させて、鋭利に作用すると推定される。この研磨補助砥粒は研磨面と研磨砥粒との間に介在することにより、研磨砥粒の作用を補助する。

0054

また、研磨面の凹凸のうち、凸(山)部に対してはその研磨補助砥粒の研磨作用力が集中するのに対して、凹(谷)部には研磨補助砥粒が埋没して研磨面を被覆する。そのため、凹(谷)部は過剰に研磨されることが防止される。

0055

本発明の研磨用組成物によれば、Ni−P等がめっきされているアルミニウム磁気ディスク基板面の研磨にあたりその研磨速度を顕著に増加させるとともに、表面欠陥がなく面精度が高く縁ダレやウネリを減少させた高品位の研磨面が得られるのである。

0056

本発明に用いられる微細結晶アルミナとして特に好ましいものに、アンモニウム明礬法のアルミナ(例えば、昭和電工UAシリーズバイロックスCRシリーズ)、アンモニウムドーソナイト法のアルミナ(例えば、大明化学製TMシリーズ)、金属アルミニウムから出発するアルミニウムアルコキシド法のアルミナ(例えば、住友化学製AKPシリーズ)、火花放電法のアルミナ(例えば、岩谷化学製R,RA,RG,RKグレード等の高純度アルミナ)、ヒュームドアルミナ(例えば、昭和電工製UFAシリーズ、日本アエロジル製等のアルミナ)、及びベーマイト、擬ベーマイトまたはバイヤライト系水酸化アルミニウムを焼成して生成する誘導体アルミナ(例えば、サソール製、アルコア化成製、UOP製バーサルアルミナ等のアルミナ)が挙げられる。

0057

本発明の研磨組成物の研磨促進剤として、有機酸又は無機酸塩を使用する事が出来る。

0058

有機酸としては、好ましくは、マロン酸コハク酸アジピン酸、乳酸、リンゴ酸クエン酸グリシンアスパラギン酸酒石酸、グルコン酸、ぺプトグルコン酸、イミノジ酢酸フマル酸からなる群から少なくとも1種を選ぶことができ、また、無機酸塩としては、好ましくは、硫酸ナトリウム硫酸マグネシウム硫酸ニッケル硫酸アルミニウム硫酸アンモニウム硝酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウム硝酸第二鉄塩化アルミニウムスルファミン酸ニッケルからなる群から少なくとも1種を選ぶことができる。有機酸または無機酸塩の含有量は0.01〜10質量%の範囲が好ましい。少な過ぎると研磨促進剤としての効果が少なく、多過ぎるとピット、突起が発生して研磨面の品質が低下することがある。また、アルミナ粒子凝集が発生するなど液性にも好ましくない影響が生じることがある。

0059

また、上記研磨促進剤として、有機酸と有機酸塩、又は有機酸と無機酸塩を組み合せて使用することができる。

0060

有機酸としては前記と同じくマロン酸、コハク酸、アジピン酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、グリシン、アスパラギン酸、酒石酸、グルコン酸、ぺプトグルコン酸、イミノジ酢酸、フマル酸からなる群から少なくとも1種を選ぶことができ、有機酸塩は前記有機酸のカリウム塩ナトリウム塩アンモニウム塩からなる群から少なくとも1種を選ぶことができる。また、無機酸塩としては前記と同じく、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸ニッケル、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウム、硝酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硝酸アンモニウム、硝酸第二鉄、塩化アルミニウム、スルファミン酸ニッケルからなる群から少なくとも1種を選ぶことができる。有機酸と有機酸塩、または有機酸と無機酸塩のいずれの組合わせにおいても、合計含有量は研磨用組成物全体に対して0.01〜10質量%の範囲が好ましい。このうち有機酸の含有量は少なくとも0.003質量%含有するのが特に好ましい。該混合系の研磨促進剤の場合は、0.01質量%より少ない場合には研磨促進剤としての効果が少なく、10質量%を越えると研磨組成物の粘性が高くなりすぎたり、アルミナ粒子の凝集が発生するなど液性に好ましくない影響が生じることがある。また研磨面にピット、突起が発生して品質の低下を招くことがある。尚、有機酸と有機酸塩の組合わせの場合は、同種の酸の組合わせのほうが研磨特性によい結果が得られやすい。

0061

また、上記研磨促進剤として、アルミニウム塩のゾル化生成物(例えば特許文献7)が使用できる。具体的にはアルミニウム塩(例えば、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、及びほう酸アルミニウム等の無機酸アルミニウム塩、あるいは酢酸アルミニウム乳酸アルミニウム、及びステアリン酸アルミニウム等の有機酸アルミニウム塩など)の含水物または無水物のうちのどれか一種を溶解した水溶液に、水酸化ナトリウム水酸化カリウムアンモニアモノメチルアミン等のアルキルアミントリエタノールアミンを代表とするアルカノールアミンなどの有機アミン化合物、グリシン等のアミノカルボン酸、イミノジ酢酸等のアミン系キレート化合物、エチレンジアミンテトラセティックアシド等のアミノカルボン酸系キレート化合物、ジエチレントリアミンペンタメチレンフォスフォニックアシドやアミノトリスメチレンフォスフォニックアシド等のアミノフォスフォン酸系キレート化合物からなる群のうちの一種を、高剪断攪拌して得られるゾル化生成物であって、アルミニウム塩に、アンモニアやアミン等水と反応して遊離する水酸基を発生させ易い物質または末端基に水酸基を含有する化合物や水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなど水酸基を含有する化合物を混合すると連鎖し生成する。

0062

アルミニウム塩のゾル化生成物の研磨用組成物全体に占める含有量は、0.01〜5質量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.05〜2質量%である。少な過ぎると効果が少なく、多すぎるとゲル化したり、ピット、突起等の表面欠陥が発生することがある。

0063

また、上記研磨促進剤として、有機ホスホン酸キレート性化合物(例えば、特許文献8)が使用できる。具体的にはジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸ホスホノブタントリカルボン酸ホスホノヒドロキシ酢酸ヒドロキシエチルジメチルホスホン酸、アミノトリスメチレンホスホン酸ヒドロキシエタンジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、及びこれらの塩よりなる群から少なくとも一種が選択される。

0064

有機ホスホン酸キレート性化合物の研磨用組成物全体に占める含有量は、0.01〜5質量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.05〜2質量%である。少な過ぎると研磨速度向上効果がなく、多すぎるとピット、突起等の表面欠陥が発生する。

0065

本発明の研磨用組成物には、更に表面改質剤として周期表第5族、第6族の非金属元素を含有する無機酸を含有してよい。ここで周期表第5族、第6族の非金属元素を含有する無機酸の例としてはスルファミン酸、リン酸、硝酸等があげられる。これらの無機酸は適量添加することによりピット、突起の発生を抑え、面質を向上させる。本無機酸の研磨用組成物全体に占める含有量は、0.01〜5質量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.05〜2質量%である。少な過ぎても多過ぎても効果が少なくなり、多過ぎると研磨速度が低下することがある。

0066

また、表面改質剤(縁ダレ防止剤)として、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース(以下HRRCと呼ぶ、例えば特許文献9)を使用することができる。例えば、ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)、及びエチルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)が挙げられる。本HRRCの研磨用組成物全体に占める含有量は、0.001〜2質量%の範囲が好ましく、より好ましくは0.01〜1.0質量%である。少な過ぎると縁ダレ改善効果が少なく、多すぎると研磨速度を下げることがある。

0067

本発明の研磨用組成物中には、必要に応じて、上記以外の添加剤としてアルミナゾル界面活性剤洗浄剤防錆剤防腐剤pH調整剤増粘剤、更にはその他のセルロース類や表面改質剤等を添加する事ができる。

0068

尚、上述した本発明の研磨用組成物を構成する種々の成分濃度は基板を研磨するときの好ましい濃度である。従って、本発明研磨用組成物の調製時には、上記濃度より濃厚な組成物を調製し、使用に際して上記濃度の範囲内に薄めて使用することもできる。
また、この濃厚な組成物は、輸送または保管用組成物として好ましく用いることができる。

0069

本発明の研磨用組成物のPHは2〜6の範囲が好ましい。

0070

更に、上記研磨用組成物を用いて基板を研磨する方法並びに上記研磨用組成物を用いて研磨された基板も本発明の範囲内に包含される。

0071

以下、本発明の実施について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。

0072

以下の要領で研磨用組成物を調製した後、研磨特性を評価した。

0073

(研磨用組成物の調製)
焼成炉にて水酸化アルミニウムを大気中でおよそ1200℃に加熱処理してαアルミナを得た。又、市販のアルミナから出発して、これらを粉砕湿式分級して2次粒子平均粒度0.7μmのベース材アルミナ試料を作成した。別に高純度アルミナあるいは水酸化アルミニウムを適度な温度に假焼して生成した微細結晶アルミナを用意した。別途、アルミニウム塩とアンモニア水を組合わせて配合し、高剪断攪拌してアルミニウム塩のゾル化生成物を作成した。更に研磨用組成物試料として、それぞれ第1表〜第3表の成分組成になるように、水、アルミナ、微細結晶アルミナ、有機酸及び有機酸塩等の研磨促進剤、アルミニウム塩のゾル化生成物、キレート剤、周期表第5族及び第6族の元素の無機酸、水に溶解したセルロース系表面改質剤、を順次、量、配合、混合して、研磨試料に供した。

0074

研磨条件及び研磨特性の評価方法を以下に示す。

0075

(研磨条件)
研磨ワークとしては、Ni−Pを無電解メッキした3.5インチアルミディスクを用い、研磨試験並びにディスク評価は下記条件で行った。

0076

研磨試験条件
研磨試験機 9B両面研磨機(システム精工(株)製)
研磨パッドH9900S
定盤回転数上定盤28rpm、下定盤45rpm
スラリー供給量100ml/min
研磨時間 5min
加工圧力80g/cm2

0077

(ディスクの評価方法)
研磨速度:研磨前後のディスクの減少質量より算出
研磨面品質:表面欠陥(ピット、突起、スクラッチ)は顕微鏡観察ニコン微分干渉型×100)によりディスク5枚の研磨面表裏を十文字に観察し、欠陥のないものを良好(欠陥の個数0をA、1〜5をB)、6以上をC(不良)とした。

0078

表面粗さ:テンコールP−12
縁ダレ量:サーフコーダーSE-30D(コサカ研究所製)により測定。図1を参照すると、研磨したハードディスク表面の外周部分をサーフコーダーでトレースした描線Sの外周端に沿って垂線hを設け、hを基準としてディスクの中心に向かい描線上の3000μmの点をA、2000μmの点をBとした時A−Bを通る直線の延長線で垂線hから500μmの点をCとし、点Cに垂線kを設け該垂線kと描線Sの交点をDとし、C−D間の長さtを縁ダレ量として測定した。

0079

研磨試験の評価結果として第1表及び第2表に本発明の実施例を、第3表に比較例をそれぞれ示した。

0080

0081

0082

これらの表中でA-1はギブサイト系のαアルミナ、A-2はベ−マイト系のαアルミナでる。UAγ,UAαはそれぞれ昭和電工製アンモニウム明礬法アルミナのγとα、CRγはバイコースキー同法のγ、UFAは昭和電工製フュームドアルミナのγ、AKPγは住友化学製アルミニウムアルコキシド法のγ、RGγは岩谷化学の火花放電法のγ、A-2γはベ—マイトの焼成γ、A-1θはギブサイトの焼成θアルミナである。

0083

0084

本表中でA-1,A-3は第1表及び第2表と同じギブサイト系のαアルミナ、同じくA-2はベ−マイト系のαアルミナである。

0085

上記第1表及び第2表は本発明の要件を満足する実施例1〜13の結果を示したものであるが、いずれも表面欠陥、面粗度、縁ダレ等の表面性状に優れた研磨面が得られると共に、特に研磨速度が速くなっていることが分かる。これに対して、第3表に示す如く、微細結晶粉末を含有しない比較例1〜8は、いずれも研磨速度が遅く、表面性状にも劣るものであった。

0086

又大きい結晶径を有する粉末を含有した比較例4の場合は、これを含有しないものより逆に研磨速度を低下させている。

図面の簡単な説明

0087

縁ダレ量を規定するための説明図である。

符号の説明

0088

S…サーフコーダーによるディスク外周端近傍の描線
h…ディスク外周端部に接する垂線
A…垂線hより描線上の3000μmに位置する点
B…垂線hより描線上の2000μmに位置する点
C…点A、点B、を通る直線上で垂線hより500μmに位置する点
k…点Cを通る垂線
D…垂線kと描線Sとの交点
t…点Cと点D間の長さ(縁ダレ量)

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