JP2001155332A - 研磨用組成物およびそれを用いたメモリーハードディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サブストレートの仕上げ研磨において、研磨
時における振動の発生とその振動によるチャンファ部の
損傷を防止することのできる研磨用組成物およびそれを
用いたメモリーハードディスクの製造方法と提供する。 【解決手段】 サブストレートを研磨するための研磨用
組成物であって、含有量が組成物全重量の０．１〜５０
重量％の研磨材と、含有量が組成物全重量の０．０００
１〜３．０重量％の研磨抵抗抑制剤と、含有量が組成物
全重量の０．００１〜４０重量％の研磨促進剤と、水と
を含んでなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メモリーハードデ
ィスク、すなわちコンピューター等に用いられる記憶装
置に使用される磁気ディスク用基盤（以下、「サブスト
レート」という）の製造において、その表面を仕上げ研
磨するのに好適な研磨用組成物に関するものである。

【０００２】さらに詳しくは、Ｎｉ−Ｐディスク、Ｎｉ
−Ｆｅディスク、アルミニウムディスク、ボロンカーバ
イドディスクおよびカーボンディスク等に代表される各
種のサブストレートの製造工程の表面粗さの程度が良好
で高鏡面に仕上げる研磨工程において、研磨速度が大き
く、大容量および高記録密度のメモリーハードディスク
に使用される優れた仕上げ面が得られる研磨用組成物に
関するものであり、また、この研磨用組成物を用いたメ
モリーハードディスクの製造方法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】コンピューター等の記憶媒体の一つであ
るメモリーハードディスクは、小型化しかつ容量を大き
くする努力が続けられており、そのメモリーハードディ
スクは従来のコーティングタイプの媒体から、スパッタ
リング法、メッキ法またはその他の方法によって成膜さ
れた薄膜媒体へと変化している。

【０００４】現在最も広く使用されているサブストレー
トは、ブランク材に無電解Ｎｉ−Ｐメッキを成膜したも
のである。なお、ブランク材とは、サブストレートの基
材であるアルミニウムおよびその他の基盤を、平行度や
平坦度を持たせる目的でダイヤターンによる旋盤加工、
ＳｉＣ研磨材を固めて作られたＰＶＡ砥石を用いたラッ
プ加工またはその他の方法により整形したものである。

【０００５】しかしながら、上記のような各種の整形方
法では、ブランク材の比較的大きなうねりを完全に除去
することができず、このブランク材に成膜される無電解
Ｎｉ−Ｐメッキもうねりに沿って成膜されてしまう。従
って、サブストレートにもうねりが残ってしまい、場合
によっては、サブストレートの表面にノジュールや大き
なピットが形成されることがある。なお、ここでいうノ
ジュールとは、少なくとも約５０μｍの直径を有する膨
らみのことであり、不純物がＮｉ−Ｐメッキの膜の中に
取り込まれることにより、その部分のメッキ表面が盛り
上がって成膜されることにより発生する。また、ピット
とは、サブストレートの表面を研磨することによって発
生したへこみのことであり、微細なピットとは、その直
径が約１０μｍ未満のへこみのことである。

【０００６】一方、メモリーハードディスクの容量の増
加に伴い、表面記録密度は年々数十パーセントの割合で
増加している。従って、メモリーハードディスク上に記
憶される所定量の情報が占めるスペースはますます狭く
なっており、記録に必要な磁力は弱くなってきている。
よって、最近では、磁気ヘッドとメモリーハードディス
クとの隙間であるヘッド浮上高を最小化することが要求
されており、現在では、そのヘッド浮上高は１．０μｉ
ｎ（０．０２５μｍ）以下のレベルまで減少されてい
る。

【０００７】また、情報の読み書きを行う磁気ヘッドが
メモリーハードディスクに吸着することを防止すること
と、研磨によってサブストレートの表面に形成されたメ
モリーハードディスクの回転方向とは異なる一定方向の
筋目がつくことにより、メモリーハードディスク上の磁
界が不均一になることを防止する目的で、研磨後のサブ
ストレートに同心円状の筋目をつける、いわゆるテクス
チャー加工が行われることがある。最近では、ヘッド浮
上高をさらに低くする目的で、サブストレートに施す筋
目をより薄くしたライトテクスチャ−加工が行われた
り、あるいは、テクスチャー加工を行わずに筋目をつけ
ないノンテクスチャーのサブストレートも用いられるよ
うになっている。このような磁気ヘッドの低浮上化をサ
ポートする技術も開発され、ヘッドの低浮上化がますま
す進んできている。

【０００８】磁気ヘッドは、非常に高速で回転している
メモリーハードディスクの表面の形状に沿って浮上して
おり、メモリーハードディスクの表面にうねりがあった
場合は、そのうねりに追従して磁気ヘッドは上下動を行
う。しかしながら、そのうねりがある所定の高さを超え
ると、磁気ヘッドはうねりに追従しきれなくなって、メ
モリーハードディスクの表面に衝突する、いわゆるヘッ
ドクラッシュを起こしてしまう。ヘッドクラッシュが起
きると、磁気ヘッドやメモリーハードディスクの表面の
磁性媒体が損傷を受け、メモリーハードディスクの故障
の原因となったり、情報を読み書きする際のエラーの原
因となることがある。

【０００９】一方、メモリーハードディスクの表面に、
数μｍ程度の微小な突起があった場合も、ヘッドクラッ
シュが発生することがある。また、メモリーハードディ
スク上にピットが存在した場合は、情報が完全に書き込
まれず、いわゆる「ビット落ち」と呼ばれる情報の欠落
や情報の書き込み読み取り不良が発生し、エラーの発生
の原因となることがある。

【００１０】従って、メモリーハードディスクを形成す
る前工程の研磨加工において、サブストレートの表面粗
さを最小にすることが重要であり、同時に比較的大きな
うねり、微小な突起、微細なピットおよびその他の表面
欠陥を完全に除去することが必要である。

【００１１】上記の目的のために、従来は、酸化アルミ
ニウムまたはその他の各種研磨材と、水と、各種の研磨
促進剤とを含む研磨用組成物（以下、その性質から「ス
ラリー」ともいう）を用いて、１回の研磨工程で仕上げ
られていた。しかしながら、１回だけの研磨工程では、
サブストレートの表面の比較的大きなうねりやノジュー
ルおよび大きなピット等の表面欠陥を除去し、かつ所定
の時間内に表面粗さを最小にするという要求事項の全て
を満足させることは困難であった。よって、２段階以上
の研磨工程が研究されてきた。

【００１２】２段階の研磨工程を行う場合、１段階目の
研磨工程は、サブストレートの表面の比較的大きなうね
りやノジュールおよび大きなピット等の表面欠陥を除去
すること、すなわち整形が主なる目的となる。従って、
表面粗さを最小にするというよりは、むしろ２段階目の
研磨工程で除去できないような深いスクラッチの発生が
少なくうねりや表面欠陥に対して加工修正能力の大きい
研磨用組成物が要求される。

【００１３】２段階目の研磨工程、すなわち仕上げ研磨
工程は、サブストレートの表面粗さを最小にすることを
目的とする。よって、１段階目の研磨工程で要求される
ような大きなうねりや表面欠陥に対して加工修正能力が
大きいことよりも、表面粗さを最小にでき、かつ微小な
突起、微細なピットおよびその他の表面欠陥の発生を防
止できることが要求される。また、生産性の観点から
は、研磨速度が大きいことも重要である。本発明者らが
知る限り、従来の２段階の研磨工程においては、２段階
目の研磨工程で良好な表面粗さを有するサブストレート
の表面を得ることは可能であったが、研磨速度が非常に
低く、実際の製造では不適切であった。表面粗さの程度
は、サブストレートの製造工程、メモリーハードディス
クとしての最終的な記録容量およびその他の条件によっ
て決定されるが、求められる表面粗さの程度によって
は、２段階を越える研磨工程が採用されることもある。

【００１４】上述の目的のため、特に２段階の研磨工程
での仕上げ研磨を行う場合は、酸化アルミニウムまたは
その他の研磨材を十分に粉砕して整粒し、それに水を加
えたものに、硝酸アルミニウム、各種有機酸およびその
他の研磨促進剤を含有した研磨用組成物、あるいはコロ
イダルシリカおよび水を含有する研磨用組成物を使用し
たりしている。しかしながら、前者の研磨用組成物で研
磨を行った場合、機械的成分と化学的成分とのバランス
が悪いため、微小な突起や微細なピットが発生し易いと
いう問題があった。また、後者の研磨用組成物で研磨を
行った場合は、研磨速度が非常に小さいため研磨するの
に長時間を有し、生産性が低いとともに、サブストレー
トの端面のダレの指数であるロールオフ（「ダブオフ」
ともいう）が劣化し、さらには研磨後の洗浄が困難であ
るという問題があった。

【００１５】上述の問題を解決するために、研磨工程を
促進する各種の添加剤がコロイダルシリカに加えられた
研磨用組成物を、メモリーハードディスクのサブストレ
ートの仕上げ研磨に使用することが提案されている。例
えば特開平９−２０４６５７号公報（従来技術１）に
は、コロイダルシリカ、硝酸アルミニウムおよび安定剤
を含む研磨用組成物が開示されている。特開平１０−２
０４４１６号公報（従来技術２）には、コロイダルシリ
カと鉄化合物とを含む研磨用組成物が開示されている。
特開平１１−１６７７１４号公報（従来技術３）には、
コロイダルシリカと過酸化水素とを含む研磨用組成物が
開示されている。さらに、研磨用組成物の研磨材として
の酸化アルミニウムの代わりに、特開平９−２０８９３
４号公報（従来技術４）ではフュームドシリカを、特開
平１０−１２１０３５号公報（従来技術５）では酸化チ
タンを、特開平１０−１２１０３４号公報（従来技術
６）では酸化ジルコニウムを用いたものが開示されてい
る。そして、これらの研磨用組成物は、求められる表面
粗さの程度が小さく、微小な突起、微細なピットおよび
その他の表面欠陥がほとんど無い研磨面が得られるもの
である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記従来
技術１乃至６の研磨用組成物を試験してみたところ、意
図されたように表面粗さおよび表面欠陥が減少する研磨
用組成物であることを確認した。しかしながら、従来の
研磨用組成物を用いて両面研磨機によるサブストレート
の研磨を行ったところ、サブストレートを保持するキャ
リアのチャタリングやキャリアノイズが大きくなり、場
合によっては、サブストレートの周面であるチャンファ
部がサブストレートとキャリアとの衝突によって損傷す
ることがあるという問題があった。

【００１７】また、サブストレートの表面を研磨するた
めに両面研磨機が使用された場合、サブストレートはキ
ャリアによって支持され、このキャリアは、研磨機の外
周に配置された遊星歯車（内歯車）と研磨機の中央に配
置された太陽歯車との間に支持されている。そして、研
磨を行うと、サブストレートにはギアおよびキャリアを
介して力が作用し、研磨が行われる。このとき、研磨機
のギアとキャリアの間に設けられたクリアランス（作用
の伝達に必要とされない、いわゆる遊び）において、サ
ブストレートとキャリアとの間の摩擦が研磨機の内部で
不均一になり、サブストレートとキャリアはそれぞれ振
動し、これにより、いわゆるチャタリングやキャリアノ
イズが全体として発生する。キャリア内のサブストレー
トの振動によってチャタリングが生じると、場合によっ
てはサブストレートの外周がキャリアの内周と衝突し、
上述のようにチャンファ部が損傷してしまうことがあっ
た。

【００１８】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、メモリーハードディスクに使用さ
れるサブストレートの仕上げ研磨において、従来より研
磨用組成物に求められていた研磨速度が大きく、表面粗
さの小さい研磨面が得られ、微小な突起、微細なピット
およびその他の表面欠陥の発生を防止できると同時に、
研磨時における振動の発生とその振動によるチャンファ
部の損傷を防止することのできる研磨用組成物およびそ
れを用いたメモリーハードディスクの製造方法と提供す
ることを目的としたものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨用組成
物は、メモリーハードディスクに使用されるサブストレ
ートを研磨するための研磨用組成物であって、（ａ）含
有量が組成物の全重量に対して０．１〜５０重量％の範
囲内の二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化セリウ
ム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ケイ素および
二酸化マンガンからなる群より選択される少なくとも１
種類の研磨材と、（ｂ）含有量が組成物の全重量に対し
て０．０００１〜３．０重量％の範囲内の界面活性剤、
水溶性高分子および水溶性電解質からなる群より選択さ
れる少なくとも１種類の研磨抵抗抑制剤と、（ｃ）含有
量が組成物の全重量に対して０．００１〜４０重量％の
範囲内の無機酸、有機酸およびそれらのアルミニウム、
鉄、ニッケルおよびコバルト塩からなる群より選択され
る少なくとも１種類の研磨促進剤と、（ｄ）水とを含ん
でなるものである。

【００２０】本発明に係る研磨用組成物は、（ｃ）の研
磨促進剤が、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫
酸アンモニウムアルミニウム、過塩素酸アルミニウム、
塩化アルミニウム、クエン酸アルミニウム、クエン酸ア
ンモニウムアルミニウム、シュウ酸アルミニウム、硝酸
鉄、硫酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化
鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸ア
ンモニウム鉄、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、過塩素酸
ニッケル、塩化ニッケル、クエン酸ニッケル、シュウ酸
ニッケル、硝酸コバルト、硫酸コバルトおよび塩化コバ
ルトからなる群より選択される少なくとも１種類である
ことを特徴とするものである。

【００２１】本発明に係る研磨用組成物は、（ｃ）の研
磨促進剤が、アスコルビン酸、クエン酸、グリコール
酸、グリシン、グリセリン酸、グルコン酸、グルタミン
酸、グルオキシル酸、コハク酸、酒石酸、乳酸、マロン
酸、マンデル酸およびリンゴ酸からなる群より選択され
る少なくとも１種類であることを特徴とするものであ
る。

【００２２】本発明に係る研磨用組成物は、（ｃ）の研
磨促進剤が、鉄、ニッケルまたはコバルトイオンに配位
結合したエチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミ
ン五酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチ
ルエチレンジアミン三酢酸、グリコールエーテルジアミ
ン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二
酢酸、ジヒドロキシエチルグリシンおよびトリエチレン
テトラアミン六酢酸からなる群より選択される少なくと
も配位子を有する１種類であることを特徴とするもので
ある。

【００２３】本発明に係る研磨用組成物は、（ｃ）の研
磨促進剤が、硫酸、硝酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホ
ウ酸およびスルホン酸からなる群より選択される少なく
とも１種類であることを特徴とするものである。

【００２４】本発明に係る研磨用組成物は、（ｂ）の研
磨抵抗抑制剤が、陽イオン系、陰イオン系および非イオ
ン系界面活性剤からなる群より選択される界面活性剤で
あることを特徴とするものである。

【００２５】本発明に係る研磨用組成物は、界面活性剤
が、脂肪性アミン、アミン塩、第四アンモニウム化合
物、アミン酸化物およびアミドからなる群より選択され
る窒素誘導体であることを特徴とするものである。

【００２６】本発明に係る研磨用組成物は、界面活性剤
が、第四アンモニウム塩であることを特徴とするもので
ある。

【００２７】本発明に係る研磨用組成物は、第四アンモ
ニウム塩が、ポリオキシエチレンアルキル第四アンモニ
ウム塩であることを特徴とするものである。

【００２８】本発明に係る研磨用組成物は、第四アンモ
ニウム塩が、ポリオキシエチレンココアルキル第四アン
モニウム塩化物であることを特徴とするものである。

【００２９】本発明に係る研磨用組成物は、ポリオキシ
エチレンココアルキル第四アンモニウム塩化物が、
（ａ）の研磨材の比表面積に対して最大０．０５ｍｇ／
ｍ² の量で含まれることを特徴とするものである。

【００３０】本発明に係る研磨用組成物は、（ｂ）の研
磨抵抗抑制剤が、水溶性高分子または水溶性電解質であ
り、それらがポリアクリル酸またはポリアクリル酸塩で
あることを特徴とするものである。

【００３１】本発明に係るメモリーハードディスクの製
造方法は、前記（ａ）〜（ｄ）の研磨材、研磨抵抗抑制
剤、研磨促進剤および水を含んでなる研磨用組成物を用
いて、メモリーハードディスクのサブストレートを研磨
することを特徴とするものである。

【００３２】本発明に係るメモリーハードディスクの製
造方法は、前記研磨用組成物を用いて、あらかじめ１回
乃至複数回の予備研磨工程が施されたサブストレートを
仕上げ研磨することを特徴とするものである。

【００３３】本発明に係るメモリーハードディスクの製
造方法は、サブストレートの仕上げ研磨前の表面粗さが
２０Åであることを特徴とするものである。

【００３４】本発明に係るメモリーハードディスクの製
造方法は、サブストレートが、Ｎｉ−Ｐディスクまたは
アルミニウムディスクであることを特徴とするものであ
る。

【００３５】以下、本発明をさらに詳細に説明する。な
お、以下の説明は本発明の理解を容易にするためのもの
であり、本発明を限定するものではない。

【００３６】＜研磨材＞本発明に係る研磨用組成物の成
分の１つである研磨材の主研磨材としては、二酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒
化ケイ素、酸化ジルコニウムおよび二酸化マンガンから
なる群より選択される。なお、これらの研磨材は、任意
に必要に応じて組み合わせて用いることができ、組み合
わせる場合は、その組み合わせ方や使用する割合は特に
制限されない。

【００３７】二酸化ケイ素は、コロイダルシリカ、フュ
ームドシリカおよびその他の製造方法や性状の異なる多
種類のものを含む。

【００３８】酸化アルミニウムは、α−アルミナ、δ−
アルミナ、θ−アルミナ、κ−アルミナおよびその他の
形態的に異なる物質を含む。また製造方法からフューム
ドアルミナと呼ばれるものも含む。

【００３９】酸化セリウムは、酸化数から３価および４
価のもの、また、結晶系からみて、六方晶系、等軸晶系
および面心立方晶系のものを含む。

【００４０】酸化ジルコニウムは、結晶系からみて、単
斜晶系、正方晶系および非晶質のものを含み、製造方法
からフュームドジルコニアとよばれるものも含む。

【００４１】酸化チタンは、結晶系からみて、一酸化チ
タン、三酸化二チタン、二酸化チタンおよびその他のも
のを含み、製造方法からフュームドチタニアと呼ばれる
ものも含み。

【００４２】窒化ケイ素は、α−窒化ケイ素、β−窒化
ケイ素、アモルファス窒化ケイ素およびその他の形態的
に異なる物質を含む。

【００４３】二酸化マンガンは、形態的にみて、α−二
酸化マンガン、β−二酸化マンガン、γ−二酸化マンガ
ン、δ−二酸化マンガン、ε−二酸化マンガン、η−二
酸化マンガンおよびその他のものを含む。

【００４４】これらの研磨材のうち、コロイダルシリ
カ、コロイダルアルミナ、フュームドシリカ、フューム
ドアルミナ、フュームドチタニアおよびフュームドジル
コニアが本発明に係る研磨材として用いられる上で好ま
しい。それは、これらの粒子径が小さいからであり、こ
れらのうち、コロイダルシリカまたはフュームドシリカ
が最も好ましい。

【００４５】また、上記研磨材は、砥粒として機械的な
作用により被研磨面（サブストレート表面）を研磨する
ものである。これらのうち、二酸化ケイ素の粒径は、Ｂ
ＥＴ法により測定した表面積から求められる平均粒子径
で０．００５〜０．５μｍ、好ましくは０．０１〜０．
２μｍである。また、酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウム、酸化チタンおよび窒化ケイ素の粒径は、レーザー
回折方式粒度測定器で測定された平均粒子径で０．０１
〜１μｍ、好ましくは０．０５〜０．３μｍである。さ
らに、酸化セリウムおよび二酸化マンガンの粒径は、走
査電子顕微鏡によって観察された平均粒子径で０．０１
〜１μｍ、好ましくは０．０５〜０．３μｍである。

【００４６】研磨材の平均粒子径が上述の範囲を超えて
大きいと、研磨されたサブストレートの表面粗さが悪く
なる傾向があり、またスクラッチが発生する可能性が高
い。逆に、研磨材の平均粒子径が上述の範囲よりも小さ
いと、研磨速度が非常に低くなる傾向があり実用的では
ない。

【００４７】研磨用組成物中の研磨材の含有量は、用い
る研磨材の種類によって異なるが、研磨材が二酸化ケイ
素または酸化アルミニウムの場合、組成物の全重量に対
して０．５〜３０重量％、好ましくは１．０〜１０重量
％である。研磨材が酸化チタン、窒化ケイ素または二酸
化マンガンの場合は、組成物の全重量に対して０．１〜
３０重量％、好ましくは０．５〜１５重量％である。研
磨材が酸化セリウムまたは酸化ジルコニウムの場合、組
成物の全重量に対して０．５〜５０重量％、好ましくは
１〜２５重量％である。研磨材の含有量が少なすぎる
と、研磨速度が低くなる傾向があり、逆に研磨材の含有
量が多すぎると、均一な分散性が維持できなくなるとと
もに組成物の粘度が高くなり、扱いが困難となる。

【００４８】＜研磨抵抗抑制剤＞本発明に係る研磨用組
成物は、その成分の１つに研磨抵抗抑制剤を含むことが
特徴である。この研磨抵抗抑制剤は、特に両面研磨機に
よって研磨される際にサブストレートとそれを保持する
キャリアとの間で発生するチャタリングやキャリアノイ
ズを減少させるために添加される。この研磨抵抗を減少
させるための研磨抵抗抑制剤として、以下のものが挙げ
られる。 （イ）アルキル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキ
ルアリルスルホン酸塩などの陰イオン系界面活性剤。 （ロ）高級アミンハロゲン酸塩または第四アンモニウム
塩などの陽イオン系界面活性剤。 （ハ）ポリエチレングリコールアルキルエーテルまたは
ポリエチレングリコール脂肪酸エステルなどの非イオン
系界面活性剤。 （ニ）ポリビニルアルコールまたはポリエチレンオキシ
ドなどの水溶性高分子。 （ホ）ポリアクリル酸塩またはポリメタクリル酸塩など
の水溶性電解質。

【００４９】界面活性剤は、脂肪性アミン、アミン塩、
第四アンモニウム化合物、アミン酸化物およびアミドか
らなる群より選択される窒素誘導体である。

【００５０】これらの研磨抵抗抑制剤のうち、陽イオン
系界面活性剤として第四アンモニウム塩、特にポリオキ
シエチレンココアルキル第四アンモニウム塩が、研磨抵
抗を減少させる上で特に有効であり、スクラッチやその
他の表面欠陥を減少させて研磨後の表面粗さの程度を小
さくできる研磨抵抗抑制剤として好適である。

【００５１】研磨用組成物中の研磨抵抗抑制剤の含有量
は、用いる研磨抵抗抑制剤の種類によって異なるが、組
成物の全重量に対して０．０００１〜３．０重量％の範
囲内であり、好ましくは０．００１〜０．１重量％であ
る。研磨抵抗抑制剤は、過剰な濃度で存在するとスラリ
ーのコロイド安定性および粘度に影響を与えるおそれが
あるため、研磨抵抗抑制剤の添加量は、研磨材の比表面
積に対して最大０．０５ｍｇ／ｍ² であり、最大０．０
３ｍｇ／ｍ² であることが好ましい。研磨抵抗抑制剤の
量が多すぎると、研磨材による機械的な研磨にも支障を
きたし、よって、研磨効果が非常に小さくなるとともに
研磨に時間がかかり経済的でない。

【００５２】＜研磨促進剤＞本発明に係る研磨用組成物
の成分の１つである研磨促進剤としては、以下のものが
挙げられる。 （１）アスコルビン酸、クエン酸、グリコール酸、グリ
シン、グリセリン酸、グルコン酸、グルタミン酸、グル
オキシル酸、コハク酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、マン
デル酸およびリンゴ酸などの有機酸からなる群より選択
される少なくとも１種類。 （２）硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アン
モニウムアルミニウム、過塩素酸アルミニウム、塩化ア
ルミニウム、クエン酸アルミニウム、クエン酸アンモニ
ウムアルミニウム、シュウ酸アルミニウム、硝酸鉄、硫
酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエ
ン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸アンモニウ
ム鉄、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、過塩素酸ニッケ
ル、塩化ニッケル、クエン酸ニッケル、シュウ酸ニッケ
ル、硝酸コバルト、硫酸コバルトおよび塩化コバルトな
どのアルミニウム、鉄、ニッケルあるいはコバルトを含
んだ有機酸塩もしくは無機酸塩からなる群より選択され
る少なくとも１種類。 （３）エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン
五酢酸、プロピレンジアミン四酢酸、ヒドロキシエチル
エチレンジアミン三酢酸、グリコールエーテルジアミン
四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢
酸、ジヒドロキシエチルグリシンおよびトリエチレンテ
トラアミン六酢酸などの鉄、ニッケルあるいはコバルト
のキレート塩からなる群より選択される少なくとも１種
類。

【００５３】研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量は、
用いる研磨促進剤の種類によって異なるが、組成物の全
体量に対して０．００１〜４０重量％の範囲内であり、
研磨促進剤が有機酸である場合は、その含有量が、組成
物の全重量に対して０．０１〜４０重量％が好ましく、
より好ましくは０．０５〜１０重量％である。また、研
磨促進剤が無機酸である場合は、組成物の全体量に対し
て０．０１〜４０重量％が好ましく、より好ましくは
０．０５〜１０重量％である。さらに、研磨促進剤が有
機酸塩である場合は、組成物の全体量に対して０．０１
〜４０重量％が好ましく、より好ましくは０．０５〜１
０重量％である。また、研磨促進剤がキレート塩である
場合は、組成物の全体量に対して０．０１〜４０重量％
が好ましく、より好ましくは０．０５〜１０重量％であ
る。

【００５４】この研磨促進剤の含有量を増やすことによ
り、研磨速度が増加するとともに研磨時間が短縮され、
従って経済性における効果が高まることが期待される。
しかしながら、研磨促進剤の含有量が多すぎると、研磨
速度の向上が小さくなる傾向があり、経済性におけるデ
メリットが生じる可能性が高いだけでなく、化学的作用
が大きくなり過ぎて、ピットなどの表面欠陥が発生する
要因となることがある。

【００５５】＜水＞本発明に係る研磨用組成物の成分の
１つである水は、上記の各成分が性格にその役割を果た
せるように、不純物を極力減らしたものを使用すること
が好ましい。すなわち、イオン交換樹脂にて不純物イオ
ンを除去し、フィルターを通して懸濁物を除去したもの
または蒸留水を使用することが好ましい。

【００５６】＜研磨用組成物＞本発明に係る研磨用組成
物は、上記各成分、すなわち二酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタ
ン、窒化ケイ素および二酸化マンガンからなる群より選
択される研磨材を所望の含有量で水に混合し、分散さ
せ、研磨促進剤および研磨抵抗抑制剤をさらに溶解させ
ることにより調製する。この混合、溶解または分散の方
法は任意であり、例えば翼式撹拌機による撹拌または超
音波分散を用いてもよい。また、これらを混合する順序
も任意に選択され、研磨材の分散、研磨促進剤および研
磨抵抗抑制剤の溶解のいずれを先に行ってもよく、分散
および溶解を同時に行ってもよい。

【００５７】上記研磨用組成物を調製する際、製品の品
質保持や安定化を図る目的で、被研磨物の種類、研磨加
工条件およびその他の研磨加工上の必要に応じて、各種
の公知の添加剤をさらに加えてもよい。

【００５８】すなわち、添加剤の好適な例としては下記
のものが挙げられる。 （あ）セルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロースおよびその他のセルロース類。 （い）エタノール、プロパノール、エチレングリコール
およびその他の水溶性アルコール類。 （う）アルギン酸ナトリウム、炭酸水素カリウムおよび
その他の殺菌剤。

【００５９】また、本発明に係る研磨用組成物は、比較
的高濃度の原液として調製して貯蔵または輸送などを
し、実際の研磨加工時に希釈して使用することもでき
る。上述の各成分の好適な濃度範囲は、実際の研磨加工
時のものとして記載したものであり、使用時に希釈して
使用する方法をとる場合は、貯蔵または輸送などの状態
においてより高濃度の溶液となることは言うまでもな
い。また、取り扱い性の観点から、そのような濃縮され
た形態で製造されることが好ましい。

【００６０】ところで、本発明に係る研磨用組成物が、
両面研磨機によるサブストレートの研磨の際に、キャリ
アノイズの減少に効果を発揮する理由についての詳細な
機構は不明であるが、無電解Ｎｉ−Ｐメッキを成膜した
サブストレートを例に挙げると以下のように推察され
る。

【００６１】サブストレートの両面研磨の際に発生す
る、一般に「キャリアノイズ」や「チャタリング」と言
われるノイズは、サブストレートの被研磨面と研磨パッ
ドの間の摩擦に起因すると考えられる。これは、研磨用
組成物中の研磨材の体積比率が増加するにつれてノイズ
のレベルが下がるという実験結果が得られている。つま
り、研磨材が全く存在せず研磨パッドと被研磨面の間の
直接接触領域が最大であると、ノイズのレベルは最高で
あり、研磨材を添加すると、研磨パッドと被研磨面との
間の接触領域が減少する。よって、ノイズのレベルが下
がる。しかしながら、多くの研磨用組成物は、一般的に
研磨材濃度の低いものが用いられるので、研磨パッドと
被研磨面の間に依然として顕著な接触領域が存在する。
本発明においては、サブストレートの被研磨面と研磨パ
ッドとの間の接触領域で発生した摩擦を、研磨抵抗抑制
剤である界面活性剤またはポリマー分子をサブストレー
トの被研磨面および研磨パッド、またはいずれか一方に
吸着させることによって減少させ、ノイズを減少させる
ものと考えられる。つまり、研磨抵抗抑制剤である界面
活性剤またはポリマー分子を吸着した分子層は、サブス
トレートの被研磨面および研磨パッドに親水性を持た
せ、被研磨面および研磨パッドの間に潤滑効果をもたら
すものと考えられる。

【００６２】そして、チャタリングのノイズの少ない効
果的な研磨用組成物を調製するには、研磨材とサブスト
レートの被研磨面に対応する望ましくない潤滑の度合い
について考慮することも必要である。研磨材と被研磨面
における潤滑は、サブストレートの研磨を阻害し、研磨
速度を低下させる。この影響を最小限にするには、潤滑
性を有する吸着質の分子量が比較的小さく、かつ最低限
の濃度で存在することが好ましいと考えられる。また、
この研磨抵抗抑制剤を、その種類および用いられる濃度
が研磨用組成物のコロイド安定性に悪影響を及ぼさない
ように選択することも必要である。

【００６３】＜メモリーハードディスクの製造方法＞本
発明に係るメモリーハードディスクの製造方法は、上記
各成分、すなわち二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸
化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ケイ
素および二酸化マンガンからなる群より選択される研磨
材、研磨抵抗抑制剤、研磨促進剤および水が含有された
研磨用組成物を用いて、メモリーハードディスクに使用
されるサブストレートを研磨することを含んでいる。

【００６４】研磨対象となるメモリーハードディスクの
サブストレートには、Ｎｉ−Ｐディスク、Ｎｉ−Ｆｅデ
ィスク、アルミニウムディスク、ボロンカーバイドディ
スク、カーボンディスクおよびその他のものがある。こ
れらのうち、Ｎｉ−Ｐディスクまたはアルミニウムディ
スクを用いる。

【００６５】また、本発明に係るメモリーハードディス
クの製造方法は、上記研磨用組成物を用いるならば、従
来のいずれの研磨方法および研磨条件を組み合わせるこ
とも可能である。例えば研磨パッドには、スウェードタ
イプ、不織布タイプ、植毛布タイプ、起毛タイプおよび
その他のタイプのものを用いることができ、また、研磨
機には、片面研磨機、両面研磨機およびその他を用いる
ことができる。なお、特に両面研磨機を使用する場合、
本発明に係る研磨用組成物を用いると、チャタリングや
キャリアノイズによるサブストレート（特にチャンファ
部）の損傷を防止できるので効果的である。

【００６６】さらに、本発明に係るメモリーハードディ
スクの製造方法に用いる研磨用組成物は、研磨速度が大
きいと同時に、平坦な研磨表面が得られる。従って、研
磨工程を１段階で行うことができ、研磨条件の異なった
２段階以上で行うこともできる。研磨工程を２段階以上
で行う場合には、本発明に係る研磨用組成物を用いる研
磨工程を最終の研磨工程とすること、すなわち予備研磨
されたサブストレートに対して上記研磨用組成物により
仕上げ研磨を行う。また、本発明に係る研磨用組成物に
よる研磨加工をより効率的に行うためには、予備研磨さ
れたサブストレートの表面粗さを、接触式表面粗さ計で
測定した場合、最大でＲａ＝２０Åとする。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例を用いて具体的に説明する。なお、本発明は
その要旨を越えない限り、以下に説明する実施の形態に
限定されるものではない。

【００６８】

【実施例】実施例１〜１５および比較例１〜３ ＜研磨用組成物の調製＞研磨材としてコロイダルシリカ
（Ｃ−ＳｉＯ₂ ：比表面積：８０ｍ² ／ｇ）、研磨促進
剤であるエチレンジアミン四酢酸−鉄（ＥＤＴＡ−Ｆ
ｅ）および各種研磨抵抗抑制剤を、表１に記載した割合
で水に分散させて混合し、実施例１〜１５および比較例
１〜３の各研磨用組成物を調製した。なお、実施例１〜
５は研磨抵抗抑制剤がポリオキシエチレンココアルキル
メチル第四アンモニウム塩化物（ＣＣＡＭ）であり、実
施例６〜８は研磨抵抗抑制剤がポリオキシエチレンオク
タデシルメチル第四アンモニウム塩化物（ＯＣＤＭ）、
実施例９は研磨抵抗抑制剤がポリオキシエチレン獣脂ア
ルキルアミン（ＴＬＡＭ）、実施例１０〜１３は研磨抵
抗抑制剤がポリアクリル酸アンモニウム（ＰＡＬ）、実
施例１４は研磨抵抗抑制剤がポリエチレンオキシド（Ｐ
ＥＯ）、実施例１５は研磨抵抗抑制剤がポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）である。また、比較例１〜３は研磨抵
抗抑制剤が混合されていないものである。

【００６９】

【表１】

【００７０】＜研磨試験＞次に、実施例１〜１５および
比較例１〜３の各研磨用組成物を用いて、これらとは別
の研磨用組成物であるＤＩＳＫＬＩＴＥ−２００８
（（株）フジミインコーポレーテッド製）により予備研
磨（１段階目研磨）されたサブストレートに対して、下
記条件で２段階目の研磨（仕上げ研磨）を行った。 ［研磨条件］ 研磨機 両面研磨機 被加工物 ３．５インチ 無電解Ｎｉ−Ｐサブストレート （１段階目研磨済 表面粗さＲａ＝１６Åのもの） 加工枚数 ２０枚 （２枚／１キャリア）×５キャリア×２回試験 研磨パッド Ｐｏｌｉｔｅｘ ＤＧ−Ｈｉ （Ｒｏｄｅｌ社（米国）製） 加工圧力 ６０ｇ／ｃｍ² 定盤回転数 ４０ｒｐｍ 組成物の希釈の割合 組成物１部：脱イオン水２部（体積比） 研磨用組成物供給量 １００ｃｃ／分 研磨時間 １２分

【００７１】研磨中、研磨の際のキャリアノイズを下記
条件でノイズ計により測定した。そして、測定結果より
表２の５つのレベルに応じてノイズレベルを求めた。な
お、ノイズレベルは、２回の測定の平均値とした。 ［測定条件］ 測定機 Ｓｐｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｏｕｎｄ ｍｅｔｅｒ ＃８４００２９ 測定範囲 ５０〜１００ｄＢ 測定モード Ｆｉｒｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｏｄｅ 周波数加重モード モードＣ 研磨機から測定機までの距離 ５０インチ（約１２７ｃｍ）

【００７２】

【表２】

【００７３】研磨後、サブストレートを順次洗浄して乾
燥し、研磨後のサブストレートの重量減を測定した。そ
して、被加工物２０枚全てについて測定を行い、その平
均値から研磨速度を求めた。得られた結果は表３に示
す。また、接触式表面粗さ計であるＴｅｎｃｏｒ Ｐ１
２（Ｔｅｎｃｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（米国）
製）を用いて、サブストレートの径方向中央での表面粗
さを測定し、サブストレート１枚あたり２箇所を４枚、
計８箇所の測定を行い、８つの平均値から表面粗さを求
めた。得られた結果は表３に示す。

【００７４】さらに、微分干渉顕微鏡（倍率４００倍）
を用いてサブストレート表面を観察し、表面に形成され
たピットの数を測定した。この測定は、サブストレート
の中央から周縁へ径方向に延びている一本の直線の範囲
内で観察されるピットを数え、サブストレート１枚あた
り２直線を４枚、計８直線の測定を行い、８つの平均値
からピット数を求めた。得られた結果は表３に示す。ま
た、暗室のスポットライト下で目視により観察されるス
クラッチの数を、サブストレートの表裏面で数え、被加
工物２０枚全てで行って、その平均値からスクラッチ数
を求めた。得られた結果を表３に示す。

【００７５】

【表３】

【００７６】表３から明らかなように、研磨抵抗抑制剤
を含む実施例１〜１５は、研磨抵抗抑制剤を含まない比
較例１〜３よりも研磨時のノイズレベルが低くなってい
る。これにより、実施例１〜１５の各研磨用組成物が研
磨の際のチャタリング等によって生じるノイズの発生を
抑えていることがわかる。なお、スクラッチ数、ピット
数および表面粗さについては、実施例および比較例とも
に良好な値を示している。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明に係る研磨用組成物
は、メモリーハードディスクに使用されるサブストレー
トの研磨用組成物であって、（ａ）含有量が組成物の全
重量に対して０．１〜５０重量％の範囲内の二酸化ケイ
素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化チタン、窒化ケイ素および二酸化マンガンから
なる群より選択される少なくとも１種類の研磨材と、
（ｂ）含有量が組成物の全重量に対して０．０００１〜
３．０重量％の範囲内の界面活性剤、水溶性高分子およ
び水溶性電解質からなる群より選択される少なくとも１
種類の研磨抵抗抑制剤と、（ｃ）含有量が組成物の全重
量に対して０．００１〜４０重量％の範囲内の無機酸、
有機酸およびそれらのアルミニウム、鉄、ニッケルおよ
びコバルト塩からなる群より選択される少なくとも１種
類の研磨促進剤と、（ｄ）水とを含んでなるものであ
る。

【００７８】これにより、メモリーハードディスクに使
用されるサブストレートの仕上げ研磨において、研磨速
度が大きく、表面粗さが小さい研磨面を得ることがで
き、微小な突起、微細なピットおよびその他の表面欠陥
の発生を防止することができる。また、サブストレート
の研磨に用いると、研磨の際のノイズを減少させること
できる。これにより、サブストレートとキャリアの衝突
によるサブストレートのチャンファ部の損傷を減少させ
ることができる。

【００７９】また、本発明に係るメモリーハードディス
クの製造方法は、前記（ａ）〜（ｄ）の研磨材、研磨抵
抗抑制剤、研磨促進剤および水を含んでなる研磨用組成
物を用いて、メモリーハードディスクのサブストレート
を研磨する方法である。

【００８０】これにより、研磨速度が大きく表面粗さが
小さくて、微小な突起、微細なピットおよびその他の表
面欠陥がほとんど無いメモリーハードディスクを得るこ
とができ、生産性の高い製造方法を得ることができる。

フロントページの続き (72)発明者 ダブリゥ．スコット レィダー アメリカ合衆国、97042 オレゴン州、ト ゥアラタン、サウスウエスト レベントン ドライブ 11200、フジミアメリカ イ ンコーポレーテッド内 (72)発明者 トシキ オオワキ アメリカ合衆国、97042 オレゴン州、ト ゥアラタン、サウスウエスト レベントン ドライブ 11200、フジミアメリカ イ ンコーポレーテッド内

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メモリーハードディスクに使用される磁
   気ディスク用基盤を研磨するための研磨用組成物であっ
   て、（ａ）含有量が組成物の全重量に対して０．１〜５
   ０重量％の範囲内の二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、
   酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化ケ
   イ素および二酸化マンガンからなる群より選択される少
   なくとも１種類の研磨材と、（ｂ）含有量が組成物の全
   重量に対して０．０００１〜３．０重量％の範囲内の界
   面活性剤、水溶性高分子および水溶性電解質からなる群
   より選択される少なくとも１種類の研磨抵抗抑制剤と、
   （ｃ）含有量が組成物の全重量に対して０．００１〜４
   ０重量％の範囲内の無機酸、有機酸およびそれらのアル
   ミニウム、鉄、ニッケルおよびコバルト塩からなる群よ
   り選択される少なくとも１種類の研磨促進剤と、（ｄ）
   水とを含んでなることを特徴とする研磨用組成物。
2. 【請求項２】 前記（ｃ）の研磨促進剤が、硝酸アルミ
   ニウム、硫酸アルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニ
   ウム、過塩素酸アルミニウム、塩化アルミニウム、クエ
   ン酸アルミニウム、クエン酸アンモニウムアルミニウ
   ム、シュウ酸アルミニウム、硝酸鉄、硫酸鉄、硫酸アン
   モニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン
   酸アンモニウム鉄、シュウ酸アンモニウム鉄、硝酸ニッ
   ケル、硫酸ニッケル、過塩素酸ニッケル、塩化ニッケ
   ル、クエン酸ニッケル、シュウ酸ニッケル、硝酸コバル
   ト、硫酸コバルトおよび塩化コバルトからなる群より選
   択される少なくとも１種類であることを特徴とする請求
   項１記載の研磨用組成物。
3. 【請求項３】 前記（ｃ）の研磨促進剤が、アスコルビ
   ン酸、クエン酸、グリコール酸、グリシン、グリセリン
   酸、グルコン酸、グルタミン酸、グルオキシル酸、コハ
   ク酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、マンデル酸およびリン
   ゴ酸からなる群より選択される少なくとも１種類である
   ことを特徴とする請求項１記載の研磨用組成物。
4. 【請求項４】 前記（ｃ）の研磨促進剤が、鉄、ニッケ
   ルまたはコバルトイオンに配位結合したエチレンジアミ
   ン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、プロピレンジ
   アミン四酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢
   酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、ニトリロ三酢
   酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、ジヒドロキシエチ
   ルグリシンおよびトリエチレンテトラアミン六酢酸から
   なる群より選択される少なくとも配位子を有する１種類
   であることを特徴とする請求項１記載の研磨用組成物。
5. 【請求項５】 前記（ｃ）の研磨促進剤が、硫酸、硝
   酸、塩酸、過塩素酸、リン酸、ホウ酸およびスルホン酸
   からなる群より選択される少なくとも１種類であること
   を特徴とする請求項１記載の研磨用組成物。
6. 【請求項６】 前記（ｂ）の研磨抵抗抑制剤が、陽イオ
   ン系、陰イオン系および非イオン系界面活性剤からなる
   群より選択される界面活性剤であることを特徴とする請
   求項１乃至５のいずれか記載の研磨用組成物。
7. 【請求項７】 前記界面活性剤が、脂肪性アミン、アミ
   ン塩、第四アンモニウム化合物、アミン酸化物およびア
   ミドからなる群より選択される窒素誘導体であることを
   特徴とする請求項６記載の研磨用組成物。
8. 【請求項８】 前記界面活性剤が、第四アンモニウム塩
   であることを特徴とする請求項６記載の研磨用組成物。
9. 【請求項９】 前記第四アンモニウム塩が、ポリオキシ
   エチレンアルキル第四アンモニウム塩であることを特徴
   とする請求項８記載の研磨用組成物。
10. 【請求項１０】 前記第四アンモニウム塩が、ポリオキ
    シエチレンココアルキル第四アンモニウム塩化物である
    ことを特徴とする請求項８記載の研磨用組成物。
11. 【請求項１１】 ポリオキシエチレンココアルキル第四
    アンモニウム塩化物が、前記（ａ）の研磨材の比表面積
    に対して最大０．０５ｍｇ／ｍ² の量で含まれることを
    特徴とする請求項１０記載の研磨用組成物。
12. 【請求項１２】 前記（ｂ）の研磨抵抗抑制剤が、水溶
    性電解質であり、それらがポリアクリル酸またはポリア
    クリル酸塩であることを特徴とする請求項１乃至５のい
    ずれか記載の研磨用組成物。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれかに記載さ
    れた研磨用組成物を用いて、メモリーハードディスクに
    使用される磁気ディスク用基盤を研磨することを特徴と
    するメモリーハードディスクの製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１２のいずれかに記載さ
    れた研磨用組成物を用いて、あらかじめ１回乃至複数回
    の予備研磨工程が施された磁気ディスク用基盤を仕上げ
    研磨することを特徴とする請求項１３記載のメモリーハ
    ードディスクの製造方法。
15. 【請求項１５】 前記磁気ディスク用基盤の仕上げ研磨
    前の表面粗さが２０Åであることを特徴とする請求項１
    ３または１４記載のメモリーハードディスクの製造方
    法。
16. 【請求項１６】 前記磁気ディスク用基盤は、Ｎｉ−Ｐ
    ディスクまたはアルミニウムディスクであることを特徴
    とする請求項１３乃至１５のいずれか記載のメモリーハ
    ードディスクの製造方法。