JP2004204155A - 研磨液組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】メモリーハードディスク用基板の研磨用として、研磨後の被研磨物のマイクロピットを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることが可能である研磨液組成物、該研磨液組成物を用いたマイクロピットの低減方法及び前記研磨液組成物を用いた基板の製造方法を提供する。
【解決手段】研磨材中における粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有する研磨液組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】研磨材中における粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有する研磨液組成物。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液組成物、該研磨液組成物を用いたマイクロピットの低減方法、前記研磨液組成物を用いた基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のメモリーハードディスクドライブには、高容量・小径化が求められ記録密度を上げるために磁気ヘッドの浮上量を低下させたり、単位記録面積を小さくすることが強いられている。それに伴い、磁気ディスク用基板の製造工程においても研磨後に要求される表面品質は年々厳しくなってきており、ヘッドの低浮上に対応して、表面粗さ、微小うねり、ロールオフ、突起の低減や単位記録面積の減少に対応して許容されるスクラッチ、ピットの大きさと深さがますます小さくなってきている。
【０００３】
このような要求に対して、平均うねりが小さく、表面欠陥の少ないアルミニウムディスク基板を得ることの出来る、異なったモノモーダル数粒子径分布を有するコロイダルシリカ粒子群を含む、アルミニウムディスク基板の研磨用組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、表面平滑性に優れ、かつ表面欠陥を発生することなく、しかも経済的な速度で研磨を可能とする、特定の粒径分布を有するコロイダルシリカを含有する研磨液組成物が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、かかる研磨液組成物は、一次研磨としてアルミナ砥粒を用いた場合において、そのアルミナ砥粒が基板表面に残留することにより生じる凹み欠陥（以下、マイクロピットという）を防止するという観点からは何ら工夫がされておらず、さらなる改善が求められていた。
【０００６】
ここで、マイクロピットとは、通常のピットとは異なり微分干渉式光学顕微鏡ではっきりとした輝点として確認できないものであり、従来はこの欠陥について十分な検討がなされておらず、単位記録面積の縮小を妨げる基板の表面欠陥として、近年急速に認識されつつある表面欠陥である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３０２７４号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開２００１−３２３２５４号公報（請求項１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、メモリーハードディスク用基板の研磨用として、研磨後の被研磨物のマイクロピットを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることが可能である研磨液組成物、該研磨液組成物を用いたマイクロピットの低減方法及び前記研磨液組成物を用いた基板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕 水系媒体中に研磨材を含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物であって、該研磨材中における粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有する研磨液組成物、
〔２〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、マイクロピットを低減する方法、並びに
〔３〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、Ｎｉ−Ｐでメッキされたメモリーハードディスク用基板を製造する方法
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、水系媒体中に研磨材を含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物であって、該研磨材全量中における粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有するものである。
【００１１】
本発明においては、前記のような特定の粒径分布を有するシリカ粒子を特定量以上含有する研磨材を用いることで、メモリーハードディスクの研磨用として、研磨後の被研磨物のマイクロピットを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることができるという効果が発現される。
【００１２】
ここで、マイクロピットとは、▲１▼微分干渉式光学顕微鏡で観察する場合、倍率５０〜１００倍で、基板表面を十分に平坦に調整した状態でのみ観測できる凹み又は▲２▼原子間力顕微鏡で観察する場合、直径０．２〜５μｍ、深さ１０〜１００ｎｍの逆円錐型の凹みであって、▲３▼凹みの底にＡｌ元素が検出されるものをいう。なお、Ａｌ元素の検出は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）と元素分析手法（ＥＤＳ、オージェ分光）を組み合わせることにより確認できる。
【００１３】
このマイクロピットは、研磨材の平均粒径が小さくなるにつれ、機械的研削力が不足し、前工程のアルミナ砥粒の突き刺さり等の残留物が排出しにくく、研磨後期で排出されたものが研削されずに凹みとして残ることでマイクロピットが発生すると考えられる。
【００１４】
本発明に用いられる研磨材は、粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子を５０体積％以上含有するものである。前記粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子の含有量は、マイクロピット、表面粗さ及びスクラッチの低減の観点から、５５体積％以上が好ましく、６０体積％以上が好ましい。
【００１５】
シリカとしては、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられ、中でも、より高度な平滑性を必要とする高記録密度メモリー磁気ディスク用基板の最終仕上げ研磨用途に適しているという観点から、コロイダルシリカが好ましい。なお、コロイダルシリカ粒子は、例えば、ケイ酸水溶液から生成させる製法により得ることができる。
【００１６】
前記粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子は、その全量中、粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を１０〜７０体積％、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を２０〜７０体積％、及び粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を０．１〜４０体積％それぞれ含有するものである。
【００１７】
前記小粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、１２〜６８体積％が好ましく、１５〜６５体積％がより好ましく、２０〜６０体積％がさらに好ましく、３０〜６０体積％が最も好ましい。中粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、２５〜７０体積％が好ましく、２５〜６０体積％がより好ましく、３０〜５０体積％がさらに好ましい。及び大粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、０．５〜３５体積％が好ましく、１〜３０体積％がより好ましい。
【００１８】
中でも、本発明に用いられる研磨材は、マイクロピット低減の観点から、粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して、小粒径シリカ粒子中の粒子径が１０ｎｍ〜３０ｎｍの粒子を５〜７０体積％、好ましくは１０〜５０体積％、中粒径シリカ粒子中の粒子径が４５ｎｍ〜７５ｎｍの粒子を２０〜７０体積％、好ましくは２２〜６５体積％、及び大粒径シリカ粒子中の粒子径が９０ｎｍ〜１１０ｎｍの粒子を０．１〜２５体積％、好ましくは１〜１５体積％含有していることが望ましい。
【００１９】
前記シリカ粒子の粒径分布は、以下の方法により求めることができる。即ち、コロイダルシリカを日本電子製透過型電子顕微鏡「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで取込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」（販売元、三谷商事）を用いて１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、直径とし、１０００個以上のシリカ粒子データを解析した後、それをもとに表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて粒子直径から粒子体積に換算した。まず、全粒子中における５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（５〜１２０ｎｍ）の粒子の割合（体積基準％）を計算し、さらに５ｎｍ以上１２０ｎｍの粒子の集合全体における５ｎｍ以上４０ｎｍ未満（５ｎｍ〜４０ｎｍ未満）、４０ｎｍ以上８０ｎｍ未満（４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満）、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（８０ｎｍ〜１２０ｎｍ）の３つの領域の割合（体積基準％）を求めた。同様に１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下、４５ｎｍ以上７５ｎｍ以下、９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下の３つの領域の割合（体積基準％）についても求めた。
【００２０】
また、シリカ粒子の粒径分布を調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、シリカ粒子がコロイダルシリカの場合、その製造段階における粒子の成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより最終製品に粒径分布を持たせる方法、異なる粒径分布を有する２つ以上のシリカ粒子を混合する方法等で達成することが可能である。
【００２１】
また、研磨材には、前記シリカ粒子に加えて、研磨用に一般に使用されている研磨材を使用することもできる。該研磨材として、金属；金属又は半金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物；ダイヤモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８Ａ族由来のものである。研磨材の具体例として、酸化アルミニウム、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等が挙げられ、これらを１種以上使用することは研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でも、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等が、磁気記録媒体用基板等の精密部品用基板の研磨に適している。酸化アルミニウムについては、α、θ、γ等種々の結晶系が知られているが、用途に応じ適宜選択、使用することができる。
【００２２】
シリカ粒子以外の研磨材の一次粒子の平均粒径は、２００ｎｍ以下であり、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは２０ｎｍ以上であり、表面粗さ（Ｒａ、Ｒｍａｘ）、うねり（Ｗａ）を低減する観点から、２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１２０ｎｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。該一次粒子の平均粒径は、好ましくは１〜２００ｎｍ、より好ましくは１〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜１２０ｎｍ、特に好ましくは２０〜１００ｎｍである。さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは５０〜３０００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜１５００ｎｍ、特に好ましくは２００〜１２００ｎｍである。
【００２３】
シリカ粒子以外の研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡で観察（好適には3000〜100000倍）した画像を解析して一次粒子の小粒径側からの積算粒径分布（個数基準）が５０％となる粒径（Ｄ５０）を測定することにより求めることができる。ここで、ひとつの一次粒子の粒径は、２軸平均（長径と短径の平均）粒径を用いることとする。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。
【００２４】
研磨材組成物中におけるシリカ粒子を含む研磨材の含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは0.5 重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上、特に好ましくは５重量％以上であり、また、表面品質を向上させる観点、及び経済性の観点から、好ましくは20重量％以下、より好ましくは15重量％以下、さらに好ましくは13重量％以下、特に好ましくは10重量％以下である。すなわち、該含有量は、好ましくは0.5 〜20重量% 、より好ましくは1 〜15重量% 、さらに好ましくは3 〜13重量% 、特に好ましくは5 〜10重量% である。
【００２５】
また、本発明の研磨液組成物は、研磨速度をより向上させる観点から、酸化剤を含有していてもよい。酸化剤としては、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、硫酸類等が挙げられる。
【００２６】
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；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；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；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；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；金属塩類としては、塩化鉄（III)、硫酸鉄（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。特に、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好ましい。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。
【００２７】
研磨速度を向上させる観点から、研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、好ましくは0.002 重量% 以上、より好ましくは0.005 重量% 以上、さらに好ましくは0.007 重量% 以上、特に好ましくは0.01重量% 以上であり、表面粗さ、うねりを低減し、ピット、スクラッチ等の表面欠陥を減少させて表面品質を向上させる観点及び経済性の観点から、好ましくは20重量% 以下、より好ましくは15重量% 以下、さらに好ましくは10重量% 以下、特に好ましくは5 重量% 以下である。該含有量は、好ましくは0.002 〜20重量% 、より好ましくは0.005 〜15重量% 、さらに好ましくは、0.007 〜10重量% 、特に好ましくは0.01〜5 重量% である。
【００２８】
また、本発明の研磨液組成物は、酸及び／又はその塩を含有してもよい。酸及び／又はその塩としては、その酸のｐＫ１が２以下の化合物が好ましく、微小スクラッチを低減する観点から、ｐＫ１が１．５以下、より好ましくは１以下、最も好ましくはｐＫ１で表せない程の強い酸性を示す化合物が望ましい。その例としては、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及びその塩、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及びその塩、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及びその塩、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、オキサロ酢酸等のカルボン酸及びその塩等が挙げられる。中でも、微小スクラッチを低減する観点から、無機酸や有機ホスホン酸及びその塩が好ましい。また、無機酸及びその塩の中では、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸及びそれらの塩がより好ましい。有機ホスホン酸及びその塩の中では、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）及びそれらの塩がより好ましい。これらの酸及びその塩は単独で又は２種以上を混合して用いてもよい。ここで、ｐＫ１とは有機化合物または無機化合物の酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値を通常ｐＫａと表し、そのうちの第一酸解離定数の逆数の対数値をｐＫ１としている。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。なお、本発明においては、微小スクラッチの低減と研磨速度の両立の観点から、その酸のｐＫ１が２以下の酸及び／又はその塩を用いることが特に好ましい。
【００２９】
これらの酸の塩としては、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、有機アミン等との塩が挙げられる。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、微小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。
【００３０】
前記酸及びその塩の研磨液組成物中における含有量は、充分な研磨速度を発揮する観点および表面品質を向上させる観点から、0.0001〜５重量％が好ましく、より好ましくは0.0003〜３重量％であり、さらに好ましくは0.001 〜２重量％、特に好ましくは0.0025〜１重量％である。
【００３１】
本発明の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、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水等が使用される。その含有量は、被研磨物を効率よく研磨する観点から、好ましくは55重量% 以上であり、より好ましくは67重量% 以上であり、さらに好ましくは75重量% 以上であり、特に好ましくは84重量% 以上であり、また、好ましくは99.4979 重量% 以下、より好ましくは98.9947 重量% 以下、さらに好ましくは96.992重量% 以下、特に好ましくは、94.9875 重量% 以下である。該含有量は、好ましくは55〜99.4979 重量% 、より好ましくは67〜98.9947 重量% 、さらに好ましくは75〜96.992重量% 、特に好ましくは84〜94.9875 重量% である。
【００３２】
尚、前記研磨液組成物中の各成分の濃度は、該組成物製造時の濃度及び使用時の濃度のいずれであってもよい。通常、濃縮液として研磨液組成物は製造され、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。
【００３３】
また、本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。該他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。
【００３４】
本発明の研磨液組成物は、前記研磨材、酸化剤、酸及び／又はその塩、水、必要に応じて他の成分等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。
【００３５】
本発明の研磨液組成物のｐＨは、被加工物の種類や要求性能に応じて適宜決定することが好ましい。被研磨物の材質により一概に限定はできないが、一般に金属材料では研磨速度を向上させる観点からｐＨは酸性が好ましく、7 未満が好ましく、より好ましくは6 以下、さらに好ましくは5 以下、特に好ましくは4 以下であることが望ましい。また、人体への影響や機械の腐食性の観点から、ｐＨは1 以上であることが好ましく、より好ましくは1.1 以上、さらに好ましくは1.2 以上、特に好ましくは1.3 以上である。特にニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）メッキされたアルミニウム合金基板等の金属を主対象とした精密部品基板においては、研磨速度の観点から、ｐＨは酸性にすることが好ましく、研磨速度を向上させる観点からｐＨは4.5 以下が好ましく、より好ましくは4 以下、さらに好ましくは3.5 以下、特に好ましくは3 以下である。従って、重視する目的に合わせてｐＨを設定すればよいが、特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板等の金属を対象とした精密部品基板においては、前記観点を総合して、ｐＨは1 〜4.5 が好ましく、より好ましくは1.1 〜4 、さらに好ましくは1.2 〜3.5 、特に好ましくは1.3 〜3 である。ｐＨは硝酸、硫酸等の無機酸やシュウ酸等の有機酸、アンモニウム塩、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することにより調整することができる。
【００３６】
本発明のマイクロピットを低減する方法としては、被研磨基板を研磨する際に、本発明の研磨液組成物を用いる方法が挙げられる。被研磨基板の研磨方法としては、本発明の研磨液組成物を用いて、あるいは本発明の研磨液組成物の組成となるように各成分を混合して研磨液組成物を調製して被研磨基板を研磨する工程を有しており、特にメモリーハードディスク用基板等の精密部品用基板を好適に製造することができる。また、本発明の研磨液組成物は、マイクロピットを顕著に低減して高い研磨速度を発揮することができる。
【００３７】
本発明の研磨液組成物が対象とする被研磨物の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属又は半金属およびこれらの合金、及びガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質、アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金が被研磨物であるのが好ましく、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板がより好ましく、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板が特に好ましい。
【００３８】
本発明の研磨液組成物を用いる研磨方法としては、例えば、不織布状の有機高分子系研磨布等を貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、研磨液組成物を研磨面に供給し、一定圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより研磨する方法等が挙げられる。前記方法において、本発明の研磨液組成物を用いることにより、マイクロピットの発生を顕著に抑えることができる。即ち、前記研磨方法は、基板のマイクロピットの低減方法である。
【００３９】
本発明の基板の製造方法は、前記研磨液組成物を用いた研磨工程を有し、該研磨工程は、複数の研磨工程の中でも２工程目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程に行われるのが特に好ましい。例えば、１工程又は２工程の研磨工程によって表面粗さ（Ｒａ）０．５〜１．５ｎｍ、うねり（Ｗａ）０．５〜１ｎｍにしたＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程によって研磨して、マイクロピットの発生数が極めて少ない磁気ディスク用基板を製造することができる。
【００４０】
製造された基板は、マイクロピットが顕著に低減されていることに加え、表面平滑性に優れたものである。その表面平滑性として、表面粗さ（Ｒａ）０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下が望ましい。また、うねり（Ｗａ）は０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下が望ましい。
【００４１】
以上のように、本発明の研磨液組成物を用いることで、マイクロピットの発生を顕著に低減させた平滑性が向上した、表面性状に優れた高品質の基板を生産効率よく製造することができる。
【００４２】
本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程におい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。
【００４３】
【実施例】
（被研磨物）
被研磨基板として、Ｎｉ−Ｐメッキされた基板をアルミナ研磨材を含有する研磨液であらかじめ粗研磨し、基板表面粗さ（Ｒａ）１ｎｍとした厚さ1.27ｍｍの９５ｍｍφのアルミニウム合金基板を用いて研磨評価を行った。
【００４４】
実施例１〜４及び比較例１〜９
表１に記載のシリカＡ〜Ｇ、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）、ＨＥＤＰ及び残部水（イオン交換水）を添加、混合することにより、表１に記載の組成を有する研磨液組成物を調製した。混合する順番としては、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸を水に希釈した水溶液に３５重量％過酸化水素を、次いで残りの成分を混合し、最後にコロイダルシリカスラリーをゲル化しないように攪拌しながら配合し、研磨液組成物を調製した。なお、得られた研磨液組成物中の研磨材に含まれるシリカ粒子の粒径分布を表２に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
なお、表１中、
ＨＥＤＰは、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ディクエスト２０１０，ソルーシア・ジャパン製）、
Ｈ2 Ｏ2 は35重量％過酸化水素（旭電化製）、
シリカＡは、サイトン５２０（デュポン製）、
シリカＢは、シリカドール３０Ｇ（日本化学工業製）、
シリカＣは、カタロイドＳＩ−８０Ｐ（触媒化成工業製）、
シリカＤは、カタロイドＳＩ−４５Ｐ（触媒化成工業製）、
シリカＥは、カタロイドＳＩ−５０（触媒化成工業製）、
シリカＦは、カタロイドＳＩ−４０（触媒化成工業製）、
シリカＧは、カタロイドＳＩ−３０（触媒化成工業製）
を示す。
【００４７】
次いで、得られた研磨液組成物を用いて以下のようにして被研磨基板を研磨し、基板上のマイクロピットの有無について調べた。
【００４８】
［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：カネボウ社製、商品名「Ｂｅｌａｔｒｉｘ Ｎ００５８」
定盤回転数：３２．５r/min
スラリー供給量：４０ml/min
研磨時間：４分
研磨荷重：７．８ｋＰａ
投入した基板の枚数：１０枚
【００４９】
［マイクロピットの測定方法］
微分干渉式顕微鏡観察〔金属顕微鏡「ＢＸ６０Ｍ」（オリンパス工業社製）、倍率５０倍（接眼レンズ１０倍、対物レンズ５倍）〕により５枚の基板について表面、裏面ともに図１に示すように線ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ、ＧＨについて走査しながらマイクロピットの個数をカウントした。
その結果を以下の評価基準に基づいて、表２に示す。
【００５０】
評価基準
「◎」：０．３個／面未満
「○」：０．３個／面以上、１個／面未満
「△」：１個／面以上、５個／面未満
「×」：５個／面以上、２０個／面未満
「××」：２０個／面以上、１００個／面未満
「×××」：１００個／面以上
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２の結果より、実施例１〜４で得られた研磨液組成物は、いずれも比較例１〜９で得られた研磨液組成物に比べ、マイクロピットの低減効果が著しく優れたものであることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の研磨液組成物を用いることにより、マイクロピットが顕著に低減されたメモリーハードディスク等の精密部品基板を経済的に製造できるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、マイクロピットの測定の際に、微分干渉式顕微鏡で走査した基板上の部位を示す概略図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨液組成物、該研磨液組成物を用いたマイクロピットの低減方法、前記研磨液組成物を用いた基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のメモリーハードディスクドライブには、高容量・小径化が求められ記録密度を上げるために磁気ヘッドの浮上量を低下させたり、単位記録面積を小さくすることが強いられている。それに伴い、磁気ディスク用基板の製造工程においても研磨後に要求される表面品質は年々厳しくなってきており、ヘッドの低浮上に対応して、表面粗さ、微小うねり、ロールオフ、突起の低減や単位記録面積の減少に対応して許容されるスクラッチ、ピットの大きさと深さがますます小さくなってきている。
【０００３】
このような要求に対して、平均うねりが小さく、表面欠陥の少ないアルミニウムディスク基板を得ることの出来る、異なったモノモーダル数粒子径分布を有するコロイダルシリカ粒子群を含む、アルミニウムディスク基板の研磨用組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、表面平滑性に優れ、かつ表面欠陥を発生することなく、しかも経済的な速度で研磨を可能とする、特定の粒径分布を有するコロイダルシリカを含有する研磨液組成物が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかし、かかる研磨液組成物は、一次研磨としてアルミナ砥粒を用いた場合において、そのアルミナ砥粒が基板表面に残留することにより生じる凹み欠陥（以下、マイクロピットという）を防止するという観点からは何ら工夫がされておらず、さらなる改善が求められていた。
【０００６】
ここで、マイクロピットとは、通常のピットとは異なり微分干渉式光学顕微鏡ではっきりとした輝点として確認できないものであり、従来はこの欠陥について十分な検討がなされておらず、単位記録面積の縮小を妨げる基板の表面欠陥として、近年急速に認識されつつある表面欠陥である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−３０２７４号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開２００１−３２３２５４号公報（請求項１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、メモリーハードディスク用基板の研磨用として、研磨後の被研磨物のマイクロピットを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることが可能である研磨液組成物、該研磨液組成物を用いたマイクロピットの低減方法及び前記研磨液組成物を用いた基板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕 水系媒体中に研磨材を含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物であって、該研磨材中における粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有する研磨液組成物、
〔２〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、マイクロピットを低減する方法、並びに
〔３〕 前記〔１〕記載の研磨液組成物を用いて、Ｎｉ−Ｐでメッキされたメモリーハードディスク用基板を製造する方法
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、水系媒体中に研磨材を含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物であって、該研磨材全量中における粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有するものである。
【００１１】
本発明においては、前記のような特定の粒径分布を有するシリカ粒子を特定量以上含有する研磨材を用いることで、メモリーハードディスクの研磨用として、研磨後の被研磨物のマイクロピットを顕著に低減し、しかも経済的に研磨をすることができるという効果が発現される。
【００１２】
ここで、マイクロピットとは、▲１▼微分干渉式光学顕微鏡で観察する場合、倍率５０〜１００倍で、基板表面を十分に平坦に調整した状態でのみ観測できる凹み又は▲２▼原子間力顕微鏡で観察する場合、直径０．２〜５μｍ、深さ１０〜１００ｎｍの逆円錐型の凹みであって、▲３▼凹みの底にＡｌ元素が検出されるものをいう。なお、Ａｌ元素の検出は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）と元素分析手法（ＥＤＳ、オージェ分光）を組み合わせることにより確認できる。
【００１３】
このマイクロピットは、研磨材の平均粒径が小さくなるにつれ、機械的研削力が不足し、前工程のアルミナ砥粒の突き刺さり等の残留物が排出しにくく、研磨後期で排出されたものが研削されずに凹みとして残ることでマイクロピットが発生すると考えられる。
【００１４】
本発明に用いられる研磨材は、粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子を５０体積％以上含有するものである。前記粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子の含有量は、マイクロピット、表面粗さ及びスクラッチの低減の観点から、５５体積％以上が好ましく、６０体積％以上が好ましい。
【００１５】
シリカとしては、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられ、中でも、より高度な平滑性を必要とする高記録密度メモリー磁気ディスク用基板の最終仕上げ研磨用途に適しているという観点から、コロイダルシリカが好ましい。なお、コロイダルシリカ粒子は、例えば、ケイ酸水溶液から生成させる製法により得ることができる。
【００１６】
前記粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子は、その全量中、粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を１０〜７０体積％、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を２０〜７０体積％、及び粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を０．１〜４０体積％それぞれ含有するものである。
【００１７】
前記小粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、１２〜６８体積％が好ましく、１５〜６５体積％がより好ましく、２０〜６０体積％がさらに好ましく、３０〜６０体積％が最も好ましい。中粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、２５〜７０体積％が好ましく、２５〜６０体積％がより好ましく、３０〜５０体積％がさらに好ましい。及び大粒径シリカ粒子の含有量としては、マイクロピット低減の観点から、０．５〜３５体積％が好ましく、１〜３０体積％がより好ましい。
【００１８】
中でも、本発明に用いられる研磨材は、マイクロピット低減の観点から、粒子径５〜１２０ｎｍシリカ粒子全量に対して、小粒径シリカ粒子中の粒子径が１０ｎｍ〜３０ｎｍの粒子を５〜７０体積％、好ましくは１０〜５０体積％、中粒径シリカ粒子中の粒子径が４５ｎｍ〜７５ｎｍの粒子を２０〜７０体積％、好ましくは２２〜６５体積％、及び大粒径シリカ粒子中の粒子径が９０ｎｍ〜１１０ｎｍの粒子を０．１〜２５体積％、好ましくは１〜１５体積％含有していることが望ましい。
【００１９】
前記シリカ粒子の粒径分布は、以下の方法により求めることができる。即ち、コロイダルシリカを日本電子製透過型電子顕微鏡「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」（８０ｋＶ、１〜５万倍）で観察した写真をパソコンにスキャナで取込み、解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ」（販売元、三谷商事）を用いて１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、直径とし、１０００個以上のシリカ粒子データを解析した後、それをもとに表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて粒子直径から粒子体積に換算した。まず、全粒子中における５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（５〜１２０ｎｍ）の粒子の割合（体積基準％）を計算し、さらに５ｎｍ以上１２０ｎｍの粒子の集合全体における５ｎｍ以上４０ｎｍ未満（５ｎｍ〜４０ｎｍ未満）、４０ｎｍ以上８０ｎｍ未満（４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満）、８０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（８０ｎｍ〜１２０ｎｍ）の３つの領域の割合（体積基準％）を求めた。同様に１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下、４５ｎｍ以上７５ｎｍ以下、９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下の３つの領域の割合（体積基準％）についても求めた。
【００２０】
また、シリカ粒子の粒径分布を調整する方法としては、特に限定されないが、例えば、シリカ粒子がコロイダルシリカの場合、その製造段階における粒子の成長過程で新たな核となる粒子を加えることにより最終製品に粒径分布を持たせる方法、異なる粒径分布を有する２つ以上のシリカ粒子を混合する方法等で達成することが可能である。
【００２１】
また、研磨材には、前記シリカ粒子に加えて、研磨用に一般に使用されている研磨材を使用することもできる。該研磨材として、金属；金属又は半金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物；ダイヤモンド等が挙げられる。金属又は半金属元素は、周期律表（長周期型）の２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ、５Ａ、６Ａ、７Ａ又は８Ａ族由来のものである。研磨材の具体例として、酸化アルミニウム、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等が挙げられ、これらを１種以上使用することは研磨速度を向上させる観点から好ましい。中でも、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等が、磁気記録媒体用基板等の精密部品用基板の研磨に適している。酸化アルミニウムについては、α、θ、γ等種々の結晶系が知られているが、用途に応じ適宜選択、使用することができる。
【００２２】
シリカ粒子以外の研磨材の一次粒子の平均粒径は、２００ｎｍ以下であり、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは１ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは２０ｎｍ以上であり、表面粗さ（Ｒａ、Ｒｍａｘ）、うねり（Ｗａ）を低減する観点から、２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下、より好ましくは１２０ｎｍ以下、特に好ましくは１００ｎｍ以下である。該一次粒子の平均粒径は、好ましくは１〜２００ｎｍ、より好ましくは１〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜１２０ｎｍ、特に好ましくは２０〜１００ｎｍである。さらに、一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合は、同様に研磨速度を向上させる観点及び被研磨物の表面粗さを低減させる観点から、その二次粒子の平均粒径は、好ましくは５０〜３０００ｎｍ、さらに好ましくは１００〜１５００ｎｍ、特に好ましくは２００〜１２００ｎｍである。
【００２３】
シリカ粒子以外の研磨材の一次粒子の平均粒径は、走査型電子顕微鏡で観察（好適には3000〜100000倍）した画像を解析して一次粒子の小粒径側からの積算粒径分布（個数基準）が５０％となる粒径（Ｄ５０）を測定することにより求めることができる。ここで、ひとつの一次粒子の粒径は、２軸平均（長径と短径の平均）粒径を用いることとする。また、二次粒子の平均粒径はレーザー光回折法を用いて体積平均粒径として測定することができる。
【００２４】
研磨材組成物中におけるシリカ粒子を含む研磨材の含有量は、研磨速度を向上させる観点から、好ましくは0.5 重量％以上、より好ましくは１重量％以上、さらに好ましくは３重量％以上、特に好ましくは５重量％以上であり、また、表面品質を向上させる観点、及び経済性の観点から、好ましくは20重量％以下、より好ましくは15重量％以下、さらに好ましくは13重量％以下、特に好ましくは10重量％以下である。すなわち、該含有量は、好ましくは0.5 〜20重量% 、より好ましくは1 〜15重量% 、さらに好ましくは3 〜13重量% 、特に好ましくは5 〜10重量% である。
【００２５】
また、本発明の研磨液組成物は、研磨速度をより向上させる観点から、酸化剤を含有していてもよい。酸化剤としては、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、硫酸類等が挙げられる。
【００２６】
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；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；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；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；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；金属塩類としては、塩化鉄（III)、硫酸鉄（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。特に、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好ましい。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。
【００２７】
研磨速度を向上させる観点から、研磨液組成物中の酸化剤の含有量は、好ましくは0.002 重量% 以上、より好ましくは0.005 重量% 以上、さらに好ましくは0.007 重量% 以上、特に好ましくは0.01重量% 以上であり、表面粗さ、うねりを低減し、ピット、スクラッチ等の表面欠陥を減少させて表面品質を向上させる観点及び経済性の観点から、好ましくは20重量% 以下、より好ましくは15重量% 以下、さらに好ましくは10重量% 以下、特に好ましくは5 重量% 以下である。該含有量は、好ましくは0.002 〜20重量% 、より好ましくは0.005 〜15重量% 、さらに好ましくは、0.007 〜10重量% 、特に好ましくは0.01〜5 重量% である。
【００２８】
また、本発明の研磨液組成物は、酸及び／又はその塩を含有してもよい。酸及び／又はその塩としては、その酸のｐＫ１が２以下の化合物が好ましく、微小スクラッチを低減する観点から、ｐＫ１が１．５以下、より好ましくは１以下、最も好ましくはｐＫ１で表せない程の強い酸性を示す化合物が望ましい。その例としては、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及びその塩、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及びその塩、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及びその塩、シュウ酸、ニトロ酢酸、マレイン酸、オキサロ酢酸等のカルボン酸及びその塩等が挙げられる。中でも、微小スクラッチを低減する観点から、無機酸や有機ホスホン酸及びその塩が好ましい。また、無機酸及びその塩の中では、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸及びそれらの塩がより好ましい。有機ホスホン酸及びその塩の中では、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）及びそれらの塩がより好ましい。これらの酸及びその塩は単独で又は２種以上を混合して用いてもよい。ここで、ｐＫ１とは有機化合物または無機化合物の酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値を通常ｐＫａと表し、そのうちの第一酸解離定数の逆数の対数値をｐＫ１としている。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。なお、本発明においては、微小スクラッチの低減と研磨速度の両立の観点から、その酸のｐＫ１が２以下の酸及び／又はその塩を用いることが特に好ましい。
【００２９】
これらの酸の塩としては、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、有機アミン等との塩が挙げられる。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、微小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。
【００３０】
前記酸及びその塩の研磨液組成物中における含有量は、充分な研磨速度を発揮する観点および表面品質を向上させる観点から、0.0001〜５重量％が好ましく、より好ましくは0.0003〜３重量％であり、さらに好ましくは0.001 〜２重量％、特に好ましくは0.0025〜１重量％である。
【００３１】
本発明の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、例えば、蒸留水、イオン交換水、超純水等が使用される。その含有量は、被研磨物を効率よく研磨する観点から、好ましくは55重量% 以上であり、より好ましくは67重量% 以上であり、さらに好ましくは75重量% 以上であり、特に好ましくは84重量% 以上であり、また、好ましくは99.4979 重量% 以下、より好ましくは98.9947 重量% 以下、さらに好ましくは96.992重量% 以下、特に好ましくは、94.9875 重量% 以下である。該含有量は、好ましくは55〜99.4979 重量% 、より好ましくは67〜98.9947 重量% 、さらに好ましくは75〜96.992重量% 、特に好ましくは84〜94.9875 重量% である。
【００３２】
尚、前記研磨液組成物中の各成分の濃度は、該組成物製造時の濃度及び使用時の濃度のいずれであってもよい。通常、濃縮液として研磨液組成物は製造され、これを使用時に希釈して用いる場合が多い。
【００３３】
また、本発明の研磨液組成物には、必要に応じて他の成分を配合することができる。該他の成分としては、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤等が挙げられる。
【００３４】
本発明の研磨液組成物は、前記研磨材、酸化剤、酸及び／又はその塩、水、必要に応じて他の成分等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。
【００３５】
本発明の研磨液組成物のｐＨは、被加工物の種類や要求性能に応じて適宜決定することが好ましい。被研磨物の材質により一概に限定はできないが、一般に金属材料では研磨速度を向上させる観点からｐＨは酸性が好ましく、7 未満が好ましく、より好ましくは6 以下、さらに好ましくは5 以下、特に好ましくは4 以下であることが望ましい。また、人体への影響や機械の腐食性の観点から、ｐＨは1 以上であることが好ましく、より好ましくは1.1 以上、さらに好ましくは1.2 以上、特に好ましくは1.3 以上である。特にニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）メッキされたアルミニウム合金基板等の金属を主対象とした精密部品基板においては、研磨速度の観点から、ｐＨは酸性にすることが好ましく、研磨速度を向上させる観点からｐＨは4.5 以下が好ましく、より好ましくは4 以下、さらに好ましくは3.5 以下、特に好ましくは3 以下である。従って、重視する目的に合わせてｐＨを設定すればよいが、特にＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板等の金属を対象とした精密部品基板においては、前記観点を総合して、ｐＨは1 〜4.5 が好ましく、より好ましくは1.1 〜4 、さらに好ましくは1.2 〜3.5 、特に好ましくは1.3 〜3 である。ｐＨは硝酸、硫酸等の無機酸やシュウ酸等の有機酸、アンモニウム塩、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することにより調整することができる。
【００３６】
本発明のマイクロピットを低減する方法としては、被研磨基板を研磨する際に、本発明の研磨液組成物を用いる方法が挙げられる。被研磨基板の研磨方法としては、本発明の研磨液組成物を用いて、あるいは本発明の研磨液組成物の組成となるように各成分を混合して研磨液組成物を調製して被研磨基板を研磨する工程を有しており、特にメモリーハードディスク用基板等の精密部品用基板を好適に製造することができる。また、本発明の研磨液組成物は、マイクロピットを顕著に低減して高い研磨速度を発揮することができる。
【００３７】
本発明の研磨液組成物が対象とする被研磨物の材質は、例えば、シリコン、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅、タンタル、チタン等の金属又は半金属およびこれらの合金、及びガラス、ガラス状カーボン、アモルファスカーボン等のガラス状物質、アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化タンタル、炭化チタン等のセラミック材料、ポリイミド樹脂等の樹脂等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム、ニッケル、タングステン、銅等の金属及びこれらの金属を主成分とする合金が被研磨物であるのが好ましく、例えば、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板がより好ましく、Ｎｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板が特に好ましい。
【００３８】
本発明の研磨液組成物を用いる研磨方法としては、例えば、不織布状の有機高分子系研磨布等を貼り付けた研磨盤で基板を挟み込み、研磨液組成物を研磨面に供給し、一定圧力を加えながら研磨盤や基板を動かすことにより研磨する方法等が挙げられる。前記方法において、本発明の研磨液組成物を用いることにより、マイクロピットの発生を顕著に抑えることができる。即ち、前記研磨方法は、基板のマイクロピットの低減方法である。
【００３９】
本発明の基板の製造方法は、前記研磨液組成物を用いた研磨工程を有し、該研磨工程は、複数の研磨工程の中でも２工程目以降に行われるのが好ましく、最終研磨工程に行われるのが特に好ましい。例えば、１工程又は２工程の研磨工程によって表面粗さ（Ｒａ）０．５〜１．５ｎｍ、うねり（Ｗａ）０．５〜１ｎｍにしたＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板を、本発明の研磨液組成物を用いた研磨工程によって研磨して、マイクロピットの発生数が極めて少ない磁気ディスク用基板を製造することができる。
【００４０】
製造された基板は、マイクロピットが顕著に低減されていることに加え、表面平滑性に優れたものである。その表面平滑性として、表面粗さ（Ｒａ）０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下が望ましい。また、うねり（Ｗａ）は０．３ｎｍ以下、好ましくは０．２５ｎｍ以下が望ましい。
【００４１】
以上のように、本発明の研磨液組成物を用いることで、マイクロピットの発生を顕著に低減させた平滑性が向上した、表面性状に優れた高品質の基板を生産効率よく製造することができる。
【００４２】
本発明の研磨液組成物は、ポリッシング工程におい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。
【００４３】
【実施例】
（被研磨物）
被研磨基板として、Ｎｉ−Ｐメッキされた基板をアルミナ研磨材を含有する研磨液であらかじめ粗研磨し、基板表面粗さ（Ｒａ）１ｎｍとした厚さ1.27ｍｍの９５ｍｍφのアルミニウム合金基板を用いて研磨評価を行った。
【００４４】
実施例１〜４及び比較例１〜９
表１に記載のシリカＡ〜Ｇ、過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）、ＨＥＤＰ及び残部水（イオン交換水）を添加、混合することにより、表１に記載の組成を有する研磨液組成物を調製した。混合する順番としては、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸を水に希釈した水溶液に３５重量％過酸化水素を、次いで残りの成分を混合し、最後にコロイダルシリカスラリーをゲル化しないように攪拌しながら配合し、研磨液組成物を調製した。なお、得られた研磨液組成物中の研磨材に含まれるシリカ粒子の粒径分布を表２に示す。
【００４５】
【表１】
なお、表１中、
ＨＥＤＰは、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ディクエスト２０１０，ソルーシア・ジャパン製）、
Ｈ2 Ｏ2 は35重量％過酸化水素（旭電化製）、
シリカＡは、サイトン５２０（デュポン製）、
シリカＢは、シリカドール３０Ｇ（日本化学工業製）、
シリカＣは、カタロイドＳＩ−８０Ｐ（触媒化成工業製）、
シリカＤは、カタロイドＳＩ−４５Ｐ（触媒化成工業製）、
シリカＥは、カタロイドＳＩ−５０（触媒化成工業製）、
シリカＦは、カタロイドＳＩ−４０（触媒化成工業製）、
シリカＧは、カタロイドＳＩ−３０（触媒化成工業製）
を示す。
【００４７】
次いで、得られた研磨液組成物を用いて以下のようにして被研磨基板を研磨し、基板上のマイクロピットの有無について調べた。
【００４８】
［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：カネボウ社製、商品名「Ｂｅｌａｔｒｉｘ Ｎ００５８」
定盤回転数：３２．５r/min
スラリー供給量：４０ml/min
研磨時間：４分
研磨荷重：７．８ｋＰａ
投入した基板の枚数：１０枚
【００４９】
［マイクロピットの測定方法］
微分干渉式顕微鏡観察〔金属顕微鏡「ＢＸ６０Ｍ」（オリンパス工業社製）、倍率５０倍（接眼レンズ１０倍、対物レンズ５倍）〕により５枚の基板について表面、裏面ともに図１に示すように線ＡＢ、ＣＤ、ＥＦ、ＧＨについて走査しながらマイクロピットの個数をカウントした。
その結果を以下の評価基準に基づいて、表２に示す。
【００５０】
評価基準
「◎」：０．３個／面未満
「○」：０．３個／面以上、１個／面未満
「△」：１個／面以上、５個／面未満
「×」：５個／面以上、２０個／面未満
「××」：２０個／面以上、１００個／面未満
「×××」：１００個／面以上
【００５１】
【表２】
表２の結果より、実施例１〜４で得られた研磨液組成物は、いずれも比較例１〜９で得られた研磨液組成物に比べ、マイクロピットの低減効果が著しく優れたものであることがわかる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の研磨液組成物を用いることにより、マイクロピットが顕著に低減されたメモリーハードディスク等の精密部品基板を経済的に製造できるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、マイクロピットの測定の際に、微分干渉式顕微鏡で走査した基板上の部位を示す概略図である。
Claims (5)
- 水系媒体中に研磨材を含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物であって、該研磨材中における粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子の含有量が５０体積％以上であり、該研磨材として粒子径が５ｎｍ〜４０ｎｍ未満の小粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して１０〜７０体積％含有し、粒子径が４０ｎｍ〜８０ｎｍ未満の中粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、粒子径が８０ｎｍ〜１２０ｎｍの大粒径シリカ粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜４０体積％含有する研磨液組成物。
- 小粒径シリカ粒子中の粒子径が１０ｎｍ〜３０ｎｍの粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して５〜７０体積％含有し、中粒径シリカ粒子中の粒子径が４５ｎｍ〜７５ｎｍの粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して２０〜７０体積％含有し、大粒径シリカ粒子中の粒子径が９０ｎｍ〜１１０ｎｍの粒子を粒子径５〜１２０ｎｍのシリカ粒子全量に対して０．１〜２５体積％含有する請求項１記載の研磨液組成物。
- シリカがコロイダルシリカである請求項１又は２記載の研磨液組成物。
- 請求項１〜３いずれか記載の研磨液組成物を用いて、マイクロピットを低減する方法。
- 請求項１〜３いずれか記載の研磨液組成物を用いて、Ｎｉ−Ｐでメッキされたメモリーハードディスク用基板を製造する方法。
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