JP2004253058A

JP2004253058A - Polishing liquid composition

Info

Publication number: JP2004253058A
Application number: JP2003042694A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Ooshima; 良暁大島; Kenichi Suenaga; 憲一末永; Toshiya Hagiwara; 敏也萩原
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-09-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing liquid composition for a memory hard disk, providing small surface roughness of a polished article after polishing and capable of reducing very small undulation and executing economical polishing, and to provide a method for manufacturing a memory hard disk substrate using the polishing liquid composition. <P>SOLUTION: This polishing liquid composition for a memory hard disk contains silica whose average particle diameter is 200 nm or lower in an aqueous medium as a polishing material. The polishing material contains, as a first component, silica of a particle diameter distribution in which an average particle diameter (number reference) and standard deviation (number reference) by transmissive electron microscope observation are represented by an equation (1): (standard deviation)>0.9067×(average particle diameter)<SP>+0.588</SP>, and contains the other silica whose average particle diameter and/or standard deviation is different from that of the first component silica as a second component. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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メモリーハードディスク用基板の製造方法及び前記研磨液組成物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、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できる、前記式（１）の粒径分布を持たない、異なったモノモーダル数粒子径のコロイダルシリカを組み合わせた、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（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、かかる組成物は、微小うねりである短波長（５０〜５００μｍ）及び長波長（５００μｍ〜５ｍｍ）のうねりの両方を低減するには不十分であり、さらなる改善が求められている。
【０００５】
【特許文献】
特開２００２−３０２７４号公報（請求項１）
【０００６】
【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の研磨用として、研磨後の被研磨物の表面粗さが小さく、微小うねりを顕著に低減し、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メモリーハードディスク用基板の製造方法及び前記研磨液組成物の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕水系媒体中に平均粒子径が２００ｎｍ以下であるシリカを研磨材として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、
該研磨材が透過型電子顕微鏡観察による平均粒子径（個数基準）と標準偏差（個数基準）が式（１）で表される粒径分布のシリカを第１成分として含有し、さらに第２成分として第１成分のシリカとは平均粒子径及び／又は標準偏差が異なる他のシリカを含有する研磨液組成物、
（標準偏差）＞０．９０６７ × （平均粒子径）^{＋０．５８８} （１）
〔２〕第２成分が第１成分とは平均粒子径及び／又は標準偏差が１０％以上異なるシリカである前記〔１〕記載の研磨液組成物、
〔３〕第２成分が式（２）で表される粒径分布を有するシリカである前記〔１〕又は〔２〕記載の研磨液組成物、
（標準偏差）≦０．９０６７ × （平均粒子径）^{＋０．５８８} （２）
〔４〕前記〔１〕〜〔３〕いずれか記載の研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有する、メモリーハードディスク用基板の製造方法、並びに
〔５〕水系媒体中に平均粒子径が２００ｎｍ以下であるシリカを研磨材として含有するメモリーハードディスク用の研磨液組成物の製造方法であって、前記式（１）で表される粒径分布のシリカを第１成分として配合し、さらに第２成分として第１成分のシリカとは平均粒子径及び／又は標準偏差が異なる他のシリカを配合する研磨液組成物の製造方法
に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨液組成物は、前記のように、水系媒体中に平均粒子径が２００ｎｍ以下であるシリカを研磨材として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、該研磨材が透過型電子顕微鏡観察による平均粒子径（個数基準）と標準偏差（個数基準）が式（１）で表される粒径分布のシリカを第１成分として含有し、さらに第２成分として第１成分のシリカとは平均粒子径及び／又は標準偏差が異なる他のシリカを含有することを特徴とする。
【０００９】
かかる特徴を有することにより、本発明の研磨液組成物は、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表面粗さが小さく、微小うねりを顕著に低減し、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。
【００１０】
本発明に用いられる研磨材は、平均粒子径が２００ｎｍ以下であるシリカである。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、コロイダルシリカが好ましい。なお、コロイダルシリカは、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。
【００１１】
シリカの平均粒子径としては、表面粗さ、スクラッチを低減し、研磨速度を向上させる観点より、１〜１５０ｎｍが好ましく、５〜１２０ｎｍがより好ましい。シリカ粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて以下の方法により求めることができる。即ち、シリカを含有する研磨液組成物をシリカ濃度が０．５重量％になるようにエタノールで希釈する。この希釈した溶液を約５０℃に加温したＴＥＭ用の試料台に均一に塗布する。その後、過剰の溶液を濾紙で吸い取り溶液が凝集しないように均一に自然乾燥させる。
【００１２】
自然乾燥させたシリカ粒子を、日本電子製透過型電子顕微鏡（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、観察倍率を１〜５万倍）を用いて観察し、その像を写真撮影する。得られた写真をスキャナでパソコンに取込み、三谷商事（株）販売の解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏｆ」を用いて、１０００個以上のシリカ粒子について１個１個のシリカ粒子の円相当径を求め、直径とし、表計算ソフト「ＥＸＣＥＬ」（マイクロソフト社製）にて個数基準の粒径分布（平均粒子径及び標準偏差）を求めることができる。尚、ここでいう粒径分布は一次粒子の粒径分布として求められる。
【００１３】
本発明においては、シリカは、式（１）で表される粒径分布のシリカ（第１成分）並びに第１成分とは平均粒子径及び／又は標準偏差が異なる他のシリカ（第２成分）との混合物として使用される。
（標準偏差）＞０．９０６７ × （平均粒子径）^{＋０．５８８} （１）
【００１４】
ここで、式（１）は、シリカの粒径分布の状態を示し、式（１）を満たす粒径分布を有するシリカは、粒径分布が平均粒径に応じた比較的分布幅の広い状態（いわゆる、ブロードな状態）であることを示す。なお、標準偏差は、表面粗さ、スクラッチ低減の観点より、３０以下であることが好ましく、また、
（標準偏差）＞０．７１ × （平均粒子径）^＋０．７
で表される粒径分布を満たすことがより好ましく、
（標準偏差）＞０．５７ × （平均粒子径）^＋０．８
で表される粒径分布を満たすことがさらに好ましい。
【００１５】
本発明においては、このような粒径分布（平均粒子径、標準偏差）を有する第１成分のシリカと第２成分のシリカとを混合して研磨材として使用することに一つの大きな特徴があり、かかる研磨材を用いることで研磨速度の向上、研磨物の表面粗さと微小うねりの低減という効果が発現される。
【００１６】
第２成分のシリカは、第１成分のシリカと平均粒子径又は標準偏差の少なくともどちらか一方が異なるシリカであればよい。中でも、研磨速度の向上、表面粗さと微小うねりの低減の観点から、第２成分のシリカは平均粒子径又は標準偏差が第１成分のシリカのものに比べて、１０％以上異なることが好ましく、２０％以上異なることがより好ましい。
【００１７】
また、第２成分のシリカの粒径分布としては、式（１）で表される粒径分布を有するものであってもよいが、研磨速度の向上、表面粗さと微小うねりの低減の観点から、式（２）で表される粒径分布を有するものであるのが好ましい。
（標準偏差）≦０．９０６７ × （平均粒子径）^{＋０．５８８} （２）
【００１８】
ここで、式（２）を満たす粒径分布を有するシリカは、式（１）以外の粒径分布の状態、すなわち、粒径分布が平均粒径に応じた比較的分布幅の狭い状態（いわゆる、シャープな状態）であることを示す。なお、標準偏差は、研磨速度向上の観点より、１以上であることが好ましい。
【００１９】
さらに第３成分のシリカを含有してもよい。第３成分のシリカは、前記ブロードな状態であっても、シャープな状態であってもよく、ブロードな状態のシリカとシャープな状態のシリカを併用してもよい。
【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も可能である。
【００２１】
研磨液組成物中における第１成分のシリカと第２成分のシリカとの量比（第１成分／第２成分、重量比）としては、研磨速度の向上、表面粗さと微小うねりの低減の観点から、１：０．０５〜０．０５：１が好ましく、１：０．１〜０．１：１がより好ましく、１：０．２〜０．２：１がさらに好ましく、１：０．２５〜０．２５：１が特に好ましい。
【００２２】
また、本発明に使用される研磨材には、前記シリカに加えて、研磨用に一般に使用されている研磨材も使用することができる。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、シリカ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等が、メモリーハードディスクに代表される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。
【００２３】
シリカ粒子以外の研磨材の一次粒子の平均粒径は、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）、微小うねり（Ｗａ）を低減する観点から、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは１５０ｎｍ以下、さらに好ましくは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、研磨速度の向上と表面粗さ、微小うねりを低減する観点から、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。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】
シリカ粒子以外の研磨材については、研磨材が水又はアルコール等の溶媒に分散したスラリー状の場合は、上記のシリカ粒子と同様の方法により粒径分布を求めることができる。この具体的な例としては、成長（ビルドアップ）法により製造された酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等が挙げられる。一方、研磨材が粉末状の場合は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）用試料台に導電テープを貼り、直接テープ上に研磨材の粉末を振りかけた後、Ｐｔ−Ｐｄを蒸着して試料を作成し、この試料をＳＥＭで観察することにより粒径分布を求めることができる。この具体的な例としては、粉砕法により製造される炭化珪素、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、酸化セリウム等が挙げられる。
また、酸化アルミニウム、酸化セリウム、ヒュームドシリカ等の一次粒子が融着した粒子が存在している場合は、その融着粒子を一次粒子とみなして、粒径分布を求めることができる。
【００２５】
研磨液組成物中におけるシリカ粒子を含む研磨材の含有量は、研磨速度と表面品質の向上を経済的に達成させる観点から、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。
【００２６】
前記シリカ粒子を含む研磨材のうち、第１成分のシリカと第２成分のシリカを合わせた含有量は、５０重量％以上が好ましく、６０重量％以上がより好ましく、７０重量％以上がさらに好ましく、８０重量％以上が特に好ましい。
【００２７】
本発明の研磨液組成物は、研磨速度を向上することができるという観点から、酸化剤を含有してもよい。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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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、微小うねりを低減し、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。
【００３０】
本発明に用いられる酸及び／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、研磨速度を向上する観点および微小うねり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、研磨速度を向上する観点から、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、研磨速度の向上の観点から、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。
【００３１】
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、表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）の低減の観点から１Ａ族に属する金属又はアンモニウムとの塩が好ましい。
【００３２】
ｐＫ１が２以下の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。
【００３３】
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、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５５〜９９．４９７９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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
本発明の研磨液組成物は、水系媒体中に式（１）で表される粒径分布のシリカを第１成分として配合し、さらに第２成分として第１成分のシリカとは平均粒子径及び／又は標準偏差が異なる他のシリカを配合し、必要であれば、他の研磨材、酸化剤、酸及び／又はその塩、他の成分等を公知の方法で混合することにより製造することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
本発明のメモリーハードディスク用基板の製造方法は、前記研磨液組成物を用いて被研磨基板を研磨する工程を有する。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、特に精密部品用基板を好適に製造することができる。
【００３９】
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い。
【００４０】
被研磨物の形状には特に制限がなく、例えば、ディスク状、プレート状、スラブ状、プリズム状等の平面部を有する形状や、レンズ等の曲面部を有する形状が本発明の研磨液組成物を用いた研磨の対象となる。その中でも、ディスク状の被研磨物の研磨に特に優れている。
【００４１】
本発明の研磨液組成物は、精密部品基板の研磨に好適に用いられる。例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の磁気記録媒体の基板等の精密部品基板の研磨に適している。本発明の研磨液組成物は、特に、磁気ディスク用基板の研磨に適している。さらに、表面粗さ（Ｒａ）０．３ｎｍ以下で、微小うねり（Ｗａ）短波長：０．１０ｎｍ以下、長波長：０．３ｎｍ以下の磁気ディスク用基板を得るのに適している。
【００４２】
本明細書では、表面粗さ（Ｒａ）と微小うねり（Ｗａ）は、一般に言われる中心線粗さとして求められ、８０μｍ以下の波長成分を持つ粗さ曲線から得られる中心線平均粗さをＲａと言い、また微小うねり（Ｗａ）は、５０〜５００μｍの短波長成分を持つ粗さ曲線の中心線平均粗さを短波長うねり、５００μｍ〜５ｍｍの長波長成分を持つ粗さ曲線の中心線平均粗さを長波長うねりとにわけて表される。これらは後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
【００４３】
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、スウェード状のポリウレタン系研磨布等を貼り付けた２枚の研磨定盤の間に基板を挟み込み、研磨液組成物を上定盤に開けた穴から研磨面に供給し、一定圧力を加えながら研磨定盤を基板に対して相対的にしゅう動させる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、研磨速度を向上させ、表面粗さ（Ｒａ）、微小うねり（Ｗａ）等の表面平滑性を顕著に向上させることができる。
【００４４】
本発明のメモリーハードディスク基板の製造方法において、本発明の研磨液組成物を用いる研磨工程は、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、微小うねり（Ｗａ）短波長：５．０〜５．６ｎｍ、長波長：１．３〜１．６ｎｍ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、表面粗さ（Ｒａ）０．３ｎｍ以下、微小うねり（Ｗａ）短波長：０．６〜０．８ｎｍ、長波長：０．４〜０．６ｎｍの磁気ディスク用基板を、好ましくは表面粗さ（Ｒａ）０．２５ｎｍ以下、微小うねり（Ｗａ）短波長：０．１０ｎｍ以下、長波長：０．３５ｎｍ以下の磁気ディスク用基板を製造することができる。特に、本発明の研磨液組成物は、２工程の研磨で表面粗さ（Ｒａ）０．３ｎｍ以下、微小うねり（Ｗａ）短波長：０．６〜０．８ｎｍ、長波長：０．４〜０．６ｎｍの磁気ディスク用基板を、好ましくは表面粗さ（Ｒａ）０．２５ｎｍ以下、微小うねり（Ｗａ）短波長：０．０８ｎｍ以下、長波長：０．３０ｎｍ以下の磁気ディスク用基板を製造する際の２工程目に用いられるのに適している。
【００４５】
製造された基板は、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、微小うねり（Ｗａ）としては、短波長のうねりが０．１０ｎｍ以下が好ましく、０．０８ｎｍ以下がより好ましく、長波長のうねりが０．３５ｎｍ以下が好ましく、０．３０ｎｍ以下がより好ましい。
【００４６】
以上のように、本発明の研磨液組成物を用いることで、研磨速度を向上させると共に、表面粗さ（Ｒａ）及び微小うねり（Ｗａ）等の平滑性が向上した、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。
【００４７】
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。
【００４８】
【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。
【００４９】
実施例１〜２、比較例１〜４
表１に示すように市販のコロイダルシリカを表２の配合比率で混合し、研磨材として７重量％となるように調製し、さらに助剤として３５重量％過酸化水素（旭電化製）０．６重量％、６０重量％１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ソルーシア・ジャパン製）２．０重量％、残りイオン交換水として１００重量％となるように調製した。混合する順番は、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（ｐＨ１．３〜１．６）を調製した。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【表２】

【００５２】
次いで、得られた研磨液組成物を用いて以下の方法により、研磨速度、表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）及び微小うねり（短波長うねり、長波長うねり）を測定したその結果を表３に示す。
【００５３】
（平均粒子径と標準偏差の算出方法）
コロイダルシリカを日本電子製透過型電子顕微鏡（商品名「ＪＥＭ−２０００ＦＸ」、８０ｋＶ、観察倍率１〜５万倍）で観測した写真をスキャナでパソコンに取込み、三谷商事販売の解析ソフト「ＷｉｎＲｏｏｆ」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ＥＸＣＥＬ上で個数基準の平均粒子径（μ）、標準偏差（σ）を算出した。なお、得られたコロイダルシリカの粒径分布を図１に示す。
【００５４】
（研磨条件）
研磨機：スピードファム社製両面９Ｂ研磨機
研磨パッド：鐘紡製、「ＢｅｌｌａｔｒｉｘＮ００５８」
研磨条件
荷重：７．８ｋＰａ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ
下定盤回転数：３２．５ｒ／ｍｉｎ
研磨枚数：１０枚
投入基板：３．５インチ（外径９５ｍｍ、内径２５ｍｍ、厚さ１．２７ｍｍ）Ｎｉ−Ｐメッキ板をアルミナ研磨液で粗研磨後の基板を使用
【００５５】
（研磨速度）
研磨試験前後の基板の重量差（ｇ）を比重（８．４ｇ／ｃｍ ^３）で割り、さらにディスクの表面積（６５．９７ｃｍ^２）と研磨時間で割ることにより、単位時間当たりの両面研磨量を算出している。
【００５６】
（表面粗さの測定方法）
被研磨基板の裏表を各１点原子間力顕微鏡（Ｖｅｅｃｏ製（旧ＴｈｅｒｍｏＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ製）「Ｍ５Ｅ」）を用いて、下記の条件で測定を行い、その平均値を表面粗さ（ＡＦＭ−Ｒａ）として求めた。
Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ：ＵＬ２０Ｂ
Ｍｏｄｅ：Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ
Ｓｃａｎｒａｔｅ：１．０Ｈｚ
Ｓｃａｎａｒｅａ：５×５μｍ
【００５７】
（微小うねりの測定）
光学式表面形状測定装置（Ｚｙｇｏ社製「ＮｅｗＶｉｅｗ２００」）を用いて、被測定基板の表裏を１８０°おきに２点（計４点）について、以下の条件で微小うねり〔５０〜５００μｍ（短波長うねり）、５００μｍ〜５ｍｍ（長波長うねり）〕を測定し、その４点の測定値の平均値を１枚の基板の短波長うねり又は長波長うねりとして算出した。

【００５８】
【表３】

【００５９】
表３の結果より、実施例１〜２で得られた研磨液組成物は、いずれも比較例１〜４で得られた研磨液組成物に比べ、研磨速度が速く、表面粗さ、微小うねり等の表面品質においても優れたものであることがわかる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の研磨液組成物を用いることにより、表面粗さが小さく、かつ突起や研磨傷等の表面欠陥が顕著に低減されたメモリーハードディスク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、標準偏差を縦軸に、平均粒子径を横軸にとった場合の、実施例で用いたコロイダルシリカの粒径分布についてのグラフを示す。なお、図中の境界線は、式：（標準偏差）＝０．９０６７ × （平均粒子径）^{＋０．５８８}を示す。シリカの粒径分布が境界線より上にあればブロードな状態であることを示し、該境界線上又は境界線より下にあればシャープな状態であることを示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing composition, a method for producing a substrate for a memory hard disk using the polishing composition, and a method for producing the polishing composition.
[0002]
[Prior art]
In recent years, memory hard disk drives are required to have a large capacity and a small diameter, and in order to increase a recording density, it is required to reduce a flying height of a magnetic head or to reduce a unit recording area. As a result, the surface quality required after polishing in the manufacturing process of magnetic disk substrates has become stricter year by year, and the surface roughness, undulation, roll-off, reduction of protrusions and unit The size and depth of scratches and pits that are allowed in response to the decrease in the recording area are becoming smaller.
[0003]
In order to meet such demands, it is possible to obtain an aluminum disk substrate having a small average waviness and a small number of surface defects, and a colloidal silica having a different monomodal number particle size and having no particle size distribution of the above formula (1). A combined polishing composition for an aluminum disk substrate is known (see Patent Document 1).
[0004]
However, such a composition is insufficient to reduce both short wavelength (50-500 μm) and long wavelength (500 μm-5 mm) undulations, which are minute undulations, and further improvement is required.
[0005]
[Patent Document]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-30274 (Claim 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a polishing liquid composition for polishing a memory hard disk, which has a small surface roughness of the object to be polished after polishing, remarkably reduces minute waviness, and can be polished economically. And a method for producing a substrate for a memory hard disk using the polishing composition and a method for producing the polishing composition.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is:
[1] A polishing composition for a memory hard disk, which contains silica having an average particle diameter of 200 nm or less in an aqueous medium as an abrasive,
The abrasive contains, as a first component, silica having a particle size distribution having an average particle size (based on number) and a standard deviation (based on number) as determined by observation with a transmission electron microscope, and having a particle size distribution represented by Formula (1). A polishing composition containing another silica having a different average particle diameter and / or standard deviation from the silica of the first component,
(Standard deviation)> 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (1)
[2] The polishing composition according to [1], wherein the second component is silica whose average particle diameter and / or standard deviation differs from the first component by 10% or more.
[3] The polishing composition according to the above [1] or [2], wherein the second component is silica having a particle size distribution represented by the formula (2):
(Standard deviation) ≦ 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (2)
[4] A method for producing a substrate for a memory hard disk, comprising a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition according to any one of [1] to [3], and [5] an average particle in an aqueous medium. A method for producing a polishing composition for a memory hard disk containing silica having a diameter of 200 nm or less as an abrasive, comprising silica having a particle size distribution represented by the formula (1) as a first component, Further, the present invention relates to a method for producing a polishing composition in which another silica having an average particle diameter and / or a standard deviation different from that of the first component silica is blended as the second component.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, the polishing composition of the present invention is a polishing composition for a memory hard disk which contains silica having an average particle diameter of 200 nm or less in an aqueous medium as an abrasive, and the abrasive is transparent. The average particle diameter (number basis) and the standard deviation (number basis) of the silica particles having a particle size distribution represented by the formula (1) as observed by a scanning electron microscope are included as a first component, and as a second component, It is characterized by containing other silica having a different average particle size and / or standard deviation from silica.
[0009]
By having such a feature, the polishing composition of the present invention is used for polishing a memory hard disk, the surface roughness of a polished object after polishing is small, minute undulations are significantly reduced, and economical polishing is possible. The effect that it can do is expressed.
[0010]
The abrasive used in the present invention is silica having an average particle diameter of 200 nm or less. Examples of the silica include colloidal silica, fumed silica, and surface-modified silica. Among them, colloidal silica is preferable. In addition, the colloidal silica can be obtained by, for example, a production method of generating from a silicic acid aqueous solution.
[0011]
The average particle size of the silica is preferably from 1 to 150 nm, more preferably from 5 to 120 nm, from the viewpoint of reducing the surface roughness and scratches and improving the polishing rate. The average particle size of the silica particles can be determined by the following method using a transmission electron microscope (TEM). That is, the polishing composition containing silica is diluted with ethanol so that the silica concentration becomes 0.5% by weight. The diluted solution is uniformly applied to a TEM sample table heated to about 50 ° C. Thereafter, the excess solution is blotted with a filter paper and air-dried uniformly so that the solution does not aggregate.
[0012]
The naturally dried silica particles are observed using a transmission electron microscope manufactured by JEOL Ltd. (trade name “JEM-2000FX”, 80 kV, observation magnification: 10,000 to 50,000 times), and the image is photographed. The obtained photograph is taken into a personal computer with a scanner, and the circle-equivalent diameter of each silica particle is determined for each of 1000 or more silica particles using the analysis software “WinRoof” sold by Mitani Corporation to obtain the diameter. The number-based particle size distribution (average particle size and standard deviation) can be obtained using spreadsheet software “EXCEL” (manufactured by Microsoft). The particle size distribution referred to here is obtained as the particle size distribution of the primary particles.
[0013]
In the present invention, silica is silica having a particle size distribution represented by the formula (1) (first component) and other silica having a different average particle diameter and / or standard deviation from the first component (second component). Used as a mixture with
(Standard deviation)> 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (1)
[0014]
Here, equation (1) shows the state of the particle size distribution of silica, and silica having a particle size distribution satisfying equation (1) has a state in which the particle size distribution has a relatively wide distribution width according to the average particle size. (So-called broad state). Note that the standard deviation is preferably 30 or less from the viewpoint of surface roughness and scratch reduction, and
(Standard deviation)> 0.71 × (average particle diameter) ^+0.7
It is more preferable to satisfy the particle size distribution represented by
(Standard deviation)> 0.57 × (average particle diameter) ^+0.8
It is more preferable that the particle size distribution represented by the following formula is satisfied.
[0015]
In the present invention, there is one great feature in using the first component silica and the second component silica having such a particle size distribution (average particle size, standard deviation) as a polishing material. By using such an abrasive, the effects of improving the polishing rate and reducing the surface roughness and minute waviness of the polished object are exhibited.
[0016]
The silica of the second component may be any silica that differs from the silica of the first component in at least one of the average particle diameter and the standard deviation. Above all, from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness and minute waviness, the second component silica preferably has an average particle diameter or standard deviation different from that of the first component silica by 10% or more, More preferably, they differ by 20% or more.
[0017]
The particle size distribution of the silica of the second component may have a particle size distribution represented by the formula (1), but from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness and minute waviness. It is preferable to have a particle size distribution represented by the following formula (2).
(Standard deviation) ≦ 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (2)
[0018]
Here, the silica having a particle size distribution satisfying the formula (2) has a particle size distribution other than the formula (1), that is, a state in which the particle size distribution has a relatively narrow distribution width according to the average particle size (so-called so-called silica). , Sharp state). The standard deviation is preferably 1 or more from the viewpoint of improving the polishing rate.
[0019]
Further, silica of the third component may be contained. The silica of the third component may be in the broad state or the sharp state, and the broad state silica and the sharp state silica may be used in combination.
[0020]
The method of adjusting the particle size distribution of the silica particles is not particularly limited, but, for example, when the silica particles are colloidal silica, the final method is performed by adding new nucleation particles during the particle growth process in the production stage. It can also be achieved by a method of giving a particle size distribution to a product, a method of mixing two or more silica particles having different particle size distributions, or the like.
[0021]
The amount ratio (first component / second component, weight ratio) of the first component silica and the second component silica in the polishing composition is from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness and minute waviness. From 1: 0.05 to 0.05: 1, more preferably 1: 0.1 to 0.1: 1, even more preferably 1: 0.2 to 0.2: 1, and 1: 0. 25-0.25: 1 is particularly preferred.
[0022]
Further, as the abrasive used in the present invention, an abrasive generally used for polishing can be used in addition to the silica. Examples of the abrasive include: metals; metal or metalloid carbides, nitrides, oxides, borides; and diamond. The metal or metalloid element is derived from group 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A, 6A, 7A or 8A of the periodic table (long period type). Specific examples of the abrasive include aluminum oxide, silicon carbide, diamond, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, cerium oxide, zirconium oxide, and the like. Use of at least one of these abrasives improves the polishing rate. preferable. Among them, aluminum oxide, silica, cerium oxide, zirconium oxide, titanium oxide and the like are suitable for polishing substrates for precision components such as substrates for magnetic recording media represented by memory hard disks. Various crystal systems such as α, θ, and γ are known for aluminum oxide, but can be appropriately selected and used depending on the application.
[0023]
The average particle size of the primary particles of the abrasive other than the silica particles is preferably 1 nm or more, more preferably 10 nm or more, and still more preferably 20 nm or more, from the viewpoint of improving the polishing rate, and the surface roughness (Ra) From the viewpoint of reducing the waviness (Wa), the thickness is preferably 200 nm or less, more preferably 150 nm or less, further preferably 120 nm or less, particularly preferably 100 nm or less. The average particle size of the primary particles is preferably from 1 to 200 nm, more preferably from 1 to 150 nm, further preferably from 10 to 120 nm, particularly preferably from 20 from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness and minute waviness. １００100 nm. Furthermore, when the primary particles are aggregated to form secondary particles, similarly from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing the surface roughness of the object to be polished, the average particle size of the secondary particles is , Preferably 50 to 3000 nm, more preferably 100 to 1500 nm, particularly preferably 200 to 1200 nm. The average particle diameter of the primary particles of the abrasive is determined by analyzing an image observed with a scanning electron microscope (preferably 3000 to 100,000 times) and obtaining an integrated particle size distribution (number basis) from the small particle side of the primary particles. It can be determined by measuring the particle size (D50) that results in 50%. Here, as the particle diameter of one primary particle, a biaxial average (average of a major axis and a minor axis) particle diameter is used. The average particle size of the secondary particles can be measured as a volume average particle size using a laser light diffraction method.
[0024]
With respect to the abrasive other than the silica particles, when the abrasive is in the form of a slurry dispersed in a solvent such as water or alcohol, the particle size distribution can be determined by the same method as that for the silica particles described above. Specific examples include aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, and zinc oxide manufactured by a growth (build-up) method. On the other hand, when the abrasive is in powder form, a conductive tape is attached to a sample table for a scanning electron microscope (SEM), and the abrasive powder is directly sprinkled on the tape, and then Pt-Pd is vapor-deposited to prepare a sample. Then, the particle size distribution can be determined by observing this sample with an SEM. Specific examples thereof include silicon carbide, diamond, aluminum oxide, cerium oxide, and the like manufactured by a pulverization method.
Further, in the case where particles fused with primary particles such as aluminum oxide, cerium oxide, and fumed silica are present, the fused particles are regarded as primary particles, and the particle size distribution can be determined.
[0025]
The content of the abrasive containing silica particles in the polishing composition is preferably from 0.5 to 20% by weight, more preferably from 1 to 15% by weight, from the viewpoint of economically improving the polishing rate and the surface quality. %, More preferably 3 to 13% by weight, particularly preferably 5 to 10% by weight.
[0026]
In the abrasive containing the silica particles, the combined content of the first component silica and the second component silica is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and still more preferably 70% by weight or more. , 80% by weight or more is particularly preferred.
[0027]
The polishing composition of the present invention may contain an oxidizing agent from the viewpoint that the polishing rate can be improved. Examples of the oxidizing agent include peroxide, permanganic acid or a salt thereof, chromic acid or a salt thereof, peroxoacid or a salt thereof, oxyacid or a salt thereof, metal salts, and sulfuric acid.
[0028]
Examples of the peroxide include hydrogen peroxide, sodium peroxide, barium peroxide, and the like; examples of permanganic acid or a salt thereof include potassium permanganate; and examples of the chromic acid or a salt thereof include a chromate metal salt and bichromium. Peroxodisulfate, ammonium peroxodisulfate, peroxodisulfate metal salt, peroxophosphoric acid, peroxosulfate, sodium peroxoborate, performic acid, peracetic acid, perbenzoic acid, Phthalic acid and the like; oxygen acids or salts thereof include hypochlorous acid, hypobromous acid, hypoiodic acid, chloric acid, bromic acid, iodic acid, sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, and the like; metals Examples of the salts include iron (III) chloride, iron (III) sulfate, iron (III) citrate, and iron (III) ammonium sulfate. Preferred oxidizing agents include hydrogen peroxide, peracetic acid, ammonium peroxodisulfate, iron (III) sulfate and iron (III) ammonium sulfate. In particular, hydrogen peroxide is preferred from the viewpoint that metal ions do not adhere to the surface and are generally used and inexpensive. These oxidizing agents may be used alone or in combination of two or more.
[0029]
From the viewpoint of improving the polishing rate, the content of the oxidizing agent in the polishing composition is preferably 0.002% by weight or more, more preferably 0.005% by weight or more, and still more preferably 0.007% by weight or more. It is particularly preferably 0.01% by weight or more, and preferably 20% by weight or less, more preferably 15% by weight or less, from the viewpoint of reducing the surface roughness and minute waviness, improving the surface quality and economical efficiency. It is more preferably at most 10% by weight, particularly preferably at most 5% by weight. The content is preferably 0.002 to 20% by weight, more preferably 0.005 to 15% by weight, further preferably 0.007 to 10% by weight, and particularly preferably 0.01 to 5% by weight. .
[0030]
As the acid and / or a salt thereof used in the present invention, a compound having a pK1 of 2 or less is preferable, and from the viewpoint of improving the polishing rate and reducing minute waviness, the pK1 is 1.5 or less, more preferably. Is preferably 1 or less, most preferably a compound exhibiting a strong acidity that cannot be expressed by pK1. Examples thereof include inorganic acids such as nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, persulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, phosphonic acid, phosphinic acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, amidosulfuric acid and salts thereof, and 2-aminoethylphosphonic acid. Acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid), ethane-1,1, -diphosphonic acid, ethane-1 , 1,2-Triphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1-diphosphonic acid, ethane-1-hydroxy-1,1,2-triphosphonic acid, ethane-1,2-dicarboxy-1,2-diphosphonic acid Acid, methanehydroxyphosphonic acid, 2-phosphonobutane-1,2-dicarboxylic acid, 1-phosphonobutane 2,3,4-tricarboxylic acid, organic phosphonic acids such as α-methylphosphonosuccinic acid and salts thereof, glutamic acid, picolinic acid, aminocarboxylic acids such as aspartic acid and salts thereof, oxalic acid, nitroacetic acid, maleic acid, Examples thereof include carboxylic acids such as oxaloacetic acid and salts thereof. Among them, inorganic acids, organic phosphonic acids, and salts thereof are preferable from the viewpoint of improving the polishing rate. Further, among inorganic acids and salts thereof, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid and salts thereof are more preferable. Among organic phosphonic acids and salts thereof, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotri (methylenephosphonic acid), ethylenediaminetetra (methylenephosphonic acid), diethylenetriaminepenta (methylenephosphonic acid) and salts thereof are more preferable. preferable. These acids and salts thereof may be used alone or in combination of two or more. Here, pK1 is the logarithmic value of the reciprocal of the acid dissociation constant (25 ° C.) of the organic compound or the inorganic compound, which is usually represented by PKa, and the logarithm of the reciprocal of the first acid dissociation constant is pK1. The pK1 of each compound is described in, for example, Revised 4th Edition Chemical Handbook (Basic Edition) II, pp 316-325 (Chemical Society of Japan), and the like. In the present invention, from the viewpoint of improving the polishing rate, it is particularly preferable to use an acid having a pK1 of 2 or less and / or a salt thereof.
[0031]
The salts of these acids are not particularly limited, and specific examples include salts with metals, ammonium, alkylammonium, organic amines, and the like. Specific examples of metals include metals belonging to Group 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 6A, 7A, or 8 of the Periodic Table (Long Period Type). Among these, a salt with a metal or ammonium belonging to Group 1A is preferable from the viewpoint of reducing the surface roughness (AFM-Ra).
[0032]
The content of the acid and the salt thereof having a pK1 of 2 or less in the polishing composition is preferably 0.0001 to 5% by weight, more preferably from the viewpoint of exhibiting a sufficient polishing rate and improving the surface quality. It is 0.0003 to 3% by weight, more preferably 0.001 to 2% by weight, and particularly preferably 0.0025 to 1% by weight.
[0033]
The water in the polishing composition of the present invention is used as a medium, and its content is preferably 55 to 99.4979% by weight, more preferably from the viewpoint of efficiently polishing the object to be polished. 67 to 98.9947% by weight, more preferably 75 to 96.992% by weight, particularly preferably 84 to 94.9875% by weight.
[0034]
The concentration of each component in the polishing composition may be either the concentration at the time of manufacturing the composition or the concentration at the time of use. Usually, a polishing liquid composition is produced as a concentrated liquid, which is often diluted at the time of use.
[0035]
Further, other components can be added to the polishing composition of the present invention as needed. Examples of the other components include a thickener, a dispersant, a rust inhibitor, a basic substance, and a surfactant.
[0036]
The polishing composition of the present invention contains silica having a particle size distribution represented by the formula (1) in a water-based medium as a first component. It can be produced by blending another silica having a different standard deviation and / or, if necessary, mixing other abrasives, oxidizing agents, acids and / or salts thereof, and other components with a known method. it can.
[0037]
It is preferable that the pH of the polishing composition of the present invention is appropriately determined according to the type of the workpiece and the required performance. Although the pH is not necessarily limited by the material of the object to be polished, the pH is generally preferably acidic, preferably less than 7, more preferably 6 or less, still more preferably 5 or less, and particularly preferably from the viewpoint of improving the polishing rate of a metal material. It is desirable that it is 4 or less. Further, from the viewpoint of the effect on the human body and the corrosiveness of the machine, the pH is preferably 1 or more, more preferably 1.1 or more, further preferably 1.2 or more, and particularly preferably 1.3 or more. . Particularly, in a precision component substrate mainly for a metal such as an aluminum alloy substrate plated with nickel-phosphorus (Ni-P), the pH is preferably made acidic from the viewpoint of the polishing rate, and the viewpoint of improving the polishing rate. Therefore, the pH is preferably 4.5 or less, more preferably 4 or less, still more preferably 3.5 or less, and particularly preferably 3 or less. Therefore, the pH may be set according to the purpose to be emphasized. In particular, in a precision component substrate for a metal such as an Ni-P plated aluminum alloy substrate, the pH is 1 to It is preferably 4.5, more preferably 1.1 to 4, further preferably 1.2 to 3.5, and particularly preferably 1.3 to 3. The pH is adjusted by appropriately mixing inorganic acids such as nitric acid and sulfuric acid, organic acids such as oxalic acid, ammonium salts, aqueous ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, and basic substances such as amines in desired amounts. Can be.
[0038]
The method for manufacturing a substrate for a memory hard disk of the present invention includes a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition. As a method of polishing a substrate to be polished, a polishing composition is prepared by using the polishing composition of the present invention or by mixing the respective components so as to have a composition of the polishing composition of the present invention. The method includes a step of polishing the substrate, and in particular, a substrate for precision parts can be suitably manufactured.
[0039]
The material of the object to be polished by the polishing composition of the present invention is, for example, a metal or semi-metal such as silicon, aluminum, nickel, tungsten, copper, tantalum, titanium and alloys thereof, and glass, glassy carbon , A glassy substance such as amorphous carbon, a ceramic material such as alumina, silicon dioxide, silicon nitride, tantalum nitride, and titanium carbide; and a resin such as a polyimide resin. Among these, metals such as aluminum, nickel, tungsten, and copper and alloys containing these metals as main components are preferably polished objects, and for example, an Ni-P plated aluminum alloy substrate is more preferable.
[0040]
There is no particular limitation on the shape of the object to be polished. For example, the polishing liquid composition of the present invention has a shape having a flat portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, and a prism shape, and a shape having a curved surface portion such as a lens. It is an object to be polished using. Among them, it is particularly excellent in polishing a disk-shaped object to be polished.
[0041]
The polishing composition of the present invention is suitably used for polishing precision component substrates. For example, it is suitable for polishing a precision component substrate such as a substrate of a magnetic recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, and a magneto-optical disk. The polishing composition of the present invention is particularly suitable for polishing a substrate for a magnetic disk. Further, it is suitable for obtaining a magnetic disk substrate having a surface roughness (Ra) of 0.3 nm or less, a fine waviness (Wa) of a short wavelength: 0.10 nm or less, and a long wavelength: 0.3 nm or less.
[0042]
In the present specification, the surface roughness (Ra) and the minute waviness (Wa) are obtained as generally known center line roughness, and the center line average roughness obtained from a roughness curve having a wavelength component of 80 μm or less is Ra. The minute waviness (Wa) is the center line average roughness of a roughness curve having a short wavelength component of 50 to 500 μm, and the center line average roughness of a roughness curve having a long wavelength component of 500 μm to 5 mm. Roughness is expressed as long-wave swell. These can be measured according to the method described in Examples described later.
[0043]
As a polishing method using the polishing composition of the present invention, for example, a substrate is sandwiched between two polishing platens to which a suede-like polyurethane polishing cloth or the like is attached, and the polishing composition is placed on the upper platen. There is a method in which the polishing is performed by supplying the material to the polishing surface from the opened hole and sliding the polishing platen relative to the substrate while applying a constant pressure. In the above method, by using the polishing composition of the present invention, the polishing rate can be improved, and the surface smoothness such as the surface roughness (Ra) and minute waviness (Wa) can be significantly improved.
[0044]
In the method for producing a memory hard disk substrate of the present invention, the polishing step using the polishing composition of the present invention is preferably performed in the second and subsequent steps among a plurality of polishing steps, and is particularly preferably performed in the final polishing step. preferable. For example, by one or two polishing steps, the surface roughness (Ra) is 0.5 to 1.5 nm, the fine waviness (Wa) is short wavelength: 5.0 to 5.6 nm, and long wavelength is 1.3 to 1.3. The Ni-P-plated aluminum alloy substrate having a thickness of 6 nm is polished by a polishing step using the polishing composition of the present invention to have a surface roughness (Ra) of 0.3 nm or less and a minute waviness (Wa). A substrate for a magnetic disk having a wavelength of 0.6 to 0.8 nm and a long wavelength of 0.4 to 0.6 nm is preferably used. Preferably, the surface roughness (Ra) is 0.25 nm or less, and the undulation (Wa) short wavelength is 0.10 nm or less. A substrate for a magnetic disk having a long wavelength of 0.35 nm or less can be manufactured. In particular, the polishing composition of the present invention has a surface roughness (Ra) of 0.3 nm or less, a fine waviness (Wa) of short wavelength: 0.6 to 0.8 nm, and a long wavelength of 0.4 to 400 in two polishing steps. A substrate for a magnetic disk having a thickness of 0.6 nm, preferably a substrate for a magnetic disk having a surface roughness (Ra) of 0.25 nm or less, a fine undulation (Wa), a short wavelength of 0.08 nm or less, and a long wavelength of 0.30 nm or less. It is suitable to be used in the second step of the process.
[0045]
The manufactured substrate has excellent surface smoothness. As the surface smoothness, the surface roughness (Ra) is desirably 0.3 nm or less, preferably 0.25 nm or less. In addition, as the minute undulation (Wa), short-wave undulation is preferably 0.10 nm or less, more preferably 0.08 nm or less, and long-wave undulation is preferably 0.35 nm or less, and more preferably 0.30 nm or less.
[0046]
As described above, by using the polishing composition of the present invention, the polishing rate is improved, and the smoothness such as the surface roughness (Ra) and minute waviness (Wa) is improved. A high quality substrate can be manufactured with high production efficiency.
[0047]
The polishing composition of the present invention is particularly effective in the polishing step, but can be similarly applied to other polishing steps, for example, a lapping step.
[0048]
【Example】
(Polished object)
As a substrate to be polished, a 95 mmφ aluminum alloy substrate having a thickness of 1.27 mm and a substrate surface roughness (Ra) of 1 nm was obtained by preliminarily polishing a Ni-P plated substrate with a polishing solution containing an alumina abrasive. Polishing evaluation was carried out.
[0049]
Examples 1-2, Comparative Examples 1-4
As shown in Table 1, commercially available colloidal silica was mixed at the compounding ratio shown in Table 2 to prepare 7% by weight of an abrasive, and 35% by weight of hydrogen peroxide (manufactured by Asahi Denka) as an auxiliary agent. 6% by weight, 60% by weight 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid (manufactured by Sorcia Japan) 2.0% by weight, and the remaining ion-exchanged water was adjusted to 100% by weight. The mixing order is such that 35% by weight of hydrogen peroxide is added to an aqueous solution obtained by diluting 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid in water, then the remaining components are mixed, and finally, the colloidal silica slurry is not gelled. The ingredients were mixed with stirring to prepare a polishing composition (pH 1.3 to 1.6).
[0050]
[Table 1]

[0051]
[Table 2]

[0052]
Next, the polishing rate, the surface roughness (AFM-Ra) and the fine undulation (short wavelength undulation, long wavelength undulation) were measured by the following method using the obtained polishing composition, and the results are shown in Table 3. .
[0053]
(Calculation method of average particle size and standard deviation)
Photographs obtained by observing colloidal silica with a transmission electron microscope manufactured by JEOL Ltd. (trade name “JEM-2000FX”, 80 kV, observation magnification: 10,000-50,000 times) are taken into a personal computer with a scanner, and the analysis software “WinRoof” sold by Mitani Corporation is used. The equivalent circle diameter of each silica particle is determined using the data, and the diameter is used as the diameter. After analyzing data of 1000 or more silica particles, the number-based average particle diameter (μ) and standard The deviation (σ) was calculated. FIG. 1 shows the particle size distribution of the obtained colloidal silica.
[0054]
(Polishing conditions)
Polishing machine: Speed Fam Co., Ltd. Double-sided 9B polishing machine Polishing pad: Kanebo, "Bellatrix N0058"
Polishing condition load: 7.8 kPa
Flow rate: 100ml / min
Lower platen rotation speed: 32.5r / min
Number of polished: 10 substrates Substrate: 3.5 inches (outer diameter 95 mm, inner diameter 25 mm, thickness 1.27 mm) A substrate obtained by roughly polishing a Ni-P plated plate with an alumina polishing liquid is used.
(Polishing speed)
The weight difference (g) of the substrate before and after the polishing test was divided by the specific gravity (8.4 g / cm ³ ), and further divided by the surface area (65.97 cm ² ) of the disk and the polishing time to obtain the amount of double-side polishing per unit time. Calculated.
[0056]
(Method of measuring surface roughness)
Using a single point atomic force microscope (manufactured by Veeco (formerly known as Thermo Microscope) “M5E”), the back and front of the substrate to be polished were measured under the following conditions, and the average value was calculated as the surface roughness (AFM-Ra). Asked.
Cantilever: UL20B
Mode: Non-Contact
Scan rate: 1.0Hz
Scan area: 5 × 5 μm
[0057]
(Measurement of minute undulations)
Using an optical surface profile measuring device (“New View 200” manufactured by Zygo), the surface of the substrate to be measured was swelled at two points at 180 ° intervals (total of four points) every 180 ° (total of four points) under the following conditions [50 to 500 μm (Short wavelength undulation), 500 μm to 5 mm (long wavelength undulation)], and the average of the measured values at the four points was calculated as the short wavelength undulation or long wavelength undulation of one substrate.

[0058]
[Table 3]

[0059]
From the results in Table 3, the polishing compositions obtained in Examples 1 and 2 all have a higher polishing rate, surface roughness, and fine undulations than the polishing compositions obtained in Comparative Examples 1 to 4. It can be seen that the surface quality is excellent.
[0060]
【The invention's effect】
The use of the polishing composition of the present invention has the effect of economically producing a memory hard disk substrate having a small surface roughness and significantly reduced surface defects such as projections and polishing scratches.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing the particle size distribution of colloidal silica used in Examples when the standard deviation is plotted on the vertical axis and the average particle diameter is plotted on the horizontal axis. The boundary line in the figure indicates the formula: (standard deviation) = 0.0967 × (average particle diameter) ^+0.588 . If the particle size distribution of silica is above the boundary line, it indicates a broad state, and if it is above or below the boundary line, it indicates a sharp state.

Claims

A polishing composition for a memory hard disk containing silica as an abrasive having an average particle diameter of 200 nm or less in an aqueous medium,
The abrasive contains, as a first component, silica having a particle size distribution having an average particle size (based on number) and a standard deviation (based on number), as observed by transmission electron microscopy, represented by Formula (1), and A polishing composition comprising another silica having an average particle diameter and / or a standard deviation different from that of the first component silica.
(Standard deviation)> 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (1)

The polishing composition according to claim 1, wherein the second component is silica having an average particle diameter and / or standard deviation different from the first component by 10% or more.

3. The polishing composition according to claim 1, wherein the second component is silica having a particle size distribution represented by the formula (2).
(Standard deviation) ≦ 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (2)

A method for manufacturing a substrate for a memory hard disk, comprising a step of polishing a substrate to be polished using the polishing composition according to claim 1.

A method for producing a polishing composition for a memory hard disk, comprising, as an abrasive, silica having an average particle size of 200 nm or less in an aqueous medium, wherein the silica having a particle size distribution represented by the formula (1) is a first type. A method for producing a polishing composition, wherein the polishing composition is blended as a component, and further blended with another silica having an average particle diameter and / or a standard deviation different from that of the silica of the first component as a second component.
(Standard deviation)> 0.9067 × (average particle diameter) ^+0.588 (1)