JP2004277615A - 研磨スラリー及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高い研磨力で研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。また、粗研磨を行わずに、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。
【解決手段】水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸及び酸化剤からなる水溶液中に、シリカ粒子を分散した酸性の研磨スラリーであって、酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、酸化剤として、過酸化水素水が使用される。
【選択図】図１
【解決手段】水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸及び酸化剤からなる水溶液中に、シリカ粒子を分散した酸性の研磨スラリーであって、酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、酸化剤として、過酸化水素水が使用される。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク基板の表面の鏡面研磨に用いられる研磨スラリー及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク基板などの精密部品は、その表面にうねりがあったり、不要の傷や突起があったり、また異物が付着していると、精密部品の設計形状から予定される機能や性能を発揮し得なくなるため、このような精密部品の表面には、高い平滑性と平坦性が要求されており、研磨工程が、精密部品の機能や性能を左右する重要な工程となっている。
【０００３】
コンピュータのメモリとして磁気ディスクが使用されている。この磁気ディスクは、ブランクと称する薄いアルミニウムディスクの表面に無電解メッキを施してＮｉ−Ｐ膜を形成した磁気ディスク用の基板の表面を鏡面に研磨した後、この表面にテクスチャ加工を施し、その上に、スパッタリングなどにより磁性膜や保護膜を形成したものである。テクスチャ加工は、基板の表面に非常に細かい同心円状のテクスチャ条痕を形成し、このテクスチャ条痕に相似する溝を磁気ディスクの表面に形成して、磁気ディスクの表面からの磁気ヘッドの浮上距離を安定させるために行われる。また、テクスチャ加工は、磁気ディスクの表面に磁気異方性をもたせるために行われ、メモリ容量を増大させるため、より細かいテクスチャ条痕が基板の表面に形成される必要がある。ここで、テクスチャ加工を施す前の基板の表面にうねりがあったり、不要の傷や突起があると、基板の表面に細かいテクスチャ条痕を均一に形成することが困難となり、また磁気ディスクの表面がうねり、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に衝突する原因となる。このため、テクスチャ加工を施す前の基板の表面は、平滑で平坦な表面に研磨されなければならない。
【０００４】
このように、磁気ディスク基板の表面には高い平滑性や平坦性が要求され、磁気ディスク基板の表面は、一般に、遊離砥粒により行われている。この遊離砥粒による研磨は、テープ研磨とパッド研磨に大別される。
【０００５】
テープ研磨は、回転する研磨対象物の表面に研磨スラリーを供給し、この上に研磨テープを押し付けて行われる（特許文献１、２を参照）。
【０００６】
また、パッド研磨は、表面に研磨パッドを張り付けた定盤を回転し、この研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給し、この上に研磨対象物の表面を押し付けて行われる（特許文献３、４を参照）。
【０００７】
このようなテープ研磨やパッド研磨では、研磨スラリーとして、アルミナ、シリカ、ダイヤモンドなどの研磨粒子を含有したものが使用される。
【０００８】
ここで、研磨粒子として、固体を機械的に細分化する分散法と称される粒子製造法によって製造された多角形状の粒子（例えば、アルミナ粒子）が使用されると、高い研磨力で研磨対象物の表面を研磨できるが、研磨対象物の表面を所望とする程度に平滑で平坦な表面に研磨できない。
【０００９】
また、研磨粒子として、分子、原子、イオンなどを集合させる凝集法と称される粒子製造方法によって製造された粒子（例えば、シリカ粒子）が使用されると、この粒子の形状はほぼ球状であり、個々の粒子形状が均一であり、その粒度分布が狭いので、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できるが、研磨力が低く、研磨に時間がかかる。
【００１０】
このため、アルミナ粒子などを使用して粗研磨を短時間で行った後に、シリカ粒子を使用して仕上げ研磨を行う、という二段階の研磨を行っているのが現状である。
【００１１】
上述したように、研磨粒子としてシリカ粒子を使用すると、研磨力が低く、研磨に時間がかかる。このため、研磨スラリーに、研磨促進剤として、硝酸アルミニウム、硝酸鉄、鉄キレート錯体（例えば、エチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウム）などを含有させて、研磨力を向上させることが提案されている（特許文献５、６を参照）。
【００１２】
ここで、研磨粒子としてシリカ粒子を使用する研磨スラリーは、その液性がアルカリ性であるときと、ｐＨ２〜２．５の酸性を示すときに安定した状態（凝集やゲル化しない状態）にある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−１８８２７２号公報（段落００１４〜００１６）
【特許文献２】
特開平５−１６６１７６号公報（段落００１９）
【特許文献３】
特開平８−３５４０号公報（段落００５３〜００５６）
【特許文献４】
特開平９−７９８７号公報（段落００１９〜００２１）
【特許文献５】
特開平１１−１６７７１５号公報（段落０００６）
【特許文献６】
特開２０００−７３０４９号公報（００１７、００３１〜００３８）
【００１４】
【発明の解決しようとする課題】
しかし、アルカリ性の研磨スラリー（例えば、研磨促進剤として、エチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウムを含有するもの）を使用すると、十分な研磨力が得られず、研磨に時間がかかるため、研磨対象物の表面の研磨に上記した二段階の研磨を行う必要がある。
【００１５】
また、酸性の研磨スラリー（例えば、研磨促進剤として、硝酸アルミニウムや硝酸鉄などを含有するもの）では、ｐＨ２〜２．５の酸性に研磨スラリーの液性を維持することが困難であり、研磨中にその液性が変化し、研磨スラリーがゲル化し、研磨対象物の表面を平滑で平坦に研磨できない。ここで、ゲル化防止剤としてホスホン酸などを研磨スラリーに添加して、ゲル化を防止することが提案されているが、ｐＨ調整剤として硝酸などをさらに添加して研磨スラリーの液性を調整する必要があり、このようなｐＨ調整剤の添加による研磨スラリーの液性の調整では、研磨スラリーの液性を安定化させることが困難である。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、高い研磨力で研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、粗研磨を行わずに、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に高い平滑性や平坦性が要求される磁気ディスク基板の表面のテープ研磨又はパッド研磨に用いられる研磨スラリー及び方法である。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の研磨スラリーは、研磨粒子としてシリカ粒子が使用され、その含有量は、１重量％〜５５重量％の範囲から選択される。シリカ粒子の平均粒径は、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲、より好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲から選択される。
【００２０】
そして、この研磨粒子（シリカ粒子）は、水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸、及び酸化剤から構成される水溶液中に分散される。
【００２１】
酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある無機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０００１重量％〜１．０重量％の範囲にある。
【００２２】
還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、この還元性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１０重量％の範囲にある。
【００２３】
酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００２４】
酸化剤として、過酸化水素水が使用され、この酸化剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１５重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００２５】
研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液をこのように構成することにより、研磨スラリーの液性の変化が抑制され（すなわち、酸性に維持され、研磨スラリーが安定する）、研磨スラリーのゲル化が防止され、磁気ディスク基板の表面が、高い研磨力で、平滑で平坦な表面に研磨される。
【００２６】
本発明の研磨スラリーの液性は、ｐＨ１．５〜３．５の酸性を示す。
【００２７】
本発明の研磨スラリーは、添加剤を含み得る。
【００２８】
添加剤として、アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤、水溶性の有機高分子、キレート剤、又はこれらの混合液が使用され得る。
【００２９】
水溶性の有機高分子として、グリセリン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンオキサイドなどの水溶性の有機高分子が使用され得る。
【００３０】
また、キレート剤として、アミノカルボン酸系のキレート剤（例えば、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン２酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、トリエチレンテトラミン６酢酸、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、１−３プロパンジアミン４酢酸など、及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩）が使用され得る。
【００３１】
添加剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００３２】
上記本発明の研磨スラリーを使用する磁気ディスク基板の表面の研磨は、磁気ディスク基板の表面に上記本発明の研磨スラリーを供給し、この上に、研磨パッド又は研磨テープを押し付け、磁気ディスク基板と研磨パッド又は研磨テープとを相対的に移動させて行われる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨スラリー及び方法は、表面に高い平滑性や平坦性が要求される磁気ディスク基板の表面のテープ研磨又はパッド研磨に用いられる。
【００３４】
本発明の研磨スラリーは、研磨粒子、及び研磨粒子を分散する水溶液から構成される。本発明の研磨スラリーの液性は、ｐＨ１．５〜３．５の酸性を示す。
【００３５】
研磨粒子として、シリカ粒子が使用される。シリカ粒子として、コロイダルシリカ及びヒュームドシリカが使用され、また、その他の製造方法や性状の異なるシリカ粒子も使用できる。シリカ粒子の含有量は、１重量％〜５５重量％の範囲から選択される。シリカ粒子の平均粒径は、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲、より好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲から選択される。
【００３６】
この研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液は、水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸、及び酸化剤から構成される。
【００３７】
酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある無機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０００１重量％〜１．０重量％の範囲にある。この酸化性のある無機酸は、酸化剤としての機能を有し、またｐＨ調整剤としての機能も有する。
【００３８】
還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、この還元性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１０重量％の範囲にある。この還元性のある有機酸は、例えば、硝酸と蓚酸アンモニウムとを組み合せる、又は蓚酸アンモニウムと後記する酸化性のある有機酸の乳酸とを組み合せると、ｐＨ１．５〜３．５の間の範囲で緩衝作用を示し、研磨スラリーの液性を安定化させる安定化剤としての機能を有する。また、この還元性のある有機酸は、還元剤として働き、酸化剤によってＮｉ−Ｐ膜の表面に形成されたＮｉ酸化膜を除去（エッチング）し、研磨を促進させる研磨促進剤としての機能を有する。
【００３９】
酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１２重量％の範囲にある。この酸化性のある有機酸は、研磨促進剤としての機能を有し、また潤滑剤としての機能も有する。
【００４０】
酸化剤として、過酸化水素水が使用され、この酸化剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１５重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００４１】
上記のように研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液を構成することにより、研磨スラリーの液性の変化が抑制され、研磨スラリーの液性が酸性（ｐＨ１．５〜３．５の間の範囲）に維持され、研磨スラリーが安定する。そして、研磨スラリーのゲル化が防止され、磁気ディスク基板の表面が、高い研磨力で、平滑で平坦な表面に研磨される。
【００４２】
本発明の研磨スラリーは、添加剤を含み得る。ここで、添加剤の添加により、研磨スラリーの液性が変動し得るが、添加剤を添加した研磨スラリーの液性がｐＨ１．５未満又はｐＨ３．５を越える場合、アルカリや酸をさらに添加することにより、研磨スラリーの液性を上記の範囲（ｐＨ１．５〜３．５）内に適宜に調整できる。
【００４３】
このような添加剤として、アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤、水溶性の有機高分子、キレート剤、又はこれらの混合液が使用され得る。
【００４４】
アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤が使用されるのは、アニオン系やカチオン系の界面活性剤が使用されると、研磨スラリー中のシリカ粒子表面のゼータ電位が影響され、シリカ粒子同士が凝集するからである。
【００４５】
水溶性の有機高分子は、研磨スラリーの潤滑性を向上させる機能を有し、研磨中に研磨テープや研磨パッドと磁気ディスク基板との間で生じる抵抗に起因した研磨装置の微小振動を低減し、磁気ディスク基板の表面の平坦性を向上できる。しかし、この有機高分子の添加量を多くしすぎると、研磨力が低下し得るので、有機高分子の添加量は少量でよい。有機高分子の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜５重量％の範囲から選択される。
【００４６】
この有機高分子として、グリセリン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）などの水溶性の有機高分子が使用され得る。
【００４７】
キレート剤は、磁気ディスク基板の表面の研磨中に発生するＮｉをキレート化することにより、スクラッチを低減させる機能を有し、また蓚酸ニッケルの生成を防ぐ機能も有する。キレート剤の含有量は、蓚酸の添加量や他の成分の配合比によって異なり、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜５重量％の範囲から適宜に選択される。
【００４８】
キレート剤として、アミノカルボン酸系のキレート剤（例えば、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン２酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、トリエチレンテトラミン６酢酸、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、１−３プロパンジアミン４酢酸など、及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩）が使用され得る。
【００４９】
上記した添加剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜１２重量％の範囲から選択される。
【００５０】
＜研磨方法１＞ 上記本発明の研磨スラリーを使用するパッド研磨は、図１Ａ及び図１Ｂに示すような両面研磨装置を使用して行われる。図示のように、磁気ディスク基板１５の両面の研磨は、表面に研磨パッド１０を張り付けた下定盤１２の太陽ギヤ１７とインターナルギヤ１６とに噛み合う遊星ギヤ１３の開口１４に磁気ディスク基板１５を配置し、これを、表面に研磨パッド１０´を張り付けた上定盤１１で上側から押え付け、上定盤１１の穴１８を通じて、上定盤１１と下定盤１２との間に本発明の研磨スラリーを供給しつつ、外部の駆動モータにより太陽ギヤ１７を矢印Ｗの方向に回転させて、遊星ギヤ１３を矢印Ｘの方向に自転させるとともに矢印Ｙの方向に公転させて行なわれる。
【００５１】
研磨パッド１０、１０´として、スェード、織布、不織布、植毛布、発泡体などからなるシートをパッド状にカットした既知のものが使用される。
【００５２】
本発明に従ったパッド研磨は、粗研磨を行った後の仕上げ研磨に使用してもよいし、また、粗研磨なしで、一段階の研磨により磁気ディスク基板の表面を研磨してもよい。
【００５３】
＜研磨方法２＞ 上記本発明の研磨スラリーを使用するテープ研磨は、図２に示すような研磨装置を使用して行われる。図示のように、磁気ディスク基板１５を矢印Ｒの方向に回転させながら、磁気ディスク基板１５の表面にノズル２２を通じて本発明の研磨スラリーを供給し、この上に、コンタクトローラ２１を介して研磨テープ２０を押し付け、研磨テープ２０を矢印Ｔの方向に連続的又は間欠的に適宜に移動させて行われる。ここで、図示の研磨装置は、片面研磨装置であるが、既知の両面研磨装置（磁気ディスク基板の表裏両面側にそれぞれ配置したコンタクトローラを介して、磁気ディスク基板の表裏両面に研磨テープを押し付け、移動させて磁気ディスク基板の両面の研磨を行うもの）（図示せず）を使用してもよい。
【００５４】
研磨テープ２０として、スウェード、織布シート、不織布シート、植毛シート又は発泡体シートをテープ状にスリットした既知のものが使用できる。
【００５５】
本発明に従ったテープ研磨は、粗研磨を行った後の仕上げ研磨に使用してもよいし、また、粗研磨なしで、一段階の研磨により磁気ディスク基板の表面を研磨してもよい。
【００５６】
＜実施例１〜８＞ 下記の表１に示す成分を含有する実施例１〜８の研磨スラリーを製造した。まず、純水に、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸及び酸化性のある有機酸を加え、これを攪拌し、これに添加剤（実施例５を除く他の実施例）をさらに加えて水溶液を製造した。次に、この水溶液に、コロイダルシリカ（これは、純水（イオン交換水）に平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を分散させ、ｐＨ１０に調整したもの）を加え、高速攪拌し、これを純水で４倍に希釈し、これに、３０％濃度の酸化剤（過酸化水素水）を加えて、ｐＨ２．０〜２．５の実施例１〜８の研磨スラリーを製造した。
【表１】
【００５７】
＜実施例９〜１３＞ また、下記の表２に示す成分を含有する実施例９〜１３の研磨スラリーを製造した。これら実施例９〜１３の研磨スラリーの製造は、添加剤としてキレート剤をさらに使用した以外は、上記の実施例１〜８の研磨スラリーの製造と実質的に同一である。まず、純水に、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸及び酸化性のある有機酸を加え、これを攪拌し、これに添加剤をさらに加えて水溶液を製造した。次に、この水溶液に、コロイダルシリカ（これは、純水（イオン交換水）に平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を分散させ、ｐＨ１０に調整したもの）を加え、高速攪拌し、これを純水で４倍に希釈し、これに、３０％濃度の酸化剤（過酸化水素水）を加えて、ｐＨ２．０〜２．５の実施例９〜１３の研磨スラリーを製造した。
【表２】
【００５８】
＜研磨試験１＞ 実施例１〜１３の研磨スラリーを使用して、粗研磨をしていない磁気ディスク基板の表面を研磨（１段研磨）し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）を計測し、また研磨後のスクラッチ数について調べた。
【００５９】
研磨速度（研磨力）は、ＡＮＤ社のＨＦ−２００（製品番号）を使用し、研磨前後の磁気ディスク基板の重量差を計測して求めた。表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）（製品番号：ナノスコープＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３１００シリーズ、デジタルインスツルメント社）を使用して計測した。表面うねり（Ｗａ）は、ＺＹＧＯ社のＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０００（製品番号）を用いて、対物レンズ１０倍、中間レンズ０．８倍で測定し、解析波長領域を０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍとして求めた。また、研磨後のスクラッチ数は、ディスク表面外観目視装置（製品番号：ＫＤＸ−９８０、カザマエンジニアリング株式会社）を使用して、研磨後の磁気ディスク基板の表裏両面のスクラッチ数を計数し、その平均から求めた片面当りのスクラッチの本数である（表中、◎は、１０本／面未満、○は、１０本／面以上２０本／面未満、×は、２０本／面以上を示す）。
【００６０】
磁気ディスク基板として、表面にＮｉ−Ｐ膜を形成した直径３．５インチのアルミニウム基板を使用した。このアルミニウム基板の試験前の表面粗さ（Ｒａ）は６０〜８０Åで、表面うねり（Ｗａ）は３０〜５０Åであった（粗研磨をしていない）。
【００６１】
研磨は、図１に示すような両面研磨装置を使用して、粗研磨をしない一段のパッド研磨を行った。研磨条件は、下記の表３に示すとおりであった。研磨パッドとして、スウェードパッドを使用した。
【表３】
【００６２】
＜試験結果（研磨試験１）＞ 研磨試験１の結果を下記の表４に示す。
【表４】
【００６３】
＜研磨試験２＞ 実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用して、予め粗研磨をした磁気ディスク基板の表面を研磨（２段研磨）し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測した。
【００６４】
上記の研磨試験１と同様に、研磨速度（研磨力）は、ＡＮＤ社のＨＦ−２００（製品番号）を使用し、研磨前後の磁気ディスク基板の重量差を計測して求めた。表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）（製品番号：ナノスコープＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３１００シリーズ、デジタルインスツルメント社）を使用して計測した。表面うねり（Ｗａ）は、ＺＹＧＯ社のＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０００（製品番号）を用いて、対物レンズ１０倍、中間レンズ０．８倍で測定し、解析波長領域を０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍとして求めた。
【００６５】
磁気ディスク基板として、表面にＮｉ−Ｐ膜を形成した直径３．５インチのアルミニウム基板を使用した。研磨試験２では、平均粒径０．８μｍのアルミナ粒子を使用して、このアルミニウム基板の表面を予め粗研磨して、試験前の表面粗さ（Ｒａ）を１０〜２０Å、表面うねり（Ｗａ）を５〜１５Åとしたもの（粗研磨を行ったもの）も使用した。（なお、粗研磨前のアルミニウム基板の表面粗さ（Ｒａ）は６０〜８０Åであり、表面うねり（Ｗａ）は３０〜５０Åであった。）
【００６６】
研磨は、上記の実施例１〜９と同様に、図１に示すような両面研磨装置（研磨パッドとして、スウェードパッドを使用した）を使用して行った。研磨条件は、下記の表５に示すとおりであった。
【表５】
【００６７】
＜試験結果（研磨試験２）＞ 研磨試験１の結果を下記の表６に示す。
【表６】
【００６８】
＜比較例１＞ 比較例１の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸とクエン酸を含有する水溶液中に分散し、これに過酸化水素水を添加したものを使用した。比較例１の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００６９】
＜比較例２＞ 比較例２の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、研磨促進剤としてエチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウム（鉄キレート錯体）を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例２の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７０】
＜比較例３＞ 比較例３の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸鉄とクエン酸を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例３の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７１】
＜比較例４＞ 比較例４の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸鉄と乳酸を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例４の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７２】
＜比較例５＞ 比較例５の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子２０重量％を含有するコロイド状の水溶液に、硝酸と硝酸アルミニウムを添加したものを使用した。比較例５の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７３】
＜比較例６＞ 比較例６の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子２０重量％を含有するコロイド状の水溶液に、硝酸アルミニウムを加え、さらにゲル化防止剤としてホスホン酸を添加したものを使用した。比較例６の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７４】
下記の表７に、比較例１〜６の研磨スラリーの組成を示す。
【表７】
【００７５】
＜比較試験１＞ 上記の比較例１の研磨スラリーを使用して、上記の研磨試験１を行って、粗研磨をしていない磁気ディスク基板の表面を研磨し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測し、また研磨後の磁気ディスク基板のスクラッチ数を調べ、上記の実施例１〜１３の研磨スラリーを使用した場合と比較した。比較試験１に使用した磁気ディスク基板は、上記の研磨試験１で使用したものと同じであり、また研磨条件も上記の研磨試験１と同じ条件（上記の表３）であった。
【００７６】
＜比較試験結果１＞ 比較試験１の結果を下記の表８に示す。上記の表４に示す実施例１〜１３の研磨スラリーを使用した１段研磨の結果と、下記の表８に示す比較例１の研磨スラリーを使用した１段研磨の結果とを比較すると、粗研磨をしていないアルミニウム基板の表面が、本発明に従って、比較例とほぼ同等の平坦性と平滑性であるが、ほぼ２倍の研磨速度で、スクラッチのない表面に研磨された。
【表８】
【００７７】
＜比較試験２＞ 上記の比較例２〜６の研磨スラリーを使用して、上記の研磨試験２を行って、予め粗研磨をしてある磁気ディスク基板の表面を研磨し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測し、また研磨後の磁気ディスク基板のスクラッチ数を調べ、上記の実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用した場合と比較した。比較試験２に使用した磁気ディスク基板は、上記の研磨試験２で使用したものと同じであり、また研磨条件も上記の研磨試験１と同じ条件（上記の表５）であった。
【００７８】
＜比較試験結果２＞ 比較試験２の結果を下記の表９に示す。上記の表６に示す実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用した２段研磨の結果と、下記の表８に示す比較例２〜６の研磨スラリーを使用した２段研磨の結果とを比較すると、予め粗研磨を行ったアルミニウム基板の表面は、本発明に従って、著しく平滑で平坦な、スクラッチのない表面に研磨された。
【表９】
【００７９】
＜比較試験３＞ 上記の実施例１の研磨スラリーと、上記の比較例５、６の研磨スラリーを使用して、ポットライフについて調べた。ポットライフは、各研磨スラリーを６０℃の恒温槽内に保管し、そのときの研磨スラリーの状態を観察した。
【００８０】
＜比較試験結果３＞ 比較試験３の結果を下記の表１０に示す。下記の表１０に示すように、実施例１の研磨スラリーは、ゲル化防止剤を添加した比較例６の研磨スラリーと同様に、ゲル化されなかった。一方、比較例５の研磨スラリー（ゲル化防止剤なし）は、ゲル化した。
【表１０】
【００８１】
【発明の効果】
本発明が以上のように構成されるので、高い研磨力で研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる、また、粗研磨を行わずに、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは、パッド研磨に使用される研磨装置の下定盤を示し、図１Ｂは、図１Ａの研磨装置の上定盤を示す。
【図２】図２は、テープ研磨に使用される研磨装置を示す。
【符号の説明】
１０、１０´・・・パッド
１１・・・上定盤
１２・・・下定盤
１３・・・遊星ギヤ
１４・・・開口
１５・・・磁気ディスク基板
１６・・・インターナルギヤ
１７・・・太陽ギヤ
１８・・・穴
２０・・・研磨テープ
２１・・・コンタクトローラ
２２・・・ノズル
Ｘ・・・遊星ギヤ自転方向
Ｙ・・・遊星ギヤ公転方向
Ｗ・・・太陽ギヤ回転方向
Ｒ・・・磁気ディスク基板回転方向
Ｔ・・・テープ移動方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク基板の表面の鏡面研磨に用いられる研磨スラリー及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク基板などの精密部品は、その表面にうねりがあったり、不要の傷や突起があったり、また異物が付着していると、精密部品の設計形状から予定される機能や性能を発揮し得なくなるため、このような精密部品の表面には、高い平滑性と平坦性が要求されており、研磨工程が、精密部品の機能や性能を左右する重要な工程となっている。
【０００３】
コンピュータのメモリとして磁気ディスクが使用されている。この磁気ディスクは、ブランクと称する薄いアルミニウムディスクの表面に無電解メッキを施してＮｉ−Ｐ膜を形成した磁気ディスク用の基板の表面を鏡面に研磨した後、この表面にテクスチャ加工を施し、その上に、スパッタリングなどにより磁性膜や保護膜を形成したものである。テクスチャ加工は、基板の表面に非常に細かい同心円状のテクスチャ条痕を形成し、このテクスチャ条痕に相似する溝を磁気ディスクの表面に形成して、磁気ディスクの表面からの磁気ヘッドの浮上距離を安定させるために行われる。また、テクスチャ加工は、磁気ディスクの表面に磁気異方性をもたせるために行われ、メモリ容量を増大させるため、より細かいテクスチャ条痕が基板の表面に形成される必要がある。ここで、テクスチャ加工を施す前の基板の表面にうねりがあったり、不要の傷や突起があると、基板の表面に細かいテクスチャ条痕を均一に形成することが困難となり、また磁気ディスクの表面がうねり、磁気ヘッドが磁気ディスクの表面に衝突する原因となる。このため、テクスチャ加工を施す前の基板の表面は、平滑で平坦な表面に研磨されなければならない。
【０００４】
このように、磁気ディスク基板の表面には高い平滑性や平坦性が要求され、磁気ディスク基板の表面は、一般に、遊離砥粒により行われている。この遊離砥粒による研磨は、テープ研磨とパッド研磨に大別される。
【０００５】
テープ研磨は、回転する研磨対象物の表面に研磨スラリーを供給し、この上に研磨テープを押し付けて行われる（特許文献１、２を参照）。
【０００６】
また、パッド研磨は、表面に研磨パッドを張り付けた定盤を回転し、この研磨パッドの表面に研磨スラリーを供給し、この上に研磨対象物の表面を押し付けて行われる（特許文献３、４を参照）。
【０００７】
このようなテープ研磨やパッド研磨では、研磨スラリーとして、アルミナ、シリカ、ダイヤモンドなどの研磨粒子を含有したものが使用される。
【０００８】
ここで、研磨粒子として、固体を機械的に細分化する分散法と称される粒子製造法によって製造された多角形状の粒子（例えば、アルミナ粒子）が使用されると、高い研磨力で研磨対象物の表面を研磨できるが、研磨対象物の表面を所望とする程度に平滑で平坦な表面に研磨できない。
【０００９】
また、研磨粒子として、分子、原子、イオンなどを集合させる凝集法と称される粒子製造方法によって製造された粒子（例えば、シリカ粒子）が使用されると、この粒子の形状はほぼ球状であり、個々の粒子形状が均一であり、その粒度分布が狭いので、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できるが、研磨力が低く、研磨に時間がかかる。
【００１０】
このため、アルミナ粒子などを使用して粗研磨を短時間で行った後に、シリカ粒子を使用して仕上げ研磨を行う、という二段階の研磨を行っているのが現状である。
【００１１】
上述したように、研磨粒子としてシリカ粒子を使用すると、研磨力が低く、研磨に時間がかかる。このため、研磨スラリーに、研磨促進剤として、硝酸アルミニウム、硝酸鉄、鉄キレート錯体（例えば、エチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウム）などを含有させて、研磨力を向上させることが提案されている（特許文献５、６を参照）。
【００１２】
ここで、研磨粒子としてシリカ粒子を使用する研磨スラリーは、その液性がアルカリ性であるときと、ｐＨ２〜２．５の酸性を示すときに安定した状態（凝集やゲル化しない状態）にある。
【００１３】
【特許文献１】
特開平１０−１８８２７２号公報（段落００１４〜００１６）
【特許文献２】
特開平５−１６６１７６号公報（段落００１９）
【特許文献３】
特開平８−３５４０号公報（段落００５３〜００５６）
【特許文献４】
特開平９−７９８７号公報（段落００１９〜００２１）
【特許文献５】
特開平１１−１６７７１５号公報（段落０００６）
【特許文献６】
特開２０００−７３０４９号公報（００１７、００３１〜００３８）
【００１４】
【発明の解決しようとする課題】
しかし、アルカリ性の研磨スラリー（例えば、研磨促進剤として、エチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウムを含有するもの）を使用すると、十分な研磨力が得られず、研磨に時間がかかるため、研磨対象物の表面の研磨に上記した二段階の研磨を行う必要がある。
【００１５】
また、酸性の研磨スラリー（例えば、研磨促進剤として、硝酸アルミニウムや硝酸鉄などを含有するもの）では、ｐＨ２〜２．５の酸性に研磨スラリーの液性を維持することが困難であり、研磨中にその液性が変化し、研磨スラリーがゲル化し、研磨対象物の表面を平滑で平坦に研磨できない。ここで、ゲル化防止剤としてホスホン酸などを研磨スラリーに添加して、ゲル化を防止することが提案されているが、ｐＨ調整剤として硝酸などをさらに添加して研磨スラリーの液性を調整する必要があり、このようなｐＨ調整剤の添加による研磨スラリーの液性の調整では、研磨スラリーの液性を安定化させることが困難である。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、高い研磨力で研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、粗研磨を行わずに、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる研磨スラリー及び方法を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面に高い平滑性や平坦性が要求される磁気ディスク基板の表面のテープ研磨又はパッド研磨に用いられる研磨スラリー及び方法である。
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の研磨スラリーは、研磨粒子としてシリカ粒子が使用され、その含有量は、１重量％〜５５重量％の範囲から選択される。シリカ粒子の平均粒径は、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲、より好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲から選択される。
【００２０】
そして、この研磨粒子（シリカ粒子）は、水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸、及び酸化剤から構成される水溶液中に分散される。
【００２１】
酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある無機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０００１重量％〜１．０重量％の範囲にある。
【００２２】
還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、この還元性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１０重量％の範囲にある。
【００２３】
酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００２４】
酸化剤として、過酸化水素水が使用され、この酸化剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１５重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００２５】
研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液をこのように構成することにより、研磨スラリーの液性の変化が抑制され（すなわち、酸性に維持され、研磨スラリーが安定する）、研磨スラリーのゲル化が防止され、磁気ディスク基板の表面が、高い研磨力で、平滑で平坦な表面に研磨される。
【００２６】
本発明の研磨スラリーの液性は、ｐＨ１．５〜３．５の酸性を示す。
【００２７】
本発明の研磨スラリーは、添加剤を含み得る。
【００２８】
添加剤として、アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤、水溶性の有機高分子、キレート剤、又はこれらの混合液が使用され得る。
【００２９】
水溶性の有機高分子として、グリセリン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンオキサイドなどの水溶性の有機高分子が使用され得る。
【００３０】
また、キレート剤として、アミノカルボン酸系のキレート剤（例えば、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン２酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、トリエチレンテトラミン６酢酸、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、１−３プロパンジアミン４酢酸など、及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩）が使用され得る。
【００３１】
添加剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００３２】
上記本発明の研磨スラリーを使用する磁気ディスク基板の表面の研磨は、磁気ディスク基板の表面に上記本発明の研磨スラリーを供給し、この上に、研磨パッド又は研磨テープを押し付け、磁気ディスク基板と研磨パッド又は研磨テープとを相対的に移動させて行われる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の研磨スラリー及び方法は、表面に高い平滑性や平坦性が要求される磁気ディスク基板の表面のテープ研磨又はパッド研磨に用いられる。
【００３４】
本発明の研磨スラリーは、研磨粒子、及び研磨粒子を分散する水溶液から構成される。本発明の研磨スラリーの液性は、ｐＨ１．５〜３．５の酸性を示す。
【００３５】
研磨粒子として、シリカ粒子が使用される。シリカ粒子として、コロイダルシリカ及びヒュームドシリカが使用され、また、その他の製造方法や性状の異なるシリカ粒子も使用できる。シリカ粒子の含有量は、１重量％〜５５重量％の範囲から選択される。シリカ粒子の平均粒径は、０．００５μｍ〜０．３μｍの範囲、より好ましくは０．００５〜０．１μｍの範囲から選択される。
【００３６】
この研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液は、水、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸、酸化性のある有機酸、及び酸化剤から構成される。
【００３７】
酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある無機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０００１重量％〜１．０重量％の範囲にある。この酸化性のある無機酸は、酸化剤としての機能を有し、またｐＨ調整剤としての機能も有する。
【００３８】
還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、この還元性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１０重量％の範囲にある。この還元性のある有機酸は、例えば、硝酸と蓚酸アンモニウムとを組み合せる、又は蓚酸アンモニウムと後記する酸化性のある有機酸の乳酸とを組み合せると、ｐＨ１．５〜３．５の間の範囲で緩衝作用を示し、研磨スラリーの液性を安定化させる安定化剤としての機能を有する。また、この還元性のある有機酸は、還元剤として働き、酸化剤によってＮｉ−Ｐ膜の表面に形成されたＮｉ酸化膜を除去（エッチング）し、研磨を促進させる研磨促進剤としての機能を有する。
【００３９】
酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、この酸化性のある有機酸の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１２重量％の範囲にある。この酸化性のある有機酸は、研磨促進剤としての機能を有し、また潤滑剤としての機能も有する。
【００４０】
酸化剤として、過酸化水素水が使用され、この酸化剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．０１５重量％〜１２重量％の範囲にある。
【００４１】
上記のように研磨粒子（シリカ粒子）を分散する水溶液を構成することにより、研磨スラリーの液性の変化が抑制され、研磨スラリーの液性が酸性（ｐＨ１．５〜３．５の間の範囲）に維持され、研磨スラリーが安定する。そして、研磨スラリーのゲル化が防止され、磁気ディスク基板の表面が、高い研磨力で、平滑で平坦な表面に研磨される。
【００４２】
本発明の研磨スラリーは、添加剤を含み得る。ここで、添加剤の添加により、研磨スラリーの液性が変動し得るが、添加剤を添加した研磨スラリーの液性がｐＨ１．５未満又はｐＨ３．５を越える場合、アルカリや酸をさらに添加することにより、研磨スラリーの液性を上記の範囲（ｐＨ１．５〜３．５）内に適宜に調整できる。
【００４３】
このような添加剤として、アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤、水溶性の有機高分子、キレート剤、又はこれらの混合液が使用され得る。
【００４４】
アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤が使用されるのは、アニオン系やカチオン系の界面活性剤が使用されると、研磨スラリー中のシリカ粒子表面のゼータ電位が影響され、シリカ粒子同士が凝集するからである。
【００４５】
水溶性の有機高分子は、研磨スラリーの潤滑性を向上させる機能を有し、研磨中に研磨テープや研磨パッドと磁気ディスク基板との間で生じる抵抗に起因した研磨装置の微小振動を低減し、磁気ディスク基板の表面の平坦性を向上できる。しかし、この有機高分子の添加量を多くしすぎると、研磨力が低下し得るので、有機高分子の添加量は少量でよい。有機高分子の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜５重量％の範囲から選択される。
【００４６】
この有機高分子として、グリセリン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）などの水溶性の有機高分子が使用され得る。
【００４７】
キレート剤は、磁気ディスク基板の表面の研磨中に発生するＮｉをキレート化することにより、スクラッチを低減させる機能を有し、また蓚酸ニッケルの生成を防ぐ機能も有する。キレート剤の含有量は、蓚酸の添加量や他の成分の配合比によって異なり、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜５重量％の範囲から適宜に選択される。
【００４８】
キレート剤として、アミノカルボン酸系のキレート剤（例えば、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン２酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、トリエチレンテトラミン６酢酸、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、１−３プロパンジアミン４酢酸など、及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩）が使用され得る。
【００４９】
上記した添加剤の含有量は、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜１２重量％の範囲から選択される。
【００５０】
＜研磨方法１＞ 上記本発明の研磨スラリーを使用するパッド研磨は、図１Ａ及び図１Ｂに示すような両面研磨装置を使用して行われる。図示のように、磁気ディスク基板１５の両面の研磨は、表面に研磨パッド１０を張り付けた下定盤１２の太陽ギヤ１７とインターナルギヤ１６とに噛み合う遊星ギヤ１３の開口１４に磁気ディスク基板１５を配置し、これを、表面に研磨パッド１０´を張り付けた上定盤１１で上側から押え付け、上定盤１１の穴１８を通じて、上定盤１１と下定盤１２との間に本発明の研磨スラリーを供給しつつ、外部の駆動モータにより太陽ギヤ１７を矢印Ｗの方向に回転させて、遊星ギヤ１３を矢印Ｘの方向に自転させるとともに矢印Ｙの方向に公転させて行なわれる。
【００５１】
研磨パッド１０、１０´として、スェード、織布、不織布、植毛布、発泡体などからなるシートをパッド状にカットした既知のものが使用される。
【００５２】
本発明に従ったパッド研磨は、粗研磨を行った後の仕上げ研磨に使用してもよいし、また、粗研磨なしで、一段階の研磨により磁気ディスク基板の表面を研磨してもよい。
【００５３】
＜研磨方法２＞ 上記本発明の研磨スラリーを使用するテープ研磨は、図２に示すような研磨装置を使用して行われる。図示のように、磁気ディスク基板１５を矢印Ｒの方向に回転させながら、磁気ディスク基板１５の表面にノズル２２を通じて本発明の研磨スラリーを供給し、この上に、コンタクトローラ２１を介して研磨テープ２０を押し付け、研磨テープ２０を矢印Ｔの方向に連続的又は間欠的に適宜に移動させて行われる。ここで、図示の研磨装置は、片面研磨装置であるが、既知の両面研磨装置（磁気ディスク基板の表裏両面側にそれぞれ配置したコンタクトローラを介して、磁気ディスク基板の表裏両面に研磨テープを押し付け、移動させて磁気ディスク基板の両面の研磨を行うもの）（図示せず）を使用してもよい。
【００５４】
研磨テープ２０として、スウェード、織布シート、不織布シート、植毛シート又は発泡体シートをテープ状にスリットした既知のものが使用できる。
【００５５】
本発明に従ったテープ研磨は、粗研磨を行った後の仕上げ研磨に使用してもよいし、また、粗研磨なしで、一段階の研磨により磁気ディスク基板の表面を研磨してもよい。
【００５６】
＜実施例１〜８＞ 下記の表１に示す成分を含有する実施例１〜８の研磨スラリーを製造した。まず、純水に、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸及び酸化性のある有機酸を加え、これを攪拌し、これに添加剤（実施例５を除く他の実施例）をさらに加えて水溶液を製造した。次に、この水溶液に、コロイダルシリカ（これは、純水（イオン交換水）に平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を分散させ、ｐＨ１０に調整したもの）を加え、高速攪拌し、これを純水で４倍に希釈し、これに、３０％濃度の酸化剤（過酸化水素水）を加えて、ｐＨ２．０〜２．５の実施例１〜８の研磨スラリーを製造した。
【表１】
＜実施例９〜１３＞ また、下記の表２に示す成分を含有する実施例９〜１３の研磨スラリーを製造した。これら実施例９〜１３の研磨スラリーの製造は、添加剤としてキレート剤をさらに使用した以外は、上記の実施例１〜８の研磨スラリーの製造と実質的に同一である。まず、純水に、酸化性のある無機酸、還元性のある有機酸及び酸化性のある有機酸を加え、これを攪拌し、これに添加剤をさらに加えて水溶液を製造した。次に、この水溶液に、コロイダルシリカ（これは、純水（イオン交換水）に平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を分散させ、ｐＨ１０に調整したもの）を加え、高速攪拌し、これを純水で４倍に希釈し、これに、３０％濃度の酸化剤（過酸化水素水）を加えて、ｐＨ２．０〜２．５の実施例９〜１３の研磨スラリーを製造した。
【表２】
＜研磨試験１＞ 実施例１〜１３の研磨スラリーを使用して、粗研磨をしていない磁気ディスク基板の表面を研磨（１段研磨）し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）を計測し、また研磨後のスクラッチ数について調べた。
【００５９】
研磨速度（研磨力）は、ＡＮＤ社のＨＦ−２００（製品番号）を使用し、研磨前後の磁気ディスク基板の重量差を計測して求めた。表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）（製品番号：ナノスコープＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３１００シリーズ、デジタルインスツルメント社）を使用して計測した。表面うねり（Ｗａ）は、ＺＹＧＯ社のＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０００（製品番号）を用いて、対物レンズ１０倍、中間レンズ０．８倍で測定し、解析波長領域を０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍとして求めた。また、研磨後のスクラッチ数は、ディスク表面外観目視装置（製品番号：ＫＤＸ−９８０、カザマエンジニアリング株式会社）を使用して、研磨後の磁気ディスク基板の表裏両面のスクラッチ数を計数し、その平均から求めた片面当りのスクラッチの本数である（表中、◎は、１０本／面未満、○は、１０本／面以上２０本／面未満、×は、２０本／面以上を示す）。
【００６０】
磁気ディスク基板として、表面にＮｉ−Ｐ膜を形成した直径３．５インチのアルミニウム基板を使用した。このアルミニウム基板の試験前の表面粗さ（Ｒａ）は６０〜８０Åで、表面うねり（Ｗａ）は３０〜５０Åであった（粗研磨をしていない）。
【００６１】
研磨は、図１に示すような両面研磨装置を使用して、粗研磨をしない一段のパッド研磨を行った。研磨条件は、下記の表３に示すとおりであった。研磨パッドとして、スウェードパッドを使用した。
【表３】
＜試験結果（研磨試験１）＞ 研磨試験１の結果を下記の表４に示す。
【表４】
＜研磨試験２＞ 実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用して、予め粗研磨をした磁気ディスク基板の表面を研磨（２段研磨）し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測した。
【００６４】
上記の研磨試験１と同様に、研磨速度（研磨力）は、ＡＮＤ社のＨＦ−２００（製品番号）を使用し、研磨前後の磁気ディスク基板の重量差を計測して求めた。表面粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（走査型プローブ顕微鏡）（製品番号：ナノスコープＤｉｍｅｎｓｉｏｎ３１００シリーズ、デジタルインスツルメント社）を使用して計測した。表面うねり（Ｗａ）は、ＺＹＧＯ社のＮｅｗ Ｖｉｅｗ ５０００（製品番号）を用いて、対物レンズ１０倍、中間レンズ０．８倍で測定し、解析波長領域を０．０５ｍｍ〜２．０ｍｍとして求めた。
【００６５】
磁気ディスク基板として、表面にＮｉ−Ｐ膜を形成した直径３．５インチのアルミニウム基板を使用した。研磨試験２では、平均粒径０．８μｍのアルミナ粒子を使用して、このアルミニウム基板の表面を予め粗研磨して、試験前の表面粗さ（Ｒａ）を１０〜２０Å、表面うねり（Ｗａ）を５〜１５Åとしたもの（粗研磨を行ったもの）も使用した。（なお、粗研磨前のアルミニウム基板の表面粗さ（Ｒａ）は６０〜８０Åであり、表面うねり（Ｗａ）は３０〜５０Åであった。）
【００６６】
研磨は、上記の実施例１〜９と同様に、図１に示すような両面研磨装置（研磨パッドとして、スウェードパッドを使用した）を使用して行った。研磨条件は、下記の表５に示すとおりであった。
【表５】
＜試験結果（研磨試験２）＞ 研磨試験１の結果を下記の表６に示す。
【表６】
＜比較例１＞ 比較例１の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸とクエン酸を含有する水溶液中に分散し、これに過酸化水素水を添加したものを使用した。比較例１の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００６９】
＜比較例２＞ 比較例２の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、研磨促進剤としてエチレンジアミン４酢酸鉄２アンモニウム（鉄キレート錯体）を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例２の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７０】
＜比較例３＞ 比較例３の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸鉄とクエン酸を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例３の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７１】
＜比較例４＞ 比較例４の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子を、硝酸鉄と乳酸を含有する水溶液中に分散させたものを使用した。比較例４の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７２】
＜比較例５＞ 比較例５の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子２０重量％を含有するコロイド状の水溶液に、硝酸と硝酸アルミニウムを添加したものを使用した。比較例５の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７３】
＜比較例６＞ 比較例６の研磨スラリーとして、平均粒径０．０２μｍのシリカ粒子２０重量％を含有するコロイド状の水溶液に、硝酸アルミニウムを加え、さらにゲル化防止剤としてホスホン酸を添加したものを使用した。比較例６の研磨スラリーの組成を下記の表７に示す。
【００７４】
下記の表７に、比較例１〜６の研磨スラリーの組成を示す。
【表７】
＜比較試験１＞ 上記の比較例１の研磨スラリーを使用して、上記の研磨試験１を行って、粗研磨をしていない磁気ディスク基板の表面を研磨し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測し、また研磨後の磁気ディスク基板のスクラッチ数を調べ、上記の実施例１〜１３の研磨スラリーを使用した場合と比較した。比較試験１に使用した磁気ディスク基板は、上記の研磨試験１で使用したものと同じであり、また研磨条件も上記の研磨試験１と同じ条件（上記の表３）であった。
【００７６】
＜比較試験結果１＞ 比較試験１の結果を下記の表８に示す。上記の表４に示す実施例１〜１３の研磨スラリーを使用した１段研磨の結果と、下記の表８に示す比較例１の研磨スラリーを使用した１段研磨の結果とを比較すると、粗研磨をしていないアルミニウム基板の表面が、本発明に従って、比較例とほぼ同等の平坦性と平滑性であるが、ほぼ２倍の研磨速度で、スクラッチのない表面に研磨された。
【表８】
＜比較試験２＞ 上記の比較例２〜６の研磨スラリーを使用して、上記の研磨試験２を行って、予め粗研磨をしてある磁気ディスク基板の表面を研磨し、研磨速度（研磨力）（単位時間当りの研磨量）、研磨後の表面粗さ（Ｒａ）及び表面うねり（Ｗａ）について計測し、また研磨後の磁気ディスク基板のスクラッチ数を調べ、上記の実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用した場合と比較した。比較試験２に使用した磁気ディスク基板は、上記の研磨試験２で使用したものと同じであり、また研磨条件も上記の研磨試験１と同じ条件（上記の表５）であった。
【００７８】
＜比較試験結果２＞ 比較試験２の結果を下記の表９に示す。上記の表６に示す実施例１及び実施例９〜１３の研磨スラリーを使用した２段研磨の結果と、下記の表８に示す比較例２〜６の研磨スラリーを使用した２段研磨の結果とを比較すると、予め粗研磨を行ったアルミニウム基板の表面は、本発明に従って、著しく平滑で平坦な、スクラッチのない表面に研磨された。
【表９】
＜比較試験３＞ 上記の実施例１の研磨スラリーと、上記の比較例５、６の研磨スラリーを使用して、ポットライフについて調べた。ポットライフは、各研磨スラリーを６０℃の恒温槽内に保管し、そのときの研磨スラリーの状態を観察した。
【００８０】
＜比較試験結果３＞ 比較試験３の結果を下記の表１０に示す。下記の表１０に示すように、実施例１の研磨スラリーは、ゲル化防止剤を添加した比較例６の研磨スラリーと同様に、ゲル化されなかった。一方、比較例５の研磨スラリー（ゲル化防止剤なし）は、ゲル化した。
【表１０】
【発明の効果】
本発明が以上のように構成されるので、高い研磨力で研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる、また、粗研磨を行わずに、研磨対象物の表面を平滑で平坦な表面に研磨できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａは、パッド研磨に使用される研磨装置の下定盤を示し、図１Ｂは、図１Ａの研磨装置の上定盤を示す。
【図２】図２は、テープ研磨に使用される研磨装置を示す。
【符号の説明】
１０、１０´・・・パッド
１１・・・上定盤
１２・・・下定盤
１３・・・遊星ギヤ
１４・・・開口
１５・・・磁気ディスク基板
１６・・・インターナルギヤ
１７・・・太陽ギヤ
１８・・・穴
２０・・・研磨テープ
２１・・・コンタクトローラ
２２・・・ノズル
Ｘ・・・遊星ギヤ自転方向
Ｙ・・・遊星ギヤ公転方向
Ｗ・・・太陽ギヤ回転方向
Ｒ・・・磁気ディスク基板回転方向
Ｔ・・・テープ移動方向
Claims (10)
- 研磨粒子、及びこの研磨粒子を分散させる水溶液から成る研磨スラリーであって、
前記水溶液が、
水、
酸化性のある無機酸、
還元性のある有機酸、
酸化性のある有機酸、及び
酸化剤、
から成り、
前記研磨粒子として、シリカ粒子が使用され、
前記酸化性のある無機酸として、塩酸及び硝酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、
前記還元性のある有機酸として、蓚酸及び蓚酸アンモニウムから選択される少なくとも一種の物質が使用され、
前記酸化性のある有機酸として、乳酸、コハク酸、マロン酸、酒石酸及びクエン酸から選択される少なくとも一種の物質が使用され、
前記酸化剤として、過酸化水素水が使用され、
当該研磨スラリーが、酸性を示す、
ところの研磨スラリー。 - 前記シリカ粒子の平均粒径が、０．００５μｍ〜０．３μｍの間の範囲にある、請求項１の研磨スラリー。
- 前記シリカ粒子の平均粒径が、０．００５μｍ〜０．１μｍの間の範囲にある、請求項１の研磨スラリー。
- 前記シリカ粒子の含有量が、１重量％〜５５重量％の範囲にあり、
前記酸化性のある無機酸の含有量が、前記シリカ粒子１重量％に対して０．０００１重量％〜１．０重量％の範囲にあり、
前記還元性のある有機酸の含有量が、前記シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１０重量％の範囲にあり、
前記酸化性のある有機酸の含有量が、前記シリカ粒子１重量％に対して０．０１重量％〜１２重量％の範囲にあり、
前記酸化剤の含有量が、前記シリカ粒子１重量％に対して０．０１５重量％〜１２重量％の範囲にある、
ところの請求項１の研磨スラリー。 - 前記水溶液に添加される添加剤として、アニオン系及びカチオン系以外の水溶性の界面活性剤、水溶性の有機高分子、キレート剤、又はこれらの混合液が使用される、請求項１の研磨スラリー。
- 前記水溶性の有機高分子として、グリセリン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、又はポリエチレンオキサイドが使用される、請求項５の研磨スラリー。
- 前記キレート剤として、アミノカルボン酸系のキレート剤が使用される、請求項５の研磨スラリー。
- 前記アミノカルボン酸系のキレート剤として、エチレンジアミン４酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン２酢酸、ジエチレントリアミン５酢酸、トリエチレンテトラミン６酢酸、ヒドロキシエチルイミノ２酢酸、ジヒドロキシエチルグリシン、１−３プロパンジアミン４酢酸、又はこれらのナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩が使用される、請求項７の研磨スラリー。
- 前記添加剤の含有量が、シリカ粒子１重量％に対して０．００２重量％〜１２重量％の範囲にある、請求項５の研磨スラリー。
- 請求項１の研磨スラリーを使用して磁気ディスク基板の表面を研磨する方法であって、
磁気ディスク基板の表面に前記研磨スラリーを供給する工程、
前記磁気ディスク基板の表面に研磨パッド又は研磨テープを押し付ける工程、及び
前記磁気ディスク基板と前記研磨パッド又は研磨テープとを相対的に移動させる工程、
から成る方法。
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