JP2011255450A

JP2011255450A - ハードディスクガラス基板研磨用潤滑液組成物及び研磨スラリー

Info

Publication number: JP2011255450A
Application number: JP2010131273A
Authority: JP
Inventors: Yushi Minami; 有志南; Kentaro Hamashima; 研太郎浜島
Original assignee: Moresco Corp
Current assignee: Moresco Corp
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2030-06-08
Also published as: JP5621157B2

Abstract

【課題】ハードディスクガラス基板の加工において、特に加工レート及び仕上げ面粗さの向上に有効な加工特性に優れた研磨スラリー並びに当該研磨スラリーを調製するための研磨用潤滑液組成物を提供する。
【解決手段】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を含むハードディスクガラス基板研磨用潤滑液組成物。
（Ａ）炭素数６〜２５で水酸基を２個以上有する脂肪族モノカルボン酸
（Ｂ）多価アルコール類
（Ｃ）アルカノールアミン
（Ｄ）水
【選択図】なし

Description

本発明は、ハードディスクガラス基板研磨用潤滑液組成物及びそれを用いた研磨スラリーに関する。より詳細には、ハードディスクガラス基板の研磨加工において、加工レート及び仕上げ面粗さの向上に優れた研磨スラリー並びに当該研磨スラリーを調製するための研磨用潤滑液組成物に関する。

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

この高密度化は最近とみに進み、ディスク基板加工用研磨スラリーへの要求も更にエスカレートしており、その要求項目は研磨レートに始まり、低面粗度化、微小ピット、微小突起、微小スクラッチ等の表面欠陥の無いことなど、多岐にわたっている。

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

「研磨痕」や「研磨スクラッチ」の除去、及び仕上げ面粗さをより小さく仕上げる研磨用潤滑液組成物として、例えば特許文献１には、炭素数１０〜２２の脂肪酸と各種アルコールからなる研磨用潤滑液組成物が提案されている。しかし特許文献１で用いられる炭素数１０〜２２の脂肪酸は飽和、不飽和の脂肪酸であり、水酸基を含有する脂肪酸は全く記載されていない。更に上述の高能率で且つ高い研磨速度を与える組成物として、例えば特許文献２にはフェニル基を含有しないリン系界面活性剤、グリコール系溶剤、炭素数１６〜４０のカルボン酸、又は、ジカルボン酸、及び、アルカノールアミンからなる研磨用潤滑液組成物が提案されている。しかし特許文献２で用いられる炭素数１６〜４０のカルボン酸として水酸基を１つ有するカルボン酸は記載されているが、水酸基を２個以上有するカルボン酸は記載されていない。

特表２００４−５１５６０９号公報特開２００４−３０６２４８号公報

本発明の課題は、ハードディスクガラス基板の加工において、特に加工レート及び仕上げ面粗さの向上に有効な加工特性に優れた研磨スラリー並びに当該研磨スラリーを調製するための研磨用潤滑液組成物を提供することにある。

本発明者は、特定の研磨用潤滑液組成物及び研磨砥粒を含む研磨スラリーが上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、下記の発明に係る。
１．（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を含むハードディスクガラス基板研磨用潤滑液組成物。
（Ａ）炭素数６〜２５で水酸基を２個以上有する脂肪族モノカルボン酸
（Ｂ）多価アルコール類
（Ｃ）アルカノールアミン
（Ｄ）水
２．（Ａ）を０.１〜３０重量％、（Ｂ）を１〜９０重量％、（Ｃ）を１〜９０重量％、残部が（Ｄ）からなる上記１に記載の研磨用潤滑液組成物。
３．上記１又は２に記載の研磨用潤滑液組成物及びダイヤモンド砥粒を含む研磨スラリー。

本発明の研磨スラリーは、ハードディスクガラス基板の加工において、特に加工レート及び仕上げ面粗さの向上に有効な加工特性を示す。

本発明の研磨用潤滑液組成物（以下「潤滑液組成物」とも言う）の各成分について以下に説明する。

（Ａ）炭素数６〜２５で水酸基を２個以上有する脂肪族モノカルボン酸としては、特に限定されず炭素鎖が直鎖でも分岐でも環状でも良く不飽和結合を有していても良い。例えば、パントイン酸、メバロン酸、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２,２−ビス（ヒドロキシメチル）酪酸、デオキシコール酸、アロイリット酸、ガラクツロン酸、グルコン酸、キナ酸、シキミ酸、コール酸、ラクトン酸等が挙げられる。ここで炭素数はカルボニル炭素を含む炭素数である。これら脂肪族モノカルボン酸のなかでも炭素数１２〜２４、更には炭素数１２〜１６の脂肪族モノカルボン酸が好ましい。

（Ｂ）多価アルコール類とは多価アルコールおよび多価アルコールのアルキルエーテルを含む。特に限定はされないが、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブチルカルビトール、ヘキシレングリコール、ブタンジオール、ブチルジグリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ソルビトール、スクロース等が挙げられる。

（Ｃ）アルカノールアミンとしては、特に限定されないが、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ,Ｎ−ジメチルエタノールアミン、Ｎ−メチルモノエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、ｎ−ブタノールアミン、イソブタノールアミン、ｔｅｒｔ−ブタノールアミン、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール等が挙げられる。
（Ｄ）水としては、イオン交換水などの純水が好ましい。

潤滑液組成物における成分（Ａ）〜（Ｄ）の含有量は特に限定されないが、炭素数５〜２５で水酸基を２個以上有する脂肪族モノカルボン酸（Ａ）の含有量としては０.１〜３０重量％が好ましく、１〜１５重量％がより好ましい。成分（Ａ）の含有量を上記範囲とすれば、ハードディスクガラス基板表面に十分に吸着する量であり、加工時に十分な潤滑性が得られる。また潤滑液組成物の安定性も良好となる。上限の含有量を超えると加工時に十分な加工レートが得られず、下限未満では加工時に十分な潤滑性が得られない。

多価アルコール類（Ｂ）の含有量としては１〜９０重量％
が好ましく、５〜８５重量％がより好ましく、１０〜８０重量％が最も好ましい。成分（Ｂ）の含有量が上記範囲であれば、潤滑液組成物の安定性が良好となり、かつ十分な洗浄性も発揮する。

アルカノールアミン（Ｃ）の含有量としては１〜９０重量％が好ましく、５〜８５重量％がより好ましく、１０〜８０重量％が最も好ましい。成分（Ｃ）の含有量が上記範囲であれば、脂肪族モノカルボン酸（Ａ）を十分に中和して水溶性とできる。
水（Ｄ）の含有量は、残部である。

このような成分（Ａ）〜（Ｄ）を含む潤滑液組成物にダイヤモンド研磨砥粒を分散させることにより本発明の研磨スラリーを得ることができる。ダイヤモンド研磨砥粒の大きさとしては、平均粒子径０.０１〜１μｍ程度が好ましい。研磨スラリー中のダイヤモンド研磨砥粒の含有量は特に限定されないが、通常１重量％以下、好ましくは０.００１〜０.５重量％である。

本発明の研磨スラリーは、ハードディスクガラス基板加工用の研磨スラリーであって、通常の鉄やアルミ材料の水溶性切削加工、水溶性研削加工、水溶性研磨加工液とは、区別されるものである。上記通常の加工においては、循環使用が一般的であり、防腐、消泡、防錆などの二次性能等において要求性能が大きく異なる。

以下に示す実施例、及び、比較例においては、以下に示す研磨評価を行った。ただし、本発明は実施例に限定されるものではない。

研磨特性評価
ウレタンパッド（ニッタ・ハース製ＩＣ１０００）をＣＭＰ研磨装置(ナノファクター製ＮＦ−３００)に設置し、プラテン回転数２３０回転／分、ヘッド回転数１７０回転／分、研磨圧力７.２ＰＳＩの条件で研磨スラリーを２０ｍｌ／分の速度で供給しつつ、直径２.５インチのハードディスクガラス基板を研磨時間１５分（研磨速度評価）、及び、１分（表面粗さ評価）で研磨評価を行った。研磨時の研磨速度、及び、研磨後の表面粗さを評価することによって研磨評価を行った。なお、研磨速度、及び、表面粗さの測定方法は以下の方法で測定した。

研磨速度
研磨前後のガラス基板の重量変化を電子天秤（ザルトリウス社製ＬＥ２２５Ｄ）により測定して研磨量を求め研磨速度を求めた。

表面粗さ
研磨後の表面粗さは分子間力顕微鏡（エスアイアイ・ナノテクノロジー製ＳＰＡ−４００）により測定した。

実施例１〜５及び比較例１〜２
下記表１に示す成分（数値は重量％）を配合してハードディスクガラス基板用潤滑液を調製した。水は純水を用いた。比較例１のオレイン酸は特表２００４−５１５６０９号公報（特許文献１）で用いられる炭素数１０〜２２の脂肪酸、比較例２のリシノール酸は特開２００４−３０６２４８号公報（特許文献２）で用いられる炭素数１６〜４０のカルボン酸である。

ハードディスクガラス基板用研磨スラリーは、下記潤滑液組成物１７.５ｇを純水３２１.５ｇで希釈後、ダイヤモンド濃度：１.５重量％及び平均粒子径：３０ｎｍ〔動的光散乱法（大塚電子株式会社製ＤＬＳ−６０００ＨＬ）で測定〕のダイヤモンドスラリーを１０.９ｇ添加することにより調整した。この研磨スラリーを使用し、ハードディスクガラス基板の研磨評価を行った。結果を表１〜２に示す。

本発明によれば、研磨時の研磨速度に優れ、研磨後のハードディスクガラス基板の仕上げ表面粗さの向上に有効な加工特性に優れた研磨スラリーが提供される。
また、本発明の潤滑液組成物は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化ケイ素、酸化セリウム及び酸化タンタルなどの種々公知の研磨砥粒に適用できる。また、本発明の潤滑液組成物は、光学レンズ用ガラス基板や光学レンズ、光ディスクや磁気ディスク用ガラス基板、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型ＬＣＤなどの液晶用ガラス基板、液晶ＴＶ用カラーフィルター、ＬＳＩフォトマスク用ガラス基板の研磨に適用できる。

表面粗さ
研磨後の表面粗さは走査プローブ顕微鏡（エスアイアイ・ナノテクノロジー製ＳＰＡ−４００）を用いて、ＡＦＭモードにより測定した。

Claims

（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の成分を含むハードディスクガラス基板研磨用潤滑液組成物。
（Ａ）炭素数６〜２５で水酸基を２個以上有する脂肪族モノカルボン酸
（Ｂ）多価アルコール類
（Ｃ）アルカノールアミン
（Ｄ）水
（Ａ）を０.１〜３０重量％、（Ｂ）を１〜９０重量％、（Ｃ）を１〜９０重量％、残部が（Ｄ）からなる請求項１に記載の研磨用潤滑液組成物。
請求項１又は２に記載の研磨用潤滑液組成物及びダイヤモンド研磨砥粒を含む研磨スラリー。