JP2014130663A - 磁気ディスク基板の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
【解決手段】
粗研磨工程の研磨液組成物がシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに酸化促進助剤を含有する、磁気ディスク基板の製造方法。
【選択図】なし
Description
(1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程。
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行う。
また、前記シリカ粒子Aは、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbである。
また、前記酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
そして、前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有する。
ここで、ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である。
一般に、磁気ディスクは、精研削工程を経たガラス基板やNi−Pメッキ工程を経たアルミニウム合金基板を、粗研磨工程及び仕上げ研磨工程にて研磨した後、記録部形成工程にて磁気ディスク化することにより製造される。本開示は、一態様において、下記(1)〜(3)の工程を有する磁気ディスク基板の製造方法に関する。
(1)シリカ粒子A及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程。
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程。
工程(1)は、シリカ粒子A及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程である。工程(1)で使用される研磨機としては、特に限定されず、磁気ディスク基板研磨用の公知の研磨機が使用できる。
工程(1)で粗研磨される被研磨基板は、磁気ディスク基板又は磁気ディスク基板に用いられる基板であり、例えば、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板や、珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、結晶化ガラス、強化ガラス等のガラス基板が挙げられる。中でも、本開示で使用される被研磨基板としては、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板が好ましい。上記被研磨基板の形状には特に制限はなく、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であればよい。中でも、ディスク状の被研磨基板が適している。ディスク状の被研磨基板の場合、その外径は例えば2〜95mm程度であり、その厚みは例えば0.5〜2mm程度である。
本開示において、研磨液組成物Aとは、前記工程(1)の粗研磨に使用される研磨液組成物である。研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上並びに粗研磨後の長波長うねり低減及び突起欠陥低減の観点から砥粒としてシリカ粒子Aを含有し、粗研磨における研磨速度の向上の観点から酸を含有し、粗研磨における研磨速度の向上並びに粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から酸化剤を含有し、媒体として水を含有する。また、研磨液組成物Aは、アルミナ砥粒を含まないことが好ましい。本開示において「アルミナ砥粒を含まない」とは、一又は複数の実施形態において、アルミナ粒子を含まないこと、実質的にアルミナ粒子を含まないこと、砥粒として機能する量のアルミナ粒子を含まないこと、又は、研磨結果に影響を与える量のアルミナ粒子を含まないこと、を含みうる。具体的なアルミナ粒子の含有量は、特に限定されるわけではないが、5質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましく、1質量%以下がさらに好ましく、実質的に0%であることが更により好ましい。
研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、砥粒としてシリカ粒子Aを含有する。一又は複数の実施形態において、研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子をシリカ粒子Aという。シリカ粒子Aのシリカとしては、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、表面修飾したシリカ等が挙げられる。粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカが好ましい。シリカ粒子Aは、非球状の粒子であって、以下の2つの態様:非球状シリカa及びbが挙げられる。
シリカ粒子の一態様である非球状シリカaは、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50nm以上125nm以下である非球状シリカである。粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、非球状シリカaのΔCV値は10.0%以上が好ましく、より好ましくは11.0%以上、さらに好ましくは12.0%以上、さらにより好ましくは15.0%以上であり、同様の観点から、ΔCV値は30.0%以下が好ましく、より好ましくは28.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下、さらにより好ましくは22.3%以下である。
シリカ粒子の一態様である非球状シリカbは、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカである。非球状シリカbのΔCV値は、粗研磨における研磨速度の向上の観点から、0.0%以上が好ましく、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上であり、同様の観点から、10.0%未満が好ましく、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは6.0%以下である。また、非球状シリカbのΔCV値は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.0%以上が好ましく、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上、さらにより好ましくは5.0%以上、さらにより好ましくは6.0%以上であり、同様の観点から、10.0%未満が好ましく、より好ましくは9.0%以下、さらに好ましくは8.0%以下である。
本開示においてシリカ粒子AのΔCV値は、動的光散乱法により検出角30°(前方散乱)の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱により検出角30°の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して100を掛けた変動係数(CV)の値(CV30)と、動的光散乱法により検出角90°(側方散乱)の散乱強度分布に基づき測定される粒径の標準偏差を、動的光散乱により検出角90°の散乱強度分布に基づき測定される平均粒径で除して100を掛けた変動係数(CV)の値(CV90)との差(ΔCV=CV30−CV90)をいい、動的光散乱法により測定される散乱強度分布の角度依存性を示す値をいう。ΔCV値は、具体的に実勢例に記載の方法により測定することができる。
本開示において「散乱強度分布」とは、動的光散乱法(DLS:Dynamic Light Scattering)又は準弾性光散乱(QLS:Quasielastic Light Scattering)により求められるサブミクロン以下の粒子の3つの粒度分布(散乱強度、体積換算、個数換算)のうち散乱強度の粒径分布のことをいう。通常、サブミクロン以下の粒子は溶媒中でブラウン運動をしており、レーザー光を照射すると散乱光強度が時間的に変化する(ゆらぐ)。この散乱光強度のゆらぎを、例えば、光子相関法(JIS Z 8826)を用いて自己相関係数(D)を算出して、さらにアインシュタイン・ストークスの式を用い、平均粒径(d:流体力学的径)を求めることができる。また、粒径分布解析は、キュムラント法による多分散性指数(Polydispersity Index, PI)のほかに、ヒストグラム法(Marquardt法)、ラプラス逆変換法(CONTIN法)、非負最小2乗法(NNLS法)等がある。
(参考資料)
第12回散乱研究会(2000年11月22日開催)テキスト、1.散乱基礎講座「動的光散乱法」(東京大学 柴山充弘)
第20回散乱研究会(2008年12月4日開催)テキスト、5.動的光散乱によるナノ粒子の粒径分布測定(同志社大学 森康維)
本開示において「粒子分散液の散乱強度分布の角度依存性」とは、動的光散乱法により異なる検出角で前記粒子分散液の散乱強度分布を測定した場合の、散乱角度に応じた散乱強度分布の変動の大きさをいう。例えば、検出角30°と検出角90°とでの散乱強度分布の差が大きければ、その粒子分散液の散乱強度分布の角度依存性は大きいといえる。よって、本開示において、散乱強度分布の角度依存性の測定は、異なる2つの検出角で測定した散乱強度分布に基づく測定値の差(ΔCV値)を求めることを含む。
本開示においてシリカ粒子の平均粒径(D1)は、動的光散乱法により測定される散乱強度分布に基づく平均粒径をいい、特に言及のない場合、シリカ粒子の平均粒径とは、動的光散乱法において検出角90°で測定される散乱強度分布に基づく平均粒径をいう。本開示におけるシリカ粒子Aの平均粒径(D1)は、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
本開示のシリカ粒子Aの比表面積換算粒径(D2)は窒素吸着法(BET法)により測定された比表面積Sm2/gからD2=2720/S[nm]の式によって与えられる。
動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)は、シリカ粒子Aの異形度合いを意味し、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、(D1/D2)が1.50以上4.00以下であることが好ましい。一般的に動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)は、異形粒子の場合、長方向での光散乱を検出して処理を行うため、長方向と短方向の長さを考慮して異形度合いが大きいほど大きな数値となり、BET法による比表面積換算粒径(D2)は、求まる粒子の体積をベースとして球換算で表されるため、D1に比べると小さな数値となる。非球状シリカaは、前記動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が比較的小さい非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられる。一方で、非球状シリカbは、前記動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が比較的大きい非球状シリカが系全体の中で多く存在すると考えられ、この理由としては、非球状シリカの形状があまりに歪である(=D1/D2が大きい)場合は、希釈系での測定においてもレーザー光が粒子自身の形状により多重散乱を起こしやすく、結果的に前方散乱と側方もしくは後方散乱の散乱強度に差がなくなり、ΔCV値(散乱強度分布の角度依存性)が小さくなる挙動を示すためと推定される。但し、本開示はこのメカニズムの解釈に限定されない。
シリカ粒子Aは、粗研磨における研磨速度の向上の観点、粗研磨後の長波長うねりを低減する観点及び突起欠陥低減の観点から、火炎溶融法やゾルゲル法、及び粉砕法で製造されたものでなく、珪酸アルカリ水溶液を出発原料とする粒子成長法により製造されたシリカ粒子であることが好ましい。なお、シリカ粒子Aの使用形態としては、スラリー状であることが好ましい。
研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子Aの含有量は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、2質量%以上がさらにより好ましく、5質量%以上がさらにより好ましい。また、該含有量は、経済性の観点から、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下がさらにより好ましく、10質量%以下がさらにより好ましい。
研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、酸を含有する。研磨液組成物Aにおける酸の使用は、酸及び又はその塩の使用を含む。使用される酸としては、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、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、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、クエン酸、酒石酸、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等が挙げられる。中でも、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、リン酸、硫酸、クエン酸、酒石酸、マレイン酸、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)及びそれらの塩がより好ましく、硫酸、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)及びそれらの塩がさらに好ましく、硫酸がさらにより好ましい。
前記研磨液組成物Aは、粗研磨における研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、酸化剤を含有する。使用される酸化剤は、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む。また、その他の過酸化物、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、酸素酸又はその塩等を含んでもよい。過ヨウ素酸は、メタ過ヨウ酸であってもよく、オルト過ヨウ酸であってもよい。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。
研磨液組成物Aは、研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、及び過ヨウ素酸又はその塩のうち、過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに酸化促進助剤を含有する。使用される酸化剤としては、硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄およびエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩等が挙げられる。これらの中でも、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄が好ましく、硫酸鉄がより好ましい。
研磨液組成物Aは、媒体として水を含有する。水としては、蒸留水、イオン交換水、純水及び超純水等が使用され得る。研磨液組成物A中の水の含有量は、研磨液組成物の取扱いが容易になるため、55質量%以上99.98質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以上98質量%以下、さらに好ましくは80質量%以上97質量%以下、さらにより好ましくは85質量%以上97質量%以下である。
研磨液組成物Aには、必要に応じて他の成分を配合することができる。他の成分としては、緩衝剤、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質、界面活性剤、高分子化合物等が挙げられる。研磨液組成物A中のこれら他の任意成分の含有量は、本開示の効果を損なわない範囲で配合されることが好ましく、0質量%以上10質量%以下が好ましく、0質量%以上5質量%以下がより好ましい。
研磨液組成物AのpHは、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、前述の酸や公知のpH調整剤を用いて、pH0.5以上6.0以下に調整することが好ましく、より好ましくはpH0.7以上、さらに好ましくはpH0.8以上、さらにより好ましくはpH0.9以上であり、より好ましくはpH4.0以下、さらに好ましくはpH3.0以下、さらにより好ましくはpH2.0以下である。なお、上記のpHは、25℃における研磨液組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を研磨液組成物に浸漬した後40分後の数値である。
研磨液組成物Aは、例えば、シリカ粒子A及び水と、さらに所望により、酸化剤、酸及び他の成分とを公知の方法で混合することにより調製できる。その他の態様として、研磨液組成物Aを濃縮物として調製してもよい。前記混合は、特に制限されず、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。
工程(1)の粗研磨工程で使用される研磨パッドとしては、特に制限はなく、スエードタイプ、不織布タイプ、ポリウレタン独立発泡タイプ、又はこれらを積層した二層タイプ等の研磨パッドを使用することができるが、研磨速度向上の観点から、スエードタイプの研磨パッドが好ましい。スエードタイプの研磨パッドは、ベース層とベース層に垂直な紡錘状気孔を有する発泡層から構成される。ベース層の材質としては、綿等の天然繊維や合成繊維からなる不織布、スチレンブタジエンゴム等のゴム状物質を充填して得られるベース層等があげられるが、研磨速度を向上させる観点、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、ポリエステルフィルムが好ましく、高硬度な樹脂フィルムが得られるポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムがより好ましい。また、発泡層の材質としては、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニルや、天然ゴム、合成ゴム等があげられるが、圧縮率等の物性のコントロール性や、研磨時の耐摩耗性向上の観点から、ポリウレタンが好ましく、ポリウレタンエラストマーがより好ましい。
本開示において、研磨荷重とは、研磨時に被研磨基板の研磨面に加えられる定盤の圧力を意味する。工程(1)における研磨荷重は、粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、30.0kPa以下が好ましく、より好ましくは25.0kPa以下、さらに好ましくは20.0kPa以下、さらにより好ましくは18.0kPa以下、さらにより好ましくは16.0kPa以下、さらにより好ましくは14.0kPa以下、さらにより好ましくは11.0kPa以下である。また、前記研磨荷重は粗研磨における研磨速度の向上、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、3.0kPa以上が好ましく、より好ましくは5.0kPa以上、さらに好ましくは7.0kPa以上、さらにより好ましくは8.0kPa以上、さらにより好ましくは9.0kPa以上である。前記研磨荷重の調整は、定盤や基板等への空気圧や重りの負荷によって行うことができる。
工程(1)における、被研磨基板の単位面積(1cm2)あたりかつ研磨時間1分あたりの研磨量は、粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.05mg/(cm2・分)以上が好ましく、より好ましくは0.08mg/(cm2・分)以上、さらに好ましくは0.10mg/(cm2・分)以上、さらにより好ましくは0.12mg/(cm2・分)以上である。一方、粗研磨の研磨時間の大幅な長期化をすることなく粗研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減並びに仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥の低減の観点から、0.50mg/(cm2・分)以下が好ましく、より好ましくは0.30mg/(cm2・分)以下、さらに好ましくは0.28mg/(cm2・分)以下、さらにより好ましくは0.25mg/(cm2・分)以下である。
工程(1)における研磨液組成物Aの供給速度は、経済性の観点から、被研磨基板1cm2あたり0.25mL/分以下が好ましく、より好ましくは0.20mL/分以下、さらに好ましくは0.15mL/分以下である。また、前記供給速度は、研磨速度の向上の観点から、被研磨基板1cm2あたり0.01mL/分以上が好ましく、より好ましくは0.025mL/分以上、さらに好ましくは0.05mL/分以上である。
研磨液組成物Aを研磨機へ供給する方法としては、例えばポンプ等を用いて連続的に供給を行う方法が挙げられる。研磨液組成物Aを研磨機へ供給する際は、全ての成分を含んだ1液で供給する方法の他、研磨液組成物Aの保存安定性等を考慮して、複数の配合用成分液に分け、2液以上で供給することもできる。後者の場合、例えば供給配管中又は被研磨基板上で、上記複数の配合用成分液が混合され、研磨液組成物Aとなる。
工程(2)は、工程(1)で得られた基板を洗浄する工程である。工程(2)は、一又は複数の実施形態において、工程(1)の粗研磨が施された基板を、洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程である。工程(2)における洗浄方法は、特に限定されないが、一又は複数の実施形態において、工程(1)で得られた基板を洗浄剤組成物に浸漬する方法(洗浄方法a)、及び、洗浄剤組成物を射出して工程(1)で得られた基板の表面上に洗浄剤組成物を供給する方法(洗浄方法b)が挙げられる。
前記洗浄方法aにおいて、基板の洗浄剤組成物への浸漬条件としては、特に制限はないが、例えば、洗浄剤組成物の温度は、安全性及び操業性の観点から20℃以上100℃以下であると好ましく、浸漬時間は、洗浄剤組成物による洗浄性と生産効率の観点から10秒以上30分以下であると好ましい。また、残留物の除去性及び残留物の分散性を高める観点から、洗浄剤組成物には超音波振動が付与されていると好ましい。超音波の周波数としては、好ましくは20kHz以上2000kHz以下、より好ましくは40kHz以上2000kHz以下、さらに好ましくは40kHz以上1500kHz以下である。
前記洗浄方法bでは、残留物の洗浄性や油分の溶解性を促進させる観点から、超音波振動が与えられている洗浄剤組成物を射出して、基板の表面に洗浄剤組成物を接触させて当該表面を洗浄するか、又は、洗浄剤組成物を被洗浄基板の表面上に射出により供給し、洗浄剤組成物が供給された当該表面を洗浄用ブラシでこすることにより洗浄することが好ましい。さらには、超音波振動が与えられている洗浄剤組成物を射出により洗浄対象の表面に供給し、かつ、洗浄剤組成物が供給された当該表面を洗浄用ブラシでこすることにより洗浄することが好ましい。
工程(2)の洗浄剤組成物としては、一又は複数の実施形態において、アルカリ剤、水、及び必要に応じて各種添加剤を含有するものが使用できる。
前記洗浄剤組成物で使用されるアルカリ剤は、無機アルカリ剤及び有機アルカリ剤のいずれであってもよい。無機アルカリ剤としては、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウム等が挙げられる。有機アルカリ剤としては、例えば、ヒドロキシアルキルアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、及びコリンからなる群より選ばれる一種以上が挙げられる。これらのアルカリ剤は、単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。洗浄剤組成物の基板上の残留物の分散性の向上、保存安定性の向上の観点から、前記アルカリ剤としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、モノエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、及びアミノエチルエタノールアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
前記洗浄剤組成物には、アルカリ剤以外に、非イオン界面活性剤、キレート剤、エーテルカルボキシレートもしくは脂肪酸、アニオン性界面活性剤、水溶性高分子、消泡剤(成分に該当する界面活性剤は除く。)、アルコール類、防腐剤、酸化防止剤等が含まれていていても良い。
工程(3)は、シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程である。工程(3)で使用される研磨機は、仕上げ研磨後の長波長うねり低減及び突起欠陥低減の観点並びにその他の表面欠陥を効率よく低減するため粗研磨とポア径の異なるパッドを使用する観点から、工程(1)で用いた研磨機とは別の研磨機である。工程(3)で使用される研磨液組成物Bの供給速度、研磨液組成物Bを研磨機へ供給する方法は、前述した研磨液組成物Aの場合と同様とすることができる。
工程(3)で使用される研磨液組成物Bは、突起欠陥低減の観点から砥粒としてシリカ粒子Bを含有する。使用されるシリカ粒子Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、好ましくはコロイダルシリカである。また、研磨液組成物Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、アルミナ粒子を含有しないことが好ましい。
本開示に使用されるシリカ粒子Bの動的光散乱法による平均粒径(D1)、BET法による比表面積換算粒径(D2)、及びそれらの比(D1/D2)、またΔCV値、CV90等の各パラメータについては、前述したシリカ粒子Aの場合と同様に定義することができ、具体的には実施例に記載の方法により得ることができる。
本開示のシリカ粒子Bの平均粒径(D1)は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、1.0nm以上が好ましく、より好ましくは5.0nm以上、さらに好ましくは10.0nm以上であり、40.0nm以下が好ましく、より好ましくは37.0nm以下、さらに好ましくは35.0nm以下である。また、シリカ粒子Bの平均粒径(D1)は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、シリカ粒子Aの平均粒径(D1)より小さいことが好ましい。なお、該平均粒子径は、実施例に記載の方法により求めることができる。
本開示のシリカ粒子Bの動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)は、とくに限定されないが、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、(D1/D2)が1.00以上1.50以下の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは1.00以上1.40以下、さらにより好ましくは1.00以上1.30以下の範囲である。
本開示のシリカ粒子BのΔCV値は、仕上げ研磨後の基板表面のスクラッチ、長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0%以上10.0%以下であり、好ましくは0%以上8.0%以下、より好ましくは0%以上6.0%以下、さらにより好ましくは0%以上5.0%以下である。また、研磨液組成物Bのシリカ粒子の生産性向上の観点から、ΔCV値は、0.001%以上であることが好ましく、0.01%以上であることがより好ましい。
A)研磨液組成物のろ過による方法
B)コロイダルシリカ製造時の工程管理による方法
研磨液組成物Bに含まれるシリカ粒子Bの含有量は、仕上げ研磨における研磨速度を向上させる観点、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0.5質量%以上が好ましく、1.0質量%以上がより好ましく、3.0質量%以上がさらに好ましく、4.0質量%以上がさらにより好ましく、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、8質量%以下がさらにより好ましい。
研磨液組成物BのpHは、仕上げ研磨における研磨速度を向上させる観点、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、前述の酸や公知のpH調整剤を用いて、pH0.5以上3.0以下に調整することが好ましく、より好ましくはpH0.8以上、さらに好ましくはpH1.0以上、さらにより好ましくはpH1.2以上であり、より好ましくはpH2.5以下、さらに好ましくはpH2.0以下、さらにより好ましくはpH1.8以下である。なお、上記のpHは、25℃における研磨液組成物のpHであり、pHメータを用いて測定でき、電極を研磨液組成物に浸漬した後40分後の数値である。
前記研磨液組成物Bは、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、酸化剤を含有することが好ましい。酸化剤としては、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、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、金属塩類等が挙げられる。これらの中でも、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)等が好ましく、研磨速度向上の観点、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、過酸化水素がより好ましい。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。
工程(3)で使用される研磨パッドは、工程(1)で使用される研磨パッドと同種の研磨パッドが使用されうる。工程(3)で使用される研磨パッドの平均気孔径は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、1〜50μmが好ましく、より好ましくは2〜40μm、さらに好ましくは3〜30μmである。
工程(3)における研磨荷重は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、16.0kPa以下が好ましく、より好ましくは14.0kPa以下、さらに好ましくは10.0kPa以下、さらにより好ましくは8.0kPa以下である。仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、6.0kPa以上が好ましく、より好ましくは7.0kPa以上、さらに好ましくは7.5kPa以上である。
工程(3)における、被研磨基板の単位面積(1cm2)あたりかつ研磨時間1分あたりの研磨量は、仕上げ研磨後の長波長うねり及び突起欠陥を低減する観点から、0.02mg/(cm2・分)以上が好ましく、より好ましくは0.03mg/(cm2・分)以上、さらに好ましくは0.04mg/(cm2・分)以上である。また、生産性向上の観点からは、0.15mg/(cm2・分)以下が好ましく、より好ましくは0.12mg/(cm2・分)以下、さらに好ましくは0.10mg/(cm2・分)以下である。
本開示は、その他の態様として、上述した工程(1)、工程(2)、工程(3)を有する研磨方法に関する。本態様の限定されない一実施形態として、(1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法が挙げられる。工程(1)〜(3)における被研磨基板、研磨パッド、研磨液組成物A、シリカ粒子A、研磨液組成物B、シリカ粒子B、研磨方法及び条件、洗浄剤組成物、並びに洗浄方法については、上述の本開示の磁気ディスク基板の製造方法と同様とすることができる。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の製造方法。
<3> シリカ粒子AのCV90が、10.0%以上40.0%以下である、<1>又は<2>に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<4> 非球状シリカが、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下の条件を少なくとも満たすシリカ粒子である、<1>から<3>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<5> 非球状シリカaが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50nm以上125nm以下である非球状シリカである、<1>から<4>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<6> 非球状シリカaのΔCV値が、好ましくは10.0%以上、より好ましくは11.0%以上、さらに好ましくは12.0%以上、さらにより好ましくは15.0%以上であり、及び/又は、好ましくは30.0%以下、より好ましくは28.0%以下、さらに好ましくは25.0%以下、さらにより好ましくは22.3%以下である、<1>から<5>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<7> 非球状シリカaの平均粒径(D1)が、好ましくは50.0nm以上、より好ましくは60.0nm以上、さらに好ましくは80.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは125.0nm以下、より好ましくは123.0nm以下、さらに好ましくは115.0nm以下である、<1>から<6>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<8> 非球状シリカaの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が、好ましくは1.30以上、より好ましくは1.50以上、さらに好ましくは1.70以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.00以下、さらに好ましくは2.50以下、さらにより好ましくは2.05以下である、<1>から<7>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<9> 非球状シリカbが、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカである、<1>から<8>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<10> 非球状シリカbのΔCV値が、好ましくは0.0%以上、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上であり、及び/又は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは8.0%以下、さらに好ましくは6.0%以下であり、又は、好ましくは0.0%以上、より好ましくは0.5%以上、さらに好ましくは1.0%以上、さらにより好ましくは5.0%以上、さらにより好ましくは6.0%以上であり、及び/又は、好ましくは10.0%未満、より好ましくは9.0%以下、さらに好ましくは8.0%以下である、<1>から<9>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<11> 非球状シリカbの平均粒径(D1)が、好ましくは120.0nm以上、より好ましくは130.0nm以上、さらに好ましくは150.0nm以上、さらにより好ましくは170.0nm以上、さらにより好ましくは190.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは300.0nm以下、より好ましくは260.0nm以下、さらに好ましくは220.0nm以下であり、又は、好ましくは120.0nm以上、より好ましくは121.0nm以上、さらに好ましくは122.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは300.0nm以下、より好ましくは250.0nm以下、さらに好ましくは200.0nm以下、さらにより好ましくは150.0nm以上であり、さらにより好ましくは135.0nm以上である、<1>から<10>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<12> 非球状シリカbの動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が、好ましくは1.50以上、より好ましくは2.00以上、さらに好ましくは2.50以上、さらにより好ましくは3.00以上、さらにより好ましくは3.50以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.90以下、さらに好ましくは3.80以下であり、又は、好ましくは1.50以上、より好ましくは1.80以上、さらに好ましくは2.00以上、さらにより好ましくは2.40以上であり、及び/又は、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.80以下、さらに好ましくは3.50以下、さらにより好ましくは2.90以下、さらにより好ましくは2.70以下である、<1>から<11>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<13> 研磨液組成物Aに含まれるシリカ粒子Aの含有量が、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは1質量%以上、さらにより好ましくは2質量%以上、さらにより好ましくは5質量%以上であり、及び/又は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、さらにより好ましく15質量%以下、さらにより好ましくは10質量%以下である、<1>から<12>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<14> 研磨液組成物A中における酸化剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、及び/又は、好ましくは4質量%以下、より好ましくは2質量%以下、さらに好ましくは1.5質量%以下である、<1>から<13>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<15> 研磨液組成物A中における酸化促進助剤の含有量が、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上であり、及び/又は、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以下である、<1>から<14>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<16> 研磨液組成物AのpHが、好ましくはpH0.5以上6.0以下であり、及び/又は、好ましくはpH0.7以上、より好ましくはpH0.8以上、さらに好ましくはpH0.9以上であり、及び/又は、好ましくはpH4.0以下、より好ましくはpH3.0以下、さらに好ましくはpH2.0以下である、<1>から<15>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<17> シリカ粒子Bが、動的光散乱法による平均粒径(D1)が1.0nm以上40.0nm以下、かつ、ΔCV値が0%以上10%以下、かつ、CV90が10.0%以上35.0%以下である球状シリカである、<1>から<16>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<18> シリカ粒子Bの平均粒径(D1)が、好ましくは1.0nm以上、より好ましくは5.0nm以上、さらに好ましくは10.0nm以上であり、及び/又は、好ましくは40.0nm以下、より好ましくは37.0nm以下、さらに好ましくは35.0nm以下である、<1>から<17>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<19> シリカ粒子Bの平均粒径(D1)が、好ましくはシリカ粒子Aの平均粒径(D1)より小さい、<1>から<18>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<20> シリカ粒子Bの動的光散乱法によって測定された平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)との比(D1/D2)が、好ましくは1.00以上1.50以下、さらに好ましくは1.00以上1.40以下、さらにより好ましくは1.00以上1.30以下の範囲である、<1>から<19>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<21> シリカ粒子BのΔCV値が、好ましくは0%以上10.0%以下、より好ましくは0%以上8.0%以下、さらに好ましくは0%以上6.0%以下、さらにより好ましくは0%以上5.0%以下であり、及び/又は、好ましくは0.001%以上、より好ましくは0.01%以上である、<1>から<20>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<22> 研磨液組成物Bに含まれるシリカ粒子Bの含有量が、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、さらに好ましくは3.0質量%以上、さらにより好ましくは4.0質量%以上であり、及び/又は、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下である、<1>から<21>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<23> 前記研磨液組成物A及びBのpHが0.5以上6.0以下である、<1>から<22>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<24> 被研磨基板が、Ni−Pめっきアルミニウム合金基板である、<1>から<23>のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
<25> (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法。
<26> 研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、
前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、
研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムであって、
前記研磨液組成物Aがシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記研磨液組成物Bが水とシリカ粒子Bを含有する研磨液組成物である、研磨システム。
表1の砥粒(A−N;コロイダルシリカ砥粒、O;フュームドシリカ砥粒、P;粉砕シリカ砥粒、Q−R;アルミナ砥粒)、硫酸、酸化剤(過酸化水素、ペルオキソニ硫酸Na、オルト過ヨウ素酸のいずれか)、酸化促進助剤(酸化剤が過酸化水素の場合のみ硫酸鉄(II)・七水和物を使用)及び水を用い、研磨液組成物Aを調製した(実施例1〜10、比較例1〜11、表3及び4)。研磨液組成物A中における各成分の含有量は、砥粒:8質量%、硫酸:0.5〜1.0質量%、酸化剤:0.5〜1.0質量%、酸化促進助剤:0.5質量%とした。研磨液組成物AのpHは1.0〜1.4であった。
「金平糖型シリカ粒子」とは、球状の粒子表面に特異な疣状突起を有するシリカ粒子をいう。金平糖型シリカ粒子は、一又は複数の実施形態において、粒径が5倍以上異なる2つ以上の粒子が凝集又は融着した形状の粒子をいう。
「異形型シリカ粒子」とは、2つ以上の粒子が凝集又は融着したような形状の粒子をいう。
「球状シリカ粒子」とは、真球又は真球に近い球形状の粒子をいう。一般に市販されているコロイダルシリカが該当する。
「数珠状シリカ粒子」とは、2つ以上の同粒径粒子が2つ以下の接点にてランダムに繋がった数珠形状の粒子をいう。
「高純度マユ型シリカ」とは、ゾルゲル法により製造されたそら豆状の粒子をいう。一般的に市販されている高純度シリカが該当する。
「フュームドシリカ」とは、火炎溶融法により製造された細長い形状が特徴の粒子をいう。
下記表2のコロイダルシリカ砥粒(砥粒s)、硫酸、過酸化水素、及び水を用い、研磨液組成物Bを調製した(実施例1〜10、比較例1〜11、表3及び4)。研磨液組成物Bにおける各成分の含有量は、コロイダルシリカ粒子:5.0質量%、硫酸:0.4質量%、過酸化水素:0.4質量%とした。研磨液組成物BのpHは1.4であった。
[動的光散乱法で測定される砥粒A〜O、sの平均粒径(D1)及びCV90]
砥粒、硫酸、過酸化水素をイオン交換水に添加し、これらを混合することにより、標準試料を作製した。標準試料中における砥粒A〜O、s、硫酸、過酸化水素の含有量は、それぞれ0.1〜5.0質量%、0.2〜0.4質量%、0.2〜0.4質量%であり、用いるシリカ砥粒のタイプに合わせて適宜調整を行った。この標準試料を大塚電子社製動的光散乱装置DLS−6500により、同メーカーが添付した説明書に従って、200回積算した際の検出角90°におけるMarquardt法によって得られる散乱強度分布の面積が全体の50%となる粒径を求め、シリカ粒子の平均粒径(D1)とした。また、検出角90°におけるシリカ粒子のCV値(CV90)を、上記測定法に従って測定した散乱強度分布における標準偏差を前記平均粒径で除して100をかけた値として算出した。
上記CV90の測定法と同様に、検出角30°におけるシリカ粒子のCV値(CV30)を測定し、CV30からCV90を引いた値を求め、シリカ粒子A又はBのΔCV値とした。
(DLS−6500の測定条件)
検出角90°
Sampling time :2−10(μm)で適宜調整
Correlation Channel :256−512(ch)で適宜調整
Correlation Method :TI
Sampling temprature :25.0℃
検出角30°
Sampling time :4−20(μm)で適宜調整
Correlation Channel :512−2048(ch)で適宜調整
Correlation Method :TI
Sampling temprature :25℃
0.5%「ポイズ530」(ポリカルボン酸型高分子活性剤、花王社製)水溶液を分散媒として、下記測定装置内に投入し、続いて透過率が75〜95%になるようにサンプルを投入し、その後、5分間超音波を掛けた後、粒径を測定した。
測定機器 :堀場製作所製 レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置 LA920
循環強度 :4
超音波強度:4
工程(1)〜(3)を含む被研磨基板の研磨を行った。各工程の条件を以下に示す。なお、工程(1)を同一の研磨機で行い、工程(3)を前記研磨機とは別個の研磨機で行った。
[被研磨基板]
被研磨基板は、Ni−Pメッキされたアルミニウム合金基板を用いた。なお、この被研磨基板は、厚み1.27mm、直径95mmであった。
研磨機:両面研磨機(9B型両面研磨機、スピードファム社製)
研磨液:研磨液組成物A(表3に示す)
研磨パッド:スエードタイプ(発泡層:ポリウレタンエラストマー)、厚み1.04mm、平均気孔径43μm (FILWEL社製)
下定盤回転数:32.5rpm
研磨荷重:9.8kPa(設定値)
研磨液供給量:100mL/分(0.076mL/(cm2・分))
研磨時間:4〜6分(表3の実施例及び比較例)
研磨量:0.1〜0.32mg/(cm2・分)
投入した基板の枚数:10枚
工程(2)で得られた基板を、下記条件で洗浄した。
1. 0.1質量%のKOH水溶液からなるpH12のアルカリ性洗浄剤組成物の入った槽内に、工程(2)で得られた基板を5分間浸漬する。
2. 浸漬後の基板を、イオン交換水で20秒間すすぎを行う。
3. すすぎ後の基板を洗浄ブラシがセットされたスクラブ洗浄ユニットに移送し洗浄する。
研磨機:両面研磨機(9B型両面研磨機、スピードファム社製)、工程(1)で使用した研磨機とは別個の研磨機
研磨液:研磨液組成物B(表3に示す)
研磨パッド:スエードタイプ(発泡層:ポリウレタンエラストマー)、厚み1.0mm、平均気孔径5μm(FILWEL社製)
下定盤回転数:32.5rpm
研磨荷重:7.9kPa(設定値)
研磨液供給量:100mL/分(0.076mL/(cm2・分))
研磨時間:2分
研磨量:0.04〜0.10mg/(cm2・分)
投入した基板の枚数:10枚
工程(3)後に、洗浄を行った。洗浄条件は、前記工程(2)と同条件で行った。
工程(1)の研磨前及び工程(2)後の各基板の重さを計り(Sartorius社製、「BP−210S」)を用いて測定し、下記式に導入することにより、研磨量を求めた。
重量減少量(g)={研磨前の重量(g)−研磨後の重量(g)}
研磨量(μm)=重量減少量(g)/基板片面面積(mm2)/2/Ni−Pメッキ密度(g/cm3)×106
研磨速度(mg/min)=(重量減少量(g)/研磨時間(min))×103
(基板片面面積は、6597mm2、Ni−Pメッキ密度8.4g/cm3として算出)
なお、工程(1)の研磨時間は、6分(実施例1〜10、比較例1〜8)又は4分(比較例9〜11)とした。
測定機器:OSA7100(KLA Tencor社製)
評価:研磨液組成物Bを用いて研磨を行った基板をイオン交換水中に5分間浸漬した後、イオン交換水で20秒間すすぎを行った。その後、無作為に4枚を選択し、各々の基板を10000rpmにてレーザーを照射して砥粒突き刺さり数を測定した。その4枚の基板の各々両面にある砥粒突き刺さり数(個)の合計を8で除して、基板面当たりの砥粒突き刺さり数(突起欠陥数)(個又は相対値)を算出した。
工程(1)又は(3)後研磨後の10枚の基板から任意に2枚を選択し、選択した各基板の両面を120°おきに4点(計16点)について、下記の条件で測定した。その16点の測定値の平均値を基板のうねりとして算出した。
機器 :Zygo NewView5032
レンズ :2.5倍 Michelson
ズーム比 :0.5
リムーブ :Cylinder
フィルター:FFT Fixed Band Pass、うねり波長:0.5〜5.0mm
エリア :4.33mm×5.77mm
実施例1〜10並びに比較例1〜8においては、それぞれの組成において研磨液組成物中の酸化剤のみで酸化促進助剤を使用しなかった場合の研磨速度及び長波長うねりに対する変化率(%)を算出した。変化率がプラス(+)であれば、値が増加したことを示し、マイナス(−)であれば、値が減少したことを示す。
Claims (9)
- (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の製造方法。 - 研磨液組成物Aが、アルミナ砥粒を含まない、請求項1記載の磁気ディスク基板の製造方法。
- 前記非球状シリカは、動的光散乱法による平均粒径(D1)とBET法による比表面積換算粒径(D2)の比(D1/D2)が1.50以上4.00以下の条件を少なくとも満たすシリカ粒子である、請求項1又は2に記載の磁気ディスク基板の製造方法。
- 前記シリカ粒子AのCV90が、10.0%以上40.0%以下である、請求項1から3のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
- 前記シリカ粒子Bが、動的光散乱法による平均粒径(D1)が1.0nm以上40.0nm以下、かつ、ΔCV値が0%以上10%以下、かつ、CV90が10.0%以上35.0%以下である球状シリカである、請求項1から4のいずれかに記載の磁気ディスク基板の製造方法。
- 前記研磨液組成物A及びBのpHが0.5以上6.0以下である、請求項1から5のいずれかに記載された磁気ディスク基板の製造方法。
- 被研磨基板が、Ni−Pめっきアルミニウム合金基板である、請求項1から6のいずれかに磁気ディスク基板の製造方法。
- (1)シリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有する研磨液組成物Aを被研磨基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄する工程;及び、
(3)シリカ粒子B及び水を含有する研磨液組成物Bを工程(2)で得られた基板の研磨対象面に供給し、前記研磨対象面に研磨パッドを接触させ、前記研磨パッド及び/又は前記被研磨基板を動かして前記研磨対象面を研磨する工程;を有し、
前記工程(1)と(3)は別の研磨機で行い、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記ΔCV値は、動的光散乱法による検出角30°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV30)と、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく標準偏差を前記散乱強度分布に基づく平均粒径で除して100を掛けた値(CV90)との差の値(ΔCV=CV30-CV90)であり、前記平均粒径(D1)は、動的光散乱法による検出角90°における散乱強度分布に基づく平均粒子径である、磁気ディスク基板の研磨方法。 - 研磨液組成物Aを用いて被研磨基板の研磨する第一の研磨機と、
前記第一研磨機で研磨した基板を洗浄する洗浄ユニットと、
研磨液組成物Bを用いて洗浄後の基板を研磨する第二の研磨機とを備える磁気ディスク基板の研磨システムであって、
前記研磨液組成物Aがシリカ粒子A、酸、酸化剤、及び水を含有し、
前記シリカ粒子Aが、ΔCV値が10.0%以上30.0%以下、かつ、平均粒径(D1)が50.0nm以上125.0nm以下である非球状シリカa、又は、ΔCV値が0.0%以上10.0%未満、かつ、平均粒径(D1)が120.0nm以上300.0nm以下である非球状シリカbであり、
前記酸化剤が、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸塩、並びに過ヨウ素酸及びその塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、
前記酸化剤として過ヨウ素酸又はその塩を含まない場合、さらに硫酸鉄、硝酸鉄、硫酸アンモニウム鉄、過塩素酸鉄、塩化鉄、クエン酸鉄、クエン酸アンモニウム鉄、シュウ酸鉄、シュウ酸アンモニウム鉄及びエチレンジアミン四酢酸の鉄キレート錯塩からなる群より選ばれる少なくとも一種の酸化促進助剤を含有し、
前記研磨液組成物Bが水とシリカ粒子Bを含有する研磨液組成物である、研磨システム。
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