JP3680022B2 - 磁気ディスク基板研磨液 - Google Patents
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク研磨液に関し、特に磁気ディスク基板表面を超低粗度で研磨することが可能な磁気ディスク基板研磨液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータなどの記録媒体としてドライブ装置に組み込まれるハードディスクにおいては、高速回転するハードディスク上に読取用の磁気ヘッドを浮上させながらハードディスクに収納された磁気信号を読みとっている。近年、記録密度のさらなる向上を実現するために読取用の磁気ヘッドとハードディスクとの間隔を狭める傾向にあるが、それに伴って磁気ヘッドがハードディスクの記録面に接触してハードディスクや磁気ヘッドが破壊する、いわゆるヘッドクラッシュの危険性が増大している。ヘッドクラッシュを防止するためにはハードディスクの基板として用いられるＮｉ−Ｐめっきを施したアルミニウム基板（以下、簡略のため、Ｎｉ−Ｐめっきを施したアルミニウム基板を単に基板という）の表面を極めて低粗度に研磨する必要がある。
【０００３】
従来、基板はアルミナスラリーで研磨した後、シリカスラリーで最終研磨され、０．３ｎｍ（表面粗さ：Ｒａ、ＪＩＳ Ｂ０６０１）程度までの粗度に仕上げることが可能となっているが、将来的にはさらなる低粗度化が求められる。基板表面の低粗度化は、一般的にはアルミナやシリカなどの研磨粒子の粒径に依存するものと考えられているが、粒径を小さくするだけでは低粗度化に限界があり、また粒径が小さくなり過ぎると必要な粗度まで研磨するのに要する時間（研磨能率）が長くなり（研磨速度の低下）、生産性が悪くなる。例えばコロイダルシリカのスラリーを用いた場合の研磨速度は０．０３〜０．０５μｍ／分程度である。研磨速度を向上させるために、現在市販されている磁気ディスク基板研磨液には研磨粒子と酸化剤が含まれている。酸化剤は、研磨粒子によるミクロ機械加工に加えて、化学エッチングにより研磨速度を向上させたり、表面の研磨仕上げを改良するために添加される。酸化剤を添加することにより、研磨速度を０．１０μｍ／分程度まで向上させることができる。しかし、酸化剤を添加するとエッチングによるピットが増加することがある。このように、研磨速度をさらに向上させ、かつ基板表面の低粗度化を安定して達成可能な磁気ディスク基板研磨液はこれまで得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、研磨速度のさらなる向上と、基板表面のさらなる低粗度化を安定して達成可能な磁気ディスク基板研磨液を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ディスク基板研磨液は、シリカ粒子の粒径が２０〜１００ｎｍであるコロイダルシリカを５０〜２００ｇ／Ｌ、過酸化水素及び硝酸アンモニウムから成る酸化剤を５〜２０ｇ／Ｌ、およびシュウ酸，シュウ酸ナトリウムまたはシュウ酸カリウムをシュウ酸イオンとして０．０５〜１モル／Ｌ含有してなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、研磨粒子であるコロイダルシリカおよび研磨促進剤である酸化剤に加えて、シュウ酸，シュウ酸ナトリウムまたはシュウ酸カリウムを含有させて磁気ディスク基板研磨液を構成することにより、研磨速度のさらなる向上と、基板表面のさらなる低粗度化を安定して達成することが可能となった。
以下本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明の磁気ディスク基板研磨液に用いるコロイダルシリカは粒径が２０〜１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｎｍである。粒径が２０ｎｍ未満のコロイダルシリカを用いた場合、十分な研磨速度が得られない。一方、粒径が１００ｎｍを超えると研磨後の基板の表面粗度が粗くなり、また引っ掻き疵（スクラッチ）が発生しやすくなり、好ましくない。
【０００８】
酸化剤の種類は特に制限はなく、公知のものを使用することができる。例えば過酸化物、硝酸塩、酸化性金属塩などが用いられているが、取り扱いの容易性、純度等の観点から過酸化水素または硝酸アンモニウムを用いることが好ましく、過酸化水素と硝酸アンモニウムを併用してもよい。
【０００９】
本発明の磁気ディスク基板研磨液は、上記のコロイダルシリカおよび酸化剤に、さらにシュウ酸またはシュウ酸塩を添加することを特徴とする。シュウ酸塩としては、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのアルカリ金属塩、シュウ酸アンモニウムなどのアンモニウム塩が水に容易に溶解するため好適に用いることができる。またシュウ酸アルミニウム等の金属塩も用いることができる。
【００１０】
これらのコロイダルシリカ、酸化剤、シュウ酸またはシュウ酸塩を水に分散溶解させてスラリー状の研磨液とする。コロイダルシリカの含有量は５０〜２００ｇ／Ｌであることが好ましい。含有量が５０ｇ／Ｌ未満である場合は十分な研磨速度が得られず、またスクラッチが発生しやすくなり、好ましくない。一方、２００ｇ／Ｌを超えるとスラリーの粘度が増大し、作業性が低下するので好ましくない。酸化剤は細粒のコロイダルシリカを研磨剤として用いた際の研磨速度を向上させるために研磨液に含有させる。含有量は５〜２０ｇ／Ｌであることが好ましい。５ｇ／Ｌ未満では研磨速度の向上効果が認められず、２０ｇ／Ｌを超えて含有させても研磨速度の向上効果が飽和する。研磨速度をさらに向上させ、かつ低粗度化を向上させるために含有させるシュウ酸またはシュウ酸塩の含有量は、シュウ酸イオンとして０．０５〜１モル／Ｌであることが好ましい。含有量が０．０５モル／Ｌ未満である場合は顕著な向上効果が認められず、１モル／Ｌを超えて添加しても向上効果が飽和する。
【００１１】
以上のように磁気ディスク基板研磨液を構成することにより、研磨速度を向上させ、かつ基板表面の低粗度化を安定して達成することができる。以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】
表１に示す組成に磁気ディスク基板研磨液を作成し、下記の条件で基板を研磨し、研磨速度、基板表面の粗度およびスクラッチの発生程度を評価した。
[基板]
Ｎｉ−Ｐめっきを施した直径：８４ｍｍのドーナツ状アルミニウム板
[研磨装置]
片面卓上研磨装置（Refine Tec. 社製）
[下側定盤回転数]
３０ｒｐｍ
[加工圧力]
１００ｇ／ｃｍ２
[研磨液供給量]
４ｍＬ／分
【００１３】
【表１】
【００１４】
上記の条件で研磨加工した基板の研磨速度、表面粗さ、スクラッチの発生状態を下記の要領で測定し、研磨液の特性を評価した。
[研磨速度]
基板を３分間研磨し、研磨前後の重量を測定し、単位時間当たりの重量減少を単位時間当たりの厚み減少に換算し、研磨速度とした。
[表面粗さ]
上記の研磨速度に基づき、基板を研磨代が０．５μｍとなるまで研磨した後の表面粗さ（Ｒａ）を、表面粗さ計（ＡＦＭ：Digital Instruments 社製）を用いて測定した。
[スクラッチの発生状態]
研磨後の基板表面のスクラッチの本数を、高輝度ハロゲンランプの照明下で肉眼観察し、カウントした。
以上の評価結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】
表２に示すように、本発明のコロイダルシリカおよび酸化剤を含有する研磨液に、さらにシュウ酸またはシュウ酸塩を含有させた研磨液を用いると、スクラッチを発生することなく、研磨速度を向上させ、かつ表面粗度を表面粗さ（Ｒａ）０．３０ｎｍ以下まで著しく低下させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、研磨粒子であるコロイダルシリカおよび研磨促進剤である酸化剤に加えて、シュウ酸またはシュウ酸塩を含有させて磁気ディスク基板研磨液を構成したものであり、本発明の磁気ディスク基板研磨液を用いて基板を研磨すると、研磨速度の向上と基板表面の低粗度化を安定して達成することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク研磨液に関し、特に磁気ディスク基板表面を超低粗度で研磨することが可能な磁気ディスク基板研磨液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータなどの記録媒体としてドライブ装置に組み込まれるハードディスクにおいては、高速回転するハードディスク上に読取用の磁気ヘッドを浮上させながらハードディスクに収納された磁気信号を読みとっている。近年、記録密度のさらなる向上を実現するために読取用の磁気ヘッドとハードディスクとの間隔を狭める傾向にあるが、それに伴って磁気ヘッドがハードディスクの記録面に接触してハードディスクや磁気ヘッドが破壊する、いわゆるヘッドクラッシュの危険性が増大している。ヘッドクラッシュを防止するためにはハードディスクの基板として用いられるＮｉ−Ｐめっきを施したアルミニウム基板（以下、簡略のため、Ｎｉ−Ｐめっきを施したアルミニウム基板を単に基板という）の表面を極めて低粗度に研磨する必要がある。
【０００３】
従来、基板はアルミナスラリーで研磨した後、シリカスラリーで最終研磨され、０．３ｎｍ（表面粗さ：Ｒａ、ＪＩＳ Ｂ０６０１）程度までの粗度に仕上げることが可能となっているが、将来的にはさらなる低粗度化が求められる。基板表面の低粗度化は、一般的にはアルミナやシリカなどの研磨粒子の粒径に依存するものと考えられているが、粒径を小さくするだけでは低粗度化に限界があり、また粒径が小さくなり過ぎると必要な粗度まで研磨するのに要する時間（研磨能率）が長くなり（研磨速度の低下）、生産性が悪くなる。例えばコロイダルシリカのスラリーを用いた場合の研磨速度は０．０３〜０．０５μｍ／分程度である。研磨速度を向上させるために、現在市販されている磁気ディスク基板研磨液には研磨粒子と酸化剤が含まれている。酸化剤は、研磨粒子によるミクロ機械加工に加えて、化学エッチングにより研磨速度を向上させたり、表面の研磨仕上げを改良するために添加される。酸化剤を添加することにより、研磨速度を０．１０μｍ／分程度まで向上させることができる。しかし、酸化剤を添加するとエッチングによるピットが増加することがある。このように、研磨速度をさらに向上させ、かつ基板表面の低粗度化を安定して達成可能な磁気ディスク基板研磨液はこれまで得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、研磨速度のさらなる向上と、基板表面のさらなる低粗度化を安定して達成可能な磁気ディスク基板研磨液を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気ディスク基板研磨液は、シリカ粒子の粒径が２０〜１００ｎｍであるコロイダルシリカを５０〜２００ｇ／Ｌ、過酸化水素及び硝酸アンモニウムから成る酸化剤を５〜２０ｇ／Ｌ、およびシュウ酸，シュウ酸ナトリウムまたはシュウ酸カリウムをシュウ酸イオンとして０．０５〜１モル／Ｌ含有してなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、研磨粒子であるコロイダルシリカおよび研磨促進剤である酸化剤に加えて、シュウ酸，シュウ酸ナトリウムまたはシュウ酸カリウムを含有させて磁気ディスク基板研磨液を構成することにより、研磨速度のさらなる向上と、基板表面のさらなる低粗度化を安定して達成することが可能となった。
以下本発明を詳細に説明する。
【０００７】
本発明の磁気ディスク基板研磨液に用いるコロイダルシリカは粒径が２０〜１００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２０〜５０ｎｍである。粒径が２０ｎｍ未満のコロイダルシリカを用いた場合、十分な研磨速度が得られない。一方、粒径が１００ｎｍを超えると研磨後の基板の表面粗度が粗くなり、また引っ掻き疵（スクラッチ）が発生しやすくなり、好ましくない。
【０００８】
酸化剤の種類は特に制限はなく、公知のものを使用することができる。例えば過酸化物、硝酸塩、酸化性金属塩などが用いられているが、取り扱いの容易性、純度等の観点から過酸化水素または硝酸アンモニウムを用いることが好ましく、過酸化水素と硝酸アンモニウムを併用してもよい。
【０００９】
本発明の磁気ディスク基板研磨液は、上記のコロイダルシリカおよび酸化剤に、さらにシュウ酸またはシュウ酸塩を添加することを特徴とする。シュウ酸塩としては、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのアルカリ金属塩、シュウ酸アンモニウムなどのアンモニウム塩が水に容易に溶解するため好適に用いることができる。またシュウ酸アルミニウム等の金属塩も用いることができる。
【００１０】
これらのコロイダルシリカ、酸化剤、シュウ酸またはシュウ酸塩を水に分散溶解させてスラリー状の研磨液とする。コロイダルシリカの含有量は５０〜２００ｇ／Ｌであることが好ましい。含有量が５０ｇ／Ｌ未満である場合は十分な研磨速度が得られず、またスクラッチが発生しやすくなり、好ましくない。一方、２００ｇ／Ｌを超えるとスラリーの粘度が増大し、作業性が低下するので好ましくない。酸化剤は細粒のコロイダルシリカを研磨剤として用いた際の研磨速度を向上させるために研磨液に含有させる。含有量は５〜２０ｇ／Ｌであることが好ましい。５ｇ／Ｌ未満では研磨速度の向上効果が認められず、２０ｇ／Ｌを超えて含有させても研磨速度の向上効果が飽和する。研磨速度をさらに向上させ、かつ低粗度化を向上させるために含有させるシュウ酸またはシュウ酸塩の含有量は、シュウ酸イオンとして０．０５〜１モル／Ｌであることが好ましい。含有量が０．０５モル／Ｌ未満である場合は顕著な向上効果が認められず、１モル／Ｌを超えて添加しても向上効果が飽和する。
【００１１】
以上のように磁気ディスク基板研磨液を構成することにより、研磨速度を向上させ、かつ基板表面の低粗度化を安定して達成することができる。以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】
表１に示す組成に磁気ディスク基板研磨液を作成し、下記の条件で基板を研磨し、研磨速度、基板表面の粗度およびスクラッチの発生程度を評価した。
[基板]
Ｎｉ−Ｐめっきを施した直径：８４ｍｍのドーナツ状アルミニウム板
[研磨装置]
片面卓上研磨装置（Refine Tec. 社製）
[下側定盤回転数]
３０ｒｐｍ
[加工圧力]
１００ｇ／ｃｍ２
[研磨液供給量]
４ｍＬ／分
【００１３】
【表１】
上記の条件で研磨加工した基板の研磨速度、表面粗さ、スクラッチの発生状態を下記の要領で測定し、研磨液の特性を評価した。
[研磨速度]
基板を３分間研磨し、研磨前後の重量を測定し、単位時間当たりの重量減少を単位時間当たりの厚み減少に換算し、研磨速度とした。
[表面粗さ]
上記の研磨速度に基づき、基板を研磨代が０．５μｍとなるまで研磨した後の表面粗さ（Ｒａ）を、表面粗さ計（ＡＦＭ：Digital Instruments 社製）を用いて測定した。
[スクラッチの発生状態]
研磨後の基板表面のスクラッチの本数を、高輝度ハロゲンランプの照明下で肉眼観察し、カウントした。
以上の評価結果を表２に示す。
【００１５】
【表２】
表２に示すように、本発明のコロイダルシリカおよび酸化剤を含有する研磨液に、さらにシュウ酸またはシュウ酸塩を含有させた研磨液を用いると、スクラッチを発生することなく、研磨速度を向上させ、かつ表面粗度を表面粗さ（Ｒａ）０．３０ｎｍ以下まで著しく低下させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、研磨粒子であるコロイダルシリカおよび研磨促進剤である酸化剤に加えて、シュウ酸またはシュウ酸塩を含有させて磁気ディスク基板研磨液を構成したものであり、本発明の磁気ディスク基板研磨液を用いて基板を研磨すると、研磨速度の向上と基板表面の低粗度化を安定して達成することができる。
Claims (1)
- シリカ粒子の粒径が２０〜１００ｎｍであるコロイダルシリカを５０〜２００ｇ／Ｌ、過酸化水素及び硝酸アンモニウムから成る酸化剤を５〜２０ｇ／Ｌ、およびシュウ酸，シュウ酸ナトリウムまたはシュウ酸カリウムをシュウ酸イオンとして０．０５〜１モル／Ｌ含有してなることを特徴とする磁気ディスク基板研磨液。
Priority Applications (1)
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| JP2001374765A JP3680022B2 (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 磁気ディスク基板研磨液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001374765A JP3680022B2 (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 磁気ディスク基板研磨液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2003178430A JP2003178430A (ja) | 2003-06-27 |
| JP3680022B2 true JP3680022B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001374765A Expired - Fee Related JP3680022B2 (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 磁気ディスク基板研磨液 |
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2001
- 2001-12-07 JP JP2001374765A patent/JP3680022B2/ja not_active Expired - Fee Related
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