JP4753710B2

JP4753710B2 - ハードディスク基板用研磨液組成物

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Publication number: JP4753710B2
Application number: JP2005370535A
Authority: JP
Inventors: 滋夫藤井; 憲一末永
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: CN1986717B; CN1986717A; JP2007168034A

Description

本発明は、ハードディスク基板用研磨液組成物及び該研磨液組成物を用いたハードディスク基板の製造方法に関する。

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て、単位記録面積を小さくすることが求められている。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、ヘッドの低浮上化に対応して、表面粗さ、微小うねりの低減が求められてきている。かかる要求を満たすために、研磨後の基板のスクラッチを低減し得る研磨剤スラリーが知られている（特許文献１及び特許文献２）。

そして、最近では、より平滑で、傷が少ないといった表面品質向上と生産性向上の両立の観点から、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式が採用されるようになってきた。多段研磨方式の最終研磨工程、即ち、仕上げ研磨工程では、表面粗さの低減、傷の低減という要求を満たすために、コロイダルシリカ粒子を使用した仕上げ用研磨液組成物で研磨され得る。一方、仕上げ研磨工程より前の研磨においては、生産性の観点から、高い研磨速度を実現し得る比較的粒子径の大きな砥粒、例えば酸化アルミニウム粒子が使用される傾向にある。
特開２０００−１５５６０号公報特開２０００−４５８号公報

しかしながら、酸化アルミニウム粒子を砥粒として使用した場合、基板へ砥粒が突き刺さりやすく、この突き刺さりが基板品質向上の妨げとなることが明らかとなった。具体的には、この砥粒の突き刺さりは、仕上げ研磨工程でも除去されずに残留した場合、テキスチャースクラッチとしてメディアでの欠陥を引き起こし得ること、さらに、この突き刺さりが強い場合、仕上げ研磨工程で除去されたとしても磁気特性の低下、即ち、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）の低下を引き起こし得ることが明らかとなった。また、テキスチャー処理を施さない垂直記録用の基板においても、前記砥粒の突き刺さりは、記録エラー、磁気特性の低下、ＳＮＲの低下等の原因となることがわかった。

従って、本発明の目的は、酸化アルミニウム粒子を砥粒として含有する研磨液組成物であって、ハードディスク基板の製造において、酸化アルミニウム粒子の基板への突き刺さりを低減し得る研磨液組成物を提供することである。

即ち、本発明の要旨は、
［１］酸化アルミニウム粒子と水とを含有してなるハードディスク基板用研磨液組成物であって、酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径が０．１〜０．７μｍであり、酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粒子の含有量が０．２重量％以下である、ハードディスク基板用研磨液組成物、及び
［２］前記［１］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ハードディスク基板の製造方法
に関する。

本発明の研磨液組成物を、例えばハードディスク基板の仕上げ研磨工程前の研磨に使用すると、経済的な研磨速度を有しながら、酸化アルミニウムの突き刺さりが少ない優れた表面品質の基板を製造することができるという効果が奏される。

本発明において、砥粒の「突き刺さり」とは、基板に付着した砥粒とは異なり、基板に押し込まれて残留している状態を指す。この「突き刺さり」は、後述の実施例のように、コロイド粒子を砥粒として含有する研磨液組成物で、基板表面をわずかに研磨して基板に付着した砥粒を除去した後、その基板表面を暗視野顕微鏡観察、又は原子間力顕微鏡若しくは走査式電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察によって調べることができる。

この突き刺さりがあると、ハードディスク基板のメディア化工程で実施されるテキスチャリングにおいて表面に深いスクラッチが入るなどの欠陥が発生したり、完成したハードディスクにおいて磁気特性の低下、即ち、シグナルノイズ比（ＳＮＲ）の低下を引き起こしたりすると考えられる。従って、この砥粒の突き刺さりを低減することは、優れたハードディスク基板を得るために重要である。
本発明は、酸化アルミニウム粒子の粒子径を特定のサイズに制御すること、及び砥粒中に存在する特定の大きさの粗大粒子を特定量以下に低減することにより、この突き刺さりの低減が可能になるという知見に基づいてなされたものである。

即ち、本発明のハードディスク基板用研磨液組成物は、酸化アルミニウム粒子と水とを含有してなるハードディスク基板用研磨液組成物であって、酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径（Ｄ_５０）が０．１〜０．７μｍであり、酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粒子の含有量が０．２重量％以下であることを一つの特徴とする。かかる特徴を有する研磨液組成物を用いて研磨することにより、基板への酸化アルミニウム粒子の突き刺さりを顕著に低減することができる。これにより、経済的な研磨速度で、優れた表面品質を有するハードディスク基板を提供することができる。

＜酸化アルミニウム粒子＞
本発明の研磨液組成物は、研磨材として酸化アルミニウム（以下、アルミナと称することがある）粒子を含有する。本発明に用いられる酸化アルミニウム粒子としては、突き刺さり低減の観点、うねり低減、表面粗さ低減、研磨速度向上及び表面欠陥防止の観点から、アルミナとしての純度が９５％以上のアルミナが好ましく、より好ましくは９７％以上、さらに好ましくは９９％以上のアルミナである。また、研磨速度向上の観点からは、α−アルミナが好ましく、表面性状及びうねり低減の観点からは、中間アルミナ及びアモルファスアルミナが好ましい。中間アルミナとは、α−アルミナ粒子以外の結晶性アルミナ粒子の総称であり、具体的にはγ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−アルミナ、κ−アルミナ、及びこれらの混合物等が挙げられる。その中間アルミナの中でも、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ及びこれらの混合物が好ましく、より好ましくはγ−アルミナ及びθ−アルミナである。研磨速度向上及びうねり低減の観点からは、α−アルミナと、中間アルミナ及び／又はアモルファスアルミナとを混合して使用することが好ましく、α−アルミナとθ−アルミナとを混合して使用することがより好ましい。また、酸化アルミニウム粒子中のα−アルミナ粒子の含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましく、４０重量％以上がさらに好ましく、５０重量％以上がさらにより好ましい。本発明において、酸化アルミナ粒子中のα−アルミナ粒子の含有量は、ＷＡ−１０００（昭和電工（株）製）の１０４面ピーク面積を１００％として、Ｘ線回折におけるα−アルミナピーク面積を算出することにより求める。

酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径は、突き刺さり低減の観点、並びにうねり低減及び表面粗さ低減の観点から、０．７μｍ以下であり、０．５μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以下がより好ましく、０．３５μｍ以下がさらに好ましく、０．３μｍ以下がさらにより好ましく、０．２５μｍ以下がさらにより好ましい。また、該粒子径は、研磨速度向上の観点から、０．１μｍ以上であり、０．１５μｍ以上が好ましく、０．２μｍ以上がより好ましい。即ち、該粒子径は、０．１〜０．７μｍであり、好ましくは０．１〜０．５μｍ、より好ましくは０．１〜０．４μｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．３５μｍ、さらにより好ましくは０．１５〜０．３μｍ、さらにより好ましくは０．２〜０．２５μｍである。中でも、α−アルミナ粒子の二次粒子の体積中位粒子径は、突き刺さり低減の観点、うねり低減及び表面粗さ低減の観点、並びに研磨速度向上の観点から、０．１〜０．７μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがより好ましく、０．１〜０．４μｍがさらに好ましく、０．１〜０．３５μｍがさらにより好ましく、０．１５〜０．３μｍがさらにより好ましく、０．１５〜０．２５μｍがさらにより好ましい。

酸化アルミニウム粒子の一次粒子の平均粒子径は、突き刺さり低減及びうねり低減の観点から、０．００５〜０．５μｍが好ましく、０．０１〜０．４μｍがより好ましく、０．０３〜０．３μｍがさらに好ましく、０．０５〜０．２μｍがさらにより好ましい。中でも、α−アルミナ粒子の一次粒子の平均粒子径としては、研磨速度向上、うねり低減、及び突き刺さり低減の観点から、０．０５〜０．５μｍが好ましく、０．０５〜０．４μｍがより好ましく、０．０５〜０．３μｍがさらに好ましく、０．０７〜０．２μｍがさらにより好ましい。

研磨材の一次粒子の平均粒子径（体積基準）及び０．１μｍ以下の二次粒子の体積中位粒子径は、操作型電子顕微鏡で観察（好適には3000〜30000倍）又は透過型電子顕微鏡で観察（好適には10000〜300000倍）して画像解析を行い、粒子径を測定することにより求めることができる。具体的には、拡大写真等を用い、個々の一次粒子又は二次粒子の最大長を少なくとも２００個の粒子について測定し、該長さを直径とする球の体積を算出し、小粒径側から積算粒径分布（体積基準）が５０％となる粒径（Ｄ_５０）をそれぞれ、一次粒子の平均粒子径又は二次粒子の体積中位粒子径とする。また、０．１μｍを超える二次粒子の体積中位粒子径は、レーザー光回折法を用いて該粒子径を測定する。

ＢＥＴ法にて測定されたα−アルミナの比表面積は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、０．１〜５０ｍ^２／ｇが好ましく、より好ましくは１〜４０ｍ^２／ｇ、さらに好ましくは２〜２０ｍ^２／ｇである。さらに、ＢＥＴ法で測定された中間アルミナ又はアモルファスアルミナの比表面積は、好ましくは３０〜３００ｍ^２／ｇ、より好ましくは５０〜２００ｍ^２／ｇである。

研磨液組成物中における酸化アルミニウム粒子の含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、好ましくは０．０５重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、さらに好ましくは０．５重量％以上、さらにより好ましくは１重量％以上である。また、該含有量は、表面品質向上及び経済性の観点から、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、さらに好ましくは１５重量％以下、さらにより好ましくは１０重量％以下である。即ち、研磨液組成物中における酸化アルミニウム粒子の含有量は好ましくは０．０５〜３０重量％、より好ましくは０．１〜２０重量％、さらに好ましくは０．５〜１５重量％、さらにより好ましくは１〜１０重量％である。

酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粗大粒子の含有量は、突き刺さり低減の観点から、０．２重量％以下であり、好ましくは０．１５重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下、さらに好ましくは０．０５重量％以下である。また、粒子径が３μｍ以上の粗大粒子の前記含有量は、同様の観点から、０．０５重量％以下が好ましく、より好ましくは０．０４重量％以下、さらに好ましくは０．０３重量％以下、さらにより好ましくは０．０２重量％以下、さらにより好ましくは０．０１重量％以下である。なお、前記「粒子径が１μｍ以上の粗大粒子」又は「粒子径が３μｍ以上の粗大粒子」は、一次粒子のみならず、一次粒子が凝集した二次粒子をも含むものとする。

研磨液組成物中の前記粗大粒子の含有量の測定には、個数カウント方式（ＳｉｚｉｎｇＰａｒｔｉｃｌｅＯｐｔｉｃａｌＳｅｎｓｉｎｇ法）が使用できる。例えば、米国パーティクルサイジングシステムズ（ＰａｒｔｉｃｌｅＳｉｚｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ）社製「アキュサイザー（Ａｃｃｕｓｉｚｅｒ）７８０」及びコールター（Ｃｏｕｌｔｅｒ）社製「コールターカウンター」等によって研磨粒子径を測定することにより、該含有量を求めることができる。

酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粗大粒子の含有量を制御する方法としては、特に限定はなく、研磨液組成物の製造の際あるいは製造後に、一般的な分散あるいは粒子除去方法を用いることができる。例えば、特定の平均粒子径とすべく、湿式の循環式ビーズミルにより均一に解砕した酸化アルミニウム粒子スラリーを、更に、静置沈殿法や遠心分離装置等による沈降法、又は濾過材による精密濾過等により粗大粒子を除去する方法に供することによって製造することができる。粗大粒子の除去方法については、それぞれ単独の方法で処理しても２種以上の方法を組み合わせて処理しても良く、組み合わせの処理順序についても何ら制限はない。また、その処理条件や処理回数についても、適宜選択して使用することができる。

＜水＞
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、イオン交換水、純水、超純水等を使用することができる。研磨液組成物中における水の含有量は、被研磨物を効率良く研磨する観点から、好ましくは５５〜９９重量％、より好ましくは６０〜９７重量％、さらに好ましくは７０〜９５重量％である。

＜酸＞本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、さらに酸を含有することが好ましい。
本発明に用いられ得る酸は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、そのｐＫ１が好ましくは７以下、より好ましくは５以下、さらに好ましくは３以下、さらにより好ましくは２以下の酸である。ここで、ｐＫ１とは、酸解離定数（２５℃）の逆数の対数値をｐＫａと表したとき、その内の第１酸解離定数の逆数の対数値である。各化合物のｐＫ１は例えば化学便覧改訂４版（基礎編）II、pp316〜325（日本化学会編）等に記載されている。

本発明に用いられ得る酸の具体例を以下に示す。無機酸としては硝酸、塩酸、過塩素酸、アミド硫酸等の一価の鉱酸類と、硫酸、亜硫酸、リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等の多価鉱酸類が挙げられる。また、有機酸としてはギ酸、酢酸、グリコール酸、乳酸、プロパン酸、ヒドロキシプロパン酸、酪酸、安息香酸、グリシン等のモノカルボン酸類、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イソクエン酸、フタル酸、ニトロトリ酢酸、エチレンジアミン四酢酸等の多価カルボン酸類、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等のアルキルスルホン酸類、エチルリン酸、ブチルリン酸等のアルキルリン酸類、ホスホノヒドロキシ酢酸、ヒドロキリエチリデンジホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸等のホスホン酸類等が挙げられる。これらの内、研磨速度向上、及びうねり低減の観点から、多価酸が好ましく、より好ましくは多価鉱酸、多価有機カルボン酸及び多価有機ホスホン酸、さらに好ましくは多価鉱酸及び多価有機カルボン酸である。ここで多価酸とは分子内に２つ以上の、水素イオンを発生させ得る水素を持つ酸をあらわす。また、被研磨物の表面汚れ防止の観点からは、硝酸、硫酸、スルホン酸及びカルボン酸が好ましい。

前記酸は単独で用いても良いが、２種以上を混合して使用することが好ましい。特に、Ｎｉ−Ｐメッキ基板のような金属表面を研磨する場合で、研磨中に被研磨物の金属イオンが溶出して研磨液組成物のｐＨが上昇し、高い研磨速度が得られないとき、ｐＨ変化を小さくするためにｐＫ１が２．５未満の酸とｐＫ１が２．５以上の酸とを組み合わせて使用することが好ましく、ｐＫ１が１．５以下の酸とｐＫ１が２．５以上の酸との組み合わせがより好ましい。このような２種以上の酸を含有する場合、研磨速度向上及びうねり低減、かつ入手性を考慮すると、ｐＫ１が２．５未満の酸としては、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸等の鉱酸や有機ホスホン酸を用いることが好ましい。一方、ｐＫ１が２．５以上の酸としては、同様な観点から、酢酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イタコン酸等の有機カルボン酸が好ましく、中でも、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、イタコン酸が好ましく、クエン酸がより好ましい。また、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、ｐＫ１が２．５以上の有機カルボン酸を使用する場合は、オキシカルボン酸と２価以上の多価カルボン酸とを組み合わせて使用することがより好ましい。例えば、オキシカルボン酸としては、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸等が挙げられ、多価カルボン酸としては、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸等が挙げられる。従って、これらをそれぞれ１種以上組み合わせて使用することが好ましく、中でも、クエン酸と多価カルボン酸を組み合わせることが好ましい。

研磨液組成物中における前記酸の含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、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、さらにより好ましくは０．０１重量％以上である。また、該含有量は、表面品質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、さらにより好ましくは５重量％以下である。即ち、研磨液組成物中における酸の含有量は、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％、さらにより好ましくは０．０１〜５重量％である。また、研磨速度向上の観点から、ｐＫ１が２．５未満の酸とｐＫ１が２．５以上の酸との重量比〔（ｐＫ１が２．５未満の酸）／（ｐＫ１が２．５以上の酸）〕は、９／１〜１／９が好ましく、７／１〜１／７がより好ましく、５／１〜１／５がさらに好ましい。

＜酸化剤＞
本発明の研磨液組成物は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、酸化剤を含有することが好ましい。研磨の機構については不明であるが、酸化剤が被研磨物に作用することにより、アルミナの研磨効力が十分に発揮される状態に変化していると推測される。本発明で使用され得る酸化剤としては、過酸化物、金属のペルオキソ酸又はその塩、酸素酸又はその塩、硝酸塩、硫酸塩、酸の金属塩等が挙げられる。酸化剤は、その構造から無機酸化剤と有機酸化剤に大別される。それら酸化剤の具体例を以下に示す。無機酸化剤としては、過酸化水素、更には過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化カルシウム、過酸化バリウム、過酸化マグネシウムのようなアルカリ金属、又はアルカリ土類金属の過酸化物類、ペルオキソ炭酸ナトリウム、ペルオキソ炭酸カリウム等のペルオキソ炭酸塩類、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ一硫酸等のペルオキソ硫酸又はその塩類、ペルオキソ硝酸、ペルオキソ硝酸ナトリウム、ペルオキソ硝酸カリウム等のペルオキソ硝酸又はその塩類、ペルオキソリン酸ナトリウム、ペルオキソリン酸カリウム、ペルオキソリン酸アンモニウム等のペルオキソリン酸又はその塩類、ペルオキソホウ酸ナトリウム、ペルオキソホウ酸カリウム等のペルオキソホウ酸塩類、ペルオキソクロム酸カリウム、ペルオキソクロム酸ナトリウム等のペルオキソクロム酸塩類、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム等の過マンガン酸塩類、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸、次亜塩素酸ナトリウム、過沃素酸ナトリウム、過沃素酸カリウム、沃素酸、沃素酸ナトリウム等のハロゲン酸又はその誘導体類、塩化鉄（III)、硫酸鉄（III)等の無機酸金属塩が用いることができる。有機酸化剤としては、過酢酸、過ギ酸、過安息香酸等の過カルボン酸類、ｔ−ブチルパーオキサイド、クメンパーオキサイド等のパーオキサイド類、クエン酸鉄（III)を用いることができる。これらの内、研磨速度向上性や入手性、水溶性等の取り扱い性を比較した場合、無機酸化剤の方が好ましい。さらに、環境問題の点を考慮すると重金属を含まない無機過酸化物が好ましい。また、被研磨基板の表面汚れ防止の観点からは、より好ましくは過酸化水素、ペルオキソ硫酸塩類、ハロゲン酸又はその誘導体であり、さらに好ましくは過酸化水素である。また、これらの過酸化物は単独で用いてもよいが、２種以上を混合して用いても良い。

研磨液組成物中における酸化剤の含有量は、研磨速度向上及びうねり低減の観点から、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、さらにより好ましくは０．０１重量％以上である。また、該含有量は、表面品質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、さらにより好ましくは５重量％以下である。即ち、研磨液組成物中における酸化剤の含有量は、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％、さらにより好ましくは０．０１〜５重量％である。

また、本発明の研磨液組成物には、さらに研磨速度向上やうねり低減、その他の目的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、例えば、コロイダルシリカ、フュームドシリカ、コロイダル酸化チタン等の金属酸化物砥粒、無機塩、増粘剤、防錆剤、塩基性物質等が挙げられる。無機塩の例としては、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、硫酸カリウム、硫酸ニッケル、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、スルファミン酸アンモニウム等が挙げられる。無機塩は、研磨速度の向上、ロールオフの改良、研磨液組成物のケーキング防止等の目的で使用され得る。前記他の成分は単独で用いても良いし、２種類以上混合して用いても良い。研磨液組成物中における前記の他の成分の含有量は、経済性の観点から、好ましくは０．０５〜２０重量％、より好ましくは０．０５〜１０重量％、さらに好ましくは０．０５〜５重量％である。

さらに、他の成分として必要に応じて殺菌剤や抗菌剤等を配合することができる。研磨液組成物中におけるこれらの殺菌剤及び抗菌剤等の含有量は、機能を発揮する観点、並びに研磨性能への影響及び経済性の観点から、好ましくは０．０００１〜０．１重量％、より好ましくは０．００１〜０．０５重量％、さらに好ましくは０．００２〜０．０２重量％である。

なお、本発明の研磨液組成物中における前記の各成分濃度は、研磨する際の好ましい濃度であるが、該組成物の製造時の濃度であって良い。通常、研磨液組成物は濃縮液として製造され、これを使用前あるいは使用時に希釈して用いる場合が多い。
また、研磨液組成物は目的成分を任意の方法で添加、混合して製造することができる。

研磨液組成物のｐＨは、被研磨物の種類や要求品質等に応じて適宜決定することが好ましい。例えば、研磨液組成物のｐＨは、研磨速度向上及びうねり低減の観点と、加工機械の腐食防止性及び作業者の安全性の観点とから７未満が好ましく、０．１〜６がより好ましく、さらに好ましくは０．５〜５であり、さらにより好ましくは１〜５、さらにより好ましくは１〜４、さらにより好ましくは１〜３である。該ｐＨは、必要により、硝酸、硫酸等の無機酸、オキシカルボン酸、多価カルボン酸やアミノポリカルボン酸、アミノ酸等の有機酸、及びその金属塩やアンモニウム塩、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アミン等の塩基性物質を適宜、所望量で配合することで調整することができる。

本発明の研磨液組成物を用いることにより、基板への砥粒の突き刺さりが顕著に低減されるため、高記録密度化に適したハードディスク基板を提供することができる。

＜基板の製造方法＞
本発明のハードディスク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（以下、「研磨する工程」と称することがある。）を有する。
本発明が対象とする被研磨基板であるハードディスク基板とは、磁気記録用媒体の基板として使用されるものである。磁気ディスク基板の具体例としては、アルミニウム合金にＮｉ−Ｐ合金をメッキした基板が代表的であるが、アルミニウム合金の代わりにガラスやグラッシュカーボンを使用し、これにＮｉ−Ｐメッキを施した基板、あるいはＮｉ−Ｐメッキの代わりに、各種金属化合物をメッキや蒸着により被覆した基板を挙げることができる。

前記の「研磨する工程」においては、多孔質の有機高分子系の研磨布等を貼り付けた研磨盤で被研磨基板を挟み込み、本発明の研磨液組成物を研磨面に供給し、圧力を加えながら研磨盤や被研磨基板を動かすことにより、被研磨基板を研磨することができる。したがって、本発明は、前記研磨液組成物を用いて、被研磨基板を研磨する方法に関する。研磨を行なう際の研磨荷重としては、酸化アルミニウム粒子の基板への突き刺さり低減の観点、及び生産性（研磨速度）の観点から、１〜２０ｋＰａが好ましく、２〜１５ｋＰａがより好ましく、３〜１０ｋＰａがさらに好ましく、４〜８ｋＰａがさらにより好ましい。その他の研磨条件（研磨機の種類、研磨温度、研磨速度、研磨液組成物の供給量等）については特に限定はない。

また、本発明の基板の製造方法は、２段階以上の研磨工程を有する多段研磨方式であることが好ましく、最終工程である仕上げ研磨工程よりも前の工程で、前記の「研磨する工程」を行うことが好ましい。仕上げ研磨工程で使用する研磨液組成物において、ハードディスク基板の表面品質の観点、例えば、うねりの低減、表面粗さの低減、スクラッチ等の表面欠陥の低減の観点から、研磨粒子の一次粒子の平均粒子径が０．１μｍ以下であることが好ましく、０．０８μｍ以下であることがより好ましく、０．０５μｍ以下であることがさらに好ましく、０．０３μｍ以下であることがさらにより好ましい。また、研磨速度向上の観点から、該平均粒子径が０．００５μｍ以上であることが好ましく、０．０１μｍ以上であることがより好ましい。

仕上げ研磨工程で使用される研磨液組成物中の研磨粒子としては、フュームドシリカ砥粒、コロイダルシリカ砥粒等が挙げられ、表面粗さの低減、及びスクラッチ等表面欠陥の低減の観点から、コロイダルシリカ砥粒が好ましい。コロイダルシリカ砥粒の一次粒子の平均粒子径としては、０．００５〜０．０８μｍが好ましく、０．００５〜０．０５μｍがより好ましく、０．０１〜０．０３μｍがさらに好ましい。

仕上げ研磨工程において、一次粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍの研磨粒子を使用する場合、表面粗さの低減、酸化アルミニウムの突き刺さりの低減の観点、及び生産性（研磨時間）の観点から、研磨量は、０．０５〜０．５μｍが好ましく、０．１〜０．４μｍがより好ましく、０．２〜０．４μｍがさらに好ましい。仕上げ研磨を行なう際の他の条件（研磨機の種類、研磨温度、研磨速度、研磨液の供給量等）については特に限定はなく、研磨荷重としては、前記の「研磨する工程」において例示される研磨荷重と同様であればよい。なお、研磨量は、後述の実施例のようにして求めることができる。

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。

本発明の基板の製造方法を用いて得られたハードディスク基板は、アルミニウム粒子の突き刺さりが顕著に低減されていることから、高記録密度化に適したものである。

１．研磨液組成物の調製
以下の通りにして、実施例１〜７及び比較例１〜４の研磨液組成物を調製した。
（１）表１に示す純度９９．９％の酸化アルミニウム粒子を１０重量％含有する酸化アルミニウムスラリー５０ｋｇに硝酸を添加し、ｐＨ３に調整した。
（２）（１）で得られた酸化アルミニウムスラリーを直径４０ｃｍ、高さ５０ｃｍの円柱容器に移した。
（３）容器内の酸化アルミニウムスラリーを均一になるよう攪拌した。
（４）撹拌後の酸化アルミニウムスラリーを３〜１０時間静置した。
（５）静置後の酸化アルミニウムスラリーの下層部約５ｃｍを残し、上層部をもう１つの同形状の容器に移した。
（６）上記操作（３）〜（５）をさらに２〜４回繰り返し、種々の粗大粒子を除去した酸化アルミニウムスラリーを得た。
（７）（６）で得られた酸化アルミニウムスラリーに表２記載の組成となるように種々の添加剤を加え、残分をイオン交換水として配合、攪拌した。
（８）（７）で得られたスラリーをバックフィルター（ヘイワードジャパン株式会社製、型番：ＰＥ１−Ｐ０３Ｈ−４０３）で濾過し、研磨液組成物を得た。

２．研磨方法
厚さ１．２７ｍｍ、直径３．５インチのＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金からなる基板（「ＺｙｇｏＮｅｗＶｉｅｗ５０３２」を用いた測定における短波長うねり３．８ｎｍ、長波長うねり１．６ｎｍ）の表面を両面加工機により、以下の両面加工機の設定条件でポリッシングし、磁気記録媒体用基板として用いられるＮｉ−Ｐメッキされたアルミニウム合金基板の研磨物を得た。

両面加工機の設定条件を下記に示す。
＜両面加工機の設定条件＞
両面加工機：スピードファーム（株）製、９Ｂ型両面加工機
研磨荷重：9.8kPa
研磨パッド：フジボウ（株）製１Ｐ用研磨パッド平均気孔径４５μｍ
定盤回転数：50r/min
研磨液組成物供給流量：100ml/min
研磨時間：4min
投入した基板の枚数：10枚

３．評価方法
（１）研磨速度
研磨前後の各基板の重さを計り（Sartorius社製「BP−210S」）を用いて測定し、各基板の重量変化を求め、１０枚の平均値を減少量とし、それを研磨時間で割った値を重量減少速度とした。重量の減少速度を下記の式に導入し、研磨速度（μｍ／ｍｉｎ）に変換した。比較例１の研磨速度を基準値１００として各実験例の研磨速度の相対値（相対速度）を求めた。結果を表３に示す。
重量減少速度(g/min)＝｛研磨前の重量(g)−研磨後の重量(g)｝／研磨時間(min)
研磨速度(μm/min)＝重量減少速度(g/min)／基板片面面積(mm²)
／Ni-Pメッキ密度(g/cm³)×10⁶

（２）うねり
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１８０°おきに２点（計８点）について、下記の条件で測定した。その８点の測定値の平均値を基板の短波長うねり又は長波長うねりとして算出した。比較例１の基板のうねりを基準値１００として各実験例の基板のうねりの相対値を求めた。結果を表３に示す。
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
短波長うねり：50〜500μm
長波長うねり：0.5〜5mm
エリア：4.33mm×5.77mm

（３）粗大粒子含有量の測定
以下の測定条件で粗大粒子の含有量を測定した。結果を表３に示す。

・測定機器：ＰＳＳ社製「アキュサイザー７８０ＡＰＳ」
・Injection Loop Voluｍe：１ｍＬ
・Flow Rate：６０ｍＬ／ｍｉｎ
・Data Collection Time：６０ｓｅｃ
・Nuｍber Channels：１２８

（４）二次粒子の体積中位粒子径の測定
以下の測定条件で二次粒子の体積中位粒子径（Ｄ_５０）、Ｄ_１０及びＤ_９０を測定した。結果を表１及び３に示す。
・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

（５）α−アルミナ粒子の含有量
前記１．で調製した研磨液組成物２０ｇを１０５℃、５時間乾燥させ、粉末とした後、Ｘ線回折装置（型番：RINT2500VPC、理学電機製）を使用し、管電圧４０ｋＷ、管電流１２０ｍＡで、１０４面のピーク面積を測定し、同様に測定した昭和電工製WA-1000のピーク面積を相対比較することによって求めた。結果を表３に示す。
α−アルミナ含量（重量％）＝(試験試料ピーク面積)÷（WA-1000のピーク面積）×100

（６）砥粒の突き刺さりの評価
上記２．の研磨により得られた研磨基板を、以下の研磨液組成物を用いて研磨量が０．０５μｍ±０．００５μｍとなるように研磨した後の基板表面を観察することにより、砥粒の突き刺さりを評価した。研磨液組成物の組成、研磨条件、研磨量の測定方法、及び突き刺さりの観察方法を以下に示す。

＜研磨液組成物＞
コロイダルシリカスラリー（デュポン社製、一次粒子の平均粒子径０．０２μｍ）をシリカ粒子濃度として７重量％、ＨＥＤＰ（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）を有効分として２重量％、過酸化水素（旭電化製）を有効分として０．６重量％、イオン交換水を残分として含有する研磨液組成物を用いた。

＜研磨条件＞
・研磨試験機：スピードファム（株）製、両面９Ｂ研磨機
・研磨パッド：フジボウ（株）製、ウレタン製仕上げ研磨用パッド
・上定盤回転数：３２．５ｒ／ｍｉｎ
・研磨液組成物供給量：１００ｍＬ／ｍｉｎ
・研磨時間：０．５〜２ｍｉｎ（研磨量が０．０５μｍ±０．００５μｍとなるように調整）
・研磨荷重：７．８ｋＰａ・投入した基板の枚数：１０枚

＜研磨量＞
研磨前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
（基板片面面積は、6597mm^２、Ni-Pメッキ密度8.4g/cm^３として算出）

＜突き刺さり観察＞
オリンパス光学製顕微鏡（本体ＢＸ６０Ｍ、デジタルカメラＤＰ７０、対物レンズ１００倍、中間レンズ２．５倍）を使用し、暗視野観察（視野１００×７５μｍ）し、輝点数を測定した。
上記観察は、研磨後の１０枚の基板から任意に２枚を選択し、基板の両面について中心から３０ｍｍ位置を９０°ごとの各４点、計１６点観察し、観察された輝点数の平均値を砥粒の突き刺さり数とした。

上記の突き刺さり観察で観察された砥粒の突き刺さり数、及び以下の評価基準に基づいて、砥粒の突き刺さりを評価した。結果を表３に示す。
＜突き刺さり評価基準＞
５：１００個以上
４：３０〜９９個
３：１０〜２９個
２：５〜９個
１：０〜４個

表３より、実施例１〜７で得られた基板は、比較例１〜４で得られた基板に比べ、基板への砥粒の突き刺さりが顕著に低減されたものであることが分かる。

本発明の研磨液組成物を用いることにより、高記録密度化に適したハードディスク基板を提供することができる。

Claims

酸化アルミニウム粒子と水とを含有してなるハードディスク基板用研磨液組成物であって、酸化アルミニウム粒子がα−アルミナ粒子を４０〜９０重量％含有し、酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径が０．１〜０．７μｍであり、酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粒子の含有量が０．２重量％以下である、ハードディスク基板用研磨液組成物。
α−アルミナ粒子の一次粒子の平均粒子径が０．０５〜０．５μｍである請求項１記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径が０．１〜０．５μｍである、請求項１又は２記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
研磨液組成物のｐＨが０．１〜６である請求項１〜３いずれか記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
研磨液組成物中の酸化アルミニウム粒子の含有量が１〜１０重量％である請求項１〜４いずれか記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
酸化アルミニウム粒子と水とを含有するスラリーを、静置沈殿法、沈降法及び精密濾過法からなる群より選択される一種以上の方法を用いて処理して得られるものである、請求項１〜５いずれか記載のハードディスク基板用研磨液組成物。
請求項１〜６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ハードディスク基板の製造方法。
前記の研磨する工程で得られた基板を一次粒子の平均粒子径が０．００５〜０．１μｍの研磨粒子を含有する研磨液組成物を用いて研磨する工程をさらに有する請求項７記載のハードディスク基板の製造方法。
α−アルミナ粒子を４０〜９０重量％含有する酸化アルミニウム粒子と水とを含有してなるハードディスク基板用研磨液組成物の調製方法であって、
酸化アルミニウム粒子と水とを含有するスラリーを調製する工程、並びに
該スラリーを、静置沈殿法、沈降法及び精密濾過法からなる群より選択される一種以上の方法を用いて処理して、該酸化アルミニウム粒子中における粒子径が１μｍ以上の粒子の含有量を０．２重量％以下とし、かつ該酸化アルミニウム粒子の二次粒子の体積中位粒子径を０．１〜０．７μｍとする工程、
を有する調製方法。