JPH10102042A

JPH10102042A - 加工用助剤組成物、研磨材組成物及び表面加工方法

Info

Publication number: JPH10102042A
Application number: JP25719996A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Yamamoto; 裕三山本; Takeshi Atsugi; 剛厚木; Takaaki Tadokoro; 敬章田所
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工物の表面に表面欠陥を生じさせること
無く高速度で表面加工し得る加工用助剤組成物、研磨材
組成物及び表面加工方法を提供すること。【解決手段】少なくとも加工用助剤と水とを含む本発
明の加工用助剤組成物は、該加工用助剤が水溶性又は水
分散性の有機高分子からなり、該有機高分子は、その重
量平均分子量が５００〜１００万である、ポリアルキレ
ングリコールモノエステル系単量体とアクリル酸系又は
メタクリル酸系単量体とを重合して得られる共重合体等
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板、特に磁気デ
ィスク用基板やレンズ、セラミックス素材等の表面加工
に有用な加工用助剤組成物、研磨材組成物及び表面加工
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ガラス
素材、カーボン素材、及びセラミックス素材のような脆
性材料からなる部材の表面研磨は、一般にサブミクロン
から数１０ミクロンサイズのダイヤモンドやアルミナ、
ＳｉＣなどの研磨砥粒を水中に分散させた研磨材組成物
を用いて行われている（特開昭５４−８９３８９号公
報、特開平１−２０５９７３号公報等）。

【０００３】しかし従来の研磨材組成物を用いた表面研
磨では、昨今の高品位表面に対する要求や低コストの要
求に応えるには不十分であった。例えば、従来の研磨材
組成物においては、研磨材組成物中での研磨砥粒の分散
性や加工屑（研削や研磨により発生した微粉）の分散除
去・再付着防止が不十分なために、被研磨物の表面にピ
ットやスクラッチ等の表面欠陥が生じたり、また、研磨
速度が上げられず低コスト化に限界があった。

【０００４】従って、本発明の目的は、被加工物の表
面、特に脆性材料からなる被加工物の表面に表面欠陥を
生じさせること無く高速度で表面加工し得る加工用助剤
組成物、研磨材組成物及び表面加工方法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討し
た結果、加工用助剤として特定の有機高分子を用いるこ
とにより上記目的を達成し得ることを知見した。

【０００６】本発明は上記知見に基づきなされたもの
で、少なくとも加工用助剤と水とを含む加工用助剤組成
物において、上記加工用助剤が水溶性又は水分散性の有
機高分子からなり、該有機高分子は、その重量平均分子
量が５００〜１００万であり、且つ下記一般式（Ａ）で
表される単量体（ａ）と、下記一般式（Ｂ）及び（Ｃ）
で表される化合物の中から選ばれる一種以上の単量体
（ｂ）とを重合して得られる共重合体であることを特徴
とする加工用助剤組成物を提供することにより上記目的
を達成したものである。

【０００７】

【化３】

【０００８】

【化４】

【０００９】また、本発明は、上記加工用助剤組成物と
研磨材とからなり、該研磨材の含有量が０．０１〜３０
重量％であることを特徴とする研磨材組成物を提供する
ものである。

【００１０】また、本発明は、上記加工用助剤組成物を
被加工物の表面に接触させ、これと同時に砥石又は砥粒
を該被加工物の表面に押し付けることを特徴とする表面
加工方法を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の加工用助剤組成物
について説明する。

【００１２】上述の通り、本発明の加工用助剤組成物
は、加工用助剤と水とを必須成分とするものである。

【００１３】本発明の加工用助剤組成物に使用される上
記加工用助剤としては、水溶性又は水分散性の有機高分
子であって、その重量平均分子量が５００〜１００万で
あり、且つ上記一般式（Ａ）で表される単量体（ａ）
と、上記一般式（Ｂ）及び（Ｃ）で表される化合物の中
から選ばれる一種以上の単量体（ｂ）とを重合して得ら
れる共重合体である有機高分子が用いられる。

【００１４】上記有機高分子について詳述すると、上記
一般式（Ａ）において、Ｒ₁及びＲ ₂は、上述の通り水
素原子又はメチル基を示し、同一でも異なってもよい。
特に、Ｒ₁及びＲ₂が両方とも水素原子であるか又はＲ
₁が水素原子でＲ₂がメチル基であることが好ましい。
ｍ₁は、０〜２の整数を示し、好ましくは０又は１であ
る。ＡＯは、炭素数２〜３のオキシアルキレン基（即
ち、オキシエチレン基又はオキシプロピレン基）を示
し、好ましくはオキシエチレン基である。ｎは２〜３０
０の整数を示し、好ましくは２〜１５０の整数である。
Ｘは水素原子又は炭素数１〜３のアルキル基を示し、好
ましくは水素原子、メチル基又はエチル基である。

【００１５】上記一般式（Ａ）で表される化合物として
好ましいものの具体例としては、メトキシポリエチレン
グリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリ
コール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポ
リエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリ
エチレングリコール、プロポキシポリエチレンポリプロ
ピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレ
ングリコールとアクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の
脱水素（酸化）反応物とのエステル化物や、アクリル
酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素（酸化）反応物へ
のエチレンオキシド、プロピレンオキシド付加物が挙げ
られる。上記一般式（Ａ）で表される化合物において、
エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの双方を付加
させる場合には、ランダム付加、ブロック付加、交互付
加等のいずれでも用いることができる。この場合、エチ
レンオキシドとプロピレンオキシドとの付加モル比（前
者／後者）は、１／１００〜１００／１であることが好
ましく、５／１００〜１００／５であることが更に好ま
しい。

【００１６】上記一般式（Ｂ）で表される化合物として
好ましいものの具体例としては、アクリル酸、メタクリ
ル酸及びクロトン酸並びにこれらの金属塩や、不飽和ジ
カルボン酸系単量体である無水マレイン酸、マレイン
酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、
シトラコン酸及びフマル酸並びにこれらのアルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩及びアミン塩
が挙げられる。

【００１７】上記一般式（Ｃ）で表される化合物として
好ましいものの具体例としては、アリルスルホン酸及び
メタリルスルホン酸並びにこれらのアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩、アンモニウム塩及びアミン塩が挙げ
られる。

【００１８】上記共重合体においては、上記単量体
（ａ）及び（ｂ）のモル比〔単量体（ａ）／単量体
（ｂ）〕が０．１／１００〜１００／１００であること
が好ましく、１０／１００〜９０／１００であることが
更に好ましく、１０／１００〜６０／１００が最も好ま
しい。該単量体（ａ）及び（ｂ）のモル比をかかる範囲
内とすることにより、研磨材（砥粒）や加工屑の分散性
が良好となるので好ましい。また、上記単量体（ｂ）
は、上記一般式（Ｂ）で表される化合物のみ若しくは上
記一般式（Ｃ）で表される化合物のみからなるか、又は
上記一般式（Ｂ）で表される化合物と上記一般式（Ｃ）
で表される化合物とが任意のモル比で混在する化合物で
ある。上記一般式（Ｂ）で表される化合物と、上記一般
式（Ｃ）で表される化合物とのモル比〔一般式（Ｂ）：
一般式（Ｃ）〕は９９：１〜６０：４０であることが好
ましい。特に、上記単量体（ｂ）として、上記一般式
（Ｂ）で表される化合物を用いることが好ましい。

【００１９】上記共重合体においては、その加工用助剤
としての機能を損なわない範囲内で他の共重合可能な単
量体と更に共重合させてもよい。該単量体としては、ア
クリロニトリル、アクリル酸エステル、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、スチレン、スチレンスルホン酸
等が挙げられる。

【００２０】上記単量体（ａ）及び（ｂ）の共重合様式
は、ランダム共重合、ブロック共重合、交互共重合、グ
ラフト共重合の共重合様式をとることができ、得られる
共重合体の加工用助剤としての機能を損なわない限り特
に制限されない。

【００２１】特に、上記共重合体の中でも、研磨材（砥
粒）や加工屑の分散性の点から、オキシアルキレン基を
好ましくは２〜３００モル、更に好ましくは２〜１５０
モル導入したポリアルキレングリコールモノエステル系
単量体（特に、アクリル酸又はメタクリル酸のポリアル
キレングリコールエステル）とアクリル酸系又はメタク
リル酸系単量体とを重合して得られる共重合体を用いる
ことが望ましい。

【００２２】上記共重合体は、水溶性又は水分散性であ
る。その結果、水に溶解又は分散された状態で用いられ
て、被加工物の表面加工に効果的に作用する。尚、該重
合体を水溶性又は水分散性にするためには、例えば後述
する該共重合体の調製条件等を適宜コントロールすれば
よい。

【００２３】上記共重合体は、その重量平均分子量が５
００〜１００万である（ＧＰＣによるポリスチレンスル
ホン酸換算）。該重量平均分子量が５００に満たないと
分散安定性が不足してしまい、１００万を超えると水溶
性又は水分散性が低下し、効果が不十分となってしま
う。該重量平均分子量は、１０００〜５０万であること
が好ましく、１０００〜１０万であることが更に好まし
い。該重量平均分子量を上記範囲内にするためには、例
えば後述する該共重合体の調製条件等を適宜コントロー
ルすればよい。

【００２４】上記共重合体の調製方法は、得られる共重
合体の加工用助剤としての機能を損なわない限り特に制
限されることなく従来公知の調製方法が用いられる。調
製方法の具体例としては、特開平７−２２３８５２号公
報の第４欄４２行〜第５欄１１行に記載の方法等が挙げ
られる。

【００２５】上記共重合体からなる加工用助剤は、本発
明の加工用助剤組成物中に好ましくは０．０１〜３０重
量％含有され、更に好ましくは０．０５〜１０重量％含
有される。該加工用助剤の含有量が上記範囲内であれ
ば、本発明の加工用助剤組成物の粘度が適度に保たれ、
しかも加工速度の向上効果が十分に発現する。

【００２６】本発明の加工用助剤組成物におけるもう一
方の必須成分である水は、媒体として用いられるもので
あり、その組成物中の含有量が好ましくは４０〜９９．
９重量％であり、更に好ましくは８５〜９９．５重量％
である。水の含有量が上記範囲内であれば、被加工物を
生産効率良く表面加工することができる。

【００２７】本発明の加工用助剤組成物においては、上
述の必須成分に加えて必要に応じて他の成分を添加剤と
して添加することができる。該添加剤としては、例え
ば、単量体型の酸化合物の金属塩（以下、この単量体型
の酸化合物の金属塩を「単量体型助剤」という）を挙げ
ることができる。上記加工用助剤と該単量体型助剤とを
併用することで、両者の協同効果により加工速度が一層
向上する。

【００２８】上記単量体型の酸化合物の金属塩（単量体
型助剤）とは、重合性を有さない（即ち、単量体）酸化
合物の金属塩を意味する。該酸化合物としては何等かの
酸化作用を有するものであれば特段制限されるものでは
ない。該酸化合物の具体例としては、硝酸、硫酸、亜硫
酸、過硫酸、塩酸、過塩素酸、燐酸、亜燐酸、次亜燐
酸、ピロリン酸、炭酸、乳酸、シュウ酸、及び安息香
酸、並びにこれらを官能基として有する有機酸等が挙げ
られる。また、該酸化合物の金属塩の金属としては、ア
ルミニウム、マグネシウム、ニッケル及び鉄などが挙げ
られ、好ましくはアルミニウム及びマグネシウムが用い
られる。上記単量体型助剤は、一種または二種以上を組
み合わせて使用することが出来る。特に、上記単量体型
助剤として、硝酸の金属塩、硫酸の金属塩、シュウ酸の
金属塩及び乳酸の金属塩からなる群から選ばれる一種以
上を用いることが好ましく、とりわけ硝酸アルミニウ
ム、シュウ酸アルミニウム、又は乳酸アルミニウム等を
用いると、研磨速度の向上効果が一層高くなるので好ま
しい。

【００２９】上記単量体型助剤は本発明の加工用助剤組
成物中に、好ましくは０．００１〜３０重量％含有さ
れ、更に好ましくは０．０５〜１０重量％含有される。
該単量体型助剤の含有量が上記範囲内であれば加工速度
の向上が十分であり、２０重量％を超えて用いても加工
速度は飽和する。

【００３０】また、本発明の加工用助剤組成物において
は、上記単量体型助剤の他に、各種界面活性剤、アルカ
リ性物質、各種増粘剤、各種分散剤、各種防錆剤、キレ
ート剤、有機溶媒等の添加剤を用いることもできる。こ
れらの添加剤は、本発明の加工用助剤組成物中に好まし
くはそれぞれ０．００１〜１０重量％添加される。

【００３１】本発明の加工用助剤組成物は、そのｐＨに
特段の制限はなく、被加工物の材質により適宜選択すれ
ば良い。例えばカーボン基板の場合では、１〜７、特に
３〜５であることが好ましい。ｐＨが上記範囲内である
とカーボン基板の表面が酸化され易くなって表面が柔ら
かくなるので加工速度が速くなる。本発明の加工用助剤
組成物のｐＨを上記範囲内にするためには、例えば、上
記加工用助剤及び必要に応じて上記単量体型助剤を所定
量添加すればよい。

【００３２】本発明の加工用助剤組成物は、各種加工工
具（例えば、片面及び両面研磨装置、平面研削装置、非
球面研削装置、端面加工装置、切断装置）と併用され
て、被加工物の各種加工、例えば、研磨、研削、切断
（裁断）等に用いられる。特に、本発明の加工用助剤組
成物は、被加工物の表面加工（研磨、研削等）に好適に
用いられ、とりわけ固定砥石と併用されて、被加工物の
表面研削、例えば研削取り代が１０〜１０００μｍ程度
で、研削後の中心線平均粗さＲａが０．０１〜２μｍ程
度の粗研削に好適に用いられる。尚、本明細書において
「研磨」とは遊離砥粒を用いた平滑化加工をいい、「研
削」とは、固定砥石等の工具を用いた平滑化加工をい
う。

【００３３】本発明の加工用助剤組成物を用いた加工の
対象となる被加工物の材質としては、例えばアルミニウ
ム、ガラス、ガラス状炭素、シリコン、その他セラミッ
クス材料等が挙げられる。これらのうち、ガラスやガラ
ス状炭素等の脆性材料からなる被加工物に対して本発明
の加工用助剤組成物を用いて加工を行うと、従来の加工
用助剤を用いた場合に比べてクラックの発生を抑えなが
らしかも速く加工ができるので好ましい。これらの被加
工物の形状に特に制限は無く、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のものが本発明の加
工用助剤組成物を用いた加工の対象となる。

【００３４】次に、本発明の研磨材組成物について説明
する。尚、本発明の研磨材組成物に関して特に詳述しな
い点については、上述の加工用助剤組成物に関して詳述
した説明が適宜適用される。

【００３５】本発明の研磨材組成物は、上記加工用助剤
組成物と研磨材とからなり、該研磨材の含有量が該研磨
材組成物中において０．０１〜２０重量％であり、被加
工物の表面研磨、例えば研磨取り代が５０〜１０００μ
ｍ程度で、研磨後の中心線平均粗さＲａが０．０１〜２
μｍ程度の粗研磨（ラッピング）又は研磨取り代が０．
１〜５０μｍ程度で、研磨後のＲａが０．０００２〜
０．００２μｍ（２〜２０Å）程度の仕上げ研磨（ポリ
ッシング）にも好適に用いられるものである。

【００３６】上記研磨材としては、研磨用として一般に
使用されている研磨砥粒を使用することができる。該研
磨材の具体例としては、アルミナ系粒子、ＳｉＣ粒子、
ダイヤモンド粒子、ＺｒＯ₂粒子、ＭｇＯ粒子及びコロ
イダルシリカ粒子等が挙げられる。これらの研磨材のう
ち、アルミナ系粒子又はＳｉＣ粒子を使用すると研磨速
度が速いので好ましく、特に、アルミナ系粒子として中
間アルミナ粒子を使用すると被加工物の表面粗さを極め
て小さくできるので好ましい。尚、本明細書において、
中間アルミナ粒子とは、α−アルミナ粒子以外のアルミ
ナ粒子の総称であり、具体的にはγ−アルミナ粒子、δ
−アルミナ粒子、θ−アルミナ粒子、η−アルミナ粒
子、及び無定型アルミナ粒子等が挙げられる。

【００３７】上記研磨材の一次粒子の平均粒径は１００
μｍ以下であることが好ましい。一次粒子の平均粒径が
１００μｍより大きいと被加工物を例えば研磨した際、
特にガラス状炭素のような高硬度材料からなる被加工物
を研磨した際に被加工物の表面粗さを小さくすることが
困難となる場合がある。上記研磨材の粒径の下限には特
段制限はないが、あまりに小さすぎると研磨速度が遅く
なるので、一次粒子の平均粒径で０．０００５μｍ以上
であることが好ましい。上記研磨材の一次粒子の一層好
ましい平均粒径は０．０２〜３０μｍである。なお、上
記研磨材の一次粒子の平均粒径は、該研磨材０．１ｇに
分散剤を加え、次いで超音波を印加して該研磨材を分散
させ、更に乾燥させて得られたものをＳＥＭ観察して画
像解析により求めたものである。また、該平均粒径が２
μｍ以上のものなら、コールターカウンター〔型式ＭＵ
ＬＴＩＳＩＺＥＲ−II、（株）コールター社製〕で測
定しても良い。

【００３８】上記研磨材は、本発明の研磨材組成物中に
おいて水を媒体としたいわゆるスラリー状の状態で使用
される。本発明の研磨材組成物における該研磨材の含有
量は、本発明の研磨材組成物の粘度や被加工物の要求品
質などに応じて種々選択することが出来るが、一般的な
範囲としての含有量は上述の通り０．０１〜３０重量％
であり、好ましくは０．０５〜１０重量％である。該研
磨材の含有量が上記範囲内であれば、生産効率良く低表
面粗さが達成される。

【００３９】本発明によれば、上記加工用助剤組成物を
被加工物の表面に接触させ、これと同時に砥石又は砥粒
を該被加工物の表面に押し付けることを特徴とする表面
加工方法が提供される。かかる表面加工方法の好ましい
一実施形態について、カーボン材料の一つであるガラス
状炭素基板の表面研削を例にとり図１及び図２を参照し
て説明する。ここで、図１は、ガラス状炭素基板の粗研
削工程で使用される両面加工機を示す概略正面図であ
り、図２は、図１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。

【００４０】図１に示す両面加工機１は、下定盤２と、
該下定盤２の上方に配設される上定盤３と、該上定盤３
に接して該上定盤３を支持する定盤支持部４とを具備し
て構成されている。

【００４１】図１に示すように、上定盤３は、エアシリ
ンダ１１の出力ロッド１１ａの先端部にブラケット１２
を介して回転可能に取り付けられている。該上定盤３は
該エアシリンダ１１により昇降可能になされていると共
に、下降時にはベース５側で図２に示す矢印Ｄ方向に回
転するロータ１３の溝に係合して同方向に回転するよう
になされている。また、上記上定盤３の下面には、粒子
状の加工材料（研磨砥粒）をバインダー剤により分散・
保持させてなる固定砥石（図示せず）が配設されてい
る。また、該上定盤３は、上記定盤支持体４にボルト
（図示せず）によって緊結固定されており、該定盤支持
体４と共に回転自在に設けられている。

【００４２】図２に示すように、下定盤２は、上記ベー
ス５上に矢印Ａ方向に回転自在に設けられていて、その
上面には、上記上定盤３に配設されている固定砥石と同
種の固定砥石６が配設されている。また、該下定盤２に
は、中央の矢印Ｂ方向に回転する太陽歯車７と外周側の
矢印Ｃ方向に回転する内歯歯車８とに噛み合って、公転
しつつ自転する遊星歯車状のキャリア９が４機配設され
ていている。そして、各キャリア９に設けられた８個の
穴内にそれぞれ被加工物であるガラス状炭素基板１０が
セットされるようになっている。

【００４３】上記上定盤３と上記下定盤２との間には、
スラリー供給パイプ（図示せず）により本発明の加工用
助剤組成物が所定の量で供給されるようになっている。
そして、上記エアシリンダ１１によって上記上定盤３を
下降させることにより、上記キャリア９と一体に動く上
記ガラス状炭素基板１０は、上記下定盤２と上記上定盤
３とに挟まれて粗研削が行われる。

【００４４】上記上定盤３及び下定盤２に配設されてい
る固定砥石は、ダイヤモンド、ＣＢＮ（Cubic Bron Nit
ride）、アルミナ、ＳｉＣ、ＺｒＯ₂、ＭｇＯ又はコロ
イダルシリカ等の粒子（研磨砥粒）をバインダー剤に分
散・保持させてなるものである。これらの粒子うち、ダ
イヤモンド、アルミナ又はＳｉＣを用いると加工速度が
一層向上するので好ましい。本実施形態においてはダイ
ヤモンド粒子が加工材料として用いられている。これら
の粒子の平均粒径は、加工の種類（研磨、研削、切
断）、加工の程度、及び被加工物の材質等にもよるが、
一般に一次粒子の平均粒径が０．００５〜１５０μｍで
あることが好ましく、０．００５〜７５μｍであること
が更に好ましい。また、上記バインダー剤としては、例
えば、Ｆｅ（鋳鉄など）、Ｃｕ若しくはＮｉ等の金属単
体又はこれらの一種以上を含む合金からなるメタルボン
ド剤を用いることができる。

【００４５】上記粗研削に用いられるガラス状炭素基板
は、炭素質樹脂状原料（フェノール樹脂等）を一対のガ
ラス板間で硬化させた後、所定形状に打ち抜き、焼成し
て得られたものであり、その中心線平均粗さＲａは粗研
削前において約０．０２〜１０μｍである。そして、該
ガラス状炭素基板を後述する条件において粗研削するこ
とにより、その中心線平均粗さＲａは約０．１〜２μｍ
となる。

【００４６】上記両面加工機を用いてガラス状炭素基板
を粗研削加工する場合の条件は、一般的には下記の通り
である。即ち、加工圧力は、好ましくは１０〜２０００
ｇ／ｃｍ²であり、更に好ましくは３０〜１５００ｇ／
ｃｍ²である。加工時間は、好ましくは２〜１２０分で
あり、更に好ましくは２〜３０分である。加工温度は、
好ましくは室温〜５０℃である。両面加工機の上下定盤
にそれぞれ配設される固定砥石中のダイヤモンド粒子の
平均粒径は、好ましくは０．０００２〜１５０μｍであ
り、更に好ましくは０．０００５〜７５μｍである。両
面加工機の下定盤回転数は加工機サイズに依存するが、
例えばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面加工機であれ
ば、好ましくは１０〜１００ｒｐｍであり、更に好まし
くは１０〜６０ｒｐｍである。本発明の加工用助剤組成
物の流量は、加工機サイズに依存するが、例えばＳＰＥ
ＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面加工機であれば、好ましく
は５〜３００ｃｃ／ｍｉｎであり、更に好ましくは１０
〜１５０ｃｃ／ｍｉｎである。

【００４７】次に、本発明の研磨材組成物を用いた好ま
しい表面加工方法の一実施形態について、上述の方法に
より粗研削されたガラス状炭素基板の粗研磨（ラッピン
グ）及びそれに引き続く仕上げ研磨（ポリッシング）を
例にとり説明する。尚、本実施形態の粗研磨（ラッピン
グ）及び仕上げ研磨（ポリッシング）に関して特に詳述
しない点については、上述の加工用助剤組成物を用いた
粗研削に関して詳述した説明が適宜適用される。

【００４８】本実施形態の粗研磨（ラッピング）及び仕
上げ研磨（ポリッシング）は、上述の粗研削に用いられ
る両面加工機を用いて行うことができる。この場合、該
両面加工機の上下定盤に配設された固定砥石に代えて所
定の硬度を有する研磨用パッドを用い、且つ上記スラリ
ー供給パイプから上記加工用助剤組成物に代えて研磨材
組成物を所定の量で供給する。粗研磨（ラッピング）を
行う場合には、上記両面加工機の上下定盤には上記研磨
砥粒を含まない鋳鉄製等の金属定盤を用い、本発明の研
磨材組成物を上記上定盤に開けられた穴を通じて所定量
供給する。研磨材組成物中の研磨材の一次粒子の平均粒
径は３〜３０μｍであることが好ましく、その濃度は１
〜３０重量％、特に２〜２０重量％であることが好まし
い。一方、仕上げ研磨（ポリシング）を行う場合には、
上記両面加工機の上下定盤に発泡ウレタンパッド等の樹
脂製研磨パッドを装着し、スラリー供給パイプから本発
明の研磨材組成物を供給する。研磨材組成物中の研磨材
の一次粒子の平均粒径は粗研磨（ラッピング）の場合よ
りも小さく、０．０００２〜３μｍであることが好まし
い。また、研磨材の濃度は粗研磨（ラッピング）の場合
よりも低く、０．０１〜５重量％、特に０．０２〜２重
量％であることが好ましい。

【００４９】本実施形態の仕上げ研磨（ポリッシング）
における条件は、一般的には下記の通りである。即ち、
加工圧力は、好ましくは１０〜２０００ｇｆ／ｃｍ²で
あり、更に好ましくは３０〜１５００ｇｆ／ｃｍ²であ
る。加工時間は、好ましくは２〜１２０分であり、更に
好ましくは２〜３０分である。上記両面加工機の上下定
盤にそれぞれ装着する上記研磨パッドの硬度〔ＪＩＳＡ
（ＪＩＳＫ−６３０１）に準拠〕は、好ましくは４０
〜１００であり、更に好ましくは６０〜１００である。
上記両面加工機の下定盤回転数は加工機サイズに依存す
るが、例えばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面加工
機であれば、好ましくは１０〜１００ｒｐｍであり、更
に好ましくは１０〜６０ｒｐｍである。本発明の研磨材
組成物の供給流量は、加工機サイズに依存するが、例え
ばＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面加工機であれば、
好ましくは５〜３００ｃｃ／ｍｉｎであり、更に好まし
くは１０〜１５０ｃｃ／ｍｉｎである。

【００５０】粗研磨（ラッピング）されたガラス状炭素
基板を上記の条件において仕上げ研磨（ポリッシング）
することにより、その中心線平均粗さＲａは約４〜２０
Åとなる。

【００５１】本発明の加工用助剤組成物及び研磨材組成
物を用いた表面加工方法は、上記実施形態に制限され
ず、例えば、上述の両面加工機に代えて他の加工機を用
いてもよい。また、被加工物として、ガラス状炭素以外
の炭素、アルミニウム、ガラス、シリコン等を用いるこ
ともできる。また、上述の表面加工方法は、磁気記録媒
体用基板に限られず、半導体用シリコンウェハ、光学ミ
ラーやハーフミラー、及び光学プリズム等にも同様に適
用することができる。

【００５２】

【実施例】以下、実施例により本発明の有効性を例証す
る。しかしながら、本発明の範囲はかかる実施例に制限
されるものではない。

【００５３】〔実施例１〜１２及び比較例１〜５〕表１
に示す研磨材と加工用助剤とを、表１に示す濃度で以て
残部水と混合・撹袢し、研磨材組成物を得た。尚、研磨
材の濃度は実施例及び比較例を通じてすべて１０重量％
である。また、用いた加工用助剤の構造は、表２に示す
通りである。粗研磨により中心線平均粗さＲａを０．１
μｍとした直径１．８インチのガラス状炭素（ＧＣ）基
板、ガラス基板、Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ基板、及びＳｉウ
エハーを、該研磨材組成物を用いて、図１及び２に示す
両面加工機により仕上げ研磨した。この際、該両面加工
機は下記の条件にて使用した。

【００５４】＜両面加工機の設定条件＞使用両面加工機：ＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面
加工機加工圧力：１５０ｇｆ／ｃｍ² 加工時間：１２０分研磨パッドの硬度：９０〔ＪＩＳＡ（ＪＩＳＫ−６
３０１）に準拠〕下定盤回転数：４０ｒｐｍ研磨材組成物流量：５０ｃｃ／ｍｉｎ

【００５５】実施例及び比較例における各基板につい
て、１２０分研磨を行い、除去量を測定し、比較例を基
準として相対研磨速度を求めた。その結果を表１に示
す。また、研磨後の各基板の表面におけるピット及びス
クラッチの発生の程度を下記の基準により評価した。そ
の結果を表１に示す。

【００５６】〔ピット〕光学顕微鏡観察（微分干渉顕微
鏡）を用い倍率×４００倍で各基板の表面を６０度おき
に６カ所測定し、５μｍ以上のピット個数をカウントし
てその平均値を求めた。評価基準は下記の通りである。Ｓ：ピット密度が０個／ｍｍ² Ａ：ピット密度が０．３個未満／ｍｍ² Ｂ：ピット密度が０．３個以上１個未満／ｍｍ² Ｃ：ピット密度が１個以上／ｍｍ² 〔スクラッチ〕光学顕微鏡観察（微分干渉顕微鏡）を用
い倍率×５０倍で各基板の表面を６０度おきに６カ所測
定した。スクラッチの深さはＺＹＧＯ（ＺＹＧＯ社製）
により測定した。評価基準は下記の通りである。Ｓ：深さ５００Åを超えるスクラッチが０本／１視野Ａ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均０．５本未
満／１視野Ｂ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均０．５本以
上１本未満／１視野Ｃ：深さ５００Åを超えるスクラッチが平均１本以上／
１視野

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】表１に示す結果から明らかなように、上記
加工用助剤を含有する研磨材組成物（実施例１〜１２）
を用いて基板を研磨すると、該加工用助剤を含有しない
研磨材組成物（比較例１〜５）を用いて基板を研磨した
場合に比して、研磨速度が向上し、ピット及びスクラッ
チの発生が抑えられることが分かる。尚、研磨後の基板
の表面粗さは、実施例及び比較例で同程度であった。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、被加工物の表面にピッ
トやスクラッチ等の表面欠陥を生じさせること無く高速
度で表面加工し得る加工用助剤組成物、研磨材組成物及
び表面加工方法が提供される。本発明は、特に脆性材料
からなる被加工物の表面加工に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面加工方法に好ましく用いられる両
面加工機を示す要部概略正面図である。

【図２】図１におけるＸ−Ｘ線矢視図である。

【符号の説明】

１両面加工機２下定盤３上定盤４基板支持部５ベース６固定砥石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 33/02 Ｃ０８Ｌ 33/02 33/14 33/14 41/00 41/00 // Ｃ０８Ｆ 20/04 Ｃ０８Ｆ 20/04 20/30 20/30 28/00 28/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも加工用助剤と水とを含む加工
用助剤組成物において、上記加工用助剤が水溶性又は水分散性の有機高分子から
なり、該有機高分子は、その重量平均分子量が５００〜１００
万であり、且つ下記一般式（Ａ）で表される単量体
（ａ）と、下記一般式（Ｂ）及び（Ｃ）で表される化合
物の中から選ばれる一種以上の単量体（ｂ）とを重合し
て得られる共重合体であることを特徴とする加工用助剤
組成物。【化１】【化２】
【請求項２】上記加工用助剤を組成物中に０．０１〜
３０重量％含有する、請求項１記載の加工用助剤組成
物。
【請求項３】更に単量体型の酸化合物の金属塩を一種
以上含有する、請求項１又は２記載の加工用助剤組成
物。
【請求項４】上記単量体型の酸化合物の金属塩を組成
物中に０．００１〜３０重量％含有する、請求項３記載
の加工用助剤組成物。
【請求項５】上記単量体型の酸化合物の金属塩が、硝
酸の金属塩、硫酸の金属塩、シュウ酸の金属塩及び乳酸
の金属塩からなる群から選ばれる一種以上である、請求
項３又は４記載の加工用助剤組成物。
【請求項６】固定砥石と併用される、請求項１〜５の
何れかに記載の加工用助剤組成物。
【請求項７】請求項１〜５の何れかに記載の加工用助
剤組成物と研磨材とからなり、該研磨材の含有量が０．
０１〜３０重量％であることを特徴とする研磨材組成
物。
【請求項８】請求項１〜５の何れかに記載の加工用助
剤組成物を被加工物の表面に接触させ、これと同時に砥
石又は砥粒を該被加工物の表面に押し付けることを特徴
とする表面加工方法。