JPH10204417A - Processing aid composition, abrasive composition, surface processing and production of substrate - Google Patents

Processing aid composition, abrasive composition, surface processing and production of substrate

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JPH10204417A
JPH10204417A JP1289897A JP1289897A JPH10204417A JP H10204417 A JPH10204417 A JP H10204417A JP 1289897 A JP1289897 A JP 1289897A JP 1289897 A JP1289897 A JP 1289897A JP H10204417 A JPH10204417 A JP H10204417A
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JP
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abrasive
processing aid
composition according
acid
substrate
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JP1289897A
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Yuzo Yamamoto
裕三 山本
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Kao Corp
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Kao Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composition as a processing aid, capable of polishing a surface at a high speed without leaving defects on the surface by incorporating an organic compound having a specific molecular structure. SOLUTION: This composition comprises at least (A) a processing aid and (B) water, wherein the component A is a water-soluble or water-dispersible organic compound having a weight-average molecular weight of 500 to 1,000,000 and poly (>=3) nuclear condensed ring. It is preferable that the composition contains 0.01 to 30wt.% of the component A, the compound having 0.1 to 4 of at least one of sulfonic group, carboxyl group, phosphoric group and the like on the average per 500 units of the molecular weight, e.g. condensed sodium tannate sulfonate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing aid composition, an abrasive composition and a surface processing method useful for processing the surface of a substrate, especially a substrate for a magnetic disk, a lens, a ceramic material or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】NiP
めっきしたAl基板や超硬合金のような金属材料、ある
いはガラス素材、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54−893
89号公報、特開平1−205973号公報等)。ま
た、特開昭60−44576号公報には、研磨材組成物
の耐熱性の向上を図るために、テレフタル酸ジアリルエ
ステル共重合体を含有させることが提案されている。
2. Description of the Related Art NiP
Surface polishing of members made of a metal material such as plated Al substrate or cemented carbide, or a brittle material such as a glass material, a carbon material, and a ceramic material is generally performed using submicron to tens of micron-sized diamond or alumina. It is performed using an abrasive composition in which abrasive grains such as SiC are dispersed in water (Japanese Patent Laid-Open No. 54-893).
No. 89, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-44576 proposes to include a diallyl terephthalate copolymer in order to improve the heat resistance of the abrasive composition.

【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、高加
圧条件下では被研磨物表面にスクラッチが入りやすいた
めに研磨速度が上げられず低コスト化に限界があった。
However, conventional surface polishing using an abrasive composition has been insufficient to meet the recent demand for high-quality surfaces and low cost. For example, in the conventional abrasive composition, because the dispersibility of the abrasive grains in the abrasive composition and the dispersion removal and prevention of re-adhesion of the processing dust (fine powder generated by grinding and polishing) are insufficient. There were surface defects such as pits and scratches on the surface of the object to be polished, and scratches easily entered the surface of the object to be polished under high pressure conditions, so that the polishing rate could not be increased and there was a limit to cost reduction. .

【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、表面加工方法及び基板の製造方
法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a processing aid composition capable of processing a surface at a high speed without causing surface defects on the surface of a workpiece, particularly the surface of a workpiece made of a brittle material, and a polishing agent. An object of the present invention is to provide a material composition, a surface processing method, and a method for manufacturing a substrate.

【0005】[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分子構造を有する有機
化合物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。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above object can be achieved by using an organic compound having a specific molecular structure as a processing aid.

【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、重量平均分子量が50
0〜100万であり、且つ三核体以上の縮合環を有する
水溶性又は水分散性の有機化合物からなることを特徴と
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。
The present invention has been made on the basis of the above findings. In a processing aid composition containing at least a processing aid and water, the processing aid has a weight average molecular weight of 50.
The above-mentioned object has been achieved by providing a processing aid composition comprising a water-soluble or water-dispersible organic compound having 0 to 1,000,000 and a fused ring of three or more nuclei. It is.

【0007】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。
Further, the present invention comprises the above-mentioned processing aid composition and an abrasive, wherein the content of the abrasive is 0.01 to 30.
% By weight.

【0008】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。
Further, the present invention provides a surface processing method, wherein the processing aid composition is brought into contact with the surface of a workpiece, and at the same time, a grindstone or an abrasive is pressed against the surface of the workpiece. Is provided.

【0009】また、本発明は、少なくとも研磨材と加工
用助剤と水とを含有する研磨材組成物を用いた研磨工程
を有する基板の製造方法において、上記研磨材組成物を
用いたことを特徴とする基板の製造方法を提供するもの
である。
Further, the present invention provides a method for producing a substrate having a polishing step using an abrasive composition containing at least an abrasive, a processing aid and water, wherein the abrasive composition is used. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a substrate characterized by the following.

【0010】[0010]

【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。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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the processing aid composition of the present invention will be described. As described above, the processing aid composition of the present invention contains the processing aid and water as essential components.

【0011】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、重量平均分子量が500〜10
0万であり、且つ三核体以上の縮合環を有する水溶性又
は水分散性の有機化合物が用いられる。
The processing aid used in the processing aid composition of the present invention has a weight average molecular weight of 500 to 10
A water-soluble or water-dispersible organic compound having a molecular weight of 10,000 and having a fused ring of three or more nuclei is used.

【0012】上記有機化合物の重量平均分子量が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。上記重量平均分子量は、1,000〜5
0万であることが好ましく、1,000〜10万である
ことが更に好ましい。尚、上記重量平均分子量は、ゲル
・パーミエーション・クロマトグラフィー(ポリスチレ
ン換算)により測定された値である。
The weight average molecular weight of the organic compound is 500
If less than the above, the dispersion stability will be insufficient, and if it exceeds 1,000,000, the water solubility or water dispersibility will decrease, and the effect will be insufficient. The weight average molecular weight is 1,000 to 5
It is preferably 100,000, more preferably 1,000 to 100,000. The weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (in terms of polystyrene).

【0013】上記有機化合物は、芳香族環が3個以上縮
合した縮合環(即ち、三核体以上の縮合環)を有するも
のである。上記有機化合物が斯かる構造を有することに
より分解安定性が増し、本発明の加工用助剤組成物の耐
熱性及び耐圧性が向上するので、高加圧条件下での加工
が可能となり、加工時間が短縮される。また、その分解
安定性に起因して、後述するように厳しいpH条件下で
も使用可能であるので、加工時間が一層短縮される。更
に、防錆性も良好であるため、加工機の耐久性も向上す
る。
The organic compound has a condensed ring in which three or more aromatic rings are condensed (that is, a condensed ring having three or more nuclei). Since the organic compound has such a structure, decomposition stability is increased, and the heat resistance and pressure resistance of the processing aid composition of the present invention are improved. Time is reduced. Further, due to its decomposition stability, it can be used even under severe pH conditions as described later, so that the processing time is further reduced. Further, since the rust prevention property is good, the durability of the processing machine is also improved.

【0014】上記有機化合物の具体例としては、アント
ラセンのスルホン酸ソーダ、フェナントロリンのスルホ
ン酸ソーダ等の比較的低分子量の縮合環化合物や、ニト
ロフミン酸、フミン酸のスルホン酸ソーダ、タンニン
酸、縮合タンニン酸のスルホン酸ソーダ、アントラセン
のホルマリン縮合物のスルホン酸ソーダ、フェナントロ
リンのホルマリン縮合物のスルホン酸ソーダ等の高分子
量の縮合環化合物が挙げられる。これらの有機化合物は
一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
これらのうち、特にニトロフミン酸、アントラセンのホ
ルマリン縮合物のスルホン酸ソーダを用いると、分解安
定性、耐圧性が向上するので好ましい。
Specific examples of the above organic compound include relatively low molecular weight condensed ring compounds such as sodium anthracene sulfonate and sodium phenanthroline sulfonate; nitrohumic acid, sodium sulfonate humic acid, tannic acid, and condensed tannin. High-molecular-weight condensed ring compounds such as sodium sulfonate of acid, sodium sulfonate of formalin condensate of anthracene, and sodium sulfonate of formalin condensate of phenanthroline are exemplified. These organic compounds can be used alone or in combination of two or more.
Of these, use of sodium sulfonic acid, which is a formalin condensate of nitrohumic acid and anthracene, is particularly preferable since decomposition stability and pressure resistance are improved.

【0015】また、上記有機化合物は、分子量500単
位当たりに三核体以上の縮合環を1個以上(特に、1〜
2個)含有することが分解安定性の点から好ましい。
The organic compound has one or more trinuclear or higher condensed rings per 500 molecular weight units (particularly, 1 to 3 units).
2) is preferable from the viewpoint of decomposition stability.

【0016】上記有機化合物は、水への溶解性、研磨材
や加工屑への吸着性の点から極性基を含有していること
が好ましい。特に、該極性基として、スルホン酸基、カ
ルボキシル基、リン酸基、亜リン酸基、ホスホン酸基、
亜ホスホン酸基、ホスフィン酸基、亜ホスフィン酸基、
第3級アミノ基、第4級アンモニウム塩基、又はニトロ
基を一種又は二種以上含有することが好ましく、とりわ
けスルホン酸基、カルボキシル基、第3級アミノ基を含
有することが好ましい。尚、上記有機化合物にこれらの
極性基を導入するには、例えばスルホン酸基の導入に
は、スルホン化剤として発煙硫酸を用いるスルホン化方
法、第3級アミノ基や第4級アンモニウム塩基の導入に
は、マンニッヒ反応を用いるアミノ化方法等の公知の方
法を用いることができる。
The above organic compound preferably contains a polar group from the viewpoint of solubility in water and adsorption to abrasives and processing chips. Particularly, as the polar group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a phosphorous acid group, a phosphonic acid group,
Phosphonous acid group, phosphinic acid group, phosphinous acid group,
It preferably contains one or more tertiary amino groups, quaternary ammonium bases, or nitro groups, and particularly preferably contains a sulfonic acid group, a carboxyl group, or a tertiary amino group. In order to introduce these polar groups into the organic compound, for example, the introduction of a sulfonic acid group may be carried out by a sulfonation method using fuming sulfuric acid as a sulfonating agent, or by the introduction of a tertiary amino group or a quaternary ammonium base. A well-known method such as an amination method using a Mannich reaction can be used.

【0017】上記有機化合物は、これらの極性基を分子
量500単位当たりに平均0.1〜4個含有することが
好ましく、0.1〜3個含有することが更に好ましく、
0.3〜2個含有することが一層好ましい。極性基の含
有量が0.1個に満たないと水への溶解性が悪化した
り、研磨材や加工屑への吸着性が低下して、研磨速度が
著しく減少する場合があり、4個を超えると上記有機化
合物の合成条件が過酷となり、工業生産上コストアップ
となる場合があるので上記範囲内とすることが好まし
い。
The organic compound preferably contains 0.1 to 4 of these polar groups on average per 500 units of molecular weight, more preferably 0.1 to 3 of these polar groups,
It is more preferable to contain 0.3 to 2 pieces. If the content of the polar group is less than 0.1, the solubility in water may be deteriorated, or the adsorptivity to abrasives and processing chips may be reduced, and the polishing rate may be significantly reduced. When the ratio exceeds the above range, the conditions for synthesizing the organic compound become severe, which may increase the cost in industrial production.

【0018】上記有機化合物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。
The processing aid comprising the organic compound is preferably present in the processing aid composition of the present invention in an amount of from 0.01 to 30.
% By weight, more preferably 0.05 to 10% by weight.
Contained. If the content of the processing aid is within the above range, the viscosity of the processing aid composition of the present invention is appropriately maintained,
Moreover, the effect of improving the processing speed is sufficiently exhibited.

【0019】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70〜99.9重量%
であり、一層好ましくは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。
Water, which is the other essential component in the processing aid composition of the present invention, is used as a medium, and its content in the composition is preferably from 40 to 99.
9% by weight, more preferably 70 to 99.9% by weight.
And more preferably 85 to 99.5% by weight.
When the water content is within the above range, the workpiece can be subjected to surface processing with high production efficiency.

【0020】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。
In the processing aid composition of the present invention, other components can be added as necessary in addition to the above-mentioned essential components. Examples of the additive include a metal salt of a monomeric acid compound (hereinafter, the metal salt of the monomeric acid compound is referred to as a “monomer auxiliary”). By using the above-mentioned processing aid and the monomer-type auxiliary in combination, the processing speed is further improved by the cooperative effect of the two.

【0021】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、安息香酸、ク
エン酸、及びマロン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、一種又
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、乳酸の金属塩及び安息香酸の
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、乳酸アルミニウム又は安息香酸ニッケル等を用
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。
The metal salt of a monomer type acid compound (monomer type auxiliary) means a metal salt of a non-polymerizable (ie, monomer) acid compound. The acid compound is not particularly limited as long as it has some oxidizing action. Specific examples of the acid compound include nitric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, persulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, carbonic acid, lactic acid, oxalic acid, benzoic acid, citric acid, and Malonic acid and organic acids having these as a functional group are exemplified. Examples of the metal of the metal salt of the acid compound include aluminum, magnesium, nickel and iron, and aluminum and magnesium are preferably used. The above monomer type auxiliaries can be used alone or in combination of two or more. In particular, as the monomer-type auxiliary agent, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of metal salts of nitric acid, metal salts of sulfuric acid, metal salts of oxalic acid, metal salts of lactic acid and metal salts of benzoic acid, In particular, the use of aluminum nitrate, aluminum oxalate, aluminum lactate, nickel benzoate, or the like is preferable because the effect of improving the polishing rate is further enhanced.

【0022】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0.001〜20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。
The above-mentioned monomer type auxiliary is contained in the processing auxiliary composition of the present invention preferably in an amount of 0.001 to 20% by weight, more preferably 0.05 to 10% by weight.
When the content of the monomer-type auxiliary agent is within the above range, the processing speed is sufficiently improved, and the processing speed is saturated even when the content exceeds 20% by weight.

【0023】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、各種消泡剤、各種発泡剤、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。また、研磨促進剤として公知の
硝酸アルミニウム等の無機塩等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。
Further, in the processing aid composition of the present invention, in addition to the above-mentioned monomer-type assistant, various surfactants, alkaline substances, various defoamers, various foaming agents, various thickeners, various Additives such as dispersants, various rust preventives, chelating agents, and organic solvents can also be used. In addition, a known inorganic salt such as aluminum nitrate can be used as a polishing accelerator.
These additives are each preferably added to the processing aid composition of the present invention in an amount of 0.001 to 10% by weight.

【0024】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。特に、上述の通り、上記加工用助剤は分解安定
性が高いので、加工速度を増すために厳しいpH条件下
とすることも可能である。例えばカーボン基板の場合で
は、pH=1〜6、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。
The pH of the processing aid composition of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the material of the workpiece. In particular, as described above, since the processing aid has high decomposition stability, severe pH conditions can be used to increase the processing rate. For example, in the case of a carbon substrate, the pH is preferably 1 to 6, particularly preferably 3 to 5.
When the pH is within the above range, the surface of the carbon substrate is easily oxidized, so that the processing speed is increased. In order to adjust the pH of the processing aid composition of the present invention to the above range, for example,
A predetermined amount of the processing aid and, if necessary, the monomer-type auxiliary may be added.

【0025】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。
The processing aid composition of the present invention is used in combination with various processing tools (for example, a single-sided and double-sided polishing device, a surface grinding device, an aspherical surface grinding device, an end surface processing device, and a cutting device) to form a workpiece. , Such as polishing, grinding, and cutting (cutting). In particular, the processing aid composition of the present invention is suitably used for surface processing (polishing, grinding, and the like) of a workpiece, and is particularly used in combination with a fixed grindstone to grind the surface of a workpiece, for example, a grinding allowance. Of about 10 to 1000 μm, and the center line average roughness Ra after grinding is suitably used for rough grinding of about 0.01 to 2 μm. In this specification, "polishing" refers to smoothing using loose abrasive grains, and "grinding" refers to smoothing using a tool such as a fixed grindstone.

【0026】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NiPめっ
きしたアルミニウム、ガラス、ガラス状カーボン等のカ
ーボン、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、ガラスやガラス状カーボン等の脆
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。
Examples of the material of the workpiece to be processed using the processing aid composition of the present invention include NiP-plated aluminum, glass, carbon such as glassy carbon, silicon, and other ceramic materials. No. Of these, when processing is performed on a workpiece made of a brittle material such as glass or glassy carbon using the processing aid composition of the present invention, compared to the case where a conventional processing aid is used. This is preferable because the processing can be performed quickly while suppressing the generation of cracks. There is no particular limitation on the shape of these workpieces. For example, a shape having a flat portion such as a disk shape, a plate shape, a slab shape, a prism shape, or a shape having a curved surface portion such as a lens is used for the processing of the present invention. It is an object of processing using the auxiliary composition.

【0027】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。
Next, the abrasive composition of the present invention will be described. In addition, about the point which does not specifically detail about the abrasive composition of this invention, the description which mentioned in detail about the said processing aid composition is suitably applied.

【0028】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0.01〜30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)に好適に用いられるものである。
The abrasive composition of the present invention comprises the above-mentioned processing aid composition and an abrasive, and the content of the abrasive is 0.01 to 30% by weight in the abrasive composition. Polishing of the surface of the workpiece, for example, a polishing allowance of 50 to 1000 μ
m, the center line average roughness Ra after polishing is 0.01 to 2
Rough polishing (lapping) or polishing allowance of about μm is 0.
Ra after polishing is about 0.002 to about 50 μm.
It is preferably used for finish polishing (polishing) of about 0.002 μm (2 to 20 °).

【0029】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。これらの
研磨材は一種又は二種以上を組み合わせて用いることが
できる。
As the above-mentioned abrasive, abrasive grains generally used for polishing can be used. Specific examples of the abrasive include alumina-based particles, SiC particles,
Examples include diamond particles, ZrO 2 particles, MgO particles, and colloidal silica particles. Among these abrasives, it is preferable to use alumina-based particles or SiC particles because the polishing rate is high. Particularly, it is preferable to use intermediate alumina particles as the alumina-based particles because the surface roughness of the workpiece can be extremely reduced. In this specification,
Intermediate alumina particles are a general term for alumina particles other than α-alumina particles, and specifically, γ-alumina particles, δ
-Alumina particles, θ-alumina particles, η-alumina particles, amorphous alumina particles and the like. These abrasives can be used alone or in combination of two or more.

【0030】上記研磨材の一次粒子の平均粒径は0.0
01〜3μmであることが好ましい。一次粒子の平均粒
径が3μmより大きいと被加工物を例えば研磨した際、
特にガラス状カーボン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り、0.001μmに満たない
と研磨速度が遅くなるので、上記範囲内とすることが好
ましい。上記研磨材の一次粒子の更に好ましい平均粒径
は0.005〜1μmであり、一層好ましい平均粒径は
0.01〜0.5μmである。また、大小粒径の研磨材
を組み合わせて用いることもできる。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2μm以上
のものなら、コールターカウンター〔型式MULTI
SIZER−II、(株)コールター社製〕で測定しても
良い。
The average particle size of the primary particles of the abrasive is 0.0
It is preferably from 01 to 3 μm. When the average particle diameter of the primary particles is larger than 3 μm, for example, when the workpiece is polished,
In particular, when polishing a workpiece made of a hard material such as glassy carbon, it may be difficult to reduce the surface roughness of the workpiece, and if it is less than 0.001 μm, the polishing rate is low. Therefore, it is preferable to be within the above range. The more preferable average particle size of the primary particles of the abrasive is 0.005 to 1 μm, and the more preferable average particle size is 0.01 to 0.5 μm. Further, abrasives having large and small particle sizes can be used in combination. The average particle size of the primary particles of the abrasive was determined by adding a dispersant to 0.1 g of the abrasive, then applying ultrasonic waves to disperse the abrasive, and further drying the resultant to obtain an SEM. Observed and determined by image analysis. If the average particle size is 2 μm or more, a Coulter counter [model MULTI
SIZER-II, manufactured by Coulter, Inc.].

【0031】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0.05〜15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。
The above abrasive is used in the abrasive composition of the present invention in a so-called slurry state using water as a medium. The content of the abrasive in the abrasive composition of the present invention can be variously selected depending on the viscosity of the abrasive composition of the present invention and the required quality of a workpiece, and the like, but as a general range. The content is 0.01 to 30% by weight as described above.
And preferably 0.05 to 15% by weight. When the content of the abrasive is within the above range, low surface roughness is achieved with high production efficiency.

【0032】また、上記研磨材を、上記加工用助剤(即
ち、上記有機化合物)の配合量との関係で、該研磨材と
該加工用助剤との濃度比〔研磨材の濃度(重量%)/加
工用助剤の濃度(重量%)〕が0.01〜25となるよ
うに配合することが好ましい。該濃度比が0.01に満
たないと研磨材のすべり(即ち、研磨除去効率の低下)
等の不具合が発生することがあり、25を超えると加工
用助剤を配合した効果が十分に発現しないことがあるの
で上記範囲内とすることが好ましい。上記濃度比は、
0.02〜10であることが更に好ましく、0.02〜
5であることが一層好ましい。
In addition, the above-mentioned abrasive is used in relation to the amount of the above-mentioned processing aid (ie, the above-mentioned organic compound) in terms of the concentration ratio of the abrasive and the processing aid [density of abrasive (weight %) / Concentration of processing aid (% by weight)] is preferably 0.01 to 25. If the concentration ratio is less than 0.01, the abrasive slides (that is, the polishing removal efficiency decreases).
However, if it exceeds 25, the effect of blending the processing aid may not be sufficiently exhibited, so that it is preferably within the above range. The above concentration ratio is
0.02 to 10, more preferably 0.02 to 10.
5 is more preferable.

【0033】上記研磨材は、そのヌープ硬度(JIS
Z−2251)が700〜9000であることが好まし
い。ヌープ硬度が700に満たないと十分な研磨速度を
得ることができず生産性が低下することがあり、900
0を超えると被研磨物の表面に発生する加工ダメージ層
(即ち、マイクロクラックやチッピングの層)の厚さが
大きくなり表面品質が低下することがあるので上記範囲
内とすることが好ましい。上記ヌープ硬度は、1000
〜5000であることが更に好ましく、1500〜30
00であることが一層好ましい。
The abrasive material has a Knoop hardness (JIS
Z-2251) is preferably from 700 to 9000. If the Knoop hardness is less than 700, a sufficient polishing rate cannot be obtained, and the productivity may be reduced.
If it exceeds 0, the thickness of the processing damage layer (that is, the layer of micro cracks and chipping) generated on the surface of the object to be polished may be large and the surface quality may be deteriorated. The Knoop hardness is 1000
More preferably from 5000 to 5000, and from 1500 to 30
More preferably, it is 00.

【0034】また、上記研磨材は、分散性及び研磨装置
への供給性や回収再利用性の点から、その比重が2〜5
であることが好ましく、2〜4であることが更に好まし
い。
The abrasive has a specific gravity of 2 to 5 in view of dispersibility, supply to a polishing apparatus, and recovery and reuse.
Is preferable, and it is more preferable that it is 2-4.

【0035】特に好ましく用いられる研磨材は、ヌープ
硬度1500〜3000である純度99重量%以上(特
に99.9重量%以上)のα−Al2 3 粒子又はγ−
Al 2 3 粒子である。斯かる研磨材は、高純度アルミ
ニウム塩を用いた結晶成長法(ベルヌーイ法など)によ
り作成することができるもので、一般に利用される粉砕
法により作成されるアルミナとは形状、純度の点で大き
く異なる。斯かる研磨材を用いると、理由は必ずしも明
確ではないが、上記加工用助剤との添加相乗効果が顕著
となるので好ましい。尚、上記研磨材の純度は、研磨材
1〜3gを酸又はアルカリ水溶液に溶かし、ICP(プ
ラズマ発光分析)法により、アルミニウムイオンを定量
することにより求められる。
A particularly preferred abrasive is Knoop
99% by weight or more with a hardness of 1500 to 3000
99.9% by weight or more of α-AlTwoOThreeParticles or γ-
Al TwoOThreeParticles. Such abrasives are made of high-purity aluminum
Crystal growth method using a sodium salt (such as the Bernoulli method)
Crushing that is commonly used
Alumina produced by the method is large in terms of shape and purity
Very different. The reason for using such an abrasive is not always obvious.
Not sure, but synergistic effect with addition of processing aid
Is preferable. In addition, the purity of the above abrasive
Dissolve 1-3 g in an aqueous acid or alkali solution and add
Quantitative analysis of aluminum ions by the plasma emission spectroscopy
It is required by doing.

【0036】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
(遊離砥粒)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
であるガラス状カーボン基板を磁気記録媒体用基板とし
て用いた場合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、ガラス状カーボン基板
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。
According to the present invention, the above-mentioned processing aid composition is brought into contact with the surface of a workpiece, and simultaneously, a grindstone or abrasive grains (free abrasive grains) are pressed against the surface of the workpiece. Is provided. A preferred embodiment of such a surface processing method will be described with reference to FIGS. 1 and 2, taking as an example a surface grinding when a glassy carbon substrate, which is one of carbon materials, is used as a substrate for a magnetic recording medium. Here, FIG. 1 is a schematic front view showing a double-side processing machine used in a rough grinding step of a glassy carbon substrate, and FIG. 2 is a view taken along line XX in FIG.

【0037】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。
A double-sided processing machine 1 shown in FIG.
An upper stool 3 disposed above the lower stool 2;
And a surface plate supporting portion 4 for supporting the upper surface plate 3 in contact with the surface plate.

【0038】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。
As shown in FIG. 1, the upper platen 3 has a bracket 12 attached to the tip of the output rod 11a of the air cylinder 11.
It is rotatably mounted via. The upper platen 3 can be moved up and down by the air cylinder 11, and when the upper platen 3 descends, it engages with the groove of the rotor 13 which rotates in the direction of arrow D shown in FIG. Has been made. Further, on the lower surface of the upper platen 3, a particulate processing material (abrasive grains) is dispersed by a binder agent.
A fixed grindstone (not shown) that is held is provided. The upper platen 3 is fixedly fastened to the platen support 4 by bolts (not shown), and is provided rotatable together with the platen support 4.

【0039】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カーボン基板1
0がセットされるようになっている。
As shown in FIG. 2, the lower stool 2 is provided on the base 5 so as to be rotatable in the direction of arrow A. On the upper surface thereof, a fixed grindstone arranged on the upper stool 3 is provided. A fixed grindstone 6 of the same type as that described above is provided. Further, the lower platen 2 has a planetary gear-shaped carrier 9 which meshes with a sun gear 7 rotating in the direction of the arrow B at the center and an internal gear 8 rotating in the direction of the arrow C on the outer periphery to revolve while rotating. There are four aircraft. Then, the glass-like carbon substrate 1 as a workpiece is placed in each of eight holes provided in each carrier 9.
0 is set.

【0040】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
記ガラス状カーボン基板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。
Between the upper platen 3 and the lower platen 2,
The processing aid composition of the present invention is supplied in a predetermined amount by a slurry supply pipe (not shown).
By lowering the upper platen 3 by the air cylinder 11, the glassy carbon substrate 10, which moves integrally with the carrier 9, is roughly ground by being sandwiched between the lower platen 2 and the upper platen 3. Is performed.

【0041】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。
The fixed grindstones arranged on the upper surface plate 3 and the lower surface plate 2 are diamond, CBN (Cubic Bron Nit
ride), particles (abrasive grains) such as alumina, SiC, ZrO 2 , MgO or colloidal silica are dispersed and held in a binder agent. Among these particles, it is preferable to use diamond, alumina or SiC because the processing speed is further improved. In the present embodiment, diamond particles are used as a processing material. The average particle size of these particles depends on the type of processing (polishing, grinding, cutting), the degree of processing, the material of the workpiece, and the like.
Generally, the average particle size of the primary particles is preferably from 0.005 to 150 μm, and more preferably from 0.005 to 75 μm. Further, as the binder agent, for example, a metal bond agent made of a simple metal such as Fe (eg, cast iron), Cu, or Ni, or an alloy containing one or more of these can be used.

【0042】上記粗研削に用いられるガラス状カーボン
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、該ガラス状カーボン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。
The glassy carbon substrate used for the above-mentioned rough grinding is obtained by hardening a carbonaceous resinous material (phenol resin or the like) between a pair of glass plates, punching it into a predetermined shape, and firing. The center line average roughness Ra is about 0.02 to 10 μm before rough grinding. Then, the glassy carbon substrate is roughly ground under the conditions described later, so that the center line average roughness Ra is about 0.5 mm.
1-2 μm.

【0043】上記両面加工機を用いてガラス状カーボン
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10〜20
00g/cm2 であり、更に好ましくは30〜1500
g/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150〜0.0002μm
であり、更に好ましくは75〜0.0005μm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S
PEED FAM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。
The conditions for rough grinding of a glassy carbon substrate using the double-sided processing machine are generally as follows. That is, the processing pressure is preferably from 10 to 20.
00 g / cm 2 , more preferably 30 to 1500
g / cm 2 . Processing time is preferably 2-120
Minutes, more preferably 2 to 30 minutes. The processing temperature is preferably between room temperature and 50 ° C. The average particle size of the diamond particles in the fixed grindstones respectively disposed on the upper and lower platens of the double-sided processing machine is preferably 150 to 0.0002 μm.
And more preferably 75 to 0.0005 μm. The lower platen rotation speed of the double-sided processing machine depends on the size of the processing machine. The flow rate of the processing aid composition of the present invention depends on the processing machine size.
The speed is preferably 5 to 300 cc / min, and more preferably 10 to 150 cc / min, if it is a 9B type double-side processing machine manufactured by PEED FAM.

【0044】次に、本発明の研磨材組成物を用いた研磨
工程を有する基板の製造方法の好ましい実施形態につい
て、上述の方法により粗研削された磁気記録媒体用のガ
ラス状カーボン基板の粗研磨(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。尚、本明細書において
「基板」とは、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のものに限られず、レ
ンズ等の曲面部を有する形状のものも包含される。
Next, with regard to a preferred embodiment of a method of manufacturing a substrate having a polishing step using the abrasive composition of the present invention, a rough polishing of a glassy carbon substrate for a magnetic recording medium roughly ground by the above-described method will be described. (Lapping) and subsequent finish polishing (polishing) will be described as an example. In addition, as for the points that are not particularly described in detail regarding the rough polishing (lapping) and the finish polishing (polishing) in the present embodiment, the description described in detail regarding the rough grinding using the processing aid composition described above is appropriately applied. In this specification, the term “substrate” is not limited to a shape having a flat surface such as a disk, a plate, a slab, and a prism, but also includes a shape having a curved surface such as a lens. .

【0045】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。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3〜100μm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、0.001〜3μm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、0.01〜30重量%、特に
0.05〜15重量%であることが好ましい。
The rough polishing (lapping) and the finish polishing (polishing) of the present embodiment can be performed by using a double-side processing machine used for the above-described rough grinding. When performing rough polishing (lapping), use a metal plate made of cast iron or the like that does not contain the abrasive grains, for the upper and lower platens of the double-sided processing machine,
A predetermined amount of the abrasive composition of the present invention is supplied through a hole formed in the upper platen. The average particle size of the primary particles of the abrasive in the abrasive composition is preferably 3 to 100 μm,
The concentration is preferably 1 to 30% by weight, particularly preferably 2 to 20% by weight. On the other hand, when performing final polishing (polishing), a resin polishing pad such as a urethane foam pad is attached to the upper and lower platens of the double-sided processing machine, and the abrasive composition of the present invention is supplied from a slurry supply pipe. The average particle size of the primary particles of the abrasive in the abrasive composition is smaller than that in the case of rough polishing (lapping), and is preferably 0.001 to 3 μm. The concentration of the abrasive is lower than that in the case of rough polishing (lapping), and is preferably 0.01 to 30% by weight, particularly preferably 0.05 to 15% by weight.

【0046】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
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。加工温度は、好ましくは
室温〜50℃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(JIS
K−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SPEED FAM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SPE
ED FAM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。
Finish polishing (polishing) of this embodiment
Are generally as follows. That is,
Processing pressure is preferably 10~2000gf / cm 2, more preferably from 30~1500gf / cm 2. The processing time is preferably from 2 to 120 minutes, more preferably from 2 to 30 minutes. The processing temperature is preferably between room temperature and 50 ° C. Hardness of the polishing pad mounted on the upper and lower platens of the double-sided processing machine [JIS (JIS)
K-6301)] is preferably 40 to 100
And more preferably 60 to 100. The lower platen rotation speed of the double-sided processing machine depends on the processing machine size. For example, in the case of a 9B type double-sided processing machine manufactured by SPEED FAM, it is preferably 10 to 100 rpm, more preferably 10 to 60 rpm. The supply flow rate of the abrasive composition of the present invention depends on the processing machine size.
If it is a 9B type double-sided processing machine manufactured by ED FAM, it is preferably 5 to 300 cc / min, more preferably 10 cc / min.
150150 cc / min.

【0047】粗研磨(ラッピング)されたガラス状カー
ボン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〜
20Åとなる。
By subjecting the roughly polished (lapping) glassy carbon substrate to finish polishing (polishing) under the above conditions, its center line average roughness Ra is about 4 to
20Å.

【0048】上記研磨材組成物を用いた研磨工程は、ポ
リッシング工程において特に効果があるが、ラッピング
工程にも同様に適用することができる。
The polishing step using the above abrasive composition is particularly effective in the polishing step, but can be similarly applied to the lapping step.

【0049】本発明の表面加工方法及び基板の製造方法
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、ガラス状カーボン以外のカーボン、アルミニ
ウム(NiPめっきしたアルミニウム)、ガラス、シリ
コン等を用いることもできる。また、加工の対象物は、
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。
The surface processing method and the substrate manufacturing method of the present invention are not limited to the above embodiment, and for example, another processing machine may be used in place of the above-described double-side processing machine. Further, as the workpiece, carbon other than glassy carbon, aluminum (NiP-plated aluminum), glass, silicon, or the like can also be used. The object of processing is
The present invention is not limited to a substrate for a magnetic recording medium, and can be similarly applied to a silicon wafer for a semiconductor, an optical mirror, a half mirror, an optical prism, and the like.

【0050】[0050]

【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。
The following examples illustrate the effectiveness of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to such an embodiment.

【0051】〔実施例1〜15及び比較例1〜9〕表1
に示す研磨材と加工用助剤と単量体型助剤とを、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、用いた加工用助剤及び単量体型助剤の種類
は、表3及び表4に示す通りである。粗研磨により中心
線平均粗さRaを0.1μmとした直径1.8インチの
各材料の基板(表1参照)を該研磨材組成物を用いて、
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。
Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 9
Was mixed and stirred with water at the concentrations shown in Table 1 to obtain an abrasive composition. The types of processing auxiliaries and monomer type auxiliaries used are as shown in Tables 3 and 4. A substrate (see Table 1) of each material having a diameter of 1.8 inches having a center line average roughness Ra of 0.1 μm by rough polishing was used by using the abrasive composition.
Finish polishing with a double-sided processing machine. At this time, the double-sided processing machine was used under the following conditions.

【0052】<両面加工機の設定条件> 使用両面加工機:SPEED FAM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〔JIS A(JIS K−6
301)に準拠〕 下定盤回転数:40rpm 研磨材組成物流量:50cc/min
<Setting conditions of double-sided processing machine> Double-sided processing machine used: 9B type double-sided processing machine manufactured by SPEED FAM Processing pressure: 150 gf / cm 2 Processing time: 120 minutes Hardness of polishing pad: 90 [JIS A (JIS K- 6
301)] Lower platen rotation speed: 40 rpm Abrasive composition flow rate: 50 cc / min

【0053】尚、実施例1〜4においては両面加工機の
加工圧力を100g/cm2 とし、実施例10及び11
並びに比較例1及び2においては、両面加工機の加工圧
力を通常よりも高い250gf/cm2 とした。
In Examples 1 to 4, the working pressure of the double-sided working machine was set to 100 g / cm 2, and Examples 10 and 11 were used.
In Comparative Examples 1 and 2, the processing pressure of the double-sided processing machine was set to 250 gf / cm 2 which was higher than usual.

【0054】実施例及び比較例における各基板について
60分間研磨を行い(NiP/Al基板のみ10分間研
磨)、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2に示す。また、研磨後の各
基板の表面の中心線平均粗さRa(Å)を測定すると共
に、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2に示す。
Each substrate in the examples and comparative examples was polished for 60 minutes (only the NiP / Al substrate was polished for 10 minutes), the removal amount was measured, and the relative polishing rate was determined based on the comparative example. Table 2 shows the results. The center line average roughness Ra (粗) of the surface of each substrate after polishing was measured, and the degree of scratch generation was evaluated according to the following criteria. Table 2 shows the results.

【0055】〔中心線平均粗さRa〕ランク・テーラー
ホブソン社製のタリーステップを用いて測定した。 〔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
[Center line average roughness Ra] Measured using a tally step manufactured by Rank Taylor Hobson. [Scratch] Using optical microscope observation (differential interference microscope), the surface of each substrate was measured at six points at 60 ° intervals at a magnification of × 50. The scratch depth is ZYGO (ZYGO)
Was measured by The evaluation criteria are as follows. S: 0 scratches with a depth of more than 500 mm per field A: Less than 0.5 scratches with a depth of more than 500 mm / 1 field of view B: 0.5 or more scratches with a depth of more than 500 mm on average / 1 visual field C: Average of one or more scratches exceeding 500mm in depth /
One field of view

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】[0057]

【表2】 [Table 2]

【0058】[0058]

【表3】 [Table 3]

【0059】[0059]

【表4】 [Table 4]

【0060】表2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1〜15)
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1〜9)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、表面粗さが低くな
り、スクラッチの発生が抑えられることが分かる。特
に、通常よりも高い加工圧力で研磨を行った実施例10
及び11では、研磨速度が極めて高いことが分かる。
As is clear from the results shown in Table 2, the abrasive compositions containing the above processing aids (Examples 1 to 15)
When the substrate is polished using, the polishing rate is improved and the surface roughness is reduced as compared with the case where the substrate is polished using the abrasive composition containing no processing aid (Comparative Examples 1 to 9). It can be seen that the temperature is lower and the generation of scratches can be suppressed. In particular, Example 10 in which polishing was performed at a processing pressure higher than usual
11 shows that the polishing rate was extremely high.

【0061】[0061]

【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、
表面加工方法及び基板の製造方法が提供される。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。
According to the present invention, a processing aid composition, an abrasive composition, which can process a surface at a high speed without causing surface defects such as pits and scratches on the surface of a workpiece,
A surface processing method and a method for manufacturing a substrate are provided. The present invention is particularly suitable for surface processing of a workpiece made of a brittle material.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の表面加工方法及び基板の製造方法に好
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。
FIG. 1 is a schematic front view of a main part showing a double-side processing machine preferably used in a surface processing method and a substrate manufacturing method of the present invention.

【図2】図1におけるX−X線矢視図である。FIG. 2 is a view taken along line XX in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 9 キャリア 10 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Double-sided processing machine 2 Lower surface plate 3 Upper surface plate 4 Substrate support part 5 Base 6 Fixed whetstone 9 Carrier 10 Substrate

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、重量平均分子量が500〜100万
であり、且つ三核体以上の縮合環を有する水溶性又は水
分散性の有機化合物からなることを特徴とする加工用助
剤組成物。
1. A processing aid composition comprising at least a processing aid and water, wherein the processing aid has a weight average molecular weight of 500 to 1,000,000 and a condensed ring of three or more nuclei. A processing aid composition comprising a water-soluble or water-dispersible organic compound.
【請求項2】 上記加工用助剤を0.01〜30重量%
含有する、請求項1記載の加工用助剤組成物。
2. The method according to claim 1, wherein said processing aid is present in an amount of 0.01 to 30% by weight.
The processing aid composition according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 上記有機化合物が、分子量500単位当
たりに平均0.1〜4個のスルホン酸基、カルボキシル
基、リン酸基、亜リン酸基、ホスホン酸基、亜ホスホン
酸基、ホスフィン酸基、亜ホスフィン酸基、第3級アミ
ノ基、第4級アンモニウム塩基、又はニトロ基の一種以
上を含有する、請求項1又は2記載の加工用助剤組成
物。
3. The method according to claim 1, wherein the organic compound has an average of 0.1 to 4 sulfonic acid groups, carboxyl groups, phosphoric acid groups, phosphorous acid groups, phosphonic acid groups, phosphonous acid groups, and phosphinic acid per 500 units of molecular weight. The processing aid composition according to claim 1 or 2, which contains one or more of a group, a phosphinous acid group, a tertiary amino group, a quaternary ammonium base, or a nitro group.
【請求項4】 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1〜3の何れかに記載の加工用助
剤組成物。
4. The processing aid composition according to claim 1, further comprising at least one metal salt of a monomeric acid compound.
【請求項5】 上記単量体型の酸化合物の金属塩を0.
001〜20重量%含有する、請求項4記載の加工用助
剤組成物。
5. The method according to claim 1, wherein the metal salt of the monomeric acid compound is 0.1 to 0.1%.
The processing aid composition according to claim 4, which contains 001 to 20% by weight.
【請求項6】 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、乳酸の
金属塩及び安息香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4又は5記載の加工用助剤組成
物。
6. The metal salt of the monomeric acid compound is selected from the group consisting of a metal salt of nitric acid, a metal salt of sulfuric acid, a metal salt of oxalic acid, a metal salt of lactic acid, and a metal salt of benzoic acid. The processing aid composition according to claim 4 or 5, which is the above.
【請求項7】 固定砥石と併用される、請求項1〜6の
何れかに記載の加工用助剤組成物。
7. The processing aid composition according to claim 1, which is used in combination with a fixed grindstone.
【請求項8】 請求項1〜6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。
8. A polishing composition comprising the processing aid composition according to claim 1 and an abrasive, wherein the content of the abrasive is 0.
An abrasive composition characterized in that the amount is from 0.01 to 30% by weight.
【請求項9】 上記研磨材と上記加工用助剤との濃度比
〔研磨材の濃度(重量%)/加工用助剤の濃度(重量
%)〕が0.01〜25である、請求項8記載の研磨材
組成物。
9. The concentration ratio of the abrasive to the processing aid [concentration of abrasive (% by weight) / concentration of processing aid (% by weight)] is 0.01 to 25. 9. The abrasive composition according to 8.
【請求項10】 上記研磨材のヌープ硬度(JIS Z
−2251)が700〜9000である、請求項8又は
9記載の研磨材組成物。
10. A Knoop hardness (JIS Z) of the abrasive material.
The abrasive composition according to claim 8 or 9, wherein (-2251) is from 700 to 9000.
【請求項11】 上記研磨材の比重が2〜5である、請
求項8〜10の何れかに記載の研磨材組成物。
11. The abrasive composition according to claim 8, wherein the specific gravity of the abrasive is 2 to 5.
【請求項12】 上記研磨材の一次粒子の平均粒径が
0.001〜3μmである請求項8〜11の何れかに記
載の研磨材組成物。
12. The abrasive composition according to claim 8, wherein the primary particles of the abrasive have an average particle size of 0.001 to 3 μm.
【請求項13】 上記研磨材が、ヌープ硬度1500〜
3000である純度99重量%以上のα−Al2 3
はγ−Al2 3 粒子からなる、請求項8〜12の何れ
かに記載の研磨材組成物。
13. The polishing material according to claim 1, wherein the Knoop hardness is 1500 to 1500.
The abrasive composition according to any one of claims 8 to 12, comprising α-Al 2 O 3 or γ-Al 2 O 3 particles having a purity of at least 99% by weight and having a weight of 3000.
【請求項14】 カーボン基板、NiPめっきしたAl
基板、シリコン基板、又はガラス基板の研磨に用いられ
る、請求項8〜13の何れかに記載の研磨材組成物。
14. A carbon substrate, NiP plated Al
The polishing composition according to any one of claims 8 to 13, which is used for polishing a substrate, a silicon substrate, or a glass substrate.
【請求項15】 請求項1〜6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。
15. Contacting the processing aid composition according to any one of claims 1 to 6 with a surface of a workpiece, and simultaneously pressing a grindstone or abrasive grains against the surface of the workpiece. Characteristic surface processing method.
【請求項16】 少なくとも研磨材と加工用助剤と水と
を含有する研磨材組成物を用いた研磨工程を有する基板
の製造方法において、上記研磨材組成物として請求項8
〜14の何れかに記載の研磨材組成物を用いたことを特
徴とする基板の製造方法。
16. A method for producing a substrate having a polishing step using an abrasive composition containing at least an abrasive, a processing aid, and water, wherein the abrasive composition is used as the abrasive composition.
15. A method for producing a substrate, comprising using the abrasive composition according to any one of items 14 to 14.
【請求項17】 上記基板が磁気記録媒体基板である、
請求項16記載の基板の製造方法。
17. The method according to claim 17, wherein the substrate is a magnetic recording medium substrate.
A method for manufacturing a substrate according to claim 16.
【請求項18】 上記研磨工程がポリッシング工程であ
る、請求項16又は17に記載の基板の製造方法。
18. The method according to claim 16, wherein the polishing step is a polishing step.
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