JP4095798B2 - 研磨用組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いられる研磨用組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に磁気ディスクを製造する工程においては、磁気ディスク用基盤のうねりや凹凸を除去して平滑化するために研磨用組成物を用いて研磨加工が行なわれる。この磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いられる研磨用組成物としては、各種の研磨材に研磨促進剤やその他の添加剤を組み合わせた種々のものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の研磨用組成物を用いて研磨加工した磁気ディスク用基盤の表面を本発明者らが詳細に調べたところ、現在は特に問題とされていないが、磁気ディスクの高容量化に伴って磁気ディスク用基盤に求められる面精度が厳しくなる中で、今後磁気ディスクの特性に影響を与えかねない新たな表面欠陥が見出された。この表面欠陥の特徴としては、(1)磁気ディスク用基盤の表面の一部又は全面に生じること、(2)深さ3〜7nm前後の微小なスクラッチの集まりであること、(3)そのスクラッチの方向がほぼ特定方向(多くの場合は磁気ディスク用基盤の径方向)に沿って延びていること、などが挙げられる。しかし、この欠陥が発生する原因は現在のところ不明である。
【0004】
本発明の目的とするところは、本発明者らが新たに見出した上記(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥の発生を抑制することができる研磨用組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いられる研磨用組成物であって、(A)リン酸0.001〜0.1mol/l及びリン酸塩、(B)シリカ、並びに(C)水を配合してなり、前記リン酸塩は、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩から選ばれる少なくとも一種であることを要旨とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。
本実施形態における研磨用組成物は、(A)リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる少なくとも一種、(B)シリカ、(C)水、並びに(E)エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムから構成されている。
【0008】
はじめに、(A)のリン酸、リン酸塩及びリン酸化合物について説明する。
リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物は、化学的作用により磁気ディスク用基盤を研磨する研磨促進剤としての役割を担う。また同時に、本実施形態の研磨用組成物を用いて磁気ディスク用基盤を研磨加工したときに、前述の(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥が発生するのを抑制する役割も担う。リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物は、磁気ディスク用基盤の表面に保護膜を形成し、その保護膜の働きによって上記表面欠陥の発生を抑制するものと推測される。
【0009】
研磨用組成物には、(A)の化合物としてリン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる少なくとも一種が配合されている。すなわち、(A)の化合物として、リン酸、リン酸塩、リン酸化合物、リン酸とリン酸塩、リン酸とリン酸化合物、リン酸塩とリン酸化合物、リン酸とリン酸塩とリン酸化合物、いずれかの組み合わせで配合されている。その中でも二種以上を併用して配合することが好ましく、リン酸とリン酸塩、あるいはリン酸とリン酸化合物を併用して配合することが最も好ましい。
【0010】
リン酸(H3PO4)を研磨用組成物に配合する場合は、その配合量は0.001〜0.5mol/lが好ましく、0.01〜0.2mol/lがより好ましく、0.02〜0.1mol/lが最も好ましい。
【0011】
リン酸塩の具体例としては、アンモニウム塩(NH4H2PO4,(NH4)2HPO4,(NH4)3PO4)、ナトリウム塩(NaH2PO4,Na2HPO4,Na3PO4)及びカリウム塩(KH2PO4,K2HPO4,K3PO4)が挙げられる。これらリン酸塩をリン酸と併用して研磨用組成物に配合する場合は、その配合量はリン酸の50〜150mol%が好ましく、75〜125mol%がより好ましく、95〜105mol%が最も好ましい。
【0012】
リン酸化合物の具体例としては、ピロリン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、ヒドロキシエチリデン二ホスホン酸(HEDP)、ニトリロトリ[メチレンホスホン酸](NTMP)及びホスホノブタントリカルボン酸(PBTC)、並びにそれらの塩が挙げられる。リン酸化合物を研磨用組成物に配合する場合は、その配合量は0.001〜0.5mol/lが好ましく、0.01〜0.2mol/lがより好ましく、0.02〜0.1mol/lが最も好ましい。
【0013】
次に、(B)のシリカについて説明する。
シリカ(二酸化ケイ素)は、機械的作用により磁気ディスク用基盤を研磨する研磨材の役割を担う。シリカの具体例としては、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ及び沈殿法シリカが挙げられ、その中でもコロイダルシリカが好ましい。シリカの粒子径は、BET法で測定される表面積から求められる平均粒子径で5〜200nmが好ましく、10〜150nmがより好ましく、15〜100nmが最も好ましい。シリカの配合量は、0.1〜40重量%が好ましく、1〜30重量%がより好ましく、3〜25重量%が最も好ましい。
【0014】
次に、(C)の水について説明する。
分散媒及び溶媒としての役割を担う水は、不純物をできるだけ含まないものが好ましく、具体的にはイオン交換水をフィルターろ過したもの、あるいは蒸留水が好ましい。
【0015】
次に、(E)のエチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムについて説明する。
エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウム(EDTA・Fe・2NH4OH)は、化学的作用により磁気ディスク用基盤を研磨する研磨促進剤としての役割を担う。エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムの配合量は、0.1〜10重量%が好ましく、0.5〜8重量%がより好ましく、1〜5重量%が最も好ましい。
【0016】
次に、上記した(A)リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる少なくとも一種、(B)シリカ、(C)水、並びに(E)エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムから構成される研磨用組成物について説明する。
【0017】
本実施形態の研磨用組成物は、(C)水に、(A)リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる少なくとも一種、(B)シリカ、並びに(E)エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを混合して溶解・分散させることによって調製される。分散の方法は任意であり、例えば翼式撹押機による撹拌、超音波分散が挙げられる。
【0018】
また研磨用組成物のpHは、1.5以上7未満が好ましい。
本実施形態の研磨用組成物は、磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いられる。磁気ディスク用基盤の中でも、ブランク材の表面にニッケル−リン合金の無電解メッキが施されたNi−Pサブストレートの研磨加工で用いることが好ましい。但し、本実施形態の研磨用組成物の用途は、Ni−Pサブストレートの研磨加工に限定されるものでなく、Ni−Feサブストレート、ボロンカーバイドサブストレート、カーボンサブストレートなど、Ni−Pサブストレート以外の磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いてももちろんよい。
【0019】
また本実施形態の研磨用組成物は、磁気ディスク用基盤の研磨プロセスにおける仕上研磨加工で用いることが好ましい。但し、仕上研磨加工よりも前段の研磨加工で用いてももちろんよい。
【0020】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態の研磨用組成物によれば、本発明者らが新たに見出した前述の(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥の発生を抑制することができる。また、リン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる二種以上を併用すれば、その効果を一段と高めることができ、リン酸とリン酸塩、あるいはリン酸とリン酸化合物を併用すれば、その効果をさらに一段と高めることができる。
【0021】
・ 研磨促進剤として作用するエチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムが配合されているので、研磨能率(研磨速度)を向上させることができる。なお、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムは、上記表面欠陥の抑制効果には影響せず、このため表面欠陥の抑制効果を妨げることなく研磨能率を向上させることができる。一方、研磨促進剤として従来汎用されている硝酸アルミニウムなどをエチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムに代えて配合した場合には、上記表面欠陥の抑制効果が大きく低下する。
【0022】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記実施形態において、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを省いて研磨用組成物を構成してもよい。
【0023】
ただし、特開昭61−291674号公報において、リン酸とコロイダルシリカと水を含有する研磨用組成物が開示されているので、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを省く場合には、(A)の化合物としてリン酸を単独で用いる場合については本発明に含まれないものとする。
【0024】
また、特開平9−208934号公報においては、ホスホン酸とヒュームドシリカと水と硝酸アルミニウムを含有する研磨用組成物が開示されている。従って、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを省く場合には、(A)の化合物としてホスホン酸を単独で用いるとともに硝酸アルミニウムを含有する場合については本発明に含まれないものとする。
【0025】
すなわち、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを省いて研磨用組成物を構成するとは、A)リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる一種、又はリン酸、リン酸塩及びリン酸化合物から選ばれる少なくとも二種、(B)シリカ、並びに(C)水から研磨用組成物を構成するように変更することをいう。但し、(A)の化合物としてホスホン酸を単独で含有する場合には、(D)硝酸アルミニウムを含有しない。
【0026】
・ 前記実施形態の研磨用組成物に、従来の研磨用組成物で一般的に使用されている各種の添加剤を添加してもよい。
・ 研磨用組成物を比較的高濃度の原液として調製し、研磨加工に用いるときに水で希釈して使用するようにしてもよい。このように構成すれば、貯蔵時及び輸送時の取扱性を向上させることができる。
【0027】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
コロイダルシリカと下記表1に示す各化合物をイオン交換水に混合して研磨用組成物をそれぞれ調製した。
【0028】
参考例1〜4、実施例4〜11及び比較例1〜5の各例の研磨用組成物について、pHを測定するとともに以下の二項目に関して測定・評価を行なった。その結果を表1に示す。
【0029】
<1.研磨能率>
各例の研磨用組成物を用いて、下記の研磨加工条件で磁気ディスク用基盤(Ni−Pサブストレート)を研磨加工し、以下に示す計算式に基づいて研磨能率の値を求めた。但し、表1中の研磨能率の値は、1バッチ10枚の平均値である。
研磨能率[μm/min]=研磨加工による磁気ディスク用基盤の重量減[g]÷(磁気ディスク用基盤の被研磨面の面積[cm2]×ニッケル−リンメッキの密度[g/cm3]×加工時間[min])×10000
研磨加工条件
被研磨物:Chapman 2000PLUS(Chapman社(米国)製)によって測定される表面粗さRaの値が10Å程度になるように予備研磨加工されたφ3.5″(≒89mm)無電解Ni−Pサブストレート、マシン:両面研磨機(スピードファム株式会社製;SFDL−9B)、研磨パッド:BELLATRIX N0058(カネボウ株式会社製)、加工圧力:100g/cm2(≒10kPa)、下定盤回転数:20rpm、研磨用組成物の供給量:30ml/min、加工時間:15分
<2.表面欠陥>
研磨加工後の磁気ディスク用基盤の表面を、微分干渉顕微鏡(MX50;オリンパス光学工業株式会社製、対物レンズ5倍、接眼レンズ10倍)を使って観察した。10枚の磁気ディスク用基盤の表裏合わせて20面を観察して、そのうち前述の(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥が認められた面が2面以下であれば◎、3〜5面であれば○、6面以上であれば×と評価した。
【0030】
【表1】
表1に示すように、実施例の研磨用組成物はいずれも、表面欠陥についての評価が良好であった。また、その中でもリン酸とリン酸塩を併用した場合に、表面欠陥についての評価が特に良くなる傾向が認められた。さらに、エチレンジアミン四酢酸鉄二アンモニウムを配合した実施例9〜11については、研磨能率が向上する結果が得られた。
【0031】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ (A)リン酸塩及びリン酸化合物(ホスホン酸を除く)から選ばれる一種又はリン酸、リン酸塩及びリン酸化合物(ホスホン酸を含む)から選ばれる少なくとも二種、(B)シリカ、並びに(C)水を含有することを特徴とする研磨用組成物。
【0032】
・ ホスホン酸、シリカ並びに水を含有し、硝酸アルミニウムを含有しないことを特徴とする研磨用組成物。
・ (A)リン酸及びリン酸塩、(B)シリカ、並びに(C)水を含有することを特徴とする研磨用組成物。このように構成すれば、本発明者らが新たに見出した前述の(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥の発生を特に効果的に抑制することができる。
【0033】
・ (A)リン酸及びリン酸化合物、(B)シリカ、並びに(C)水を含有することを特徴とする研磨用組成物。このように構成すれば、本発明者らが新たに見出した前述の(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥の発生を特に効果的に抑制することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1に記載の発明によれば、本発明者らが新たに見出した下記(1)〜(3)の特徴を有する表面欠陥の発生を抑制することができる。
(1)磁気ディスク用基盤の表面の一部又は全面に生じる。(2)深さ3〜7nm前後の微小なスクラッチの集まりである。(3)そのスクラッチの方向がほぼ特定方向(多くの場合は磁気ディスク用基盤の径方向)に沿って延びている。
Claims (1)
- 磁気ディスク用基盤の研磨加工で用いられる研磨用組成物であって、(A)リン酸0.001〜0.1mol/l及びリン酸塩、(B)シリカ、並びに(C)水を配合してなり、前記リン酸塩は、アンモニウム塩、ナトリウム塩及びカリウム塩から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする研磨用組成物。
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