專利名稱：磁盤基板用研磨液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁盤基板用研磨液組合物和使用它的磁盤基板的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于磁盤驅(qū)動存在小型化和大容量化的趨勢，所以通過縮小磁盤的單位記錄面積，增大每一塊磁盤的記錄容量來適應(yīng)該趨勢。單位記錄面積變小時，由于磁信號變?nèi)酰枰岣邫z測感度。因此，需要進一步降低磁頭的浮動高度，隨之而來要求減小磁盤基板(以下，也簡稱為“基板”)的表面粗糙度和波紋。另外，由于磁頭在基板的整個面上進行浮動和移動，所以要求在基板的整個面上減少波紋。針對這種要求，提出了對作為研磨粒子的二氧化硅粒子的粒徑分布下功夫的研磨液組合物(例如，參考特開2004-204151號公報)。
在特開2004-204151號公報中，公開了使用具有特定粒徑分布的膠體二氧化硅的研磨液組合物，其中有如下記載根據(jù)該研磨液組合物，通過減小膠體二氧化硅的粒徑，并使其粒徑分布變得尖銳，可以降低存儲硬盤用基板的表面粗糙度。
但是，減小研磨粒子的粒徑、或者使研磨粒子的粒徑分布變得尖銳時，難以在不損害生產(chǎn)率的情況下降低由原子間力顯微鏡(AFM)得到的基板的表面粗糙度的最大高度Rmax和基板的外周部的波紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的磁盤基板用研磨液組合物含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種，其中，對于上述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。
本發(fā)明的磁盤基板的制造方法包含使用研磨液組合物對被研磨基板進行研磨的工序，所述研磨液組合物含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種，其中，對于上述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。


圖1是本發(fā)明實施例1-11和比較例1-7的粒徑對累積體積頻率的曲線圖。
圖2是本發(fā)明的實施例12-28和比較例8-11的粒徑對累積體積頻率的曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的磁盤基板用研磨液組合物含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種(以下，也簡稱為“研磨液組合物”)，其中，用將透射型電子顯微鏡(TEM)觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值(參考日本專利第3253228號，以下稱為“SF1”。)為100-130的范圍。根據(jù)本發(fā)明的研磨液組合物，通過使SF1為上述范圍內(nèi)，可以降低磁盤基板的表面粗糙度。特別地，由于可以降低用原子間力顯微鏡(AFM)觀察測定得到的上述表面粗糙度的最大高度Rmax，所以可以降低磁頭的浮動高度，而且可以降低影響介質(zhì)收率的磁盤基板的劃痕。另外，上述SF1越接近100，則表示越接近于球狀的形狀。此外，SF1的測定方法如后所述。
本發(fā)明中，要想進一步降低磁盤基板的表面粗糙度，上述SF1優(yōu)選為100-125的范圍，更優(yōu)選為100-110的范圍。
本發(fā)明中使用的二氧化硅粒子優(yōu)選為在用從小粒徑一側(cè)開始的累積體積頻率(％)對粒徑(nm)作圖得到的、表示所述二氧化硅粒子的粒徑分布的粒徑對累積體積頻率的曲線圖中，粒徑為40-100nm的范圍的累積體積頻率(V)與粒徑(R)的關(guān)系滿足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且，所述二氧化硅粒子在粒徑為15nm時的累積體積頻率為20％以下。其中，上述“粒徑”是指二氧化硅的一次粒子的粒徑，可以用后述的實施例中記載的方法求出。對于上述“累積體積頻率”也可以用后述的實施例中記載的方法求出。上述“粒徑對累積體積頻率的曲線圖”可以基于得到的二氧化硅粒子的粒徑和累積體積頻率的數(shù)據(jù)，用累積體積頻率對粒徑作圖而獲得。本發(fā)明中，使用具有上述粒徑分布的二氧化硅粒子時，由于可以降低研磨被研磨基板時的研磨阻力，所以可以降低基板表面的波紋，尤其可以降低外周部表面的波紋。另外，所謂基板的外周部是指，例如當基板是圓盤狀基板并將基板的半徑記為R時，比距離基板中心3R/4的地方更靠外側(cè)的區(qū)域。另外，使用具有上述粒徑分布的二氧化硅粒子時，可以降低波長與磁頭具有相同程度大小的長波長波紋。通過降低該長波長波紋，可以降低磁頭的浮動高度，有效地進行高密度記錄。此外，本說明書中，將波長為0.4-2mm的波紋設(shè)定為“長波長波紋”。
從通過降低磁盤基板的表面粗糙度來提高該基板表面的平滑性的觀點考慮，本發(fā)明中使用的二氧化硅粒子更優(yōu)選具有下述的粒徑分布在上述粒徑對累積體積頻率的曲線圖的粒徑為40-70nm的范圍內(nèi)，V與R的關(guān)系滿足下式(2)V≥1×R+20(2)進一步優(yōu)選具有下述的粒徑分布在粒徑為40-60nm的范圍內(nèi)，V與R的關(guān)系滿足下式(3)
V≥1.5×R(3)再進一步優(yōu)選具有下述的粒徑分布在粒徑為40-50nm的范圍內(nèi)，V與R的關(guān)系滿足下式(4)V≥3×R-60(4)再進一步優(yōu)選具有下述的粒徑分布在粒徑為40-45nm的范圍內(nèi)，V與R的關(guān)系滿足下式(5)V≥R+50(5)另外，從研磨速度的觀點考慮，二氧化硅粒子優(yōu)選具有下述的粒徑分布在粒徑為1-3nm的范圍內(nèi)，V與R的關(guān)系滿足下式(6)V≤8R+5(6)另外，從降低波紋的觀點考慮，在粒徑為15nm時的累積體積頻率更優(yōu)選為10％以下，進一步優(yōu)選為5％以下，再進一步優(yōu)選為1％以下。此外，在粒徑為20nm時的累積體積頻率優(yōu)選為40％以下，在粒徑為35nm時的累積體積頻率優(yōu)選為70％以上。
作為本發(fā)明的研磨液組合物中使用的二氧化硅，可列舉出例如膠體二氧化硅、熱解法二氧化硅、表面修飾的二氧化硅等。其中，由于膠體二氧化硅可以更加提高基板表面的平坦性，所以優(yōu)選。膠體二氧化硅可以是市售的，也可以采用由硅酸水溶液生成的公知的制備方法等獲得。作為二氧化硅的使用形態(tài)，從操作性的觀點考慮，優(yōu)選為漿料狀。另外，作為本發(fā)明中使用的二氧化硅粒子，只要SF1在上述范圍內(nèi)，則可以由一種二氧化硅粒子構(gòu)成，也可以由二種以上的二氧化硅粒子混合構(gòu)成。
作為調(diào)整二氧化硅粒子的粒徑分布的方法，沒有特別的限制，可列舉出例如當二氧化硅粒子是膠體二氧化硅時，在其制備階段的粒子長大過程中加入新的作為晶核的粒子從而使其具有所希望的粒徑分布的方法、和將具有不同粒徑分布的二種以上的二氧化硅粒子混合而使其具有所希望的粒徑分布的方法等。
從提高研磨速度的觀點考慮，本發(fā)明的研磨液組合物中的二氧化硅粒子的含量優(yōu)選為0.5重量％以上，更優(yōu)選為1重量％以上，進一步優(yōu)選為3重量％以上，更進一步優(yōu)選為5重量％以上，另外，從更加提高基板表面的平坦性的觀點考慮，二氧化硅粒子的含量優(yōu)選為20重量％以下，更優(yōu)選為15重量％以下，進一步優(yōu)選為13重量％以下，更進一步優(yōu)選為10重量％以下。即，上述二氧化硅粒子的含量優(yōu)選為0.5-20重量％，更優(yōu)選為1-15重量％，進一步優(yōu)選為3-13重量％，更進一步優(yōu)選為5-10重量％。
作為可以在本發(fā)明的研磨液組合物中使用的酸和/或其鹽，從提高研磨速度的觀點考慮，優(yōu)選酸的pK1為2以下的化合物，從減少微小劃痕的觀點考慮，優(yōu)選pK1為1.5以下的化合物，更優(yōu)選pK1為1以下的化合物，進一步優(yōu)選為顯示出不能用pK1表示的程度的強酸性的化合物。作為其例子，可列舉硝酸、硫酸、亞硫酸、過硫酸、鹽酸、高氯酸、磷酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸、酰胺硫酸等無機酸及其鹽、2-氨基乙基膦酸、1-羥基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亞甲基膦酸)、乙二胺四(亞甲基膦酸)、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)、乙烷-1，1-二膦酸、乙烷-1，1，2-三膦酸、乙烷-1-羥基-1，1-二膦酸、乙烷-1-羥基-1，1，2-三膦酸、乙烷-1，2-二羧基-1，2-二膦酸、甲烷羥基膦酸、2-膦?；⊥?1，2-二羧酸、1-膦?；⊥?2，3，4-三羧酸、α-甲基膦?；晁岬扔袡C膦酸及其鹽、谷氨酸、吡啶羧酸、天冬氨酸等氨基羧酸及其鹽、草酸、硝基乙酸、馬來酸、草酰乙酸等羧酸及其鹽等。其中，從減少微小劃痕的觀點考慮，優(yōu)選無機酸或有機膦酸及它們的鹽。另外，在無機酸及其鹽中，更優(yōu)選硝酸、硫酸、鹽酸、高氯酸及其鹽。在有機膦酸及其鹽中，更優(yōu)選1-羥基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亞甲基膦酸)、乙二胺四(亞甲基膦酸)、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)及它們的鹽。這些酸及它們的鹽可以單獨使用或二種以上混合使用。其中，所謂pK1是指有機化合物或無機化合物的第1酸離解常數(shù)(25℃)的倒數(shù)的對數(shù)值。各化合物的pK1記載于例如改訂4版化學(xué)便覽(基礎(chǔ)篇)II、p316-325(日本化學(xué)會編)等中。
作為這些酸的鹽，沒有特別的限制，具體地，可列舉出與金屬、銨、烷基銨、有機胺等形成的鹽。作為上述金屬的具體例子，可列舉出屬于周期表(長周期型)的1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、6A、7A或8族的金屬。其中，從減少微小劃痕的觀點考慮，優(yōu)選與屬于1A族的金屬或者銨形成的鹽。
從充分發(fā)揮研磨速度的觀點和提高表面質(zhì)量的觀點考慮，上述酸及其鹽在研磨液組合物中的含量優(yōu)選為0.0001-5重量％，更優(yōu)選為0.0003-4重量％，進一步優(yōu)選為0.001-3重量％，更進一步優(yōu)選為0.0025-2.5重量％。
從提高研磨速度的觀點考慮，本發(fā)明的研磨液組合物的酸值優(yōu)選為0.2mgKOH/g以上，更優(yōu)選為0.5mgKOH/g以上，進一步優(yōu)選1mgKOH/g以上，從降低表面粗糙度和波紋、減少坑、劃痕等表面缺陷從而提高表面質(zhì)量的觀點考慮，上述酸值優(yōu)選為10mgKOH/g以下，更優(yōu)選為9mgKOH/g以下，進一步優(yōu)選為8mgKOH/g以下。因此，為了在保持表面質(zhì)量的同時提高研磨速度，上述酸值優(yōu)選為0.2-10mgKOH/g，更優(yōu)選為0.5-9mgKOH/g，進一步優(yōu)選為1-8mgKOH/g。上述酸值的調(diào)整例如可以通過調(diào)整上述酸的含量來進行。另外，上述酸值可以按照JIS K0070(1992)進行測定。
另外，作為可以在本發(fā)明的研磨液組合物中使用的氧化劑，從提高研磨速度的觀點考慮，可列舉出過氧化物、高錳酸或其鹽、鉻酸或其鹽、過氧酸或其鹽、含氧酸或其鹽、金屬鹽類、硝酸類、硫酸類等。
作為上述過氧化物，可列舉出過氧化氫、過氧化鈉、過氧化鋇等，作為高錳酸或其鹽，可列舉出高錳酸鉀等，作為鉻酸或其鹽，可列舉出鉻酸金屬鹽、重鉻酸金屬鹽等，作為過氧酸或其鹽，可列舉出過氧二硫酸、過氧二硫酸銨、過氧二硫酸金屬鹽、過氧磷酸、過氧硫酸、過氧硼酸鈉、過甲酸、過乙酸、過苯甲酸、過鄰苯二甲酸等，作為含氧酸或其鹽，可列舉出次氯酸、次溴酸、次碘酸、鹽酸、溴酸、碘酸、次氯酸鈉、次氯酸鉀等，作為金屬鹽類，可列舉出氯化鐵(III)、硫酸鐵(III)、檸檬酸鐵(III)、硫酸銨鐵(III)等。作為優(yōu)選的氧化劑，可列舉出過氧化氫、硝酸鐵(III)、過乙酸、過氧二硫酸銨、硫酸鐵(III)和硫酸銨鐵(III)等。作為更優(yōu)選的氧化劑，從不會在表面上附著金屬離子并且可廣泛應(yīng)用且廉價的觀點考慮，可列舉出過氧化氫。這些氧化劑可以單獨使用或者2種以上混合使用。
從提高研磨速度的觀點考慮，上述氧化劑在研磨液組合物中的含量優(yōu)選為0.1重量％以上，更優(yōu)選為0.15重量％以上，進一步優(yōu)選為0.2重量％以上，從降低表面粗糙度和波紋、減少坑、劃痕等表面缺陷從而提高表面質(zhì)量的觀點考慮，上述含量優(yōu)選為1重量％以下，更優(yōu)選為0.8重量％以下，進一步優(yōu)選為0.6重量％以下。因此，為了在保持表面質(zhì)量的同時提高研磨速度，上述含量優(yōu)選為0.1-1重量％，更優(yōu)選為0.15-0.8重量％，進一步優(yōu)選為0.2-0.6重量％。
作為本發(fā)明的研磨液組合物中使用的水，可列舉出蒸餾水、離子交換水、超純水等。從被研磨基板的表面清潔性的觀點考慮，優(yōu)選為離子交換水和超純水，更優(yōu)選為超純水。研磨液組合物中水的含量優(yōu)選為60-99.4重量％，進一步優(yōu)選為70-98.9重量％。另外，在不阻礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)也可以混合醇等有機溶劑。
另外，在本發(fā)明的研磨液組合物中，可以根據(jù)需要混合其它成分。作為其它成分，可列舉出增稠劑、分散劑、防銹劑、堿性物質(zhì)、表面活性劑等。這些其它的任選成分在研磨液組合物中的含量優(yōu)選為0-10重量％，更優(yōu)選為0-5重量％。
本發(fā)明的研磨液組合物可以通過用公知的方法將水、二氧化硅粒子、選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種、以及根據(jù)需要添加的其它成分進行混合來調(diào)制。此時，二氧化硅粒子可以以濃縮的漿料狀態(tài)混合，也可以用水等稀釋后混合。
調(diào)制本發(fā)明的研磨液組合物時，從二氧化硅粒子的穩(wěn)定性的觀點考慮，優(yōu)選使二氧化硅粒子以外的成分溶解于水后，向該水溶液中加入二氧化硅漿料，并將它們進行混合。進而，在將二氧化硅漿料混合時，從防止二氧化硅粒子因干燥產(chǎn)生凝集的觀點考慮，優(yōu)選以二氧化硅粒子不會干燥的速度進行混合。此外，在將二氧化硅漿料混合時，從二氧化硅粒子的分散性的觀點考慮，優(yōu)選對溶解了二氧化硅粒子以外的成分的上述溶液邊攪拌，邊向其中加入二氧化硅漿料，并將它們進行混合。
從提高研磨速度的觀點考慮，本發(fā)明的研磨液組合物的pH值優(yōu)選為2.0以下，更優(yōu)選為1.8以下，進一步優(yōu)選為1.7以下，更進一步優(yōu)選為1.6以下。另外，從降低表面粗糙度的觀點考慮，優(yōu)選為0.5以上，更優(yōu)選為0.8以上，進一步優(yōu)選為1.0以上，更進一步優(yōu)選為1.2以上。此外，從提高研磨速度的觀點考慮，研磨液組合物的廢液的pH值優(yōu)選為3以下，更優(yōu)選為2.5以下，進一步優(yōu)選為2.2以下，更進一步優(yōu)選為2.0以下。另外，從降低表面粗糙度的觀點考慮，研磨液組合物的廢液的pH值優(yōu)選為0.8以上，更優(yōu)選為1.0以上，進一步優(yōu)選為1.2以上，更進一步優(yōu)選為1.5以上。此外，所謂廢液的pH值是指，使用了研磨液組合物的研磨工序中的研磨廢液、即由研磨機剛剛排出的研磨液組合物的pH值。
對于本發(fā)明中使用的二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡(TEM)觀察測定得到的該二氧化硅粒子的周長作為圓周的圓面積除以該二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值(參照日本專利第3253228號，以下稱作“SF2”)優(yōu)選為100-130的范圍。通過將SF2設(shè)定在上述范圍內(nèi)，可以進一步降低磁盤基板的表面粗糙度和波紋。特別是，由于可以降低用原子間力顯微鏡(AFM)觀察測定得到的上述表面粗糙度的最大高度Rmax，所以可以降低磁頭的浮動高度，而且可以降低影響介質(zhì)收率的磁盤基板的劃痕。另外，上述SF2越接近100，則表示表面越光滑的形狀。此外，SF2的測定方法如后所述。
對于本發(fā)明中使用的二氧化硅粒子，從降低表面粗糙度和降低波紋的觀點出發(fā)，SF2更優(yōu)選100-120的范圍，進一步優(yōu)選100-115的范圍，更進一步優(yōu)選100-110的范圍，再進一步優(yōu)選100-105的范圍。
下面，對本發(fā)明的磁盤基板的制造方法進行說明。本方法是磁盤基板的制造方法，其包含使用上述本發(fā)明的研磨液組合物對被研磨基板進行研磨的工序。由此，可以抑制研磨速度的下降，從而可以在不損害生產(chǎn)率的情況下提供降低了表面粗糙度和波紋的磁盤基板。下面，對與上述本發(fā)明的研磨液組合物相同的內(nèi)容省略說明。
作為使用本發(fā)明的研磨液組合物對被研磨基板進行研磨的方法的具體例子，可列舉出下述方法用貼附了無紡布狀的有機高分子類研磨布等研磨墊的定盤夾住被研磨基板，一邊將本發(fā)明的研磨液組合物以每1cm2被研磨基板優(yōu)選為0.05-15mL/分鐘的供給速度供給至研磨機，一邊轉(zhuǎn)動定盤或被研磨基板來對被研磨基板進行研磨。
本發(fā)明的磁盤基板的制造方法中，上述研磨工序中的研磨壓力優(yōu)選為11.7kPa以上，更優(yōu)選為12.7kPa以上，進一步優(yōu)選為13.7kPa以上。由此，可以抑制研磨速度的下降，從而可以提高生產(chǎn)率。另外，本發(fā)明的制造方法中，所謂研磨壓力是指研磨時向被研磨基板的研磨面施加的定盤的壓力。另外，本發(fā)明的制造方法中，研磨壓力優(yōu)選為20kPa以下，更優(yōu)選為18kPa以下，進一步優(yōu)選為16kPa以下。由此，可以抑制劃痕的產(chǎn)生。因此，本發(fā)明的制造方法中，研磨壓力優(yōu)選為11.7-20kPa，更優(yōu)選為12.7-18kPa，進一步優(yōu)選為13.7-16kPa。研磨壓力的調(diào)整可以通過在定盤和被研磨基板的至少一個上施加空氣壓或砝碼來進行。
在本發(fā)明的制造方法中，從經(jīng)濟地降低表面粗糙度的觀點考慮，在上述研磨的工序中，優(yōu)選在11.7-20kPa的研磨壓力下進行研磨后，在低于11.7kPa的研磨壓力下進行研磨被研磨基板的精加工研磨工序。該精加工研磨工序通常為1-2分鐘左右即可。從更加有效地降低表面粗糙度的觀點考慮，精加工研磨工序中的研磨壓力優(yōu)選為9.8kPa以下，更優(yōu)選為7.8kPa以下，進一步優(yōu)選為5.9kPa以下，更進一步優(yōu)選為4.9kPa以下。
本發(fā)明的制造方法中的研磨液組合物的供給速度是每1cm2被研磨基板優(yōu)選為0.05mL/分鐘以上。上述供給速度為0.05mL/分鐘以上時，存在研磨阻力被抑制的趨勢，不容易引起被研磨基板的振動并且不容易在基板外周部上施加負荷。結(jié)果推測可以有效地降低波紋。為了更有效地降低波紋，上述供給速度優(yōu)選為0.06mL/分鐘以上，更優(yōu)選為0.07mL/分鐘以上，進一步優(yōu)選為0.08mL/分鐘以上，更進一步優(yōu)選為0.12mL/分鐘以上。另外，從經(jīng)濟地降低波紋的觀點考慮，上述供給速度是每1cm2被研磨基板優(yōu)選為15mL/分鐘以下，更優(yōu)選為10mL/分鐘以下，進一步優(yōu)選為1mL/分鐘以下，更進一步優(yōu)選為0.5mL/分鐘以下。因此，研磨液組合物的供給速度是每1cm2被研磨基板優(yōu)選為0.05-15mL/分鐘，更優(yōu)選為0.06-10mL/分鐘，進一步優(yōu)選為0.07-1mL/分鐘，更進一步優(yōu)選為0.08-0.5mL/分鐘，再進一步優(yōu)選為0.12-0.5mL/分鐘。
作為將本發(fā)明的研磨液組合物供給至研磨機的方法，可列舉出例如使用泵等連續(xù)地進行供給的方法。將研磨液組合物供給至研磨機時，除了以含有所有成分的一種液體進行供給的方法以外，考慮到研磨液組合物的穩(wěn)定性等，也可以分成多種混合用成分液體，以二種以上液體進行供給。在后者的情況下，例如在供給配管中或在被研磨基板上，將上述多種混合用成分液體混合，形成本發(fā)明的研磨液組合物。
作為本發(fā)明中使用的研磨墊，沒有特別的限制，可以使用起毛皮革型、無紡布型、聚氨酯獨立發(fā)泡型、或者將它們層疊形成的二層型等的研磨墊。
本發(fā)明中，可以通過調(diào)整研磨工序中被研磨基板相對于研磨墊的相對速度，進一步改善基板的外周部表面的波紋。其中，所謂被研磨基板相對于研磨墊的相對速度是指用下式表示的速度。
相對速度(m/秒)＝(π/4)×(Rup-Rdown)×(Dout+Din)Rup上定盤的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)Rdown下定盤的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/秒)(其中，將與上定盤相同方向旋轉(zhuǎn)的情況設(shè)定為正值，將相反方向旋轉(zhuǎn)的情況設(shè)定為負值。)Dout上定盤或下定盤的外徑(m)Din上定盤或下定盤的內(nèi)徑(m)從降低外周部表面的波紋的觀點考慮，上述相對速度優(yōu)選為1m/秒以下，更優(yōu)選為0.8m/秒以下，進一步優(yōu)選為0.6m/秒以下。另外，從提高生產(chǎn)率的觀點考慮，上述相對速度優(yōu)選為0.1m/秒以上，更優(yōu)選為0.2m/秒以上，進一步優(yōu)選為0.3m/秒以上，更進一步優(yōu)選為0.4m/秒以上。即，上述相對速度優(yōu)選為0.1-1m/秒，更優(yōu)選為0.2-0.8m/秒，進一步優(yōu)選為0.3-0.6m/秒，更進一步優(yōu)選為0.4-0.6m/秒。
當被研磨基板的研磨工序分多階段進行時，使用本發(fā)明的研磨液組合物的研磨工序優(yōu)選在第2階段以后進行，更優(yōu)選在最終研磨工序進行。此時，為了避免混入前面工序的研磨材料和研磨液組合物，可以分別使用不同的研磨機，另外，當分別使用不同的研磨機時，優(yōu)選在每個研磨工序洗滌被研磨基板。另外，作為研磨機，沒有特別的限制，可以使用磁盤基板研磨用的公知的研磨機。
本發(fā)明中適宜使用的被研磨基板的表面性狀沒有特別的限制，為了制造高密度記錄用基板，例如，適合的是具有表面粗糙度Ra為1nm左右的表面性狀的基板。所謂表面粗糙度Ra，是表面平滑性的尺度，并且評價方法沒有限制，例如在原子間力顯微鏡(AFM)中用在10μm以下的波長處可以測定的粗糙度進行評價，并且可以表示為粗糙度算術(shù)平均偏差值Ra。
作為本發(fā)明中適宜使用的被研磨基板的材質(zhì)，可列舉出例如硅、鋁、鎳、鎢、銅、鉭、鈦等金屬或半金屬、或它們的合金；玻璃、玻璃狀碳、無定形碳等玻璃狀物質(zhì)；氧化鋁、二氧化硅、氮化硅、氮化鉭、碳化鈦等陶瓷材料；以及聚酰亞胺樹脂等樹脂等。其中，適合的是含有鋁、鎳、鎢、銅等金屬、或以這些金屬為主成分的合金的被研磨基板。例如，適合的是鍍Ni-P的鋁合金基板、結(jié)晶化玻璃、強化玻璃等玻璃基板，其中，適合的是鍍Ni-P的鋁合金基板。
上述被研磨基板的形狀沒有特別的限制，例如可以是圓盤狀、板狀、片狀、棱柱狀等具有平面部分的形狀、以及透鏡等具有曲面部分的形狀。其中，適合的是圓盤狀的被研磨基板。在圓盤狀的被研磨基板的情況下，其外徑例如為2-95mm左右，其厚度例如為0.5-2mm左右。
根據(jù)本發(fā)明，可以在不損害生產(chǎn)率的情況下提供降低了表面粗糙度的磁盤基板。特別地，可以將用原子間力顯微鏡(AFM)觀察磁盤基板表面得到的表面粗糙度的最大高度Rmax改善為例如低于3nm，優(yōu)選低于2.5nm，更優(yōu)選低于2nm。當最大高度Rmax低于3nm時，可以降低磁頭的浮動高度，增大記錄密度。
實施例使用具有表1和表2記載的組成的研磨液組合物對下述被研磨基板進行研磨，評價基板表面的波紋和表面粗糙度。另外，本申請并不限于以下的實施例。
作為被研磨基板，使用預(yù)先用含有氧化鋁研磨材料的研磨液組合物對鍍Ni-P的鋁合金基板進行了粗研磨的基板。另外，該被研磨基板的厚度為1.27mm，外徑為95mm，內(nèi)徑為25mm，用AFM(Vccco公司制TM-M5E)測定的粗糙度算術(shù)平均偏差值Ra為1nm。另外，長波長波紋(波長為0.4-2mm)的振幅為2.06nm，短波長波紋(波長為50-400μm)的振幅為2.12nm。
將表1和表2中記載的膠體二氧化硅(二氧化硅A-L)、硫酸(和光純藥工業(yè)公司制造，特級)、HEDP(1-羥基乙叉-1，1-二膦酸、Solutia Japan制造，デイクエスト2010)和過氧化氫水(旭電化制造，濃度35重量％)加入到離子交換水中，將它們混合，由此調(diào)制具有表1和表2中記載的組成的研磨液組合物。作為混合的順序，首先，向離子交換水中加入硫酸和/或HEDP，然后加入過氧化氫，接著將膠體二氧化硅漿料邊攪拌邊混合以避免使其凝膠化?；旌媳热缦滤?。此外，實施例12-28和比較例8-11的研磨液組合物的酸值均為4.9mgKOH/g，并且pH為1.5。
實施例1-9和比較例1-6二氧化硅5重量％，硫酸0.4重量％，過氧化氫0.3重量％(不添加HEDP)實施例10、11和比較例7二氧化硅7重量％，HEDP 2重量％，過氧化氫0.6重量％(不添加硫酸)實施例12-28和比較例8-11二氧化硅7重量％，硫酸0.4重量％，HEDP 0.1重量％，過氧化氫0.4重量％(不添加硫酸)另外，對于上述研磨液組合物的制造中使用的二氧化硅A-L，按照以下記載的方法求出SF1和SF2。
使用日本電子制透射型電子顯微鏡“JEM-2000FX”(80kV，1-5萬倍)，按照該顯微鏡的制造者附加的說明書觀察試樣，拍攝TEM(Transmission Electron Microscope)圖像。將該照片用掃描器作為圖像數(shù)據(jù)讀入個人計算機中，使用解析軟件“WinROOF ver.3.6”(銷售商山谷商事)，測定一個粒子的最大徑和投影面積，并計算出SF1。這樣，求出100個二氧化硅粒子的SF1后，計算出它們的平均值，把該平均值作為表1和表2中所示的SF1。
使用日本電子制透射型電子顯微鏡“JEM-2000FX”(80kV，1-5萬倍)，按照該顯微鏡的制造者附加的說明書觀察試樣，拍攝TEM(Transmission Electron Microscope)圖像。將該照片用掃描器作為圖像數(shù)據(jù)讀入個人計算機中，使用解析軟件“WinROOF ver.3.6”(銷售商山谷商事)，測定一個粒子的最大徑和投影面積，并計算出SF2。這樣，求出100個二氧化硅粒子的SF2后，計算出它們的平均值，把該平均值作為表1和表2中所示的SF2。
另外，對于上述研磨液組合物的制造中使用的二氧化硅A-L，按照以下記載的方法求出累積體積頻率。
使用漿料狀的二氧化硅粒子作為試樣，與上述同樣地拍攝TEM圖像，將該照片用掃描器作為圖像數(shù)據(jù)讀入個人計算機中，使用上述解析軟件求出每個二氧化硅粒子的當量圓直徑，將其作為粒徑。這樣，求出1000個以上二氧化硅粒子的粒徑后，以該結(jié)果為基礎(chǔ)用表計算軟件“EXCEL”(微軟公司制)將粒徑換算為粒子體積，并得到粒徑分布。然后，根據(jù)得到的二氧化硅粒子的粒徑分布數(shù)據(jù)，把所有粒子中某個粒徑的粒子的比例(體積比例)表示為從小粒徑一側(cè)開始的累積頻率，從而獲得累積體積頻率(％)。圖1表示根據(jù)由上述測定方法得到的累積體積頻率作成的實施例1-11和比較例1-7的粒徑對累積體積頻率的曲線圖。另外，圖2表示根據(jù)由上述測定方法得到的累積體積頻率作成的實施例12-28和比較例8-11的粒徑對累積體積頻率的曲線圖。此外，表1和表2中的二氧化硅粒子的粒徑是累積體積頻率為50％的粒徑(D50)。
使用上述的研磨液組合物，在以下所示的研磨條件下研磨上述被研磨基板。接著，按照以下所示的條件測定研磨后的基板的波紋和表面粗糙度，并進行評價。結(jié)果示于表1和表2。表1和表2中所示的數(shù)據(jù)是對各個實施例和各個比較例的10塊被研磨基板進行研磨后，測定各個被研磨基板的兩個面，求出10塊(表面背面總計20個面)的數(shù)據(jù)的平均值。另外，表2中所示的研磨速度用以下所示的方法測定。

研磨試驗機スピ-ドフアム公司制“兩面9B型研磨機”研磨墊Fujibo公司制的起毛皮革型(厚為0.9mm，平均開孔直徑為30μm)漿料供給量100mL/分鐘(每1cm2被研磨基板的供給速度0.072mL/分鐘)下定盤轉(zhuǎn)速32.5rpm研磨時間實施例1-11和比較例1-7的第1階段研磨工序是5分鐘，實施例12-28和比較例8-11的第1階段研磨工序是4分鐘，實施例15，20，24，28的第2階段(精加工研磨)研磨工序是1.5分鐘(對于研磨壓力參考表1和表2)[波紋的測定條件]測定機ThoT model M4224(ThoT Technology公司制)振動計激光多普勒振動計(碘穩(wěn)定化He-Ne激光波長633nm)測定波長0.4-2mm(長波長波紋)和50-400μm(短波長波紋)測定位置從距離基板中心半徑為20mm到46mm的整個面(表1和表2中記載了距離基板中心半徑為44mm的位置的波紋的振幅)基板轉(zhuǎn)速6000rpm增益16濾波器10kHz激光范圍5mm/s/V磁道間距0.01mm[表面粗糙度的測定方法]使用AFM(Vccco公司制TM-M5E)，在以下所示的條件下對各個基板的內(nèi)周邊和外周邊之間的中央部分的表面背面各一個地方測定，關(guān)于粗糙度算術(shù)平均偏差值Ra、平方平均粗糙度Rms和最大高度Rmax，將10塊(表面背面總計20個面)的平均值分別作為表1和表2中所示的Ra、Rms和Rmax。
(AFM的測定條件)模式Non-Contact面積5×5μm掃描速率1.0HzCantileverUL20B[研磨速度的測定方法]用重量計(Sartorius公司制造的“BP-210S”)測定研磨前后的各個基板的重量，求出各個基板的重量變化，以10塊的平均值作為減少量，將其除以研磨時間得到的值作為重量減少速度。將該重量減少速度導(dǎo)入下式，變換成研磨速度(μm/分鐘)。
研磨速度(μm/分鐘)＝重量減少速度(g/分鐘)/基板單面面積(mm2)/Ni-P鍍覆密度(g/cm3)×106(以基板單面面積6597mm2，Ni-P鍍覆密度7.9g/cm3進行計算)
表1

二氧化硅A觸媒化成工業(yè)制カタロイドPPS-50二氧化硅B觸媒化成工業(yè)制カタロイドPPS-50(75重量％)和觸媒化成工業(yè)制カタロイドPPS-40(25重量％)的混合物二氧化硅C觸媒化成工業(yè)制カタロイドPPS-40二氧化硅D杜邦制Syton524二氧化硅E觸媒化成工業(yè)制カタロイドPPS-30
表2

二氧化硅F觸媒化成工業(yè)制造，市售品，D50＝32nm二氧化硅G觸媒化成工業(yè)制造，市售品，D50＝31nm二氧化硅H觸媒化成工業(yè)制造，市售品，D50＝24nm二氧化硅I杜邦制造，市售品，D50＝24nm二氧化硅J杜邦制造，市售品，D50＝15nm二氧化硅K觸媒化成工業(yè)制造，市售品，D50＝25nm二氧化硅L觸媒化成工業(yè)制造，開發(fā)品，D50＝33nm
如表1和表2所示可知，使用SF1在100-130的范圍內(nèi)的實施例1-28的研磨液組合物時，與比較例1-11相比，可以在不降低研磨速度的情況下降低表面粗糙度。尤其可以有效地降低最大高度Rmax。另外，使用滿足V≥0.5×R+40、且二氧化硅粒子在粒徑為15nm時的累積體積頻率為20％以下的實施例1-28的研磨液組合物時，可以顯著降低外周部的波紋(長波長波紋和短波長波紋)。
權(quán)利要求
1.磁盤基板用研磨液組合物，其含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種，其中，對于所述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。
2.權(quán)利要求1記載的磁盤基板用研磨液組合物，其中，對于所述二氧化硅粒子，在將從小粒徑一側(cè)開始的累積體積頻率(％)對由透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的粒徑(nm)作圖而得到的所述二氧化硅粒子的粒徑對累積體積頻率的曲線圖中，粒徑為40-100nm的范圍的累積體積頻率V與粒徑R的關(guān)系滿足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且所述二氧化硅粒子在粒徑為15nm時的累積體積頻率為20％以下。
3.權(quán)利要求1記載的磁盤基板用研磨液組合物，其中，所述二氧化硅粒子是膠體二氧化硅。
4.權(quán)利要求1記載的磁盤基板用研磨液組合物，其中，所述研磨液組合物的酸值為10mgKOH/g以下。
5.權(quán)利要求1記載的磁盤基板用研磨液組合物，其中，所述氧化劑的含量為0.1-1重量％。
6.權(quán)利要求1記載的磁盤基板用研磨液組合物，其中，對于所述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的周長作為圓周的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。
7.磁盤基板的制造方法，其包含使用研磨液組合物對被研磨基板進行研磨的工序，所述研磨液組合物含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種，其中，對于所述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。
8.權(quán)利要求7記載的磁盤基板的制造方法，其中，對于所述二氧化硅粒子，在將從小粒徑一側(cè)開始的累積體積頻率(％)對由透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的粒徑(nm)作圖而得到的所述二氧化硅粒子的粒徑對累積體積頻率的曲線圖中，粒徑為40-100nm的范圍的累積體積頻率V與粒徑R的關(guān)系滿足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且所述二氧化硅粒子在粒徑為15nm時的累積體積頻率為20％以下。
9.權(quán)利要求7記載的磁盤基板的制造方法，其中，所述二氧化硅粒子是膠體二氧化硅。
10.權(quán)利要求7記載的磁盤基板的制造方法，其中，在所述研磨工序中，在11.7-20kPa的研磨壓力下對所述被研磨基板進行研磨。
11.權(quán)利要求7記載的磁盤基板的制造方法，其中，在所述研磨工序中，還包含在11.7-20kPa的研磨壓力下對所述被研磨基板進行研磨后，在低于11.7kPa的研磨壓力下對所述被研磨基板進行研磨的精加工研磨工序。
12.權(quán)利要求7記載的磁盤基板的制造方法，其中，對于所述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的周長作為圓周的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100-130的范圍。
全文摘要
本發(fā)明的磁盤基板用研磨液組合物含有水、二氧化硅粒子和選自酸、酸的鹽和氧化劑中的至少一種，其中，對于上述二氧化硅粒子，用將透射型電子顯微鏡觀察測定得到的所述二氧化硅粒子的最大徑作為直徑的圓面積除以所述二氧化硅粒子的投影面積再乘以100所得到的值為100－130的范圍。
文檔編號B24B29/00GK101063031SQ20071010111
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者大島良曉, 山口哲史, 土居陽彥 申請人:花王株式會社