专利名称：磁盘基板用研磨液组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁盘基板用研磨液组合物和使用它的磁盘基板的制造方法。
背景技术：
近年来，由于磁盘驱动存在小型化和大容量化的趋势，所以通过缩小磁盘的单位记录面积，增大每一块磁盘的记录容量来适应该趋势。单位记录面积变小时，由于磁信号变弱，需要提高检测感度。因此，需要进一步降低磁头的浮动高度，随之而来要求减小磁盘基板(以下，也简称为“基板”)的表面粗糙度和波纹。另外，由于磁头在基板的整个面上进行浮动和移动，所以要求在基板的整个面上减少波纹。针对这种要求，提出了对作为研磨粒子的二氧化硅粒子的粒径分布下功夫的研磨液组合物(例如，参考特开2004-204151号公报)。
在特开2004-204151号公报中，公开了使用具有特定粒径分布的胶体二氧化硅的研磨液组合物，其中有如下记载根据该研磨液组合物，通过减小胶体二氧化硅的粒径，并使其粒径分布变得尖锐，可以降低存储硬盘用基板的表面粗糙度。
但是，减小研磨粒子的粒径、或者使研磨粒子的粒径分布变得尖锐时，难以在不损害生产率的情况下降低由原子间力显微镜(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纹。
发明内容
本发明的磁盘基板用研磨液组合物含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种，其中，对于上述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
本发明的磁盘基板的制造方法包含使用研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序，所述研磨液组合物含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种，其中，对于上述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
图1是本发明实施例1-11和比较例1-7的粒径对累积体积频率的曲线图。
图2是本发明的实施例12-28和比较例8-11的粒径对累积体积频率的曲线图。
具体实施例方式
本发明的磁盘基板用研磨液组合物含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种(以下，也简称为“研磨液组合物”)，其中，用将透射型电子显微镜(TEM)观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值(参考日本专利第3253228号，以下称为“SF1”。)为100-130的范围。根据本发明的研磨液组合物，通过使SF1为上述范围内，可以降低磁盘基板的表面粗糙度。特别地，由于可以降低用原子间力显微镜(AFM)观察测定得到的上述表面粗糙度的最大高度Rmax，所以可以降低磁头的浮动高度，而且可以降低影响介质收率的磁盘基板的划痕。另外，上述SF1越接近100，则表示越接近于球状的形状。此外，SF1的测定方法如后所述。
本发明中，要想进一步降低磁盘基板的表面粗糙度，上述SF1优选为100-125的范围，更优选为100-110的范围。
本发明中使用的二氧化硅粒子优选为在用从小粒径一侧开始的累积体积频率(％)对粒径(nm)作图得到的、表示所述二氧化硅粒子的粒径分布的粒径对累积体积频率的曲线图中，粒径为40-100nm的范围的累积体积频率(V)与粒径(R)的关系满足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且，所述二氧化硅粒子在粒径为15nm时的累积体积频率为20％以下。其中，上述“粒径”是指二氧化硅的一次粒子的粒径，可以用后述的实施例中记载的方法求出。对于上述“累积体积频率”也可以用后述的实施例中记载的方法求出。上述“粒径对累积体积频率的曲线图”可以基于得到的二氧化硅粒子的粒径和累积体积频率的数据，用累积体积频率对粒径作图而获得。本发明中，使用具有上述粒径分布的二氧化硅粒子时，由于可以降低研磨被研磨基板时的研磨阻力，所以可以降低基板表面的波纹，尤其可以降低外周部表面的波纹。另外，所谓基板的外周部是指，例如当基板是圆盘状基板并将基板的半径记为R时，比距离基板中心3R/4的地方更靠外侧的区域。另外，使用具有上述粒径分布的二氧化硅粒子时，可以降低波长与磁头具有相同程度大小的长波长波纹。通过降低该长波长波纹，可以降低磁头的浮动高度，有效地进行高密度记录。此外，本说明书中，将波长为0.4-2mm的波纹设定为“长波长波纹”。
从通过降低磁盘基板的表面粗糙度来提高该基板表面的平滑性的观点考虑，本发明中使用的二氧化硅粒子更优选具有下述的粒径分布在上述粒径对累积体积频率的曲线图的粒径为40-70nm的范围内，V与R的关系满足下式(2)V≥1×R+20(2)进一步优选具有下述的粒径分布在粒径为40-60nm的范围内，V与R的关系满足下式(3)
V≥1.5×R(3)再进一步优选具有下述的粒径分布在粒径为40-50nm的范围内，V与R的关系满足下式(4)V≥3×R-60(4)再进一步优选具有下述的粒径分布在粒径为40-45nm的范围内，V与R的关系满足下式(5)V≥R+50(5)另外，从研磨速度的观点考虑，二氧化硅粒子优选具有下述的粒径分布在粒径为1-3nm的范围内，V与R的关系满足下式(6)V≤8R+5(6)另外，从降低波纹的观点考虑，在粒径为15nm时的累积体积频率更优选为10％以下，进一步优选为5％以下，再进一步优选为1％以下。此外，在粒径为20nm时的累积体积频率优选为40％以下，在粒径为35nm时的累积体积频率优选为70％以上。
作为本发明的研磨液组合物中使用的二氧化硅，可列举出例如胶体二氧化硅、热解法二氧化硅、表面修饰的二氧化硅等。其中，由于胶体二氧化硅可以更加提高基板表面的平坦性，所以优选。胶体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备方法等获得。作为二氧化硅的使用形态，从操作性的观点考虑，优选为浆料状。另外，作为本发明中使用的二氧化硅粒子，只要SF1在上述范围内，则可以由一种二氧化硅粒子构成，也可以由二种以上的二氧化硅粒子混合构成。
作为调整二氧化硅粒子的粒径分布的方法，没有特别的限制，可列举出例如当二氧化硅粒子是胶体二氧化硅时，在其制备阶段的粒子长大过程中加入新的作为晶核的粒子从而使其具有所希望的粒径分布的方法、和将具有不同粒径分布的二种以上的二氧化硅粒子混合而使其具有所希望的粒径分布的方法等。
从提高研磨速度的观点考虑，本发明的研磨液组合物中的二氧化硅粒子的含量优选为0.5重量％以上，更优选为1重量％以上，进一步优选为3重量％以上，更进一步优选为5重量％以上，另外，从更加提高基板表面的平坦性的观点考虑，二氧化硅粒子的含量优选为20重量％以下，更优选为15重量％以下，进一步优选为13重量％以下，更进一步优选为10重量％以下。即，上述二氧化硅粒子的含量优选为0.5-20重量％，更优选为1-15重量％，进一步优选为3-13重量％，更进一步优选为5-10重量％。
作为可以在本发明的研磨液组合物中使用的酸和/或其盐，从提高研磨速度的观点考虑，优选酸的pK1为2以下的化合物，从减少微小划痕的观点考虑，优选pK1为1.5以下的化合物，更优选pK1为1以下的化合物，进一步优选为显示出不能用pK1表示的程度的强酸性的化合物。作为其例子，可列举硝酸、硫酸、亚硫酸、过硫酸、盐酸、高氯酸、磷酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸、酰胺硫酸等无机酸及其盐、2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1，1-二膦酸、乙烷-1，1，2-三膦酸、乙烷-1-羟基-1，1-二膦酸、乙烷-1-羟基-1，1，2-三膦酸、乙烷-1，2-二羧基-1，2-二膦酸、甲烷羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1，2-二羧酸、1-膦酰基丁烷-2，3，4-三羧酸、α-甲基膦酰基琥珀酸等有机膦酸及其盐、谷氨酸、吡啶羧酸、天冬氨酸等氨基羧酸及其盐、草酸、硝基乙酸、马来酸、草酰乙酸等羧酸及其盐等。其中，从减少微小划痕的观点考虑，优选无机酸或有机膦酸及它们的盐。另外，在无机酸及其盐中，更优选硝酸、硫酸、盐酸、高氯酸及其盐。在有机膦酸及其盐中，更优选1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)及它们的盐。这些酸及它们的盐可以单独使用或二种以上混合使用。其中，所谓pK1是指有机化合物或无机化合物的第1酸离解常数(25℃)的倒数的对数值。各化合物的pK1记载于例如改订4版化学便览(基础篇)II、p316-325(日本化学会编)等中。
作为这些酸的盐，没有特别的限制，具体地，可列举出与金属、铵、烷基铵、有机胺等形成的盐。作为上述金属的具体例子，可列举出属于周期表(长周期型)的1A、1B、2A、2B、3A、3B、4A、6A、7A或8族的金属。其中，从减少微小划痕的观点考虑，优选与属于1A族的金属或者铵形成的盐。
从充分发挥研磨速度的观点和提高表面质量的观点考虑，上述酸及其盐在研磨液组合物中的含量优选为0.0001-5重量％，更优选为0.0003-4重量％，进一步优选为0.001-3重量％，更进一步优选为0.0025-2.5重量％。
从提高研磨速度的观点考虑，本发明的研磨液组合物的酸值优选为0.2mgKOH/g以上，更优选为0.5mgKOH/g以上，进一步优选1mgKOH/g以上，从降低表面粗糙度和波纹、减少坑、划痕等表面缺陷从而提高表面质量的观点考虑，上述酸值优选为10mgKOH/g以下，更优选为9mgKOH/g以下，进一步优选为8mgKOH/g以下。因此，为了在保持表面质量的同时提高研磨速度，上述酸值优选为0.2-10mgKOH/g，更优选为0.5-9mgKOH/g，进一步优选为1-8mgKOH/g。上述酸值的调整例如可以通过调整上述酸的含量来进行。另外，上述酸值可以按照JIS K0070(1992)进行测定。
另外，作为可以在本发明的研磨液组合物中使用的氧化剂，从提高研磨速度的观点考虑，可列举出过氧化物、高锰酸或其盐、铬酸或其盐、过氧酸或其盐、含氧酸或其盐、金属盐类、硝酸类、硫酸类等。
作为上述过氧化物，可列举出过氧化氢、过氧化钠、过氧化钡等，作为高锰酸或其盐，可列举出高锰酸钾等，作为铬酸或其盐，可列举出铬酸金属盐、重铬酸金属盐等，作为过氧酸或其盐，可列举出过氧二硫酸、过氧二硫酸铵、过氧二硫酸金属盐、过氧磷酸、过氧硫酸、过氧硼酸钠、过甲酸、过乙酸、过苯甲酸、过邻苯二甲酸等，作为含氧酸或其盐，可列举出次氯酸、次溴酸、次碘酸、盐酸、溴酸、碘酸、次氯酸钠、次氯酸钾等，作为金属盐类，可列举出氯化铁(III)、硫酸铁(III)、柠檬酸铁(III)、硫酸铵铁(III)等。作为优选的氧化剂，可列举出过氧化氢、硝酸铁(III)、过乙酸、过氧二硫酸铵、硫酸铁(III)和硫酸铵铁(III)等。作为更优选的氧化剂，从不会在表面上附着金属离子并且可广泛应用且廉价的观点考虑，可列举出过氧化氢。这些氧化剂可以单独使用或者2种以上混合使用。
从提高研磨速度的观点考虑，上述氧化剂在研磨液组合物中的含量优选为0.1重量％以上，更优选为0.15重量％以上，进一步优选为0.2重量％以上，从降低表面粗糙度和波纹、减少坑、划痕等表面缺陷从而提高表面质量的观点考虑，上述含量优选为1重量％以下，更优选为0.8重量％以下，进一步优选为0.6重量％以下。因此，为了在保持表面质量的同时提高研磨速度，上述含量优选为0.1-1重量％，更优选为0.15-0.8重量％，进一步优选为0.2-0.6重量％。
作为本发明的研磨液组合物中使用的水，可列举出蒸馏水、离子交换水、超纯水等。从被研磨基板的表面清洁性的观点考虑，优选为离子交换水和超纯水，更优选为超纯水。研磨液组合物中水的含量优选为60-99.4重量％，进一步优选为70-98.9重量％。另外，在不阻碍本发明效果的范围内也可以混合醇等有机溶剂。
另外，在本发明的研磨液组合物中，可以根据需要混合其它成分。作为其它成分，可列举出增稠剂、分散剂、防锈剂、碱性物质、表面活性剂等。这些其它的任选成分在研磨液组合物中的含量优选为0-10重量％，更优选为0-5重量％。
本发明的研磨液组合物可以通过用公知的方法将水、二氧化硅粒子、选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种、以及根据需要添加的其它成分进行混合来调制。此时，二氧化硅粒子可以以浓缩的浆料状态混合，也可以用水等稀释后混合。
调制本发明的研磨液组合物时，从二氧化硅粒子的稳定性的观点考虑，优选使二氧化硅粒子以外的成分溶解于水后，向该水溶液中加入二氧化硅浆料，并将它们进行混合。进而，在将二氧化硅浆料混合时，从防止二氧化硅粒子因干燥产生凝集的观点考虑，优选以二氧化硅粒子不会干燥的速度进行混合。此外，在将二氧化硅浆料混合时，从二氧化硅粒子的分散性的观点考虑，优选对溶解了二氧化硅粒子以外的成分的上述溶液边搅拌，边向其中加入二氧化硅浆料，并将它们进行混合。
从提高研磨速度的观点考虑，本发明的研磨液组合物的pH值优选为2.0以下，更优选为1.8以下，进一步优选为1.7以下，更进一步优选为1.6以下。另外，从降低表面粗糙度的观点考虑，优选为0.5以上，更优选为0.8以上，进一步优选为1.0以上，更进一步优选为1.2以上。此外，从提高研磨速度的观点考虑，研磨液组合物的废液的pH值优选为3以下，更优选为2.5以下，进一步优选为2.2以下，更进一步优选为2.0以下。另外，从降低表面粗糙度的观点考虑，研磨液组合物的废液的pH值优选为0.8以上，更优选为1.0以上，进一步优选为1.2以上，更进一步优选为1.5以上。此外，所谓废液的pH值是指，使用了研磨液组合物的研磨工序中的研磨废液、即由研磨机刚刚排出的研磨液组合物的pH值。
对于本发明中使用的二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜(TEM)观察测定得到的该二氧化硅粒子的周长作为圆周的圆面积除以该二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值(参照日本专利第3253228号，以下称作“SF2”)优选为100-130的范围。通过将SF2设定在上述范围内，可以进一步降低磁盘基板的表面粗糙度和波纹。特别是，由于可以降低用原子间力显微镜(AFM)观察测定得到的上述表面粗糙度的最大高度Rmax，所以可以降低磁头的浮动高度，而且可以降低影响介质收率的磁盘基板的划痕。另外，上述SF2越接近100，则表示表面越光滑的形状。此外，SF2的测定方法如后所述。
对于本发明中使用的二氧化硅粒子，从降低表面粗糙度和降低波纹的观点出发，SF2更优选100-120的范围，进一步优选100-115的范围，更进一步优选100-110的范围，再进一步优选100-105的范围。
下面，对本发明的磁盘基板的制造方法进行说明。本方法是磁盘基板的制造方法，其包含使用上述本发明的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序。由此，可以抑制研磨速度的下降，从而可以在不损害生产率的情况下提供降低了表面粗糙度和波纹的磁盘基板。下面，对与上述本发明的研磨液组合物相同的内容省略说明。
作为使用本发明的研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的方法的具体例子，可列举出下述方法用贴附了无纺布状的有机高分子类研磨布等研磨垫的定盘夹住被研磨基板，一边将本发明的研磨液组合物以每1cm2被研磨基板优选为0.05-15mL/分钟的供给速度供给至研磨机，一边转动定盘或被研磨基板来对被研磨基板进行研磨。
本发明的磁盘基板的制造方法中，上述研磨工序中的研磨压力优选为11.7kPa以上，更优选为12.7kPa以上，进一步优选为13.7kPa以上。由此，可以抑制研磨速度的下降，从而可以提高生产率。另外，本发明的制造方法中，所谓研磨压力是指研磨时向被研磨基板的研磨面施加的定盘的压力。另外，本发明的制造方法中，研磨压力优选为20kPa以下，更优选为18kPa以下，进一步优选为16kPa以下。由此，可以抑制划痕的产生。因此，本发明的制造方法中，研磨压力优选为11.7-20kPa，更优选为12.7-18kPa，进一步优选为13.7-16kPa。研磨压力的调整可以通过在定盘和被研磨基板的至少一个上施加空气压或砝码来进行。
在本发明的制造方法中，从经济地降低表面粗糙度的观点考虑，在上述研磨的工序中，优选在11.7-20kPa的研磨压力下进行研磨后，在低于11.7kPa的研磨压力下进行研磨被研磨基板的精加工研磨工序。该精加工研磨工序通常为1-2分钟左右即可。从更加有效地降低表面粗糙度的观点考虑，精加工研磨工序中的研磨压力优选为9.8kPa以下，更优选为7.8kPa以下，进一步优选为5.9kPa以下，更进一步优选为4.9kPa以下。
本发明的制造方法中的研磨液组合物的供给速度是每1cm2被研磨基板优选为0.05mL/分钟以上。上述供给速度为0.05mL/分钟以上时，存在研磨阻力被抑制的趋势，不容易引起被研磨基板的振动并且不容易在基板外周部上施加负荷。结果推测可以有效地降低波纹。为了更有效地降低波纹，上述供给速度优选为0.06mL/分钟以上，更优选为0.07mL/分钟以上，进一步优选为0.08mL/分钟以上，更进一步优选为0.12mL/分钟以上。另外，从经济地降低波纹的观点考虑，上述供给速度是每1cm2被研磨基板优选为15mL/分钟以下，更优选为10mL/分钟以下，进一步优选为1mL/分钟以下，更进一步优选为0.5mL/分钟以下。因此，研磨液组合物的供给速度是每1cm2被研磨基板优选为0.05-15mL/分钟，更优选为0.06-10mL/分钟，进一步优选为0.07-1mL/分钟，更进一步优选为0.08-0.5mL/分钟，再进一步优选为0.12-0.5mL/分钟。
作为将本发明的研磨液组合物供给至研磨机的方法，可列举出例如使用泵等连续地进行供给的方法。将研磨液组合物供给至研磨机时，除了以含有所有成分的一种液体进行供给的方法以外，考虑到研磨液组合物的稳定性等，也可以分成多种混合用成分液体，以二种以上液体进行供给。在后者的情况下，例如在供给配管中或在被研磨基板上，将上述多种混合用成分液体混合，形成本发明的研磨液组合物。
作为本发明中使用的研磨垫，没有特别的限制，可以使用起毛皮革型、无纺布型、聚氨酯独立发泡型、或者将它们层叠形成的二层型等的研磨垫。
本发明中，可以通过调整研磨工序中被研磨基板相对于研磨垫的相对速度，进一步改善基板的外周部表面的波纹。其中，所谓被研磨基板相对于研磨垫的相对速度是指用下式表示的速度。
相对速度(m/秒)＝(π/4)×(Rup-Rdown)×(Dout+Din)Rup上定盘的转速(转/秒)Rdown下定盘的转速(转/秒)(其中，将与上定盘相同方向旋转的情况设定为正值，将相反方向旋转的情况设定为负值。)Dout上定盘或下定盘的外径(m)Din上定盘或下定盘的内径(m)从降低外周部表面的波纹的观点考虑，上述相对速度优选为1m/秒以下，更优选为0.8m/秒以下，进一步优选为0.6m/秒以下。另外，从提高生产率的观点考虑，上述相对速度优选为0.1m/秒以上，更优选为0.2m/秒以上，进一步优选为0.3m/秒以上，更进一步优选为0.4m/秒以上。即，上述相对速度优选为0.1-1m/秒，更优选为0.2-0.8m/秒，进一步优选为0.3-0.6m/秒，更进一步优选为0.4-0.6m/秒。
当被研磨基板的研磨工序分多阶段进行时，使用本发明的研磨液组合物的研磨工序优选在第2阶段以后进行，更优选在最终研磨工序进行。此时，为了避免混入前面工序的研磨材料和研磨液组合物，可以分别使用不同的研磨机，另外，当分别使用不同的研磨机时，优选在每个研磨工序洗涤被研磨基板。另外，作为研磨机，没有特别的限制，可以使用磁盘基板研磨用的公知的研磨机。
本发明中适宜使用的被研磨基板的表面性状没有特别的限制，为了制造高密度记录用基板，例如，适合的是具有表面粗糙度Ra为1nm左右的表面性状的基板。所谓表面粗糙度Ra，是表面平滑性的尺度，并且评价方法没有限制，例如在原子间力显微镜(AFM)中用在10μm以下的波长处可以测定的粗糙度进行评价，并且可以表示为粗糙度算术平均偏差值Ra。
作为本发明中适宜使用的被研磨基板的材质，可列举出例如硅、铝、镍、钨、铜、钽、钛等金属或半金属、或它们的合金；玻璃、玻璃状碳、无定形碳等玻璃状物质；氧化铝、二氧化硅、氮化硅、氮化钽、碳化钛等陶瓷材料；以及聚酰亚胺树脂等树脂等。其中，适合的是含有铝、镍、钨、铜等金属、或以这些金属为主成分的合金的被研磨基板。例如，适合的是镀Ni-P的铝合金基板、结晶化玻璃、强化玻璃等玻璃基板，其中，适合的是镀Ni-P的铝合金基板。
上述被研磨基板的形状没有特别的限制，例如可以是圆盘状、板状、片状、棱柱状等具有平面部分的形状、以及透镜等具有曲面部分的形状。其中，适合的是圆盘状的被研磨基板。在圆盘状的被研磨基板的情况下，其外径例如为2-95mm左右，其厚度例如为0.5-2mm左右。
根据本发明，可以在不损害生产率的情况下提供降低了表面粗糙度的磁盘基板。特别地，可以将用原子间力显微镜(AFM)观察磁盘基板表面得到的表面粗糙度的最大高度Rmax改善为例如低于3nm，优选低于2.5nm，更优选低于2nm。当最大高度Rmax低于3nm时，可以降低磁头的浮动高度，增大记录密度。
实施例使用具有表1和表2记载的组成的研磨液组合物对下述被研磨基板进行研磨，评价基板表面的波纹和表面粗糙度。另外，本申请并不限于以下的实施例。
作为被研磨基板，使用预先用含有氧化铝研磨材料的研磨液组合物对镀Ni-P的铝合金基板进行了粗研磨的基板。另外，该被研磨基板的厚度为1.27mm，外径为95mm，内径为25mm，用AFM(Vccco公司制TM-M5E)测定的粗糙度算术平均偏差值Ra为1nm。另外，长波长波纹(波长为0.4-2mm)的振幅为2.06nm，短波长波纹(波长为50-400μm)的振幅为2.12nm。
将表1和表2中记载的胶体二氧化硅(二氧化硅A-L)、硫酸(和光纯药工业公司制造，特级)、HEDP(1-羟基乙叉-1，1-二膦酸、Solutia Japan制造，デイクエスト2010)和过氧化氢水(旭电化制造，浓度35重量％)加入到离子交换水中，将它们混合，由此调制具有表1和表2中记载的组成的研磨液组合物。作为混合的顺序，首先，向离子交换水中加入硫酸和/或HEDP，然后加入过氧化氢，接着将胶体二氧化硅浆料边搅拌边混合以避免使其凝胶化。混合比如下所示。此外，实施例12-28和比较例8-11的研磨液组合物的酸值均为4.9mgKOH/g，并且pH为1.5。
实施例1-9和比较例1-6二氧化硅5重量％，硫酸0.4重量％，过氧化氢0.3重量％(不添加HEDP)实施例10、11和比较例7二氧化硅7重量％，HEDP 2重量％，过氧化氢0.6重量％(不添加硫酸)实施例12-28和比较例8-11二氧化硅7重量％，硫酸0.4重量％，HEDP 0.1重量％，过氧化氢0.4重量％(不添加硫酸)另外，对于上述研磨液组合物的制造中使用的二氧化硅A-L，按照以下记载的方法求出SF1和SF2。
使用日本电子制透射型电子显微镜“JEM-2000FX”(80kV，1-5万倍)，按照该显微镜的制造者附加的说明书观察试样，拍摄TEM(Transmission Electron Microscope)图像。将该照片用扫描器作为图像数据读入个人计算机中，使用解析软件“WinROOF ver.3.6”(销售商山谷商事)，测定一个粒子的最大径和投影面积，并计算出SF1。这样，求出100个二氧化硅粒子的SF1后，计算出它们的平均值，把该平均值作为表1和表2中所示的SF1。
使用日本电子制透射型电子显微镜“JEM-2000FX”(80kV，1-5万倍)，按照该显微镜的制造者附加的说明书观察试样，拍摄TEM(Transmission Electron Microscope)图像。将该照片用扫描器作为图像数据读入个人计算机中，使用解析软件“WinROOF ver.3.6”(销售商山谷商事)，测定一个粒子的最大径和投影面积，并计算出SF2。这样，求出100个二氧化硅粒子的SF2后，计算出它们的平均值，把该平均值作为表1和表2中所示的SF2。
另外，对于上述研磨液组合物的制造中使用的二氧化硅A-L，按照以下记载的方法求出累积体积频率。
使用浆料状的二氧化硅粒子作为试样，与上述同样地拍摄TEM图像，将该照片用扫描器作为图像数据读入个人计算机中，使用上述解析软件求出每个二氧化硅粒子的当量圆直径，将其作为粒径。这样，求出1000个以上二氧化硅粒子的粒径后，以该结果为基础用表计算软件“EXCEL”(微软公司制)将粒径换算为粒子体积，并得到粒径分布。然后，根据得到的二氧化硅粒子的粒径分布数据，把所有粒子中某个粒径的粒子的比例(体积比例)表示为从小粒径一侧开始的累积频率，从而获得累积体积频率(％)。图1表示根据由上述测定方法得到的累积体积频率作成的实施例1-11和比较例1-7的粒径对累积体积频率的曲线图。另外，图2表示根据由上述测定方法得到的累积体积频率作成的实施例12-28和比较例8-11的粒径对累积体积频率的曲线图。此外，表1和表2中的二氧化硅粒子的粒径是累积体积频率为50％的粒径(D50)。
使用上述的研磨液组合物，在以下所示的研磨条件下研磨上述被研磨基板。接着，按照以下所示的条件测定研磨后的基板的波纹和表面粗糙度，并进行评价。结果示于表1和表2。表1和表2中所示的数据是对各个实施例和各个比较例的10块被研磨基板进行研磨后，测定各个被研磨基板的两个面，求出10块(表面背面总计20个面)的数据的平均值。另外，表2中所示的研磨速度用以下所示的方法测定。
研磨试验机スピ-ドフアム公司制“两面9B型研磨机”研磨垫Fujibo公司制的起毛皮革型(厚为0.9mm，平均开孔直径为30μm)浆料供给量100mL/分钟(每1cm2被研磨基板的供给速度0.072mL/分钟)下定盘转速32.5rpm研磨时间实施例1-11和比较例1-7的第1阶段研磨工序是5分钟，实施例12-28和比较例8-11的第1阶段研磨工序是4分钟，实施例15，20，24，28的第2阶段(精加工研磨)研磨工序是1.5分钟(对于研磨压力参考表1和表2)[波纹的测定条件]测定机ThoT model M4224(ThoT Technology公司制)振动计激光多普勒振动计(碘稳定化He-Ne激光波长633nm)测定波长0.4-2mm(长波长波纹)和50-400μm(短波长波纹)测定位置从距离基板中心半径为20mm到46mm的整个面(表1和表2中记载了距离基板中心半径为44mm的位置的波纹的振幅)基板转速6000rpm增益16滤波器10kHz激光范围5mm/s/V磁道间距0.01mm[表面粗糙度的测定方法]使用AFM(Vccco公司制TM-M5E)，在以下所示的条件下对各个基板的内周边和外周边之间的中央部分的表面背面各一个地方测定，关于粗糙度算术平均偏差值Ra、平方平均粗糙度Rms和最大高度Rmax，将10块(表面背面总计20个面)的平均值分别作为表1和表2中所示的Ra、Rms和Rmax。
(AFM的测定条件)模式Non-Contact面积5×5μm扫描速率1.0HzCantileverUL20B[研磨速度的测定方法]用重量计(Sartorius公司制造的“BP-210S”)测定研磨前后的各个基板的重量，求出各个基板的重量变化，以10块的平均值作为减少量，将其除以研磨时间得到的值作为重量减少速度。将该重量减少速度导入下式，变换成研磨速度(μm/分钟)。
研磨速度(μm/分钟)＝重量减少速度(g/分钟)/基板单面面积(mm2)/Ni-P镀覆密度(g/cm3)×106(以基板单面面积6597mm2，Ni-P镀覆密度7.9g/cm3进行计算)
表1
二氧化硅A触媒化成工业制カタロイドPPS-50二氧化硅B触媒化成工业制カタロイドPPS-50(75重量％)和触媒化成工业制カタロイドPPS-40(25重量％)的混合物二氧化硅C触媒化成工业制カタロイドPPS-40二氧化硅D杜邦制Syton524二氧化硅E触媒化成工业制カタロイドPPS-30
表2
二氧化硅F触媒化成工业制造，市售品，D50＝32nm二氧化硅G触媒化成工业制造，市售品，D50＝31nm二氧化硅H触媒化成工业制造，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触媒化成工业制造，市售品，D50＝25nm二氧化硅L触媒化成工业制造，开发品，D50＝33nm
如表1和表2所示可知，使用SF1在100-130的范围内的实施例1-28的研磨液组合物时，与比较例1-11相比，可以在不降低研磨速度的情况下降低表面粗糙度。尤其可以有效地降低最大高度Rmax。另外，使用满足V≥0.5×R+40、且二氧化硅粒子在粒径为15nm时的累积体积频率为20％以下的实施例1-28的研磨液组合物时，可以显著降低外周部的波纹(长波长波纹和短波长波纹)。
权利要求
1.磁盘基板用研磨液组合物，其含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种，其中，对于所述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
2.权利要求1记载的磁盘基板用研磨液组合物，其中，对于所述二氧化硅粒子，在将从小粒径一侧开始的累积体积频率(％)对由透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的粒径(nm)作图而得到的所述二氧化硅粒子的粒径对累积体积频率的曲线图中，粒径为40-100nm的范围的累积体积频率V与粒径R的关系满足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且所述二氧化硅粒子在粒径为15nm时的累积体积频率为20％以下。
3.权利要求1记载的磁盘基板用研磨液组合物，其中，所述二氧化硅粒子是胶体二氧化硅。
4.权利要求1记载的磁盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物的酸值为10mgKOH/g以下。
5.权利要求1记载的磁盘基板用研磨液组合物，其中，所述氧化剂的含量为0.1-1重量％。
6.权利要求1记载的磁盘基板用研磨液组合物，其中，对于所述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的周长作为圆周的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
7.磁盘基板的制造方法，其包含使用研磨液组合物对被研磨基板进行研磨的工序，所述研磨液组合物含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种，其中，对于所述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
8.权利要求7记载的磁盘基板的制造方法，其中，对于所述二氧化硅粒子，在将从小粒径一侧开始的累积体积频率(％)对由透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的粒径(nm)作图而得到的所述二氧化硅粒子的粒径对累积体积频率的曲线图中，粒径为40-100nm的范围的累积体积频率V与粒径R的关系满足以下的式(1)V≥0.5×R+40(1)并且所述二氧化硅粒子在粒径为15nm时的累积体积频率为20％以下。
9.权利要求7记载的磁盘基板的制造方法，其中，所述二氧化硅粒子是胶体二氧化硅。
10.权利要求7记载的磁盘基板的制造方法，其中，在所述研磨工序中，在11.7-20kPa的研磨压力下对所述被研磨基板进行研磨。
11.权利要求7记载的磁盘基板的制造方法，其中，在所述研磨工序中，还包含在11.7-20kPa的研磨压力下对所述被研磨基板进行研磨后，在低于11.7kPa的研磨压力下对所述被研磨基板进行研磨的精加工研磨工序。
12.权利要求7记载的磁盘基板的制造方法，其中，对于所述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的周长作为圆周的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100-130的范围。
全文摘要
本发明的磁盘基板用研磨液组合物含有水、二氧化硅粒子和选自酸、酸的盐和氧化剂中的至少一种，其中，对于上述二氧化硅粒子，用将透射型电子显微镜观察测定得到的所述二氧化硅粒子的最大径作为直径的圆面积除以所述二氧化硅粒子的投影面积再乘以100所得到的值为100－130的范围。
文档编号B24B29/00GK101063031SQ20071010111
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月28日
发明者大岛良晓, 山口哲史, 土居阳彦 申请人:花王株式会社