玻璃硬盘基板用研磨液组合物的制作方法

专利名称：玻璃硬盘基板用研磨液组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及玻璃硬盘基板用研磨液组合物、玻璃硬盘基板的制造方法以及玻璃硬盘基板的研磨方法。
背景技术：
硬盘驱动器因高速旋转而功耗高，近年来从对环境的顾虑方面来看也已成为重大问题，要求低功耗化。为了降低功耗，有如下的方法增大每一张硬盘的记录容量，并减少搭载于驱动器的硬盘的张数，使其轻量化。为了使每张基板的记录容量提高，需要缩减单位记录面积。但是，在缩减记录面积时会产生磁信号变弱的问题。因此，为了提高磁信号的检测灵敏度，正在开发进一步减小磁头的浮动高度的技术。在硬盘基板的研磨中，为了对应上述磁头的低浮动化而对表面粗糙度等平滑性、减少残留物等缺陷的要求变严格。针对这样的要求，提出了一种含有丙烯酸/磺酸共聚物的研磨液组合物(例如，参照专利文献I)。 另外，为了降低制造时的成本，提出了如下的被称为循环研磨的方法，S卩，在玻璃硬盘基板的精研磨工序中，将所使用的研磨液再次投入研磨机中，使研磨液连续地循环而再利用(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-191696号公报专利文献2 日本特开2007-245265号公报

发明内容
发明要解决的问题为了实现硬盘驱动器的进一步大容量化，仅仅是利用以往的研磨液组合物来降低表面粗糙度是不够的，需要进一步减少研磨后基板表面的残留物。另外，需要在维持高生产率的同时，进一步减少研磨后基板表面的缺陷。另外，使用以往的研磨液组合物进行长时间循环研磨时，存在研磨速度逐渐降低的问题，需要进一步改善研磨液组合物在循环研磨中的耐久性。本发明提供玻璃硬盘基板用研磨液组合物、以及使用该研磨液组合物的玻璃硬盘基板的制造方法及玻璃硬盘基板的研磨方法，所述玻璃硬盘基板用研磨液组合物能在循环研磨中长时间维持研磨速度的情况下进行研磨，即，能进行研磨速度的降低得到抑制的循环研磨，并且能实现高清洁性和高研磨速度。用于解决问题的手段本发明涉及一种玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其为含有胺化合物、酸、二氧化硅粒子和水的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物选自由氨基醇、以及哌嗪及其衍生物组成的组，该胺化合物的分子内具有2个或3个氮原子，其中至少I个是伯胺或者仲胺。
作为其他实施方式，本发明涉及包括使用本发明的玻璃硬盘基板用研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行循环研磨的工序的玻璃硬盘基板的制造方法、以及玻璃基板的研磨方法。发明效果根据本发明，能够提供实现研磨后的基板表面的高清洁性、能以高研磨速度进行研磨、且能够在循环研磨中维持高研磨速度的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，使用其的玻璃硬盘基板的制造方法以及玻璃硬盘基板的研磨方法。
具体实施例方式本发明基于如下见解在使用以往的研磨液组合物的玻璃硬盘基板的循环研磨中研磨速度降低的原因之一为，在研磨后为了再利用而回收的研磨液组合物的PH值增大。进而，本发明还基于如下见解通过形成组合有氨基醇、以及哌嗪及其衍生物等规定的胺化 合物、酸和二氧化硅粒子的研磨液组合物，能够抑制研磨后回收的研磨液组合物的PH值变化，并且能在研磨中兼顾优异的清洁性和研磨速度。S卩，本发明涉及一种玻璃硬盘基板用研磨液组合物(以下也称为“本发明的研磨液组合物”。)，其含有胺化合物、酸、二氧化硅粒子和水，所述胺化合物选自由氨基醇、以及哌嗪及其衍生物组成的组，该胺化合物的分子内具有2个或3个氮原子，其中至少一个是伯胺或仲胺。根据本发明的研磨液组合物，实现研磨后的基板表面的高清洁性，能够以高研磨速度进行研磨，而且能够在循环研磨中维持研磨速度。[清洁性]本说明书中，清洁性是指除去研磨工序中残留在基板表面的物质的性能。作为研磨后残留在基板表面的物质，例如可以列举出磨粒、研磨中产生的研磨碎屑、研磨垫的碎屑、不锈钢等研磨机所使用的部件等。如果使用本发明的研磨液组合物进行研磨，则研磨后基板表面的清洁性提高，能减小磁头的浮动高度，可增大玻璃硬盘基板的记录容量。[循环研磨中的耐久性]本说明书中，循环研磨中的耐久性是指循环研磨中所再利用的研磨液组合物的性能，尤其是指在使用了循环研磨中所再利用的研磨液组合物的研磨中，研磨速度的降低得到抑制的程度。以往的玻璃硬盘基板的循环研磨中，存在研磨速度降低即循环研磨中耐久性低的问题。如实施例所示，研磨液组合物在循环研磨中的耐久性也可以用研磨前后的PH值的变化量来进行评价。[ 二氧化硅粒子]本发明的研磨液组合物含有二氧化硅粒子。作为本发明的研磨液组合物中使用的二氧化硅粒子，可以列举出胶态二氧化硅粒子、气相二氧化硅粒子、表面修饰过的二氧化硅粒子，但从提高研磨后基板表面的清洁性的观点考虑，优选胶态二氧化硅粒子。另外，作为二氧化硅粒子的使用形态，优选为浆液状。胶态二氧化硅粒子可以利用如下的水玻璃法来获得，即以硅酸钠等硅酸碱金属盐为原料，使其在水溶液中进行缩合反应，从而使粒子生长。或者，胶态二氧化硅粒子可以利用如下的烷氧基硅烷法来获得，即以四乙氧基硅烷等烷氧基硅烷为原料，使其在含有醇等水溶性有机溶剂的水中进行缩合反应，从而使其生长。另外，气相二氧化硅粒子可以利用如下的气相法来获得，即以四氯化硅等挥发性硅化合物为原料，使其在由氢氧燃烧器产生的IOOO0C以上的高温下水解，从而使其生长。从提高研磨速度、提高研磨后基板表面的清洁性以及降低表面粗糙度的观点考虑，上述二氧化娃粒子的平均粒径优选为5 200nm,更优选为7 IOOnm,进一步优选为9 80nm,更进一步优选为10 50nm。上述二氧化硅粒子的平均粒径可以如下来求出，S卩，利用透射型电子显微镜(TEM)商品名“JEM-2000FX”(80kV，l 5万倍，日本电子公司制)，按照该制造商所附的说明书对样品进行观察，拍摄TEM图像的照片，用扫描仪将该照片以图像数据的形式读取到个人计算机中，使用解析软件“WinROOF ver. 3. 6” (销售商三谷商事)求出各个二氧化硅粒子的圆当量直径，将其作为粒径，在求出1000个以上的二氧化硅粒子的粒径后，算出其平均值。对于本发明中使用的二氧化硅粒子，以利用透射型电子显微镜(TEM)的观察进行的测定中得到的该二氧化硅粒子的最大粒径作为直径的圆的面积除以该二氧化硅粒子的投影面积，再乘以100而得到的值(参照日本专利第3253228号，以下称为“SF1”。)的平 均值优选为100 140的范围，更优选为100 135的范围，进一步优选为100 130的范围。通过使SFl在上述范围内，可以进一步降低玻璃硬盘基板的表面粗糙度。上述SFl越接近100，则表示其形状越接近球形。对于本发明中使用的二氧化硅粒子，以利用透射型电子显微镜(TEM)的观察进行的测定中得到的该二氧化硅粒子的周长作为圆周的圆的面积除以该二氧化硅粒子的投影面积，再乘以100而得到的值(参照日本专利第3253228号，以下称为“SF2”。)的平均值优选为100 130的范围，更优选为100 125的范围，进一步优选为100 120的范围，更进一步优选为100 115的范围，再进一步优选为100 110的范围。通过使SF2在上述范围内，可以进一步降低玻璃硬盘基板的表面粗糙度。另外，上述SF2越接近100，则表示为表面越光滑的形状。作为SFl及SF2的测定方法，例如，利用日本电子制透射型电子显微镜“JEM-2000FX” (80kV, I 5万倍)，按照该显微镜的制造商所附的说明书对样品进行观察，拍摄TEM图像的照片，用扫描仪将该照片以图像数据的形式读取到个人计算机中，使用解析软件“WinROOF ver. 3.6”(销售商三谷商事)，测量单个粒子的最大粒径和投影面积，从而可以求出SF1。另外，通过同样的方法，测量单个粒子的周长和投影面积，从而可以求出SF2。从提高研磨速度及降低表面粗糙度的观点考虑，对于本发明的研磨液组合物中的二氧化硅粒子的含量而言，在研磨液组合物中，优选为I 20重量％，更优选为2 19重量％，进一步优选为3 18重量％,更进一步优选为5 16重量％。[胺化合物]从兼顾研磨速度和清洁性的提高的观点、以及提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，本发明中使用的胺化合物为选自由氨基醇、以及哌嗪及其衍生物组成的组中的胺化合物，该胺化合物的分子内具有2个或3个氮原子。氮原子可以为伯胺、仲胺及叔胺中的任一状态，但是从提高清洁性的观点、提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，其中至少I个是伯胺或仲胺。本发明的研磨液组合物中所含的胺化合物可以是一种也可以是两种以上。另外，本发明中，胺化合物也可以是盐的形式，例如可以列举出与盐酸、硫酸、磷酸等无机酸、有机酸等形成的盐。利用本发明的研磨液组合物提高清洁性的理由推测如下。胺化合物吸附于玻璃硬盘基板，基板表面带正电荷。另一方面，胺化合物也吸附研磨后残留在基板上的物质(二氧化硅粒子、研磨碎屑等)，带正电荷。其结果为，玻璃硬盘基板和残留物之间产生斥力，从而产生抑制残留物吸附的效果。因此认为，由于配合在研磨液组合物中的化合物中所含的胺的数量越多则越容易带正电荷，因此清洁性提高，但胺化合物的胺的个数增加时，有研磨速度降低的倾向。认为这是由于，胺化合物牢固地吸附于玻璃硬盘基板上而显现保护膜效果，从而导致研磨速度降低。也就是说，为了兼顾清洁性的提高和研磨速度的提高，需要添加含有最佳胺个数的胺化合物。进而，由于胺化合物的存在，可以抑制由研磨时碱金属离子(特别是钠离子)自玻璃硬盘基板溶出而导致的PH值变化，可以维持循环研磨时的研磨速度，即可以提高研磨液组合物在循环研磨中的耐久性。但是，这些推测并不限定本发明。作为本发明中使用的胺化合物，例如可以列举出2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇、2，2’-(亚乙基双亚氨基)双乙醇、N-(2-羟乙基)-N' -(2-氨乙基)乙二胺、2，2’-(2_氨乙基亚氨基)双乙醇、N1，N4-双(羟乙基)二亚乙基三胺、NI，N7-双(羟乙基)二亚乙基三胺、1，3_ 二氨基-2-丙醇等氨基醇；哌嗪、I-甲基哌嗪、3-(1-哌嗪基)-1-丙胺、1-(2-氨乙 基)哌嗪、4-甲基哌嗪-I-胺、I-哌嗪甲胺、4-乙基-I-哌嗪胺、I-甲基-4-(2-氨乙基)哌嗪、I-(2-羟乙基)哌嗪等哌嗪衍生物，从兼顾研磨速度和清洁性的提高的观点以及提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，优选选自由2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇、2，2’-(亚乙基双亚氨基)双乙醇、N-(2-羟乙基)-N' -(2-氨乙基)乙二胺、2，2’ -(2-氨乙基亚氨基)双乙醇、N1，N4-双(羟乙基)二亚乙基三胺、NI，N7-双(羟乙基)二亚乙基三胺、1，3-二氨基-2-丙醇、哌嗪、I-甲基哌嗪、3-(1-哌嗪基)-1-丙胺、1-(2-氨乙基)哌嗪、4-甲基哌嗪-I-胺、I-哌嗪甲胺、4-乙基-I-哌嗪胺、I-甲基-4-(2-氨乙基)哌嗪、以及1-(2-羟乙基)哌嗪组成的组中的胺化合物，更优选为1-(2-羟乙基)哌嗪、1-(2-氨乙基)哌嗪、
2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇、哌嗪，进一步优选为1-(2-氨乙基)哌嗪、2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇，更进一步优选为1-(2-氨乙基)哌嗪、2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇。另外，从防止产生由胺挥发所致的异味和提高操作者的安全性的观点考虑，上述胺化合物在25°C下的蒸气压优选为O. 2mmHg以下，更优选为O. ImmHg以下。作为这种胺化合物，优选例如2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇、1-(2-羟乙基)哌嗪、1-(2-氨乙基)哌嗪。这里，25°C下的蒸气压是指在一定温度下与液相或者固相处于平衡的蒸气相的压力，具体记载在 Handbook of Chemical Compound Data for Process Safty (Carl L. Yaws 著，Gulf Publishing Company 出版)或者 CRC Handbook of Chemistry and Physics 88thEdition(Lide, D. R, (ed)著)中。从提高清洁性的观点以及提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，研磨液组合物中的胺化合物的含量优选为0.001重量％以上，更优选为0. 01重量％以上，进一步优选为0. 05重量％以上。另外，从提高研磨速度的观点考虑，优选为5重量％以下，更优选为4重量％以下，进一步优选为3重量％以下，更进一步优选为0. 5重量％以下，再进一步优选为0. 2重量％以下。即，研磨液组合物中的胺化合物的含量优选为0. 001 5重量％，更优选为0. 01 4重量％，进一步优选为0. 05 3重量％，更进一步优选为0. 05 0. 5重量％，再进一步优选为0. 05 0. 2重量％。另外，研磨液组合物中含有多种胺化合物时，上述胺化合物的含量表示各胺化合物的含量。[酸]本发明的研磨液组合物含有酸。本发明中，酸也可以是盐的形式。作为本发明的研磨液组合物中使用的酸，可以列举出硝酸、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；甲烷二磺酸、乙烷二磺酸、苯酚二磺酸、萘二磺酸等含硫有机酸；2_氨乙基膦酸、I-羟基乙叉基-1，I- 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-ι，ι-二膦酸、乙烧_1，1，2_ 二勝酸、乙烧_1_轻基_1，1，2_ 二勝酸、乙烧-I, 2~ 二竣基_1，2- 二勝酸、甲烧羟基膦酸、2-膦酰基丁烷-1，2- 二羧酸、I-膦酰基丁烷_2，3，4-三羧酸、α -甲基膦酰琥珀酸等含磷有机酸；丙二酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、异柠檬酸、邻苯二甲酸、硝基三乙酸、硝基乙酸、乙二胺四乙酸、草酰乙酸等多元羧酸；乙酸、丙酸、苯甲酸、乳酸、乙醇酸等一元羧酸；谷氨酸、吡啶羧酸(picolinicacid)、天冬氨酸等氨基羧酸等。这些化合物可以单独使用，也可以混合使用。其中，从提高循环研磨中的耐久性的观点、以及提高研磨速度、提高清洁性、以及降低研磨废弃液的污染 的观点考虑，优选含硫有机酸、多元羧酸、一元羧酸、含磷有机酸以及含磷无机酸。作为其具体例，可以列举出甲烷二磺酸、乙烷二磺酸、苯酚二磺酸、萘二磺酸等含硫有机酸；丙二酸、草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸、衣康酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、异柠檬酸、邻苯二甲酸、硝基三乙酸、乙二胺四乙酸等多元羧酸；乙酸、丙酸、苯甲酸、乳酸、乙醇酸等一元羧酸；羟基乙叉基-1，I-二膦酸、膦酰基丁烷三羧酸、乙二胺四亚甲基膦酸等含磷有机酸；磷酸、膦酸、次膦酸、吡啶羧酸、三聚磷酸等含磷无机酸等。其中，从提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，优选选自由多元羧酸、一元羧酸、含磷有机酸以及含磷无机酸组成的组中的酸，更优选为选自由多元羧酸、一元羧酸以及含磷无机酸组成的组中的酸，进一步优选为选自由多元羧酸以及一元羧酸组成组中的酸，更进一步优选为琥珀酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙醇酸、含磷无机酸，再进一步优选为柠檬酸、磷酸、乙醇酸、膦酸、次膦酸、焦磷酸、三聚磷酸，再进一步优选为柠檬酸、乙醇酸。另外，从提高研磨速度、提高清洁性以及降低研磨废弃液的污染的观点考虑，优选无机酸，更优选含磷无机酸，进一步优选磷酸。这些化合物可以单独使用，也可以混合使用，从提高清洁性的观点考虑，优选混合使用柠檬酸和磷酸。柠檬酸和磷酸的优选的混合比(重量比)为O. 05 I 2. 5 1，更优选为O. 2 I 2 I0使用这些酸的盐时，没有特别的限制，具体而言，可以列举出与金属、铵、烷基铵等形成的盐。作为上述金属的具体例，可以列举出属于元素周期表(长周期型)认、18、24、28、3A、3B、4A、6A、7A或者8族的金属。其中，从提高研磨速度及降低粗糙度的观点考虑，优选与属于IA族的金属或者铵形成的盐。从提高研磨速度的观点和提高循环研磨中的耐久性的观点考虑，本发明的研磨液组合物中的酸的含量优选为O. 05重量％以上，更优选为O. I重量％以上，进一步优选为
O.15重量％以上。另外，为了能进一步抑制研磨装置的腐蚀，上述酸的含量优选为10重量％以下，更优选为7. 5重量％以下，进一步优选为5重量％以下。因此，上述酸的含量优选为O. 05 10重量％，更优选为O. I 7. 5重量％，进一步优选为O. 15 5重量％。另夕卜，研磨液组合物中含有多种酸时，上述的酸的含量表示各酸的含量。
从提高研磨速度及清洁性的观点以及提高循环研磨时的耐久性的观点考虑，本发明的研磨液组合物中，上述胺化合物和上述酸的重量比(胺化合物的重量/酸的重量)优选为O. 001 L 0，更优选为O. 005 O. 5，进一步优选为O. 01 O. I。[水]研磨液组合物中的水作为介质使用，可以使用蒸馏水、离子交换水、纯水以及超纯水等。为了使研磨液组合物的处理更加容易，本发明的研磨液组合物中的水的含量优选为55重量％以上，更优选为70重量％以上，进一步优选为80重量％以上，特别优选为85重量％以上。另外，从提高研磨速度的观点考虑，上述水的含量优选为99重量％以下，更优选为98重量％以下,进一步优选为97重量％以下。因此,上述介质的含量优选为55 99重量%，更优选为70 98重量0Z0，进一步优选为80 97重量0Z0，更进一步优选为85 97MM % ο [研磨液组合物的pH值]本发明的研磨液组合物的pH值可以通过调节上述胺化合物以及上述酸的含量来进行适当调节。从防止研磨机的腐蚀及提高操作者的安全性的观点考虑，本发明的研磨液组合物的PH值优选为0.5以上，更优选为1.0以上，进一步优选为1.5以上，更进一步优选为2. O以上。另外，从提高研磨速度的观点考虑，优选为4. O以下，更优选为3. 5以下。因此，研磨液组合物的PH值优选为O. 5 4. 0，更优选为I. O 3. 5，进一步优选为I. 5 3. 5，更进一步优选为2. O 3.5。[其他成分]本发明的研磨液组合物还可以含有杀菌剂、抗菌剂、增稠剂、分散剂、防锈剂等。从研磨特性的观点考虑，这些成分在研磨液组合物中的含量优选为5重量％以下，更优选为3重量％以下，进一步优选为I重量％以下。[研磨液组合物的制造方法]本发明的研磨液组合物可以通过用公知的方法将各成分混合来制备。从经济性的观点考虑，研磨液组合物通常大多制造成浓缩液并在使用时将其稀释。上述研磨液组合物可以直接使用，如果是浓缩液，则也可以稀释后使用。对浓缩液进行稀释时，其稀释倍率没有特定的限制，可以根据上述浓缩液中的各成分的浓度(研磨材料的含量等)、研磨条件等适当确定。研磨液组合物的pH值可以在将上述成分混合后调节成规定的pH值，也可以在混合前分别进行调节。上述PH值的调节可以使用pH值调节剂来进行。[玻璃硬盘基板的制造方法]本发明的玻璃硬盘基板的制造方法(以下也称为“本发明的制造方法”)包括使用本发明的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行研磨的工序。作为本发明的研磨液组合物的研磨对象即玻璃硬盘基板(以下也称为被研磨基板。)，可以列举出铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、经化学强化工序钠被置换为钾的铝硅酸盐玻璃等，从提高研磨速度的观点考虑，优选铝硅酸盐玻璃基板、经化学强化工序钠被置换为钾的铝硅酸盐玻璃，更优选铝硅酸盐玻璃基板。作为铝硅酸盐玻璃基板的构成元素，除了 O (氧)之外，含有最多的是Si (硅)，其次是Al。通常，Si的含量是20 40重量％，Al的含量是3 25重量％，此外，有时还含有Na等，用于硬盘时，从提高研磨速度及维持基板的透明性的观点考虑，Al的含量更优选为5 20重量％，进一步优选为7 15重量％。另外，铝硅酸盐玻璃基板中所含Al含量的测定条件的详细情况如实施例所示。玻璃硬盘基板例如从通过熔融玻璃的模压或者从平板玻璃切取的方法获得玻璃基材的工序开始，经过形状加工工序、端面研磨工序、粗磨削工序、精磨削工序、粗研磨工序、精研磨工序、化学强化工序而制造。化学强化工序也可以在精研磨工序之前实施。另外，有时在各工序之间包括洗涤工序。而且，玻璃硬盘基板在制造方法中经过记录部形成工序而成为磁性硬盘。上述记录部形成工序包括例如形成附着层、软磁性层、基底层、中间层、磁性层、保护层以及润滑层的工序。本发明的制造方法可以包括这些工序。在一个实施方式中，例如，在上述粗磨削工序中使用#400左右的氧化铝磨粒，在上述形状加工工序中使用圆筒状的磨石，在上述端面研磨工序中使用刷子，在上述精磨削工序中使用#1000左右的氧化铝磨粒。但是，本发明不限定于此。粗研磨工序中适合使用氧化铈粒子作为磨粒，精研磨工序中适合使用二氧化硅粒子作为磨粒。本发明的研磨液组合物优选在精研磨工序和/或最终(精)研磨工序中使用。 在各工序后，为了除去玻璃硬盘基板表面的残留物，在含有碱性洗涤剂、中性洗涤齐U、酸性洗涤剂或者超纯水的洗涤槽内进行超声波洗涤。之后，有时包括如下工序用超纯水、IPA(异丙醇)等洗涤，在从超纯水、IPA中提起基板的同时进行干燥，或者通过甩干(spin dry)等来干燥。洗漆工序中也可以进行擦洗(scrub)处理。玻璃硬盘基板要求具有不会发生磁头读写错误的平滑面。即，要求基板表面的平坦性(粗糙度、起伏等)良好、缺陷(残留物等凸起缺陷，划痕、凹坑等凹陷缺陷)少，在基板的制造工序中，研磨工序担负着提高基板表面的平坦性和除去缺陷的作用。因此，研磨工序中精研磨工序特别重要。研磨工序可以利用如下等方式来进行，S卩，向被研磨基板的研磨对象面供给本发明的研磨液组合物，使研磨垫接触上述研磨对象面，边施加规定的压力(载荷)，边移动研磨垫或被研磨基板。研磨工序中的具体的研磨方法可以参照后述的玻璃硬盘基板的研磨方法来进行。另外，上述研磨可以利用以往公知的研磨装置来进行。作为研磨工序中的被研磨基板，例如可以列举出刚经过上述精磨削工序后的玻璃硬盘基板等。本发明的制造方法尤其优选包括使用本发明的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行循环研磨的工序。[循环研磨]本说明书中，循环研磨是指在玻璃硬盘基板的研磨工序中将使用过的研磨液再次投入研磨机中，使研磨液在研磨机内循环而再利用的方法。可以将研磨后的废弃液一次性全部回收后再次投入研磨机,也可以将废弃液一边返回到回收罐一边连续地再次投入研磨机。使用酸性研磨液对玻璃硬盘基板进行研磨时，会发生玻璃硬盘基板中所含的碱金属离子溶出的情况。本发明人发现，碱离子溶出时，研磨液的PH值上升，因此，进行长时间研磨时，会降低研磨速度。此时，如果并用上述酸和胺化合物，则缓冲能力增大，抑制研磨速度降低，能够进行更长时间的循环研磨。使研磨液组合物在研磨机内循环而再利用时，其再利用的次数没有特别的限制，本发明的研磨液组合物适合使用于对玻璃硬盘基板研磨优选10 30次、更优选20 30次的情况。I次研磨是指I个批次的研磨。[玻璃硬盘基板的研磨方法]
作为使用本发明的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行研磨的方法(以下也称为“本发明的研磨方法”。)中使用的研磨装置，没有特别的限制，可以使用具备保持被研磨基板的夹具(承载架芳族聚酰胺制等)和研磨布(研磨垫)的研磨装置。其中，适合使用双面研磨装置。作为研磨垫的材质，可以列举出有机高分子等，作为上述有机高分子，可以列举出聚氨酯等。上述研磨垫的形状优选为无纺布状。例如，粗研磨工序中适合使用绒面(suede)状的聚氨酯制硬质垫，精研磨工序中适合使用绒面状的聚氨酯制软质垫。作为使用该研磨装置的研磨方法的具体例，可以列举出如下研磨方法，S卩，用承载架保持被研磨基板，并用贴附有研磨垫的I对研磨平板夹持，向研磨垫和被研磨基板之间供给本发明的研磨液组合物，并在规定的压力下使研磨平板和/或被研磨基板移动，由此边使本发明的研磨液组合物接触被研磨基板边对被研磨基板进行研磨。 本发明的研磨方法优选包括使上述研磨液组合物存在于研磨垫和被研磨基板之间并在规定的研磨载荷下进行研磨的工序。本发明中，“研磨载荷”是指研磨时从夹持被研磨基板的平板对被研磨基板的研磨对象面施加的压力。有关研磨载荷的调节，只要是通常的研磨装置即可容易地进行调节，例如可以利用对平板、被研磨基板等的空气压、锤的载荷来进行。从提高研磨速度的观点考虑，研磨载荷优选为3kPa以上，更优选为4kPa以上，进一步优选为5kPa以上，更进一步优选为6kPa以上。从能够稳定地进行研磨而不会使研磨机在研磨中发生振动的观点考虑，优选为40kPa以下，更优选为30kPa以下，进一步优选为20kPa以下，更进一步优选为15kPa以下。因此，从维持高研磨速度、能够稳定地进行研磨的观点考虑，优选为3 40kPa，更优选为4 30kPa，进一步优选为5 20kPa，更进一步优选为6 15kPa。上述研磨载荷的调节可以利用对平板、基板等的空气压、锤的载荷来进行。本发明的研磨方法更优选用于精研磨工序。另外，本发明的研磨方法尤其优选包括使用本发明的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行循环研磨的工序。研磨液组合物的供给方法可以使用下述方法等，S卩，用泵等将研磨液组合物的构成成分以预先充分混合的状态供给到研磨垫和玻璃硬盘基板之间的方法；在要进行研磨之前的供给线路内等混合构成成分后进行供给的方法；将二氧化硅粒子的浆液和含有胺化合物的水溶液分别供给到研磨装置中的方法等。从降低成本的观点考虑，对每Icm2被研磨基板的研磨液组合物的供给速度优选为
I.OmL/分钟以下，更优选为O. 6mL/分钟以下，进一步优选为O. 4mL/分钟以下。另外，从能够进一步提高研磨速度的方面出发，上述对每Icm2玻璃硬盘基板的供给速度优选为O. OlmL/分钟以上，更优选为O. 025mL/分钟以上，进一步优选为O. 05mL/分钟以上。因此，上述对每Icm2玻璃硬盘基板的供给速度优选为O. 01 I. OmL/分钟，更优选为O. 025 O. 6mL/分钟，进一步优选为O. 05 O. 4mL/分钟。另外，若为循环研磨的情况，则由于可以再利用研磨液组合物，因此供给流量也可以比上述记载的流量多。实施例[实施例I 10以及比较例I 17]I.被研磨玻璃硬盘基板的制备准备预先用含有氧化铈磨粒的研磨液组合物粗研磨过的铝硅酸盐玻璃基板作为被研磨玻璃硬盘基板。基板中所含的Si的含量为27. I重量％，Al的含量为8. 6重量％，使用ESCA法按照以下的测定条件进行测定。〔 ESCA测定条件〕·样品制备将铝硅酸盐玻璃基板切断为IcmX lcm，放置并固定在碳制双面胶带上。为了除去表面的污垢等，以加速电压2kV进行6分钟Ar溅射，实施ESCA测定。·测定设备ULVAC-PHI，INC.制PHI Quantera SXMX 射线源单色化 Al Ka 射线，I486. 6eV，25W，15kV光束直径100 μ m X射线入射角45°测定范围500X 500 (μ m2)通能280.O (survey)、140. OeV (narrow)步长(Stepsize) I. 00 (survey) >0. 250eV (narrow)测定元素:C、N、0、Na、Mg、Al、Si、S、K、Ti、Zr、Nb电荷补偿中和器(Neutralize!·)及Ar+照射2.研磨液组合物的制备在离子交换水中添加酸(柠檬酸、磷酸、乙醇酸、硫酸或者柠檬酸及磷酸)后，以研磨液总重量的O. I重量％的量分别添加下述胺化合物，再以研磨液总重量的8重量％的量添加胶态二氧化硅粒子(平均粒径25nm，SFl :123，SF2 :109)，调节pH值为3. 0，得到实施例I 10以及比较例I 17的研磨液组合物。另外，柠檬酸、磷酸、硫酸以及乙醇酸的添加量按配合后的PH值为3. O的方式进行适当调节。实施例I 4、实施例10、比较例I
11、比较例16中的柠檬酸的含量为O. 5 2. 5重量％。实施例5 7、比较例12 14中的磷酸的含量为O. I I. O重量％。实施例8、比较例15的柠檬酸的配合量为O. I I. O重量％，磷酸的含量为O. I I. O重量％。比较例17的硫酸的含量为O. I O. 3重量％。实施例9的乙醇酸的含量为O. 2 I. O重量％。另外，实施例8及比较例15中的柠檬酸和磷酸的混合比(重量比)为I. 7 I. O。实施例I 10以及比较例I 17的研磨液组合物中的胺化合物如下所示。实施例1，5 :2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇(日本乳化剂公司制)实施例2，6，8，9，10 :1_(2_羟乙基)哌嗪(日本乳化剂公司制)实施例3，7 :1-(2-氨乙基)哌嗪(东曹公司制)实施例4 :哌嗪(和光纯药工业公司制)比较例1，12，15 17 :无比较例2，13 :丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物钠盐(共聚摩尔比为89/11，重均分子量为2，000，东亚合成公司制)比较例3 :乙胺(和光纯药工业公司制)比较例4 :二乙胺(和光纯药工业公司制)比较例5 :三乙胺(和光纯药工业公司制)比较例6 :三亚乙基四胺(东曹公司制)比较例7 :四亚乙基五胺(东曹公司制)
比较例8,14 :单乙醇胺(Sigma-Aldrich公司制)比较例9 :哌嗪(和光纯药工业公司制)比较例10 :多亚乙基亚胺(SP-003，分子量为300，日本触媒公司制)比较例11 :乙二胺四乙酸盐(Sigma-Aldrich公司制)3.测定方法二氧化硅粒子的平均粒径、二氧化硅粒子的SFl及SF2的测定如下来进行。〔 二氧化硅粒子的平均粒径的测定方法〕利用透射型电子显微镜“ JEM-2000FX” (80kV, I 5万倍，日本电子公司制)，按照该显微镜制造商所附的说明书对含有胶态二氧化硅的样品进行观察，并拍摄 TEM(Transmission Electron Microscope)图像的照片，用扫描仪将该照片以图像数据的形式读取到个人计算机中，使用解析软件“WinROOF ver. 3. 6” (销售商三谷商事)测量各二氧化硅粒子的圆当量直径，求得粒径。由此，求出1000个二氧化硅粒子的粒径后，算出它们的平均值，将该平均值作为平均粒径。〔二氧化硅粒子的SFl及SF2的测定方法〕利用与上述平均粒径的测定方法同样的方法，对含有胶态二氧化硅的样品拍摄TEM图像的照片，用扫描仪将该照片以图像数据的形式读取到个人计算机中，使用与上述同样的解析软件，测量单个粒子的最大粒径和投影面积，算出SFl。由此，求出100个二氧化硅粒子的SFl后，算出它们的平均值，将该平均值作为SF1。在SF2的情况下，使用与上述同样的解析软件，测量单个粒子的周长和投影面积，算出SF2。由此，求出100个二氧化硅粒子的SF2后，算出它们的平均值，将该平均值作为SF2。4.研磨方法使用实施例I 9、比较例I 15的研磨液组合物的研磨在下述的标准研磨试验条件下进行。〔研磨条件〕研磨试验机Speed Fam Corp.制“双面9B研磨机”研磨垫绒面型(厚度为0.9mm、平均孔径为30 μ m)研磨液组合物供给量IOOmL/分钟(对每Icm2被研磨基板的供给速度约0. 3mL/分钟)下平板转速32. 5rpm研磨载荷8.4kPa承载架芳族聚酰胺制，厚度为0. 45mm研磨时间20分钟被研磨基板招娃酸盐玻璃基板(外径为65mm,内径为20mm,厚度为0. 635mm)投入基板张数10张冲洗条件载荷=2. OkPa,时间=2分钟,离子交换水供给量=约2L/分钟对实施例10及比较例16、17进行下述的循环研磨试验，评价研磨液组合物的循环耐久性。〔循环研磨试验〕从投入有研磨液500mL的研磨液供给容器向研磨机供给研磨液，并将研磨后排出的研磨废弃液返回到上述研磨液供给容器内，在使研磨液再次供给到研磨机内的同时进行研磨。循环研磨试验中的研磨条件与上述的〔研磨条件〕相同。第一批使用500mL研磨液投入量进行20分钟研磨，但是因为在研磨中被研磨过I次的研磨液也返回到容器内，因此，第一批的研磨中，返回的研磨液也与投入的研磨液混合，被用于研磨。第二批、第三批都没有重新制备研磨液而用前一批使用过的研磨液进行循环研磨。5.评价方法研磨速度、循环耐久性、基板清洁性以及胺臭的评价如下来进行。〔研磨速度的测定方法〕研磨前后的基板的重量差(g)除以该基板的密度(2.46g/cm3)、基板的表面积(30. 04cm2)以及研磨时间(分钟)，计算出单位时间的研磨量，算出研磨速度(μηι/分钟)。将其结果以将比较例I设为100时的相对值的形式示于下述表I。
〔研磨耐久性的评价I:研磨液组合物在研磨中的pH值变化的测定方法〕用pH计(东京电波工业(株)制)、玻璃式氢离子浓度指数计(“HM-30G”)测定利用上述研磨方法研磨玻璃硬盘基板时研磨前研磨液组合物的pH值以及研磨后废弃液的pH值，计算研磨前后的pH值之差作为研磨中的pH值的变化值，作为循环研磨中的耐久性的评价。另外，PH变化值是正数时，表示pH值增加。将其结果示于下述表I。〔循环耐久性的评价2:研磨速度的测定方法以及pH值变化的测定方法〕算出由上述循环研磨试验得到的第I 3批的各基板的研磨速度。将其结果以将比较例16的第I批的研磨速度设为100时的相对值的形式示于下述表2中。另外，研磨速度的测定方法与上述测定方法相同，相对研磨速度100为O. 63mg/分钟。另外，与上述〔研磨耐久性的评价I〕同样地算出研磨(批次)前后的PH值变化。将其结果示于下述表2。〔基板清洁性的评价残留粒子的测定方法〕将玻璃硬盘基板研磨、洗涤、干燥后，按下述所示的方法测定基板上残留的粒子数。测定设备KLATencor 公司制，0SA6100评价按照上述研磨方法进行研磨的10张基板中，随机选取4张，以IOOOOrpm对各基板照射激光，测定突起缺陷。这4张基板的各两面上的突起缺陷数(个)的总和除以8，算出每个基板面的粒子数。将其结果以将比较例I设为100时的相对值的形式示于下述表I。〔胺臭的评价〕对于表I所示的各研磨液组合物，在室温条件下，利用由3名参与者进行的感官评价按照以下的评价标准评价胺臭。〔评价标准〕N :几乎没有胺臭D :有胺臭[表 I](表υ 胺化含物I酸种类I氮原伯胺仲胺叔胺I研磨速I循环耐久性I残留粒子I胺臭
____^_____度 (pH值变化) 数__
实施例I 2-[ (2-氨乙基)柠檬酸 2 I I O ~β (Γ0629 Ν~
__氨基]乙醇__________
实施例2 I-(2-羟乙基)哌柠檬酸I O I I 89 0^735 Ν~
嗪
实施例3 1-(2-氨乙基)哌柠檬酸I I I 92 0827 Γ~
嗪 实施例4 Wm 柠檬酸] O 2 O 89 ο Tj D-
实施例5 2-[ (2-氨乙基)磷酸 2 I I O 98 0 022 Ν~
__氨基I乙醇__________
实施例6 1-(2-羟乙基)哌磷酸 2 O I I 99 (Η 925 N-
__^__________
实施例7 1-(2-氨乙基)哌磷酸 3 I I 97 OH^ N~
嗪
实施例8 1-(2-羟乙基)哌磷酸/梓 2 O I I 93 OM2 Γ~
嗪檬酸混 合
实施例9 I-(2-羟乙基)哌乙醇酸 2 O I I 92 OM36 N-
嗪
比较例I± 柠檬酸 - - - -0.17100 N
比较例2丙烯酸/丙烯酰柠檬酸':9001680N-
胺-2-甲基丙烷 磺酸共聚物钠 ±卜
JHL
比较例3 ZM 柠檬酸I OO920562 ~
比较例4 二乙胺~柠檬酸IOIO98( 0765 ~
比较例5 三乙胺~柠檬酸 IOOI1000Λ968 ~
比较例6三亚乙基四胺柠檬酸 422O7700421 Γ~
比较例7四亚乙基五胺柠檬酸]23O720^323N-
比较例8 单乙醇胺柠檬酸I OO98Μ971D-
比较例9 柠檬酸 IOIO10200961 ~
比较例10多亚乙基亚胺柠檬酸 -700Λ323 Γ~
比较例11乙二胺四乙酸柠檬酸IOO289OlI93 Γ~
比较例 Π % Mm 110505102 N-
比较例13丙烯酸/丙烯酰磷酸 96 02088 N-
胺-2-甲基丙烷 磺酸共聚物钠
上卜
JHL
比较例14 单乙醇胺 mm I O O Ιο ( 70 D-
比较例 15 磷酸/柠二 1 103 020 101 Ν~
檬酸混
合[表2]
权利要求
1.一种玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其为含有胺化合物、酸、二氧化硅粒子和水的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物选自由氨基醇、哌嗪及哌嗪衍生物组成的组，该胺化合物的分子内具有2个或3个氮原子，其中至少I个为伯胺或者仲胺。
2.根据权利要求I所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物选自由2-[(2_氨乙基)氨基]乙醇、2，2’_(亚乙基双亚氨基)双乙醇、N-(2-羟乙基)-N' -(2-氨乙基)乙二胺、2，2’ -(2-氨乙基亚氨基)双乙醇、NI, N4-双(羟乙基)二亚乙基三胺、NI，N7-双(羟乙基)二亚乙基三胺、1，3_ 二氨基-2-丙醇、哌嗪、I-甲基哌嗪、3-(1-哌嗪基)-1_丙胺、I-(2-氨乙基)哌嗪、4-甲基哌嗪-I-胺、I-哌嗪甲胺、4-乙基-I-哌嗪胺、I-甲基-4-(2-氨乙基)哌嗪及1-(2-羟乙基)哌嗪组成的组。
3.根据权利要求I或2所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物选自由2-[(2-氨乙基)氨基]乙醇、I-(2-氨乙基)哌嗪以及1-(2-羟乙基)哌嗪组成的组。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述酸为选自由多元羧酸、一元羧酸、含磷有机酸及含磷无机酸组成的组中的酸。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述酸为选自由多元羧酸及一元羧酸组成的组中的酸。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物在25°C下的蒸气压为O. 2mmHg以下。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物的pH值为O. 5 4. O。
8.根据权利要求I 7中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述二氧化硅粒子是胶态二氧化硅粒子。
9.根据权利要求I 8中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述二氧化娃粒子的平均粒径为5 200nm。
10.根据权利要求I 9中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物中的所述胺化合物的含量为O. 001 5重量％。
11.根据权利要求I 10中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物中的所述酸的含量为O. 05 10重量％。
12.根据权利要求I 11中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物中的所述二氧化硅粒子的含量为I 20重量％。
13.根据权利要求I 12中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述研磨液组合物中，所述胺化合物和所述酸的重量比即胺化合物的重量/酸的重量为O. 001 I. O。
14.根据权利要求I 13中任一项所述的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述玻璃硬盘基板为铝硅酸盐玻璃基板。
15.—种玻璃硬盘基板的制造方法,其包括使用权利要求I 14中任一项所述的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行循环研磨的工序。
16.根据权利要求15所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中，对每lcm2玻璃硬盘基板的所述研磨液组合物的供给速度为O. 01 I. OmL/分钟。
17.根据权利要求15或16所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中，所述循环研磨中的研磨载荷为3 40kPa。
18.根据权利要求15 17中任一项所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中，所述玻璃硬盘基板为招娃酸盐玻璃基板。
19.一种玻璃硬盘基板的研磨方法,其包括使用权利要求I 14中任一项所述的研磨液组合物对玻璃硬盘基板进行循环研磨的工序。
全文摘要
本发明提供一种玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其能够同时实现高研磨速度和高清洁性、并且能够在循环研磨中长时间维持高研磨速度。在一个实施方式中，本发明涉及一种玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其为含有胺化合物、酸、二氧化硅粒子和水的玻璃硬盘基板用研磨液组合物，其中，所述胺化合物选自由氨基醇、以及哌嗪及其衍生物组成的组，该胺化合物的分子内含有2个或3个氮原子，其中至少1个为伯胺或仲胺。
文档编号G11B5/84GK102834480SQ20118001836
公开日2012年12月19日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月26日
发明者土居阳彦 申请人:花王株式会社