JPH03277683A - 精密研磨用組成物 - Google Patents

精密研磨用組成物

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JPH03277683A
JPH03277683A JP2079940A JP7994090A JPH03277683A JP H03277683 A JPH03277683 A JP H03277683A JP 2079940 A JP2079940 A JP 2079940A JP 7994090 A JP7994090 A JP 7994090A JP H03277683 A JPH03277683 A JP H03277683A
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JP
Japan
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polishing
alumina
polishing composition
average primary
precision polishing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2079940A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Umezaki
梅崎 博
Yoshiaki Takeuchi
美明 竹内
Koji Yamamoto
浩二 山本
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、研磨用組成物に関する。更に詳細には、磁気
ディスク基板、StやGaAs等の半導体基板、薄M磁
気ヘッド基板、単結晶材料、金属、セラミツ゛クスガラ
ス、合成樹脂材料等の精密研磨に用いられる研磨用組成
物に関する。
〈従来の技術) 現在、精密研磨、鏡面研磨が行なわれる材料は光学、エ
レクトロニクス、オプトエレクトロニクス等の産業の進
展に伴ない非常に多彩となり、半導体基板、酸化物単結
晶、ガラス、金属、合成樹脂等、その種類は多岐にわた
っている。
そして加工精度の要求も厳しくなり、ナノメーターオー
ダーの表面粗さや無歪の鏡面が要求される一方で、加工
能率や生産性、すなわち研磨速度の向上も求められてい
る。
遊離砥粒を用いるラッピング及びボリシング加工は、精
度の得られる加工法として古くから行なわれており、ア
ルミナ、シリカ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸
化鉄、酸化クロム、炭化ケイ素、ダイヤモンド等が砥粒
として用いられてきた。
なかでもアルミナは、硬度が高く優れた研磨能を有し、
また入手しやすい材料であることから、溶融アルミナ、
仮焼アルミナともに広く研磨材用砥粒として使用されて
きた。
従来精密仕上げを目的とする研磨には、平均1次粒子径
が約111m以下のアルミナ粉末が用いられてきた。
しかしながら、これらアルミナ粉末は実質的には所望す
るよりも大きな凝集粒、粗大粒の混在が見られ、研磨面
にピットや深いスクラッチ等の表面欠陥を発生せしめる
との不都合があった。
かかる不都合を改善するために、平均1次粒子径の小さ
な(一般に0.5μm以下)アルミナ粉末を用いて研磨
を行なうことが考えられるが、通常アルミナの粒径が小
さくなると、研磨力が下がり研磨に長時間を要する。
また荒研磨の後、微粒子径アルミナを用いて仕上げ研磨
を行なうという二段階研磨も知られてはいるが、工程上
作業能率が低下するという不都合があった。
かかる研磨面の仕上げ性の改良、研磨能率の向上の観点
から加工対象物に応じて、研摩促進剤を配合するとの発
明が提案されている。
例えば、特公昭53−3518号公報には硝酸アルミニ
ウム等の酸化性研磨促進剤を用いたプラスチック製品の
研磨用組成物、特公昭64−436号公轢には、硫酸ニ
ッケルを研磨促進剤に用いた中性ないし弱酸性の、プラ
スチック製品やメモリーハードデ、イスク用の研磨用組
成物、特開昭62−236669号公報には、硫酸、硝
酸、リン酸等の酸または酸性塩を添加した磁気ディスク
用サブストレート用の研磨剤、特開平1−121163
号公報には、トリエタノールアミンカルボン酸塩と、ト
リエタノールアミン塩酸塩の研磨促進剤からなる弱アル
カリ性のアルミ磁気ディスク研磨用組成物等が開示され
ている。
しかしこれらの研磨促進剤は、限定された研磨対象物に
対してしか有効に作用せず、またそれぞれ酸性またはア
ルカリ性の促進剤であるため、研摩機や治具、また作業
者の手等を害したり、さらには廃水処理上の不都合をも
少なからず有しており、研磨材粉末自体の改善により研
磨面仕上げ性及び、研磨能率の向上が望まれていた。
〈発明が解決しようとする課題) かかる事情に鑑み、本発明者等は研磨能率が高く、かつ
面粗度が小さく、表面欠陥のない、研磨面が得られるア
ルミナ含有、水性研摩組成物を得るべく鋭意検討した結
果、特定の物性を有するアルミナ粉末を使用した場合に
は、前記目的を全て満足した研磨組成物が得られること
を見出し、本発明を完成するに至った。
く課題を解決するための手段) すなわち、本発明は、平均1次粒子径が0.35μm以
下、α相含有率が95%以上で、形状が角状であるアル
ミナを水性媒体中に含有してなる精密研磨用組成物を徒
供するにある。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明において用いられるアルミナは、平均1次粒子径
が約0.35μm以下、α相含有率が約95%以上であ
り、形状が角状であるアルミナである。
アルミナ粉末の平均1次粒子径は、約0.35μm以下
が必須であり、好ましくは約0.05μm〜約0.30
μmである。
平均1次粒子径が約0.35μmより太き(なると、研
磨面にマイクロスクラッチが発生しやすくなり、面粗度
が大きくなる。
また、粒子径があまり小さいと、水性媒体中での分散が
困難で、分散不十分となり、凝集粒子により、やはりマ
イクロスクラッチやオレンジピールが発生しやすくなる
また、本発明において用いられるアルミナ粉末のα相含
有率は約95%以上が必須である。
アルミナの結晶形には、硬度の高いα相の他に、一般に
表面積が大きく微粒子であるσ、δ、θ、p1χ、に相
等のいわゆる中間アルミナが存在する。
硬度の高いαアルミナの含有率が約95%より小さいと
、研磨速度が小さくなったり、また、微粒子である中間
アルミナは水性媒体中での分散が不良であるため、凝集
をおこしやすくオレンジビールを発生しやすくするとの
不都合を生じる。
本発明において用いられるアルミナ粉末の形状は、角状
であることが必須である。
角状であることの定義は定置的でないが、透過電子WA
徽鏡等において粒子形状を観察した場合、粒子のエツジ
部分が明らかに角状に観察される状態を指すものである
形状が角状であることにより、平均1次粒子径が0,3
5μm以下という微粒子でありながら、高い研磨力を有
することが可能になる。
かかるアルミナは、アルミナ水和物や中間アルミナの仮
焼や、アルミニウム含有化合物の熱分解、あるいは水熱
合成等の公知の方法によって得ることができるが、特に
有機アルミニウムの加水分解によって得られたアルミナ
水和物を約り150℃〜約1300℃の均一な温度条件
下で仮焼したものが好適に使用される。
本発明による研磨用組成物は、水、好ましくは純水に、
かかるアルミナを約2〜約30重量%分散、懸濁させた
スラリーであり、p H7〜10の中性または弱アルカ
リ性のスラリーである。
研磨対象により、必要に応じてメカノケミカル研磨を促
進する研磨促進剤や、pH調節剤を添加することもでき
る。
〈発明の効果〉 以上詳述した本発明の研磨用組成物は、従来の研磨用組
成物を用いる場合と同様に、工作物とその表面を摺動す
る研磨バットの間に、本発明の研磨用組成物を用いるの
みで、面粗度が小さく、表面欠陥の極めて少ない磁気デ
ィスク基板、半導体基板、金属セラミック材料等の精密
研磨を可能ならしめたものでその工業的価偵は頗る大で
ある。
〈実施例) 以下に、本発明を実施例を用いて更に具体的に説明する
が、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
尚、本発明において、分析は以下の方法によった。
平均1次粒子径:アルミナ粉末の走査型電子!J微鏡写
真より粒径(長径 α相含有率 形状 表面粗さ 表面観察 と短径の平均)を読み、累 積度数分右図を作成、これ より中心粒径を求め、平均 1次粒子径とした。
:α−A l * Oxのアルミナの 粉末X&?!回折測定により( 116)面回折線の積分強 度をあらかじめα−アルミ ナ含有量の規定されたθ /α−混合アルミナの回折 線の積分強度により、規格 化することにより求めた。
:アルミナ粉末の透過型電子 顕微鏡写真(4万倍、10 万倍)により観察した。
:小板研究所製 サーフコー ダー ET−30HKによ り、非接触式触針HIPO SSを用いて測定した。
:研磨面を、微分干渉顕微鏡 によりマイクロスクラッチ、 オレンジピール、ピント、 モジュールの有無を観察( 100倍、400倍)した。
研磨速度   ;研磨前、研磨後の工作物の厚みをマイ
クロメーターに より測定し、研磨量を研磨 時間で除して研磨速度を求 めた。
目視観察   :研磨面を目視観察し、鏡面が生成して
いるがどうが判 定した。
実施例1 工作物として、外径3.5インチ、N1−P層の膜厚1
7μm、研磨前の表面粗さRaO,01#m、 RII
AI 0.08 pmの無電解Ni −Pメツキを施し
たアルミ磁気ディスク基板を、4ウ工イ式の両面ボリン
シングマシン(定盤径 640φ)を使用し、研磨パッ
ドには、スウエドタイプのパッド(ポリテックス)を用
い、下定盤回転数4Qrpm、加工圧カニ80g/cm
、スラリー供給量80m1/分の条件で10分間研磨し
た。
研磨材スラリーは、アルミナ研磨材として有機アルミニ
ウムの加水分解法により得た水酸化アルミニウムを焼成
して得た平均1次粒子径0゜25μm、α相含有率10
0%の角状アルミナ5重量部を、純水95重量部に懸濁
したものを用いた。
研磨後、研磨速度、研磨面の長面粗さ、マイクロスクラ
ッチ、オレンジビールの有無について調べた。
その結果を第1表に示す。
実施例2、比較例1−3 実施例1の方法において、アルミナ粉末を第1表に示す
物性のアルミナ粉末に代えた他は、実施例1と同様に、
無電解N1−Pメツキを施したアルミディスク基板の研
磨を行なった。
その結果を第1表に示す。
実施例3 片面ポリッシングマシンに、スウエードタイブの研磨パ
ッドを装着し、シリコンウェハーの研磨を行なった。
加工圧力100g/csl、ウェハーと研磨バンドの相
対速度60m/分とし、研磨材スラリーとして平均1次
粒子径0.17μm、α相含有率100%の角状アルミ
ナ2重量部を、純水98重量部に懸濁したものを100
m1/分の速度で供給し、10分間研磨を行なった。
結果を第2表に示す。
研磨面を目視観察したところ、高度な鏡面仕上がりを示
していた。
実施例4−6 実施例3の方法において、工作物を第2表に示すガリウ
ムヒ素化合物半導体基板、窒化アルミニウム基板、チタ
ン基板等に代えて研磨を行なった。
その結果を第2表に示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平均1次粒子径が0.35μm以下、α相含有率
    が95%以上で、形状が角状であるアルミナを水性媒体
    中に含有してなる精密研磨用組成物。
  2. (2)アルミナが、有機アルミニウム化合物の加水分解
    によって得られたアルミナ水和物を仮焼して得られたア
    ルミナであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の精密研磨用組成物。
JP2079940A 1990-03-27 1990-03-27 精密研磨用組成物 Pending JPH03277683A (ja)

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