JPH1036818A - ハードディスク基板の研磨用組成物及びこれを用いた研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削速度を向上し、高精度、高品質な研磨面
が得られるハードディスクの研磨用組成物を提供する。 【解決手段】 下記成分（Ａ）〜（Ｄ）を含み、成分
（Ｂ）研磨材の平均粒径が２．０μｍ以下であり、か
つ、一次粒子状態に分散処理されてなるハードディスク
基板の研磨用組成物。 （Ａ）水 （Ｂ）研磨材 （Ｃ）アルミニウム塩類及びニッケル塩類から選ばれる
無機塩類 （Ｄ）研削油 全組成物の１〜１０重量％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコンピュータシステ
ムの外部記憶装置に使用されているハードディスク用基
板（メモリーハードディスク）の表面を迅速かつ高品質
の鏡面に研磨するハードディスク基板の研磨用組成物及
びそれを用いたハードディスク基板の研磨方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置に使用されてい
るハードディスクは、大容量化、高密度化が進み、磁性
媒体は従来の塗布型媒体からスパッタリングやメッキ法
による薄膜媒体へと移行している。ハードディスクは一
般的にアルミ合金等の基板を鏡面研磨加工し、その上に
ＮｉＰ層等を設けてポリシング等を行い、さらに磁性
層、保護層等を設けて製造される。

【０００３】この層の製造の間にテキスチャリングを行
っているが、近年の高密度化に伴い、ヘッドの浮上・着
陸するためのゾーンと実際に記録するためのゾーンとを
機能的に分離する傾向にあり、基板上の記録部分はより
一層の平坦化が望まれている。また、ハードディスクへ
の情報の記録／再生は磁気ヘッドを介して行い、その際
ハードディスクは高速で回転し該ヘッドを浮上させてハ
ードディスクとの間に微小な間隙を生じせしめる方式が
とられているが、近年、高密度化に伴ないハードディス
クと磁気ヘッドとの間隔、即ちヘッド浮上量はますます
小さくなってきており、最近では０．１μｍ以下になっ
ている。

【０００４】このように、ヘッド浮上量が著しく微少に
なるとハードディスク面上の突起によるヘッドクラッシ
ュが厳しくなり、メモリーハードディスク表面の磁性媒
体や磁気ヘッドを損傷させることがある。また、ヘッド
クラッシュに至らないような微小な突起でも突起部の磁
気特性の乱れによって情報の読み書きの際の種々のエラ
ーの原因になりやすい。

【０００５】従って、磁性媒体を形成する前のメモリー
ハードディスク基板の研磨工程で突起の発生を防ぐこと
が重要であり従来から鏡面加工時における研磨方法や研
磨液についての検討がなされてきた。従来、ハードディ
スクに対する研磨液としては、水に酸化アルミニウム等
からなる研磨材を懸濁した研磨スラリーや水とアルミナ
質の研磨材と水溶性のバインダー樹脂を混合して、スラ
リー状にしたもの等がある（特開平６−３３０４２）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように近年のハードディスクの高密度化に伴い、従来
以上に突起が少ない高品質なハードディスク表面の要求
が強くなってきており、従来の研磨用組成物では、これ
に応えるに足りる表面を得ることが困難である。そこ
で、従来よりも研磨用組成物中での研磨材の分散性及び
分散安定性を向上した研磨用組成物が必要になってきて
いる。ここで分散とは、研磨材粒子の製造時に生じた凝
集によって生じた二次粒子を本来の研磨材粒子の一次粒
子の状態まで解す工程である。

【０００７】また、先にも述べたように従来よりもより
微粒子化した研磨材を使う必要が出てきているが、微粒
子研磨材を使用すると研磨速度が著しく低下してしま
い、工業的な使用に適しない。本発明はこれらを解決す
るため、種々の金属塩の添加を検討したが、ハードディ
スク基板に対する腐食性の強い金属塩を使用すると研磨
速度の向上は著しいが、研磨中に、スクラッチ傷とかピ
ットの生成を引き起すことが判明した。そこで、さらに
検討を重ねたところ、ハードディスク基板の腐食を起こ
さない金属塩類を選択し、添加することにより、欠陥を
生じさせることなくメカノケミカル効果によって研磨速
度を向上し得ることを発見した。

【０００８】また、研磨材分散液のみで研磨を進行させ
ると基板表面上に研磨による浅い傷や滑らかに研磨材が
滑らないことにより、引っ掛かり傷が生じてしまう。そ
こで、このような問題について検討したところ、研削油
を添加することにより研磨表面の改善が出来ることが分
かったが、ただ単に添加しただけでは不十分であること
が判明した。つまり添加量が少なすぎると研磨粒子を上
手く滑らすことが出来ない。逆に、添加量が多すぎると
研磨表面の仕上がりは良好だが、研磨速度が著しく低下
することと研磨処理後の洗浄において研削油が十分洗浄
出来なくなる問題が生じることが判明した。そこで、本
発明は、微粒子研磨材分散液の研削速度を向上し、さら
に高精度、高品質な研磨面が得られるハードディスクの
研磨用組成物を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するためになされたもので、下記成分（Ａ）〜（Ｄ）
を含み、成分（Ｂ）研磨材の平均粒径が２．０μｍ以下
であり、かつ、一次粒子状態に分散処理されてなるハー
ドディスク基板の研磨用組成物、及び、 （Ａ）水 （Ｂ）研磨材 （Ｃ）アルミニウム塩類及びニッケル塩類から選ばれる
無機塩類 （Ｄ）研削油 全組成物の１〜１０重量％ 上記の研磨用組成物を研磨布に担持させて、ハードディ
スク基板のＮｉ−Ｐメッキ面を研磨することを特徴とす
るハードディスク基板の研磨方法を提供するものであ
る。

【００１０】本発明者らは無機塩類を研磨材分散液に添
加することにより、微粒子研磨材分散液を使用した際に
もメカノケミカル効果によって研磨速度を向上させた。
しかしながら、ただ単に無機塩類を添加しただけでは、
ハードディスク基板の腐食を引き起こしてしまうとの観
点からさらに鋭意検討したところ、研磨速度の向上が期
待出来、かつ基板に対する腐食性の少ないアルミニウム
塩類および／またはニッケル塩類を使用することにより
研磨速度を向上可能であることを見出し本発明に至っ
た。

【００１１】さらに本発明者らは微粒子研磨材を使用し
た分散液を用いた研磨を行なっても微粒子研磨材を滑ら
かに滑らせた状態で基板表面に接触させなければ、基板
上に浅い傷や研磨材の引っ掛かり傷を引き起こしてしま
うとの観点から研削油について検討を行なった。しかし
ながらただ単に研削油を添加したのみでは十分な効果が
発揮されないことが判明した。つまり、添加量が少ない
と研磨面の仕上がりが不十分であり、多すぎると研磨速
度の著しい低下を引き起こして工業的でないことと、基
板加工後の洗浄が難しくなってしまうことが判明した。
そこで本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、研磨用
組成物に対して１−１０ｗｔ％の範囲で添加すれば、研
磨速度を著しく低下させることなく高精度の研磨面が得
られることを見出したものである。また、この研磨用組
成物を使用することにより研磨能率が高く、高精度、高
品質なハードディスク研磨面が得られることを見いだし
たものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る研磨用組成物を構成
する研磨材としては、従来からこの分野で用いられてい
るものを用いることができる。研磨材の硬度はモース硬
度で４〜１０であることが好ましく、また、研磨材の比
表面積は０．１〜５０ｍ² ／ｇが好ましい。研磨材の平
均粒径（数平均）は、２．０μｍ以下、好ましくは０．
０２〜２μｍ、更に好ましくは０．１〜２．０μｍの範
囲が用いられる。

【００１３】通常用いられる研磨材は酸化セリウム、ア
ルミナ、シリカ、クロミア（Ｃｒ₂Ｏ₃ ）、炭化ケイ素
（ＳｉＣ）などであるが、特にアルミナを用いるのが好
ましい。一般に研磨材には、大きな粒子を破砕し更に所
望の粒度に分級して得られる破砕タイプのものと、コロ
イド溶液から生成させる球状タイプのものとがあり、そ
れぞれ特徴を有している。

【００１４】例えば同一の粒径で比較した場合、破砕タ
イプのものは球状タイプのものに比して比表面積が大き
く、且つ研磨速度も大きい。研磨材は、研磨用組成物の
用途に応じて選択するのが好ましく、例えばＮｉ−Ｐメ
ッキ面のポリッシングにアルミナ又はシリカ粒を用いる
場合には、平均粒径が２．０μｍ以下、好ましくは０．
０２〜２μｍで、破砕タイプのものでは比表面積が１５
〜５０ｍ² ／ｇ、球状タイプのものでは１〜１０ｍ² ／
ｇのものが好ましい。またポリッシングに引続くテクス
チャリングに用いる場合には平均粒径が０．１〜２．０
μｍで、破砕タイプのものでは比表面積が３〜３０ｍ²
／ｇ、球状タイプのものでは０．１〜２ｍ² ／ｇのもの
が好ましい。

【００１５】研磨材は、研磨能率及び得られる研磨面の
性状よりして、研磨用組成物の１．０重量％以上を占め
るのが好ましい。しかし２０重量％を超える多量の砥粒
を存在させても、それによる利点は特に認められず、逆
に徒らに研磨材を消費して不経済となる。研磨用組成物
全体に占める研磨材の好適な比率は１〜２０重量％、好
ましくは３〜１５重量％、更に好ましくは４〜１０重量
％である。

【００１６】本発明は、アルミニウム塩類及びニッケル
塩類から選ばれた無機塩類が添加される。アルミニウ
ム、ニッケルの塩類としては、硝酸、塩酸、硫酸、リン
酸、チオ硫酸、蟻酸等の塩あるいはハロゲン化物が使用
できる。無機塩類の添加量は研磨用組成物の０．０５〜
５重量％、好ましくは０．１〜３重量％とされる。

【００１７】無機塩類が０．０５重量％未満のときは充
分な効果が発現せず、また、５重量％を越えるときは増
量に伴なう効果の向上がなく経済的に不利となる。研削
油とは、研磨材を分散させると共に潤滑作用、浸透作用
及び研磨材の自生現象を促進させるためのもので研削油
自体は公知のものを使用することができる。

【００１８】本発明において研削油としては界面活性剤
が好ましく、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活
性剤、両性界面活性剤あるいは非イオン系界面活性剤を
用いることができる。また、研磨パッドへの研磨材分散
液の湿潤等を向上するためにグリコール成分を添加する
ことができる。グリコール成分としてポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール及びポリ（オキシエ
チレン−オキシプロピレン）、あるいはこれ等の誘導体
から選ばれた少なくとも１種類を使用出来る。

【００１９】研削油の使用量としては、少な過ぎると摩
擦低減効果が少なく表面傷等が入り、多すぎると研磨速
度が著しく低下することから、研磨用組成物の１〜１０
重量％が望ましい。また、粘度の調整を目的として、水
溶性樹脂を添加することができる。具体的には、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニル酢酸の部分ケン化樹脂、ポ
リアクリル酸およびポリアクリル酸塩、水溶化ポリウレ
タン、水溶化エポキシ樹脂等が使用出来る。分子量とし
ては、数平均分子量１０００〜１５００００のものが使
用可能であるが、特に１００００〜８００００が好まし
い。

【００２０】研磨用組成物の粘度は特に制限されるもの
ではないが、一般には１０〜６０，０００センチストー
クス、好ましくは１０〜３０，０００センチストークス
程度とされる。また、混合時やポンプ等の送液時に気泡
を生じた時には、一般的な消泡剤を併用出来、ＨＬＢが
１〜５程度の流動パラフィン等の鉱油系消泡剤、動植物
油、ひまし油などの油脂系消泡剤、オレイン酸、ステア
リン酸等の脂肪酸系消泡剤、ジエチレングリコールラウ
レート、ソルビトールモノレウレート、ポリオキシエチ
レンモノラウレート、天然ワックス等の脂肪酸エステル
系消泡剤、オクチルアルコール、アセチレンアルコー
ル、アセチレングリコール類、グリコール類、ポリオキ
シアルキレングリコール等のアルコール系消泡剤、アク
リレートポリアミン、ポリオキシアルキレンアミド等の
アミド系消泡剤、リン酸トリブチル、オクチルリン酸ナ
トリウムなどのリン酸エステル系消泡剤、ステアリン酸
アルミニウム、オレイン酸カルシウムなどの金属セッケ
ン系消泡剤、ジメチルシリコーン油、シリコーンエマル
ション、有機変性ポリシロキサン、フルオロシリコーン
油などのシリコーン系消泡剤が使用可能である。このう
ち研磨液に最適と考えられるものとしては、脂肪酸エス
テル系消泡剤、アルコール系消泡剤、シリコーン系消泡
剤を挙げることができる。

【００２１】上述の成分（Ｂ）〜成分（Ｄ）は、成分
（Ａ）水及び他の付加的成分と共に混合され、成分
（Ｂ）研磨材が分散するように分散処理が行なわれる。
分散処理とは、研磨材の製造時に生じた二次粒子を一次
粒子の状態に解きほぐす処理を意味し、粒子の殆どを一
次粒子状態とする。分散処理は通常サンドミル等の機械
的分散によって行なわれるが、分散剤を添加することが
好ましい。

【００２２】分散剤としては、グリセリンエステル、ソ
ルビタンエステルなど脂肪酸とアルコール性水酸基を有
する化合物とのエステル、ポリオキシエチレンアルキル
エーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテ
ルなどポリオキシアルキレン鎖を有する化合物、脂肪酸
アミド、アルキルエーテルリン酸など、常用の種々のも
のを用いることができる。

【００２３】本発明に係る研磨用組成物を用いるハード
ディスク基板の研磨は、常法により行なうことができ
る。代表的な方法では研磨布（研磨パッド）に本発明に
係る研磨用組成物を供給しつつ、この研磨布を５０〜３
００ｒｐｍで回転しているハードディスク基板のＮｉ−
Ｐメッキ面等に接触させることにより研磨が行なわれ
る。本発明に係る研磨用組成物を用いることにより、能
率よく研磨を行なうことができ、かつスクラッチ傷や突
起の非常に少ない研磨面を容易に得ることができる。

【００２４】

【実施例】

実施例１ 研磨材 平均粒子径０．４５μｍのアルミナ粉末（α−Ａｌ₂ Ｏ₃ 純度９８％以上）フ ジミインコポレーション社製 ＷＡ２００００ １０重量部 分散剤 高分子量分散剤 ２重量部 （平均分子量１×１０⁴ 、カルボキシル基を有する炭化水素鎖部分とポリオキ シアルキレン鎖部分との重量比９：１、ポリオキシアルキレン鎖はエチレンオキ シドとプロピレンオキシドとの７７：２３（重量比）の共重合体、極性基の含有 量は分子当たり約１０個） 水 １００重量部

【００２５】上記成分をサンドミルで１時間分散処理
し、研磨材分散液とした。この研磨材分散液１００重量
部に対し無機塩類として硝酸アルミニウム０．５重量部
と研削油としてユシロ化学製研削油ＷＳ７Ｂ ３．０重
量部を加えて更にサンドミルで１時間攪拌することによ
り研磨用組成物を調整した。この研磨用組成物を用いて
下記の条件でハードディスク基板の研磨を行い表面に発
生するスクラッチを観察した。

【００２６】 研磨機 研磨機 両面ポリシングマシン（９Ｂタイプ） 研磨パッド スウエードタイプポリシングパッド ディスク Ｎｉ−Ｐメッキディスク、３．５インチφ、５枚 研磨条件 研磨時間 ５分間研磨した。研磨量：５分間研磨し、１分間当たりの 研磨量を求める。 回転数 ６０ｒｐｍ（下定盤回転数） 加工圧力 １００ｇ／ｃｍ² スラリー供給量 １００ｍｌ／分

【００２７】なお、研磨面の特性評価として、研磨後の
ハードディスク基板５０枚の顕微鏡観察を行いスクラッ
チ傷の個数を求めた。また、ＴＥＮＣＯＲ社Ｐ−１２を
使用して基板表面の表面粗度を測定した。表面粗度の測
定は、測定長２４０μｍ、フィルター１．４〜８０μｍ
で行なった。研磨用組成物中の研磨材の分散性は、研磨
用組成物中の研磨材の平均粒径を堀場製作所製ＬＡ５０
０で測定した。研磨量は、研磨前後のハードディスク基
板の重量変化を精密天秤を使用することにより測定し
た。表１に示すように研磨用組成物中の研磨材の平均粒
径は０．３７μｍであり、一次粒子分散であることが確
認された。

【００２８】実施例２ 実施例１において無機塩類を硝酸ニッケルとした以外は
実施例１と同一とした。

【００２９】実施例３ 実施例１において無機塩類を硫酸アルミニウムとした以
外は実施例１と同一とした。

【００３０】実施例４ 実施例１において無機塩類を硫酸ニッケルとした以外は
実施例１と同一とした。

【００３１】実施例５ 実施例１において研削油の使用量を１０重量部とした以
外は実施例１と同一とした。

【００３２】比較例１ 実施例１において研磨用組成物を調整する際に、サンド
ミルで１時間攪拌する代わりにスターラーを用いて６０
０ｒｐｍで１時間攪拌することにより混合したこと以外
は実施例１と同一とした。尚、研磨用組成物中の研磨材
の平均粒径は１．００μｍであり、充分に分散されては
いなかった。

【００３３】比較例２ 実施例１において研磨速度の向上には良いが、ハードデ
ィスク基板に対する腐食性の高い塩化鉄（III)とした以
外は実施例１と同一とした。

【００３４】比較例３ 実施例１において研削油を除いた以外は実施例１と同一
とした。

【００３５】比較例４ 実施例１において研削油使用量を２０重量部とした以外
は実施例１と同一とした。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明のメモリーハードディスクの研磨
用組成物によれば、従来の研磨用組成物に比べて微粒子
の研磨材粒子を用いても十分な研磨速度を得られ、なお
かつ基板上にスクラッチおよび微少突起の非常に少ない
研磨面を得ることが出来るので、最近のより一層の高密
度化に必要な精度の高い研磨面品質が実現できる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記成分（Ａ）〜（Ｄ）を含み、成分
   （Ｂ）研磨材の平均粒径が２．０μｍ以下であり、か
   つ、一次粒子状態に分散処理されてなるハードディスク
   基板の研磨用組成物。 （Ａ）水 （Ｂ）研磨材 （Ｃ）アルミニウム塩類及びニッケル塩類から選ばれた
   無機塩類 （Ｄ）研削油 全組成物の１〜１０重量％
2. 【請求項２】 研磨材の平均粒径が２μｍ以下であり、
   添加量が１〜２０重量％である請求項１記載の研磨用組
   成物。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の研磨用組成物を研
   磨布に担持させて、ハードディスク基板のＮｉ−Ｐメッ
   キ面を研磨することを特徴とするハードディスク基板の
   研磨方法。
4. 【請求項４】 請求項１又は２に記載の研磨用組成物を
   研磨布に担持させて、ハードディスク基板のＮｉ−Ｐメ
   ッキ面にテキスチャリングを施すことを特徴とするハー
   ドディスク基板の研磨方法。