(57)【要約】      （修正有）【課題】水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の主表面を研磨するときに、水酸化セリウムの研磨砥粒をガラス基板に付着しにくくすることができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の表面を研磨する研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位が同符号である状態で研磨処理を行う。【選択図】図１
2015011735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の表面を研磨する研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
前記水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位と前記ガラス基板のゼータ電位が同符号である状態で前記研磨処理を行うことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の表面を研磨する研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
前記水酸化セリウムの研磨砥粒は、前記ガラス基板に付着し難くなるように砥粒表面の電荷が調整されており、
前記研磨処理の後に、前記ガラス基板表面に付着した研磨砥粒を除去する洗浄処理を有する
ことを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記研磨液を循環させながらガラス基板の研磨処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記研磨液はアルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記研磨液のｐＨは９以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記洗浄処理では、フッ素イオンを含む洗浄液を前記ガラス基板に接触させて洗浄することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難い性質を持つガラス基板が好適に用いられる。
【０００３】
ハードディスク装置において記憶容量を増大させるために、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。このようなディスク基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、基板表面を可能な限り平らにして磁性粒の成長方向を垂直方向に揃えることが好ましい。
さらに、記憶容量の一層の増大化のために、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height)機構を搭載した磁気ヘッドを用いて磁気記録面からの浮上距離を極めて短くすることにより、磁気ヘッドの記録再生素子と磁気ディスクの磁気記録層との間の磁気的スペーシングを低減して情報の記録再生の精度をより高める（Ｓ／Ｎ比を向上させる）ことも行われている。この場合においても、磁気ヘッドによる磁気記録情報の読み書きを長期に亘って安定して行うために、磁気ディスクの基板の表面凹凸は可能な限り小さくすることが求められる。
【０００４】
磁気ディスク用ガラス基板を作製する処理には、主表面の研磨処理が含まれる。主表面の研磨処理は、円環状としたガラス基板の主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的とする。上記主表面の研磨処理において、研磨剤に酸化セリウム砥粒を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。
また、半導体デバイス用の基板の研磨処理において、研磨剤に水酸化セリウムの研磨砥粒を用いる方法が知られている（例えば、特許文献２）。特許文献２には、砥粒に正電荷を帯びさせることで、負電荷を帯びた基板への砥粒の密着性を高め、研磨速度を高めることが記載されている。
酸化セリウム砥粒と比較して、水酸化セリウムの研磨砥粒は、粒径が小さく、また硬度が低いため、研磨処理後にガラス基板の表面に形成されるナノレベルの凹みが少なくなるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７２８６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の研磨処理を行うと、研磨処理後のガラス基板の主表面に水酸化セリウムの研磨砥粒が異物として多く付着する傾向がある。水酸化セリウムの研磨砥粒がアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の主表面に付着した場合、ガラス基板の表面を水等により洗浄して砥粒を除去する必要がある。しかし、セリウムはアルミノシリケートガラスとの親和性が高いため、水酸化セリウムの研磨砥粒が多く付着したガラス基板に対し通常の洗浄を行っても、砥粒を充分に除去することができない。一方、砥粒を充分に除去するためにガラスに対してエッチング性を有する液を用いて洗浄すると、ガラス基板の表面がエッチングにより荒れ、最終研磨処理で研磨の取代量を多くしなければならない。このため、研磨処理の時間が長くなり、生産効率が低下する。
【０００７】
そこで、本発明は、水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の主表面を研磨するときに、水酸化セリウムの研磨砥粒をガラス基板に付着しにくくすることができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、水酸化セリウムの研磨砥粒がガラス基板へ付着する原因を検討したところ、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位が正、ガラス基板のゼータ電位が負であると、静電力により水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板とが引き合い強力に付着することに本願発明者は気づいた。そこで、水酸化セリウムの研磨砥粒のガラス基板への付着を抑制するためには、砥粒とガラス基板とが電気的に反発するようにすることが有効であることに気が付いた。また、水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板とが電気的に反発するようにすることで、ガラス基板から削られたスラッジが水酸化セリウムの研磨砥粒に付着して水酸化セリウム砥粒の研磨性能が低下することを防ぐことができることに気づいた。研磨液を循環させながら研磨処理を行う場合、研磨液中のスラッジが徐々に増加するため、スラッジが水酸化セリウムの研磨砥粒へ付着することを防止することは特に有効である。
なお、ガラス基板にアルミノシリケートガラスを用いる場合、研磨処理によりアルミニウムイオンが溶出するため、アルカリ性の研磨液を用いる場合には水酸化アルミニウムが生成される。この水酸化アルミニウムは、水酸化セリウムの研磨砥粒と同程度の硬度であるため、これが凝集して肥大化した場合、ガラス基板の表面が傷つくおそれがある。特に、研磨液を循環させながら研磨処理を行う場合、研磨液中のアルミニウムイオンが徐々に増加するため、水酸化アルミニウムの生成を抑制することが必要である。従来の酸化セリウム砥粒を用いた研磨の場合、酸化セリウムの硬度は水酸化アルミニウムよりも高いので、水酸化セリウムの研磨砥粒を用いて研磨する場合ほど問題とならない。
【０００９】
以上から、本発明の第１の観点は、本発明の磁気ディスク用ガラス基板であって、水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の表面を研磨する研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位と前記ガラス基板のゼータ電位が同符号である状態で前記研磨処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点は、水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の表面を研磨する研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記水酸化セリウムの研磨砥粒は、前記ガラス基板に付着し難くなるように砥粒表面の電荷が調整されており、前記研磨処理の後に、前記ガラス基板表面に付着した研磨砥粒を除去する洗浄処理を有することを特徴とする。
前記研磨液は、循環させながらガラス基板の研磨処理を行うことができる。
前記研磨液はアルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を含むことが好ましい。
前記研磨液のｐＨは９以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２の観点は磁気ディスクの製造方法であって、前記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、水酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液を用いてアルミノシリケートガラスからなるガラス基板の主表面を研磨するときに、水酸化セリウムの研磨砥粒をガラス基板に付着しにくくすることができる。また、研磨液を循環させながらガラス基板の研磨処理を行う場合でも、研磨レートの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、水酸化セリウムを砥粒として含む研磨液を研磨パッドに供給しながら、ガラス基板の主表面が研磨される（第１研磨処理）。この第１研磨処理後、ガラス基板をエッチング可能な洗浄液を用いてガラス基板の主表面が洗浄される（洗浄処理）。
【００１６】
本実施形態では、第１研磨処理において、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位と、ガラス基板のゼータ電位とが同符号になるように、研磨液を調整することで、水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板とが反発し合い、研磨後にガラス基板に付着する砥粒を減らすことができる。
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法をより具体的に説明する。
【００１７】
［磁気ディスク用ガラス基板］
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラスを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
【００１８】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成を限定するものではないが、本実施形態のガラス基板は好ましくは、酸化物基準に換算し、モル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選択される少なくとも１種の成分を合計で５〜３５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯから選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜２０％、ならびにＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＨｆＯ２から選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜１０％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスである。
【００１９】
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板は、円環状の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板として好適である。
【００２０】
［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
図１は、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる（ステップＳ１０）。次に、このガラスブランクの粗研削処理を行う（ステップＳ１２）。この後、ガラスブランクに形状加工処理（ステップＳ１４）及び端面研磨処理（ステップＳ１６）が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に精研削処理が行われる（ステップＳ１８）。次に、研削されたガラス基板に第１研磨処理（ステップＳ２０）が施される。この後、洗浄処理（ステップＳ２２）、化学強化処理（ステップＳ２４）、及び、第２研磨処理（ステップＳ２６）がガラス基板に施される。
以下、各処理について説明する。ただし、各処理の順番は適宜入れ替えてもよい。
【００２１】
（ａ）ガラスブランクの成形処理
ガラスブランクの成形処理（ステップＳ１０）では、例えばプレス成形法により、円板状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて板状ガラスを製造し、適宜形状加工を行うことによって円形状のガラスブランクを得てもよい。
【００２２】
（ｂ）粗研削処理
粗研削処理（ステップＳ１２）では、円板状のガラスブランクを、保持部材（キャリア）に設けられた保持孔内に保持し、保持部材を周知の両面研削装置に装着してガラスブランクの両側の主表面の研磨を行う。なお、粗研削処理は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。
（ｃ）形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる（ステップＳ１４）。形状加工処理では、公知の加工方法を用いて、円板状のガラスブランクに円孔を形成することにより、円環状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ面取り面（介在面）が形成される。
【００２３】
（ｄ）端面研磨処理
次に、円環状のガラス基板の端面研磨処理（ステップＳ１６）が行われる。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。
【００２４】
（ｅ）精研削処理
次に、ガラス基板の主表面に精研削処理が施される（ステップＳ１８）。具体的には、例えば、固定砥粒を用い、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。より具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研削装置の保持部材に設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を行う。
【００２５】
（ｆ）第１研磨処理
必要に応じて適宜主表面の研削工程を実施した後、研削されたガラス基板の主表面に第１研磨処理が施される（ステップＳ２０）。第１研磨処理では、遊星歯車機構を備えた周知の両面研磨装置を用いてガラス基板の主表面に対する研磨を行う。両面研磨装置は、上定盤および下定盤を有しており、下定盤の上面および上定盤の底面には、平板の研磨パッドが取り付けられている。研磨パッドには、任意の材料を用いることができるが、ガラス基板を傷つけにくいスウェード製の樹脂ポリシャからなる研磨パッドを用いることが好ましい。上定盤および下定盤の間に、キャリアに収容した１又は複数のガラス基板が狭持される。遊星歯車機構により、上定盤とガラス基板、下定盤とガラス基板を相対的に移動させることで、このガラス基板の両主表面を研磨することができる。
上記相対運動の動作中には、研磨剤を含む研磨液が研磨パッドとガラス基板との間に供給されるとともに、上定盤がガラス基板に対して（つまり、鉛直方向に）所定の荷重で押圧され、ガラス基板に対して研磨パッドが押圧される。研磨液に含まれる研磨剤によってガラス基板の主表面が研磨される。研磨液の詳細については後述する。
【００２６】
（ｇ）洗浄処理
第１研磨されたガラス基板は、洗浄処理される（ステップＳ２２）。洗浄液には、エッチング可能な洗浄液が用いられてガラス基板の洗浄が行われる。これにより、ガラス基板の主表面に付着した研磨砥粒がガラス基板の表面がエッチングされるときに同時に除去される。洗浄液としては、特に制限されないが、濃度の低いフッ酸あるいは硝フッ酸が例示される。こうして、洗浄液にフッ素イオンを含ませると、ガラスに対するエッチング゛効果が高まり、洗浄能力が向上するので好ましい。なお、洗浄処理により研磨後のガラス基板の表面粗さを上昇させないために、洗浄液中のフッ素イオン濃度は３０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。また、エッチング効果を効果的に得るためには、洗浄液中のフッ素イオン濃度を１ｐｐｍ以上とすることが好ましい。
この後、エッチングされたガラス基板は、さらに水等で洗浄されてもよい。
【００２７】
（ｈ）化学強化工程
ガラス基板は適宜化学強化（ステップＳ２４）することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化処理は、必須の処理ではない。また、化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に第２研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。
【００２８】
（ｉ）第２研磨処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨処理が施される（ステップＳ２６）。第２研磨処理は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。第２研磨処理が第１研磨処理と異なる点は、遊離砥粒の種類が異なり及び粒子サイズが小さくなることと、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度が軟らかくなることである。第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えば、コロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。
このようにして、第２研磨処理の施されたガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板となる。
【００２９】
［磁気ディスク］
磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板を用いて以下のようにして得られる。
磁気ディスクは、例えば磁気ディスク用ガラス基板（以下、単に「基板」という）の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板の主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を用いることができる。また、Ｌ１０規則構造のＣｏＰｔ系合金やＦｅＰｔ系合金を形成して熱アシスト磁気記録用の磁性層とすることもできる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
作製された磁気ディスクは、好ましくは、ＤＦＨ(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドと、磁気ディスクを固定するためのスピンドルとを備えた、磁気記録再生装置としての磁気ディスクドライブ装置（ＨＤＤ(Hard Disk Drive)）に組み込まれる。
【００３０】
（第１研磨処理の研磨液）
ここで、本実施形態における第1研磨処理において用いる研磨液について、さらに詳細に説明する。
本実施形態においては、第１研磨処理における研磨液に含まれる研磨剤として、水酸化セリウムの研磨砥粒が用いられる。水酸化セリウムの研磨砥粒は非晶質であり、結晶質の酸化セリウム砥粒よりも硬度が小さく、ガラス基板に形成される傷を減らすことができる。また、水酸化セリウムの研磨砥粒は酸化セリウム砥粒よりも粒径を小さくすることができるため、ガラス基板に形成される傷を小さくすることができる。
【００３１】
ここで、水酸化セリウムの研磨砥粒を用いて研磨を行う場合、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位と、ガラス基板のゼータ電位とが同符号になるように、研磨液を調整する。水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが同符号であることで、水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板とが反発し合い、研磨後にガラス基板に付着する砥粒を減らすことができる。
なお、研磨後の洗浄処理において、ガラス基板の表面を砥粒とともにエッチングすることで、ガラス基板に僅かに付着した砥粒を除去する。上記のように水酸化セリウムの研磨砥粒を用いて研磨を行った場合、研磨後にガラス基板に付着する砥粒が少なくなるため、ガラス基板のエッチング量を減らすことができる。このため、エッチングによりガラス基板の主表面が荒れることが抑制される。また、ガラス基板の主表面の表面粗さが低下することで、第２研磨処理の取代量、処理時間を抑えることができ、生産性が向上する。さらに、第２研磨処理の取代量、処理時間を抑えることで、第２研磨処理において主表面と端面との接続部が摩耗して丸みを帯びることを抑制し、主表面上に磁性層を正確に形成することができ、磁気ヘッドで読み書きできる主表面の有効面積を広く保つことができる。
【００３２】
水酸化セリウムの研磨砥粒及びガラス基板のゼータ電位は水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板とが互いに電気的に反発するように同符号であることが好ましい。また、水酸化セリウムの研磨砥粒及びガラス基板のゼータ電位の絶対値は電気的な反発力を充分に得るために２０ｍＶ以上であることが好ましい。また、砥粒の分散性を高めるために、砥粒のゼータ電位の絶対値は４０ｍＶ以上であるとより好ましい。ゼータ電位は、電気浸透法や電気泳動法等の公知の方法により実測することができる。
【００３３】
水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位と、ガラス基板のゼータ電位とを同符号にする方法には、例えば以下の方法がある。
例えば、アニオン性の界面活性剤等を分散剤として用いることで、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位をマイナスにするとともに、ガラス基板のゼータ電位をマイナスにすることができる。アニオン性の分散剤として、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどのリン酸塩、スルホン酸塩、ポリカルボン酸及びポリカルボン酸塩等を用いることができる。
あるいは、研磨液をアルカリ性（例えば、ｐＨ９以上）とすることで、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位をマイナスにするとともに、ガラス基板のゼータ電位をマイナスにすることができる。なお、研磨液のｐＨを１０以上とすると、両者のゼータ電位をマイナス側で大きく調節できるのでより好ましい。一方、研磨液のｐＨを１３よりも大きくすると、分散剤によるゼータ電位の制御が困難になる場合があるため、ｐＨを１３以下にすることが好ましい。
【００３４】
一方、例えば、カチオン性の界面活性剤等を分散剤として用いることで、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位をプラスにするとともに、ガラス基板のゼータ電位をプラスにすることができる。カチオン性の分散剤として、例えば、アミン塩、第４級アンモニウム塩等を用いることができる。また、ポリビニルアルコールやポリエチレングリコールを用いることもできる。
また、さらに、研磨液を酸性側で適宜調節することで、水酸化セリウムの研磨砥粒及びガラス基板のゼータ電位をプラス側にシフトさせることができる。このときｐＨを弱酸性とするとより好ましい。
なお、硫酸マグネシウムや塩化マグネシウム等の２価のマグネシウムイオンを研磨液中に添加すると、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位をプラス側にシフトさせることができる。
【００３５】
上記のゼータ電位を調節するための分散剤の添加量は、研磨液に対して０．０１〜１ｗｔ％とすることが好ましい。分散剤の添加量が０．０１ｗｔ％より少ないと砥粒の分散性が足りず研磨レート低下や表面粗さＲａの上昇、スクラッチの発生が懸念される。他方、分散剤の添加量が１ｗｔ％より多いと、過分散が生じて水酸化セリウムの研磨砥粒のハードケーキ化の要因となり、研磨レートの低下やスクラッチの発生が懸念される。
【００３６】
研磨液のｐＨは公知のｐＨ調整剤により調整することができ、例えば、硝酸、硫酸、塩酸等の酸と、水酸化ナトリウム、アンモニア等のアルカリを用いて調整することができる。また、ｐＨを安定させるために緩衝液を用いてもよい。緩衝液として、例えば、酢酸塩緩衝液等を用いることができる。研磨液のｐＨは、ガラス電極を用いた一般的なｐＨメータによって測定することができる。
【００３７】
また、研磨液は、アルミノシリケートガラスからなる基板の研磨により溶出するアルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を含むことが好ましい。アルミニウムイオンが溶出すると、研磨液中に水酸化アルミニウムが生成され、水酸化アルミニウムによりガラス基板の表面が傷つくおそれがある。特に、研磨液を循環させながら研磨処理を行う場合、研磨液中のアルミニウムイオンが徐々に増加するため、アルミニウムイオンが添加剤とキレート錯体を形成することで水酸化アルミニウムの生成を抑制することが有効である。
アルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤として、例えば、Ｎ’−（２−ヒドロキシエチル）エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’−三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、１−ヒドロキシエタン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、Ｎ，Ｎ−ジ（２−ヒドロキシエチル）グリシン（ＤＨＥＧ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）イミノ二酢酸（ＨＩＤＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、シュウ酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、コハク酸、クエン酸、グルコン酸、等を用いることができる。この中でも、アルミニウムイオンがキレート錯体を形成する効率の観点から、ＤＨＥＧ、ＥＤＴＡ、ＨＩＤＡ、ＤＴＰＡ、シュウ酸、リンゴ酸、酒石酸、フマル酸、コハク酸、クエン酸、グルコン酸を用いることがより好ましく、グルコン酸を用いることが特に好ましい。これら添加剤の添加量は、研磨液に対して０．００１〜１ｗｔ％とすることが好ましい。添加剤の量が０．００１ｗｔ％より少ないとアルミニウムイオンが添加剤と形成するキレート錯体が充分に安定化できずに水酸化アルミニウムが発生する。一方、添加剤の量が１ｗｔ％より多いと添加剤が砥粒表面を被覆してしまい、研磨レートの低下を引き起こす場合がある。
【００３８】
なお、砥粒の種類やサイズを変えて複数の工程に分けて第1研磨処理を実施してもよい。この場合、第１研磨処理の最終工程以外の工程では、研磨剤として、例えば酸化セリウムや酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素など公知の砥粒を用いてもよいが、第１研磨処理の最終工程において、水酸化セリウムの研磨砥粒を用いて研磨を行う。
【００３９】
水酸化セリウムの研磨砥粒の平均粒径（Ｄ５０）は、２０〜８０ｎｍの範囲内にあることが好ましい。２０ｎｍより小さいと、十分な研磨レートが得られず生産性が低下する。一方、８０ｎｍより大きいと、研磨後のガラス基板表面の粗さや微小うねりの値が所望値よりも大きくなる場合がある。
なお、平均粒径（Ｄ５０）は、粒子径・粒度分布測定装置を用いて光散乱法により測定した。Ｄ５０とは、粉体の集団において、粉体の体積を粒径が小さい側から累積したとき、その累積体積が粉体の集団の全体積の５０％となる粒径である。
【００４０】
本発明では、研磨液を循環させて用いることができる。研磨液を循環させる場合、従来の方法では、水酸化セリウムの研磨砥粒とガラス基板のゼータ電位が異符号であるため、研磨処理においてガラス基板から削られたスラッジ（ガラスの研磨屑）が水酸化セリウムの研磨砥粒に付着し、研磨性能が低下する。しかし、本発明においては、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位が同符号である状態で研磨処理を行うため、ガラス基板から削られたスラッジと砥粒とが電気的に反発し、スラッジの砥粒への付着を抑制することができ、研磨液を循環させながら研磨処理を行う場合でも、長期間安定した研磨能力を発揮することができる。
【００４１】
また、研磨パッドとして用いられる樹脂ポリシャの硬度は、アスカーＣ硬度で７０〜８５とすることが好ましい。この範囲内とすることで、研磨後のガラス基板の表面粗さＲａを０．５ｎｍ以下にすることができる。硬度が上記範囲より小さいと、研磨レートが遅くなり生産性が低下する恐れがある。一方、硬度が上記範囲より大きいと、表面にスクラッチが生じる場合がある。また、水酸化セリウムは砥粒の粒径が小さいため従来の酸化セリウムと比較して研磨レートが低下する場合があるので、表面に溝形状を有するスウェード製の樹脂ポリシャと組み合わせて使用することが好ましい。スウェードパッドの表面に溝形状を付与することで、溝なしのものよりも研磨レートを高めることができる。溝形状は、例えば、格子型や放射型とすることができる。
【００４２】
また、研磨加工中に研磨パッドを通してガラス基板にかける荷重は、５０〜１００ｇ／ｃｍ２とすることが好ましく、５０〜８０ｇ／ｃｍ２とするとより好ましい。５０ｇ／ｃｍ２より小さいと、研磨レートが遅くなり生産性が低下する恐れがある。一方、１００ｇ／ｃｍ２より大きいと、砥粒の硬度が低いため研磨パッドとガラス基板との間に存在する酸化セリウム砥粒が破壊されて、研磨パッドとガラス基板とが接触し、傷をつける恐れがある。
【００４３】
第１研磨処理では、ガラス基板の主表面の表面凹凸について、粗さ（Ｒａ）を０．５ｎｍ以下となるように研磨を行う。より好ましくは、粗さ（Ｒａ）が０．２５ｎｍ以下となるように研磨を行う。また、微小うねり（マイクロウェービネス）を０．５ｎｍ以下とするように研磨を行う。より好ましくは、微小うねりが０．２５ｎｍ以下となるように研磨を行う。ここで、微小うねりは、例えば２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板であれば、主表面全面の半径１４．０〜３１．５ｍｍの領域における波長帯域５０〜２００μｍの粗さとして算出されるＲＭＳ（Ｒｑ）値で表すことができ、例えば、表面形状測定機を用い、半径方向の測定ピッチを０．０１ｍｍとし、円周方向１周における測定点数を１０２４ポイントとして計測できる。
主表面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで表され、例えば、走査型プローブ顕微鏡（原子間力顕微鏡；ＡＦＭ）を用いて、１μｍ×１μｍ角の測定エリアにおいて、２５６×２５６ピクセルの解像度で測定することができる。
【００４４】
［実施例、比較例］
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の効果を確認するために、２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板（外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍ）の研磨処理を行った。磁気ディスク用ガラス基板のガラスの組成は、上述のものを用いた。
【００４５】
［実施例、比較例の磁気ディスク用ガラス基板の作製］
研磨処理を行う磁気ディスク用ガラス基板については、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の（ａ）〜（ｅ）の各処理を順序通りに行うことで作製した。
次に、主表面について、水酸化セリウムの研磨砥粒を含む研磨液を使用してガラス基板を研磨した（第1研磨処理）。以下の研磨液を供給しながら、スウェード製の研磨パッドを用いたポリッシ盤によりガラス基板を研磨した。
【００４６】
（研磨液の組成）
研磨液として、１０重量％の水酸化セリウムの研磨砥粒を水中に分散させたスラリーを用いた。光散乱法による粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定した水酸化セリウムの研磨砥粒の平均粒径（Ｄ５０）は、いずれも４０ｎｍであった。
研磨液のｐＨはいずれも水酸化ナトリウムを用いて調整した。
実施例１では、分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを用い、ガラス基板及び水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位がいずれも−４０ｍＶとなるように、ｐＨ及びヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量を調節した。このときｐＨは１０となるように調節した。
実施例２では、分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを用い、ガラス基板のゼータ電位が−４０ｍＶ、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位が−２０ｍＶとなるように、ｐＨ及びヘキサメタリン酸ナトリウムの添加量を調節した。このときｐＨは１０となるように調節した。
実施例３では、分散剤としてポリビニルアルコールを用い、ガラス基板及び水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位がいずれも＋４０ｍＶとなるように、ｐＨ及びポリビニルアルコールの添加量を調節した。このときｐＨは６となるように調節した。
比較例１では、分散剤としてポリエチレングリコールを用い、ガラス基板のゼータ電位が−４０ｍＶ、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位が＋４０ｍＶとなるように、ｐＨ及びポリエチレングリコールの添加量を調節した。このときｐＨは８となるように調節した。
なお、ガラス基板又は水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位は、電気浸透法又は電気泳動法により計測した。
その後、研磨したガラス基板をケイフッ化水素酸０．０５ｖｏｌ％、硫酸２ｖｏｌ％の混合液に浸漬し、４０ｋＨｚの超音波で３分間処理することで、ガラス基板を洗浄した。
【００４７】
以上の工程を経て得られたガラス基板の主表面における異物の数をレーザー式の表面欠陥検査装置を用いてガラス基板の中心から１４．０ｍｍ〜３１．５ｍｍの間の領域を走査し、異物による散乱光を検出することにより計測した。結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2015011735.tif 000003
【００４９】
表１の評価結果により、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが同符号である場合（実施例１、２、３）、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが異符号である場合（比較例１）と比較して、ガラス基板の表面に残存する異物の数が少なくなることがわかる。また、砥粒及びガラス基板のゼータ電位がいずれも負である場合（実施例１、２）では、砥粒及びガラス基板のゼータ電位がいずれも正である場合（実施例３）と比較して、ガラス基板の表面に残存する異物の数がさらに少なくなることがわかる。この理由は定かではないが、実施例１，２ではゼータ電位をマイナス側とするために研磨液をアルカリ性で調整しているため、ガラス基板のエッチング効果が加わり、ガラス基板表面に残留する研磨砥粒の量が減少したと考えられる。さらに、ガラス基板のゼータ電位が負（−４０ｍＶ）である場合、砥粒のゼータ電位が−４０ｍＶ（実施例１）のほうが、砥粒のゼータ電位が−２０ｍＶ（実施例２）である場合と比較して、ガラス基板の表面に残存する異物の数がさらに少なくなることがわかる。
【００５０】
次に、研磨液を循環させながら上記の第１研磨処理を行った場合の研磨レートを比較した。実施例４、比較例２において、研磨液を循環させながら、１バッチ当たり１００枚のガラス基板に対して１５分の第１研磨処理を行い、１０バッチ目において研磨レートを測定した。実施例４では、実施例１と同様に、ガラス基板及び水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位がいずれも−４０ｍＶとなるように研磨液を調整した。比較例２では、比較例１と同様に、ガラス基板のゼータ電位が−４０ｍＶ、水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位が＋４０ｍＶとなるように研磨液を調整した。比較例２の研磨レートを１としたときの研磨レート比を表２に示す。
【００５１】
【表２】
2015011735.tif 000004
【００５２】
表２の評価結果により、研磨液を循環させながら第１研磨処理を行うとき、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが同符号である場合（実施例４）のほうが、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが異符号である場合（比較例２）と比較して、研磨レートが良好であることがわかる。これは、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが異符号であると、研磨処理により生じるガラス基板のスラッジが静電力により砥粒に付着し、砥粒の表面がスラッジにより覆われ、砥粒がガラス基板と接触しなくなり、研磨レートが低下するためと考えられる。一方、砥粒のゼータ電位とガラス基板のゼータ電位とが同符号であると、砥粒とスラッジとが静電力により反発し合うため、砥粒の表面がスラッジにより覆われないため、研磨レートを維持することができると考えられる。
【００５３】
次に、アルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を研磨液が含むか否かの違いによる、第１研磨処理後のガラス基板の表面の傷の数を比較した。実施例５では、実施例１において添加剤としてグルコン酸ナトリウムをさらに追加した研磨液を用い、ガラス基板及び水酸化セリウムの研磨砥粒のゼータ電位がいずれも−４０ｍＶとなるように研磨液とｐＨを調整した。
ガラス基板の表面に形成された、最大谷深さＲｖ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）５０ｎｍ以上の傷の数を表面欠陥検査装置及びＳＥＭ、ＡＦＭを用いて計測した。結果を表３に示す。
【００５４】
【表３】
2015011735.tif 000005
【００５５】
アルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を含む研磨液を用いた場合（実施例５）、アルミニウムイオンがキレート錯体を形成する添加剤を含まない研磨液を用いた場合（実施例１）と比較して、ガラス基板の表面に形成される傷の数が少なくなることがわかる。これは、添加剤を含まない研磨液を用いた場合には、ガラス基板から溶出したアルミニウムイオンにより水酸化アルミニウムが生成され、凝集して肥大化した水酸化アルミニウムによりガラス基板の表面が傷つけられるのに対し、添加剤を含む研磨液を用いた場合には、研磨液中のアルミニウムイオンがキレート錯体を形成することにより、水酸化アルミニウムの生成が抑制されるためと考えられる。
【００５６】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【図１】
2015011735.tif 000006