(57)【要約】【課題】研磨対象物に傷をつけるおそれがないコロイダルシリカ砥粒の製造方法、および、得られたコロイダルシリカ砥粒を用いた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】コロイダルシリカ砥粒の製造方法である。金属を５ｐｐｍ以上含む、ケイ酸の水溶液中のケイ酸を縮重合させて固体状のシリカを沈殿させる処理と、沈殿したシリカを粉砕する処理と、粉砕後のシリカを酸性水溶液で洗浄することで、前記金属の濃度が５ｐｐｍ未満となるように金属を除去する処理と、を含む。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロイダルシリカ砥粒の製造方法であって、
金属を５ｐｐｍ以上含む、ケイ酸の水溶液中のケイ酸を縮重合させて固体状のシリカを沈殿させる処理と、
沈殿したシリカを粉砕する処理と、
粉砕後のシリカを酸性水溶液で洗浄することで、前記金属の濃度が５ｐｐｍ未満となるように金属を除去する処理と、
を含む、コロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項２】
前記金属は、Ａｌ、Ｃａ、Ｂ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、ＵおよびＴｈの少なくともいずれかである、請求項１に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項３】
前記金属を除去した後のシリカ粒子にケイ酸を縮重合させてシリカの一次粒子を生成する処理と、
前記一次粒子同士を融合成長させることでシリカの融合粒子を生成する処理と、
を含む、請求項１又は２に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項４】
前記一次粒子の表面のシラノール基同士を縮重合させることで前記融合粒子を生成する、請求項３に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項５】
前記一次粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを下げるとともに加熱することでケイ酸の縮重合を促進して前記一次粒子を含む水溶液を生成し、
前記融合粒子を生成する処理では、前記一次粒子を生成する処理よりも前記一次粒子を含む水溶液のｐＨを下げ、かつ、前記一次粒子を生成する処理よりも前記一次粒子を含む水溶液の温度を上げることで前記融合粒子の生成を促進する、請求項３又は４に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項６】
前記一次粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを９以下に下げるとともに９０℃以上に加熱し、
前記融合粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを８．６以下に下げるとともに１２０℃以上に加熱する、請求項５に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項７】
前記ケイ酸の水溶液に陽イオン交換樹脂を加えることでｐＨを下げる、請求項５又は６に記載のコロイダルシリカ砥粒の製造方法。
【請求項８】
磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたコロイダルシリカ砥粒を遊離砥粒として含む研磨液を供給し、前記ガラス基板の主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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コロイダルシリカ砥粒の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板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】
このような磁気ディスク用ガラス基板の表面凹凸を小さくするために、ガラス基板の研磨処理を行う。ガラス基板を最終製品とするための精密な研磨に、シリカ（ＳｉＯ２）等の微細な研磨砥粒を含む研磨剤を用いる方法がある。シリカは、例えば水ガラス（ケイ酸アルカリの水溶液）を原料とし、水ガラスのｐＨを下げることで溶存するケイ酸を縮重合させて生成させることができる（特許文献１）。その後、ケイ酸溶液中でシリカ粒子の表面にケイ酸を縮重合させて所定の粒径まで成長させることで、所定の粒径のシリカ砥粒が得られる。この製法では、ケイ酸アルカリの水溶液からシリカ粒子を生成した後、酸洗浄によりアルカリ金属イオン等の不純物を除去する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２４７６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の製法では、比較的大きいシリカ粒子の内部に残存する金属イオンは酸洗浄では除去できず、５ｐｐｍ以上の金属がシリカ砥粒の内部に残存していた。このような不純物が残存するシリカ砥粒を用いてガラス基板の研磨処理を行うと、研磨液中に溶解した金属イオンに起因して研磨処理後のガラス基板に欠陥が形成されるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、研磨対象物に傷をつけるおそれがないコロイダルシリカ砥粒の製造方法、および、コロイダルシリカ砥粒を用いた磁気ディスク用ガラス基板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】
本発明の第一の態様は、コロイダルシリカ砥粒の製造方法である。当該製造方法は、
金属を５ｐｐｍ以上含む、ケイ酸の水溶液中のケイ酸を縮重合させて固体状のシリカを沈殿させる処理と、
沈殿したシリカを粉砕する処理と、
粉砕後のシリカを酸性水溶液で洗浄することで、前記金属の濃度が５ｐｐｍ未満となるように金属を除去する処理と、
を含む。
【０００９】
前記金属は、例えば、Ａｌ、Ｃａ、Ｂ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、ＵおよびＴｈの少なくともいずれかである。
【００１０】
コロイダルシリカ砥粒の製造方法は、
前記金属を除去した後のシリカ粒子にケイ酸を縮重合させてシリカの一次粒子を生成する処理と、
前記一次粒子同士を融合成長させることでシリカの融合粒子を生成する処理と、
を含む。
【００１１】
前記一次粒子の表面のシラノール基同士を縮重合させることで前記融合粒子を生成することが好ましい。
【００１２】
前記一次粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを下げるとともに加熱することでケイ酸の縮重合を促進して前記一次粒子を含む水溶液を生成し、
前記融合粒子を生成する処理では、前記一次粒子を生成する処理よりも前記一次粒子を含む水溶液のｐＨを下げ、かつ、前記一次粒子を生成する処理よりも前記一次粒子を含む水溶液の温度を上げることで前記融合粒子の生成を促進することが好ましい。
【００１３】
前記一次粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを９以下に下げるとともに９０℃以上に加熱し、
前記融合粒子を生成する処理では、ケイ酸の水溶液のｐＨを８．６以下に下げるとともに１２０℃以上に加熱することが好ましい。
【００１４】
前記ケイ酸の水溶液に陽イオン交換樹脂を加えることでｐＨを下げることが好ましい。
【００１５】
本発明の第二の態様は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。当該製造方法は、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、上記の製造方法により製造されたコロイダルシリカ砥粒を遊離砥粒として含む研磨液を供給し、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、コロイダルシリカ砥粒に残存する金属の濃度を５ｐｐｍ未満とすることができる。このため、コロイダルシリカ砥粒を用いる研磨液中に金属イオンが溶解して研磨対象物に欠陥が形成されることを防ぐことができる。このコロイダルシリカ砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板を研磨することで、欠陥の少ない磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係るシリカ砥粒の製造方法について詳細に説明する。
【００１９】
（１）粗製シリカ
本実施形態に係るシリカ砥粒の原料として、金属不純物の含有量が５ｐｐｍ以上の固体状の粗製シリカを用いることができる。ここで、金属不純物とは、例えば、Ａｌ、Ｃａ、Ｂ、Ｂａ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｕ、およびＴｈの少なくともいずれかである。
【００２０】
このような粗製シリカは、例えば、水ガラス（ケイ酸ナトリウム水溶液）を鉱酸で中和し、沈殿をろ過することで得ることができる。具体的には、水ガラスに強酸を加え、ｐＨを４以下、好ましくは２以下に下げる。すると、ケイ酸のシラノール基同士の縮重合が促進され、粒径約０．０５μｍ以上の粗製シリカが形成される。ここで、強酸として、例えば、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸を用いることができる。その後、ろ過、遠心分離その他の固液分離法により沈殿を分離することで固体状の粗製シリカを得ることができる。
この後、粗製シリカから金属不純物を除去する処理を行うが、粗製シリカの粒子が大きいため、このままでは粗製シリカの内部に取り込まれた金属不純物を充分に除去することができない。そこで、以下の粉砕処理をあらかじめ行った後に、金属不純物の除去処理を行う。
【００２１】
（２）粗製シリカの粉砕処理
上記の粗製シリカを粉砕する。粗製シリカに対して乾式粉砕を行ってもよいし、湿式粉砕を行ってもよい。粗製シリカは、例えば、ボールミル、ビーズミル、ジェットミル、超音波等により粉砕することができる。
【００２２】
（３）金属不純物の除去処理
次に、粉砕した粗製シリカを強酸水溶液で洗浄し、金属不純物を除去する。強酸として、塩酸、硝酸、硫酸等の鉱酸を用いることができる。強酸のｐＨは４以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。
また、金属を含まない酸化剤を強酸水溶液に添加してもよい。酸化剤により金属不純物の陽イオン化が促進されるため、効率よく金属不純物を除去することができる。このような酸化剤として、例えば、過酸化水素等を用いることができる。
さらに、強酸や酸化剤により陽イオン化した金属イオンがキレート錯体を形成するキレート剤を強酸水溶液に添加してもよい。キレート剤により、金属イオンのシリカへの再付着を防ぎ、より確実に除去することができる。このようなキレート剤として、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。
その後、ろ過、水洗により強酸水溶液を除去することで、金属不純物の含有量が５ｐｐｍ未満の精製シリカが得られる。
【００２３】
なお、得られた精製シリカ中の金属不純物の含有量が５ｐｐｍ以上である場合は、上記の（２）、（３）の処理を、金属不純物の含有量が５ｐｐｍ未満となるまで繰り返し行ってもよい。また、粗製シリカを含む強酸水溶液を湿式粉砕することで、上記の（４）、（５）の処理を同時に行ってもよい。
このように、金属不純物の含有量が５ｐｐｍ以上の粗製シリカを粉砕してから、強酸性の水溶液で洗浄することで、粗製シリカの内部に取り込まれた金属不純物を除去することができ、金属不純物の含有量が５ｐｐｍ未満となるまで精製された精製シリカを得ることができる。
【００２４】
このようにして得られた精製シリカを用いて公知の方法によりシリカ砥粒を製造することができる。例えば、精製シリカを強塩基性の水溶液に溶解させた後、中和し、加熱しながら所定時間攪拌することで、シリカ粒子を含むコロイダルシリカが得られる。
以下、本実施形態の精製シリカを用いてシリカ砥粒を製造する方法の一例を挙げて説明する。なお、本発明のシリカ砥粒の製造方法は以下に説明する方法に限られるものではない。
まず、精製シリカを溶解させるための強塩基について説明する。
【００２５】
（４）強塩基
強塩基とは、ケイ酸塩水溶液を調整するために溶液のｐＨをアルカリ性に維持するものである。このような強塩基として、例えば、有機強塩基や無機強塩基を用いることができる。有機強塩基の具体例として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドを用いることができる。無機強塩基として、たとえば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムを用いることができる。
【００２６】
（５）ケイ酸水溶液の作成
ケイ酸水溶液は、上記の精製シリカと、強塩基とを水（例えば純水、逆浸透膜ろ過水（ＲＯ水））に溶解させることで得られる。ケイ酸水溶液のｐＨは１１〜１４に調整される。
具体的には、上記の精製シリカと、強塩基と、水との混合液を、例えば、オートクレーブにおいて１２０℃に加熱しながら４８時間、攪拌することで、無色透明のケイ酸水溶液を得ることができる。
【００２７】
（６）シリカ粒子の縮重合による一次粒子の生成
次に、上記のケイ酸水溶液を必要に応じて希釈した後、ケイ酸水溶液のｐＨを所定の設定値まで下げる。この設定値は、例えば９以下、好ましくは８〜９、より好ましくは、８．５〜８．８の値である。ここで、ケイ酸水溶液のｐＨを下げるために、例えばプロトン型陽イオン交換樹脂を用いることができる。この場合、ケイ酸水溶液のｐＨが設定値に到達したら、ろ過によってプロトン型陽イオン交換樹脂を除去する。
プロトン型陽イオン交換樹脂を用いることで、中和に鉱酸を用いなくてすむ。このため、鉱酸の陰イオンを除去する必要がなく、酸排水の処理コストを低減することができる。
【００２８】
次に、ｐＨを下げたケイ酸水溶液に対し、一段階目の加熱処理を行う。例えば、ケイ酸水溶液を９０℃以上、好ましくは９０〜９５℃に加熱しながら８〜１６時間攪拌する。加熱装置として、例えばオイルバスやオートクレーブを用いることができる。一段階目の加熱処理の間にケイ酸水溶液中でシリカのシラノール基同士の縮重合が促進され、シリカの一次粒子が生成される。
なお、一段階目の加熱処理の前に、ケイ酸水溶液を室温で１８〜４８時間緩やかに攪拌した後、ケイ酸水溶液をメンブレンフィルターに通過させることで、粗大粒子の原因となる所定の粒径以上の物質を除去してもよい。
また、シリカの一次粒子をゾルゲル法により生成してもよい。
【００２９】
（７）一次粒子の融合成長による融合粒子の生成
次に、シリカの一次粒子を含む溶液に対し、二段階目の加熱処理を行う。ここで、二段階目の加熱処理は、一段階目の加熱処理よりも反応速度を高めるような条件とする。
例えば、シリカの一次粒子を含む溶液のｐＨを一次粒子を生成する処理のときよりも低い設定値、例えばｐＨ８．６まで下げる。ここで、シリカの一次粒子を含む溶液のｐＨを下げるために、例えばプロトン型陽イオン交換樹脂を用いることができる。この場合、シリカの一次粒子を含む溶液のｐＨが設定値に到達したら、ろ過によってプロトン型陽イオン交換樹脂を除去する。
また、一段階目の加熱処理よりも高い温度、好ましくは１２０℃以上に加熱する。二段階目の加熱処理に用いる加熱装置として、例えばオートクレーブを用いることができる。
また、一段階目の加熱処理よりも高い圧力で二段階目の加熱処理を行ってもよい。例えば、一段階目の加熱処理を大気圧（約０．１ＭＰａ）の環境下で行い、二段階目の加熱処理をオートクレーブにて加圧（例えば約０．２５ＭＰａ）した環境下で行ってもよい。
また、一段階目の加熱処理よりも長い時間、二段階目の加熱処理を行ってもよい。例えば、１２〜４８時間攪拌しながら二段階目の加熱処理をする。
このように、一段階目の加熱処理よりも反応速度を高めるような条件で二段階目の加熱処理を行うことで、一次粒子からのシリカの加水分解よりも、一次粒子同士の表面のシラノール基同士の縮重合が促進される。これにより、一次粒子が融合成長して融合粒子が生成される。
その後、必要に応じて融合粒子を含む溶液を、例えばエバポレーターにより水を蒸発させることで濃縮する。
以上により、所定の粒径の融合粒子を含有するコロイダルシリカが得られる。このように得られた融合粒子では、一次粒子の表面のシラノール基の一部のみで一次粒子同士が結合するため、ケイ素同士の結合に用いられないシラノール基が融合粒子の内部に残存する。このため、融合粒子の内部のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）の砥粒全体のケイ素元素（Ｓｉ）に対する比（Ｓｉ−ＯＨ）／Ｓｉを０．４以上とすることができる。
なお、シリカ砥粒の内部のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）の砥粒全体のケイ素元素（Ｓｉ）に対する比（Ｓｉ−ＯＨ）／Ｓｉは、例えば以下のようにして計測することができる。
シリカ砥粒の表面のシラノール基をヘキサメチルジシラザンによりトリメチルシリル化し、溶媒を蒸発させて砥粒を乾燥させる、その後、核磁気共鳴分光法により２９Ｓｉのスペクトルの強度比を測定することで（Ｓｉ−ＯＨ）／Ｓｉの比を求めることができる。
【００３０】
このようなシリカの融合粒子は、従来の製法により製造されるシリカ砥粒と比較して、軟質である。このため、この融合粒子を砥粒として用いることで、研磨対象物に傷をつけるおそれがなく、かつ、研磨速度を低下させずに研磨処理を行うことができる。
また、一次粒子を融合成長させて融合粒子を生成することで、任意の粒径のシリカ砥粒を生成させることができる。なお、上記実施形態では、一次粒子の表面のシラノール基同士を縮重合させることで融合粒子を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、一次粒子同士を任意の方法で融合成長させて融合粒子を生成してもよい。
また、陽イオン交換樹脂を加えることでケイ酸の水溶液のｐＨを下げることで、中和に鉱酸を用いなくてすみ、鉱酸の陰イオンを除去する手間がなく、酸排水の処理コストを低減することができる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
【００３２】
（磁気ディスク用ガラス基板）
まず、磁気ディスク用ガラス基板について説明する。磁気ディスク用ガラス基板は、円板形状であって、外周と同心の円形の中心孔がくり抜かれたリング状である。磁気ディスク用ガラス基板の両面の円環状領域に磁性層（記録領域）が形成されることで、磁気ディスクが形成される。
【００３３】
磁気ディスク用ガラスブランク（以降、単にガラスブランクという）は、プレス成形により作製される円形状のガラス板であって、中心孔がくり抜かれる前の形態である。ガラスブランクの材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平面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。
【００３４】
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
次に、図１を参照して、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローを説明する。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。図１に示すように、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をプレス成形により作製する（ステップＳ１０）。次に、作製されたガラスブランクをスクライブして、中心部分に孔のあいたリング形状（円環状）のガラス基板を作製する（ステップＳ２０）。次に、スクライブされたガラス基板に対して形状加工（チャンファリング）を行う（ステップＳ３０）。これにより、ガラス基板が生成される。次に、形状加工されたガラス基板に対して端面研磨を行う（ステップＳ４０）。端面研磨の行われたガラス基板に、固定砥粒による研削を行う（ステップＳ５０）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を行う（ステップＳ６０）。次に、ガラス基板に対して化学強化を行う（ステップＳ７０）。次に、化学強化されたガラス基板に対して第２研磨を行う（ステップＳ８０）。以上の処理を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。以下、各処理について、詳細に説明する。
【００３５】
（ａ）プレス成形処理（ステップＳ１０）
溶融ガラス流出管の下部の流出口から溶融ガラス流が所定の量流出したとき、溶融ガラス流の先端部を切断器により切断することによって、溶融ガラス塊を落下させる。次に、溶融ガラス塊の落下方向と交差する方向（例えば水平方向）両側に移動する一対の金型を互いに近接させることで、落下中の溶融ガラスの塊を一対の金型のプレス成形面の間に挟みこみ、プレスしてガラスブランクを成形する（以下、水平プレス方式という）。所定時間プレスを行った後、金型を開いてガラスブランクが取り出される。
【００３６】
（ｂ）スクライブ処理（ステップＳ２０）
スクライブ処理では、成形されたガラスブランクに対してスクライブが行われる。ここでスクライブとは、成形されたガラスブランクを所定のサイズのリング形状のガラス基板とするために、ガラスブランクの表面に超鋼合金製あるいはダイヤモンド粒子を含んだスクライブホイールにより２つの同心円状の傷（切断線）を設けることをいう。具体的には、スクライブ処理を行うスクライブステージにロボットハンドでガラスブランクを移動させ、後述するように決定したスクライブ位置になるように位置決めを行い、吸着によりガラスブランクを固定する。次に、決定したスクライブ位置に対応する２つの同心円に沿ってスクライブホイールを回転させることで、２つの同心円状の切断線を形成する。ここで、外側の切断線がガラス基板の外周円となり、内側の切断線が中央孔の輪郭となる。
２つの同心円の形状にスクライブされたガラスブランクは、部分的に加熱され、ガラスブランクの熱膨張の差異により、外側同心円の外側部分および内側同心円の内側部分が除去される。これにより、円形状の中央孔があいたガラス基板が得られる。なお、ガラスブランクに対してコアドリル等を用いて円孔を形成することにより円形状の中央孔があいたガラス基板を得ることもできる。
【００３７】
（ｃ）形状加工処理（ステップＳ３０）
形状加工処理では、スクライブ処理後のガラス基板の端部に対するチャンファリング加工（外周側端面および内側端面の面取り加工）を含む。チャンファリング加工は、スクライブ処理後のガラス基板の外周側端面および内側端面において、ダイヤモンド砥石により面取りを施す形状加工である。この形状加工により所定の形状をしたガラス基板が生成される。面取りの傾斜角度は、主表面に対して例えば４０〜５０度であり、略４５度であることが好ましい。
【００３８】
（ｄ）端面研磨処理（ステップＳ４０）
端面研磨では、ガラス基板の内側端面及び外周側端面に対して、ブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリが用いられる。端面研磨を行うことにより、ガラス基板の端面での塵等が付着した汚染、傷等の損傷を除去し、サーマルアスペリティ障害の発生の防止や、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
【００３９】
（ｅ）固定砥粒による研削処理（ステップＳ５０）
固定砥粒による研削処理では、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加工を行う。具体的には、ガラスブランクから生成された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。研削による取り代は、例えば数μｍ〜１００μｍ程度である。固定砥粒の粒子サイズは、例えば１０μｍ程度である。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させ、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
【００４０】
（ｆ）第１研磨処理（ステップＳ６０）
ガラス基板の外周側端面を、両面研磨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磨が行われる。第１研磨による取り代は、例えば数μｍ〜５０μｍ程度である。第１研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸（マイクロウェービネス、粗さ）の調整を目的とする。第１研磨による取り代は、例えば数μｍ〜５０μｍ程度である。
【００４１】
第１研磨処理では、固定砥粒による研削（ステップＳ６０）に用いる両面研削装置と同様の構成を備えた両面研磨装置を用いて、研磨スラリを与えながらガラス基板が研磨される。第１研磨処理では、固定砥粒による研削と異なり、固定砥粒の代わりに遊離砥粒を含んだ研磨スラリが用いられる。第１研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒など（粒子サイズ：直径１〜２μｍ程度）が用いられる。両面研磨装置も、両面研削装置と同様に、上下一対の定盤の間にガラス基板が狭持される。下定盤の上面及び上定盤の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッド（例えば、樹脂ポリッシャ）が取り付けられている。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研磨する。
【００４２】
（ｇ）化学強化処理（ステップＳ７０）
化学強化処理では、化学強化液を例えば３００℃〜４００℃に加熱し、洗浄したガラス基板を例えば２００℃〜３００℃に予熱した後、ガラス基板を化学強化液中に、例えば３時間〜４時間浸漬する。化学強化液として、例えば硝酸カリウム（６０重量％）と硝酸ナトリウム（４０重量％）の混合液等を用いることができる。
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及びナトリウムイオンが、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及び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。
なお、化学強化処理されたガラス基板は洗浄される。例えば、ガラス基板は硫酸で洗浄された後に、純水等で洗浄される。
【００４３】
（ｈ）第２研磨（最終研磨）処理（ステップＳ８０）
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研磨による取り代は、例えば１μｍ程度である。第２研磨処理が第１研磨処理と異なる点は、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なることである。
【００４４】
本実施形態においては、上述した製造方法により製造されたコロイダルシリカ（粒径２０〜５０ｎｍ程度）を遊離砥粒として含む研磨液が両面研磨装置の研磨パッドとガラス基板の主表面との間に供給され、ガラス基板の主表面が研磨される。研磨されたガラス基板を中性洗剤、純水、イソプロピルアルコール等を用いて洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第２研磨処理を実施することで、主表面の粗さ(Ｒａ)を０．１ｎｍ以下かつ主表面のマイクロウェービネスを０．１ｎｍ以下とすることができる。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は、水洗いされて磁気ディスク用ガラス基板となる。
【００４５】
以上、本発明のシリカ砥粒の製造方法および磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、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もちろんである。
例えば、上記実施形態においては、第２研磨処理においてシリカ砥粒を用いたが、本発明はこれに限らず、第１研磨処理においてシリカ砥粒を用いてもよい。
【００４６】
〔実施例〕
粗製シリカの洗浄用の強酸水溶液は、硫酸によりｐＨが１となるように調整した。キレート剤としてケイ素に対して０．１ｍｏｌ／ＬのＥＤＴＡを強酸水溶液に添加し、酸化剤として、過酸化水素を全体の２ｗｔ％となるように強酸水溶液に添加した。
富士化学製３号ケイ酸ナトリウム（ＪＩＳ  Ｋ１４０８）１０００ｇを逆浸透膜ろ過水（ＲＯ水）で３倍に希釈し、１ｍｏｌ／Ｌの硫酸５０００Ｌを加え、室温で１２時間攪拌した。その後、得られた白色沈殿を吸引ろ過により収集し、５２０ｇの粗製シリカを得た。
得られた粗製シリカをボールミルにより粒径が０．１μｍ以下となるまで粉砕した。その後、粉砕した粗製シリカを強酸水溶液で洗浄し、ろ過、水洗により強酸水溶液を除去することで、精製シリカを得た。
得られた精製シリカ中の不純物を誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ： Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry）により検出したところ、アルミニウム（Ａｌ）が３ｐｐｍ、鉄（Ｆｅ）が１ｐｐｍ、チタン（Ｔｉ）が１ｐｐｍであった。
【００４７】
＜比較例＞
粗製シリカのボールミルによる粉砕を行わなかったことを除き、実施例と同様にして精製シリカを得た。
得られた精製シリカ中の不純物をＩＣＰ−ＡＥＳにより検出したところ、Ａｌが１０ｐｐｍ、Ｆｅが７ｐｐｍ、Ｔｉが７ｐｐｍであった。
【００４８】
〔ケイ酸水溶液の作成〕
実施例および比較例の精製シリカ、強塩基としてテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）５水和物（東京化成工業製）、逆浸透膜ろ過水（ＲＯ水）を、ＳｉＯ２とＴＭＡＨのモル比ＳｉＯ２／ＴＭＡＨが０．５、かつ、ＳｉＯ２が１０重量％となるように混合し、この混合液をオートクレーブにて１２０℃に加熱しながら４８時間攪拌することで無色透明のケイ酸水溶液を作成した。
上記のケイ酸水溶液に対し、ｐＨをモニターしながらプロトン型陽イオン交換樹脂（アンバーライト（登録商標）ＩＲ１２ＢＨ）を加え、ｐＨが８．８に達した時点で、ろ過によりプロトン型陽イオン交換樹脂を除去した。その後、得られたケイ酸水溶液を室温で４８時間緩やかに攪拌した後、ケイ酸水溶液をメンブレンフィルターに通過させることで、粗大粒子の原因となる所定の粒径以上の物質を除去した。
【００４９】
〔コロイダルシリカの作成〕
次に、プロトン型陽イオン交換樹脂を除去したケイ酸水溶液を９５℃に加熱しながら１６時間攪拌し、シリカの一次粒子を含むコロイダルシリカを得た。動的光散乱法により一次粒子の粒径を計測したところ、平均粒径８ｎｍ、標準偏差４ｎｍであった。
次に、シリカの一次粒子を含むコロイダルシリカにプロトン型陽イオン交換樹脂（アンバーライト（登録商標）ＩＲ１２ＢＨ）を加え、ｐＨを８．６まで下げ、ろ過によってプロトン型陽イオン交換樹脂を除去した。その後、１２０℃に加熱しながら１２時間攪拌し、シリカの融合粒子を含むコロイダルシリカを得た。
動的光散乱法により融合粒子の粒径を計測したところ、平均粒径１０ｎｍ、標準偏差４ｎｍであった。
【００５０】
次に、上記実施例、比較例のコロイダルシリカを含む研磨液を用いて、ガラス基板の研磨処理を行った。ガラス基板の主表面とポリウレタン製の研磨パッドとの間に、実施例または比較例のコロイダルシリカを含む研磨液を供給しながら、研磨パッドをガラス基板の主表面に対して相対移動させることでガラス基板の主表面を研磨した。
研磨処理後のガラス基板の表面に形成された、最大山高さＲｐ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）５０ｎｍ以上の凸状欠陥、最大谷深さＲｖ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）５０ｎｍ以上の凹状欠陥の数をＡＦＭを用いて計測した。
結果を表１にまとめて示す。
【００５１】
【表１】
2015067507.tif 000002
【００５２】
実施例のコロイダルシリカを含む研磨液を用いた研磨処理後のガラス基板に残存する凸状欠陥の数は６、凹状欠陥の数は１３であった。一方、比較例のコロイダルシリカを含む研磨液を用いた研磨処理後のガラス基板に残存する凸状欠陥の数は１８、凹状欠陥の数は３７であった。
【図１】
2015067507.tif 000003