CN101892032A

CN101892032A - 玻璃硬盘基板的制造方法

Info

Publication number: CN101892032A
Application number: CN201010226178.XA
Authority: CN
Inventors: 西本和彦
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2010-11-24
Also published as: JP2006167817A; JP4667848B2; GB2421955A; CN1789366A; GB0525057D0; GB2421955B; MY143652A

Abstract

本发明提供一种玻璃基板用研磨液组合物，其含有一次粒子的平均粒径为1～100nm的氧化硅、具有磺酸基的聚合物和水；并提供使用该玻璃基板用研磨液组合物的玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的表面污染的减少方法。本发明的玻璃基板用研磨液组合物，例如适用于玻璃硬盘、强化玻璃基板用铝硅酸盐玻璃、玻璃陶瓷基板(晶化玻璃基板)等的制造。

Description

玻璃硬盘基板的制造方法

本申请是申请日为2005年12月9日、中国申请号为200510129495.9且发明名称为“玻璃基板用研磨液组合物”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及玻璃基板用研磨液组合物、使用该玻璃基板用研磨液组合物的玻璃基板的制造方法以及玻璃基板的表面污染的减少方法。

背景技术

以前，在半导体器件和磁盘记录装置领域，为了廉价地制造表面质量优良的基板，研究了各种各样的研磨液组合物。在这些研磨液组合物中，例如从研磨速度和表面平滑性的角度考虑，作为研磨材料，通常使用具有1μm左右的平均粒径的氧化铝磨粒(日本专利特开2001-64631号公报等)。

但近年来，从可以实现高密度化、获得优良的表面质量等角度考虑，研磨液组合物所用的研磨磨粒的粒径越来越小，随之研磨磨粒和研磨碎屑容易残留在研磨后的基板上，而且变得难以洗涤。

在除去这样的残留在基板上的研磨磨粒和研磨碎屑的工序中，通常采用的是擦洗洗涤，它一边并用洗涤剂和纯水，一边用聚乙烯醇等制造的衬垫进行擦洗。

但是，以玻璃基板为代表的脆性材料基板，由于耐冲击性较低，因而在进行擦洗时，具有在基板表面产生新的划伤的危险，还有可能引起缺陷和破损这一致命的质量问题。

因此，作为玻璃基板的洗涤方法，通常使用溶解除去残留的研磨磨粒和研磨碎屑的洗涤方法。具体地说，可列举出如下的方法(日本专利特开2003-173518号公报等)，即利用NaOH等强碱水溶液使研磨磨粒和研磨碎屑表面的一部分发生溶解，同时通过施加超声波使其从基板表面脱离，其次使用纯水进行超声波浸渍漂洗，进而使用异丙醇等除去水分，以及使用异丙醇等进行蒸气干燥。在此，为了改善因基板污染引起的成品率的降低，在强化了研磨后的碱洗涤条件的情况下，例如采取强化碱度、增强超声波能量(低频率)、延长超声波作用时间等措施，就具有容易在基板上产生凹部缺陷、溶解、龟裂等不良现象的倾向。

特别地，从使基板表面高度平滑的角度考虑，作为精加工研磨的研磨磨粒而使用的氧化硅，由于具有与被研磨的玻璃基板的材料相类似的组成，所以与基板的亲和性好，而且磨粒粒径变得微细，因此，氧化硅磨粒容易残留在基板上，以致使研磨磨粒和研磨碎屑难以洗涤的问题变得比较突出。

因此，即使是对玻璃基板的损伤较小的通常的洗涤条件，基板污染能够充分减少也关系到成品率的改善，因而具有很重要的意义。

发明内容

也就是说，本发明所涉及的要点如下：

(1)一种玻璃基板用研磨液组合物，其含有一次粒子的平均粒径为1～100nm的氧化硅、具有磺酸基的聚合物和水；

(2)一种玻璃基板的制造方法，其具有下述的工序：该工序使上述(1)所述的研磨液组合物存在于研磨垫和被研磨基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨；以及

(3)一种玻璃基板的表面污染的减少方法，其具有下述的工序：该工序使上述(1)所述的研磨液组合物存在于研磨垫和玻璃基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨。

具体实施方式

本发明涉及一种洗涤后的基板污染极少、研磨速度较高、且表面平滑性优良的玻璃基板用研磨液组合物，并涉及使用该玻璃基板用研磨液组合物制造玻璃基板的方法以及玻璃基板的表面污染的减少方法。

本发明的玻璃基板用研磨液组合物、或使用本发明的玻璃基板的制造方法所制造的基板，由于研磨后的研磨磨粒和研磨碎屑的残留较少，且容易被除去，因而通常洗涤后的基板污染极少，研磨速度较高，且表面平滑性优良。通过使用本发明的研磨液组合物、或本发明的玻璃基板的制造方法、或玻璃基板的表面污染的减少方法，可以得到表面平滑性优良的基板，可以大为改善成品率。

通过下述说明，可以弄清楚本发明的上述优点以及其它优点。

(1)玻璃基板用研磨液组合物

本发明的玻璃基板用研磨液组合物正如上面所叙述的那样，所具有的一大特征是，含有一次粒子的平均粒径为1～100nm的氧化硅、具有磺酸基的聚合物和水，由于具有这样的特征，因而表现出下述的效果：可以得到洗涤后的基板污染极少、研磨速度较高、且表面平滑性优良的玻璃基板。

作为本发明所使用的氧化硅，例如可以列举出胶体氧化硅、热解法氧化硅等。

胶体氧化硅可以采用下列的方法制得，即采用水玻璃法：它以硅酸钠等硅酸的碱金属盐为原料，使其在水溶液中进行缩合反应，从而生长出胶体氧化硅粒子；或者采用烷氧基硅烷法：它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聚合反应，从而生长出胶体氧化硅粒子。

热解法氧化硅可以采用气相法制得，该方法以四氯化硅等挥发性硅化合物为原料，使其在氧氢燃烧器产生的1000℃或以上的高温下进行水解，从而生长出氧化硅粒子。

另外，用官能团对氧化硅进行过表面修饰或表面改性的材料、以及用表面活性剂或其它粒子形成为复合粒子的材料等也可以作为氧化硅加以使用。

其中，从降低基板表面的表面粗糙度以及减少划痕的角度考虑，优选的是胶体氧化硅。这些氧化硅可以单独使用，或者也可以混合2种或更多种来使用。

氧化硅一次粒子的平均粒径为1～100nm。从减少划痕以及降低表面粗糙度(粗糙度算术平均偏差值：Ra)的角度考虑，该平均粒径优选为1～80nm，更优选为3～60nm，进一步优选为5～40nm。

此外，作为一次粒子直径的测量方法，可以列举出根据透射电子显微镜(TEM)的观察图像来求出的方法、滴定法以及BET法等，用各自的方法进行测量时，可以以平均粒径的形式求出。

例如使用透射式电子显微镜(JEM-2000FX，制造厂家：日本电子)，在加速电压为80kV、拍摄放大倍数为1～5万倍的条件下对氧化硅粒子进行观察，然后用与个人计算机相连的扫描仪将该观察得到的图像以图像数据的形式读取出来，然后使用图像分析软件(WinROOF，销售商：三谷商事)求出每个氧化硅粒子的当量圆直径(面积与氧化硅粒子的投影面积相同的圆的直径)，并将其作为直径求出，在累计分析了1000个或更多的氧化硅粒子的数据后，用电子制表软件“EXCEL”(微软公司制造)算出。从小粒径一侧开始的累积体积频度达到50％时的粒径(D50)就是这里所说的一次粒子的平均粒径。

在形成二次粒子的情况下，从减少划痕以及降低表面粗糙度(粗糙度算术平均偏差值：Ra)的角度考虑，二次粒子的平均粒径优选为5～150nm，更优选为5～100nm，进一步优选为5～80nm。

作为二次粒子直径的测量方法，可以列举出动态光散射法、超声波衰减法以及毛细管(CHDF)法等。

作为氧化硅在研磨液组合物中的含量，从提高研磨速度、且经济地提高表面质量的角度考虑，优选为1～50重量％，更优选为2～40重量％，再优选为3～30重量％，进一步优选为5～25重量％。

所谓本发明所使用的具有磺酸基的聚合物，是指至少含有1种或多种具有磺酸基的单体(以下也称为“磺酸”或“含有磺酸基的单体”)作为单体成分的聚合物。另外，作为具有磺酸基的单体，例如可以列举出异戊二烯磺酸、(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸、甲代烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、异戊烯基磺酸等。优选的是异戊二烯磺酸、(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸。

这些具有磺酸基的单体，既可以1种单独使用，或者也可以混合2种或更多种使用。

本发明所使用的具有磺酸基的聚合物既可以是具有磺酸基的单体成分的均聚物，进而也可以是与由其它单体构成的单体成分的共聚物。作为这样的由其它单体构成的单体成分，优选为具有羧基的单体。例如可以列举出衣康酸、(甲基)丙烯酸、马来酸等，其中，从提高研磨速度以及减少基板污染的角度考虑，优选为丙烯酸，即优选为丙烯酸/磺酸共聚物。

在本发明中可以推定：构成上述丙烯酸/磺酸共聚物的丙烯酸单体中的羧基吸附在可能导致基板污染的研磨磨粒或研磨碎屑上，含有磺酸基的单体中的磺酸基通过分散该吸附物可以抑制基板污染。如果构成该共聚物的单体中的含有磺酸基的单体的比例降低，即丙烯酸单体的含量升高，则共聚物本身容易吸附在基板上，从而具有研磨速度受到抑制的倾向。因此，构成该共聚物的单体中的含有磺酸基的单体的比例优选为3摩尔％或以上，更优选为5摩尔％或以上。另外，如果构成该共聚物的单体中的含有磺酸基的单体的比例升高，即丙烯酸单体的含有量降低，则具有在研磨磨粒或研磨碎屑上的吸附减弱的倾向。因此，构成该共聚物的单体中的含有磺酸基的单体的比例优选为90摩尔％或以下，更优选为80摩尔％或以下，进一步优选为70摩尔％或以下。即该比例优选为3～90摩尔％，更优选为5～80摩尔％，进一步优选为5～70摩尔％。此外，在此含有磺酸基的丙烯酸基可以作为含有磺酸基的单体列举出来。

具有上述磺酸基的聚合物由于设定为研磨液组合物的构成成分，所以优选具有水溶性，例如可以成为盐。

用于形成盐的相反离子并没有特别的限定，但可以使用选自钠、钾等碱金属离子、铵离子、烷基铵离子等之中的1种或多种。

本发明所使用的具有磺酸基的聚合物例如可以采用公知的方法，如(社团法人)日本化学会编，新实验化学讲座14(有机化合物的合成和反应III、1773页、1978年)等所记载的方法，使含有二烯结构或芳香族结构的原料聚合物磺化而得到。

从氧化硅和研磨碎屑的分散效果和研磨速度的角度考虑，具有磺酸基的聚合物的重均分子量优选为1000～10000，更优选为1000～5000，再优选为1000～4500，进一步优选为1000～4000。

聚合物的重均分子量采用凝胶渗透色谱进行测定，并使用以聚苯乙烯磺酸钠为标样制作的校正曲线对测定的结果进行换算。GPC的条件表示如下：

(GPC条件)

柱：G4000PWXL+G2500PWXL

洗提液：0.2M磷酸缓冲剂/乙腈＝9/1(体积比)

流速：1.0mL/min

温度：40℃

样品：浓度5mg/mL，注入量100μL

从减少基板污染的角度考虑，具有磺酸基的聚合物在研磨液组合物中的含量优选为0.001重量％或以上，更优选为0.01重量％或以上，另外，从提高研磨速度的角度考虑，优选为10重量％或以下，更优选为5重量％或以下，再优选为3重量％或以下，进一步优选为1重量％或以下，更进一步优选为0.5重量％或以下。

也就是说，从减少基板污染、且提高研磨速度的角度考虑，上述含量优选为0.001～10重量％，更优选为0.01～5重量％，再优选为0.01～3重量％，进一步优选为0.01～1重量％，更进一步优选为0.01～0.5重量％。

另外，关于本发明的氧化硅和聚合物的配比关系，从提高研磨速度和减少基板污染的角度考虑，研磨液组合物中的氧化硅和聚合物的浓度比〔氧化硅的浓度(重量％)/聚合物的浓度(重量％)〕优选为10～5000，更优选为20～3000，再优选为30～2000，进一步优选为50～1000。

作为本发明所使用的水，可以适用的是离子交换水、蒸馏水、超纯水等。作为水在研磨液组合物中的含量，从保持研磨液组合物的流动性、且提高研磨速度的角度考虑，优选为40～99重量％，更优选为50～98重量％，再优选为50～97重量％，进一步优选为50～95重量％。

作为本发明用作研磨对象的玻璃基板的材质，例如可以列举出石英玻璃、钠钙玻璃(或称碱石灰玻璃)、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、晶化玻璃等。

通过在玻璃基板的研磨工序中使用本发明的研磨液组合物，可以获得经济的研磨速度，赋予研磨后的基板以优良的表面平滑性，而且可以显著降低洗涤后的基板污染，因而能够制造出表面性状优良的高品质的玻璃基板。

该基板污染特别对于硬盘基板，在高密度化方面是一项重要的物性。

基板污染就是在基板表面有研磨液组合物中的研磨磨粒和研磨碎屑的残留，通常可以用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)观察到，在质量检查所使用的缺陷检验装置中，可以根据作为凸部缺陷而被检测出来的个数进行定量评价。

尽管基板污染的减少机理尚不清楚，但正如上面所叙述的那样，一般认为因研磨液组合物中含有的具有磺酸基的聚合物吸附在研磨磨粒和研磨碎屑的表面而产生的位阻效应，在研磨后和洗涤后，抑制了其在基板上的附着或残留。

本发明的研磨液组合物的调配可以通过用公知的方法混合各成分来进行。从经济性的角度考虑，研磨液组合物通常调配成浓缩液，在使用时再将其进行稀释。

在本发明的研磨液组合物中，作为任选成分，可以列举出无机酸、有机膦酸、羧酸、氨基羧酸或它们的盐等。

另外，关于上述盐的相反离子(阳离子)，可以列举出钠、钾等碱金属离子、铵离子、烷基铵离子等，其中优选的是碱金属离子。

此外，作为其它的任选成分，可以列举出增粘剂、分散剂、碱性物质、表面活性剂、螯合剂、消泡剂、抗菌剂、防锈剂等。

作为这些任选成分在研磨液组合物中的含量，从提高研磨速度的角度考虑，优选为5重量％或以下，更优选为4重量％或以下，进一步优选为3重量％或以下。

此外，各成分的浓度可以是制造时的浓度也可以是使用时的浓度。

(2)玻璃基板的制造方法

本发明的玻璃基板的制造方法具有下述的工序，该工序使所述研磨液组合物存在于研磨垫和被研磨基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨。

从提高研磨速度且以经济的方式进行研磨的角度考虑，研磨载荷为3kPa或以上，优选为4kPa或以上，更优选为5kPa或以上，进一步优选为6kPa或以上。另外，从提高表面质量、且缓和基板表面的残余应力的角度考虑，为12kPa或以下，优选为11kPa或以下，更优选为10kPa或以下，进一步优选为9kPa或以下。因此，从提高研磨速度和表面质量的角度考虑，为3～12kPa，优选为4～11kPa，更优选为5～10kPa，进一步优选为6～9kPa。

研磨液组合物优选的供给速度随与被研磨基板接触的研磨垫的面积和研磨的基板总面积的不同而不同，进而随研磨液组合物的种类的不同而不同，所以不能一概而定，但从提高研磨速度、且以经济的方式进行研磨的角度考虑，相对于被研磨基板的每单位被研磨面积(1cm²)，优选为0.06～5mL/min，更优选为0.08～4mL/min，进一步优选为0.1～3mL/min。

基板的制造例如在被研磨基板为玻璃硬盘基板的情况下，一般可以使玻璃基板经过粗磨削工序、(结晶化工序)、形状加工工序、端面镜面加工工序、精磨削工序、研磨工程、洗涤工序、(化学强化工序)及磁盘制造工序来进行，其中所述玻璃基板采用熔融玻璃的模压或从平板玻璃上切取的方法而得到。

例如，粗磨削工序可以使用#400左右的氧化铝磨粒，形状加工工序可以使用圆筒状的磨石，端面镜面加工工序可以使用刷子(brush)，精磨削工序可以使用#1000左右的氧化铝磨粒。

研磨工序分为第一研磨工序和第二研磨工序，但是，例如以提高表面质量为目的，往往要进一步进行最终(精加工)研磨工序。

第一研磨工序适合使用氧化铈，而在最终(精加工)研磨工序适合使用氧化硅。本发明的研磨液组合物优选在第二研磨工序或最终(精加工)研磨工序中使用。

研磨工序后，为了溶解除去残留在玻璃基板表面的氧化硅磨粒和研磨碎屑，基板将用NaOH水溶液等进行强碱超声波洗涤，随后在纯水、异丙醇等中进行浸渍洗涤，以及用异丙醇等进行蒸气干燥。

然后，形成种晶层(seed layer)、底层、中间层、磁性层、保护层和润滑层的膜，这样便制作出磁盘。

在该制造工序的中间，对于晶化玻璃基板的情况，将进行结晶化工序，其通过热处理生成晶核而作为结晶相；对于强化玻璃基板的情况，将进行化学强化工序，其将基板浸渍在加热的硝酸钾和硝酸钠之类的化学强化盐中进行处理以置换表层的离子。

对于玻璃硬盘基板，要求其具有不发生磁头的读写错误的平滑性。也就是说，要求基板表面的平坦性(粗造度、波纹等)优良，而缺陷(磨粒等的凸部、划痕和凹坑等的凹部)较少，在基板的制造工序中，研磨工序担负着这样的作用，第二研磨工序或最终(精加工)研磨工序是特别重要的。

(3)研磨方法

作为使用本发明的研磨液组合物的玻璃基板的研磨装置，并没有特别的限制，可以使用下述的研磨装置，其具有保持被研磨物的夹具(研磨头(carrier)：芳族聚酰胺(aramide)制等)和研磨布(研磨垫)。其中，适合使用的有抛光工序中所用的双面研磨装置。

作为研磨垫，可以使用有机高分子系的发泡体、非发泡体以及无纺布状的研磨垫，例如第一研磨工序适合使用仿麂皮的聚氨酯硬质垫，第二研磨工序及最终研磨工序适合使用仿麂皮的聚氨酯软质垫。

作为使用该研磨装置的研磨方法的具体例子，可以列举出如下的研磨方法，用研磨头保持被研磨物，并用贴附有研磨垫的研磨盘(platen)卡住，向研磨垫和被研磨物之间供给本发明的研磨液组合物，并在预定的压力下使研磨盘和/或被研磨物移动，藉此使本发明的研磨液组合物一边接触被研磨物一边进行研磨。这样的研磨方法所优选的研磨载荷，可以与上述玻璃基板的制造方法中的研磨载荷相同。

上述研磨方法优选在第二研磨工序以后进行使用，更优选在最终(精加工)研磨工序中使用。

研磨液组合物的供给方法可以使用以下几种方法：即在预先充分混合研磨液组合物的构成成分的状态下，用泵等供给至研磨垫和被研磨物之间的方法；在即将研磨前，于供给管道内等进行混合而供给的方法；将氧化硅料浆和溶解了具有磺酸基的聚合物的水溶液分别供给至研磨装置的方法等。研磨液组合物优选的供给速度，可以与上述玻璃基板的制造方法中的供给速度相同。

为有效地减少基板污染，使用本发明的研磨液组合物，或混合各成分以调配研磨液组合物，以便使之具有本发明研磨液组合物的组成，然后对被研磨基板进行研磨。由此，可以显著降低被研磨基板的表面缺陷，特别是基板污染，进而可以制造表面粗糙度低、表面质量优良的基板。特别地，本发明适于玻璃硬盘基板的制造。

因此，本发明也涉及玻璃基板表面污染的减少方法，其具有下述的工序：该工序使所述研磨液组合物存在于研磨垫和玻璃基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨。

作为被研磨物的材质，例如可以列举出石英玻璃、钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃、晶化玻璃等。这些材质之中，用于强化玻璃基板的铝硅酸盐玻璃、或玻璃陶瓷基板(晶化玻璃基板)是适合研磨的。

就化学耐久性良好、在以除去研磨后残留于基板上的微粒为目的而进行的碱洗涤中能够减少损伤(凹部缺陷)的发生、可以得到更高的表面质量而言，铝硅酸盐玻璃是优选的。

本发明的研磨液组合物在第二研磨工序以后特别有效，但除此以外的研磨工序，例如第一研磨工序和抛光(lapping)工序也同样适用。

对于基板的形状并无特别的限制，例如可以使用圆盘状、平板状、厚板状、棱柱状等具有平面部分的形状、以及具有透镜等曲面部分的形状。其中，特别优选将圆盘状的被研磨物用于研磨。

关于作为表面平滑性的尺度的表面粗糙度，其评价方法并无限制，例如用通过原子力显微镜(AFM)的波长为10μm或以下的短波可测得的粗糙度来进行评价，并能够以粗糙度算术平均偏差值Ra来表示(AFM-Ra)。本发明的研磨液组合物适用于玻璃基板的研磨工序，更适用于使研磨后基板的表面粗糙度(AFM-Ra)为0.2nm或以下的研磨工序。

在基板的制造工序中，优选在第二研磨工序以后使用本发明的研磨液组合物，从显著减少基板污染及表面粗糙度、得到优良的表面平滑性的角度考虑，更优选在精加工研磨工序中使用。所谓精加工工序，是指在具有多个研磨工序的情况下，最后的至少一个研磨工序。此时，为避免前面工序的研磨液组合物和研磨碎屑的混入，也可以分别使用另外的研磨装置，且在分别使用另外的研磨装置时，优选在各研磨工序中将基板洗净。其中，对于研磨装置并无特别的限定。

这样制造的基板，其基板污染明显降低，而且表面平滑性优良。也就是说，研磨后的表面粗糙度(AFM-Ra)例如为0.2nm或以下，优选为0.19nm或以下，更优选为0.18nm或以下。

在进入使用本发明的研磨液组合物的研磨工序之前，基板的表面性状并无特别的限制，例如具有AFM-Ra为1nm或以下的表面性状的基板是合适的。

如上所述，使用本发明的研磨液组合物或本发明的玻璃基板的制造方法制造的基板，可以获得优良表面平滑性，表面粗糙度(AFM-Ra)例如为0.2nm或以下，优选为0.19nm或以下，更优选为0.18nm或以下。

另外，所制造的基板是基板污染极少的。因此，该基板例如在存储硬盘基板的情况下，该基板可以达到这样的要求，即记录密度达100G比特/英寸²，进而达125G比特/英寸²

实施例

下面通过实施例更进一步记载并公开本发明的方案。这些实施例仅仅是本发明的例示，并不意味着对本发明的任何限定。

〔被研磨基板〕

作为被研磨基板，使用下述的硬盘用铝硅酸盐制玻璃基板进行了研磨评价，该基板预先采用含有氧化铈研磨材料的研磨液进行了第一及第二研磨工序，使得AFM-Ra为0.3nm，厚度为0.635mm、外径为φ65mm且内径为φ20mm。

实施例1

作为研磨材料，调配如下的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.5重量％的胶体氧化硅料浆(杜邦公司制造，一次粒子的平均粒径为30nm，氧化硅粒子浓度为40重量％，余量为水)；按有效成分换算，为0.04重量％的丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物(单体摩尔比为8/1，重均分子量为2000，固体成分浓度为40重量％，钠中和产品)；余量为离子交换水。

混合各成分的顺序为：用离子交换水将上述共聚物水溶液稀释5倍，在搅拌下将预定量的稀释过的共聚物水溶液添加到胶体氧化硅料浆中进行混合，最后一点点地添加余量的离子交换水，这样研磨液组合物的调配即告完成。

实施例2

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.3重量％的胶体氧化硅料浆(杜邦公司制造，一次粒子的平均粒径为30nm，氧化硅粒子浓度为40重量％，余量为水)；0.10重量％的实施例1的共聚物；余量为离子交换水。

实施例3

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.3重量％的胶体氧化硅料浆(杜邦公司制造，一次粒子的平均粒径为20nm，氧化硅粒子浓度为40重量％，余量为水)；0.04重量％的实施例1的共聚物；余量为离子交换水。

实施例4

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.5重量％的胶体氧化硅料浆(触媒化成公司制造，一次粒子的平均粒径为80nm，氧化硅粒子浓度为40重量％，余量为水)；0.04重量％的实施例1的共聚物；余量为离子交换水。

实施例5

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.5重量％的实施例3的胶体氧化硅料浆；按有效成分换算，为0.04重量％的丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物(单体摩尔比为96/4，重均分子量为4000，固体成分浓度为36重量％，钠中和产品)；余量为离子交换水。

实施例6

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.5重量％的实施例3的胶体氧化硅料浆；按有效成分换算，为0.10重量％的丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物(单体摩尔比为96/4，重均分子量为6000，固体成分浓度为43重量％，钠中和产品)；余量为离子交换水。

比较例1

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为8.4重量％的胶体氧化硅料浆(触媒化成公司制造，一次粒子的平均粒径为150nm，氧化硅粒子浓度为16重量％，余量为水)；余量为离子交换水。

比较例2

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为9.7重量％的胶体氧化硅料浆(杜邦公司制造，一次粒子的平均粒径为20nm，氧化硅粒子浓度为40重量％，余量为水)；余量为离子交换水。

比较例3

作为研磨材料，与实施例1同样地调配下述的研磨液组合物，其组成为：按氧化硅粒子换算，为8.3重量％的胶体氧化硅料浆(触媒化成公司制造，一次粒子的平均粒径为150nm，氧化硅粒子浓度为16重量％，余量为水)；0.04重量％的实施例1的共聚物；余量为离子交换水。

使用实施例1～6及比较例1～3得到的研磨液组合物进行研磨，根据以下的方法就基板污染、研磨速度及表面粗糙度(AFM-Ra)进行了测定和评价。

〔研磨条件〕

研磨试验机：Musashino电子公司制造，MA-300单面研磨机，研磨盘直径为300mm

研磨垫：聚氨酯制精加工研磨用垫

研磨盘转速：90r/min

研磨头转速：90r/min，强制驱动式

研磨液组合物的供给速度：50g/min(约1.5mL/min/cm²)

研磨时间：15min

研磨载荷：5.9kPa(使用测锤施加的恒定载荷)

漂洗条件：载荷＝3.9kPa，时间＝5min，离子交换水供给量＝约1L/min

修整(dressing)条件：每研磨1次，就一边供给离子交换水一边刷洗修整0.5min。

(基板的评价方法(污染、表面粗糙度))

洗涤方法：取出研磨和漂洗结束后的被研磨基板，用离子交换水进行流水洗涤，其次将该基板浸渍在离子交换水中，并在这样的状态下进行超声波洗涤(100kHz，3min)，再用离子交换水进行流水洗涤，然后用甩干(spin dry)法进行干燥。

评价方法：基板污染采用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)进行观察。

表面粗糙度采用原子力显微镜(AFM)求出AFM-Ra。

(AFM测量方法)

测量设备：Veeco公司制造，TM-M5E

模式：非接触

扫描速度：1.0Hz

扫描面积：10μm×10μm

评价方法：基板污染是测量并观察在任意基板中心线上的、内周和外周的中间附近的2个点。在此，当上述测量面积内的高度为1nm或以上的凸起的总数(2点测量的总计)小于等于1个时，评价为“基板污染极少”；2～4个时，评价为“基板污染少”；而5个或以上时，评价为“基板污染多”。

表面粗糙度是同样地求出进行2点测量的数值的平均值，将其作为AFM-Ra。

(研磨速度的计算方法)

通过将研磨前后的基板的重量差(g)除以该基板的密度(2.46g/cm³)、再除以基板的表面积(30.04cm²)和研磨时间(min)，计算得出每单位时间内的研磨量，从而获得了研磨速度(μm/min)。

由表1的结果可知：实施例1～6得到的研磨液组合物与比较例1～3相比，基板没有污染，研磨速度高，而且表面粗糙度小。

本发明的玻璃基板用研磨液组合物，例如适用于玻璃硬盘、强化玻璃基板用铝硅酸盐玻璃、玻璃陶瓷基板(晶化玻璃基板)等的制造。

以上所述的本发明，明显存在许多可以进行等同置换的范围，这种多样性不能看作是背离了本发明的意图和范围，本领域的技术人员清楚了解的所有这些改变，均包含在所附的权利要求书所记载的技术范围内。

Claims

1.一种玻璃硬盘基板的制造方法，其具有下述的工序：使研磨液组合物存在于研磨垫和玻璃基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨；其中，所述研磨液组合物含有一次粒子的平均粒径为5～40nm的胶体氧化硅、重均分子量为1000～4500的丙烯酸/(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物和水。

2.根据权利要求1所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中构成丙烯酸/(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物的单体中的含有磺酸基的单体的比例为3～90摩尔％。

3.根据权利要求1所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中，研磨液组合物中胶体氧化硅与聚合物的重量百分比浓度之比为10～5000。

4.根据权利要求1所述的玻璃硬盘基板的制造方法，其中，研磨液组合物中的丙烯酸/(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物的含量为0.001～10重量％。

5.一种玻璃硬盘基板的表面污染的减少方法，其具有下述的工序：使研磨液组合物存在于研磨垫和玻璃基板之间，并以3～12kPa的研磨载荷进行研磨；其中，所述研磨液组合物含有一次粒子的平均粒径为5～40nm的胶体氧化硅、重均分子量为1000～4500的丙烯酸/(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸共聚物和水。