CN106605264A - 磁盘用基板的制造方法和磁盘用基板 - Google Patents
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Abstract
磁盘用基板的制造方法包括下述研磨处理,即,用一对研磨垫夹持基板,向上述研磨垫与上述基板之间供给包含电介质材料的研磨磨粒的浆料,使上述研磨垫与上述基板相对滑动,由此对上述基板的两主表面进行研磨。在上述研磨处理前,对上述研磨磨粒实施除去处理,即,上述浆料在由电极形状而产生的电场强度不均匀的交流电场中通过,利用介电电泳将上述浆料中存在的异物与研磨磨粒分离,除去异物。
Description
技术领域
本发明涉及具有研磨处理的磁盘用基板的制造方法和磁盘用基板。
背景技术
目前,在个人计算机、笔记本型个人计算机、或者DVD(Digital Versatile Disc,数字多功能光盘)记录装置等中内置有用于数据记录的硬盘装置。特别是,在笔记本型个人计算机等以移动性为前提的设备中所用的硬盘装置中,使用在基板设有磁性层的磁盘,利用在磁盘的面上略微悬浮的磁头(DFH(Dynamic Flying Height,动态飞行高度)磁头)在磁性层记录或读取磁记录信息。该磁盘的基板具有与金属基板等相比难以发生塑性变形的性质,因而适合使用玻璃基板。而且,为了利用磁头稳定地进行磁记录信息的读写,要求尽可能减小磁盘的玻璃基板的表面凹凸。
为了减小磁盘用玻璃基板的表面凹凸,进行玻璃基板的研磨处理。在用于将玻璃基板制成最终制品的精密的研磨中,使用包含二氧化硅(SiO2)磨粒的微细研磨磨粒的研磨剂。对于这样的研磨剂来说,为了提高研磨处理后的玻璃基板的表面品质,通过进行过滤或离心分离而统一为规定的尺寸来作为研磨剂进行使用。另外,在研磨处理时,一边循环包含二氧化硅磨粒的浆料一边用于研磨的情况下,对研磨中所用的浆料进行过滤后,在研磨中进行再使用。
例如,已知一种磁盘用玻璃基板的制造方法,其在玻璃基板的主表面的使用二氧化硅磨粒的研磨工序的最终研磨工序中,使用最小捕捉粒径为1μm以下的过滤器进行过滤,利用该过滤后的包含缓冲剂的研磨用浆料(包含二氧化硅磨粒)(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-079948号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在上述研磨处理后的玻璃基板的主表面有时会附着来自研磨处理中所用的浆料中的二氧化硅磨粒的板状异物等异物。该板状异物在玻璃基板上的附着是近年来随着计测技术的发展而被认识到的。附着于玻璃基板的板状异物在磁盘的主表面上形成表面凹凸,因而,在悬浮距离极短的磁头中存在难以进行稳定的磁记录信息的读写的不良情况。另外,该板状异物在最终清洗处理中也无法容易地除去。若使用清洗力高的清洗液,则会在玻璃基板的主表面的平滑面形成凹凸,作为磁盘用玻璃基板是不优选的。
该板状异物是与近似球形的二氧化硅磨粒的平均粒径(d50)相比尺寸更大的异形的异物,因而为了将二氧化硅磨粒的颗粒尺寸统一为规定的范围,在研磨处理前有时使用过滤器对二氧化硅磨粒进行过滤。此处,平均粒径表示基于使用激光衍射/散射法的体积分布所测定的中值粒径。但是,在这样的过滤中,过滤器容易发生堵塞,因而无法高效地制作二氧化硅磨粒。而且,由于板状异物变形而通过过滤器,因此无法充分除去板状异物,在过滤后的二氧化硅磨粒中会残存有板状异物,在使用包含二氧化硅磨粒的浆料进行研磨处理后的玻璃基板的主表面有时依然会附着有板状异物。另外,即便欲通过离心分离将板状异物之类的大的二氧化硅磨粒除去,也无法充分除去板状异物,在经研磨处理后的玻璃基板的主表面有时依然会附着有板状异物。因此,存在玻璃基板的研磨处理后的成品率降低的问题。这种问题不仅限于玻璃基板,在金属基板(铝基板)的情况下也同样发生。并且,这些问题在平均粒径为10nm~60nm、更优选为10~30nm的粒径非常微小的研磨磨粒的情况下特别显著。
于是,本发明的目的在于提供一种能够提高基板的研磨处理后的成品率的磁盘用基板的制造方法以及磁盘用基板。
用于解决课题的方案
本发明人对能够除去板状异物等的新方法进行了研究,以替代在研磨处理前容易发生堵塞、无法充分除去上述板状异物的过滤器及无法充分除去上述板状异物的离心分离。于是,本发明人着眼于二氧化硅磨粒在电场中发生电介质极化,引起由电介质极化产生的介电电泳的介电电泳力与颗粒直径的三次方成正比,由此发明了以下的方法。本发明包括以下的方式。
(方式1)
一种磁盘用基板的制造方法,其特征在于,该磁盘用基板的制造方法包括下述研磨处理,即,用一对研磨垫夹持基板,向上述研磨垫与上述基板之间供给包含电介质材料的研磨磨粒的浆料,使上述研磨垫与上述基板相对滑动,由此对上述基板的两主表面进行研磨,
在上述研磨处理前,进行除去处理,即,上述浆料在由电极形状而产生的电场强度的分布不均匀的交流电场中通过,利用介电电泳将上述浆料中存在的异物与研磨磨粒分离,除去上述异物。即,上述除去处理利用了具有上述研磨磨粒的平均粒径的颗粒与粒径大于该平均粒径的异物(大径颗粒)分别受到的介电电泳力之差。
(方式2)
如方式1所述的磁盘用基板的制造方法,其中,上述研磨磨粒为二氧化硅磨粒,
上述二氧化硅磨粒使用水玻璃和离子交换树脂获得。
(方式3)
如方式3所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在上述研磨处理前,在上述浆料中添加使上述二氧化硅磨粒的表面电位的绝对值减少的添加剂,上述添加剂的添加在上述除去处理后进行。
(方式4)
如方式1~3中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,对上述除去处理后的研磨磨粒实施破碎处理。
(方式5)
如方式1~4中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,上述除去处理前的上述浆料中的上述研磨磨粒的含量比上述研磨处理后的上述浆料中的上述研磨磨粒的含量高。
(方式6)
如方式1~5中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在上述研磨处理后,进行对基板的主表面进行清洗的清洗处理,在上述清洗处理中,使用pH小于10的包含无机碱的碱清洗液。
(方式7)
如方式1~6中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在上述研磨处理后,进行对基板的主表面进行清洗的清洗处理,
上述清洗处理为使上述基板浸渍到清洗液中或与清洗液接触的非擦洗清洗。
(方式8)
如方式1~7中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在上述除去处理中,利用介电电泳将由胶态二氧化硅构成的研磨磨粒与由层状硅酸盐构成的板状异物分离,除去浆料中的板状异物。
(方式9)
一种磁盘用基板的制造方法,其特征在于,该磁盘用基板的制造方法包括下述研磨处理,即,用一对研磨垫夹持基板,向上述研磨垫与上述基板之间供给包含由胶态二氧化硅构成的研磨磨粒的浆料,使上述研磨垫与上述基板相对滑动,由此对上述基板的两主表面进行研磨,
上述研磨处理中所用的浆料如下获得:使浆料原液在电极间通过,该电极具有通过施加交流电流而能产生电场强度的分布不均匀的电场的形状,从而对上述浆料原液中包含的由层状硅酸盐构成的板状异物产生正的介电电泳或负的介电电泳,抑制上述板状异物通过上述电极间,将上述板状异物从上述浆料原液中除去,由此获得上述浆料。
(方式10)
一种磁盘用基板,其为具备具有圆孔的一对主表面、形成圆孔的内周端面和外周端面的磁盘用基板,其特征在于,上述主表面中,最大径为100nm以上的由层状硅酸盐构成的板状异物的附着数小于2个/片。
发明的效果
根据上述磁盘用基板的制造方法,能够利用介电常数的差异将板状异物等从研磨处理中所用的研磨磨粒除去,因而基板的主表面不会附着有板状异物等。因此,能够提高基板的研磨处理后的成品率。另外,根据上述的磁盘用基板,可以提供板状异物的附着数少的磁盘基板。
附图说明
图1是示出利用本实施方式的制造方法所制造的磁盘用玻璃基板的示例的图。
图2的(a)、(b)是说明在本实施方式的玻璃基板的制造方法的研磨处理中所用的研磨装置的图。
图3是进行本实施方式的除去处理的除去处理装置的示意图。
具体实施方式
下面,对本发明的实施方式的磁盘用基板的制造方法和磁盘用基板进行说明。在以下的说明中,使用玻璃基板为例进行说明,但本实施方式的磁盘用基板的制造方法也可以同样适用于金属基板(铝基板)。另外,本实施方式中,作为在研磨磨粒中所用的例子,使用二氧化硅磨粒为例来进行说明,但除了二氧化硅磨粒以外,也可以应用作为电介质材料的研磨磨粒、例如二氧化钛、氧化铈、氧化铝等。在二氧化硅、二氧化钛、氧化铈、氧化铝的磨粒中,从作为磁盘用基板能够实现更低的粗糙度的观点来看,更优选二氧化硅磨粒。
(磁盘用玻璃基板)
首先,对本实施方式中制造的磁盘用玻璃基板进行说明。图1是示出利用本实施方式的制造方法所制造的磁盘用玻璃基板1的示例的图。如图1所示,磁盘用玻璃基板1(下文中简称为玻璃基板1)为圆板形状,且形成了挖穿有与外周同心的圆形中心孔的环状。通过在磁盘用玻璃基板的两面的圆环状区域形成磁性层(记录区域),从而形成磁盘。
即,磁盘用玻璃基板1具备:具有圆孔的一对主表面;形成圆孔的内周端面;和外周端面。
作为磁盘用玻璃基板的坯板的玻璃坯料通过浮法或模压成型而制作。玻璃坯料是圆形的玻璃板,是挖穿中心孔前的形态。作为玻璃坯料的材料,可以使用铝硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、硼硅酸盐玻璃等。特别是,从可以制作能够实施化学强化、并且在主表面的平面度和基板的强度方面优异的磁盘用玻璃基板的方面出发,可以适合使用铝硅酸盐玻璃。
如后所述,对玻璃坯料实施形状加工处理、端面研磨处理、磨削处理等而得到玻璃基板1,对该玻璃基板1实施最终研磨处理,从而玻璃基板1成为最终的玻璃基板。此时,在最终研磨处理中,利用图2的(a)、(b)所示的研磨处理装置10,进行使用包含二氧化硅磨粒的浆料的研磨处理。图2的(a)、(b)是说明在本实施方式的玻璃基板的制造方法的研磨处理中所用的研磨装置的图。
如图2的(a)、(b)所示,研磨装置10具备下定盘12、上定盘14、内齿轮16、载具18、研磨垫20、太阳齿轮22、和内齿轮24。
研磨装置10从上下方向在下定盘12与上定盘14之间夹持内齿轮16。在内齿轮16内,在研磨时保持有2个以上的载具18。图2的(b)中示出了5个载具18。在下定盘12和上定盘14平面地粘接有研磨垫20。
按照玻璃基板1的下侧的主表面与下定盘12上的研磨垫20抵接、玻璃基板1的上侧的主表面与上定盘14上的研磨垫20抵接的方式,配置有载具18。通过以这样的状态进行研磨,能够对加工成环状的玻璃基板1的两侧的主表面进行研磨。
如图2的(b)所示,圆环状的玻璃基板1被设置于各载具18的圆形的孔所保持。另一方面,玻璃基板1在下定盘12上被外周具有齿轮19的载具18所保持。载具18与设置于下定盘12的太阳齿轮22、内齿轮24啮合。
通过该构成,玻璃基板1以行星齿轮方式与研磨垫20相对移动而被研磨。研磨中所用的浆料包含二氧化硅磨粒,如图2的(a)所示,被供给至上定盘14,并流至下定盘12并回收至外部容器中。
即,在最终研磨处理中,用一对研磨垫20夹持玻璃基板1,向研磨垫20与玻璃基板1之间供给包含二氧化硅磨粒的浆料,使研磨垫20与玻璃基板1相对滑动,由此对玻璃基板1的两主表面进行研磨。
需要说明的是,这样的最终研磨处理中所用的浆料中包含的二氧化硅磨粒是经以下说明的除去处理后的磨粒。
(除去处理)
图3是进行本实施方式的除去处理的除去处理装置的示意图。除去处理装置50具备一对电极52、54。对电极52、54施加交流电压。电极52为平板电极。电极54是面积小于电极52的面积的电极,可以说为点状电极。因此,在电极52与电极54之间施加交流电压时,由于电极面的面积不同,因而在电极52、54间形成电场强度不均匀的电场。即,电场强度不均匀的电场是指,在空间中电场强度(电场的强度)存在高低,或者电通量密度在空间中形成疏密,具体是指,随着接近电极52,电通量密度变得稀疏,随着接近电极54,电通量密度变得密集。
在电极52、54的间隙设有流道55,该流道55流通包含二氧化硅磨粒(胶态二氧化硅)的浆料。
在流道55的下游侧的端部连接有回收管56。回收管56设置于流道55中的电极52侧。
需要说明的是,作为通过施加交流电压而能产生电场强度不均匀的电场的形状的电极,不限于上述的平板电极和点状电极,可以使用公知的电极形状。例如,已知四极电极、交指形(梳形)电极等。交指形是指三角形、方形、梯形、正弦波形等电极重复连续配置的形状,与一定间隔的电极间流道不同,为电极间距离规则地变大、变小的电极间流道。
关于在流道55中流动的浆料中的二氧化硅磨粒、包含铝的层状硅酸盐的结晶等板状异物、以及氧化铁或二氧化钛等氧化金属颗粒(下文中也称为板状异物等异物),在通过上述具有不均匀的电场强度的电场时,根据与分散介质(浆料中的颗粒分散的液体)的介电常数之差而引起电介质极化。通过由该电介质极化而在电场中产生的介电电泳力,二氧化硅磨粒和板状异物等异物在电场中发生移动。此时,二氧化硅磨粒或板状异物等异物的粒径越大,则越容易通过介电电泳力而移动。在二氧化硅磨粒和板状异物等异物相对于分散介质为介电常数高的正的介电电泳的情况下,二氧化硅磨粒和板状异物等异物的粒径越大,则越容易向电通量密度升高的电极54侧移动,在电极54侧被牢固地保持。另一方面,在二氧化硅磨粒和板状异物等异物相对于分散介质为介电常数低的负的介电电泳的情况下,二氧化硅磨粒或板状异物等异物的粒径越大,则越容易向电通量密度稀疏的电极52侧移动,从电通量密度密集的电极54侧排斥的方向受到力。即,本实施方式的除去处理利用了二氧化硅磨粒中的二氧化硅磨粒与粒径大于该平均粒径的板状异物等异物分别受到的介电电泳力之差。粒径的差异导致的介电电泳力之差在粒径之差为2倍以上时更显著,在为5倍以上时进一步显著。
需要说明的是,正的介电电泳是指下述举动:浆料中的分散介质的介电常数小于颗粒,由于颗粒的电介质极化,颗粒向电通量密度密集的部位移动。另外,负的介电电泳是指下述举动:浆料中的分散介质的介电常数大于颗粒,由于颗粒的电介质极化,颗粒向电通量密度稀疏的部位移动。
因此,本实施方式中,为了使二氧化硅磨粒产生介电电泳,在浆料中的液体(分散介质)与二氧化硅磨粒之间,至少介电常数不同。
在二氧化硅磨粒进行正的介电电泳的情况下,如图3所示,回收管56设置于流道55中的电极52侧(图3中为纸面的上侧)。由此,容易通过大的介电电泳力而移动的板状异物等异物与二氧化硅磨粒相比向电通量密度密集的电极54的方向移动,停留于电极54的附近区域。另一方面,浆料从图3中的纸面左侧在流道54内作为一样的层流而流动,因此,包含介电电泳引起的移动小的二氧化硅磨粒的浆料流入设置于电极52侧的回收管56,作为研磨处理用的浆料被回收。另外,在二氧化硅磨粒进行负的介电电泳的情况下,作为分散介质的液体向电通量密度密集的电极54的方向移动,因而,板状异物和氧化金属颗粒向电通量密度稀疏的方向、即从电场的强度(电场强度)稀疏的电极54侧远离的方向移动。因此,在使用平板电极与点状电极的组合的情况下,板状异物和氧化金属颗粒被挤压至电通量密度稀疏的作为平板电极的电极54侧。
另外,在使用四极电极或交指形电极的情况下,研磨磨粒、板状异物等异物被挤压集中于与周围的电极距离最远的位置即流道的中心,被保持于流道内。这样,浆料中的研磨磨粒、板状异物等异物被保持于流道的中心。此时,粒径更大的板状异物等异物与粒径更小的研磨磨粒相比电泳力大,被保持于流道内的力变强。粒径更小的研磨磨粒的电泳力小,被保持于流道内的力相对较弱,被浆料的流动所回收。另一方面,板状异物等异物因介电电泳力而被留于流道内,从研磨处理中所用的浆料中被除去。
即,本实施方式中,使浆料在电场强度的空间分布不均匀的交流电场中通过,使二氧化硅磨粒和板状异物等异物产生与浆料中的二氧化硅磨粒和板状异物等异物的尺寸对应的介电电泳,由此进行将粒径大于二氧化硅磨粒的平均粒径的板状异物等异物从浆料中除去的除去处理。
这样,本实施方式中,可以利用介电电泳将由胶态二氧化硅构成的研磨磨粒与由层状硅酸盐构成的板状异物分离,将浆料中的板状异物除去。
本实施方式中所用的交流电压、在流道55中流通的浆料的流速或浆料的粘度、以及浆料中的二氧化硅磨粒的浓度等处理条件没有特别限制,只要能够高效地产生研磨磨粒、异物、分散介质的介电常数的差异和与浆料中的研磨磨粒、板状异物等异物的尺寸对应的介电电泳,由此将粒径(平板的最大径)大于二氧化硅磨粒的平均粒径的板状异物等异物从浆料中除去即可,可以适当设定。至少需要在流道55中流通的浆料的流动为层流,从而能够利用与二氧化硅磨粒和板状异物等异物的尺寸对应的介电电泳使二氧化硅磨粒移动。作为流通浆料的电极间的距离的流道宽度越接近所要除去的板状异物等异物的粒径越好,优选为100μm以下、优选为30μm以下。
实施了这种除去处理的二氧化硅磨粒的平均粒径(d50)例如为10~60nm、更优选为10~30nm,通过除去处理所除去的板状异物等异物、或粒径大于平均粒径的二氧化硅粗大颗粒的尺寸为130~240nm。即,可以适当地将粒径为二氧化硅磨粒的平均粒径(d50)的2倍以上的异物除去。
二氧化硅磨粒的粒径、板状异物等异物的尺寸如下所指:例如作为二维图像拍摄二氧化硅磨粒的情况下,在二氧化硅磨粒的周围的所有方向倾斜矩形框,使矩形框与二氧化硅磨粒的图像外切,所述二氧化硅磨粒的粒径是指矩形框包围二氧化硅磨粒的图像时的矩形框的长边的最大长度。另外,作为三维图像拍摄二氧化硅磨粒的情况下,在二氧化硅磨粒的周围的所有方向倾斜长方体框,使长方体框与二氧化硅磨粒的图像外切,所述二氧化硅磨粒的粒径是指长方体框包围二氧化硅磨粒的图像时的长方体框的长边的最大长度。
本实施方式中所用的二氧化硅磨粒可以利用任何制造方法来制作,例如,可以利用溶胶凝胶法由正硅酸四甲酯或正硅酸四乙酯获得,但优选使用水玻璃和离子交换树脂获得。这样的二氧化硅磨粒可以不耗费成本而容易地制作大量的二氧化硅磨粒。水玻璃将硅砂作为材料而获得。具体地说,可以将硅砂和碳酸钠混合并熔融,从而生成硅酸钠,将熔融物冷却后,溶解于水中,由此得到水玻璃。这样,水玻璃由于铝等杂质多、以硅砂为原料,因而在水玻璃中大量含有铝等杂质。若大量含有作为该杂质之一的铝,则容易形成上述的由层状硅酸盐构成的板状异物。但是,即便是这样使用容易形成板状异物的二氧化硅磨粒的水玻璃和离子交换树脂得到的二氧化硅磨粒,通过上述除去处理,也可以充分除去板状异物的二氧化硅磨粒。
另外,为了提高研磨速率和减小研磨处理后的玻璃基板的表面凹凸,在研磨处理前,向除去处理后的浆料中添加添加剂、例如K2SO4、Na2SO4等之类的硫酸化合物、K3PO4、Na3PO4等之类的磷酸化合物、NaNO3等之类的硝酸化合物。该添加剂使浆料中的二氧化硅磨粒的表面电位的绝对值减少。若使二氧化硅磨粒的表面电位的绝对值减少,则会对二氧化硅磨粒的电介质极化产生影响,有可能无法充分得到除去处理的效果。因此,在研磨处理前,向除去处理后的浆料中添加添加剂。
另外,本实施方式中,上述的除去处理前的浆料中的二氧化硅磨粒的含量高于研磨处理后的浆料中的二氧化硅磨粒的含量时,可得到利用了电介质极化的介电电泳所产生的除去处理的效果,因而是优选的。
另外,在除去处理中,优选将二氧化硅磨粒中的具有最大宽度相对于最小宽度之比为5以上的形状的板状异物除去。作为这样的板状异物的二氧化硅磨粒若附着于玻璃基板的主表面,则极其难以通过清洗处理等除去。因此,对于进行研磨处理前的二氧化硅磨粒,优选实施上述的除去处理。关于二氧化硅磨粒的上述最小宽度和最大宽度,例如作为二维图像拍摄二氧化硅磨粒的情况下,在二氧化硅磨粒的周围的所有方向倾斜矩形框,同时使矩形框与二氧化硅磨粒的图像外切,最小宽度和最大宽度是指矩形框包围二氧化硅磨粒的图像时的该矩形框的短边的最小长度、长边的最大长度。另外,作为三维图像拍摄二氧化硅磨粒的情况下,在二氧化硅磨粒的周围的所有方向倾斜长方体框,同时使长方体框与二氧化硅磨粒的图像外切,最小宽度和最大宽度是指用长方体框包围二氧化硅磨粒的三维图像时的该长方体框的短边的最小长度和长边的最大长度。需要说明的是,在为板状异物的情况下,最小宽度实质上与板状异物的厚度相当。
另外,优选对除去处理后的二氧化硅磨粒实施破碎处理。破碎处理例如包括对二氧化硅磨粒提供超声波振动的处理。通过除去处理使二氧化硅磨粒产生介电电泳,使所期望的粒径的二氧化硅磨粒集中,因而二氧化硅磨粒有时也会凝集。因此,在除去处理后,优选对所回收的二氧化硅磨粒提供例如超声波振动,将二氧化硅磨粒的凝集体破碎。若生成二氧化硅磨粒的凝集体,则在研磨处理中该凝集体容易损伤玻璃基板的主表面。
这样,本实施方式中,在研磨处理前,使浆料在电场强度不均匀的交流电场中通过,使二氧化硅磨粒、板状异物等异物产生与浆料中的颗粒的粒径大小对应的介电电泳。由此,将粒径大于二氧化硅磨粒的平均粒径的板状异物等异物从浆料中除去。因此,能够将比二氧化硅磨粒的平均粒径大的板状异物等异物从浆料中除去。因此,即便利用浆料对玻璃基板进行研磨处理,板状异物等异物也不附着于研磨处理后的玻璃基板的主表面。因此,本实施方式中,能够提高玻璃基板的研磨处理后的成品率。
另外,研磨处理中所用的浆料可以如下获得:使浆料原液在电极间通过,该电极具有通过施加交流电压而能产生电场强度不均匀的、或者电通量密度的分布形成了疏密的不均匀的电场的形状,从而对该浆料原液中包含的由层状硅酸盐构成的板状异物产生正的介电电泳或负的介电电泳,抑制板状异物通过电极间,将板状异物从浆料原液中除去,由此获得上述浆料。在该情况下,即便利用浆料对玻璃基板进行研磨处理,板状异物等异物也不会附着于研磨处理后的玻璃基板的主表面。因此,本实施方式中,能够提高玻璃基板的研磨处理后的成品率。此处所说的浆料原液是指一次也未用于研磨处理过的新的包含二氧化硅磨粒的研磨液。
需要说明的是,在上述说明中,对能够通过除去处理将板状异物的二氧化硅磨粒除去进行了说明,但二氧化硅磨粒越大则介电电泳力越大。因此,本实施方式中被除去的颗粒不限定于板状异物等异物,还包括大于平均粒径的近似球形的二氧化硅磨粒。
(磁盘用玻璃基板的制造方法)
接着,对本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法进行说明。首先,通过模压成型制作作为具有一对主表面的板状的磁盘用玻璃基板的材料的玻璃坯料(模压成型处理)。需要说明的是,除了利用模压成型制作玻璃坯料以外,也可以利用周知的浮法、再拉法、或者熔融法形成玻璃板,由玻璃板切割出与上述玻璃坯料相同形状的玻璃坯料。接着,在所制作的玻璃坯料的中心部分形成圆孔,对形成有圆孔的玻璃基板进行形状加工(形状加工处理)。由此,生成玻璃基板。接着,对经形状加工的玻璃基板进行端面研磨(端面研磨处理)。对进行了端面研磨的玻璃基板的主表面进行磨削(磨削处理)。接着,对玻璃基板的主表面进行第1研磨(第1研磨处理)。接着,根据需要对玻璃基板进行化学强化(化学强化处理)。接着,对经化学强化的玻璃基板进行第2研磨(第2研磨处理)。其后,对第2研磨处理后的玻璃基板进行清洗。经过以上的处理,得到磁盘用玻璃基板。
(a)模压成型处理
利用切断器将熔融玻璃流的前端部切断,将所切断的熔融玻璃块夹入一对金属模具的模压成型面之间,进行模压,成型出玻璃坯料。在进行了规定时间的模压后,打开金属模具,取出玻璃坯料。
(b)形状加工处理
对于玻璃坯料,使用钻等形成圆孔,由此得到开有圆形孔的盘状的玻璃基板。进而,对圆孔形成处理后的玻璃基板的端部进行倒角加工。倒角加工使用磨削磨石等进行。通过倒角加工,在玻璃基板的端面形成了具有基板的侧壁面和倒角面的端面,该基板的侧壁面相对于玻璃基板的主表面垂直延伸,该倒角面设置于该侧壁面与主表面之间且相对于侧壁面倾斜延伸。
(c)端面研磨处理
在端面研磨处理中,利用研磨磨粒对玻璃基板的内侧端面和外周侧端面进行研磨,进行镜面抛光。
(d)磨削处理
在磨削处理中,使用具备行星齿轮机构的未图示的磨削装置,对玻璃基板的主表面进行磨削处理。具体地说,将由玻璃坯料制作的玻璃基板的外周侧端面保持于设置在磨削装置的保持部件的保持孔内,同时对玻璃基板的两侧的主表面进行磨削。磨削装置具有上下一对定盘(上定盘和下定盘),在上定盘和下定盘之间隔着金刚石磨石等的固定磨粒片夹持有玻璃基板。并且,使上定盘或下定盘中的任一个或双方进行移动操作,使玻璃基板和各定盘相对移动,由此可以对玻璃基板的两主表面进行磨削。
(e)第1研磨处理
接着,对磨削的玻璃基板的主表面实施第1研磨。具体地说,将玻璃基板的外周侧端面保持于设置在未图示的研磨装置的研磨用载具的孔内,同时对玻璃基板的两侧的主表面进行研磨。第1研磨的目的在于除去残留于磨削处理后的主表面的瑕疵及应变、或者调整微小的表面凹凸(微观波纹度、粗糙度)。
在第1研磨处理中,一边提供包含研磨磨粒的浆料,一边对玻璃基板进行研磨。作为第1研磨中所用的研磨磨粒,例如使用氧化铈磨粒、或氧化锆磨粒等游离磨粒。与磨削装置同样,第1研磨处理中所用的研磨装置也在上下一对定盘之间夹持有玻璃基板。在下定盘的上表面和上定盘的底面,整体安装有圆环形状的平板的研磨垫。然后,使上定盘或下定盘中的任一个或双方进行移动操作,使玻璃基板和各定盘相对移动,由此对玻璃基板的两主表面进行研磨。
(f)化学强化处理
在对玻璃基板进行化学强化的情况下,作为化学强化液,例如使用硝酸钾与硫酸钠的混合熔融液等,将玻璃基板浸渍于化学强化液中。
(g)第2研磨(最终研磨)处理
接着,对玻璃基板实施第2研磨。第2研磨处理的目的在于主表面的镜面研磨。在第2研磨处理中,使用图2的(a)、(b)所示的研磨装置10。具体地说,将玻璃基板1的外周侧端面保持于设置在研磨装置10的载具18的孔内,同时对玻璃基板1的两侧的主表面进行研磨。在第2研磨处理中,游离磨粒的种类和颗粒尺寸与第1研磨处理不同,另外,研磨垫20与第1研磨处理的研磨垫在硬度方面也不同。第2研磨处理中所用的浆料是实施了上述除去处理的包含二氧化硅磨粒的浆料。通过实施第2研磨处理,可以使主表面的粗糙度的算术平均粗糙度Ra为0.15nm以下。此外,可以使玻璃基板的主表面的作为波长50~200μm的波纹的微小波纹的均方根粗糙度Rq为0.1nm以下。
之后,玻璃基板利用包含无机碱的碱清洗液对玻璃基板的表面进行清洗,形成最终玻璃基板。
本实施方式中,进行化学强化处理,但也可以根据需要不进行化学强化处理。可以除了第1研磨处理和第2研磨处理以外进一步施加其它的研磨处理,也可以利用1个研磨处理完成2个主表面的研磨处理。另外,上述各处理的顺序可以适当变更。本实施方式的实施了除去处理的包含二氧化硅磨粒的浆料按照成为作为最终制品的表面凹凸的方式被用于最终研磨中。
在第2研磨处理中,使用进行了上述除去处理的浆料对玻璃基板进行研磨,因而可以制作最大径为100nm以上的由层状硅酸盐构成的板状异物在主表面的附着数小于2个/片的玻璃基板。
在第2研磨处理后,如上所述,进行清洗玻璃基板的主表面的清洗处理。此时,在清洗处理中,优选使用清洗处理前后的玻璃基板的表面粗糙度Ra之差在0.05nm以下的范围内的清洗力弱的、包含无机碱的碱清洗液。以往,附着于玻璃基板的板状异物由于难以除去,而使用了清洗力强的碱清洗液。但是,清洗力强的碱清洗液不仅可除去板状异物,还会作用于玻璃基板的主表面而使主表面粗糙。因此,本实施方式中,使用上述实施了除去处理的二氧化硅磨粒进行研磨处理,因而板状异物不会附着于玻璃基板,可以使用清洗力比以往弱的碱清洗液、具体而言pH小于10的包含无机碱的碱清洗液等清洗处理前后的玻璃基板的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)之差在0.05nm以下的范围的碱清洗液。无机碱例如包含NaOH或KOH。需要说明的是,Ra是JIS B0601所规定的表面粗糙度。该表面粗糙度基于利用原子力显微镜(AFM)、以512×256像素的分辨率对1μm×1μm的范围所测得的数据而得到。另外,波长50~200μm的微小波纹例如可以利用光学式表面形状测定装置来测定。
另外,从不损伤玻璃基板的方面出发,清洗处理优选为将玻璃基板浸渍到清洗液中或者与清洗液接触的非擦洗清洗。在现有的清洗处理中,为了将牢固地附着于玻璃基板的板状异物除去,进行用刷或清洗垫摩擦玻璃基板而将板状异物除去的擦洗清洗。但是,该擦洗清洗容易损伤玻璃基板的主表面。本实施方式中,使用上述实施了除去处理的包含二氧化硅磨粒的浆料进行研磨,因而板状异物不会附着于玻璃基板。因此,可以不像以往那样进行擦洗清洗。因此,本实施方式中,通过进行将玻璃基板浸渍到清洗液中或者与清洗液接触的非擦洗清洗,可以使玻璃基板的主表面不受到不必要的损伤。
另外,本发明适合于制造基板的主表面的表面粗糙度中的算术平均粗糙度Ra为0.15nm以下、更优选为0.12nm以下、进一步优选为0.10nm以下的磁盘用基板。
特别是,在最终研磨处理中使表面粗糙度Ra为0.15nm以下的情况下,不仅浆料中存在的板状异物容易粘贴于基板表面,而且如上所述最终研磨处理后无法使用蚀刻力强的清洗液,因而存在板状异物容易残留于玻璃基板表面的问题,但该问题可以通过本实施方式的制造方法来解决。
对于在上述第2研磨处理后进行了清洗、干燥的玻璃基板的主表面,利用激光式的表面检查装置进行了异物或缺陷的检测。设定激光器的阈值,使异物或缺陷的检出数为10~20个的范围,对于检测出的异物或缺陷,利用SEM(扫描型电子显微镜)或AFM(原子力显微镜)计算了长径为100nm以上的异物的个数。接着,使用截面TEM(透射型电子显微镜),对于长径为100nm以上的异物,确认了是否为层状的平板异物(由层状硅酸盐构成的板状异物)。在利用未经介电电泳进行除去处理、而基于离子交换法的包含二氧化硅的浆料进行了研磨的玻璃基板中,确认到在玻璃基板的表里的主表面附着有多个层状平板异物(附着有2个/片以上的层状平板异物)。另一方面,关于基于离子交换法的包含二氧化硅的浆料,在利用介电电泳进行了异物的除去处理后对基板进行研磨的情况下,未检测出附着于玻璃基板的表里的主表面的层状平板异物(在基板主表面没有层状平板异物的附着)。
以上,对本发明的磁盘用基板的制造方法和磁盘用基板进行了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,显然也可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种改良、变更。
符号的说明
1 玻璃基板
10 研磨装置
12 下定盘
14 上定盘
16 内齿轮
18 载具
20 研磨垫
19 齿轮
22 太阳齿轮
24 内齿轮
50 除去处理装置
52、54 电极
55 流道
56 回收管
Claims (10)
1.一种磁盘用基板的制造方法,其特征在于,该磁盘用基板的制造方法包括下述研磨处理,即,用一对研磨垫夹持基板,向所述研磨垫与所述基板之间供给包含电介质材料的研磨磨粒的浆料,使所述研磨垫与所述基板相对滑动,由此对所述基板的两主表面进行研磨,
在所述研磨处理前,进行除去处理,即,所述浆料在由电极形状而产生的电场强度的分布不均匀的交流电场中通过,利用介电电泳将所述浆料中存在的异物与研磨磨粒分离,除去异物。
2.如权利要求1所述的磁盘用基板的制造方法,其中,所述研磨磨粒为二氧化硅磨粒,
所述二氧化硅磨粒使用水玻璃和离子交换树脂获得。
3.如权利要求2所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在所述研磨处理前,在所述浆料中添加使所述二氧化硅磨粒的表面电位的绝对值减少的添加剂,所述添加剂的添加在所述除去处理后进行。
4.如权利要求1~3中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,对所述除去处理后的研磨磨粒实施破碎处理。
5.如权利要求1~4中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,所述除去处理前的所述浆料中的所述研磨磨粒的含量比所述研磨处理后的所述浆料中的所述研磨磨粒的含量高。
6.如权利要求1~5中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在所述研磨处理后,进行对基板的主表面进行清洗的清洗处理,在所述清洗处理中,使用pH小于10的包含无机碱的碱清洗液。
7.如权利要求1~6中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在所述研磨处理后,进行对基板的主表面进行清洗的清洗处理,
所述清洗处理为使所述基板浸渍到清洗液中或与清洗液接触的非擦洗清洗。
8.如权利要求1~7中任一项所述的磁盘用基板的制造方法,其中,在所述除去处理中,利用介电电泳将由胶态二氧化硅构成的研磨磨粒与由层状硅酸盐构成的板状异物分离,除去浆料中的板状异物。
9.一种磁盘用基板的制造方法,其特征在于,该磁盘用基板的制造方法包括下述研磨处理,即,用一对研磨垫夹持基板,向所述研磨垫与所述基板之间供给包含由胶态二氧化硅构成的研磨磨粒的浆料,使所述研磨垫与所述基板相对滑动,由此对所述基板的两主表面进行研磨,
所述研磨处理中所用的浆料如下获得:使浆料原液在电极间通过,该电极具有通过施加交流电压而能产生电场强度的分布不均匀的电场的形状,从而对所述浆料原液中包含的由层状硅酸盐构成的板状异物产生正的介电电泳或负的介电电泳,抑制所述板状异物通过所述电极间,将所述板状异物从所述浆料原液中除去,由此得到所述浆料。
10.一种磁盘用基板,其为具备具有圆孔的一对主表面、形成圆孔的内周端面和外周端面的磁盘用基板,其特征在于,
所述主表面中,最大径为100nm以上的由层状硅酸盐构成的板状异物的附着数小于2个/片。
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