JP2013170119A - シリカ溶液調製方法、該シリカ溶液調製方法により調製されたシリカ溶液を含有する研磨液、及び該研磨液を用いた磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有するシリカ溶液から異物を効率よく除去するシリカ溶液調整方法、異物が除去されたシリカ溶液を含有する研磨液及び該研磨液を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有するシリカ溶液から異物を除去するシリカ溶液調製方法であって、遠心加速度Ｇ、沈降距離と沈降時間の比ｈ／ｔ及び前記溶液の粘度ηを制御し、される異物の粒子径Ｄ_ｐを０．１〜１μｍとするシリカ溶液調製方法、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に使用される研磨液であり、除去される異物の粒子径Ｄ_ｐを０．１〜１μｍとするシリカ溶液調製方法によって調製されたシリカ溶液を含有する研磨液、該研磨液を用いて主平面を研磨する工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリカ溶液調製方法、該シリカ溶液調製方法により調製されたシリカ溶液を含有する研磨液、及び該研磨液を用いた磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。

近年、磁気記録媒体（以下、磁気ディスクともいう。）装置においては、急激な高記録密度化が進んでいる。磁気ディスク装置では、高速回転する磁気ディスク上にヘッドを僅かに浮上させて走査することによって、ランダムアクセスを実現しており、高記録密度と高速アクセスを両立させるために、磁気ディスクとヘッドとの間隔（ヘッド浮上量）を小さくすること及び磁気ディスクの回転数を上げることが求められる。磁気ディスクの基材は、従来アルミニウム（Ａｌ）にニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）メッキを施した基板が主流であったが、高剛性で高速回転させても変形しにくく、表面の平滑性が高いガラス基板が用いられるようになってきている。

このような磁気ディスク装置における高記録密度化に伴い、磁気記録媒体用ガラス基板への要求特性は年々厳しくなっている。特に、高記録密度を達成するために、ガラス基板の表面の異物や欠陥を低減して平滑性を向上させることは重要である。

一般に、磁気記録媒体用ガラス基板を製造するには、板状ガラス等の素板から円盤形状の原基板を切り出し、中央部に円形の貫通孔を形成した後、ガラス基板の外周を構成する外周側面の角部分と、貫通孔の内壁を構成する内周側面の角部分との面取り加工を行う。その後ガラス基板の内周及び外周の側面と面取り部（以下、側面と面取り部を合わせて端面という）の研磨（端面研磨）を行い、さらに対向する１対の主平面も研磨した後、洗浄工程を経て磁気記録媒体用ガラス基板を得る。

磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨は、例えば、比較的粗い１次研磨を行った後、より精密な２次研磨、３次研磨（仕上げ研磨）を行う。主平面の研磨は、主平面を研削した際に生じた主平面の加工変質層を除去し、主平面のうねりや粗さを低減して主平面を平滑な鏡面に仕上げるために行われ、研磨には砥粒を含む研磨液が使用される。

しかしながら、研磨液に用いられる、砥粒（例えば、シリカ粒子など。）を含む溶液中に、生産や保存の過程で粗大粒子等の異物が混入した場合、その研磨液を用いてガラス基板の主平面を研磨した際に、ガラス基板の表面に微小な傷が発生する、異物がガラス基板の表面に付着して最終製品の表面に残留して欠陥となるなど、磁気記録媒体用ガラス基板の品質に悪影響を与える問題があった。

このような問題に対し、特許文献１には、２種のフィルターを用いてフィルター入口圧力を制御し溶液をろ過し、粗大砥粒を除去する方法が開示されている。特許文献２には、研磨スラリーを遠心分離する工程を備えた研磨方法が記載されている。特許文献３には、粗大粒径のシリカ微粒子をヘテロ凝縮させ遠心分離により除去する研磨用シリカゾルの製造方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１の方法では、比較的粘度の高いコロイダルシリカによりフィルターが目詰まりする、コロイダルシリカ粒子までフィルターに捕獲されてコロイダルシリカの回収量が減少する（歩留りが悪い）等という問題があった。特許文献２、３のような遠心分離による異物除去方法においては、遠心分離の条件が最適化されておらず、異物の除去が十分なものではなかった。

特開２００６−１３６９９６号公報 特開２００７−７３６８６号公報 特開２０１０−１０５１３６号公報

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、ガラス基板の表面に付着して凸欠陥となる異物、ガラス基板の表面に傷を発生させる原因となる異物を、砥粒（シリカ粒子）を含有する溶液から効率よく除去する溶液調製方法、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に用いることができる研磨液、及び該研磨液を用いた、より平滑な主平面を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のシリカ溶液調整方法は、一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有するシリカ溶液から異物を除去するシリカ溶液調整方法であって、下式（１）で表わされるＤ_ｐが０．１×１０^−４〜１×１０^−４ｃｍとなるように、遠心加速度Ｇ、沈降距離と沈降時間の比（ｈ／ｔ）及び前記シリカ溶液の粘度ηを制御することを特徴とする。
Ｄ_p＝［１８ｈ・η／｛（ρ_p−ρ_ｆ）Ｇ・ｔ｝］^１／２ …（１）
(但し、式（１）中、Ｄ_ｐは異物の粒子径（ｃｍ）、ｈは異物の沈降距離（ｃｍ）、ηは溶液の処理温度における粘度（ｇ／ｃｍ・s）、ρ_ｐは異物の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ρ_ｆは溶媒の密度（ｇ／ｃｍ^３）、Ｇは遠心加速度（ｃｍ/ｓ^２）、ｔは異物の沈降時間（ｓ）、である。)

本発明の研磨液は、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に使用される研磨液であり、本発明のシリカ溶液調製方法によって調製されたシリカ溶液を含有する研磨液である。

本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法は、本発明の研磨液を用いて磁気記録媒体用ガラス基板の主平面を研磨する工程を有する。

本明細書において、シリカ粒子の一次粒子径は、走査電子顕微鏡（以下ＳＥＭともいう）又は透過型電子顕微鏡（以下ＴＥＭともいう）を用いて観察したシリカ粒子の画像を用いて測定したものをいう。また、異物の粒子径（μｍ）も、走査電子顕微鏡（以下ＳＥＭともいう）又は透過型電子顕微鏡（以下ＴＥＭともいう）を用いて観察した異物の画像を用いて測定したものをいう。なお、異物とは、長軸の長さが２００ｎｍ以上の粗大粒子をいう。

本発明のシリカ溶液調製方法によれば、シリカ溶液中の異物を効率よく確実に除去できる。本発明の研磨液によれば、研磨液の原料となるシリカ溶液中の異物が除去されているため、磁気記録媒体用ガラス基板の表面等をより平滑に研磨できる。本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板の表面に付着した異物や傷が低減された平滑性に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を製造できる。

ストークスの法則による式を説明するための図である。 本発明により製造される磁気記録媒体用ガラス基板の断面斜視図である。

本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下に記載される実施形態に限定されない。

ガラス基板の研磨等に用いられるシリカ粒子を含有する研磨液には、研磨液の原料とするシリカ溶液を製造する過程でシリカ溶液に混入する珪藻土、パーライト、カネマイト等や、シリカ溶液を保存中に保存容器内壁に付着し乾燥して固まったシリカ粒子凝集物等の異物が混入している場合がある。これら異物は、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨工程等において、上述のようにガラス基板の表面に付着して凸欠陥となる、ガラス基板の表面に傷を発生させる等、最終製品の品質に悪影響を与えるおそれがある。

本発明のシリカ溶液調製方法は、シリカ粒子を含有するシリカ溶液中の異物除去に遠心力を利用し、シリカ溶液調製前のシリカ溶液中のシリカ粒子濃度を維持した状態で異物のみを沈降させて除去する方法である。本発明者は、完全球体粒子の沈降速度に関するストークスの法則を利用し、溶液中の異物を除去する際の異物の沈降速度、沈降距離、遠心加速度等を決定することにより、沈降させる異物の粒子径範囲を制御し、シリカ溶液中に含まれる異物を効率よく除去する方法を見出し本発明を完成した。

図１はストークスの法則を示す説明図である。ストークスの法則によれば、図１において、直径ｄ（ｃｍ）の完全球体粒子１を、回転軸２に対し回転半径ｒ（ｃｍ）、回転角速度ω（ｒａｄ／s）で回転させたときの、一定速度で溶液中を沈降する場合の沈降速度ｖ（ｃｍ／ｓ）は、下記式（２）で表わされる。
ｖ＝｛ｄ^２（ρ_p−ρ_ｆ）・ｒω^２｝／（１８η） …（２）
（但し、式（２）中、ρ_pは沈降する粒子の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ρ_ｆは溶液の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ηは溶液の粘度（ｇ／ｃｍ・ｓ）である。）

すなわち、本発明では、沈降速度ｖが遠心加速度ｒω^２に比例することを利用し、沈降速度ｖ（沈降距離と沈降時間の比ｈ／ｔ）、遠心加速度Ｇを制御することにより、沈降する粒子の直径ｄを制御し異物を除去するのである。
沈降速度ｖ（沈降距離と沈降時間の比ｈ／ｔ）は、溶液中で異物が沈降する距離を沈降するまでの時間で除算したものであり、使用する装置の仕様や、遠心分離の条件等により決定されるものである。

（シリカ溶液の調整）
本発明のシリカ溶液調製方法は、水や有機溶媒等の溶媒にシリカ粒子及び異物が分散してなるシリカ溶液（以下、溶液ともいう）中の異物除去に用いることができる。本発明においてシリカ粒子及び異物は主に溶媒中に分散して存在しているが、一部が溶媒に溶解していてもよい。シリカ溶液はシリカ粒子及び異物以外の添加物や不純物等を含有していてもよい。溶媒には特に制限はなく例えば、水、メタノール、イソプロパノール等のアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール等の有機溶媒等が挙げられる。シリカ粒子の分散が容易であることから水が好ましく、他の成分に対する影響、不純物の混入、ｐＨ等への影響が少ないことから、純水、超純水、イオン交換水等であることが好ましい。

このようなシリカ溶液は、例えば次の方法で製造される。
シリカフラワー、ケイ石、シリカサンド、クォーツサンド、水晶等公知の原料をアルカリ溶融させ水ガラスとし、この水ガラスを中和又はイオン交換してシリカ溶液を得る。シリカ溶液として市販品を用いてもよい。

シリカ溶液中のシリカ粒子の形状は特に限定されず、球状、楕円球等であってもよく、表面に凹凸を有していてもよい。

本発明のシリカ溶液調製方法によりシリカ溶液から除去される異物は、主にシリカ溶液製造過程で水ガラス中の金属塩、水及びケイ素が結晶化し生成するカネマイト、パーライト等や、シリカ溶液の保存、輸送中に保存容器内壁に付着し乾燥したシリカ粒子凝集物等である。異物の形状は粒子状、板状等である。異物は長軸の長さが２００ｎｍ以上の粗大粒子であり、ＳＥＭ、ＴＥＭ等により観察することができる。

（シリカ溶液調製方法）
本発明のシリカ溶液調製方法においては、下記式（１）において、遠心加速度Ｇ、沈降距離ｈ、沈降時間ｔ及び前記溶液の粘度ηを制御して、除去される異物の粒子径（直径）Ｄ_pを０．１×１０^−４〜１×１０^−４ｃｍとし、好ましくは０．１×１０^−４〜０．５×１０^−４ｃｍ、より好ましくは０．１×１０^−４〜０．２×１０^−４ｃｍとする。
Ｄ_p＝［１８ｈ・η／｛（ρ_p−ρ_ｆ）Ｇ・ｔ｝］^１／２ …（１）
(但し、式（１）中、Ｄ_pは遠心分離される異物の粒子径（ｃｍ）、ｈは異物の沈降距離（ｃｍ）、ηは処理温度における溶液の粘度（ｇ／ｃｍ・ｓ）、ρ_ｐは異物の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ρ_ｆは溶媒の密度（ｇ／ｃｍ^３）、Ｇは遠心加速度（ｃｍ/ｓ^２）、ｔは異物の沈降時間（ｓ）、である。)

式（１）中、ｈは実際に使用する装置の仕様によって異なるが、バッチ式の遠心分離装置では試料容器等に充填する溶液の液高であり、装置に溶液を連続的に導入する連続式の遠心分離装置においては、処理室の回転半径方向における液面から沈降壁面までの距離とする。ｔ、すなわち異物の沈降時間（ｓ）は、バッチ式の遠心分離装置では遠心分離を行う時間であり、装置に溶液を連続的に導入する連続式の遠心分離装置においては、流量と装置内容量から計算される滞留時間である。

ρ_ｐは異物の密度であり、アルキメデス法によって測定する。異物がカネマイト、パーライト、珪藻土等、ケイ素と酸素の化合物である場合には、１．５〜２．５（ｇ／ｃｍ^３）である。溶媒は上述のように好ましくは水であり、水の場合、室温（２５℃）処理時の密度ρ_ｆは１．０（ｇ／ｃｍ^３）である。

Ｄ_ｐが０．１未満である場合には、シリカ粒子までもが沈降し、シリカ粒子の回収量が減少する（歩留りが悪くなる）ため好ましくない。Ｄ_ｐが１を超える場合には、異物を充分に沈降除去することができず、シリカ溶液中に異物が残留するため好ましくない

本発明のシリカ溶液調製方法は、上記式（１）において沈降距離と沈降時間の比（ｈ／ｔ）は、異物の除去能力と生産性のバランスの観点から０．００３〜０．５０（ｃｍ／ｓ）が好ましく、０．００８〜０．１７（ｃｍ／ｓ）がより好ましい。降距離と沈降時間の比（ｈ／ｔ）は０．００３（ｃｍ／ｓ）未満であると、生産性に劣り、０．５０（ｃｍ／ｓ）を超えると異物の除去能力が不十分となるおそれがあり好ましくない。

上記式（１）において、Ｇは遠心分離を行う際の遠心加速度である。本発明のシリカ溶液調製方法は、Ｇは２８，０００〜２００，０００（ｍ／ｓ^２）であり、５０，０００〜９０，０００（ｍ/ｓ^２）が好ましい。Ｇが２８，０００（ｍ／ｓ^２）未満であると、長時間遠心分離を行っても異物が除去できないおそれがあり、２００，０００（ｍ／ｓ^２）を超えるとシリカ粒子自体が沈降してシリカ粒子の回収量（歩留まり）が低下するおそれがある他、実用的な観点からも好ましくない。

上記式（１）において、ηは処理温度における溶液の粘度である。本発明のシリカ溶液調製方法では、溶液の粘度ηは０．１〜０．５（ｇ/ｃｍ・ｓ）が好ましく、０．１〜０．２（ｇ/ｃｍ・ｓ）がより好ましい。溶液の粘度ηが０．１（ｇ/ｃｍ・ｓ）未満であると、研磨液の原料となるシリカ溶液として実用的でなく、０．５（ｇ/ｃｍ・ｓ）を超えると異物除去効率に劣るため好ましくない。シリカ溶液の粘度ηは一次粒子径１〜８０ｎｍのシリカ粒子の含有量と相関がある。シリカ溶液における一次粒子径１〜８０ｎｍのシリカ粒子の含有量は、４〜４５質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。一次粒子径１〜８０ｎｍのシリカ粒子の含有量が４質量％未満であると研磨液の原料となるシリカ溶液としては実用的でなく、４５％を超えると粘度が高くなり異物除去効率に劣るおそれがある。なお、本発明において、粘度ηは、ＴＶ−３５型粘度計（東機産業（株）社製）、シリカ粒子の含有量は加熱乾燥式水分計ＭＸ−５０（ＡＮＤ（株）社製）で測定したものである。

除去対象とする異物がケイ素又はケイ素と酸素からなる化合物である場合には、処理されるシリカ溶液を酸性として異物のゼータ電位の絶対値を小さくすることにより、異物同士の電気的反発力を弱めて異物の分散を抑制し、異物を効率よく除去することができる。そのため、溶液のｐＨは好ましくは１〜７であり、より好ましくは２〜５である。ｐＨが１未満であると、使用装置・器具を侵食する恐れがあり、実用性に問題があり、７を超えると異物のゼータ電位が大きくなるため異物同士が反発しながら溶液中に分散し、除去効率が低下するため好ましくない。

（研磨液）
本発明の研磨液は、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に使用される研磨液であって、上述した本発明のシリカ溶液調製方法により異物が除去されたシリカ溶液を含有する。シリカ溶液調製方法における好ましい態様は上述したものと同様である。
本発明の研磨液は、異物が除去されたシリカ溶液を、水、アルコール、有機溶剤等の溶媒で希釈して製造することができる。溶媒としては、シリカ溶液と同一の溶媒が好ましい。
また、使用する溶媒の量は、シリカ溶液の粘度ηや被研磨物であるガラス基板の物性等により適宜選択することができるが、例えば、シリカ溶液１００質量部に対して好ましくは１００〜１，０００質量部であり、より好ましくは１５０〜７００質量部である。
このようにして製造された本発明の研磨液によれば、例えば磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に使用されることにより、より平滑な主平面を得ることができる。

（磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法）
図２は、本発明により製造される磁気記録媒体用ガラス基板の断面斜視図である。本発明の磁気記録媒体用ガラス基板１０の製造方法は、以下の各工程を有する。なお、以下に示す各工程間に、ガラス基板の洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面（ガラス基板の一部又は全面）のエッチング（工程間エッチング）を行ってもよい。また、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層（圧縮応力層）を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を、主平面研磨工程前又は主平面研磨工程後、あるいは主平面研磨工程の間（一次研磨工程と二次研磨工程との間、又は二次研磨工程と三次研磨工程との間）に有していてもよい。

（円形加工工程）
まず、フロート法、フュージョン法、ダウンドロー法又はプレス成形法で成形されたガラス原板を、中央部に円孔１１を有する円盤形状に加工する。ガラス原板は、フロート法で成形されたものでも、フュージョン法で成形されたものでも、ダウンドロー法又はプレス成形法で成形されたものでもよい。また、ガラス原板を構成するガラスは、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよい。

（面取り加工工程）
円形加工されたガラス基板１０の内周側面１０１と上下両主平面１０３との交差部、及び外周側面１０２と上下両主平面１０３との交差部にそれぞれ面取り加工を行い、内周面取り部１０４及び外周面取り部１０５を形成する。

（端面研磨工程）
ガラス基板の内周端面（内周側面１０１と内周面取り部１０４）を、砥粒を含有する研磨液と研磨ブラシを用いて研磨し、円形加工及び面取り加工等の際に内周端面に生じたキズなどを除去し、鏡面となるように平滑化する。また、ガラス基板の外周端面（外周側面１０２と外周面取り部１０５）を、砥粒を含有する研磨液と研磨ブラシを用いて研磨し、円形加工及び面取り加工等の際に外周端面に生じたキズなどを除去し、鏡面となるように平滑化する。

端面研磨工程においては、例えば、ガラス基板の複数枚を積層してガラス基板積層体を形成し、このガラス基板積層体に対して研磨液と研磨ブラシを用いて研磨を行うことが好ましい。内周端面の研磨と外周端面の研磨を同時に行うことも、別々に行うこともできる。また、内周端面の研磨又は外周端面の研磨のうち、一方のみを行ってもよい。内周端面研磨と外周端面研磨を別々に行う場合、行う順序は特に限定されず、どちらの研磨を先に行ってもよい。例えば、ガラス基板を積層したガラス基板積層体に対して外周端面の研磨を行い、次いでガラス基板積層体のままで内周端面の研磨を行った後、積層をばらしてガラス基板を１枚ずつカセット等に収納し、次工程に送る方法を採ることができる。

砥粒としては、酸化セリウム粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子、ダイヤモンド粒子、酸化マンガン粒子等を用いることができる。研磨速度の点から、酸化セリウム粒子の使用が好ましい。砥粒の一次粒子径は、端面研磨の効率（研磨速度）と研磨により得られる端面の平滑性等の観点から、０．１〜５μｍが好ましい

（主平面研磨工程）
ガラス基板１０の主平面１０３の研磨は、円形加工や面取り加工、主平面の研削等の際に主平面１０３に生じたキズ等を除去し、うねりや粗さを低減して主平面１０３のを平滑化するために行う。主平面研磨工程では、砥粒を含有する研磨液と発泡樹脂製等の研磨パッド（硬質研磨パッド又は軟質研磨パッド）とを使用し、両面研磨装置により上下両主平面１０３を研磨することが好ましい。

砥粒としては、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、ジルコン粒子、酸化セリウム粒子、酸化マンガン粒子等を使用できる。例えば、一次粒子径が０．３〜５μｍの前記砥粒を使用して研磨（一次研磨）を行うことができる。一次研磨を行った後仕上げ研磨を行うが、一次研磨の後、仕上げ研磨の前に一次研磨より一次粒子径が小さい砥粒を使用して二次研磨を行ってもよい。主平面研磨工程では、本発明のシリカ溶液調製方法により異物が除去されたシリカ溶液を含有する研磨液を使用することが好ましい。特に仕上げ研磨工程では、本発明のシリカ溶液調製方法により異物が除去されたシリカ溶液を用いて製造した研磨液を使用することが好ましい。仕上げ研磨工程の研磨液に含まれるシリカ溶液に含有されるシリカ粒子としては、コロイダルシリカを用いることが好ましい。

仕上げ研磨工程の研磨液の原料であるシリカ溶液に含有されるシリカ粒子の一次粒子径は１〜８０ｎｍである。シリカ粒子の一次粒子径が１ｎｍ未満である場合、ガラス基板の研磨速度が低く生産性に劣るおそれがある。シリカ粒子の一次粒子径が８０ｎｍを超える場合、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面のうねりや粗さを充分に低減することが難しく、磁気記録媒体用ガラス基板に要求される平滑な主平面に仕上げることが難しくなるおそれがある。

（精密洗浄工程）
精密洗浄工程では、主平面１０３が研磨されたガラス基板１０に対して、例えば、洗剤を用いたスクラブ洗浄を行った後、洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄などを順次行う。洗浄後は、乾燥を行う。乾燥方法としては、例えば、イソプロピルアルコール蒸気による蒸気乾燥、温風による温水温風乾燥、スピン乾燥等がある。

本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法は、このような各工程を有する。ガラス基板１０の平坦度や板厚を調整するために、主平面研磨工程より前において遊離砥粒研削工程や固定砥粒研削工程を更に有していてもよい。
磁気ディスク（磁気記録媒体）は、本発明の製造方法により得られた磁気記録媒体用ガラス基板１０の主平面１０３に、磁性層、保護層、及び潤滑膜等を設けた構造を有する。

以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。なお、以下の例１〜９のうちで、例１〜５は本発明の実施例であり、例６〜９は比較例である。
例１〜９において、除去された異物は、珪藻土であり、その密度ρ_ｐは２．１（ｇ／ｃｍ^３）、溶媒は水であり、密度ρ_ｆは１（ｇ／ｃｍ^３）であった。

（シリカ溶液の調整）
例１〜９では、シリカ溶液として、コロイダルシリカ溶液（シリカ粒子の平均一次粒子径が３０ｎｍのもの）を純水で希釈したものを用いた。
（異物除去処理）
異物除去処理に用いた装置を以下に示す。
遠心分離機Ａ：（バッチ処理型、大容量冷却遠心機ＨＬ−７α（コクサン（株）製））。
遠心分離機Ｂ：（連続処理型、サイトウセパレーター（ＡＤＳ−１００１ＣＳ)、斎藤遠心機工業（株）社製、容量４００Ｌ／時）

例１
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ａのロータに１０ｃｍの高さ（沈降距離に該当）まで入れ、６８，５８８（ｍ／ｓ^２）で２０分間（沈降時間に相当）処理したものをシリカ溶液１とした。

例２
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ｂに流量４．８Ｌ／分で導入し、７８，４５３（ｍ／ｓ^２）で処理したものをシリカ溶液２とした。

例３
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ｂに流量１．８Ｌ／分で導入し、２９，４２０（ｍ／ｓ^２）で処理したものをシリカ溶液３とした。

例４
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウム及びクエン酸を添加しｐＨを３．９とした。これを遠心分離機Ｂに流量１．８Ｌ／分で導入し、２９，４２０（ｍ／ｓ^２）で処理したものシリカ溶液４とした。

例５
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を４８質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ｂに流量０．２Ｌ／分で導入し、７８，４５３（ｍ／ｓ^２）で処理したものをシリカ溶液５とした。

例６
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ａのロータに１０ｃｍの高さ（沈降距離に該当）まで入れ、４，９０３（ｍ／ｓ^２）で５分間（沈降時間に相当）処理したものをシリカ溶液７とした。

例７
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を４８質量％とし、水酸化ナトリウムを添加しｐＨを９とした。これを遠心分離機Ｂに流量１．０Ｌ／分で導入し、７８，４５３（ｍ／ｓ^２）で処理したものをシリカ溶液６とした。

例８
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加してｐＨを９としたものをシリカ溶液８とした。

例９
コロイダルシリカ溶液を純水で希釈して溶液中のシリカ濃度を１５質量％とし、水酸化ナトリウムを添加してｐＨを９とした。これを孔径０．２μｍのフィルタ（型番：ＹＳＰ−０２０、ヤマシンフィルタ（株）社製）で濾過したものをシリカ溶液９とした。

研磨液１〜９の評価結果を各例における条件とともに表１に示す。なお、表中、例２〜５、７において、沈降距離、沈降時間及び沈降距離と沈降時間の比は、遠心分離機Ｂの内容量と、溶液の流速より算出した。

（処理液中の異物残留率）
例１〜９で処理された研磨液１〜９を純水で０．１質量％に希釈した。希釈した研磨液をそれぞれ３ｍｌ採取し、孔径が０．４μｍのメンブレンフィルター（商品名：Ｉｓｏｐｏｒｅ（ＨＴＴＰ）、ＭＩＬＬＩＰＯＲＥ社製）で吸引濾過し、乾燥させた。次に、乾燥させたフィルターをＳＥＭ観察の試料台へ貼りつけ、１ｎｍのＰｔ薄膜を蒸着により形成した。ＳＥＭ観察は、走査電子顕微鏡Ｓ−４７００（日立ハイテクノロジーズ（株）社製）を用い、倍率５０００倍で行い、２０μｍ×２５μｍの視野に異物が存在するかを観察した。異物の存在する視野を１、不存在の視野を０として、１００視野中の異物存在視野を計測し、異物存在確率を評価した。

次に、以下に示す各工程を順に行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造した。
＜円形加工工程＞
フロート法で成形されたＳｉＯ_２を主成分とするガラス原板を、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板が得られるように、中央部に円孔１１を有する円盤形状に加工した。

＜面取り加工工程＞
中央部に円孔１１を有する円盤形状に加工されたガラス基板の内周側面１０１と上下両主平面１０３との交差部、及び外周側面１０２と上下両主平面との交差部を、最終的に面取り幅０．１５ｍｍ、面取り角度４５°の磁気記録媒体用ガラス基板１０が得られるように面取り加工した。

＜主平面の一次研削工程＞
両面研削装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ−１６Ｂ−５ＰＶ−４ＭＨ）により、平均粒子径２５μｍのアルミナ砥粒を含有する研削液を用いて、ガラス基板の上下両主平面１０３の一次研削を行った。一次研削後、基板を洗浄し砥粒を除去した。

＜端面研磨工程＞
ガラス基板の外周端面を、酸化セリウム砥粒を含む研磨液と研磨ブラシとを用いて研磨し、外周端面のキズを除去し、鏡面となるように研磨した。外周端面研磨後、ガラス基板１０を洗浄し砥粒を除去した。次に、ガラス基板１０の内周端面を、酸化セリウム砥粒を含む研磨液と研磨ブラシとを用いて研磨し、内周端面のキズを除去し、鏡面となるように研磨した。内周端面研磨後、ガラス基板を洗浄し砥粒を除去した。

＜主平面の二次研削工程＞
平均粒子径４μｍのダイヤモンド砥粒を含有する固定砥粒工具と研削液を用いて、両面研削装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ−１６Ｂ−５ＰＶ−４ＭＨ）により、ガラス基板１０の上下両主平面１０３を研削した。

＜主平面研磨工程＞
両面研磨装置を用いて、ガラス基板１０の両主平面１０３を研磨した。研磨は、一次研磨と二次研磨及び三次研磨（仕上げ研磨）の３段研磨とした。

（一次研磨工程）
一次研磨工程では、平均粒子径が１．２μｍの酸化セリウム砥粒を含む研磨液と硬質ウレタン製の研磨パッドを使用し、１６Ｂ型両面研磨装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ−１６Ｂ−５ＰＶ）により、ガラス基板１０の主平面１０３を研磨した。１ロットは１００枚とした。

なお、上下定盤の研磨面は、研磨装置の上下定盤に装着した研磨パッドの表面を、ドレス治具で削るドレス処理により形成した。

一次研磨工程では、総研磨量が両主平面１０３の厚さ方向の合計で４０μｍになるように研磨時間を設定して、研磨を行った。一次研磨後、ガラス基板１０を洗浄し、酸化セリウム砥粒を除去した。

（二次研磨工程）
一次研磨後のガラス基板１０の両主平面１０３を、平均粒子径が０．５μｍの酸化セリウム砥粒を含む研磨液と軟質ウレタン製の研磨パッドを使用し、一次研磨と同じ両面研磨装置により研磨した。二次研磨工程では、総研磨量が両主平面の厚さ方向の合計で５μｍとなるように研磨時間を設定して、研磨を実施した。二次研磨後、ガラス基板１０を洗浄し、酸化セリウム砥粒を除去した。

（三次研磨工程）
二次研磨後のガラス基板の両主平面１０３を、例１〜９で処理されて得られた研磨液１〜９と軟質ウレタン製の研磨パッドを使用し、１６Ｂ型両面研磨装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ−１６Ｂ−５ＰＶ）により研磨（仕上げ研磨）した。三次研磨工程では、総研磨量が上下両主平面の厚さ方向の合計で１μｍになるように研磨時間を設定して、研磨を行った。

＜精密洗浄工程＞
三次研磨後のガラス基板に対して、洗剤によるスクラブ洗浄、洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄を順次行い、次いでイソプロピルアルコール蒸気により乾燥した。こうして製造した磁気記録媒体用ガラス基板をそれぞれガラス基板１〜９とした。

次に、得られたガラス基板１〜９を用いて磁気記録媒体１〜９（磁気ディスク用）を以下に示す方法で製造した後、磁気記録媒体１〜９の特性を評価するために、グライドハイテストを行った。

［磁気録媒体の製造］
ガラス基板１〜９を精密洗浄して表面のパーティクルを除去した後、ＤＣマグネトロンスパッタリング装置により、軟磁性層として厚さ１５０ｎｍのＣｏＦｅＺｒＮｂ層を、非磁性中間層として厚さ１０ｎｍのＲｕ層を、垂直記録用磁性層として厚さ１５ｎｍのＣｏＣｒＰｔＢのグラニュラ構造層を、順に積層して形成した。次いで、こうして形成された垂直記録用磁性層の上に、保護層として厚さ４ｎｍの非晶質ダイヤモンド状カーボン膜をＣＶＤ法により形成した後、その表面にパーフルオロポリエーテル潤滑膜をディップ法により形成した。

［グライドハイト評価］
グライドハイト評価では、ピエゾ素子又はアコースティックエミッション等のグライドハイトテスト用センサをヘッドスライダに設けた検査用ヘッドを用い、磁気ディスク装置の磁気ヘッドと磁気ディスクとの関係を再現する。そして、磁気ディスクの表面上でヘッドスライダの浮上面の幅に対応する多数のトラックを含む一定範囲の記録エリア毎に、一定高さ以上の異常突起等がテストヘッドのヘッドスライダに衝突したとき、これによって生ずる過大振動エネルギをセンサにより検出し、異常突起の存在を検出する。

このグライドハイト評価を、以下に示すようにして行った。すなわち、磁気記録媒体用ガラス基板１〜９を用いて製造された磁気記録媒体１〜９を回転速度７２００ｒｐｍで回転し、浮上量が４ｎｍの検査用ヘッドを磁気記録媒体上で浮上走行させ、検査用ヘッドのヒット（ヘッドが磁気記録媒体表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッドが磁気記録媒体表面の突起に衝突すること）の有無を確認した。

そして、検査用ヘッドのヒットとクラッシュが発生しなかった磁気記録媒体を合格品として、グライドハイト評価の合格率（％）を求めた。

評価結果を表１下欄に示す。

表１からわかるように、例１〜５では、溶液中シリカ濃度がシリカ溶液調製前後において変わらず維持されつつ（すなわち歩留まりが高い）、異物残留率５０％以下の研磨液を得ることができている。また、例１〜５では、異物の除去された研磨液を使用して主平面を研磨することで平滑な主平面が得られ、グライドハイト評価において優れた特性を示している。それに比べて、例６、７では、Ｄ_ｐが１を超えているため異物が研磨液中に残留し、表面の平滑性が不十分であった。そのため、グライドハイト評価においては異物除去を行っていない例８と同等であり、良好な結果を得られていない。例８では、異物除去を行っていないため、グライドハイト評価において、良好な結果を得られていない。例９では、異物は除去されているが、処理後のシリカ濃度が処理前より低下している上に（すなわち歩留まりが低い）、フィルターの目詰まりが起こり、フィルターの頻繁な交換が必要であった。

本発明は、板形状を有するガラス基板をシリカ粒子を砥粒として含有する研磨液を用いて研磨する工程を含むガラス基板の製造方法に適用できる。板形状を有するガラス基板としては、磁気記録媒体用、フォトマスク用、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用、光ピックアップ素子や光学フィルタ等の光学部品用などのガラス基板が具体的なものとして挙げられる。

１０…磁気記録媒体用ガラス基板、１１…円孔、１０１…内周側面、１０２…外周側面、１０３…主平面、１０４…内周面取り部、１０５…外周面取り部。

Claims (7)

1. 一次粒子径が１〜８０ｎｍのシリカ粒子を含有するシリカ溶液から異物を除去するシリカ溶液調整方法であって、
   下式（１）で表わされる除去する異物の粒子径であるＤ_pが０．１×１０^−４〜１×１０^−４ｃｍとなるように、
   遠心加速度Ｇ、沈降距離と沈降時間の比（ｈ／ｔ）及び前記シリカ溶液の粘度ηを制御することを特徴とするシリカ溶液調整方法。
   Ｄ_ｐ＝［１８ｈ・η／｛（ρ_p−ρ_ｆ）Ｇ・ｔ｝］^１／２ …（１）
   (但し、式（１）中、Ｄ_ｐは異物の粒子径（ｃｍ）、ｈは異物の沈降距離（ｃｍ）、ηは溶液の処理温度における粘度（ｇ／ｃｍ・ｓ）、ρ_ｐは異物の密度（ｇ／ｃｍ^３）、ρ_ｆは溶媒の密度（ｇ／ｃｍ^３）、Ｇは遠心加速度（ｃｍ／ｓ^２）、ｔは異物の沈降時間（ｓ）、である。)
2. 前記沈降距離と沈降時間の比（ｈ／ｔ）は０．００３〜０．５０（ｃｍ／ｓ）である請求項１記載のシリカ溶液調整方法。
3. 前記遠心加速度Ｇは２８，０００〜２００，０００（ｍ／ｓ^２）である請求項１又は２記載のシリカ溶液調整方法。
4. 前記溶液の粘度ηは０．１〜０．５（ｇ／ｃｍ・ｓ）である請求項１〜３のいずれか１項記載のシリカ溶液調製方法。
5. 前記溶液のｐＨは１〜７である、請求項１〜４のいずれか１項記載のシリカ溶液調製方法。
6. 磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨に使用される研磨液であり、請求項１〜５記載のシリカ溶液調製方法によって調製されたシリカ溶液を含有する研磨液。
7. 請求項６記載の研磨液を用いて磁気記録媒体用ガラス基板の主平面を研磨する工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。

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