JP2017068882A - 磁気ディスク用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の研磨処理後に研磨砥粒が基板の表面に残存することを抑制する。
【解決手段】磁気ディスク用基板の研磨処理に用いる研磨液は、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されたシリカ粒子を研磨砥粒として含み、研磨液はアルカリ性である。
【選択図】 なし

Description

本発明は、磁気ディスク用基板の製造方法に関する。

今日、パーソナルコンピュータ、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。ハードディスク装置では、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、アルミニウム合金基板等の金属基板や、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。

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。

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が行われる。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（例えば、特許文献１）。

特開２００３−３６５２８号公報

シリカ砥粒を含むスラリーが酸性の状態でガラス基板を研磨すると、研磨速度が大きくなる一方、研磨処理後のガラス基板の表面粗さが大きくなるという問題がある。
これに対して、シリカ砥粒を含むスラリーがアルカリ性の状態でガラス基板を研磨すると、研磨処理後のガラス基板の表面粗さを小さくすることができる。しかし、アルカリ性の条件下で研磨処理を行うと、酸性の条件下で研磨処理を行った場合と比較して、研磨処理後のガラス基板の表面にシリカ砥粒が異物として固着しやすい傾向があることがわかった。シリカ砥粒はガラス基板と組成が共通しているため、ガラス基板に強く付着（固着）しやすく、ガラス基板に固着したシリカ砥粒を通常の洗浄で除去することは困難である。

そこで、本発明は、基板の研磨処理後に研磨砥粒が基板の表面に残存することを抑制することができる、磁気ディスク用基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、シリカ砥粒がガラス基板へ付着するメカニズムについて検討した。シリカ砥粒とガラス基板の表面に存在するシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）のプロトンは解離しづらいため、アルカリ性においてもＯＨ基の状態で存在する。アルカリ性条件下ではシリカ砥粒、ガラス基板のいずれも僅かに負に帯電しており、シリカ砥粒とガラス基板とは若干反発する傾向にある。しかし、研磨処理中は静電的な反発力よりも強い力でシリカ砥粒がガラス基板に押し付けられ、シリカ砥粒の表面のシラノール基とガラス基板の表面のシラノール基とが水素結合や脱水縮合することにより、ガラス基板の表面にシリカ砥粒が固着すると推察された。そこで、本発明者は、シリカ砥粒表面のシラノール基をスルホン酸で修飾することで、ガラス基板との反発力を増大するとともに、ガラス基板表面のシラノール基との水素結合や脱水縮合を抑制できるのではないかと考えた。スルホン酸基は強酸性なので、アルカリ性の条件下ではプロトンが完全に解離し、スルホン酸イオン（陰イオン）の状態となる。スルホン酸イオンの状態は安定性が高いため、他のＯＨ基との水素結合や脱水縮合を起こしにくい。さらに、陰イオンのため基板との反発力も大きくなる。このようにして、シリカ砥粒のガラス基板への固着を抑制できるのではないかと考えた。

本発明の第一の態様は、一対の研磨パッドで円盤状の基板を挟み、前記研磨パッドと前記基板の間に研磨砥粒を含む研磨液を供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に移動させることにより、前記基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法であって、
前記研磨液は、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されたシリカ粒子を前記研磨砥粒として含み、
前記研磨液はアルカリ性であることを特徴とする。

スルホン酸基では、アルカリ性の条件下で水素イオンが完全に解離するため、表面をスルホン酸基で修飾されたコロイダルシリカでは、アルカリ条件下で負に帯電した状態が維持される。一方、ガラス基板はアルカリ条件下で負に帯電している。このため、表面をスルホン酸基で修飾されたコロイダルシリカを研磨砥粒としてアルカリ条件下で研磨処理を行うことで、研磨砥粒とガラス基板とが反発し、研磨砥粒のガラス基板への付着を抑制することができる。

スルホン酸基から水素イオンが完全に解離した状態とするために、前記研磨液のｐＨが１０以上の条件下で研磨処理を行うことが好ましい。

前記シリカ粒子は、ケイ素原子（Ｓｉ）とスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）との間にアルキレン基、フェニレン基又はアルキルフェニレン基を有することが好ましい。例えば、ケイ素原子にプロピルスルホン酸基が共有結合したコロイダルシリカを研磨砥粒として用いることができる。
コロイダルシリカの表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾した場合でも、コロイダルシリカの表面にシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）が残存しており、このシラノール基がガラス基板の表面のシラノール基と水素結合をするおそれがある。コロイダルシリカのケイ素原子（Ｓｉ）とスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）との間にアルキレン基、フェニレン基又はアルキルフェニレン基を設けることで、コロイダルシリカの表面に残存するシラノール基よりも外側にスルホン酸基を配置することができる。このため、コロイダルシリカの表面に残存するシラノール基とガラス基板の表面のシラノール基とが水素結合をすることを抑制することができる。

前記シリカ粒子は、イオン交換法により製造されたものであることが好ましい。

本発明によれば、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されたコロイダルシリカを研磨砥粒として含むスラリーを用いて、アルカリ性の条件下で基板の研磨処理を行うことで、研磨処理後の基板の表面に研磨砥粒が残存することを抑制することができる。

以下、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の製造方法について説明する。
（磁気ディスク用基板）
まず、磁気ディスク用基板について説明する。磁気ディスク用基板は、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。磁気ディスク用基板として、ガラス基板やアルミニウム合金基板等を用いることができる。ガラス基板として、具体的には、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等が挙げられる。特に、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、アモルファスの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。なお、アルミニウム合金基板は、通常、表面にNiP金属膜が設けられている。

本発明は、磁気ディスク用基板の研磨処理において行われる。特に、最終研磨処理において行われることが好ましい。研磨処理では、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置を用いて、磁気ディスク用基板の主表面に対して研磨処理を行う。具体的には、磁気ディスク用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させて磁気ディスク用基板の両側の主表面の研磨を行う。両面研磨装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、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。磁気ディスク用基板の主表面と研磨パッドとの間に研磨液を供給しながら、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動させることで、磁気ディスク用基板と研磨パッドとが相対的に移動し、磁気ディスク用基板の両主表面が研磨される。

本実施形態においては、研磨液として、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されたシリカ粒子を研磨砥粒（遊離砥粒）として含む研磨液が用いられる。ここで、シリカ粒子は、コロイド状態で研磨液中に存在する。以下、コロイド状のシリカ粒子を「コロイダルシリカ」という。
コロイダルシリカは、オルトケイ酸テトラメチル、オルトケイ酸テトラエチル等を原料とするゾルゲル法、水ガラスを原料とするイオン交換法により製造することができる。この中でも、コスト面からイオン交換法によりコロイダルシリカを製造することが好ましい。

イオン交換法では、水ガラスとイオン交換樹脂とを用いてコロイダルシリカが得られる。具体的には、ケイ砂とアルカリ剤（例えばＮａ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、ＮａＯＨ、Ｋ_２ＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３、ＫＯＨ等）とを混合し、加熱して熔融することでケイ酸塩を生成する。次に、得られたケイ酸塩を、必要に応じて冷却した後、水に溶解させることでケイ酸塩水溶液（水ガラス）を生成する。この水ガラスにプロトン型陽イオン交換樹脂を混合してケイ酸塩水溶液のｐＨを下げる。その後、所定の時間、所定の温度の加熱処理を行うことで、ケイ酸塩水溶液中でシラノール基同士の縮重合が促進され、シリカ粒子が生成され、コロイダルシリカを含むスラリーが得られる。

本実施形態において、遊離砥粒として用いるシリカ粒子（シリカ砥粒）は、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されている。スルホン酸基は、遊離砥粒を構成するケイ素原子（Ｓｉ）とスルホン酸基を構成する硫黄原子（Ｓ）とを共有結合させることにより修飾してもよいが、ＳｉとＳとの間に炭素鎖を介在させて共有結合させることが好ましい。ＳｉとＳとの間には、例えば、アルキレン基、フェニレン基、又はアルキルフェニレン基を介在させることができる。

表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子は、例えば、スルホン酸基を有するシランカップリング剤を含む水溶液と、シリカ粒子を含む水溶液とを混合することにより、製造することができる。

スルホン酸基を有するシランカップリング剤として、例えば、以下の式（１）で表されるものを用いることができる。

式（１）中、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルキレン基、フェニレン基又はアルキルフェニレン基である。
Ｒ２が直鎖のアルキレン基であることが好ましい。Ｒ２の炭素数は２〜１０であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。
スルホン酸基を有するシランカップリング剤として、例えば、Ｒ１がメチル基（−ＣＨ_３）、Ｒ２がプロピレン基（−（ＣＨ_２）_３−）である、３−スルホプロピル（トリメトキシ）シランを用いることができる。

また、以下の式（２）で表される、４−［（トリメチルシリル）アルキル］ベンゼンスルホン酸を用いることが好ましい。

式（２）中、Ｍｅはメチル基であり、ｎは自然数である。ｎは２〜５であることが好ましく、ｎ＝２であることがより好ましい。

上記のシランカップリング剤を含む水溶液と、シリカ粒子を含む水溶液とを混合すると、まずシランカップリング剤の加水分解によりアルコール（Ｒ１−ＯＨ）が除去され、次にシリカ粒子の表面のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）と加水分解後のシランカップリング剤のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）との間で脱水縮合反応が起こる。これにより、シリカ粒子のケイ素原子とシランカップリング剤のケイ素原子とが酸素原子を介して共有結合する。

スルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）を有するシランカップリング剤は、例えば、メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤のメルカプト基を酸化することにより、製造することができる。メルカプト基を酸化する酸化剤として、例えば過酸化水素を用いることができる。

メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤は、例えば、以下の式（３）で表されるものを用いることができる。

式（３）中、Ｒ１はアルキル基、Ｒ２はアルキレン基、フェニレン基又はアルキルフェニレン基である。Ｒ２は直鎖のアルキレン基であることが好ましい。Ｒ２の炭素数は２〜１０であることが好ましく、２〜５であることがより好ましい。
メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤として、例えば、Ｒ１がメチル基（−ＣＨ_３）、Ｒ２がプロピレン基（−（ＣＨ_２）_３−）である、３−メルカプトプロピル（トリメトキシ）シランを用いることができる。

また、以下の式（４）で表される、４−［（トリメチルシリル）アルキル］チオフェノールを用いることが好ましい。

式（４）中、Ｍｅはメチル基であり、ｎは自然数である。ｎは２〜５であることが好ましく、ｎ＝２であることがより好ましい。

なお、メルカプト基を有するシランカップリング剤を用いてシリカ粒子の表面をメルカプト基で修飾した後、メルカプト基を酸化することでスルホン酸基としてもよい。ただし、メルカプト基を有するシランカップリング剤は水に不溶であるため、シリカ粒子を含む水溶液にメルカプト基を有するシランカップリング剤を混合することは困難である。

一方、スルホン酸基を有するシランカップリング剤は水に可溶であるため、スルホン酸基を有するシランカップリング剤を含む水溶液はシリカ粒子を含む水溶液と容易に混合することができる。このため、メルカプト基を有するシランカップリング剤のメルカプト基をあらかじめ酸化してスルホン酸基とした後に、スルホン酸基を有するシランカップリング剤を含む水溶液を、シリカ粒子を含む水溶液と混合することが好ましい。

本実施形態においては、このように表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子を研磨砥粒として含むスラリーを磁気ディスク用基板の研磨処理に用いる。研磨処理は、スラリーがアルカリ性の条件下で行われる。

ここで、磁気ディスク用基板がガラス基板（磁気ディスク用ガラス基板）である場合、アルカリ性条件下では研磨砥粒、ガラス基板のいずれも負に帯電しており、そのままでは研磨砥粒とガラス基板とは反発する。しかし、研磨処理中は静電的な反発力よりも強い力で研磨砥粒がガラス基板に押し付けられ、研磨砥粒の表面のシラノール基とガラス基板の表面のシラノール基とが水素結合する場合がある。ガラス基板の表面に研磨砥粒が付着すると、研磨処理後のガラス基板を洗浄しても研磨砥粒が除去されずに異物として残存するおそれがある。

本実施形態では、シリカ粒子の表面をスルホン酸基で修飾し、スラリーがアルカリ性の条件下で研磨処理を行うことにより、スルホン酸基から水素イオンを完全に解離させ、負に帯電した状態とする。一方、ガラス基板はアルカリ条件下で負に帯電している。このため、表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子を研磨砥粒としてアルカリ条件下で研磨処理を行うことで、研磨砥粒とガラス基板とが反発し、研磨砥粒のガラス基板への付着を抑制することができる。
また、スルホン酸基では、アルカリ性の条件下で水素イオンが解離するため、表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子では、アルカリ条件下で負に帯電した状態が維持される。このため、アルカリ性のスラリー中では、スルホン酸基で修飾されたシリカ粒子同士が反発するため、シリカ粒子の凝集を抑制することができる。

特に、スラリーのｐＨが１０以上のアルカリ性の条件下で研磨処理を行うことで、反発力をさらに大きくし、研磨砥粒のガラス基板への付着をさらに抑制するとともに、シリカ粒子の凝集をさらに抑制することができる。他方、ｐＨが１３より大きくなると、研磨パッド表面が溶解して研磨後の基板表面の微小ウネリが悪化する場合があるため、研磨液のｐＨは１３以下とすることが好ましい。
なお、表面をスルホン酸基で修飾したシリカ粒子と水とを混合して研磨液を作成する場合、特にｐＨ調整を行わなければ、研磨液はスルホン酸基の効果により酸性を示す。そのため、本実施形態では、アルカリ剤を研磨液に適宜添加することによって研磨液をアルカリ性に調節する。
ｐＨの調整は、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどの無機アルカリや、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等の有機アルカリを適宜用いて行えばよい。

また、研磨砥粒のケイ素原子とスルホン酸基との間に炭素鎖を介在させることにより、研磨砥粒の表面のシラノール基よりも外側にスルホン酸基を配置することができる。このため。研磨砥粒の表面のシラノール基とガラス基板の表面のシラノール基との距離を離すことができ、シラノール基同士の水素結合を抑制することで研磨砥粒のガラス基板への付着を抑制することができる。また、シリカ粒子同士でシラノール基同士を水素結合させることも抑制されるため、シリカ粒子の凝集を顕著に抑制することができる。

以下、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
先ず、磁気ディスク用ガラスブランクをプレス成形により作製する。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、一対の主表面を有する円板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材であって、中心孔がくり抜かれる前の形態である。
次に、作製されたガラスブランクの中心部分に孔をあけ、リング形状（円環状）のガラス基板を作製する。次に、穴をあけたガラス基板に対して形状加工を行う。次に、形状加工されたガラス基板に対して固定砥粒による研削を行う（研削処理）。次に、研削処理後のガラス基板に対して端面研磨を行う（端面研磨処理）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を行う。次に、ガラス基板に対して必要に応じて化学強化を行う。その後、ガラス基板に対して第２研磨（最終研磨）を行う。第２研磨後、洗浄処理を経て、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、さらに説明する。

（ａ）プレス成形処理
溶融ガラス流の先端部を切断した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。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。

（ｂ）円孔形成処理
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ができる。

（ｃ）形状加工処理
形状加工処理では、円孔形成後のガラス基板の端部に対する面取り加工を行う。

（ｄ）研削処理
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。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。

（ｅ）端面研磨処理
端面研磨処理では、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、酸化セリウム等の粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリーが用いられる。

（ｆ）第１研磨処理
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研磨処理では、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、遊離砥粒を含んだ研磨スラリーを両面研磨装置に与えながらガラス基板が研磨される。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。ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に研磨液を供給しながら、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動させることで、ガラス基板と研磨パッドとが相対的に移動し、ガラス基板の両主表面が研磨される。

（ｇ）化学強化処理
ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板を化学強化してもよい。化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合熔融液等を用いることができる。なお、化学強化処理を省略してもよい。

（ｈ）第２研磨（最終研磨）処理
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。

第２研磨処理では、上述した、表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子を遊離砥粒として含むスラリーが研磨液として用いられる。
第２研磨処理を実施することで、主表面の粗さ(Ｒａ)を０．１５ｎｍ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。

（ｉ）洗浄処理
第２研磨処理の後、ガラス基板は、アルカリ洗浄液を用いてガラス基板の表面が洗浄され、磁性層が形成される前の磁気ディスク用ガラス基板となる。
このとき、洗浄処理では、洗浄処理前後のガラス基板の表面粗さＲａの差が０．０５ｎｍ以下にするアルカリ洗浄液を用いることが好ましい。ガラス基板に付着する研磨砥粒を除去するために、従来、洗浄力の高いアルカリ洗浄液を用いていた。しかし、洗浄力の強いアルカリ洗浄液は、ガラス基板の主表面に作用して主表面を荒らし易い。しかし、本実施形態では、上述した、表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子を研磨砥粒として用いて研磨処理を行うので、ガラス基板への研磨砥粒の付着を抑制することができる。このため、本実施形態では、従来に比べて洗浄力の弱いアルカリ洗浄液、すなわち、洗浄処理前後のガラス基板の表面粗さＲａの差を０．０５ｎｍ以下にするアルカリ洗浄液を用いることができる。なお、Ｒａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される表面粗さである。この表面粗さは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて１μｍ×１μｍの範囲を２５６×２５６ピクセルの解像度で測定したデータに基づいて得られるものである。

また、洗浄処理は、ガラス基板を洗浄液に浸すあるいは接触させる非スクラブ洗浄であることが、ガラス基板に傷を作らない点で好ましい。従来の洗浄処理では、ガラス基板に付着した研磨砥粒を除去するために、ブラシや洗浄パッドでガラス基板を擦って、研磨砥粒を除去するスクラブ洗浄を行なっていた。しかし、このスクラブ洗浄では、ガラス基板の主表面に傷を付け易い。本実施形態では、上述した、表面をスルホン酸基で修飾されたシリカ粒子を含むスラリーを用いて研磨するので、ガラス基板に研磨砥粒が付着しない。このため、従来のようにスクラブ洗浄をしなくてもよい。このため、本実施形態では、ガラス基板を洗浄液に浸すあるいは接触させる非スクラブ洗浄をすることにより、不要な傷をガラス基板の主表面に付けることがなくなる。

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
〔実施例１〕
（コロイダルシリカの作成）
ケイ砂と炭酸ナトリウムとを原料としてイオン交換法によりシリカ含有量４０ｗｔ％のコロイダルシリカを得た。

（修飾処理）
チオール基を有するシランカップリング剤として、３−メルカプトプロピル（トリメトキシ）シランを用いた。３−メルカプトプロピル（トリメトキシ）シランのチオール基を過酸化水素により酸化することで、スルホン酸基を有するシランカップリング剤として３−スルホプロピル（トリメトキシ）シランを得た。得られた３−スルホプロピル（トリメトキシ）シランの水溶液を上記のコロイダルシリカに混合し、適宜撹拌することで、スルホン酸基で修飾されたコロイダルシリカを得た。

（ガラス基板の研磨処理）
上記実施形態で説明したように、最終研磨処理の前までの処理を行うことでガラス基板を作成した。
次に、修飾処理後のコロイダルシリカを含むスラリーを研磨液として用いて、ガラス基板の最終研磨処理を行った。ガラス基板の主表面とスエードタイプの発泡ポリウレタン製の研磨パッドとの間に、上記の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の研磨を、所定時間行った。スラリーのｐＨは表１に示したとおりである。

（洗浄処理）
ｐＨ１０のアルカリ洗浄液を用いて研磨処理後のガラス基板を洗浄した後、純水によるリンスを行い、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の蒸気を用いて乾燥した。

〔実施例２〕
オルトケイ酸テトラメチルを原料としてゾルゲル法によりシリカ含有量４０ｗｔ％のコロイダルシリカを得た。得られたコロイダルシリカに対して、実施例１と同様の修飾処理を行うことで、スルホン酸基で修飾されたコロイダルシリカを得た。次に、修飾処理後のコロイダルシリカを含むスラリーを研磨液として用いて、実施例１と同様に研磨処理、洗浄処理を行った。

〔実施例３〜７〕
実施例１と同様に作成し、修飾処理を行ったコロイダルシリカを含むスラリーを研磨液として用いて、スラリーのｐＨをアルカリ性の範囲で実施例１とは異なる値としたことを除き、実施例１と同様に研磨処理、洗浄処理を行った。スラリーのｐＨは表２に示したとおりである。なお、ｐＨは、ＴＭＡＨを適宜添加することで調整した。

〔比較例１〕
実施例１と同様に、ケイ砂と炭酸ナトリウムとを原料としてイオン交換法によりコロイダルシリカを得た。その後、修飾処理を行わずに、得られたコロイダルシリカを用いて実施例１と同様に研磨処理、洗浄処理を行った。

〔比較例２〕
実施例２と同様に、ゾルゲル法によりコロイダルシリカを得た。その後、修飾処理を行わずに、得られたコロイダルシリカを用いて実施例２と同様に研磨処理、洗浄処理を行った。

〔比較例３〜５〕
実施例１と同様に作成し、修飾処理を行ったコロイダルシリカを含むスラリーを研磨液として用いて、スラリーのｐＨを酸性又は中性の範囲で実施例１とは異なる値としたことを除き、実施例１と同様に研磨処理、洗浄処理を行った。スラリーのｐＨは表２に示したとおりである。

〔算術平均粗さの変化量〕
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて１μｍ×１μｍの範囲を２５６×２５６ピクセルの解像度で測定したデータに基づいて、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）を計測した。研磨処理の直後のガラス基板の算術平均粗さと洗浄処理の直後のガラス基板の算術平均粗さとの差を計測し、差が０．０５ｎｍ未満の場合をＡ、０．０５ｎｍ以上０．１ｎｍ未満の場合をＢ、０．１ｎｍ以上の場合をＣと評価した。評価がＡ又はＢであれば製造上許容範囲である。なお、洗浄処理後の粗さは、研磨処理直後の粗さに対して同等以上である。

〔ガラス基板主表面の欠陥の検出〕
研磨処理後、洗浄、乾燥したガラス基板の主表面について、レーザー式の表面検査装置とＳＥＭ、ＡＦＭを用いて欠陥の検出と同定を行った。同じ条件で製造したガラス基板１０枚について、１枚あたり５点の欠陥を検出、同定し、シリカ砥粒が検出されたガラス基板１枚当たり１ポイントとし、総ポイント数が１以下の場合をＡ、２〜４ポイントの場合をＢ、５ポイント以上の場合をＣと評価した。評価がＡ又はＢであれば研磨液として良好である。

結果を表１及び表２に示す。

表１より、スルホン酸で修飾されたシリカ砥粒を用いた方が、欠陥が少なく、基板表面を清浄にできることがわかる。また、イオン交換法で製造されたコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨処理を行った場合（実施例１、比較例１）の方が、ゾルゲル法で製造されたコロイダルシリカを含むスラリーを用いて研磨処理を行った場合（実施例２、比較例２）よりも欠陥が少なく、基板表面を清浄にできることがわかる。

表２より、スラリーのｐＨが酸性又は中性の場合（比較例３〜５）は、スラリーのｐＨがアルカリ性の場合（実施例１、３〜７）よりも洗浄処理後のＲａの変化量が大きいことがわかる。

スラリーのｐＨがアルカリ性の場合には、シリカ粒子を修飾するスルホン酸が電離するために、研磨砥粒がガラス基板に付着しにくくなり、欠陥数が減少したと推察される。また、検出された欠陥を同定したところ、スラリーのｐＨが高いほど、同定された欠陥中のシリカ砥粒の凝集物の割合が小さいことが判明した。ｐＨが高いほどスルホン酸で修飾されたシリカ砥粒同士の反発力が大きくなり、凝集物が減少したものと考えられる。

以上、本発明の磁気ディスク用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。

Claims (4)

1. 一対の研磨パッドで円盤状の基板を挟み、前記研磨パッドと前記基板の間に研磨砥粒を含む研磨液を供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に移動させることにより、前記基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法であって、
   前記研磨液は、表面をスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）で修飾されたシリカ粒子を前記研磨砥粒として含み、
   前記研磨液はアルカリ性である、磁気ディスク用基板の製造方法。
2. 前記研磨液のｐＨが１０以上の条件下で研磨処理を行う、請求項１に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
3. 前記シリカ粒子は、ケイ素原子（Ｓｉ）とスルホン酸基（−ＳＯ_３Ｈ）との間にアルキレン基、フェニレン基又はアルキルフェニレン基を有する、請求項１又は２に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
4. 前記シリカ粒子はイオン交換法により製造されたものである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。