JPWO2016002825A1 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

ガラス基板の研磨処理において、ガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制する。ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理においてガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に供給する研磨液に含まれる遊離砥粒の粒径（μｍ）をｘ（ｘ＞０）とし、粒径ｘ毎の砥粒の相対頻度（％）をｙとし、ｙをｘの関数ｆ（ｘ）とするとき、０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ1が存在し、ｙ1はｙの最大値であり、ｙ1に対応する粒径をｘ１とするとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ１の領域に３つの変曲点Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）、Ｐ４（ｘ４，ｙ４）（ｘ１＜ｘ２＜ｘ３＜ｘ４、ｙ２＝ｆ（ｘ２）、ｙ３＝ｆ（ｘ３）、ｙ４＝ｆ（ｘ４））を有し、ｘ３≦ｘ≦ｘ４の範囲におけるｙの最大値ｙｌｍとｙ1との比ｙｌｍ／ｙ1が０．５≦ｙｌｍ／ｙ1＜１である。

Description

本発明は、磁気ディスク用ガラス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、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。

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、酸化セリウムやコロイダルシリカ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１参照）。

特開２０１０−５９３１０号公報

ところで、酸化セリウムを砥粒として用いて円板状のガラス基板の研磨処理を行うと、ガラス基板の主表面の外周端部において、中央部よりも隆起した形状となることがある。ＤＦＨ機構を搭載した磁気ヘッドを用いる場合、磁気記録面からの浮上距離が低いためにこの隆起を許容することができない。また、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させるために、ガラス基板の主表面の外周端部においても平坦であることが好ましい。

そこで、本発明は、ガラス基板の研磨処理において、ガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができる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。

本発明者が砥粒の粒度を変えながら研磨処理を行ったところ、平均粒径が大きい砥粒を用いて研磨処理を行うと、研磨レートが高くなる一方、ガラス基板の主表面の外周端部に発生する隆起が高くなることがわかった。一方、平均粒径が小さい砥粒を用いて研磨処理を行うと、ガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生が抑制されるが、研磨レートが低くなることがわかった。
そこで、本発明者が検討したところ、粒径が大きな研磨粒子と粒径が小さな研磨粒子とを混合して用いることで、粒径が大きな研磨粒子で研磨レートを高めるとともに、粒径が小さな研磨粒子を用いることでガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができることがわかった。換言すると、砥粒の粒度分布を適切に制御することで、ガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができることがわかった。

本発明の第一の態様は、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、遊離砥粒を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である。
前記研磨液に含まれる遊離砥粒の粒径（μｍ）をｘ（ｘ＞０）とし、粒径ｘの砥粒の相対頻度（％）をｙとし、ｙをｘの関数ｆ（ｘ）とみなすとき、
０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ₁が存在し、ｙ₁はｙの最大値であり、
ｙ₁に対応する粒径をｘ_１とするとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ_１の領域に少なくとも３つの変曲点Ｐ２（ｘ_２、ｙ_２）、Ｐ３（ｘ_３、ｙ_３）、Ｐ４（ｘ_４、ｙ_４）（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４、ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）、ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）、ｙ_４＝ｆ（ｘ_４））を有し、
ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍとｙ₁との比ｙ_ｌｍ／ｙ₁が０．５≦ｙ_ｌｍ／ｙ₁＜１である。
例えば、実際に計測した遊離砥粒の粒径ｘ毎の頻度ｙを示す全てのデータ点に対する補間多項式をｆ（ｘ）としてもよいし、各データ点間に個別の多項式を用いたスプライン関数をｆ（ｘ）としてもよい。
曲線ｙ＝ｆ（ｘ）は、変曲点Ｐ３とＰ４との間において、ｘｙ座標平面においてＰ３とＰ４とを結ぶ線分に対してｙ軸の正方向に凸となる隆起形状を有する。この曲線ｙ＝ｆ（ｘ）は、Ｐ３とＰ４との間に極大値を有していてもよいし、変曲点Ｐ３とＰ４との間の形状が、いわゆる「肩」であってもよい。「肩」とは、変曲点Ｐ３とＰ４との間においてｙ＝ｆ（ｘ）が極大値を有さない（微分値の符号が変化しない）ものの、Ｐ３とＰ４とを結ぶ線分に対して曲線ｙ＝ｆ（ｘ）がｙ軸の正方向に隆起しているように見えることをいう。変曲点Ｐ３とＰ４との間において、ｘの増加に伴って曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の傾きがＰ３とＰ４とを結ぶ線分の傾きよりも大きい値から小さい値に変化し、かつ符号が変化しないときに「肩」となる。

前記ｘ_１の２倍の粒径ｘ_ｎの遊離砥粒の相対頻度をｙ_ｎとするとき、０．５≦ｙ_ｎ／ｙ_１＜１であることが好ましい。

本発明の第二の態様は、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、遊離砥粒を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であって、
体積分布の粒度分布にて、粒子径が小さい側から遊離砥粒の相対頻度を累積した累積相対頻度が５０％となる点の粒子径ds-50値が0.9μｍ〜1.4μｍの粒度分布を有する遊離砥粒群を第１の遊離砥粒群とし、
前記ds-50値が0.5μｍ〜0.8μｍの粒度分布を有する遊離砥粒群を第２の遊離砥粒群としたとき、
前記研磨液に含まれる遊離砥粒は、前記第１の遊離砥粒群と前記第２の遊離砥粒群とを混合して得られ、
前記第１の遊離砥粒群と前記第２の遊離砥粒群との質量比と、得られた遊離砥粒を含む研磨液を用いて前記主表面を研磨した後の前記主表面の外周端部の形状を評価する端部形状評価値との相関関係を調べておき、
前記端部形状評価値が所望の範囲内に入るように、前記相関関係に基づいて、前記混合比を決定することを特徴とする。
ここで、「端部形状評価値」とは、例えば、ガラス基板の中心点から外縁の任意の１点に向けて仮想直線を引き、その中心点から３０ｍｍ離れた主表面上の位置（Ｚ１とする。）と、３１．５ｍｍ離れた主表面上の位置（Ｚ２とする。）とを結ぶ仮想直線Ｌに対して主表面のプロファイルが突出している場合に、その最大突出量（仮想直線からの最大距離）をプラス値で表したもの（以下、「指標値Ａ」という）を用いることができる。指標値Ａの測定には例えば光学式の表面形状測定装置を用いることができる。
「端部形状評価値が所望の範囲内に入る」とは、例えば、指標値Ａが０〜−２０ｎｍであることをいう。
前記研磨液に含まれる遊離砥粒は、前記第２の遊離砥粒群の質量に対する、前記第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．０〜２．０の範囲内となるように混合して得られることが好ましい。

前記遊離砥粒の主成分は、酸化セリウム又は酸化ジルコニウムから選択される１種類の砥粒であることが好ましい。
ここで、「主成分」とは、遊離砥粒における成分の５０％以上、より好ましくは７０％以上を占める成分のことである。遊離砥粒は、実質的に１種類の成分であることが最も好ましい。
前記遊離砥粒として、例えば、酸化セリウム砥粒、水酸化セリウム砥粒、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウムなどが用いられる。特に、研磨レートを良好にするために、酸化セリウム又は水酸化セリウムから選択されることが好ましく、遊離砥粒として酸化セリウムを用いることが最も好ましい。

遊離砥粒を溶媒に分散させる分散剤として、リン酸化合物や、種々の官能基を持つ高分子化合物を用いることができる。リン酸化合物として、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム等を用いることができる。また、例えば、カルボン酸又はカルボン酸塩、スルホン酸又はスルホン酸塩等を官能基として持つ高分子化合物を分散剤として必要に応じて用いることができる。塩を形成する対カチオンはアルカリ金属イオンやアンモニウムイオン等から選択されうる。

前記研磨処理は、前記遊離砥粒により前記ガラス基板の主表面を研磨する第１の研磨処理と、前記遊離砥粒とは異なる遊離砥粒を用いて前記第１の研磨処理後のガラス基板の主表面を研磨する第２の研磨処理を含み、
前記第２の研磨処理に用いられる遊離砥粒はコロイダルシリカであることが好ましい。

本発明の第三の態様は、遊離砥粒を含み、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を行う際に、前記ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に供給される研磨液であって、
前記研磨液に含まれる遊離砥粒の粒径（μｍ）をｘ（ｘ＞０）とし、粒径ｘの砥粒の相対頻度（％）をｙとし、ｙをｘの関数ｆ（ｘ）とみなすとき、
０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ₁が存在し、ｙ₁はｙの最大値であり、
ｙ₁に対応する粒径をｘ_１とするとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ_１の領域に少なくとも３つの変曲点Ｐ２（ｘ_２、ｙ_２）、Ｐ３（ｘ_３、ｙ_３）、（ｘ_４、ｙ_４）（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４、ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）、ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）、ｙ_４＝ｆ（ｘ_４））を有し、
ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍとｙ₁との比ｙ_ｌｍ／ｙ₁が０．５≦ｙ_ｌｍ／ｙ₁＜１であることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス基板の研磨処理において、ガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができる。

遊離砥粒の粒度分布の一例を示す模式図である。 遊離砥粒の粒度分布の他の一例を示す模式図である。

以下、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。なお、本発明は、公称２．５〜３．５インチサイズ（直径６５〜９５ｍｍ）、板厚０．４〜２．０ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板の製造に好適である。

（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。

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。

（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
次に、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を説明する。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（プレス成形処理）。次に、作製されたガラスブランクの中心部分に円孔を形成しリング形状（円環状）のガラス基板とする（円孔形成処理）。次に、円孔を形成したガラス基板に対して形状加工を行う（形状加工処理）。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（端面研磨処理）。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（研削処理）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を行う（第１研磨処理）。次に、ガラス基板に対して化学強化を行う（化学強化処理）。なお、化学強化処理については、行わなくてもよい。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（第２研磨処理）。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。

（ａ）プレス成形処理
熔融ガラス流の先端部を切断器により切断し、切断された熔融ガラス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ドリル等を用いて円孔を形成することにより円形状の孔があいたディスク状のガラス基板を得ることもできる。

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

（ｄ）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、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリが用いられる。

（ｅ）研削処理
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。

（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。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置の研磨用キャリア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研磨処理では、固定砥粒による研削処理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む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、水酸化セリウム砥粒、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウムなどが用いられる。特に、研磨レートを良好にするために、酸化セリウム砥粒又は酸化ジルコニウムを用いることが好ましく、遊離砥粒として酸化セリウムを用いることが最も好ましい。第１研磨に用いる遊離砥粒の粒度分布については、後述する。

両面研磨装置は、両面研削装置と同様に、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。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。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が研磨される。研磨荷重は５０〜２００ｇ／ｃｍ^２とすることが好ましい。研磨速度は０．６（μｍ／ｍｉｎ）とすることが好ましい。研磨取代は５〜５０μｍとすることが好ましい。
本発明の第１研磨処理で用いる研磨パッドには制限はなく、目的に応じて選択することができる。例えば、アスカーC硬度が９０以下であって、研磨面に開孔が形成され、開孔から厚さ方向に縦長に延びる空孔が形成された、一般に「スエードパッド」と称される研磨布を使用することができる。このスエードパッドの研磨面の開口率は、ダイヤドレスを用いて開口させるものに関しては例えば１０〜８０％、バフによる開口が行われているものに関しては例えば５０〜８０％である。また、断面形状については、水平方向の平均空孔径が１０μｍ以上５００μｍ以下、垂直方向の平均空孔径が５０μｍ以上の空孔を有する発泡体である。尚、アスカーC硬度は５０以上であることが好ましく、５０未満では研磨速度が低下するおそれがある。また、材質はポリウレタンが一般的である。スエードパッドは最表面が比較的軟らかいため、微細なキズを発生させずに、粗さや微小うねりを小さくするように研磨することが可能である。例えば、粗さや微小うねりをＲａで１．０ｎｍ以下とすることができる。
微小うねりは、波長５０〜２００μｍにおける平均粗さ（Ｒａ）であり、光学式の表面形状測定機を用いて、基板中心より半径１５ｍｍから３０ｍｍの間の主表面を測定することにより評価できる。
粗さは、ＡＦＭを用いて、主表面上を１μｍ四方の領域を２５６×２５６の分解能で測定することにより得られる平均粗さ（Ｒａ）である。

（ｇ）化学強化処理
化学強化処理では、ガラス基板を化学強化液中に浸漬することで、ガラス基板を化学強化する。化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合熔融液等を用いることができる。

（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。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置の研磨用キャリア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２研磨による取り代は、例えば１〜１０μｍ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。具体的には、粒径５〜１００ｎｍ程度のコロイダルシリカ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０．３ｎｍ以下、好ましくは０．１ｎｍ以下とすることができる。また、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、適宜洗浄・乾燥されて磁気ディスク用ガラス基板となる。

次に、第１研磨に用いる研磨スラリに含まれる遊離砥粒の粒度分布について説明する。なお、遊離砥粒の粒度分布は、レーザー回折・散乱法を用いる粒度分布測定装置により求めることができる。粒度分布は、後述するように滑らかな近似曲線を得るために、例えば、隣接する測定対象粒径の差分が、隣接するいずれかの粒径の２０％以下となる分解能で計測することが好ましい。例えば、隣接する測定対象粒径との差分を測定対象粒径の１０％以下とすることで、横軸を対数（Ｌｏｇ）表示にしても十分な測定点を確保することができる。なお、測定粒径のピッチの最小値は、例えば１ｎｍとすることができるが、全領域に渡って同じピッチで測定する必要はない。
本実施形態において、第１研磨に用いる研磨スラリは、所定の分散媒（例えば水）と、分散媒に分散している遊離砥粒とを含み、分散媒に遊離砥粒を分散させる分散剤を必要に応じてさらに含む。
本実施形態における遊離砥粒の粒度分布（相対頻度）は、粒径０．５μｍ〜１．０μｍの範囲にピーク（極大値）を有する。この極大値は相対頻度の最大値である。この極大値の頻度をｙ₁とし、ｙ₁に対応する粒径をｘ_１とし、粒径ｘ_１の２倍の粒径ｘ_ｎの遊離砥粒の頻度をｙ_ｎとするとき、０．５≦ｙ_ｎ／ｙ₁＜１であることが好ましい。

ここで、図１に示すように、遊離砥粒の粒径ｘに対する相対頻度ｙの粒度分布関数をｆ（ｘ）とする。関数ｆ（ｘ）として、例えば、実際に計測した粒径ｘ毎の頻度ｙを示す全てのデータ点に対して残差平方和が最小となるような補間多項式を近似式として用いてもよい。この場合、データ点との誤差が１／１００以下となるようにすることが好ましい。また、各データ点間に個別の多項式（２回微分可能な３次以上の多項式）を用いたスプライン関数をｆ（ｘ）として用いてもよい。
このとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）は０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ₁を有する点Ｐ１（ｘ_１，ｙ_１）が存在し、ｙ₁はｙの最大値である。ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ_１の領域に３つの変曲点（ｘ_２，ｙ_２）、（ｘ_３，ｙ_３）、（ｘ_４，ｙ_４）（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４、ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）、ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）、ｙ_４＝ｆ（ｘ_４））を有する。ここで、図１に示すように、ｘ_２＜ｘ_ｎ＜ｘ_３であることが好ましく、ｙ_２＞ｙ_ｎかつｙ_３＞ｙ_ｎであることが好ましい。
なお、変曲点とは、その点における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）への接線が曲線ｙ＝ｆ（ｘ）と交差する点であり、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）上で曲率の符号（２次導関数ｆ’’（ｘ）の符号）が変化する点である。
ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲においてｙが最大値（極大値）ｙ_ｌｍをとる点をＰ_ｌｍ（ｘ_ｌｍ，ｙ_ｌｍ）とするとき、ｙ_ｌｍとｙ_１との比ｙ_ｌｍ／ｙ_１は０．５≦ｙ_ｌｍ／ｙ_１＜１である。

上記の粒度分布を有する研磨スラリは、平均粒径が小さい第１の遊離砥粒群と、平均粒径が第１の遊離砥粒群よりも大きい第２の遊離砥粒群とを、必要に応じて分散剤とともに、所定の比率で混合することで得ることができる。
例えば、粒子径が小さい側から遊離砥粒の相対頻度を累積した累積相対頻度が３％となる点の粒子径ds-3値が0.3μｍ以上、累積相対頻度が５０％となる点の粒子径ds-50値が0.9μｍ〜1.45μｍ、累積相対頻度が９５％となる点の粒子径ds-95値が2.8μｍ以下の粒度分布を有する遊離砥粒群を第１の遊離砥粒群とする。また、ds-3値が0.32μｍ以上、ds-50値が0.5μｍ〜0.8μｍ、ds-95値が1.0μｍ以下の粒度分布を有する遊離砥粒群を第２の遊離砥粒群とする。このとき、研磨液に含まれる遊離砥粒は、第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．０〜２．０の範囲内となるように混合することで、上記の研磨スラリを得ることが好ましい。
なお、第１の遊離砥粒群に含まれる遊離砥粒の組成と、第２の遊離砥粒群に含まれる遊離砥粒の組成は、実質的に同一であることが好ましい。

分散剤として、リン酸化合物や、種々の官能基を持つ高分子化合物を用いることができる。リン酸化合物は、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウムなどを用いることができる。また、例えば、カルボン酸又はカルボン酸塩、スルホン酸又はスルホン酸塩等を官能基として持つ高分子化合物を分散剤として必要に応じて用いることができる。塩を形成する対カチオンはアルカリ金属イオンやアンモニウムイオン等から選択されうる。

第１の遊離砥粒群と第２の遊離砥粒群とは、事前に攪拌器を用いて混合した後にまとめて両面研磨装置に供給してもよい。また、第１の遊離砥粒群および第２の遊離砥粒群を別々に両面研磨装置に供給し、両面研磨装置への供給流路の途中で第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．０〜２．０の範囲内となるように混合されるように供給量をそれぞれ調整してもよい。

上記のような粒度分布の遊離砥粒を含む研磨スラリを用いてガラス基板の主表面を研磨することにより、粒径が大きな研磨粒子で研磨レートを高めるとともに、粒径が小さな研磨粒子を用いることでガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができる。
ここで、第１の遊離砥粒群と前記第２の遊離砥粒群との質量比と、得られた遊離砥粒を含む研磨液を用いて主表面を研磨した後の主表面の外周端部の形状（隆起）を評価する端部形状評価値との相関関係を調べておき、調べた相関関係に基づいて、端部形状評価値が所望の範囲内に入るように、混合比を決定してもよい。

図１に示す粒度分布の模式図では、ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲に極大値ｙ_ｌｍをとる点Ｐ_ｌｍ（ｘ_ｌｍ，ｙ_ｌｍ）もピークがあったが、本発明はこれに限らない。例えば、ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲に頻度のピーク（極大値）を有していなくてもよい。ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍはｙ_３に等しくてもよい。また、ｘ＝ｘ_３において１次導関数ｆ’（ｘ）が０（ｆ’（ｘ_３）＝０）となってもよいし、ｆ’（ｘ_３）＜０となってもよい。

図２は遊離砥粒の粒度分布の他の一例を示す模式図である。図２に示す粒度分布では、ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲に頻度のピーク（極大値）を有しておらず、ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍはｙ_３に等しい。
図２に示す粒度分布では、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）がＰ３とＰ４との間に極大値を有していない。すなわち、変曲点Ｐ３とＰ４との間においてｙ＝ｆ（ｘ）の微分値の符号が負のまま変化していない。変曲点Ｐ３とＰ４との間において、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の形状は、いわゆる「肩」の形状となっている。すなわち、Ｐ３における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の傾きはＰ３とＰ４とを結ぶ線分の傾きよりも大きく、Ｐ４における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の傾きはＰ３とＰ４とを結ぶ線分の傾きよりも小さくなっており、変曲点Ｐ３とＰ４との間において、ｘの増加に伴って曲線ｙ＝ｆ（ｘ）の傾きがＰ３とＰ４とを結ぶ線分の傾きよりも大きい値から小さい値に変化している。このため、曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はＰ３とＰ４とを結ぶ線分に対してｙ軸の正方向に隆起しているように見える。
図２に示す粒度分布の遊離砥粒を含む研磨スラリを用いてガラス基板の主表面を研磨してもよい。

本件発明は、研磨直後において端部形状の隆起を小さくすることができるので、続けて取代の小さい第２研磨処理をする場合に特に有効である。これは、第２研磨処理でシリカ砥粒を用いる場合には、通常、主表面上の外周端部が後述するダレ形状となる傾向にあるためである。本件発明の研磨処理の後にシリカ研磨を行う場合、研磨取代は板厚換算で０．１〜１．５μｍ以下であることが好ましい。こうすることで、生産コストをさらに低下させることが可能となる。

以上、本発明の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。

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〕
ds-3値が0.35μｍ以上、ds-50値が1.438μｍ、ds-95値が2.8μｍ以下の粒度分布を有する酸化セリウムの遊離砥粒を第１の遊離砥粒群（第一砥粒）とした。
ds-3値が0.32μｍ以上、ds-50値が0.52μｍ、ds-95値が1.0μｍ以下の粒度分布を有する酸化セリウムの遊離砥粒を第２の遊離砥粒群（第二砥粒）とした。
第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．０となるように、第１の遊離砥粒群と、第２の遊離砥粒群とを、質量比１：１で混合することで、表１に示す粒度分布を有する遊離砥粒を含む研磨液を得た。

〔実施例２〕
第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．５となるように、第１の遊離砥粒群と、第２の遊離砥粒群とを、質量比３：２で混合することで、研磨液を得た。

〔実施例３〕
第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が２．０となるように、第１の遊離砥粒群と、第２の遊離砥粒群とを、質量比２：１で混合することで、研磨液を得た。

〔比較例１〕
第２の遊離砥粒群のみを用いて研磨液を得た。

〔比較例２〕
第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が０．７となるように、第１の遊離砥粒群と、第２の遊離砥粒群とを、質量比０．７：１で混合することで、研磨液を得た。

〔比較例３〕
第２の遊離砥粒群の質量に対する、第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が２．３となるように、第１の遊離砥粒群と、第２の遊離砥粒群とを、質量比２．３：１で混合することで、表１に示す粒度分布を有する遊離砥粒を含む研磨液を得た。

〔比較例４〕
第１の遊離砥粒群のみを用いて研磨液を得た。

〔評価〕
実施例１〜３および比較例１〜４の研磨液に含まれる遊離砥粒の粒度分布をレーザー回折・散乱法を用いる粒度分布測定装置により求めた。粒径０．５〜１．０μｍの範囲における相対頻度が最大値ｙ_１となる粒径ｘ_１を求めた。また、ｘ_１の２倍の粒径ｘ_nにおける相対頻度ｙ_nを求め、両者の比ｙ_n／y₁を計算した。
得られた粒度分布の情報に基づき、遊離砥粒の粒径ｘに対する相対頻度ｙを、ｘの多項式に近似したところ、実施例１〜３および比較例１のいずれの近似曲線も、ｘ＞ｘ_１の領域において３つの変曲点を有していた。
この変曲点のｘ座標をｘ_２、ｘ_３、ｘ_４（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４）とし、ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_lmおよびこのときの粒径ｘ_lmを求め、y₁との比ｙ_lm／y₁を求めた。
ｘ_１、ｘ_lm、ｙ_n／y₁、ｙ_lm／y₁について表１に示す。

実施例１〜３および比較例１〜４の研磨液を用いて、円板状のガラス基板（直径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍ）の第一研磨処理を行った。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を研磨した。研磨荷重は１００ｇ／ｃｍ^２とした。研磨取代は３０μｍとした。

〔指標値Ａ〕
第一研磨処理後のガラス基板を洗浄後、外縁における端部形状を評価した。ここで端部形状の指標として、指標値Ａを用いて評価した。指標値Ａを算出するためには、まず、ガラス基板の中心点から外縁の任意の１点に向けて仮想直線を引き、その中心点から３０ｍｍ離れた主表面上の位置（Ｚ１とする。）と、３１．５ｍｍ離れた主表面上の位置（Ｚ２とする。）とを設定する。そして、Ｚ１とＺ２を結ぶ仮想直線Ｌに対して主表面のプロファイルが突出している場合には、ガラス基板の端部をダレ形状と定義し、その最大突出量（仮想直線からの最大距離）をプラス値で表す。逆に、仮想直線Ｌに対して主表面のプロファイルが凹んでいる場合には、ガラス基板の端部を隆起形状と定義し、その最大凹み量（仮想直線からの最大距離）をマイナス値で表す。指標値Ａの測定には例えば光学式の表面形状測定装置を用いることができる。
なお、１枚の円環状のガラス基板に対して、一方の面について９０度間隔で４箇所、両面で合計8箇所について指標値Ａを算出して平均した値を、当該円環状のガラス基板の指標値Ａとした。指標値Ａは、−２０ｎｍ〜０ｎｍの範囲内であれば、実用上合格であり、−１０ｎｍ〜０ｎｍの範囲内であればより好ましい。なお、指標値Ａが０を超えてプラス側（ダレ形状側）となると、第二研磨後にダレ形状がさらに悪化する可能性があるので好ましくない。
結果を表１に示す。

〔研磨速度〕
第一研磨処理前の主表面に対する、第一研磨処理後の主表面の変位量を計測することで、研磨速度を計測した。実施例１の研磨速度を１としたときの相対値を表１に示す。

実施例１〜３では、研磨処理後のガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができた。また、実施例１〜３では、研磨速度を高いレベルで維持することができた。
一方、比較例１、２では、研磨処理後のガラス基板の主表面の外周端部がダレ形状となってしまうことがわかる。また、粒径が小さい第２の遊離砥粒群の比率が高いために、研磨速度が低下することがわかる。
比較例３、４では、ガラス基板の研磨処理後の主表面の外周端部において隆起が発生した。本実施例の粒度分布を有する遊離砥粒を用いて研磨処理を行うことで、研磨処理後のガラス基板の主表面の外周端部における隆起の発生を抑制することができることがわかる。

〔実施例４、５〕
上記の実施例１〜３および比較例１〜４とは異なる２種類の遊離砥粒群を適宜混合することで、表２に示すｘ_１、ｘ_lm、ｙ_n／ｙ₁、ｙ_lm／ｙ₁の値を示す粒度分布を有する遊離砥粒を含む研磨液を得た。

実施例１の研磨液および実施例４、５の研磨液を用いて円板状のガラス基板（直径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍ）の第一研磨処理を行った。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を研磨した。第一研磨処理および洗浄処理後のガラス基板１００枚の表面を暗室内の集光ランプ下で目視検査することで、スクラッチとし、スクラッチの発生率を計算した。
結果を表２に示す。

実施例４では１００枚中１枚のガラス基板でスクラッチが発生したのに対し、実施例５および実施例１ではスクラッチが発生しなかった。実施例４と実施例５とを比較すると、ｙ_n／ｙ₁が０．５未満の場合には、スクラッチが発生しやすくなることがわかる。ｙ_n／ｙ₁が０．５未満であると、粒径の連続性が低くなるため、大粒径の砥粒のみに研磨荷重がかかりやすくなり、その結果、スクラッチが発生しやすくなると考えられる。
なお、実施例４、５のガラス基板について指標値Ａの評価を行ったところ、実施例１と同様であった。

〔実施例６〕
研磨砥粒として酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を用いて、実施例１と同様のｘ_１、ｘ_lm、ｙ_n／ｙ₁、ｙ_lm／ｙ₁の値を示す粒度分布を有する遊離砥粒を含む研磨液を得た。

〔実施例７〕
研磨砥粒としてケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ_４）を用いて、実施例１と同様のｘ_１、ｘ_lm、ｙ_n／ｙ₁、ｙ_lm／ｙ₁の値を示す粒度分布を有する遊離砥粒を含む研磨液を得た。

実施例６および実施例７の研磨液を用いて第一研磨処理を行い、第一研磨処理前の主表面に対する、第一研磨処理後の主表面の変位量を計測することで、研磨速度を計測した。実施例１の研磨速度を１としたときの相対値を表３に示す。

研磨砥粒として酸化ジルコニウムを用いた実施例６の研磨液では、実施例１とほぼ同様の研磨速度であった。一方、研磨砥粒としてケイ酸ジルコニウムを用いた実施例７の研磨液では、実施例１よりも研磨速度が６％低下した。
なお、実施例６、７のガラス基板について指標値Ａの評価を行ったところ、実施例１と同様であった。
研磨速度の観点からは、砥粒として酸化セリウムまたは酸化ジルコニウムを用いることが好ましいことがわかる。

Claims (7)

1. ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、遊離砥粒を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であって、
   前記研磨液に含まれる遊離砥粒の粒径（μｍ）をｘ（ｘ＞０）とし、粒径ｘの砥粒の相対頻度（％）をｙとし、ｙをｘの関数ｆ（ｘ）とみなすとき、
   ０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ₁が存在し、ｙ₁はｙの最大値であり、
   ｙ₁に対応する粒径をｘ_１とするとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ_１の領域に少なくとも３つの変曲点Ｐ２（ｘ_２、ｙ_２）、Ｐ３（ｘ_３、ｙ_３）、Ｐ４（ｘ_４、ｙ_４）（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４、ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）、ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）、ｙ_４＝ｆ（ｘ_４））を有し、
   ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍとｙ₁との比ｙ_ｌｍ／ｙ₁が０．５≦ｙ_ｌｍ／ｙ₁＜１であることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
2. 前記ｘ_１の２倍の粒径ｘ_ｎの遊離砥粒の相対頻度をｙ_ｎとするとき、０．５≦ｙ_ｎ／ｙ₁＜１であることを特徴とする、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、遊離砥粒を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であって、
   体積分布の粒度分布にて、粒子径が小さい側から遊離砥粒の相対頻度を累積した累積相対頻度が５０％となる点の粒子径ds-50値が0.9μｍ〜1.4μｍの粒度分布を有する遊離砥粒群を第１の遊離砥粒群とし、
   前記ds-50値が0.5μｍ〜0.8μｍの粒度分布を有する遊離砥粒群を第２の遊離砥粒群としたとき、
   前記研磨液に含まれる遊離砥粒は、前記第１の遊離砥粒群と前記第２の遊離砥粒群とを混合して得られ、
   前記第１の遊離砥粒群と前記第２の遊離砥粒群との質量比と、得られた遊離砥粒を含む研磨液を用いて前記主表面を研磨した後の前記主表面の外周端部の形状を評価する端部形状評価値との相関関係を調べておき、
   前記端部形状評価値が所望の範囲内に入るように、前記相関関係に基づいて、前記混合比を決定することを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記研磨液に含まれる遊離砥粒は、前記第２の遊離砥粒群の質量に対する、前記第１の遊離砥粒群の質量の比（第１の遊離砥粒群の質量／第２の遊離砥粒群の質量）が１．０〜２．０の範囲内となるように混合して得られる、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
5. 前記遊離砥粒の主成分は、酸化セリウム又は酸化ジルコニウムから選択される１種類の砥粒である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
6. 前記研磨処理は、前記遊離砥粒により前記ガラス基板の主表面を研磨する第１の研磨処理と、前記遊離砥粒とは異なる遊離砥粒を用いて前記第１の研磨処理後のガラス基板の主表面を研磨する第２の研磨処理を含み、
   前記第２の研磨処理に用いられる遊離砥粒はコロイダルシリカである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
7. 遊離砥粒を含み、磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を行う際に、前記ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に供給される研磨液であって、
   前記研磨液に含まれる遊離砥粒の粒径（μｍ）をｘ（ｘ＞０）とし、粒径ｘの砥粒の相対頻度（％）をｙとし、ｙをｘの関数ｆ（ｘ）とみなすとき、
   ０．５μｍ≦ｘ≦１．０μｍの範囲にｙの極大値ｙ₁が存在し、ｙ₁はｙの最大値であり、
   ｙ₁に対応する粒径をｘ_１とするとき、ｘｙ座標平面における曲線ｙ＝ｆ（ｘ）はｘ＞ｘ_１の領域に少なくとも３つの変曲点Ｐ２（ｘ_２、ｙ_２）、Ｐ３（ｘ_３、ｙ_３）、（ｘ_４、ｙ_４）（ｘ_１＜ｘ_２＜ｘ_３＜ｘ_４、ｙ_２＝ｆ（ｘ_２）、ｙ_３＝ｆ（ｘ_３）、ｙ_４＝ｆ（ｘ_４））を有し、
   ｘ_３≦ｘ≦ｘ_４の範囲におけるｙの最大値ｙ_ｌｍとｙ₁との比ｙ_ｌｍ／ｙ₁が０．５≦ｙ_ｌｍ／ｙ₁＜１であることを特徴とする、研磨液。

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