WO2012090598A1 - 記録媒体用ガラス基板を製造する方法 - Google Patents
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- C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
Definitions
- the present invention relates to a method for producing a glass substrate for a recording medium.
- the magnetic head thermally expands due to the heat generated by the heat generating element provided in the magnetic head, and the magnetic head is operated so as to slightly protrude in the air bearing surface (ABS) direction. Flying height can be kept constant.
- a head equipped with such a DFH mechanism has a flying height of about several nanometers, defects such as head crashes tend to occur when a magnetic recording medium is used. In order to reduce such defects, it is required to improve the surface smoothness of the magnetic recording medium.
- Patent Document 1 As an attempt to increase the surface smoothness of a glass substrate, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-238310 (Patent Document 1), a glass substrate is polished by traversing a polishing grindstone with a predetermined amount of movement. A technique for reducing the size and number of surface defects has been proposed.
- Patent Document 2 JP 2009-087441 A discloses that when a glass substrate is polished using colloidal silica, the glass substrate is polished while controlling the potential difference between the glass substrate and the colloidal silica. A technique for preventing colloidal silica from adhering is disclosed.
- a glass substrate for a magnetic recording medium is usually subjected to evaluation of deposits adhering to the surface and end face of the glass substrate by an optical defect inspection device (OSA: Optical Surface Analyzer) after final cleaning.
- OSA optical defect inspection device
- the defect was discovered by the edge part of a glass substrate by evaluation by OSA in many cases.
- the present inventor has obtained knowledge that the foreign matter adhering to the end portion of the glass substrate precursor is colloidal silica used in the polishing step. Further examination based on this knowledge, the colloidal silica adhering to the surface of the glass substrate precursor can be removed once by the step of washing away the colloidal silica adhering to the glass substrate precursor, but then the glass substrate In the step of taking out the precursor, it became clear that the colloidal silica was adhered to the glass substrate precursor by the adsorption jig for taking out the glass substrate precursor.
- the present invention has been made in view of such a current situation, and its object is to record a glass substrate precursor that can be taken out from a polishing platen without attaching colloidal silica to the glass substrate precursor. It is providing the manufacturing method of the glass substrate for media.
- the present inventor attaches colloidal silica to the glass substrate precursor by appropriately controlling the zeta potential of the adsorption jig, glass substrate precursor, and colloidal silica in the step of taking out the glass substrate precursor from the polishing surface plate.
- the present inventors have found that the glass substrate precursor can be taken out from the polishing surface plate using an adsorption jig and completed the present invention.
- the present invention is a method for producing a glass substrate for a recording medium using a glass substrate precursor, wherein the front and back surfaces of the glass substrate precursor are polished by a polishing platen using a polishing liquid containing colloidal silica. And a step of taking out the glass substrate precursor from the polishing surface plate using an adsorption jig, wherein the zeta potential of the colloidal silica is ⁇ Si and the zeta potential of the adsorption jig is ⁇ jig , When zeta sub zeta potential of the body, both the zeta Si and zeta sub, less than 0 mV, and zeta Si is characterized by less than zeta jig.
- the above ⁇ sub is preferably ⁇ 30 mV or less. It includes a step of adding a rinsing agent to pure water for washing the glass substrate precursor before the step of taking out, and the rinsing agent preferably contains a water-soluble polymer or a surfactant.
- the pH of the rinse agent is preferably 5 or more and 7 or less.
- the water-soluble polymer is preferably composed of at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, methacrylic acid copolymer, polymethacrylamide copolymer, and polyethylene glycol.
- the surfactant preferably includes a sulfonic acid surfactant, a phosphoric acid surfactant, or a nonionic surfactant.
- the glass substrate precursor can be taken out from the polishing platen without attaching colloidal silica to the glass substrate precursor by having the above-described configuration. Excellent effect. For this reason, the glass substrate for recording media manufactured by the manufacturing method of this invention shows the effect that a late error does not generate
- the method for producing a glass substrate for a recording medium of the present invention comprises a step of polishing the front and back surfaces of a glass substrate precursor with a polishing platen using a polishing liquid containing colloidal silica (hereinafter also referred to as “precision polishing step”). And a step of taking out the glass substrate precursor from the polishing surface plate using an adsorption jig (hereinafter, also referred to as “substrate taking out step”).
- the method for producing a glass substrate for a recording medium of the present invention can include other steps as long as it includes the precision polishing step and the substrate removal step.
- Such other processes include, for example, a disk processing step for processing a glass substrate precursor into a disk shape, a lapping step for adjusting the parallelism and thickness of the glass substrate precursor, and a glass substrate in advance before performing a precision polishing step. Examples thereof include a rough polishing step for polishing to improve the smoothness of the precursor, a chemical strengthening step for forming a chemical strengthening layer on the surface and end face of the glass substrate precursor, and the like.
- the glass substrate for a recording medium produced by the present invention is used as a substrate for an information recording medium in an information recording apparatus such as a hard disk drive device, and its size and shape are not particularly limited.
- the outer diameter is 2.5 inches, 1.8 inches, 1 inch, 0.8 inches, etc.
- the thickness is 2 mm, 1 mm, 0.65 mm, 0.8 mm, etc. be able to.
- a hole for setting in the information recording apparatus may be formed in the disc-shaped central portion.
- ⁇ Disk processing process> In the disk processing step, first, a glass material is melted (glass melting step), molten glass is poured into a lower mold, and press molding is performed with an upper mold to obtain a disk-shaped glass substrate precursor (press molding process).
- the disk-shaped glass substrate precursor may be produced by cutting a sheet glass formed by, for example, a downdraw method or a float method with a grinding stone, without using such a press molding process.
- the glass material is not particularly limited as long as it can be chemically strengthened by ion exchange.
- soda lime glass mainly composed of SiO 2 , Na 2 O, CaO
- R ′ Mg, Ca, Sr, Ba
- aluminosilicate glass and borosilicate glass are particularly preferable because they are excellent in impact resistance and vibration resistance.
- the total of SiO 2 , Al 2 O 3 and B 2 O 3 is 50 to 85% by mass, and the total of LiO 2 , Na 2 and K 2 O is 0.1 to 20% by mass. %, And the total of MgO, CaO, BaO, SrO and ZnO is 2 to 20% by mass.
- SiO 2 is 50 to 70% by mass
- Al 2 O 3 is 0 to 20% by mass
- B 2 O 3 is 0 to 5% by mass. .
- the glass substrate precursor press-molded as described above is perforated at the center with a core drill or the like having a diamond grindstone or the like in the cutter (coring process).
- a lapping process is performed on both the front and back surfaces of the glass substrate precursor produced in the disk processing step.
- the lapping process can be performed by, for example, a grinding process, whereby the overall shape of the glass substrate precursor, that is, the parallelism, flatness, and thickness of the glass substrate precursor can be preliminarily adjusted.
- End face polishing process The end surface of the glass substrate precursor after the lapping step is polished with a polishing brush using a polishing liquid containing an abrasive. Specifically, a polishing liquid containing an abrasive is supplied to the polishing brush, the polishing brush is disposed so as to contact the end surface of the glass substrate precursor, and then the polishing brush is applied while rotating the glass substrate precursor. Thus, the end face of the glass substrate precursor is polished.
- the “end face” in the present invention means the inner peripheral end face and the outer peripheral end face of the glass substrate precursor.
- abrasive it is preferable to use one or more selected from the group consisting of colloidal silica, cerium oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide. Such an abrasive can polish the glass substrate precursor efficiently.
- the above polishing brush is preferably made of at least one selected from the group consisting of aramid fibers, polybutylene terephthalate, and polypropylene.
- the front and back surfaces of the glass substrate precursor after the end surface polishing step are polished with a polishing pad using a polishing liquid containing an abrasive.
- a polishing liquid containing an abrasive is supplied to the surface of the glass substrate precursor, and the polishing pads are arranged so as to be in contact with both the front and back surfaces of the glass substrate precursor.
- polishing process can be used for an abrasive
- the precision polishing step is performed to further improve the surface smoothness of the glass substrate precursor, and is a step of polishing the glass substrate precursor by polishing with higher accuracy than the above-described rough polishing step.
- the glass substrate precursor is placed on a polishing surface plate, and the front and back surfaces of the glass substrate precursor are polished by the polishing surface plate using a polishing liquid containing colloidal silica. Polishing using such a polishing platen may be performed using the polishing pad used in the rough polishing step.
- the colloidal silica preferably has an average particle diameter of 20 nm or more and 100 nm or less. This is because colloidal silica having such an average particle diameter can be easily removed from the glass substrate precursor by washing, and the efficiency of polishing the glass substrate precursor is high. If it is less than 20 nm, it is not preferable because it takes time to polish the glass substrate precursor, and if it exceeds 100 nm, it is difficult to remove from the glass substrate precursor, and an error is likely to occur later, which is not preferable.
- the glass substrate precursor is removed from the polishing surface plate using an adsorption jig.
- the adsorption jig is provided with a suction port, and the glass substrate precursor can be adsorbed to the adsorption jig by sucking air from the suction port. In this way, the glass substrate precursor is adsorbed to the adsorption jig, and the glass substrate precursor is taken out from the polishing surface plate.
- the adsorption jig used here may be anything as long as the glass substrate precursor can be taken out from the polishing surface plate without damaging the surface of the glass substrate precursor.
- the present invention in the substrate unloading process, the zeta potential of colloidal silica and zeta Si, the zeta potential of the suction jig and zeta jig, when the sub zeta zeta potential of the glass substrate precursor, zeta Si and zeta sub is 0mV And ⁇ Si is less than ⁇ jig .
- the zeta potentials of the colloidal silica and the glass substrate precursor negative, the forces repelling each other work, and the colloidal silica can be made difficult to adhere to the glass substrate precursor.
- ⁇ Si is less than ⁇ jig , colloidal silica is more likely to adhere to the adsorption jig than the glass substrate precursor, so that the colloidal silica can be easily separated from the surface of the glass substrate precursor. Even when processed into a magnetic recording medium to be manufactured, it is possible to make head crushing difficult to occur.
- the zeta potential means that when a solid is dispersed in a solvent, charge separation occurs at the interface between the solution and the solid, and a potential difference occurs in the vicinity of the interface. It means the potential difference between the potential and the potential of the solvent sufficiently away from the interface.
- a ⁇ potential has a repulsive force between those having a positive ⁇ potential or between those having a negative ⁇ potential, and an attractive force is exerted between those having a positive ⁇ potential and those having a negative ⁇ potential.
- the absolute value of the ⁇ potential is larger, a stronger attractive force or repulsive force is applied.
- the present invention makes use of such a characteristic of the ⁇ potential to make both the ⁇ potential of the glass substrate precursor and the ⁇ potential of colloidal silica negative, and particularly to increase the absolute value of the ⁇ potential of the glass substrate precursor.
- the repulsive force between the glass substrate precursor and the colloidal silica is increased so that the colloidal silica does not adhere to the glass substrate precursor or even if it adheres, it can be easily removed in the cleaning step.
- a conventionally known method can be used, but an electrophoresis method, a streaming potential method, an ultrasonic method, an ESA method, or the like is used. It is preferable.
- the zeta potential of the glass substrate precursor is preferably made negative by changing the pH of the polishing liquid containing colloidal silica.
- the ⁇ potential of the colloidal silica is preferably negative by changing the pH of the polishing liquid containing colloidal silica or by adding a dispersing agent.
- the ⁇ potential of the adsorption jig is the same as that of the polishing liquid containing colloidal silica. It is preferable to make it negative by changing the pH.
- the above ⁇ sub is preferably ⁇ 30 mV or less.
- the colloidal silica can be more easily separated from the glass substrate precursor.
- it is preferable to change the pH of the polishing liquid containing colloidal silica but it is not limited to this method.
- additives such as a dispersant and glass substrate precursor ⁇ sub may be changed by changing the composition.
- a step of adding a rinsing agent to pure water for washing the glass substrate precursor before the step of taking out.
- a rinse agent to pure water for washing the glass substrate precursor
- the zeta potential of the colloidal silica and the adsorption jig can be adjusted to a desired value, and in the step of taking out the glass substrate precursor
- the colloidal silica can be made difficult to adhere to the surface of the glass substrate precursor.
- sulfuric acid or phosphoric acid may be added to pure water for washing the glass substrate precursor to lower the pH, or sodium hydroxide may be added to increase the pH.
- the zeta potential of the glass substrate precursor can also be adjusted by adjusting the pH.
- the liquid property of the rinsing agent is not particularly limited as long as the zeta potential of the glass substrate precursor can be controlled to -30 mV or less, but is preferably acidic, more preferably The pH is 5 or more and 7 or less.
- colloidal silica can be easily attached to the adsorption jig (that is, colloidal silica can be made difficult to adhere to the glass substrate precursor).
- the above rinse agent preferably contains a water-soluble polymer or a surfactant.
- the water-soluble polymer is preferably composed of one or more selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, methacrylic acid copolymer, polymethacrylamide copolymer, and polyethylene glycol.
- the surfactant one or more selected from the group consisting of sulfonic acid surfactants, phosphoric acid surfactants, and nonionic surfactants can be used.
- a surfactant such as hydroxyethylidene phosphophone (HEDP: 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid)
- HEDP 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid
- the method of adjusting the treatment time with a water-soluble polymer or surfactant, or the water solubility used in the treatment You may use the method of adjusting the density
- the glass substrate precursor is cleaned by immersing the glass substrate precursor in a cleaning liquid using a cleaning carrier.
- a chemically strengthened layer is formed on the surface and end face of the glass substrate precursor.
- Such a process usually reinforces the surface of the glass substrate precursor using a chemical strengthening treatment liquid.
- Such a chemical strengthening process can employ
- a step of immersing the glass substrate precursor in a chemical strengthening treatment liquid can be exemplified.
- a chemical strengthening layer is formed in the area
- alkali metal ions such as lithium ions and sodium ions contained in the glass substrate precursor are further reduced.
- alkali metal ions such as potassium ions having a large ion radius are substituted. Compressive stress is generated in the ion-exchanged region due to the strain caused by the difference in ion radius, and the surface of the glass substrate precursor is strengthened in the region.
- Examples of such chemical strengthening treatment liquid include a solution in which potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) are mixed.
- the glass substrate on which the chemical strengthening layer is formed is preferably washed with a neutral detergent and pure water and dried. By performing such cleaning, it is possible to wash away the adhesion of foreign substances contained in the chemical strengthening treatment liquid, and to stabilize the surface of the glass substrate for recording media and to have excellent long-term storage stability. it can.
- a glass substrate for a recording medium can be produced as described above.
- the method for producing the glass substrate for recording medium of the present invention is not limited to the production method described above, and for example, the chemical strengthening step may not be performed. Thus, even if the glass substrate for recording media is manufactured, the same performance as the glass substrate for recording media manufactured by the above manufacturing method can be obtained.
- Example 1 a glass substrate for a recording medium was manufactured by the following steps.
- a multicomponent glass material made of amorphous glass was prepared.
- aluminosilicate glass was used as the composition of the glass material.
- the chemical composition of the glass material SiO 2 is 50 to 70 wt%, Al 2 O 3 is 0 to 20 wt%, B 2 O 3 0 to 5 wt% (however, SiO 2, Al 2 O 3 , and B 2 O 3 is 50 to 85% by mass), Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O are 0.1 to 20% by mass, MgO, CaO, BaO, SrO, and ZnO. Was 2 to 20% by mass.
- a disk-shaped glass substrate precursor was formed by molding the above glass material by a direct press method. And the hole was made in the center part of the glass substrate precursor using the grindstone, and it was set as the disk-shaped glass substrate precursor which has a circular hole in the center part. Furthermore, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the glass substrate precursor were chamfered.
- both surfaces of the glass substrate precursor were ground using abrasive grains having a particle size of # 1000. Thereby, while adjusting the glass substrate precursor to the thickness of about 0.95 mm, the parallelism of the glass substrate precursor was improved.
- the surface roughness of the end surface (inner periphery, outer periphery) of the glass substrate with a polishing brush is about 1.0 ⁇ m at the maximum height (Rmax), arithmetic average roughness (Ra) was polished to about 0.3 ⁇ m.
- the polishing liquid used was a polishing agent made of cerium oxide dispersed in water so as to have a concentration of 7% by mass.
- polishing apparatus capable of polishing both main surfaces of the glass substrate precursor.
- a hard polisher was used for the polishing pad.
- this polishing pad a polishing pad containing the above-mentioned polishing agent made of cerium oxide was used.
- the glass substrate precursor was placed on a polishing platen, and the front and back surfaces of the glass substrate precursor were precisely polished by the polishing platen using a polishing liquid containing colloidal silica.
- a polishing liquid containing 10% by mass of colloidal silica having an average particle diameter of 20 nm was used.
- the polishing liquid was contained in a polishing pad, and the polishing pad was rotated for 30 minutes for polishing, whereby the front and back surfaces of the glass substrate precursor were polished to be mirror surfaces.
- the zeta potential of the colloidal silica, the adsorption jig, and the glass substrate precursor was adjusted by adding a rinse agent to pure water.
- the rinse agent which added the sulfuric acid aqueous solution and adjusted the pH of the rinse agent to 5 was used.
- the glass substrate precursor precisely polished as described above was taken out from the polishing surface plate using an adsorption jig. That is, by sucking air from the suction port of the adsorption jig, the glass substrate precursor is adsorbed to the adsorption jig by bringing the suction portion of the adsorption jig into contact with the surface of the glass substrate precursor, and the glass substrate is then removed from the polishing surface plate. The precursor was removed.
- ⁇ jig was ⁇ 12 mV
- ⁇ Si was ⁇ 10 mV
- ⁇ sub was ⁇ 40 mV
- the zeta potential ⁇ Si of colloidal silica was measured by applying an applied voltage of 60 mV / cm using a flow cell unit.
- the zeta potential ⁇ sub of the glass substrate precursor and the zeta potential ⁇ jig of the adsorption jig were measured by preparing a 37 mm ⁇ 16 mm ⁇ 5 mm sample and using a flat plate cell.
- zeta potentials were measured using a zeta potential / particle size measurement system (product name: ELSZ-2 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
- colloidal silica, an adsorption jig, and The zeta potential of the glass substrate precursor can be adjusted by adjusting the pH of the cleaning solution, adjusting the time for contacting with the phosphate surfactant solution (monoalkyl phosphate solution) before polishing,
- the zeta potential decreased when the concentration of the phosphate surfactant was increased, and the zeta potential decreased when the concentration of the phosphate surfactant was decreased. It showed a tendency to increase or to be comparable to the zeta potential when untreated.
- a cleaning tank filled with a cleaning liquid containing a sulfamic acid-based detergent was prepared, and the surface of the glass substrate precursor was cleaned by immersing the glass substrate precursor in the cleaning tank.
- Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 3> Compared to Example 1 above, the zeta potentials of the adsorption jig, colloidal silica, and glass substrate precursor in the substrate removal step are different as shown in Table 1, and by adding a sulfuric acid aqueous solution or potassium hydroxide to the cleaning liquid, Glass substrates for recording media of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the pH of the rinse agent was different as shown in Table 1.
- the glass substrate for a recording medium manufactured according to the manufacturing method of the present invention is obtained by taking out the glass substrate precursor from the polishing platen by controlling the zeta potential of the colloidal silica, the glass substrate precursor, and the adsorption jig, It is clear that colloidal silica adhering to the surface and end face of the glass substrate precursor can be reduced, and collision errors are less likely to occur.
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Abstract
ガラス基板前駆体にコロイダルシリカを付着させることなくガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出すことができる記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。本発明は、ガラス基板前駆体を用いて記録媒体用ガラス基板を製造する方法であって、ガラス基板前駆体の表裏面をコロイダルシリカを含む研磨液を用いて研磨定盤により研磨する工程と、吸着冶具を用いて研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す工程とを含み、該取り出す工程において、コロイダルシリカのゼータ電位をζSiとし、吸着冶具のゼータ電位をζjigとし、ガラス基板前駆体のゼータ電位をζsubとすると、ζSiおよびζsubはいずれも、0mV未満であり、かつζSiはζjig未満であることを特徴とする。
Description
本発明は、記録媒体用ガラス基板を製造する方法に関する。
近年、ハードディスクドライブ(HDD)においては、磁気記録媒体の記録容量が高密度化してきていることに伴い、磁気記録媒体に対する記録読取り用ヘッドの浮上量(フライングハイト)をより減少させたものとなっている。そのようなヘッドとして、DFH(Dynamic Flying Hight)機構を搭載したヘッドも普及している。
DFH機構は、磁気ヘッドに設けられた発熱素子の発熱によって磁気ヘッドが熱膨張し、磁気ヘッドが浮上面(ABS:Air bearing surface)方向にわずかに突出するように動作させるものであり、これによりフライングハイトを一定に保つことができる。
このようなDFH機構を搭載したヘッドは、フライングハイトが数nm程度であるため、磁気記録媒体を使用したときにヘッドクラッシュなどの不良が生じやすい。このような不良を減少するために、磁気記録媒体の表面平滑性を高めることが要求されている。
ガラス基板の表面平滑性を高める試みとして、たとえば特開2010-238310号公報(特許文献1)には、予め決められた移動量で研磨砥石をトラバースさせてガラス基板を研磨することにより、ガラス基板の表面欠陥の大きさおよび個数を減少させる技術が提案されている。
また、特開2009-087441号公報(特許文献2)には、コロイダルシリカを用いてガラス基板を研磨するときに、ガラス基板とコロイダルシリカとの電位差を制御しながら研磨することによって、ガラス基板にコロイダルシリカが付着しないようにする技術が開示されている。
磁気記録媒体用のガラス基板は、通常、最終洗浄を終えた後に光学式欠陥検査装置(OSA:Optical Surface Analyzer)によってガラス基板の表面および端面に付着した付着物の評価を行なう。上記特許文献2の方法によって製造されたガラス基板は、OSAによる評価で、ガラス基板の端部に欠陥が発見されることが多かった。
本発明者は、上記のガラス基板前駆体の端部に付着している異物が、研磨工程で用いられるコロイダルシリカであるとの知見を得た。かかる知見に基づきさらに検討を重ねたところ、ガラス基板前駆体に付着したコロイダルシリカを洗い流す工程により、ガラス基板前駆体の表面に付着したコロイダルシリカを一旦は除去することができるものの、その後にガラス基板前駆体を取り出す工程で、ガラス基板前駆体を取り出すための吸着冶具によって、コロイダルシリカをガラス基板前駆体に付着させていることが明らかとなった。
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガラス基板前駆体にコロイダルシリカを付着させることなくガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出すことができる記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することにある。
本発明者は、ガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出す工程において、吸着冶具、ガラス基板前駆体、およびコロイダルシリカのゼータ電位を適切に制御することによって、ガラス基板前駆体にコロイダルシリカを付着させずに、吸着冶具を用いて研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出すことができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、ガラス基板前駆体を用いて記録媒体用ガラス基板を製造する方法であって、ガラス基板前駆体の表裏面をコロイダルシリカを含む研磨液を用いて研磨定盤により研磨する工程と、吸着冶具を用いて研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す工程とを含み、該取り出す工程において、コロイダルシリカのゼータ電位をζSiとし、吸着冶具のゼータ電位をζjigとし、ガラス基板前駆体のゼータ電位をζsubとすると、ζSiおよびζsubはいずれも、0mV未満であり、かつζSiはζjig未満であることを特徴とする。
上記のζsubは、-30mV以下であることが好ましい。上記の取り出す工程の前に、ガラス基板前駆体を洗浄する純水にリンス剤を添加する工程を含み、該リンス剤は、水溶性ポリマーまたは界面活性剤を含むことが好ましい。リンス剤のpHは、5以上7以下であることが好ましい。
上記水溶性ポリマーは、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メタアクリル酸共重合体、ポリメタアクリルアミド共重合体、およびポリエチレングリコールからなる群より選択される1種以上からなることが好ましい。
上記界面活性剤は、スルホン酸系界面活性剤、リン酸系界面活性剤、または非イオン界面活性剤を含むことが好ましい。
本発明の記録媒体用ガラス基板を製造する方法は、上記のような構成を有することにより、ガラス基板前駆体にコロイダルシリカを付着させることなくガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出すことができるという優れた効果を示す。このため、本発明の製造方法によって製造された記録媒体用ガラス基板は、後発的なエラーが発生しにくいという効果を示す。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
<記録媒体用ガラス基板を製造する方法>
本発明の記録媒体用ガラス基板を製造する方法は、ガラス基板前駆体の表裏面をコロイダルシリカを含む研磨液を用いて研磨定盤により研磨する工程(以下、「精密研磨工程」とも記す)と、吸着冶具を用いて研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す工程(以下、「基板取出工程」とも記す)とを少なくとも含むものである。
<記録媒体用ガラス基板を製造する方法>
本発明の記録媒体用ガラス基板を製造する方法は、ガラス基板前駆体の表裏面をコロイダルシリカを含む研磨液を用いて研磨定盤により研磨する工程(以下、「精密研磨工程」とも記す)と、吸着冶具を用いて研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す工程(以下、「基板取出工程」とも記す)とを少なくとも含むものである。
本発明の記録媒体用ガラス基板を製造する方法は、このように精密研磨工程と基板取出工程とを含む限り、他の工程を含むことができる。このような他の工程としては、たとえばガラス基板前駆体を円盤状に加工する円盤加工工程、ガラス基板前駆体の平行度および厚みなどを調整するラッピング工程、精密研磨工程を行なう前に予めガラス基板前駆体の平滑性を高める研磨を行なう粗研磨工程、ガラス基板前駆体の表面および端面に対して化学強化層を形成する化学強化工程等を挙げることができる。
<記録媒体用ガラス基板>
本発明で製造される記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置において情報記録媒体の基板として用いられるものであり、その大きさや形状は特に限定されない。たとえば、外径が2.5インチ、1.8インチ、1インチ、0.8インチなどであり、厚みが2mm、1mm、0.65mm、0.8mmなどである、円板状のものとすることができる。また、その円板状の中央部には、情報記録装置にセットするための孔が開けられていてもよい。以下においては、本発明の記録媒体用ガラス基板の製造方法を構成する各工程を説明する。
本発明で製造される記録媒体用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置において情報記録媒体の基板として用いられるものであり、その大きさや形状は特に限定されない。たとえば、外径が2.5インチ、1.8インチ、1インチ、0.8インチなどであり、厚みが2mm、1mm、0.65mm、0.8mmなどである、円板状のものとすることができる。また、その円板状の中央部には、情報記録装置にセットするための孔が開けられていてもよい。以下においては、本発明の記録媒体用ガラス基板の製造方法を構成する各工程を説明する。
<円盤加工工程>
円盤加工工程では、まず、ガラス素材を溶融し(ガラス溶融工程)、溶融ガラスを下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板前駆体を得る(プレス成形工程)。なお、円板状のガラス基板前駆体は、このようなプレス成形工程によらず、たとえばダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。
円盤加工工程では、まず、ガラス素材を溶融し(ガラス溶融工程)、溶融ガラスを下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板前駆体を得る(プレス成形工程)。なお、円板状のガラス基板前駆体は、このようなプレス成形工程によらず、たとえばダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。
ここで、上記ガラス素材としては、イオン交換による化学強化が可能なガラスであれば特に限定されない。たとえば、SiO2、Na2O、CaOを主成分としたソーダライムガラス、SiO2、Al2O3、R2O(R=K、Na、Li)を主成分としたアルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、Li2O-SiO2系ガラス、Li2O-Al2O3-SiO2系ガラス、R’O-Al2O3-SiO2系ガラス(R’=Mg、Ca、Sr、Ba)などを使用することができる。中でも、アルミノシリケートガラスやボロシリケートガラスは、耐衝撃性や耐振動性に優れるため特に好ましい。
上記ガラス素材の組成として、SiO2とAl2O3とB2O3との合計が50~85質量%であり、LiO2とNa2とK2Oとの合計が0.1~20質量%であり、MgOとCaOとBaOとSrOとZnOとの合計が2~20質量%であるものを用いることができる。中でも、ガラス素材としては、SiO2は50~70質量%であり、Al2O3は0~20質量%であり、B2O3は0~5質量であるものを好適に用いることができる。
次いで、上記のようにプレス成形したガラス基板前駆体は、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で中心部に孔が開けられる(コアリング加工工程)。
<ラッピング工程>
上記の円盤加工工程で作製したガラス基板前駆体の表裏の両面に対し、ラッピング加工を施す。ここで、ラッピング加工は、たとえば研削加工によって行なうことができ、これによりガラス基板前駆体の全体形状、すなわちガラス基板前駆体の平行度、平坦度および厚みを予備調整することができる。
上記の円盤加工工程で作製したガラス基板前駆体の表裏の両面に対し、ラッピング加工を施す。ここで、ラッピング加工は、たとえば研削加工によって行なうことができ、これによりガラス基板前駆体の全体形状、すなわちガラス基板前駆体の平行度、平坦度および厚みを予備調整することができる。
<端面研磨工程>
上記ラッピング工程後のガラス基板前駆体の端面を、研磨剤を含む研磨液を用いて研磨ブラシにより研磨する。具体的には、研磨ブラシに研磨剤を含む研磨液を供給し、ガラス基板前駆体の端面に接触するように研磨ブラシを配置した上で、ガラス基板前駆体を回転させながら、研磨ブラシをあてることにより、ガラス基板前駆体の端面を研磨する。なお、本発明における「端面」とは、ガラス基板前駆体の内周端面および外周端面を意味する。
上記ラッピング工程後のガラス基板前駆体の端面を、研磨剤を含む研磨液を用いて研磨ブラシにより研磨する。具体的には、研磨ブラシに研磨剤を含む研磨液を供給し、ガラス基板前駆体の端面に接触するように研磨ブラシを配置した上で、ガラス基板前駆体を回転させながら、研磨ブラシをあてることにより、ガラス基板前駆体の端面を研磨する。なお、本発明における「端面」とは、ガラス基板前駆体の内周端面および外周端面を意味する。
上記の研磨剤としては、コロイダルシリカ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、および酸化アルミニウムからなる群より選択される1種以上からなるものを用いることが好ましい。このような研磨剤は、ガラス基板前駆体を効率よく研磨することができる。
上記の研磨ブラシは、アラミド系繊維、ポリブチレンテレフタレート、およびポリプロピレンからなる群より選択される1種以上からなることが好ましい。このような材料からなる研磨ブラシを用いることにより、ガラス基板前駆体の端面をより平滑に研磨することができる。
<粗研磨工程>
粗研磨工程は、上記端面研磨工程後のガラス基板前駆体の表裏面を研磨剤を含む研磨液を用いて研磨パッドによって研磨する。具体的には、ガラス基板前駆体の表面に研磨剤を含む研磨液を供給し、ガラス基板前駆体の表裏の両面に接触するように研磨パッドを配置した上で、表裏面それぞれの研磨パッドを逆方向に回転させることにより、ガラス基板前駆体の表裏面を研磨する。ここで、研磨剤は、上記の端面研磨工程で述べたものと同様のものを用いることができる。
粗研磨工程は、上記端面研磨工程後のガラス基板前駆体の表裏面を研磨剤を含む研磨液を用いて研磨パッドによって研磨する。具体的には、ガラス基板前駆体の表面に研磨剤を含む研磨液を供給し、ガラス基板前駆体の表裏の両面に接触するように研磨パッドを配置した上で、表裏面それぞれの研磨パッドを逆方向に回転させることにより、ガラス基板前駆体の表裏面を研磨する。ここで、研磨剤は、上記の端面研磨工程で述べたものと同様のものを用いることができる。
<精密研磨工程>
精密研磨工程は、ガラス基板前駆体の表面平滑性をより高めるために行なわれるものであり、上記の粗研磨工程よりもより精度の高い研磨でガラス基板前駆体を研磨する工程である。このような精密研磨工程は、ガラス基板前駆体を研磨定盤に設置して、該研磨定盤によって、コロイダルシリカを含む研磨液を用いてガラス基板前駆体の表裏面を研磨する。このような研磨定盤を用いた研磨は、上記の粗研磨工程で用いた研磨パッドを用いて研磨を行なっても差し支えない。
精密研磨工程は、ガラス基板前駆体の表面平滑性をより高めるために行なわれるものであり、上記の粗研磨工程よりもより精度の高い研磨でガラス基板前駆体を研磨する工程である。このような精密研磨工程は、ガラス基板前駆体を研磨定盤に設置して、該研磨定盤によって、コロイダルシリカを含む研磨液を用いてガラス基板前駆体の表裏面を研磨する。このような研磨定盤を用いた研磨は、上記の粗研磨工程で用いた研磨パッドを用いて研磨を行なっても差し支えない。
ここで、上記のコロイダルシリカは、その平均粒子径が20nm以上100nm以下であることが好ましい。このような平均粒子径のコロイダルシリカは、洗浄によってガラス基板前駆体から取り除きやすく、かつガラス基板前駆体を研磨する効率が高いからである。20nm未満であると、ガラス基板前駆体の研磨に時間を要するため好ましくなく、100nmを超えると、ガラス基板前駆体から取り除きにくく、後発的にエラーを引き起こしやすくなるため好ましくない。
<基板取出工程>
基板取出工程は、上記の研磨定盤から吸着冶具を用いてガラス基板前駆体を取り出すものである。ここで、吸着冶具は、吸引口を備えるものであって、該吸引口から空気を吸い込むことにより、ガラス基板前駆体を吸着冶具に吸着させることができるものである。このようにガラス基板前駆体を吸着冶具に吸着させて、研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す。ここで用いる吸着冶具は、ガラス基板前駆体の表面を傷つけることなく、ガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出すことができるものであればいかなるものであってもよい。
基板取出工程は、上記の研磨定盤から吸着冶具を用いてガラス基板前駆体を取り出すものである。ここで、吸着冶具は、吸引口を備えるものであって、該吸引口から空気を吸い込むことにより、ガラス基板前駆体を吸着冶具に吸着させることができるものである。このようにガラス基板前駆体を吸着冶具に吸着させて、研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出す。ここで用いる吸着冶具は、ガラス基板前駆体の表面を傷つけることなく、ガラス基板前駆体を研磨定盤から取り出すことができるものであればいかなるものであってもよい。
本発明は、上記基板取出工程において、コロイダルシリカのゼータ電位をζSiとし、吸着冶具のゼータ電位をζjigとし、ガラス基板前駆体のゼータ電位をζsubとすると、ζSiおよびζsubは0mV未満であり、かつζSiはζjig未満であることを特徴とする。このようにコロイダルシリカおよびガラス基板前駆体のゼータ電位をそれぞれマイナスとすることにより、互いに反発する力が働き、コロイダルシリカがガラス基板前駆体に付着しにくくすることができる。
そして、ζSiがζjig未満であることにより、コロイダルシリカがガラス基板前駆体よりも吸着冶具に付着しやすくなるため、ガラス基板前駆体の表面からコロイダルシリカが離れやすくすることができ、これによって製造される磁気記録媒体に加工したときにもヘッドクラッシュを生じにくくすることができる。
ここで、ゼータ電位(ζ電位)とは、溶媒中に固体が分散されているときに、その溶液と固体との界面に電荷分離が起こり、その界面近傍で電位差が生じたときの界面近傍の電位と、該界面から十分離れた溶媒の電位との電位差を意味する。かかるζ電位は、プラスのζ電位を有するもの同士またはマイナスのζ電位を有するもの同士の間で斥力が働き、プラスのζ電位を有するものとマイナスのζ電位を有するものとでは引力が働く。そして、ζ電位の絶対値が大きいものほど強力な引力または斥力が働くこととなる。本発明は、このようなζ電位の特性を利用して、ガラス基板前駆体のζ電位とコロイダルシリカのζ電位とをいずれもマイナスとし、特にガラス基板前駆体のζ電位の絶対値を大きくすることにより、ガラス基板前駆体とコロイダルシリカとの斥力を高め、コロイダルシリカがガラス基板前駆体に付着しないように、または付着しても洗浄工程で容易に取れやすくしたものである。
上記ガラス基板前駆体、コロイダルシリカ、および吸着冶具のζ電位を測定する方法としては、従来公知の方法を用いることができるが、電気泳動法、流動電位法、超音波法、ESA法などを用いることが好ましい。
上記のガラス基板前駆体のζ電位は、コロイダルシリカを含む研磨液のpHを変化させることによってマイナスにすることが好ましい。コロイダルシリカのζ電位は、コロイダルシリカを含む研磨液のpHを変化させたり、分散剤を添加したりすることによってマイナスにすることが好ましく、吸着冶具のζ電位は、コロイダルシリカを含む研磨液のpHを変化させることによってマイナスにすることが好ましい。
上記のζsubは-30mV以下であることが好ましい。このようにガラス基板前駆体のゼータ電位を定めることにより、コロイダルシリカがガラス基板前駆体から電気的により離れやすくすることができる。かかるζsubを下げるためには、コロイダルシリカを含む研磨液のpHを変化させることが好ましく挙げられるが、この手法のみに限られるものではなく、たとえば分散剤等の添加剤やガラス基板前駆体の組成を変化させることによってζsubを変化させても差し支えない。
上記の取り出す工程の前に、ガラス基板前駆体を洗浄するための純水にリンス剤を添加する工程を含むことが好ましい。このようにリンス剤をガラス基板前駆体を洗浄するための純水に添加することにより、コロイダルシリカおよび吸着冶具のゼータ電位を所望の値に調整することができ、ガラス基板前駆体を取り出す工程において、コロイダルシリカをガラス基板前駆体の表面に付着しにくくすることができる。なお、ガラス基板前駆体を洗浄するための純水に、硫酸やリン酸を加えてpHを低下させてもよいし、水酸化ナトリウムを加えてpHを高めてもよい。このようにしてpHを調整することによってもガラス基板前駆体のゼータ電位を調整することができる。
また、リンス剤の液性は、ガラス基板前駆体のゼータ電位を-30mV以下に制御することができるものであれば、特に限定されるものではないが、酸性であることが好ましく、より好ましくはpHが5以上7以下である。このような液性のリンス液を用いることにより、コロイダルシリカを吸着冶具に付着させやすくすることができる(すなわち、コロイダルシリカをガラス基板前駆体に付着しにくくすることができる)。
上記のリンス剤は、水溶性ポリマーまたは界面活性剤を含むことが好ましい。上記の水溶性ポリマーは、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メタアクリル酸共重合体、ポリメタアクリルアミド共重合体、およびポリエチレングリコールからなる群より選択される1種以上からなることが好ましい。このような水溶性ポリマーをリンス剤に導入することにより、コロイダルシリカのゼータ電位を調整することができる。すなわち、水溶性ポリマーの組成としてメタアクリル酸共重合体を用いることにより、コロイダルシリカのゼータ電位を低下させることができ、水溶性ポリマーの組成としてポリエチレングリコールを用いることにより、コロイダルシリカのゼータ電位を上昇させることができる。
また、上記の界面活性剤は、スルホン酸系界面活性剤、リン酸系界面活性剤、または非イオン界面活性剤からなる群より選択される1種以上を用いることができる。このような界面活性剤をリンス剤に導入することにより、コロイダルシリカのゼータ電位を調整することができる。すなわち、水酸基エチリデンフォスフォン(HEDP:1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid)のような界面活性剤を用いることにより、コロイダルシリカのゼータ電位を増加させることができる傾向があり、スルファミン酸のような界面活性剤を用いることにより、コロイダルシリカのゼータ電位を低下させることができる傾向がある。また、ガラス基板や吸着治具のゼータ電位を調整する場合には、研磨液のpHを変更する手法の他、水溶性ポリマーや界面活性剤による処理時間を調整する手法、または処理に用いる水溶性ポリマーや界面活性剤の濃度を調整する手法を用いてもよい。たとえば、水溶性ポリマーとの接触時間を長くすると、ガラス基板や吸着治具表面におけるOH基やCOOH基の導入量が増加し、ゼータ電位の値は減少する。一方、水溶性ポリマーとの接触時間を短くすると、ガラス基板やキャリア表面におけるOH基やCOOH基の導入量が低下し、ゼータ電位の値は増加する。
<洗浄工程>
洗浄工程は、洗浄キャリアを用いて洗浄液にガラス基板前駆体を浸漬させることによりガラス基板前駆体を洗浄するものである。これにより、上記の精密研磨でガラス基板前駆体の表面に付着したコロイダルシリカを取り除くことができ、もってガラス基板前駆体の表面平滑性を高めることができる。
洗浄工程は、洗浄キャリアを用いて洗浄液にガラス基板前駆体を浸漬させることによりガラス基板前駆体を洗浄するものである。これにより、上記の精密研磨でガラス基板前駆体の表面に付着したコロイダルシリカを取り除くことができ、もってガラス基板前駆体の表面平滑性を高めることができる。
<化学強化工程>
化学強化工程では、ガラス基板前駆体の表面および端面に対し、化学強化層を形成する。かかる工程は、通常、ガラス基板前駆体の表面を化学強化処理液を用いて強化するものである。このような化学強化工程は、記録媒体用ガラス基板の製造方法において化学強化工程として知られる従来公知の方法を特に限定することなく採用することができる。
化学強化工程では、ガラス基板前駆体の表面および端面に対し、化学強化層を形成する。かかる工程は、通常、ガラス基板前駆体の表面を化学強化処理液を用いて強化するものである。このような化学強化工程は、記録媒体用ガラス基板の製造方法において化学強化工程として知られる従来公知の方法を特に限定することなく採用することができる。
具体的には、たとえば、ガラス基板前駆体を化学強化処理液に浸漬させる工程等を挙げることができる。これにより、ガラス基板前駆体の表面および端面において、表面から数μmの領域、好ましくは5μm程度の領域に化学強化層が形成される。
より詳しくは、このような化学強化工程は、加熱された化学強化処理液にガラス基板前駆体を浸漬させることによって、ガラス基板前駆体に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンに置換するイオン交換法によって行なわれる。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、その領域においてガラス基板前駆体の表面が強化される。このような化学強化処理液としては、たとえば、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)とを混合した溶液等を挙げることができる。
<最終洗浄工程>
上記の化学強化層を形成したガラス基板に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させることが好ましい。このような洗浄を行なうことにより、化学強化処理液に含まれる異物の付着を洗い流すことができる他、記録媒体用ガラス基板の表面を安定にし、長期の保存安定性に優れたものとすることができる。以上のようにして記録媒体用ガラス基板を作製することができる。
上記の化学強化層を形成したガラス基板に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させることが好ましい。このような洗浄を行なうことにより、化学強化処理液に含まれる異物の付着を洗い流すことができる他、記録媒体用ガラス基板の表面を安定にし、長期の保存安定性に優れたものとすることができる。以上のようにして記録媒体用ガラス基板を作製することができる。
本発明の記録媒体用ガラス基板を製造する方法は、上述した製造方法のみに限られるものではなく、たとえば化学強化工程を行なわなくてもよい。このように記録媒体用ガラス基板を製造しても、上記の製造方法で製造した記録媒体用ガラス基板と同等の性能を得ることができる。
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例1〕
本実施例では、以下の各工程によって記録媒体用ガラス基板を製造した。
本実施例では、以下の各工程によって記録媒体用ガラス基板を製造した。
<円盤加工工程>
まず、アモルファスガラスからなる多成分系のガラス素材を用意した。かかるガラス素材の構成としては、アルミノシリケートガラスを用いた。このガラス素材の化学組成は、SiO2が50~70質量%、Al2O3が0~20質量%、B2O3が0~5質量%(ただし、SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計が50質量~85質量%)、Li2O、Na2O、およびK2Oの合計が0.1~20質量%、MgO、CaO、BaO、SrO、およびZnOの合計が2~20質量%であった。
まず、アモルファスガラスからなる多成分系のガラス素材を用意した。かかるガラス素材の構成としては、アルミノシリケートガラスを用いた。このガラス素材の化学組成は、SiO2が50~70質量%、Al2O3が0~20質量%、B2O3が0~5質量%(ただし、SiO2、Al2O3、およびB2O3の合計が50質量~85質量%)、Li2O、Na2O、およびK2Oの合計が0.1~20質量%、MgO、CaO、BaO、SrO、およびZnOの合計が2~20質量%であった。
上記のガラス素材をダイレクトプレス法で成形することによって、ディスク状のガラス基板前駆体を形成した。そして、砥石を用いてガラス基板前駆体の中央部分に孔をあけ、中心部に円孔を有するディスク状のガラス基板前駆体とした。さらに、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面に面取加工を施した。
<ラッピング工程>
上記のガラス基板前駆体に対し、#1000の粒度の砥粒を用いて、ガラス基板前駆体の表裏の両面を研削した。これにより、ガラス基板前駆体を0.95mm程度の厚みに調整したとともに、ガラス基板前駆体の平行度を高めた。
上記のガラス基板前駆体に対し、#1000の粒度の砥粒を用いて、ガラス基板前駆体の表裏の両面を研削した。これにより、ガラス基板前駆体を0.95mm程度の厚みに調整したとともに、ガラス基板前駆体の平行度を高めた。
<端面研磨工程>
続いて、ガラス基板前駆体を回転させながら、研磨ブラシによりガラス基板の端面(内周、外周)の表面粗さを、最大高さ(Rmax)で1.0μm程度、算術平均粗さ(Ra)で0.3μm程度になるように研磨した。ここで、研磨液は、酸化セリウムからなる研磨剤を濃度が7質量%となるように水に分散させたものを用いた。
続いて、ガラス基板前駆体を回転させながら、研磨ブラシによりガラス基板の端面(内周、外周)の表面粗さを、最大高さ(Rmax)で1.0μm程度、算術平均粗さ(Ra)で0.3μm程度になるように研磨した。ここで、研磨液は、酸化セリウムからなる研磨剤を濃度が7質量%となるように水に分散させたものを用いた。
<粗研磨工程>
次に、ガラス基板前駆体の両主表面を研磨できる研磨装置を用いて粗研磨を実施した。研磨パッドには、硬質ポリッシャを用いた。かかる研磨パッドには、上記の酸化セリウムからなる研磨剤を含ませたものを用いた。
次に、ガラス基板前駆体の両主表面を研磨できる研磨装置を用いて粗研磨を実施した。研磨パッドには、硬質ポリッシャを用いた。かかる研磨パッドには、上記の酸化セリウムからなる研磨剤を含ませたものを用いた。
<精密研磨工程>
次いで、ガラス基板前駆体を研磨定盤に設置して、該研磨定盤によってコロイダルシリカを含む研磨液を用いてガラス基板前駆体の表裏面を精密研磨した。ここで用いた研磨液は、20nmの平均粒子径のコロイダルシリカを10質量%含む研磨液を用いた。そして、該研磨液を研磨パッドに含ませて、該研磨パッドを30分間回転させて研磨することにより、ガラス基板前駆体の表裏面を鏡面になるように研磨した。次に、純水にリンス剤を添加することによって、コロイダルシリカ、吸着冶具、およびガラス基板前駆体のゼータ電位を調整した。なお、リンス剤には、硫酸水溶液を添加してリンス剤のpHを5に調整したものを用いた。
次いで、ガラス基板前駆体を研磨定盤に設置して、該研磨定盤によってコロイダルシリカを含む研磨液を用いてガラス基板前駆体の表裏面を精密研磨した。ここで用いた研磨液は、20nmの平均粒子径のコロイダルシリカを10質量%含む研磨液を用いた。そして、該研磨液を研磨パッドに含ませて、該研磨パッドを30分間回転させて研磨することにより、ガラス基板前駆体の表裏面を鏡面になるように研磨した。次に、純水にリンス剤を添加することによって、コロイダルシリカ、吸着冶具、およびガラス基板前駆体のゼータ電位を調整した。なお、リンス剤には、硫酸水溶液を添加してリンス剤のpHを5に調整したものを用いた。
<基板取出工程>
次に、上記で精密研磨したガラス基板前駆体を吸着冶具を用いて研磨定盤から取り出した。すなわち、吸着冶具の吸引口から空気を吸いながら、吸着冶具の吸引部をガラス基板前駆体の表面に当接させることによって、吸着冶具にガラス基板前駆体を吸着して、研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出した。
次に、上記で精密研磨したガラス基板前駆体を吸着冶具を用いて研磨定盤から取り出した。すなわち、吸着冶具の吸引口から空気を吸いながら、吸着冶具の吸引部をガラス基板前駆体の表面に当接させることによって、吸着冶具にガラス基板前駆体を吸着して、研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出した。
上記の基板取出工程において、ζjigは-12mVであり、ζSiは-10mVであり、ζsubは-40mVであった。ここで、コロイダルシリカのゼータ電位ζSiは、フローセルユニットを用いて、60mV/cmの印加電圧を加えることによって測定した。また、ガラス基板前駆体のゼータ電位ζsubおよび吸着冶具のゼータ電位ζjigは、37mm×16mm×5mmのサンプルを作製し、平板セルを用いることによって測定した。なお、これらのゼータ電位の測定には、ゼータ電位・粒径測定システム(製品名:ELSZ-2(大塚電子株式会社製)を用いた。また、本実施例において、コロイダルシリカ、吸着冶具、およびガラス基板前駆体のゼータ電位は、洗浄液のpHを調整したり、研磨処理前にリン酸系界面活性剤溶液(モノアルキルリン酸塩溶液)と接触させる時間を調整したり、リン酸系界面活性剤の濃度を調整したりして、それぞれ調製した。この際、リン酸系界面活性剤の濃度を高くすると、ゼータ電位は減少し、リン酸系界面活性剤の濃度を低くすると、ゼータ電位が増加するか、または未処理のときのゼータ電位と同程度という傾向を示した。
<洗浄工程>
続いて、スルファミン酸系の洗剤を含む洗浄液を充填した洗浄槽を準備し、ガラス基板前駆体を洗浄槽に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面を洗浄した。
続いて、スルファミン酸系の洗剤を含む洗浄液を充填した洗浄槽を準備し、ガラス基板前駆体を洗浄槽に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面を洗浄した。
<化学強化工程>
続いて、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)とを混合して化学強化溶液を用意した。そして、この化学強化溶液を400℃に加熱したとともに、上記の洗浄後のガラス基板前駆体を300℃に予熱した上で、それを上記化学強化処理液に約3時間浸漬することにより化学強化処理を行なった。ここでの浸漬は、ガラス基板前駆体の表面全体を均一に化学強化するために、複数のガラス基板前駆体を端面で保持したホルダに収納した状態で行なった。このようにしてガラス基板前駆体の全表面に化学強化層を形成した。化学強化工程を終えた後は、ガラス基板前駆体を20℃の水槽に浸漬して急冷し、約10分維持することにより、記録媒体用ガラス基板を作製した。
続いて、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)とを混合して化学強化溶液を用意した。そして、この化学強化溶液を400℃に加熱したとともに、上記の洗浄後のガラス基板前駆体を300℃に予熱した上で、それを上記化学強化処理液に約3時間浸漬することにより化学強化処理を行なった。ここでの浸漬は、ガラス基板前駆体の表面全体を均一に化学強化するために、複数のガラス基板前駆体を端面で保持したホルダに収納した状態で行なった。このようにしてガラス基板前駆体の全表面に化学強化層を形成した。化学強化工程を終えた後は、ガラス基板前駆体を20℃の水槽に浸漬して急冷し、約10分維持することにより、記録媒体用ガラス基板を作製した。
<最終洗浄工程>
上記急冷を終えた記録媒体用ガラス基板を、約40℃に加熱した硫酸に浸漬することによって洗浄した。そして、硫酸で洗浄した後のガラス基板を純水を満たした洗浄槽に浸漬させて洗浄し、さらに、同記録媒体用ガラス基板をIPAを満たした洗浄槽に浸漬させることによって洗浄した。
上記急冷を終えた記録媒体用ガラス基板を、約40℃に加熱した硫酸に浸漬することによって洗浄した。そして、硫酸で洗浄した後のガラス基板を純水を満たした洗浄槽に浸漬させて洗浄し、さらに、同記録媒体用ガラス基板をIPAを満たした洗浄槽に浸漬させることによって洗浄した。
<実施例2~9、比較例1~3>
上記の実施例1に対し、基板取出工程における吸着冶具とコロイダルシリカとガラス基板前駆体とのゼータ電位が表1のように異なること、および洗浄液に硫酸水溶液または水酸化カリウムを添加することにより、リンス剤のpHが表1のように異なること以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例2~9および比較例1~3の記録媒体用ガラス基板を作製した。
上記の実施例1に対し、基板取出工程における吸着冶具とコロイダルシリカとガラス基板前駆体とのゼータ電位が表1のように異なること、および洗浄液に硫酸水溶液または水酸化カリウムを添加することにより、リンス剤のpHが表1のように異なること以外は、実施例1と同様の方法によって、実施例2~9および比較例1~3の記録媒体用ガラス基板を作製した。
<製造不良の評価>
各実施例および各比較例において、上記と同様の製造方法によって記録媒体用ガラス基板をそれぞれ10枚ずつ作製した。かかる記録媒体用ガラス基板の衝突エラー数を以下のようにして測定した。
各実施例および各比較例において、上記と同様の製造方法によって記録媒体用ガラス基板をそれぞれ10枚ずつ作製した。かかる記録媒体用ガラス基板の衝突エラー数を以下のようにして測定した。
(衝突エラー数)
上記で作製した記録媒体用ガラス基板に対し、DFH機構を搭載したTAテストヘッドを用いてエラーが検出された記録媒体用ガラス基板の枚数を数えた上で、下記の評価基準に基づいて評価し、その結果を表1の「エラー数」の欄に示した。なお、衝突エラーの枚数が少ないほど、記録媒体用ガラス基板の表面にコロイダルシリカが付着していないことを示している。
A:衝突エラーが0~1枚
B:衝突エラーが2~4枚
C:衝突エラーが5~7枚
D:衝突エラーが7~8枚
E:衝突エラーが9枚以上
表1から明らかなように、実施例1~9の製造方法で製造された記録媒体用ガラス基板は、その表面および端面にコロイダルシリカが付着していなかったことにより、衝突エラーが生じにくかった。これに対し、比較例1~3の製造方法で製造された記録媒体用ガラス基板は、その表面および端面にコロイダルシリカが付着していたため、衝突エラーが生じやすかった。
上記で作製した記録媒体用ガラス基板に対し、DFH機構を搭載したTAテストヘッドを用いてエラーが検出された記録媒体用ガラス基板の枚数を数えた上で、下記の評価基準に基づいて評価し、その結果を表1の「エラー数」の欄に示した。なお、衝突エラーの枚数が少ないほど、記録媒体用ガラス基板の表面にコロイダルシリカが付着していないことを示している。
A:衝突エラーが0~1枚
B:衝突エラーが2~4枚
C:衝突エラーが5~7枚
D:衝突エラーが7~8枚
E:衝突エラーが9枚以上
表1から明らかなように、実施例1~9の製造方法で製造された記録媒体用ガラス基板は、その表面および端面にコロイダルシリカが付着していなかったことにより、衝突エラーが生じにくかった。これに対し、比較例1~3の製造方法で製造された記録媒体用ガラス基板は、その表面および端面にコロイダルシリカが付着していたため、衝突エラーが生じやすかった。
したがって、本発明の製造方法に従って製造された記録媒体用ガラス基板は、コロイダルシリカ、ガラス基板前駆体、および吸着冶具のゼータ電位を制御して研磨定盤からガラス基板前駆体を取り出したことにより、ガラス基板前駆体の表面および端面に付着するコロイダルシリカを低減することができ、もって衝突エラーを生じにくくなったことが明らかである。
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
Claims (6)
- ガラス基板前駆体を用いて記録媒体用ガラス基板を製造する方法であって、
前記ガラス基板前駆体の表裏面をコロイダルシリカを含む研磨液を用いて研磨定盤により研磨する工程と、
吸着冶具を用いて前記研磨定盤から前記ガラス基板前駆体を取り出す工程とを含み、
前記取り出す工程において、前記コロイダルシリカのゼータ電位をζSiとし、前記吸着冶具のゼータ電位をζjigとし、前記ガラス基板前駆体のゼータ電位をζsubとすると、前記ζSiおよび前記ζsubはいずれも、0mV未満であり、かつ前記ζSiは、前記ζjig未満である、記録媒体用ガラス基板を製造する方法。 - 前記ζsubは、-30mV以下である、請求項1に記載の記録媒体用ガラス基板を製造する方法。
- 前記取り出す工程の前に、前記ガラス基板前駆体を洗浄する純水にリンス剤を添加する工程を含み、
前記リンス剤は、水溶性ポリマーまたは界面活性剤を含む、請求項1に記載の記録媒体用ガラス基板を製造する方法。 - 前記リンス剤のpHは、5以上7以下である、請求項3に記載の記録媒体用ガラス基板を製造する方法。
- 前記水溶性ポリマーは、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メタアクリル酸共重合体、ポリメタアクリルアミド共重合体、およびポリエチレングリコールからなる群より選択される1種以上からなる、請求項3に記載の記録媒体用ガラス基板を製造する方法。
- 前記界面活性剤は、スルホン酸系界面活性剤、リン酸系界面活性剤、または非イオン界面活性剤を含む、請求項3に記載の記録媒体用ガラス基板を製造する方法。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001246536A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-09-11 | Three M Innovative Properties Co | 記録媒体ディスク原板の端部を鏡面仕上げする方法 |
JP2004040011A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Toyo Kohan Co Ltd | 基板の供給取出治具、供給取出装置および供給取出方法 |
JP2005154558A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Kishimoto Sangyo Co Ltd | 洗浄剤 |
JP2006120912A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
JP2008021672A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Sony Corp | ガス過飽和溶液を用いた超音波洗浄方法及び洗浄装置 |
JP2009057570A (ja) * | 2008-10-23 | 2009-03-19 | Kao Corp | リンス剤組成物 |
JP2010192041A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法、それが使用される磁気記録媒体用ガラス基板、および、垂直磁気記録媒体 |
-
2011
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001246536A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-09-11 | Three M Innovative Properties Co | 記録媒体ディスク原板の端部を鏡面仕上げする方法 |
JP2004040011A (ja) * | 2002-07-08 | 2004-02-05 | Toyo Kohan Co Ltd | 基板の供給取出治具、供給取出装置および供給取出方法 |
JP2005154558A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Kishimoto Sangyo Co Ltd | 洗浄剤 |
JP2006120912A (ja) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法および製造装置 |
JP2008021672A (ja) * | 2006-07-10 | 2008-01-31 | Sony Corp | ガス過飽和溶液を用いた超音波洗浄方法及び洗浄装置 |
JP2009057570A (ja) * | 2008-10-23 | 2009-03-19 | Kao Corp | リンス剤組成物 |
JP2010192041A (ja) * | 2009-02-18 | 2010-09-02 | Fuji Electric Device Technology Co Ltd | 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法、それが使用される磁気記録媒体用ガラス基板、および、垂直磁気記録媒体 |
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