WO2016051539A1 - 磁気ディスク用基板の製造方法 - Google Patents

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俵　義浩
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Hoya株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a magnetic disk substrate having a polishing process.
  • a personal computer, a notebook personal computer, a DVD (Digital Versatile Disc) recording device and the like have a built-in hard disk device for data recording.
  • a hard disk device used in a portable computer such as a notebook personal computer
  • a magnetic disk in which a magnetic layer is provided on a glass substrate is used, and the magnetic head slightly floats above the surface of the magnetic disk.
  • Magnetic recording information is recorded on or read from the magnetic layer by a (DFH (Dynamic Flying Height) head).
  • a glass substrate is preferably used because it has a property that it is less likely to undergo plastic deformation than a metal substrate or the like. In order to stably read and write magnetic recording information by the magnetic head, it is required to make the surface irregularities of the magnetic disk glass substrate as small as possible.
  • the glass substrate is subjected to a polishing process.
  • An abrasive containing fine abrasive grains such as silica (SiO 2 ) is used for precise polishing for making a glass substrate into a final product.
  • an abrasive is used as a polishing agent in a predetermined size by performing a filtering treatment or centrifugal separation.
  • polishing circulating the slurry containing a silica abrasive grain at the time of a grinding
  • polishing slurry including silica abrasive grains after filtering using a filter having a minimum trapped particle diameter of 1 ⁇ m or less
  • a method of manufacturing a magnetic disk glass substrate to be used is known (Patent Document 1).
  • the glass substrate after the final polishing treatment is washed with a cleaning liquid in order to remove foreign matters such as abrasive grains adhering to the surface (final washing treatment).
  • the plate-like foreign matter has a large adhesion area with the magnetic disk substrate, and therefore cannot be easily removed with a cleaning liquid having a low cleaning power.
  • a cleaning solution having a high cleaning power for the glass substrate it is not preferable to use a cleaning solution having a high cleaning power for the glass substrate in order to remove the plate-like foreign matter, because irregularities due to etching are formed on the main surface.
  • the plate-like foreign matter is a foreign matter having an irregular shape larger than the average particle diameter (d50) of the substantially spherical silica abrasive grains, and is considered to be removed by a filter.
  • the average particle diameter indicates a median diameter measured based on a volume distribution using a laser diffraction / scattering method.
  • the filter was clogged with silica abrasive grains, and foreign matters could not be efficiently removed from the slurry.
  • an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a magnetic disk substrate that can improve the yield after polishing of the magnetic disk substrate by removing foreign substances contained in the polishing liquid.
  • the present inventor replaces a filter that is easily clogged and cannot sufficiently remove the above-mentioned plate-like foreign matters or a centrifugal separator that cannot sufficiently remove the above-mentioned plate-like foreign matters before the polishing treatment.
  • a new method that can remove the plate-like foreign material was examined.
  • the surface of the silica particles has a negative surface potential, and the surface potential of the silica abrasive grains of the large plate-like foreign material is larger than the surface potential of the roughly spherical silica abrasive grains of a small size, Paying attention to the large absolute value, the following method was invented.
  • a first aspect of the present invention is a method in which a disk-shaped substrate is sandwiched between a pair of polishing pads, a slurry containing abrasive grains is supplied between the polishing pad and the substrate, and the polishing is performed.
  • a method for manufacturing a magnetic disk substrate including a polishing process for polishing a main surface of the substrate by sliding the pad and the substrate relatively, Before performing the polishing treatment, the polishing abrasive grains contained in the slurry and the difference in surface charge amount of the large-diameter particles having a particle diameter larger than the average particle diameter of the polishing abrasive grains, respectively,
  • An adsorption treatment for adsorbing the organic polymer to the large particles in the slurry is made in the slurry by preparing organic polymer particles in the slurry that are more easily adsorbed to the large particle than the particles having an average particle size. It is characterized by performing.
  • a disk-shaped substrate is sandwiched between a pair of polishing pads, a slurry containing abrasive grains is supplied between the polishing pad and the substrate, and the polishing pad and the substrate are relative to each other.
  • a method of manufacturing a magnetic disk substrate including a polishing process for polishing the main surface of the substrate by sliding on the substrate Compared with the abrasive grains contained in the slurry and the particles having the average particle diameter of the abrasive grains, due to the difference in the amount of surface charge each of the large particles having a particle diameter larger than the average particle diameter of the abrasive grains.
  • the organic polymer particles that are easily adsorbed by the large-sized particles are prepared in a solvent, and the organic polymer is added to the slurry before the polishing treatment by adding the solvent in which the organic polymer particles are prepared. It is characterized by performing an adsorption treatment for adsorbing on large-diameter particles in the slurry.
  • the abrasive grains are preferably silica particles having an average particle size of 10 nm or more and 60 nm or less.
  • a separation treatment for separating the large-sized particles that have adsorbed the organic polymer particles from the slurry is performed,
  • the polishing treatment is preferably performed using the slurry from which large-diameter particles have been removed by the separation treatment.
  • the solid organic polymer particles are preferably organic polymers.
  • the abrasive grains are preferably silica abrasive grains obtained using water glass and an ion exchange resin.
  • a cleaning process for cleaning the main surface of the substrate is performed, and in the cleaning process, it is preferable to use an alkaline cleaning liquid that makes the difference in the surface roughness Ra of the substrate before and after the cleaning process 0.05 nm or less.
  • an additive for reducing the absolute value of the surface charge of the abrasive grains is added to the slurry before the polishing treatment after the adsorption treatment.
  • the content of alkaline earth metal ions in the slurry before the adsorption treatment is preferably 200 ppm or less.
  • the adsorption treatment it is preferable to remove large-diameter particles having a maximum length of 5 times or more of the thickness among particles contained in the slurry.
  • the organic polymer particles remaining on the surface of the magnetic disk substrate are subjected to at least one of (1) contacting an organic solvent and (2) oxidizing the organic polymer particles. It is preferable to remove the molecular particles. In particular, when the organic polymer particles cannot be completely decomposed by oxidation, it is effective to dissolve the organic polymer particles in an organic solvent.
  • the surface roughness (Ra) of the substrate after the polishing treatment is preferably 0.15 nm or less.
  • the magnetic disk substrate has a disk shape and a ring shape in which a circular center hole concentric with the outer periphery is cut out.
  • a magnetic disk is formed by forming magnetic layers (recording areas) in the annular areas on both sides of the magnetic disk substrate.
  • a glass substrate, an aluminum substrate, or the like can be used as the magnetic disk substrate.
  • a final polishing process is performed before the magnetic layer is formed.
  • the main surface of the magnetic disk substrate is polished using a double-side polishing apparatus equipped with a planetary gear mechanism. Specifically, the main surface on both sides of the magnetic disk substrate is polished while holding the outer peripheral side end face of the magnetic disk substrate in the holding hole provided in the holding member of the double-side polishing apparatus.
  • the double-side polishing apparatus has a pair of upper and lower surface plates (upper surface plate and lower surface plate), and an annular plate-shaped polishing pad (for example, as a whole on the upper surface of the lower surface plate and the bottom surface of the upper surface plate) Resin polisher) is attached.
  • a polishing liquid containing colloidal silica (silica abrasive grains) as free abrasive grains is used as the polishing liquid used in the final polishing process.
  • Colloidal silica contained in the polishing liquid used in the final polishing treatment can be produced by a sol-gel method using tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate, or the like, or an ion exchange method using water glass as a raw material. Among these, it is preferable to manufacture by an ion exchange method from a cost viewpoint.
  • silica sand and an alkali agent for example, Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NaOH, K 2 CO 3 , KHCO 3 , KOH, etc.
  • an alkali agent for example, Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , NaOH, K 2 CO 3 , KHCO 3 , KOH, etc.
  • water glass is mixed with a proton-type cation exchange resin to lower the pH of the aqueous silicate solution.
  • the slurry containing colloidal silica thus generated may contain large-sized particles (coarse particles, plate-like foreign matters, etc.) having a large particle size that are inappropriate for use as abrasive grains.
  • the average particle diameter of colloidal silica suitable as abrasive grains is 60 nm or less, preferably 10 to 60 nm, more preferably 10 to 30 nm, coarse particles that are inappropriate for use as abrasive grains.
  • the particle size of is more than twice the average particle size, and more inappropriate is 5 times or more.
  • the slurry containing the colloidal silica produced in this manner may contain a plate-like foreign substance derived from the raw silica sand.
  • the plate-like foreign material is a silicate crystal containing aluminum, and this crystal is a layered layered silicate (for example, a layered clay mineral such as montmorillonite, saponite, kaolinite).
  • This plate-like foreign material has a very flat shape. When such a plate-like foreign material adheres to a precisely polished surface, it becomes difficult to clean because it tends to adhere closely.
  • This plate-like foreign material remains without melting even when silica sand and an alkali agent are mixed and melted, and contains colloidal silica produced from water glass in water glass obtained by dissolving the melt in water. It remains in the slurry.
  • the maximum length of the plate-like foreign material refers to the maximum length of the long side of the rectangular frame that circumscribes the outline of the plate-like foreign material, for example, when a two-dimensional image of the plate-like foreign material is obtained.
  • the maximum length of the longest side of the rectangular parallelepiped frame that circumscribes the three-dimensional image of the plate-like foreign material is referred to, and the length of the shortest side of the rectangular parallelepiped frame at this time is referred to as the thickness.
  • Particles having a maximum length of 5 times or more the thickness are plate-like foreign substances.
  • the maximum length of the plate-like foreign material is 130 to 240 nm and the thickness is 10 to 25 nm.
  • an adsorption process described below and a separation process are performed as necessary.
  • the adsorption treatment is based on the difference in the surface charge amount of the abrasive grains contained in the slurry and the large particles (coarse particles, plate-like foreign matters, etc.) each having a larger particle diameter than the average particle diameter of the abrasive grains.
  • This is a treatment in which organic polymer particles are adsorbed to large-sized particles in a slurry using organic polymer particles that are more easily adsorbed to large-sized particles than particles having an average particle size.
  • the prepared organic polymer particles Adsorb to plate-like foreign matter.
  • Silica-based particles such as colloidal silica, coarse particles, and plate-like foreign matters in the slurry have a negative surface charge. This surface charge depends on the surface area of the silica-based particle, and the larger the particle, the larger the absolute amount of the negative surface charge. For this reason, when organic polymer particles having a positive surface charge are prepared in the slurry, the silica-based particles in the slurry adsorb organic polymer particles having a positive surface charge in order from the larger particle size. To do. The particle diameter of the organic polymer particles at this time is extremely small compared to the particle diameter of the silica-based particles. Silica-based particles having adsorbed organic polymer particles are less likely to adhere to the substrate even when used for polishing treatment.
  • silica-based particles adsorbing organic polymer particles adhere to the substrate, the silica-based particles adsorbing organic polymer particles can be easily removed from the substrate by a cleaning treatment.
  • the large-sized particles adsorbing the organic polymer particles are preferably separated and removed from the slurry by the following separation treatment.
  • the separation process is a process of separating the large-sized particles having adsorbed the organic polymer particles from the slurry after the adsorption process.
  • the large diameter particles in the slurry can be reduced. In this way, large particles are removed from the slurry.
  • silica-based particles that adsorb organic polymer particles having a positive surface charge the negative surface charge is neutralized.
  • the silica-based particles are stably dispersed in the slurry by repelling each other due to the surface charge, the silica-based particles with the neutralized surface charge lose repulsive force and may aggregate and precipitate. .
  • a polymer obtained by polymerizing a monomer that is insoluble or hardly soluble in water is preferably used.
  • a vinyl polymer, an acrylic polymer, or the like can be used.
  • vinyl polymers include styrene, ⁇ -methylstyrene, divinylbenzene, methyl methacrylate, methyl acrylate, t-butyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-butyl acrylate, and ethylene glycol. Dimethacrylate or the like can be used.
  • carboxyl group-containing vinyl monomers such as methacrylic acid, acrylic acid, and vinyl acetate or salts thereof; sulfonic acid group-containing vinyl monomers such as styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and sodium styrenesulfonate.
  • a salt thereof; fine particles composed of a vinyl polymer may be produced by using one or more monomers such as a hydroxyl group-containing vinyl monomer such as hydroxyethyl methacrylate.
  • acrylic polymer examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-dimethylaminoethyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, and the like.
  • PMMA polymethyl methacrylate resin
  • a cationic polymerization initiator In order to make the surface charge of the obtained organic polymer particles positive, a cationic polymerization initiator can be used.
  • the cationic polymerization initiator for example, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride and the like can be used.
  • the amount of monomer introduced into the slurry is preferably adjusted so that the monomer concentration relative to the total amount of slurry after monomer introduction is 0.01 wt% or more.
  • the amount of monomer added is too large, the amount of organic polymer particles produced adsorbs abrasive grains and the production efficiency may decrease, so the monomer relative to the total amount of slurry after the monomer is charged It is more preferable to adjust the amount of the monomer so that the concentration of is 5 wt% or less.
  • any polymerization method such as a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method can be used. Since colloidal silica is a hydrocolloid, even if the monomer is suspended or emulsified in the slurry, the polymerization reaction is not affected. Among these, in order to make the particle diameter of the organic polymer particles uniform, it is preferable to use a soap-free emulsion polymerization method. Specifically, the monomer is emulsified in the slurry, and a polymerization initiator soluble in this solvent is added.
  • the progress of the polymerization reaction in the monomer droplet can be controlled by the reaction time. It can be controlled, and the particle diameter of the organic polymer particles grown in each droplet can be made uniform.
  • the polymerization reaction in the slurry can be stopped, for example, by cooling the slurry.
  • the particle diameter of the organic polymer particles increases and the organic polymer particles become harder.
  • the shape of the organic polymer particles changes from an indeterminate shape to a spherical shape as the polymerization reaction proceeds.
  • the larger the particle diameter of the organic polymer particles the more easily precipitated when adhering to coarse particles and plate-like foreign matters.
  • the adhesion area to the silica-based particles increases, and as the organic polymer particles are spherical and hard, the adhesion area to the silica-based particles tends to decrease.
  • the organic polymer particles having a particle diameter smaller than the particle diameter of the silica-based particles and being completely cured are converted into silica-based particles.
  • the average particle size of the organic polymer particles is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less. In this way, by suppressing to a relatively small size, it is possible to obtain amorphous and soft organic polymer particles, so that they are easily adsorbed to large-diameter particles. From the viewpoint of ease of separation after adsorption, the average particle diameter of the organic polymer particles is preferably 20 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
  • organic polymer particles having a preferable particle size and hardness can be obtained according to the particle size of the coarse particles and the plate-like foreign material to be removed. .
  • the organic polymer particles having a positive surface charge When the organic polymer particles having a positive surface charge are produced in a slurry containing colloidal silica, the organic polymer particles adhere to the coarse particles or plate-like foreign matter in the slurry, and the coarse particles or plate-like foreign matter are attached. Neutralizes negative surface charge. As a result, coarse particles and plate-like foreign matters are precipitated, so that the foreign matters can be removed by filtration, centrifugation, or the like.
  • the particle diameter of the silica-based particles to be removed can be adjusted by adjusting the particle diameter of the organic polymer particles having a positive surface charge. Further, by adjusting the pH of the slurry containing colloidal silica, the surface charge of the silica-based particles in the slurry can be varied, and the particle diameter of the silica-based particles removed by the organic polymer particles can be adjusted.
  • organic polymer particles are grown by a polymerization reaction in an appropriate solvent, and the polymerization reaction is stopped when organic polymer particles having a preferred particle size and hardness are produced. You may throw this solvent in the slurry containing colloidal silica. Even in this case, the organic polymer particles in the solvent adhere to the coarse particles and plate-like foreign matters in the slurry, and neutralize the negative surface charges of the coarse particles and plate-like foreign matters. As a result, coarse particles and plate-like foreign matters are precipitated, so that the foreign matters can be removed by filtration, centrifugation, or the like.
  • any polymerization method such as a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method can be used.
  • the amount of the solvent in which the organic polymer particles are prepared is preferably adjusted so that the concentration of the organic polymer particles with respect to the total weight of the slurry after the addition is 0.01 wt% or more.
  • concentration of the organic polymer particles in the slurry after charging becomes too high, the amount of organic polymer particles adsorbed on the abrasive grains may increase and the production efficiency may decrease. It is more preferable to adjust the amount charged into the slurry so that the concentration of the organic polymer particles with respect to the total weight is 5 wt% or less.
  • the organic polymer particles are precipitated and removed together with coarse particles and plate-like foreign matters. Even if the organic polymer particles produced in the slurry remain in the slurry without being removed, the polishing treatment is not affected.
  • the organic polymer particles are removed from the substrate by washing the substrate after the final polishing process, in case the organic polymer particles remain in the slurry and the organic polymer particles are adhered to the substrate after the final polishing process. It is preferable to carry out the treatment. Any method can be used for cleaning. For example, the organic polymer particles can be removed by ashing.
  • the organic polymer particles are decomposed by irradiating the substrate after the final polishing treatment in the air with ultraviolet rays, and the organic polymer particles are decomposed by ozone generated from oxygen in the air.
  • the organic polymer particles can be ashed by oxidizing the molecular particles.
  • the organic polymer particles may be ashed by placing the substrate after the final polishing treatment in an ozone atmosphere. Further, for example, by bringing the organic polymer particles into contact with a solvent containing an organic solvent or an anionic surfactant, at least a part of the organic polymer particles can be dissolved in the solvent, and the organic polymer particles can be removed.
  • organic polymer particles cannot be sufficiently removed by ashing, it is particularly effective to dissolve the organic polymer particles in a solvent. In this case, it is more preferable that after the treatment for ashing the organic polymer particles is performed, the treatment for dissolving the remaining organic polymer particles is performed. If the organic polymer particles do not remain on the substrate after the final polishing treatment, or if there is no problem in using the substrate even if it remains, the cleaning step for removing the organic polymer particles can be omitted.
  • the adsorption process and the separation process performed as necessary after the adsorption process are collectively referred to as a removal process.
  • an additive for reducing the surface charge of colloidal silica in the slurry for example, sulfate compounds such as K 2 SO 4 and Na 2 SO 4 , K 3 PO 4 , Na 3 PO 4 and other phosphoric acid compounds, NaNO 3 and other nitric acid compounds are preferably added.
  • the alkaline earth metal ion content of the slurry before the removal treatment in the present embodiment is preferably 200 ppm or less.
  • the content of alkaline earth metal ions exceeds 200 ppm, the surface charge of the silica abrasive grains is reduced, and the above-described removal treatment makes it difficult to obtain a sufficient removal effect.
  • the amount of alkaline earth metal in the slurry can be reduced, for example, by making the raw material highly pure when preparing the slurry, or by bringing an ion exchange resin or the like into contact with the slurry stock solution.
  • the final polishing process performed using colloidal silica from which the plate-like foreign material has been removed in advance as the free abrasive grains is suitable for the final polishing process of the glass substrate.
  • the glass used for the magnetic disk glass substrate include aluminosilicate glass, soda lime glass, and borosilicate glass.
  • aluminosilicate glass can be suitably used in that it can be chemically strengthened and a glass substrate for a magnetic disk excellent in the flatness of the main surface and the strength of the substrate can be produced.
  • the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs is demonstrated.
  • a magnetic disk glass blank (hereinafter simply referred to as a glass blank) is a material for a disk-shaped magnetic disk glass substrate having a pair of main surfaces, and is a form before a center hole is cut out.
  • a hole is made in the central portion of the produced glass blank to produce a ring-shaped (annular) glass substrate.
  • shape processing is performed on the glass substrate with holes.
  • end face polishing is performed on the glass substrate that has been processed into a shape.
  • grinding with fixed abrasive is performed on the glass substrate on which the end face has been polished.
  • first polishing is performed on the main surface of the glass substrate.
  • chemical strengthening is performed on the glass substrate as necessary.
  • second polishing final polishing is performed on the glass substrate. After the second polishing, a glass substrate for magnetic disk is obtained through a cleaning process.
  • a glass substrate having a circular central hole can be obtained by forming a circular hole on a glass blank using a core drill or the like.
  • (C) Shape processing In the shape processing, chamfering is performed on the edge of the glass substrate after the circular hole is formed.
  • (D) End surface polishing process In the end surface polishing process, mirror finishing is performed on the inner end face and the outer peripheral end face of the glass substrate by brush polishing. At this time, an abrasive slurry containing particles such as cerium oxide as free abrasive grains is used.
  • the main surface of the glass substrate is ground using a double-side grinding apparatus having a planetary gear mechanism. Specifically, the main surface on both sides of the glass substrate is ground while holding the outer peripheral side end face of the glass substrate generated from the glass blank in the holding hole provided in the holding member of the double-side grinding apparatus.
  • the double-sided grinding apparatus has a pair of upper and lower surface plates (upper surface plate and lower surface plate), and a glass substrate is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate. Then, by moving one or both of the upper surface plate and the lower surface plate and relatively moving the glass substrate and each surface plate, both main surfaces of the glass substrate can be ground.
  • a glass substrate is polished while applying a polishing slurry containing loose abrasive grains to the double-side polishing apparatus using a double-side polishing apparatus having the same configuration as the double-side grinding apparatus.
  • the free abrasive grains for example, cerium oxide abrasive grains or zirconia abrasive grains (particle size: diameter of about 1 to 2 ⁇ m) is used.
  • the glass substrate is sandwiched between a pair of upper and lower surface plates.
  • An annular flat polishing pad (for example, a resin polisher) is attached to the upper surface of the lower surface plate and the bottom surface of the upper surface plate as a whole. While supplying the polishing liquid between the main surface of the glass substrate and the polishing pad, the glass substrate and the polishing pad move relatively by moving either the upper surface plate, the lower surface plate, or both. Then, both main surfaces of the glass substrate are polished.
  • the glass substrate is chemically strengthened by immersing the glass substrate in a chemical strengthening solution.
  • a chemical strengthening liquid for example, a mixed melt of potassium nitrate and sodium nitrate can be used.
  • (H) Second polishing (final polishing) treatment The second polishing treatment aims at mirror polishing of the main surface. Also in the second polishing, a double-side polishing apparatus having the same configuration as the double-side polishing apparatus used for the first polishing is used. The machining allowance by the second polishing is, for example, about 1 ⁇ m. The second polishing process is different from the first polishing process in that the type and particle size of the free abrasive grains are different and the hardness of the resin polisher is different.
  • the second polishing process a polishing liquid containing colloidal silica as the free abrasive grains subjected to the above-described removal process is used.
  • the roughness (Ra) of the main surface can be set to 0.15 nm or less and the micro waveness of the main surface can be set to 0.1 nm or less.
  • the glass substrate becomes a glass substrate for a magnetic disk before the surface of the glass substrate is cleaned using an alkaline cleaning liquid and the magnetic layer is formed.
  • an alkaline cleaning liquid in which the difference in surface roughness Ra between the glass substrate before and after the cleaning process is 0.05 nm or less. Since plate-like foreign substances adhering to the glass substrate are difficult to remove, an alkaline cleaning liquid having a high cleaning power has been conventionally used. For this reason, the alkaline cleaning liquid having a strong cleaning power is likely to act on the main surface of the glass substrate having no plate-like foreign matter and roughen the main surface.
  • an alkaline cleaning liquid having a weaker cleaning power than that of the prior art that is, an alkaline cleaning liquid that makes the difference in the surface roughness Ra of the glass substrate before and after the cleaning process 0.05 nm or less can be used.
  • Ra is the surface roughness specified in JIS B0601. This surface roughness is obtained based on data obtained by measuring a range of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m with a resolution of 512 ⁇ 256 pixels using an atomic force microscope (AFM).
  • the cleaning treatment is preferably non-scrub cleaning in which the glass substrate is immersed in or brought into contact with the cleaning liquid in terms of not causing scratches on the glass substrate.
  • scrub cleaning is performed to remove the plate-like foreign matter by rubbing the glass substrate with a brush or a cleaning pad in order to remove the plate-like foreign matter firmly attached to the glass substrate.
  • this scrub cleaning tends to damage the main surface of the glass substrate.
  • since it polishes using the slurry containing the silica abrasive grain which performed the removal process mentioned above a plate-shaped foreign material does not adhere to a glass substrate. For this reason, it is not necessary to perform scrub cleaning as in the past. For this reason, in this embodiment, unnecessary scratches are not applied to the main surface of the glass substrate by performing non-scrub cleaning in which the glass substrate is immersed in or brought into contact with the cleaning liquid.
  • the organic polymer particles can be ashed by placing the glass substrate after the second polishing treatment in an ozone atmosphere.
  • the organic polymer particles may be ashed by ozone generated by irradiating the glass substrate after the second polishing treatment with ultraviolet rays in the air. If the organic polymer particles are not completely removed by ashing, the organic polymer particles are removed by washing the glass substrate with a cleaning agent containing an organic solvent or an anionic surfactant that dissolves the organic polymer particles. May be. If the organic polymer particles do not remain on the glass substrate after the second polishing process, or if there is no problem in using the glass substrate even if the organic polymer particles remain, the cleaning step for removing the organic polymer particles is omitted. can do.
  • Example ⁇ (Creation of colloidal silica) A slurry containing colloidal silica having an average particle size of 20 nm was obtained by ion exchange using silica sand and sodium carbonate as raw materials.
  • Glass substrate polishing process Next, the final polishing process of the glass substrate was performed using the filtrate which passed the filter by the separation process as a polishing liquid. While supplying the above polishing liquid between the main surface of the glass substrate and the polyurethane polishing pad, the main surface of the glass substrate was polished by moving the polishing pad relative to the main surface of the glass substrate.

Landscapes

  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

　磁気ディスク用基板の研磨処理後の歩留まりを向上させる。一対の研磨パッドで円盤状の基板を挟み、研磨パッドと基板の間に研磨砥粒を含むスラリーを供給して、研磨パッドと基板を相対的に摺動させることにより、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る。研磨処理を行う前に、スラリー中に含まれる研磨砥粒および研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して大径粒子に吸着されやすい有機高分子粒子をスラリー中で作成することで、スラリー中の大径粒子に有機高分子粒子を吸着させる吸着処理を行う。

Description

磁気ディスク用基板の製造方法
　本発明は、研磨処理を有する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、ノート型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が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス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（ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）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には、金属基板等に比べて塑性変形をしにくい性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられている。磁気ヘッドによる磁気記録情報の読み書きを安定して行うために、磁気ディスク用ガラス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が用いられる。このような研磨剤は、研磨処理後のガラス基板の表面品質を高めるために、フィルタリング処理や遠心分離を行なうことで所定のサイズに揃えて研磨剤として用いられる。また、研磨処理時、シリカ砥粒を含むスラリーを循環させながら研磨に用いる場合、研磨に使用したスラリーをフィルタリングしたのち、研磨に再使用する。
　例えば、ガラス基板の主表面のシリカ砥粒を用いた研磨工程の最終研磨工程において、最小捕捉粒子径が１μｍ以下のフィルタを使用してフィルタリングした後の研磨用スラリー（シリカ砥粒を含む）を用いる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法が知られている（特許文献１）。最終研磨処理後のガラス基板は、表面に付着した砥粒等の異物を除去するために、洗浄液で洗浄される（最終洗浄処理）。
特開２０１０－０７９９４８号公報
　研磨処理後の最終洗浄処理において、磁気ディスク用ガラス基板の表面から砥粒等の異物を除去するために洗浄力の高い洗浄液を用いると、磁気ディスク用ガラス基板が洗浄液によりエッチングされ、主表面に僅かな凹凸が形成される。この僅かな凹凸は、従来の磁気ヘッドの浮上距離よりも充分に小さく、かつては無視できる範囲であった。
　しかし、近年、磁気ディスクの記録密度の増加に伴い、微弱な磁界の読み取りおよび記録を確実に行うために、磁気ヘッドの磁気ディスク表面からの浮上距離を極めて小さくすることが行われている。このため、エッチングによる僅かな凹凸が無視できなくなってきた。そこで、従来よりも洗浄力の低い洗浄液を用いて、磁気ディスク用基板の最終洗浄処理を行うことが試みられている。
　一方、最終研磨処理後の磁気ディスク用基板の主表面には、研磨処理に用いるシリカ砥粒を含むスラリーに由来する異物が付着する場合がある。近年、表面検査装置の検査精度が向上したことにより、この異物の中に極めて平たい形をした板状の異物（以下、板状異物という）があることが判明した。板状異物が磁気ディスク用基板の主表面に残存した状態で主表面に磁性層を形成すると、磁気ディスクの面上に表面凹凸が形成される。この磁気ディスクの磁気記録情報の読み書きを、極めて浮上距離の短い磁気ヘッドで行うと、磁気ヘッドがこの表面凹凸に衝突するおそれがある。この板状異物は、磁気ディスク用基板との付着面積が大きいため、洗浄力の低い洗浄液では容易に除去することができない。一方、板状異物を除去するためにガラス基板に対して洗浄力の高い洗浄液を用いると、エッチングによる凹凸が主表面に形成されるため、好ましくない。
　上記の板状異物は、概略球形状のシリカ砥粒の平均粒子径（ｄ５０）より大きな異形状の異物であるため、フィルタにより除去できるとも考えられる。ここで、平均粒子径とは、レーザー回折・散乱法を用いた体積分布に基づいて測定されるメディアン径を示す。
　しかし、スラリーをフィルタで濾過すると、シリカ砥粒によるフィルタの目詰まりが生じ、スラリーから効率よく異物を除去することができなかった。
　そこで、本発明は、研磨液に含まれる異物を除去することで、磁気ディスク用基板の研磨処理後の歩留まりを向上させ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、研磨処理前に、目詰まりがし易く、上述の板状異物を十分に除去することができないフィルタや、上述の板状異物を十分に除去することができない遠心分離に替えて、板状異物を除去できる新たな方法を検討した。その結果、シリカ粒子の表面は、負の表面電位を帯びており、サイズの大きい板状異物のシリカ砥粒の表面電位は、サイズの小さい概略球形状のシリカ砥粒の表面電位に比べて、その絶対値が大きいことに注目し、以下の方法を発明した。
　上記課題を解決するため、本発明の第１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スラリーを供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に摺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、
　前記研磨処理を行う前に、前記スラリー中に含まれる研磨砥粒および前記研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、前記研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して前記大径粒子に吸着されやすい有機高分子粒子を前記スラリー中で作成することで、前記有機高分子を前記スラリー中の大経粒子に吸着させる吸着処理を行うことを特徴とする。
　本発明の第２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スラリーを供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に摺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、
　前記スラリー中に含まれる研磨砥粒および前記研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、前記研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して前記大径粒子吸着されやすい有機高分子粒子を溶媒中で作成し、研磨処理を行う前のスラリーに前記有機高分子粒子が作成された溶媒を投入することで、前記有機高分子を前記スラリー中の大径粒子に吸着させる吸着処理を行うことを特徴とする。
　前記研磨砥粒は、平均粒子径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下のシリカ粒子であることが好ましい。
　前記吸着処理の後、前記スラリーから前記有機高分子粒子を吸着した大径粒子を分離する分離処理を行い、
　前記分離処理によって大径粒子が除去された前記スラリーを用いて前記研磨処理を行うことが好ましい。
　前記固体の有機高分子粒子は、有機高分子であることが好ましい。
　前記砥粒は、水ガラスとイオン交換樹脂を用いて得られるシリカ砥粒である、ことが好ましい。
　前記研磨処理後、基板の主表面を洗浄する洗浄処理を行い、前記洗浄処理では、前記洗浄処理前後の基板の表面粗さ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好ましい。
　前記吸着処理後、前記研磨処理前のスラリーに、前記砥粒の表面電荷の絶対値を減少させる添加剤を添加することが好ましい。
　前記吸着処理前の、前記スラリーのアルカリ土類金属イオンの含有率は、２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
　前記吸着処理において、前記スラリーに含まれる粒子のうち、最大長さが厚さの５倍以上の大径粒子を除去することが好ましい。
　前記研磨処理の後、前記磁気ディスク用基板の表面に残存している有機高分子粒子に対して（１）有機溶媒を接触させる、（２）酸化させる、の少なくとも一方を行うことにより前記有機高分子粒子を除去することが好ましい。特に、酸化では有機高分子粒子を完全に分解できない場合に、有機高分子粒子を有機溶媒に溶解させることが有効である。
　研磨処理後の、基板の表面粗さ(Ｒａ)は、０．１５ｎｍ以下であることが好ましい。
　上述の磁気ディスク用基板の製造方法によれば、研磨処理に用いるシリカ砥粒から板状異物のような異物を除去することができる。このため、磁気ディスク用基板の主表面に板状異物が付着せず、磁気ディスク用基板の研磨処理後の歩留まりを向上させることができる。
　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基板等を用いることができる。
　本実施形態においては、磁性層を形成する前に、最終研磨処理が行われる。最終研磨処理では、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しながら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、最終研磨処理に用いる研磨液として、コロイダルシリカ（シリカ砥粒）を遊離砥粒として含む研磨液が用いられる。
　最終研磨処理に用いる研磨液に含まれる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製造することが好ましい。
　具体的には、ケイ砂とアルカリ剤（例えばＮａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３、ＮａＯＨ、Ｋ２ＣＯ３、ＫＨＣＯ３、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、シリカの粒子が生成され、コロイダルシリカを含むスラリーが得られる。
　このように生成されたコロイダルシリカを含むスラリーには、研磨砥粒として用いるのには不適切な、粒子径が大きい大径粒子（粗大粒子、板状異物等）が含まれる場合がある。具体的には、研磨砥粒として適したコロイダルシリカの平均粒子径が６０ｎｍ以下、好ましくは１０～６０ｎｍ、より好ましくは１０～３０ｎｍであるのに対し、砥粒として用いるのに不適切な粗大粒子の粒子径は平均粒子径の２倍以上、より不適切なものは５倍以上である。
　また、このように生成されたコロイダルシリカを含むスラリーには、原料のケイ砂に由来する、板状異物が混在している場合がある。この板状異物はアルミニウムを含むケイ酸塩の結晶であり、この結晶は層状を成す層状ケイ酸塩（例えばモンモリロナイト、サポナイト、カオリナイトなどの層状粘土鉱物）である。この板状異物は、極めて平たい形をしている。このような板状異物が精密に研磨された表面に付着した場合、密着しやすいため、洗浄することが困難になる。
　この板状異物は、ケイ砂とアルカリ剤とを混合して熔融しても熔けることなく残存し、熔融物を水に溶解させて得られる水ガラス内、水ガラスから製造されるコロイダルシリカを含むスラリー内にも残存する。
　ここで、板状異物の最大長さは、例えば板状異物の２次元画像が得られる場合、板状異物の輪郭線と外接する長方形枠の長辺の最大長さをいう。また、板状異物の３次元像と外接する直方体枠の最も長い辺の最大長さをいい、このときの直方体枠の最も短い辺の長さを厚さという。最大長さが厚さの５倍以上の粒子が板状異物である。例えば板状異物の最大長さは１３０～２４０ｎｍ、厚みは１０～２５ｎｍである。
　本実施形態では、あらかじめ以下に説明する吸着処理および必要に応じて分離処理を行う。
（吸着処理）
　吸着処理は、スラリー中に含まれる研磨砥粒および研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子（粗大粒子や板状異物等）がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して大径粒子に吸着されやすい有機高分子粒子を用いて、有機高分子粒子をスラリー中の大径粒子に吸着させる処理である。
　具体的には、コロイダルシリカを含むスラリー中で、大径粒子が有する表面電荷とは符号が異なる表面電荷を有する有機高分子粒子を作成することで、作成された有機高分子粒子を粗大粒子や板状異物に吸着させる。
　スラリー中のコロイダルシリカ、粗大粒子および板状異物等のシリカ系粒子は、負の表面電荷を有している。そして、この表面電荷は、シリカ系粒子の表面積に依存しており、大きな粒子ほど負の表面電荷の絶対量が大きい。このため、表面電荷が正である有機高分子粒子がスラリー中で作成されると、スラリー中のシリカ系粒子は、大きな粒子径のものから順に、表面電荷が正である有機高分子粒子を吸着する。このときの有機高分子粒子の粒子径は、シリカ系粒子の粒子径と比較して極めて小さい。有機高分子粒子を吸着したシリカ系粒子は、研磨処理に用いても基板に付着しにくくなる。仮に有機高分子粒子を吸着したシリカ系粒子が基板に付着したとしても、有機高分子粒子を吸着したシリカ系粒子は洗浄処理により容易に基板から除去することができる。有機高分子粒子を吸着した大径粒子は、以下の分離処理によりスラリーから分離して除去することが好ましい。
（分離処理）
　分離処理は、吸着処理の後、有機高分子粒子を吸着した大径粒子をスラリーから分離する処理である。有機高分子粒子とともに、有機高分子粒子を吸着した大径粒子を分離することで、スラリー中の大径粒子を減少させることができる。こうして、スラリーから大径粒子が除去される。
　表面電荷が正である有機高分子粒子を吸着したシリカ系粒子では負の表面電荷が中和される。このとき、シリカ系粒子は表面電荷により反発しあうことでスラリー中に安定に分散しているため、表面電荷が中和されたシリカ系粒子は反発力を失い、凝集して沈殿する場合もある。このため、表面電荷が正である有機高分子粒子をスラリー中で適量生成させることで、粗大粒子や板状異物を沈殿させ、沈殿を濾過等により分離することができる。なお、濾過をせずに上澄みを使用することで、スラリーから沈殿を分離してもよい。以上により、スラリーから板状異物や粗大粒子等の大径粒子を除去することができる。
　表面電荷が正である有機高分子粒子として、水に不溶または難溶のモノマーを重合させてなる高分子を用いることが好ましい。具体的には、ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等を用いることができる。
　ビニル系ポリマーとして、例えば、スチレン、α－メチルスチレン、ジビニルベンゼン、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、ｔ－ブチルメタクリレート、ｎ－ブチルメタクリレート、ｉ－ブチルメタクリレート、２－エチルヘキシルアクリレート、ｎ－ブチルアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート等を用いることができる。また、メタクリル酸、アクリル酸、酢酸ビニル等のカルボキシル基含有ビニル系モノマーあるいはその塩；スチレンスルホン酸、２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有ビニル系モノマーあるいはその塩；ヒドロキシエチルメタクリレート等の水酸基含有ビニル系モノマー等のモノマーを１種単独または２種以上使用してビニル系ポリマーからなる微粒子を生成してもよい。
　アクリル系ポリマーとして、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２－エチルヘキシル、アクリル酸２－ジメチルアミノエチル、アクリル酸２－ヒドロキシエチル等を用いることができる。この中でも、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）を用いることが好ましい。
　得られる有機高分子粒子の表面電荷を正とするために、カチオン性の重合開始剤を用いることができる。カチオン性の重合開始剤として、例えば、２，２’－アゾビス（２－メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロライド等を用いることができる。
　スラリーへのモノマーの投入量は、モノマー投入後のスラリーの全体量に対するモノマーの濃度が０．０１ｗｔ％以上となるように調整することが好ましい。また、モノマーの投入量が多すぎると、生成される有機高分子粒子が研磨砥粒を吸着する量が増えて生産効率が低下するおそれがあるため、モノマーを投入後のスラリーの全体量に対するモノマーの濃度が５ｗｔ％以下となるようにモノマーの投入量を調整するとより好ましい。
　スラリー中での重合法として、懸濁重合法、乳化重合法等の任意の重合法を用いることができる。なお、コロイダルシリカは親水コロイドであるため、スラリー中にモノマーを懸濁あるいは乳化させても、重合反応に影響しない。
　この中でも、有機高分子粒子の粒子径を均一とするために、ソープフリー乳化重合法を用いることが好ましい。具体的には、スラリー中にモノマーを乳化させるとともに、この溶媒に可溶の重合開始剤を添加する。このとき、スラリー中のモノマー液滴１つ当たりの重合開始剤が１分子以下となるように重合開始剤の添加量を調節することで、モノマー液滴内での重合反応の進行を反応時間で制御することができ、各液滴内で成長する有機高分子粒子の粒子径を均一にすることができる。
　スラリー中での重合反応は、例えば、スラリーを冷却することによって停止させることができる。
　重合反応が進むほど有機高分子粒子の粒子径が大きくなるとともに、有機高分子粒子が硬くなる。また、有機高分子粒子の形状は、重合反応が進むにつれて、不定形から球状に変化する。
　有機高分子粒子の粒子径が大きいほど粗大粒子および板状異物に付着したときに沈殿しやすい傾向がある。また、有機高分子粒子が不定形で柔らかいほどシリカ系粒子への付着面積が大きくなり、有機高分子粒子が球状で硬いほどシリカ系粒子への付着面積が小さくなる傾向がある。本実施形態においては、スラリー中で重合反応を行うことで、シリカ系粒子の粒子径と比較して小さい粒子径を有し、かつ、完全に硬化する前の有機高分子粒子をシリカ系粒子へ付着させることができる。
　上記観点から、有機高分子粒子の平均粒子径は２００ｎｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以下である。このように比較的小さいサイズに抑えることで、不定形かつ柔らかい有機高分子粒子を得ることができるので、大径粒子に吸着しやすくなる。また、吸着後の分離のしやすさの観点から、有機高分子粒子の平均粒子径は２０ｎｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以上である。重合反応の温度、反応時間、モノマー液滴の大きさを調節することで、除去する粗大粒子および板状異物の粒子径に応じて好ましい粒子径および硬さの有機高分子粒子を得ることができる。
　上記の表面電荷が正である有機高分子粒子が、コロイダルシリカを含むスラリー中で生成されると、有機高分子粒子がスラリー中の粗大粒子や板状異物に付着し、粗大粒子や板状異物の負の表面電荷を中和する。これにより粗大粒子や板状異物が沈殿するため、濾過、遠心分離等により異物を除去することができる。なお、表面電荷が正である有機高分子粒子の粒子径を調節することにより、除去されるシリカ系粒子の粒子径を調節することができる。また、コロイダルシリカを含むスラリーのｐＨを調節することで、スラリー中のシリカ系粒子の表面電荷を変動させ、有機高分子粒子により除去されるシリカ系粒子の粒子径を調節することができる。
　なお、スラリー中で重合を行う代わりに、適切な溶媒中で重合反応により有機高分子粒子を成長させ、好ましい粒子径および硬さの有機高分子粒子が生成された時点で重合反応を停止させ、コロイダルシリカを含むスラリー中にこの溶媒を投入してもよい。この場合でも、溶媒中の有機高分子粒子がスラリー中の粗大粒子や板状異物に付着し、粗大粒子や板状異物の負の表面電荷を中和する。これにより粗大粒子や板状異物が沈殿するため、濾過、遠心分離等により異物を除去することができる。
　この場合、スラリーとの混合を容易にするため、親水性の溶媒中で有機高分子粒子を成長させることが好ましい。重合法として、懸濁重合法、乳化重合法等の任意の重合法を用いることができる。特に、上記のソープフリー乳化重合法を用いることが好ましい。
　有機高分子粒子が作成された溶媒のスラリーへの投入量は、投入後のスラリーの総重量に対する有機高分子粒子の濃度が０．０１ｗｔ％以上となるように調整することが好ましい。一方、投入後のスラリー中の有機高分子粒子の濃度が高くなりすぎると、研磨砥粒に吸着される有機高分子粒子の量が増えて生産効率が低下するおそれがあるため、投入後のスラリーの総重量に対する有機高分子粒子の濃度が５ｗｔ％以下となるようにスラリーへの投入量を調整するとより好ましい。
　有機高分子粒子のほとんどは粗大粒子や板状異物とともに沈殿し除去される。仮にスラリー中で生成された有機高分子粒子が除去されずにスラリーに僅かに残ったとしても、研磨処理には影響しない。
　なお、スラリーに有機高分子粒子が残存し、最終研磨処理後の基板に有機高分子粒子が付着していた場合に備えて、最終研磨処理後に基板を洗浄し基板から有機高分子粒子を除去する処理を行うことが好ましい。洗浄には、任意の方法を用いることができる。例えば、有機高分子粒子を灰化することにより除去することができる。有機高分子粒子を灰化するには、例えば、空気中で最終研磨処理後の基板に紫外線を照射することにより有機高分子粒子を分解するとともに、空気中の酸素から生成されるオゾンにより有機高分子粒子を酸化させることで有機高分子粒子を灰化することができる。あるいは、最終研磨処理後の基板をオゾン雰囲気下におくことで有機高分子粒子を灰化させてもよい。
　また、例えば、有機溶媒やアニオン界面活性剤を含む溶媒に有機高分子粒子を接触させることで溶媒に有機高分子粒子の少なくとも一部を溶解させ、有機高分子粒子を除去することができる。有機高分子粒子を灰化により充分に除去できない場合には、有機高分子粒子を溶媒に溶解させることが特に有効である。この場合には、有機高分子粒子を灰化させる処理を行った後、残った有機高分子粒子を溶解させる処理を行うとより好ましい。
　なお、最終研磨処理後の基板に有機高分子粒子が残存しない場合や、残存しても基板の使用に問題がない場合は、有機高分子粒子を除去する洗浄工程を省略することができる。
　以下の説明では、吸着処理および吸着処理後に必要に応じて行う分離処理を、あわせて除去処理という。
　上記の除去処理を行った後、コロイダルシリカを凝集させるために、コロイダルシリカの表面電荷を減少させる処理を行うことが好ましい。コロイダルシリカを凝集させることで、研磨レートを高めるとともに、研磨処理後のガラス基板の表面凹凸を小さくすることができる。
　コロイダルシリカの表面電荷を減少させる方法として、具体的には、スラリー中のコロイダルシリカの表面電荷を減少させる添加剤（例えば、Ｋ２ＳＯ４，Ｎａ２ＳＯ４等の硫酸化合物、Ｋ３ＰＯ４，Ｎａ３ＰＯ４等の燐酸化合物、ＮａＮＯ３等の硝酸化合物）を添加することが好ましい。除去処理を行う前にコロイダルシリカの表面電荷を減少させると、表面電荷が正である有機高分子粒子が粗大粒子や板状異物に付着しにくくなり、粗大粒子や板状異物をスラリーから除去することが困難になる。
　また、本実施形態における除去処理前の、スラリーのアルカリ土類金属イオン含有率は、２００ｐｐｍ以下であることが好ましい。アルカリ土類金属イオンの含有率が２００ｐｐｍを超えると、シリカ砥粒の表面電荷が低減し、上述の除去処理では、十分な除去効果が得られ難い。スラリー中のアルカリ土類金属量は、例えば、スラリーを調合する際に原料を高純度のものにしたり、スラリー原液にイオン交換樹脂等を接触させること等によって減少させることができる。
　上記の板状異物は、特にガラス基板の主表面に付着すると、その後の洗浄処理等で除去することは難しくなる。このため、あらかじめ板状異物を除去したコロイダルシリカを遊離砥粒に用いて行う最終研磨処理は、ガラス基板の最終研磨処理に好適である。磁気ディスク用ガラス基板に用いるガラスとして、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、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。
　ここで、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端面研磨を行う。次に、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。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）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。
　（ｅ）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。
　（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
　化学強化処理では、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する。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。
　（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、上述した除去処理を行った、コロイダルシリカを遊離砥粒として含む研磨液が用いられる。
　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板状異物は、除去し難いため、従来、洗浄力の高いアルカリ洗浄液を従来用いていた。このため、洗浄力の強いアルカリ洗浄液は、板状異物のない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、上述した除去処理を施したシリカ砥粒を用いて研磨処理を行うので、ガラス基板には板状異物は付着しない。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５１２×２５６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、ガラス基板に強固に付着した板状異物を除去するために、ブラシや洗浄パッドでガラス基板を擦って、板状異物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、上述した除去処理を施したシリカ砥粒を含んだスラリーを用いて研磨するので、ガラス基板には板状異物が付着しない。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。
　なお、第２研磨処理後の洗浄処理において、最終研磨処理後のガラス基板に付着した有機高分子粒子を洗浄する処理を行う事が好ましい。具体的には、第２研磨処理後のガラス基板をオゾン雰囲気下におくことで有機高分子粒子を灰化させることができる。また、空気中で第２研磨処理後のガラス基板に紫外線を照射することにより発生するオゾンにより有機高分子粒子を灰化させてもよい。有機高分子粒子が灰化では完全に除去されない場合は、有機高分子粒子を溶解する有機溶媒やアニオン界面活性剤を含む洗浄剤を用いてガラス基板を洗浄することで有機高分子粒子を除去してもよい。
　第２研磨処理後のガラス基板に有機高分子粒子が残存しない場合や、有機高分子粒子が残存してもガラス基板の使用に問題がない場合は、有機高分子粒子を除去する洗浄工程を省略することができる。
　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〕
（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平均粒子径が２０ｎｍのコロイダルシリカを含むスラリーを得た。
（吸着処理）
　上記のコロイダルシリカを含むスラリーに対し、スチレンモノマーを投入し、撹拌することでスラリー中に懸濁させた後、得られた懸濁液に重合開始剤を添加し、７０℃で２０分間撹拌することで、粒子径５０ｎｍのポリスチレン微粒子を生成させた。スチレンモノマーの投入量は、懸濁液の全体量に対する濃度が１ｗｔ％となるように調整した。
（分離処理）
　吸着処理の後、スラリー中でポリスチレン微粒子を吸着して沈殿したシリカ系粒子をフィルタにより濾過し分離した。
（ガラス基板の研磨処理）
　次に、分離処理でフィルタを通過した濾過液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。
〔比較例〕
　実施例と同様にして得られたコロイダルシリカを含むスラリーに対し、吸着処理および分離処理を行わずに研磨液として用いて、ガラス基板の最終研磨処理を実施例と同様に行った。
〔ガラス基板主表面の板状異物の検出〕
　研磨処理後、洗浄、乾燥したガラス基板の主表面について、光学式の表面検査装置と走査型電子顕微鏡（SEM: Scanning Electron Microscope）を用いて異物の検出と同定を行った。
　その結果、実施例のガラス基板については板状異物が検出されなかったが、比較例のガラス基板については板状異物が検出された。実施例では、吸着処理によってスラリー中の板状異物が有機高分子粒子を吸着したため、ガラス基板に板状異物が付着しなかっ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。
　上記実施形態においては、シリカ砥粒を用いて研磨処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の砥粒を用いて研磨処理を行う場合に本発明を適用してもよい。

Claims (11)

  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スラリーを供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に摺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、
    　前記研磨処理を行う前に、前記スラリー中に含まれる研磨砥粒および前記研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、前記研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して前記大径粒子に吸着されやすい有機高分子粒子を前記スラリー中で作成することで、前記有機高分子を前記スラリー中の大経粒子に吸着させる吸着処理を行うことを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
  2. 　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スラリーを供給して、前記研磨パッドと前記基板を相対的に摺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、
    　前記スラリー中に含まれる研磨砥粒および前記研磨砥粒の平均粒子径よりも大きな粒子径の大径粒子がそれぞれ有する表面電荷量の差によって、前記研磨砥粒の平均粒子径を有する粒子と比較して前記大径粒子に吸着されやすい有機高分子粒子を溶媒中で作成し、
    　研磨処理を行う前のスラリーに前記有機高分子粒子が作成された溶媒を投入することで、前記有機高分子を前記スラリー中の大径粒子に吸着させる吸着処理を行うことを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
  3. 　前記研磨砥粒は、平均粒子径が１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下のシリカ粒子である請求項１又は２に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
  4. 　前記吸着処理の後、前記スラリーから前記有機高分子粒子を吸着した大径粒子を分離する分離処理を行い、
    　前記分離処理によって大径粒子が除去された前記スラリーを用いて前記研磨処理を行うことを特徴とする請求項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。
  5. 　前記研磨砥粒は、水ガラスとイオン交換樹脂を用いて得られるシリカ砥粒である、請求項１～４のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
  6. 　前記研磨処理後、基板の主表面を洗浄する洗浄処理を行い、前記洗浄処理では、前記洗浄処理前後の基板の表面粗さＲａの差を０．０５ｎｍ以下にするアルカリ洗浄液を用いる、請求項１～５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。
  7. 　前記吸着処理後、前記研磨処理前のスラリーに、前記砥粒の表面電荷の絶対値を減少させる添加剤を添加する、請求項１～６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。
  8. 　前記吸着処理前の、前記スラリーのアルカリ土類金属イオンの含有率は、２００ｐｐｍ以下である、請求項１～７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。
  9. 　前記吸着処理において、最大長さが厚さの５倍以上の大径粒子を吸着する、請求項１～８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。
  10. 　前記研磨処理の後、前記磁気ディスク用基板の表面に残存している有機高分子粒子に対して（１）有機溶媒を接触させる、（２）酸化させる、の少なくとも一方を行うことにより前記有機高分子粒子を除去することを特徴とする請求項１～９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。
  11. 　研磨処理後の、基板の表面粗さ(Ra)は、０．１５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１～１０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。
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