磁盘用玻璃基板的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法,其中,在使用含有包含氧化锆的研磨剂的研磨液对主表面进行研磨时,难以使异物残留于玻璃基板上。所述磁盘用玻璃基板的制造方法包括以下工序:研磨工序,利用研磨液对玻璃基板的表面的至少一部分进行研磨,该研磨液包含以氧化锆为主要成分的磨粒作为研磨剂;清洗工序,对上述研磨工序后的玻璃基板进行清洗;在上述以氧化锆为主要成分的磨粒的表面的一部分形成有作为氧化锆以外的物质的非氧化锆物质,在上述清洗工序中,使上述玻璃基板的经研磨的表面与可溶解上述非氧化锆物质的清洗液接触。
【专利说明】磁盘用玻璃基板的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁盘用玻璃基板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 如今,在个人计算机或DVD(DigitalVersatileDisc)记录装置等中内置有用于 记录数据的硬盘装置(HDD:HardDiskDrive)。特别是在笔记型个人计算机等以移动性为 前提的设备中使用的硬盘装置中,使用在玻璃基板上设置有磁性层的磁盘,利用在磁盘的 面上略微悬浮的磁头对磁性层记录或读取磁记录信息。作为该磁盘的基板,由于具有比金 属基板(铝基板)等更难以发生塑性变形的性质,因而优选使用玻璃基板。
[0003] 另外,应增大硬盘装置中存储容量的要求,寻求磁记录的高密度化。例如使用垂 直磁记录方式,使磁性层中的磁化方向相对于基板的面为垂直方向,进行磁记录信息区域 (记录位(bit))的微细化。由此,可以增大1张盘片基板中的存储容量。进一步,为了进一 步增大存储容量,还进行通过使磁头的记录再现元件部更加突出,从而极度缩短其与磁记 录层之间的距离,进一步提高信息的记录再现精度(提高S/N比)。需要说明的是,这种磁 头的记录再现元件部的控制被称作DFH(DynamicFlyingHeight)控制机构,配备该控制机 构的磁头被称作DHl头。对于与这种DHl头组合用于HDD的磁盘用基板而言,为了避免其 与磁头或从磁头上进一步突出的记录再现元件部之间的碰撞和接触,按照使基板的表面凹 凸极小的方式进行制作。
[0004] 制作磁盘用玻璃基板的工序包括:磨削工序,利用固定磨粒对模压成型后制成平 板状的玻璃坯板的主表面进行磨削;主表面的研磨工序,目的在于除去因该磨削工序而在 主表面残留的伤痕、变形。以往,已知一种在磁盘用玻璃基板的主表面的研磨工序中作为包 含二氧化锆(氧化锆)的研磨磨粒使用的方法。
[0005] 例如,在专利文献1中公开了一种方法,该方法使用在氧化锆磨粒中添加了铝酸 钙、硫酸镁、氯化镁等的研磨液对磁盘用玻璃基板进行研磨。在专利文献2?4中公开了一 种研磨液组合物,其含有包含铈和氧化锆的复合氧化物颗粒。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利第2783329号
[0009] 专利文献2 :日本特开2009-7543号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2010-16063号公报
[0011] 专利文献4 :日本特开2010-16064号公报
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 但是,在以氧化锆作为玻璃坯板的游离磨粒的研磨剂而制作的玻璃基板上成膜出 磁性层从而制作磁盘,利用滑行头(Glidehead)进行了滑行检查,结果与使用现有的氧化 铈作为研磨剂而制作的玻璃基板相比,确认到了成品率的降低(即不良产生率的上升)。滑 行检查用于判断磁头是否能够以相对于磁盘的特定悬浮量稳定地维持动作。滑行检查通过 下述方式进行:使安设有压电元件等的滑行头在磁盘的主表面上以特定的悬浮量飞行,利 用压电元件等检测滑行头与磁盘主表面上的异物等突起物有无碰撞,从而进行滑行检查。
[0014] 因此,本发明的目的在于提供磁盘用玻璃基板的制造方法,其中,在使用含有包含 氧化锆的研磨剂的研磨液对主表面进行研磨时,难以使异物残留于玻璃基板上。
[0015] 用于解决课题的方案
[0016] 本发明人为了探明基于上述滑行检查的成品率的降低原因,进行了深入研宄。其 结果发现,对于玻璃基板的主表面,在镜面抛光的研磨后,即使充分清洗主表面来去除颗粒 等,但在进行磁性层的成膜时,有时在主表面仍附着有氧化锆颗粒。此时,在氧化锆颗粒的 上方层积磁性层而导致在磁盘的表面形成微小凸部。因而,该微小凸部成为磁头划碰故障、 热粗糙故障等不良情况的原因。进一步还可知,在玻璃基板的主表面附着的氧化锆颗粒是 研磨中使用的氧化锆磨粒或其一部分,来自附着于玻璃基板的外周面和内周面的侧壁面上 的磨粒。需要说明的是,尚未建立有效除去附着于玻璃基板的氧化锆颗粒的清洗方法。
[0017] 即使充分清洗主表面来去除颗粒等,进行磁性层的成膜时,有时在主表面仍附着 有氧化锆颗粒,本发明人认为其理由如下。即,即使在通过利用氧化锆磨粒的主表面研磨而 在玻璃坯板上残留有氧化锆颗粒的情况下,也会通过之后对主表面的最终研磨来除去在主 表面上残留的氧化锆颗粒,但是在玻璃坯板的侧壁面上残留或附着的氧化锆颗粒不能通过 之后的玻璃坯板的清洗而被除去。尤其是在利用氧化锆磨粒的主表面研磨中将玻璃坯板保 持在载具中进行的情况下,可知由于在研磨中玻璃坯板与载具抵接,因而氧化锆颗粒粘固 于玻璃坯板的侧壁面。并且据推测,在利用氧化锆磨粒的主表面研磨之后的工序中,在侧壁 面附着的氧化锆颗粒脱离并附着于玻璃坯板或磁盘用玻璃基板的主表面。例如可以认为, 在玻璃坯板的主表面研磨之后,为了使主表面的表面性状不变差,在工序上夹持玻璃坯板 或磁盘用玻璃基板的侧壁面,但是由此导致氧化锆颗粒脱离。另外,还可以认为,在对磁盘 用玻璃基板进行成膜的工序中夹持外形的侧壁面时,氧化锆颗粒会从侧壁面脱离;以及在 磁盘用玻璃基板的清洗工序中氧化锆颗粒会从外形的侧壁面脱离。
[0018] 关于在玻璃坯板的主表面研磨的工序中氧化锆颗粒残留或附着于玻璃坯板的侧 壁面的理由,本发明人推测如下:氧化锆颗粒表面与玻璃表面的粘接面积大,且形成了在氧 化锆颗粒与玻璃表面之间施加有高压力的状态,在氧化锆与玻璃表面之间,某些机理发挥 着作用,使得氧化锆颗粒紧紧附着于玻璃表面。该机理尚不明确,但本发明人发现,通过用 氧化锆以外的物质构成氧化锆颗粒的表面的一部分,从而利用在氧化锆颗粒的表面的一部 分存在的氧化锆以外的物质容易发生溶解的清洗液进行主表面研磨后的清洗,由此可促进 氧化锆磨粒的清洗除去,从而可以使氧化锆颗粒难以残留或附着于玻璃坯板的侧壁面,由 此完成了本发明。
[0019] 本发明涉及一种磁盘用玻璃基板的制造方法,所述磁盘用玻璃基板的制造方法包 括以下工序:研磨工序,利用研磨液对玻璃基板的表面的至少一部分进行研磨,该研磨液包 含以氧化锆为主要成分的磨粒作为研磨剂;和清洗工序,对上述研磨工序后的玻璃基板进 行清洗;
[0020] 在上述以氧化锆为主要成分的磨粒的表面的一部分形成有作为氧化锆以外的物 质的非氧化锆物质,
[0021] 在上述清洗工序中,使上述玻璃基板的经研磨的表面与可溶解上述非氧化锆物质 的清洗液接触。
[0022] 需要说明的是,"以氧化锆为主要成分的磨粒"是指在磨粒所含有的多种物质之中 氧化锆的成分量最大。
[0023] 在上述以氧化锆为主要成分的磨粒中,上述氧化锆以外的物质的微晶直径优选为 IOnm以上。
[0024] 在上述研磨工序中,可以按照研磨后的上述玻璃基板的主表面的算术平均粗糙度 (Ra)为I. 5nm以下的方式对上述玻璃基板的主表面进行研磨。
[0025] 在上述研磨工序中,可以上按照研磨后的上述玻璃基板的端面的算术平均粗糙度 (Ra)为50nm以下的方式对上述玻璃基板的端面进行研磨。
[0026] 上述非氧化锆物质可以为选自由氧化铈、氧化铁、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化 铜以及氧化锰组成的组中的至少任一种物质。
[0027] 优选的是,上述非氧化锆物质为氧化铈,上述清洗液含有氟离子。
[0028] 优选的是,上述非氧化锆物质为氧化铁,上述清洗液含有包含羧酸的酸和铁的2 价离子。
[0029] 发明的效果
[0030] 根据上述磁盘用玻璃基板的制造方法,在使用含有包含氧化锆的研磨剂的研磨液 对主表面进行研磨时,难以使异物残留于玻璃基板上。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1是第1研磨工序中使用的研磨装置(双面研磨装置)的立体分解图。
[0032] 图2是第1研磨工序中使用的研磨装置(双面研磨装置)的截面图。
[0033] 图3是示意性地示出实施方式的研磨磨粒的结构的图。
[0034] 图4是用于说明实施方式的研磨磨粒的作用的图。
【具体实施方式】
[0035] 下面,对本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法进行详细说明。
[0036][磁盘用玻璃基板]
[0037] 作为本实施方式中的磁盘用玻璃基板的材料,可以使用铝硅酸盐玻璃、碱石灰玻 璃、硼硅酸盐玻璃等。尤其是从可以实施化学强化并且可以制作主表面平坦度和基板强度 优异的磁盘用玻璃基板这些方面考虑,可以优选使用铝硅酸盐玻璃。若为无定形的铝硅酸 盐玻璃则进一步优选。
[0038] 对本实施方式的磁盘用玻璃基板的组成不作限定,但本实施方式的玻璃基板优 选为由如下组成构成的无定形的铝硅酸盐玻璃:换算成氧化物基准,以摩尔%表示,含有 50%?75%的Si02;l%?15%的Al203;合计为5%?35%的选自Li20、似20和1(20中的至 少1种成分;合计为〇 %?20 %的选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的至少1种成分;以及 合计为0%?10%的选自21〇2、1102、1^ 203、¥203、了&20 5、恥205和!1?)2中的至少1种成分。
[0039] 本实施方式中的磁盘用玻璃基板为圆环状的薄板玻璃基板。磁盘用玻璃基板的尺 寸没有限制,例如优选为公称直径为2. 5英寸的磁盘用玻璃基板。本实施方式中的磁盘用 玻璃基板的表面包括一对主表面、与该一对主表面正交的侧壁面、和介于主表面与侧壁面 之间的倒角面。也将侧壁面和倒角面统称为端面。
[0040] [磁盘用玻璃基板的制造方法]
[0041] 下面,关于本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法,对工序逐个进行说明。但 是,也可以对各工序的顺序适当进行调换。
[0042] 需要说明的是,本发明的"研磨工序"与第1研磨(主表面研磨)工序以及端面研 磨工序的双方或任一者相对应。
[0043] (1)玻璃坯板的成型和磨光工序
[0044] 例如在利用浮法的玻璃坯板的成型工序中,首先例如将上述组成的熔融玻璃连续 地流入充满有锡等熔融金属的浴槽内,由此得到板状玻璃。熔融玻璃在施加严密的温度操 作的浴槽内沿行进方向流动,最终形成调整至所期望的厚度、宽度的板状玻璃。从该板状玻 璃切出规定形状的玻璃坯板,作为磁盘用玻璃基板的基础。浴槽内的熔融锡的表面是水平 的,因此对于通过浮法得到的玻璃坯板而言,其表面的平坦度足够高。
[0045] 另外,例如在利用模压成型法的玻璃坯板的成型工序中,向作为料滴装料成型模 的下模上供给由熔融玻璃构成的玻璃料滴,使用作为与下模相对的料滴成型模的上模,对 玻璃料滴进行模压成型。更具体来说,向下模上供给由熔融玻璃构成的玻璃料滴后,使上模 用筒形模具(上型用胴型)的下表面与下模用筒形模具(下模用胴型)的上表面抵接,在 超出上模与上模用筒形模具之间的滑动面和下模与下模用筒形模具之间的滑动面的外侧 形成薄玻璃坯板的成型空间,进而降下上模进行模压成型,进行模压成型后随即升起上模。 由此,成型出作为磁盘用玻璃基板的基础的玻璃坯板。
[0046] 需要说明的是,玻璃还板不限于上述方法,可以使用下拉(downdraw)法、再拉 (redraw)法、恪融法等公知的制造方法进行制造。
[0047] 接着,对于按照规定形状切出的玻璃坯板的两个主表面,根据需要使用游离磨粒 进行磨光加工。具体来说,使磨光定盘从上下两面压住玻璃坯板的双面,向玻璃坯板的主表 面上供给含有游离磨粒的磨削液(浆料),使它们进行相对移动从而进行磨光加工。需要说 明的是,利用浮法对玻璃坯板进行成型时,成型后的主表面的粗糙度的精度高,因此也可以 省略该磨光加工。
[0048] (2)圆孔形成工序
[0049] 使用圆筒状的金刚石钻头,在玻璃坯板的中心部形成内孔,制成圆环状的玻璃坯 板。
[0050] (3)倒角工序
[0051] 圆孔形成工序之后,进行倒角工序,在端部(外周端部和内周端部)形成倒角部。 倒角工序中,对于圆环状的玻璃坯板的外周端部和内周端部,例如通过使用金刚石磨粒的 磨石等实施倒角,形成倒角部。
[0052] (4)端面研磨工序
[0053] 接着,进行圆环状的玻璃坯板的端面研磨(边缘抛光)。
[0054] 端面研磨中,利用刷光(brushing)研磨对玻璃还板的内周侧的侧壁面(端面)和 外周侧的侧壁面(端面)进行镜面抛光。此时,使用含有氧化铈等微粒作为游离磨粒的浆 料。通过进行端面研磨,进行除去在玻璃坯板的侧壁面附着灰尘等的污染、破损或伤痕等的 损伤,由此可以防止热粗糙的产生、防止产生钠、钾等的导致腐蚀的离子析出。
[0055]为了使玻璃坯板的端面平滑从而使在后工序的第1研磨工序中氧化锆磨粒难以 附着于玻璃坯板的侧壁面,端面研磨工序优选在第1研磨工序之前进行。例如,优选进行端 面研磨使得端面研磨工序后的玻璃坯板的端面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下。"使玻璃 坯板的端面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下"是指,使侧壁面或倒角面中的至少任一者的 算术平均粗糙度Ra为50nm以下。需要说明的是,关于侧壁面,如后所述,在主表面的研磨 时由于与载具的接触而使研磨磨粒被塞入,从而容易粘合,因此优选使算术平均粗糙度Ra 为50nm以下、更优选为IOnm以下。
[0056]需要说明的是,在端面研磨工序中,也可以利用包含后述第1研磨工序的研磨磨 粒的研磨液进行研磨,在该研磨后,利用后述第1研磨工序的清洗液进行清洗。
[0057] (5)利用固定磨粒的磨削工序
[0058]利用固定磨粒的磨削工序中,使用具备行星齿轮机构的双面磨削装置对圆环状的 玻璃坯板的主表面进行磨削加工。磨削的加工余量为例如几μπι?100μπι左右。双面磨 削装置具有上下一对定盘(上定盘和下定盘),在上定盘和下定盘之间夹持圆环状的玻璃 坯板。并且,通过对上定盘或下定盘的任意之一或对两者进行移动操作,使玻璃坯板和各定 盘进行相对移动,由此可以对玻璃坯板的两个主表面进行磨削。
[0059] (6)第1研磨(主表面研磨)工序
[0060] 接着,对磨削后的玻璃坯板的主表面实施第1研磨。第1研磨的加工余量为例如 1μπι?50μπι左右。第1研磨的目的在于除去因利用固定磨粒的磨削而在主表面残留的伤 痕、变形,调整起伏、微起伏。
[0061] (6-1)研磨装置
[0062] 对于第1研磨工序中使用的研磨装置,参照图1和图2进行说明。图1为第1研 磨工序中使用的研磨装置(双面研磨装置)的立体分解图。图2为第1研磨工序中使用的 研磨装置(双面研磨装置)的截面图。需要说明的是,与该研磨装置同样的构成也可以适 用于上述磨削工序中使用的磨削装置中。
[0063]如图1所示,研磨装置具有上下一对定盘、即上定盘40和下定盘50。上定盘40和 下定盘50之间夹持圆环状的玻璃坯板G,通过对上定盘40或下定盘50的任意之一或对两 者进行移动操作,使玻璃坯板G和各定盘进行相对移动,由此可以对该玻璃坯板G的两个主 表面进行研磨。
[0064] 参照图1和图2对研磨装置的构成进一步进行具体说明。
[0065]研磨装置中,作为一个整体,在下定盘50的上面和上定盘40的底面安设圆环形状 的平板的研磨垫10。载具30具有设置在外周部与太阳齿轮61和内齿轮62啮合的齿部31、 和用于容纳保持玻璃坯板G的一个或两个以上孔部31。太阳齿轮61、在外边缘设置的内齿 轮62和圆板状的载具30作为一个整体构成以中心轴CTR为中心的行星齿轮机构。圆板状 的载具30在内周侧与太阳齿轮61啮合,且在外周侧与内齿轮62啮合,同时容纳保持一块 或两块以上玻璃坯板G(工件)。在下定盘50上,载具30作为行星齿轮在进行自转的同时 进行公转,使玻璃坯板G和下定盘50进行相对移动。例如,若太阳齿轮61按照CCW(逆时 针)的方向旋转,则载具30按照CW(顺时针)的方向旋转,内齿轮62按照CCW的方向旋转。 其结果使研磨垫10和玻璃坯板G之间产生相对运动。可以同样地使玻璃坯板G和上定盘 40进行相对移动。
[0066] 上述相对运动的动作中,上定盘40被以规定负荷朝向玻璃坯板G(即在铅垂方向 上)按压,研磨垫10被朝向玻璃坯板G按压。另外,通过未图示的泵将研磨液(浆料)从 研磨液供给罐71经由一根或两根以上配管72供给至玻璃坯板G和研磨垫10之间。通过 该研磨液中含有的研磨剂对玻璃坯板G的主表面进行研磨。
[0067] 需要说明的是,该研磨装置中,出于对玻璃坯板G设定所期望的研磨负荷的目的, 优选调整上定盘40给予玻璃坯板G的负荷。从实现高研磨速度的观点出发,负荷优选为 50g/cm2以上、更优选为70g/cm2以上、进一步优选为90g/cm2以上。并且从减少刮擦以及品 质稳定化的观点出发,研磨负荷优选为180g/cm2以下、更优选为160g/cm2以下、进一步优选 为140g/cm2以下。即,负荷优选为50g/cm2?180g/cm2、更优选为70g/cm2?160g/cm2、进 一步优选为 90g/cm2?140g/cm2。
[0068] 研磨加工时的研磨液的供给速度因研磨垫10、研磨液的组成和浓度、玻璃坯板G 的尺寸的不同而不同,但从提高研磨速度的观点出发,研磨加工时的研磨液的供给速度优 选为500ml/分钟?5000ml/分钟、更优选为IOOOml/分钟?4500ml/分钟、进一步优选为 1500ml/分钟?4000ml/分钟。从提高研磨速度和减少刮擦的观点出发,研磨垫10的转速 优选为IOrpm?50rpm、更优选为20rpm?40rpm、进一步优选为25rpm?35rpm。
[0069] (6-2)研磨磨粒(以氧化锆(ZrO2)为主要成分的研磨磨粒)
[0070] 本实施方式的研磨磨粒中,氧化锆颗粒的表面的一部分由氧化锆以外的物质(下 文中称为"非氧化锆物质")构成。由此,在主表面研磨中,可以减小氧化锆与玻璃表面之间 的粘接面积,并且通过利用容易溶解在氧化锆颗粒的表面的一部分存在的非氧化锆物质的 清洗液进行主表面研磨后的清洗,可以促进氧化锆磨粒的清洗除去。因此,氧化锆颗粒难以 残留或附着于玻璃坯板G的侧壁面。
[0071] 需要说明的是,氧化锆颗粒可以利用干式法和湿式法中的任一方法进行制作。另 夕卜,从减少刮擦的观点出发,优选研磨液的液性为碱性。更具体来说,优选使PH为9以上。 其原因被认为是,在液性为酸性或中性的情况下,研磨磨粒内的氧化锆部分与非氧化锆部 分中的ζ电位的符号容易相反,因此磨粒变得不稳定而容易凝集。
[0072] (A)研磨磨粒的结构及其制造方法
[0073] 如上所述,图1的研磨装置中使用的研磨液包含以氧化锆为主要成分的研磨磨粒 作为研磨剂,研磨磨粒的表面的一部分由非氧化锆物质构成。需要说明的是,"以氧化锆为 主要成分的磨粒"是指在磨粒所含有的多种物质中氧化锆的成分量最大。关于这样的研磨 磨粒的结构例,参照图3进行说明。
[0074]图3的El是在氧化锆颗粒的表面附着有非氧化锆物质的微粒的结构的例子。图 3的Ε2和图3的Ε3是氧化锆颗粒和非氧化锆物质作为研磨磨粒的一粒单元复合化而成的 结构的例子。需要说明的是,在图3的Ε2和图3的Ε3中,表示为"非氧化锆物质"的斜线 的各个区域分别表示微晶。另外,在图3的Ε3中,多个微晶聚集而成的物质为1次颗粒。
[0075] 需要说明的是,在利用摩尔比将本实施方式的研磨磨粒(氧化锆-非氧化锆物质 的复合颗粒)表示为ZrA_x02(A:非氧化锆物质的元素名)的情况下,X为0〈χ〈1即可,但 优选0. 50〈χ〈0. 98、更优选0. 70〈χ〈0. 92、进一步优选0. 75〈χ〈0. 90。另外,从提高研磨后的 清洗效果的观点出发,研磨磨粒中的非氧化锆物质的含量优选为2摩尔%以上、更优选为8 摩尔%以上、进一步优选为10摩尔%以上。另外,为了维持利用氧化锆的研磨效果,研磨磨 粒中的非氧化锆物质的含量优选为50 %摩尔以下、更优选为30摩尔%以下、进一步优选为 25摩尔%以下。
[0076] 另外,本实施方式的研磨磨粒的尺寸以平均粒径(D50)计优选为0.3μπι? 2. 0μm。若D50小于0· 3μm,则有时研磨速率降低、生产率变差。另一方面,若大于2. 0μm, 则有时刮擦会增加。
[0077] 需要说明的是,平均粒径(D50)使用粒径/粒度分布测定装置通过光散射法进行 测定。D50是指在粉体集团中从粒径小的一侧对粉体体积进行累积时其累积体积达到粉体 集团的总体积的50 %时的粒径。
[0078] 另外,本实施方式的研磨磨粒中的氧化锆和非氧化锆物质的微晶直径(后述)优 选IOnm以上、更优选20nm以上、进一步优选30nm以上。通过增大微晶直径,在研磨后的清 洗时可以增大研磨磨粒与玻璃表面的接触部分的非氧化锆物质的溶解量或溶解面积,因此 可减小玻璃表面的接触面积,容易除去研磨磨粒。另外,若微晶直径变得过大,则研磨时容 易产生刮擦,因此优选为60nm以下。另外,研磨磨粒内的氧化锆部分和非氧化锆物质部分 的微晶直径优选为IOnm以上。通过为IOnm以上,可以进一步提高研磨速率。
[0079] 对图3的El所示的结构的复合颗粒的制造方法的一例进行描述。在包含非氧化 锆物质的离子的水溶液中添加氧化锆颗粒,一边回流煮沸一边使非氧化锆物质的氢氧化物 等附着于氧化锆颗粒的表面。此处所用的氧化锆颗粒可以为市售品,也可以自制。另外,在 生成非氧化锆物质的氢氧化物的工序中,为了使沉淀曲线发生变化,可以进行pH调整或加 入添加物。
[0080] 对于回流煮沸中得到的氧化锆颗粒-非氧化锆物质的溶胶,反复进行多次倾滗 等,去除不需要的离子成分,使其固液分离后进行干燥,并烧制,从而可以得到图3的El所 示的结构的复合颗粒。在倾滗时,出于使氧化锆颗粒-非氧化锆物质的溶胶的沉降性良好 的目的、以及从氧化锆颗粒-非氧化锆物质的溶胶中去除氯离子、硝酸根离子或硫酸根离 子等的目的,可以进行PH调整。另外,为了缓和烧结后的水分凝集,在将氧化锆颗粒-非氧 化锆物质的溶胶干燥之前,可以用丙酮或醇等水溶性有机物进行置换。
[0081] 烧制条件只要是非氧化锆物质的氢氧化物能够化学变化成氧化物的烧制条件即 可,为了提高非氧化锆物质与氧化锆颗粒的结合力,为氧化锆颗粒和非氧化锆物质部分固 溶的形态更好。
[0082] 对图3的E2和图3的E3所示的结构的复合颗粒的制造方法的一例进行描述。首 先,关于存在锆离子和非氧化锆物质的离子的水溶液(水溶液的条件1)、或者存在氢氧化 锆和非氧化锆物质的离子的水溶液(水溶液的条件2)、或者存在氢氧化锆和非氧化锆物质 的氢氧化物的水溶液(水溶液的条件3),与图3的El的情况同样地,通过回流煮沸等得到 氢氧化锆-非氧化锆物质的氢氧化物的溶胶。其后,对所得到的溶胶进行倾滗,使其干燥并 进行烧制,从而得到图3的E2和图3的E3所示的结构的复合颗粒。在倾滗时,出于与上述 记载的事项同样的目的,可以进行PH调整及用丙酮或醇等进行置换。另外,在生成氢氧化 锆或非氧化锆物质的氢氧化物的工序中,为了使沉淀曲线发生变化,可以进行pH调整或加 入添加物。
[0083] 在水溶液的条件2下,为了促进氢氧化锆与非氧化锆物质的氢氧化物的结合,可 以微量添加锆离子。出于同样的目的,在水溶液的条件3下,可以微量添加锆离子和非氧化 锆物质的离子。
[0084] 锆离子只要通过将含有锆的氯化物或硫酸盐、硝酸盐等溶解于水溶液中得到即 可。关于非氧化锆物质,也同样地只要将含有非氧化锆物质的氯化物或硫酸盐、硝酸盐等溶 解于水溶液中即可。
[0085] 图3的E2和图3的E3均可通过在烧制前得到氢氧化锆-非氧化锆物质的氢氧化 物化学结合而成的溶胶后,在倾滗、干燥后进行烧制而得到;但关于形成图3的E2和图3的 E3所示的结构中的哪种状态却无法明确地获知,但推测受到生成氢氧化锆和非氧化锆物质 的氢氧化物时的成核自由能与热力学临界晶核的因子所影响。
[0086] 对由烧制得到的氧化锆-非氧化锆物质的颗粒来说,在作为研磨材料使用时,需 要使粒度分布统一成适当的范围。关于破碎?粉碎,使用市售的球磨机或锤式粉碎机、珠磨 机等即可;关于分级,使用市售的分级机即可,使用利用了筛或气流的干式分级机或液体旋 风分离器等湿式分级机即可。粒度分布或粗大颗粒的因子对研磨特性具有较大影响,因此 破碎?粉碎工序或分级工序优选分别以多阶段进行。
[0087] (B)非氧化锆物质和清洗液
[0088] 在第1研磨工序中,构成研磨磨粒的表面的一部分的非氧化锆物质、以及研磨后 使用的清洗液优选按照满足以下(a)?(d)的要求特性的方式进行选择。
[0089] (a)能够用清洗液溶解非氧化锆物质
[0090] 为了减小研磨中的氧化锆与玻璃表面之间的粘接面积,本实施方式的研磨磨粒在 氧化锆的表面的一部分形成了非氧化锆物质,但该非氧化锆物质溶解于清洗液中,从而可 以比较容易地将附着在玻璃坯板G的玻璃表面的非氧化锆物质从玻璃表面除去。
[0091] (b)该清洗液不会大幅蚀刻玻璃坯板G
[0092] 通过将玻璃坯板G浸渍到清洗液中而使玻璃坯板G的表面被大幅蚀刻的情况下, 会使玻璃坯板G的表面性状恶化(起伏或粗糙度的恶化、潜在伤痕的发生),因而是不优选 的。
[0093] (C)非氧化锆物质对于人体的有害性低、环境负荷不大、且适合于量产
[0094] 作为非氧化锆物质,不优选使用会引起公害病的金属类、对人体有害的物质以及 在研磨液的废液处理中成为问题的物质。
[0095] (d)非氧化锆物质不会使玻璃坯板G的研磨特性变差
[0096] 非氧化锆物质在主表面研磨中与玻璃坯板G的表面(主表面和侧壁面)直接接 触,在本实施方式的研磨磨粒中含有的非氧化锆物质本身的研磨特性(例如,研磨速率或 研磨后有无刮擦)不良的情况下,无法使作为研磨磨粒的研磨特性良好。
[0097] 本发明人对在第1研磨工序中构成研磨磨粒的表面的一部分的非氧化锆物质、以 及研磨后使用的清洗液的组合进行了考察,结果可知,通过以下组合,在满足上述(a)? (d)的要求特性方面是优选的。
[0098] [组合 1]
[0099] ?非氧化锆物质:氧化铈(CeO2)
[0100] ?清洗液:含有氟离子的清洗液(下文中称为"清洗液A")
[0101] 作为清洗液A的例子,例如可以使用日本专利第4041110号中记载的清洗液。
[0102] [组合 2]
[0103] ?非氧化锆物质:氧化铁(III) (Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)等氧化铁
[0104] ?清洗液:含有包含羧酸的酸和铁的2价离子的清洗液(下文中称为"清洗液B")
[0105] 作为清洗液B的例子,例如可以使用国际公开W02011/125894中记载的清洗液。
[0106] -直以来,氧化铈(二氧化铈)是作为对玻璃基板来说可兼顾高研磨速率和高品 质的表面性状的研磨剂而已知的材料。氧化铁(III)是在氧化铈以前用于玻璃基板的研磨 的材料,虽不及氧化铈,但作为可实现比较高的研磨速率和比较高品质的表面性状的研磨 剂而已知。例如,氧化铁(III)是与氧化铝相比可进一步实现高研磨速率和高品质的表面 性状的研磨剂。
[0107] 在日本专利第4041110号中有详细记载,因此此处不详细描述,但确认到清洗液A 对于氧化铈等稀土类氧化物的溶解性能优异。通过使清洗液A中氟离子的含量为40ppm以 下,可以抑制玻璃表面的蚀刻作用。氟离子例如可以通过在清洗液中包含氟硅酸而进行供 给。清洗液A优选进一步包含酸。通过酸,可以抑制蚀刻作用,同时可以提高氧化铈等稀土 类氧化物的清洗性。在各种酸中,若使用硫酸,则清洗效果高,因而优选。清洗液A优选进 一步包含还原剂。通过还原剂,可以提高氧化铈等稀土类氧化物的溶解性。作为还原剂,优 选进一步包含抗坏血酸和硫酸等强酸中的至少任一种。例如,清洗液包含氟离子0.001? 0· 02 [mol/L]、硫酸0· 05?I [mol/L]、抗坏血酸0· 001?0· 2 [mol/L]。
[0108] 需要说明的是,也可以使用包含酸和还原剂的清洗液A'来代替清洗液A。作为酸, 优选强酸、特别是硫酸、盐酸和硝酸中的1种或2种以上。硫酸浓度为20wt%以上80wt% 以下、优选为50wt%以上80wt%以下。在硫酸浓度低于20wt%的情况下,基板表面容易 被蚀刻而变粗糙。在硫酸浓度高于80wt%的情况下,无法充分得到作为上述酸的作用。盐 酸、硝酸、磷酸和溴化氢的浓度为l〇wt%以下、优选为5wt%以下。在盐酸、硝酸、磷酸和溴 化氢的浓度高于l〇wt%的情况下,基板表面容易被蚀刻。作为酸,优选盐酸、硫酸、硝酸和 溴化氢,特别优选硫酸。另一方面,作为还原剂,优选氢、双氧水、硼氢化钠、硫酸羟胺、盐酸 羟胺、亚硝酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸氢钠、硫化钠、硫化铵、甲酸、抗坏血酸、草酸、 乙醛、碘化氢、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、亚磷酸钠、硫酸亚铁和氯化锡以及具有还原作用的螯 合剂(例如邻苯二酚类的氧化物)中的至少一种。关于该还原剂的浓度,双氧水的浓度为 lwt%以上10wt%以下、优选为3wt%以上10t%以下。在双氧水的浓度低于lwt%的情况 下,无法充分得到作为上述还原剂的作用。即便使双氧水的浓度高于l〇wt%,作为上述还 原剂的作用也不会有太大提高。关于双氧水以外的还原剂的浓度,存在溶解度的限制,为 0.Olwt%以上5wt%以下、优选为0.Iwt%以上5wt%以下。在双氧水以外的还原剂的浓度 低于0.Olwt%的情况下,无法充分得到作为上述还原剂的作用。即便使双氧水以外的还原 剂的浓度高于5wt%,作为上述还原剂的作用也不会有太大提高。作为还原剂,优选抗坏血 酸和过氧化氢、特别优选过氧化氢。氧化剂与还原剂的组合典型地有浓硫酸和过氧化氢。另 夕卜,此时,清洗液的液温更优选为50°C以上100°C以下。通过为50°C以上,可以进一步提高 氧化铈等稀土类氧化物的溶解性。
[0109] 另外,由于在国际公开W02011/125894中有记载,因此此处不详细描述,但清洗液 B可以不使玻璃基板的表面变粗糙而将氧化铁(III)、四氧化三铁等氧化铁或氢氧化铁等 溶解。需要说明的是,作为包含羧酸的酸,可以使用草酸、苹果酸、酒石酸、富马酸、柠檬酸 等,草酸由于还原力高而特别优选。包含羧酸的酸的浓度优选为0.Olmol/L?0. 5mol/L的 范围内。若浓度低于该范围内,则清洗效果有时不足。另外,若高于该范围内,则清洗处理 的成本有时升高。另外,铁的2价离子的浓度优选为0.OOOlmol/L?0.Olmol/L的范围内。 若浓度低于该范围内,则清洗效果有时不足。另外,若高于该范围内,则清洗处理的成本有 时升高。铁的2价离子例如可以通过将硫酸亚铁胺、硫酸亚铁、草酸亚铁等添加到清洗液中 来进行供给。
[0110] 本实施方式的研磨磨粒中含有的非氧化锆物质不限于上述物质。例如,也可以使 用二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铝、氧化铜(CuO)、二氧化猛(MnO2)或四氧化三猛 (Mn3O4)等氧化锰。在含有二氧化钛的情况下,若研磨后的清洗液中含有过氧化氢则可得到 高溶解效果,因而优选。另外,在含有氧化锌(ZnO)、氧化铝、氧化铜(CuO)、氧化锰的情况 下,若使用上述清洗液A则可以得到高溶解效果,因而优选。
[0111] 如上所述,本实施方式的主表面研磨工序中,作为研磨磨粒的主要成分的氧化锆 颗粒的表面的一部分由非氧化锆物质构成,且利用非氧化锆物质容易发生溶解的清洗液进 行研磨后的清洗,因此氧化锆颗粒难以残留或附着于玻璃坯板G的侧壁面。另一方面,如上 所述,专利文献2?4中记载了含有包含铈和氧化锆的复合氧化物颗粒的研磨液组合物,但 这样的复合氧化物颗粒无法得到与本实施方式的研磨磨粒同样的效果。其理由如下所述。 即,在本实施方式的研磨磨粒中,氧化锆与非氧化锆物质的结合部分为氧化锆和非氧化锆 物质固溶的状态,多半是非氧化锆物质以结晶或无定形的状态残留,因此通过用清洗液使 该非氧化锆物质溶解,可以得到良好的清洗性。另一方面,专利文献2?4中记载的复合氧 化物颗粒由于氧化铈与氧化锆均匀地相互溶合而形成了 1个固相,因此例如无法使用上述 清洗液A将复合氧化物颗粒溶解除去。
[0112] 本研磨工序中,关于使研磨液中含有作为主要成分的氧化锆颗粒的表面的一部分 由非氧化锆物质构成的研磨磨粒所产生的作用,参照图4进行说明。
[0113] 图4是示出玻璃坯板G容纳在载具30的孔部31中的状态的图。如图4所示,在研 磨装置的载具30中容纳有玻璃坯板G的状态下,为了使玻璃坯板G能够从载具30装卸,在 载具30与玻璃坯板G之间在水平方向(即与玻璃坯板G的主表面平行的方向)设有少许 的间隙CL。即,作为研磨对象的玻璃坯板G的外径记为D1、载具30的孔部31的直径(玻 璃坯板所抵接的抵接面的直径)记为D2时,D2 >Dl成立。由此,在研磨中,研磨液中的研 磨磨粒会进入玻璃坯板G的侧壁面Gt与形成载具30的孔部31的侧壁面30t之间的间隙 CL0
[0114] 在研磨加工中,玻璃还板G在板厚方向上通过定盘施加有负荷且对于与主表面平 行的方向而言在未被束缚在载具30的孔部31内的状态下运动。此时,玻璃坯板G的侧壁 面Gt抵接于形成孔部31的侧壁面30t,同时进入了间隙CL的研磨磨粒被按压至玻璃坯板 G的侧壁面Gt。此时,作为研磨磨粒的主要成分的氧化锆颗粒的表面的一部分由非氧化锆 物质构成,因此即使研磨磨粒被按压至玻璃坯板G的侧壁面Gt,氧化锆颗粒对于玻璃表面 的接触面积也少,因此按压时对于玻璃表面的粘合力弱,通过将存在于研磨磨粒的表面的 非氧化锆物质溶解除去,认为可以容易地使研磨磨粒从玻璃表面脱离。
[0115] (6-3)玻璃还板的主表面的表面凹凸
[0116] 第1研磨工序中,对于玻璃坯板的主表面的表面凹凸,进行研磨使得算术平均粗 糙度(Ra)为0· 5nm以下且使微观波纹度(MW-Rq)为0· 5nm以下。此处,微观波纹度可以以 RMS(Rq)值表示,RMS(Rq)值是作为主表面整面的波动间距为100μm?500μm的粗糙度而 算出的,例如可以使用光学式表面粗糙度计进行计测。
[0117] 主表面的粗糙度以根据JISB0601 :2001所规定的算术平均粗糙度Ra表示, 例如可以用扫描型探针显微镜(原子力显微镜;AFM)进行计测。本申请中,可以使用在 ΙμπιΧΙμπι见方的测定区域中以512X512像素的分辨率进行测定时的算术平均粗糙度 Ra0
[0118] 需要说明的是,算术平均粗糙度Ra也可以使用触针式表面粗糙度测定机进行测 定。
[0119] (7)化学强化工序
[0120] 接着,对第1研磨后的玻璃坯板进行化学强化。
[0121] 作为化学强化液,可以使用例如硝酸钾盐和硫酸钠盐的混合熔液等。
[0122] 如此,通过将玻璃坯板浸渍在化学强化液中,玻璃坯板的表层的锂离子和钠离子 分别被化学强化液中的离子半径相对大的钠离子和钾离子所取代,玻璃坯板得到強化。
[0123] (8)第2研磨工序
[0124] 接着,对经过化学强化而被充分清洗的玻璃坯板实施最终研磨。最终研磨的加工 余量为5μπι以下。最终研磨的目的在于主表面的镜面研磨。最终研磨中,例如使用在第1 研磨中使用的研磨装置。此时,与第1研磨不同的点在于游离磨粒的种类、颗粒尺寸不同和 树脂抛光材料(步y7シ々)的硬度不同。作为最终研磨中使用的游离磨粒,例如使用悬 浮在衆料中的胶态二氧化娃等微粒(颗粒尺寸:直径为IOnm?50nm左右)。
[0125] 使用中性洗涤剂、纯水、IPA等对研磨后的玻璃坯板进行清洗,由此得到磁盘用玻 璃基板。
[0126] 以上,逐个工序对本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法进行了说明,但工序 的顺序不限于上述的顺序。
[0127] 需要说明的是,第2研磨工序中,胶态二氧化硅等颗粒被供给到玻璃坯板与载具 的孔部之间,由此可以将对玻璃坯板的侧壁面进行研磨而附着于侧壁面的氧化锆颗粒除 去。
[0128][磁盘]
[0129] 对于磁盘,可以使用磁盘用玻璃基板按如下方式得到。
[0130] 磁盘构成例如为:在磁盘用玻璃基板(下面简称为"基板")的主表面上,自接近主 表面起至少依次层积有附着层、底层、磁性层(磁记录层)、保护层、润滑层。
[0131] 例如,将基板导入进行抽真空后的成膜装置内,利用DC磁控溅射法在Ar气氛中, 在基板的主表面上依次成膜出附着层至磁性层。作为附着层可以使用例如CrTi,作为底层 可以使用例如CrRu。作为磁性层,可以使用例如CoPt系合金。另外,也可以形成Lltl有序 结构的CoPt系合金、FePt系合金来形成热辅助磁记录用的磁性层。上述成膜后,例如通过 CVD法使用C2H4成膜出保护层,接着对表面进行导入氮的氮化处理,由此可以形成磁记录介 质。之后,例如通过浸渍涂布法在保护层上涂布PFPE(全氟聚醚),由此可以形成润滑层。
[0132] 另外,在附着层与磁记录层之间,可以利用溅射法(包括DC磁控管溅射法、RF磁 控管溅射法等)、真空蒸镀法等公知的成膜方法形成SUL(软磁性层)、种子层、中间层等。
[0133] 所制作的磁盘优选与搭载有DFH(Dynamic Flying Height)控制机构的磁头一起 安装在作为磁记录再现装置的HDD (Hard Disk Drive)中。
[0134][实施例、比较例]
[0135] 为了确认本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的效果,制作了由以下的玻璃 的组成构成的磁盘用玻璃基板。
[0136][玻璃的组成]·
[0137] 由如下组成构成的无定形的铝硅酸盐玻璃:以质量%表示,具有Si0265 . 08%、 Al20315. 14%,Li2O3. 61%,Na2O10. 68%,K2O0. 35 %,MgO0. 99%,CaO2. 07%, ZrO2L98%、Fe2O3O. 10%、,其玻璃化转变温度为510°C。
[0138] 依次进行本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的各工序。
[0139]此处,
[0140] (1)的玻璃坯板的成型使用了模压成型方法。磨光中使用了游离磨粒。
[0141] (4)的端面研磨中,使用氧化铈作为游离磨粒,利用研磨刷进行了研磨。
[0142](5)的利用固定磨粒的磨削中,使用磨削装置进行磨削,该磨削装置中,将用树脂 粘合剂固定了金刚石磨粒的片粘贴在定盘上。
[0143] (6)的第1研磨(主表面研磨)中,使用图1和图2的研磨装置研磨60分钟。研 磨条件如下:研磨垫:硬质氨基甲酸酯垫(JIS-A硬度:80?100)、研磨负荷:120g/cm2、定 盘转速:30rpm。关于研磨液和清洗液,如后所述。
[0144](7)的化学强化中,使用硝酸钾盐与硝酸钠盐的混合熔液等作为化学强化液。
[0145] (8)的第2研磨中,使用与图1和图2的研磨装置同样的另一研磨装置。此时,抛 光材料使用软质抛光材料(绒面革)的研磨垫(ASKERC硬度为75的发泡聚氨酯),将平均 粒径为30μm的胶态二氧化硅作为磨粒。使用中性清洗液和碱性清洗液对最终研磨后的玻 璃坯板进行了清洗。由此,得到了磁盘用玻璃基板。
[0146] ⑷比较例1、2
[0147] 比较例1、2中均使用了以下的研磨液。关于比较例1、2中使用的清洗液,如后所 述。
[0148] 研磨液:研磨磨粒包含10重量%的利用湿式法所制作的氧化锆磨粒。氧化锆磨粒 的1次粒径为llOnm,利用粒度分布计得到的氧化错磨粒的平均粒径(D50)为0. 5μm。
[0149] 另外,使用基于CuKα1射线(λ=1.5405A)啲粉末X射线衍射装置(MacScience制 造MXP-18),根据谢乐公式计算出了氧化锆颗粒的微晶直径。此时,着眼于氧化锆的晶体结 构,如下计算出微晶直径。在计算具有单斜晶的晶体结构的氧化锆颗粒的微晶直径时,关于 在2Θ区域28. 0°?28. 3°内有顶点的第1峰、和在2Θ区域31. 3°?31.6°内有顶点 的第2峰计算出微晶直径,将其平均值作为微晶直径。在计算具有四方晶或立方晶的晶体 结构的氧化锆颗粒的微晶直径时,使用在2Θ区域29.6°?30.3°内有顶点的第1峰计算 出微晶直径。
[0150] 需要说明的是,粉末X射线衍射光谱的解析利用了I⑶D(InternationalCentre forDiffractionData,国际衍射数据中心)的数据。
[0151] (B)实施例1?4
[0152] 实施例1?4中,所使用的研磨液与比较例1不同。
[0153] ?研磨液:研磨磨粒包含10重量%的利用湿式法所制作的氧化锆磨粒。氧化锆磨 粒的1次粒径为llOnm,利用粒度分布计得到的氧化错磨粒的平均粒径(D50)为0. 5μm。研 磨磨粒以氧化锆颗粒为主要成分,使该氧化锆颗粒的表面的一部分由氧化铈构成。氧化铈 的含量均为15摩尔%。研磨液的pH调整为10。
[0154] 具体来说,实施例1?4的研磨磨粒如下制作。需要说明的是,在以下说明中,除 非特殊声明,否则双氧水和氨水的浓度为30 %。
[0155] 首先,在RO水500mL中溶解氧氯化锆八水合物180g,向其中添加双氧水175mL进 行搅拌,接着添加氨水55mL,将该溶液在带回流冷凝器的烧瓶内以94?100度加热约40小 时,其后加热浓缩至150mL,得到包含氢氧化锆的溶胶(SI)。
[0156] 将硝酸铈(III)六水合物50g溶解于RO水500mL中,向其中添加双氧水175mL并 搅拌,接着添加氨水55mL,将该溶液在带回流冷凝器的烧瓶内以94度?100度加热约40小 时,其后加热浓缩至150mL,得到包含氢氧化铈的溶胶(S2)。
[0157] 调整在RO水50mL中溶解了氧氯化锆八水合物IOg的水溶液,添加至包含氢氧化 锆的溶胶(Sl)150mL中,得到包含氢氧化锆的溶胶(S3)200mL。
[0158] 另外,调整在RO水50mL中溶解了硝酸铈(III)六水合物25g的水溶液,添加至包 含氢氧化铺的溶胶(S2)150mL中,得到包含氢氧化铺的溶胶(S4)200mL。
[0159] 向包含氢氧化锆的溶胶(S3) 200mL中慢慢地加入包含氢氧化铈的溶胶 (S4)200mL,在40°C?50°C保持约8小时,同时在带回流冷凝器的烧瓶内进行搅拌。另外, 此时,通过改变包含氢氧化锆的溶胶(S3)与包含氢氧化铈的溶胶(S4)的混合比例,可以调 整最终的研磨磨粒中的氢氧化铈的含量。
[0160] 其后,慢慢地加入双氧水50mL,接着慢慢地添加氨水20mL,将该溶液在带回流冷 凝器的烧瓶内在94度?100度的范围加热约30小时。其后,加热浓缩至150mL,得到包含 氢氧化锆和氢氧化铈的溶胶。为了从该溶胶中除去氯化物离子等,添加了氨水或氢氧化钾 等碱性水溶液。此时,pH为10?13即可。通过使水溶液为碱性,可以容易地使溶胶简易 凝集,可以进行固液分离。除去该上清液,用RO水反复进行5次以上的倾滗。将倾滗后的 沉淀物用丙酮或乙醇置换后,进行过滤、干燥,以烧制温度1000度烧制约3小时。
[0161] 此处得到的粉末为氧化锆-氧化铈的复合氧化物,相当于图3的(c)所示的结构 的复合颗粒。通过粉末X射线衍射光谱进行解析的结果,氧化锆的晶体结构的单斜晶,未得 到相当于四方晶或立方晶的晶体结构的氧化锆。氧化锆的微晶直径为40nm。氧化铈的晶体 结构为立方晶,微晶直径为30nm。通过调整制作包含氢氧化锆的溶胶(SI)时的加热时间、 制作包含氧化铈的溶胶(S2)时的加热时间、烧制温度,可以制作具有不同尺寸的微晶直径 的氧化锆和氧化铈。
[0162] 为了统一粒度分布,对烧制后得到的粉末进行破碎?粉碎,其后实施了分级。关于 破碎?粉碎,使用市售的球磨机、锤式粉碎机、或珠磨机等即可,关于分级;使用市售的分级 机即可,使用利用了筛或气流的干式分级机或液体旋风分离器等湿式分级机即可。
[0163] 与比较例的情况同样地计算出研磨磨粒的微晶直径。此时,着眼于构成研磨磨粒 的氧化锆和氧化铈的晶体结构,如下计算出微晶直径。关于由单斜晶的氧化锆和立方晶的 氧化铈构成的研磨磨粒,关于单斜晶的氧化锆的微晶直径,与比较例同样地计算,关于立 方晶的氧化铈,对在2Θ区域28. 4°?28. 7°内有顶点的第1峰、在2Θ区域32. 9°? 33. 2°内有顶点的第2峰、在2Θ区域47. 3°?47. 6°内有顶点的第3峰计算出微晶直径, 将其平均值作为该立方晶的氧化铈的微晶直径。与比较例同样地,在粉末X射线衍射光谱 的解析中利用了I⑶D的数据。
[0164] 如表1所示,实施例1?4中氧化铈(CeO2)的微晶直径各自不同。
[0165] 关于实施例1?4以及比较例1,均为以下的清洗液。
[0166] ?清洗液:为上述清洗液A,硫酸的浓度:0·5mol/L,抗坏血酸的浓度:0·05mol/L, 氟硅酸的浓度:〇. 〇12mol/L。玻璃表面的蚀刻量为单面20nm。
[0167] (C)实施例5?8
[0168] 实施例5?8中,所使用的研磨液与比较例2不同。
[0169] ?研磨液:研磨磨粒包含10重量%的利用湿式法所制作的氧化锆磨粒。氧化锆磨 粒的1次粒径为llOnm,利用粒度分布计得到的氧化错磨粒的平均粒径(D50)为0. 5μm。研 磨磨粒以氧化锆颗粒为主要成分,使该氧化锆颗粒的表面的一部分由氧化铁(III)构成。 氧化铁(III)的含量均为15摩尔%。研磨液的pH调整为10。
[0170] 具体来说,实施例5?8的研磨磨粒如下制作。
[0171] 首先,利用与上述实施例的研磨磨粒的制作方法相同的方法得到了氢氧化锆 (S3)。将硫酸亚铁胺六水合物45g溶解于RO水500mL中,向其中添加双氧水IOOmL并搅拌, 接着添加氨水40mL,将该溶液在带回流冷凝器的烧瓶内以94度?100度加热约26小时,其 后,加热浓缩至100mL,得到包含氢氧化铁的溶胶(S5)。接着,调整在RO水IOOmL中溶解了 硫酸亚铁胺六水合物IOg的水溶液,添加至包含氢氧化铁的溶胶(S5)IOOmL中,得到包含氢 氧化铁的溶胶(S6)200mL。
[0172] 向包含氢氧化锆的溶胶(S3) 200mL中慢慢地加入包含氢氧化铁的溶胶 (S6)200mL,在40°C?50°C保持约8小时,同时在带回流冷凝器的烧瓶内进行搅拌。另外, 此时,通过改变包含氢氧化锆的溶胶(S3)与包含氢氧化铁的溶胶(S6)的混合比例,可以调 整最终的研磨磨粒中的氢氧化铁的含量。
[0173] 其后,慢慢地加入双氧水60mL,接着慢慢地添加氨水40mL,将该溶液在带回流冷 凝器的烧瓶内在94度?100度的范围加热约30小时。其后,加热浓缩至150mL,得到包含 氢氧化锆和氢氧化铁的溶胶。
[0174] 倾滗、碱处理、丙酮处理、干燥、烧制、微晶直径的调整、破碎?粉碎、分级与上述实 施例1?4的研磨磨粒的制作方法相同。
[0175] 此处得到的粉末为氧化锆-氧化铁的复合氧化物,相当于图3的(c)所示的结构 的复合颗粒。通过粉末X射线衍射光谱进行解析的结果,氧化锆的晶体结构为单斜晶,未得 到相当于四方晶或立方晶的晶体结构的氧化锆。氧化锆的微晶直径为40nm。氧化铁的晶体 结构为菱面体晶,微晶直径为20nm。
[0176] 需要说明的是,与上述实施例1?4的研磨磨粒的制作方法同样地,通过调整制作 包含氢氧化锆的溶胶(SI)时的加热时间、制作包含氢氧化铁的溶胶(S5)时的加热时间、烧 制温度,可以制作具备不同尺寸的微晶直径的氧化锆和氧化铁。
[0177] 与比较例的情况同样地计算出研磨磨粒的微晶直径。此时,着眼于构成研磨磨粒 的氧化锆与氧化铁(III)的晶体结构,如下计算出微晶直径。关于由单斜晶的氧化锆和菱 面体晶的氧化铁(III)构成的研磨磨粒,关于单斜晶的氧化锆的微晶直径,与比较例同样 地进行计算,关于菱面体晶的氧化铁(III),将利用在2Θ区域33.0°?33.3°内有顶点的 第1峰所计算的值作为微晶直径。与比较例同样地,在粉末X射线衍射光谱的解析中利用 了ICDD的数据。
[0178] 如表2所示,实施例5?8中,氧化铁(III) (Fe2O3)的微晶直径各自不同。
[0179] 关于实施例5?8以及比较例2,均为以下的清洗液。
[0180] ?清洗液:为上述清洗液B,草酸的浓度:0. 022mol/L,苹果酸的浓度:0. 04mol/L, 硫酸亚铁胺的浓度:〇. 〇〇〇78mol/L,用氢氧化钾将pH调整为2。与清洗工序并行地,通过紫 外线照射对清洗液所含有的2价铁离子的络合物被氧化所生成的3价铁离子的络合物进行 了还原。
[0181] 关于比较例1、比较例2、实施例1?8的玻璃坯板,对第1研磨中的清洗性进行了 评价,为表1和表2所示的结果。需要说明的是,关于在第一研磨工序后实施了清洗和干燥 的玻璃坯板,进行了上述评价。
[0182] 在清洗性的评价时,通过光学显微镜观察玻璃坯板表面的缺陷,进行了标记。关于 标记的缺陷,使用扫描型电子显微镜和能量色散型X射线分析装置进行了元素分析。在检 测出研磨材料所含有的金属元素(Zr、Ce或Fe)时,判断为其缺陷是起因于研磨磨粒的颗 粒。
[0183] 在表1和表2中,清洗性的评价如下进行:关于研磨加工后的基板,用光学显微镜 标记了 20个缺陷,在其中测定起因于研磨磨粒的颗粒的数量,基于下述基准进行了清洗性 的评价。?、〇、Λ为合格。
[0184] ◎(极好):2个以下
[0185] 〇(好):3个或4个
[0186] Λ(普通):5个或6个
[0187] 父(差):7个以上
[0188] 【表1】
[0189]
【权利要求】
1. 一种磁盘用玻璃基板的制造方法,所述磁盘用玻璃基板的制造方法包括以下工序: 研磨工序,利用研磨液对玻璃基板的表面的至少一部分进行研磨,该研磨液包含以氧化锆 为主要成分的磨粒作为研磨剂;和清洗工序,对所述研磨工序后的玻璃基板进行清洗; 在所述以氧化锆为主要成分的磨粒的表面的一部分形成有作为氧化锆以外的物质的 非氧化锆物质, 在所述清洗工序中,使所述玻璃基板的经研磨的表面与可溶解所述非氧化锆物质的清 洗液接触。
2. 如权利要求1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 在所述以氧化锆为主要成分的磨粒中,所述非氧化锆物质的微晶直径为l〇nm以上。
3. 如权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 在所述研磨工序中,按照研磨后的所述玻璃基板的主表面的算术平均粗糙度(Ra)为 1. 5nm以下的方式,对所述玻璃基板的主表面进行研磨。
4. 如权利要求1?3中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 在所述研磨工序中,按照研磨后的所述玻璃基板的端面的算术平均粗糙度(Ra)为 50nm以下的方式,对所述玻璃基板的端面进行研磨。
5. 如权利要求1?4中任一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 所述非氧化锆物质为选自由氧化铈、氧化铁、二氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铜以及氧 化锰组成的组中的至少任一种物质。
6. 如权利要求5所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 所述非氧化锆物质为氧化铈, 所述清洗液含有氟离子。
7. 如权利要求5所述的磁盘用玻璃基板的制造方法,其特征在于, 所述非氧化锆物质为氧化铁, 所述清洗液含有包含羧酸的酸和铁的2价离子。
【文档编号】G11B5/73GK104508741SQ201380038855
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】饭泉京介, 山口智行, 田本宏一, 岩间健太 申请人:Hoya株式会社