JP2014111238A - ガラス基板の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被洗浄ガラス基板に洗浄剤組成物を接触させることを含み、前記洗浄剤組成物が、窒素原子を1個以上10個以下含むアミンと、無機アルカリとを含有し、前記アミンの含有量が、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下であり、前記被洗浄ガラス基板が結晶化ガラス基板であり、洗浄時の洗浄剤組成物のpHが9.00以上11.50以下である、ガラス基板の洗浄方法。
【選択図】なし
Description
(1)研磨液組成物を用いて被研磨ガラス基板を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
該態様において、前記洗浄剤組成物は、窒素原子を1個以上10個以下含むアミンと、無機アルカリとを含有する。前記アミンの含有量は、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下である。前記被洗浄ガラス基板は、結晶化ガラス基板である。また、洗浄時の洗浄剤組成物のpHは、9.00以上11.50以下である。
本開示において洗浄の対象である被洗浄ガラス基板、及び/又は、研磨の対象である被研磨ガラス基板は、結晶化ガラス基板である。本開示において「結晶化ガラス基板」とは、ガラス中に結晶相を含んだガラスのことで、限定されない一又は複数の実施形態において、結晶相の主成分としてスピネル系化合物及び/又はガーナイトが用いられている基板をいう。結晶化ガラス基板は、アモルファスガラス基板とは異なるものであり、例えば、X線回析分析による、結晶部由来のピークの有無から区別できる。結晶化ガラスは、例えば、特定組成のアモルファスガラスを熱処理して結晶化を促進して製造することができるが、これらに限定されない。
本開示にかかる洗浄剤組成物は、一態様において、窒素原子を1個以上10個以下含むアミンと、無機アルカリとを含有する。本開示にかかる洗浄剤組成物は、一態様において、結晶化ガラス基板の洗浄方法において被洗浄結晶化ガラス基板に接触させて使用され、その他の態様において、結晶化ガラスハードディスク基板の製造方法における研磨工程後の結晶化ガラス基板の洗浄に使用される。
本開示にかかる洗浄剤組成物のpHは、洗浄時において、9.00以上で11.50以下である。洗浄後の表面粗さの悪化を抑制する観点から、好ましくは11.00以下、より好ましくは10.70以下である。本開示にかかる洗浄剤組成物のpHは、洗浄性を向上する観点から、洗浄時において好ましくは9.50以上、より好ましくは10.00以上、さらに好ましくは10.50以上、よりさらに好ましくは10.90以上、よりさらに好ましくは11.00以上であり、そしてまた、11.50以下である。本開示において「洗浄時」とは、一又は複数の実施形態において、洗浄工程を行うときをいう。また、洗浄剤組成物は、貯蔵及び輸送の観点から、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。よって、本開示において「洗浄時」とは一又は複数の実施形態において、希釈された状態をいう。なお、上記のpHは、25℃における洗浄剤組成物の使用時のpHであり、pHメータ(東亜電波工業株式会社、HM−30G)を用いて測定でき、電極の洗浄剤組成物への浸漬後3分後の数値である。
本開示にかかる洗浄剤組成物に含まれるアミンは、一態様において、窒素原子を1個以上10個以下含む。ただし、エチレンジアミン四酢酸などのアミノカルボン酸類はキレート剤とし、窒素原子1個以上10個以下を含むアミンには含まないとする。アミンに含まれる窒素原子の数は、洗浄性向上の観点から、10個以下であり、好ましくは8個以下、より好ましくは6個以下、さらに好ましくは3個以下、よりさらに好ましくは2個以下である。アミンに含まれる窒素原子の数は、洗浄後の表面粗さの悪化を抑制する観点から、1個以上であり、好ましくは2個以上、より好ましくは5個以上、そして、好ましくは6個以下である。また、アミンの窒素原子の数は、一又は複数の実施形態において、洗浄性向上と表面粗さの悪化の抑制を両立する観点から、1個以上10個以下、2個以上8個以下、又は2個以上3個以下である。
本開示にかかる洗浄剤組成物に含まれる無機アルカリは、一態様において、特に制限されないが、洗浄性向上の観点から、アルカリ金属水酸化物が好ましく、より好ましくは水酸化ナトリウム及び/又は水酸化カリウムである。
本開示にかかる洗浄剤組成物には、アミンと無機アルカリ以外に、ノニオン活性剤、可溶化剤、アニオンポリマー、キレート剤、酸化防止剤、防腐剤等が含まれてもよい。
本開示にかかる洗浄剤組成物には、洗浄剤組成物の洗浄性の向上の観点から、ノニオン活性剤を含むことが好ましい。本発明の洗浄剤組成物に含まれる、ノニオン活性剤としては、例えば、下記の一般式(II)で表されるノニオン活性剤が、洗浄剤組成物の洗浄性の向上の観点から好ましい。
R-O-(EO)o(PO)p-H (II)
[式(II)において、Rは炭素数6以上16以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、EOはエチレンオキシ基であり、POはプロピレンオキシ基であり、oはEO、pはPOの平均付加モル数であり、oは0以上20以下の数であり、pは0以上5以下の数である。]
本開示にかかる洗浄剤組成物には、洗浄剤組成物の保存安定性向上の観点から、p-トルエンスルホン酸、ジメチルベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸、2-エチルヘキサン酸、及びこれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の可溶化剤を含むことが好ましい。洗浄剤組成物の保存安定性向上の観点から、p-トルエンスルホン酸ナトリウムを含むことがより好ましい。
本開示にかかる洗浄剤組成物は、洗浄性向上の観点から、アニオンポリマーを含むことが好ましい。アニオンポリマーとしては例えば、カルボン酸系重合体が挙げられる。前記カルボン酸系重合体としては、アクリル酸重合体、メタクリル酸重合体、マレイン酸重合体、アクリル酸/メタクリル酸の共重合体、アクリル酸/マレイン酸の共重合体、メタクリル酸/アクリル酸メチルエステルの共重合体などのメタクリル酸又はアクリル酸を構成単位に含むアニオンポリマーが挙げられるが、アクリル酸(AA)と2―アクリルアミド―2―メチルプロパンスルホン酸(AMPS)の共重合体が好ましく、AAとAMPSのモル比が91/9〜95/5である共重合体がより好ましい。アニオンポリマーは、ポリマー中の一部又は全部のアニオン部分が、アルカリ金属と塩を形成しても良い。水への溶解性の観点からアニオンポリマーはナトリウム塩が好ましい。
本開示にかかる洗浄剤組成物は、洗浄性の向上の観点から、キレート剤を含むことが好ましい。キレート剤としては、グルコン酸、グルコヘプトン酸などのアルドン酸類;エチレンジアミン四酢酸などのアミノカルボン酸類;クエン酸、リンゴ酸などのヒドロキシカルボン酸類;1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸などのホスホン酸類;及びこれらのアルカリ金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。これらの中でも、グルコン酸ナトリウム、グルコヘプトン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、又は1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸が好ましく、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸がより好ましい。これらのキレート剤は、単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
本開示にかかる洗浄剤組成物は、水を含む。前記水は、溶媒としての役割を果たすことができるものであれば特に制限はなく、例えば、超純水、純水、イオン交換水、又は蒸留水等を挙げることができるが、超純水、純水、又はイオン交換水が好ましく、超純水がより好ましい。尚、純水及び超純水は、例えば、水道水を活性炭に通し、イオン交換処理し、さらに蒸留したものを、必要に応じて所定の紫外線殺菌灯を照射、又はフィルターに通すことにより得ることができる。尚、洗浄剤組成物は、溶媒として上記水に加えて水系溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)をさらに含んでいてもよいが、洗浄剤組成物に含まれる溶媒は水のみからなることが好ましい。
本開示ではアミンと無機アルカリを用いることで表面粗さの悪化を抑制することができるが、配合する無機アルカリに由来するアルカリ金属以外に、キレート剤やアニオンポリマーの塩等の対イオンに由来するアルカリ金属イオンが含まれ、無機アルカリと同様に作用すると考えられる。このため、表面粗さの悪化の抑制と洗浄性の向上に対しては、アミンと無機アルカリの比率ではなく、アミンとアルカリ金属イオンの量比を特定することが好ましい。本開示にかかる洗浄剤組成物に含まれるアミンとアルカリ金属イオンの質量比、(アミンの含有量)/(アルカリ金属イオンの含有量)は、洗浄後の表面粗さの悪化を抑制する観点から0.50以上が好ましく、1.18以上がより好ましく、1.80以上がさらに好ましい、そして、12.00以下が好ましく、4.00以下がより好ましく、2.00以下がさらに好ましい。また、アミンとアルカリ金属イオンの質量比は、洗浄性向上の観点から0.60以上が好ましく、0.80以上がより好ましい、そして、12.00以下が好ましく、1.15以下がより好ましい。アミン/アルカリ金属イオンの質量比は、洗浄剤組成物中の無機アルカリ総量を原子吸光法で測定し、その結果から算出して得ることができる。
本開示にかかる洗浄剤組成物は、各成分を混合することにより、調製することができる。洗浄剤組成物は、貯蔵及び輸送の観点から、通常、濃縮液として製造され、これを使用時に希釈する場合が多い。洗浄剤組成物は、そのまま使用してもよいし、洗浄剤組成物の濃縮液を調整し希釈して使用してもよい。洗浄剤組成物の濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度や洗浄条件等に応じて適宜決定できる。洗浄後の表面粗さの悪化を抑制する観点から、洗浄剤組成物の濃縮液を10質量%以下に希釈することが好ましく、5質量%以下に希釈することがより好ましい。また、洗浄性の観点から、洗浄剤組成物の濃縮液を0.005質量%以上に希釈することが好ましく、0.3質量%以上に希釈することがより好ましく、1質量%以上に希釈することがさらに好ましい。
本開示にかかる洗浄剤組成物の濃縮液は、各成分を混合することにより調製することができる。水以外の各成分の含有量は洗浄剤組成物と同様である。洗浄剤組成物の濃縮液の水の含有量は、貯蔵及び輸送の観点から、95.00質量%以下が好ましく、90.00質量%以下がより好ましく、そして、同様の観点から60.00質量%以上が好ましく、70.00質量%以上がより好ましい。したがって、本開示にかかるガラス基板の洗浄方法は、一又は複数の実施形態において、前記洗浄剤組成物の濃縮液を希釈することを含む。
本開示にかかるガラス基板の洗浄方法は、本開示にかかる洗浄剤組成物を用いて結晶化ガラスである被研磨結晶化ガラス基板を研磨する方法であり、一又複数の実施形態において、被洗浄結晶化ガラス基板に本開示にかかる洗浄剤組成物を接触させる工程を含む。この工程の一又複数の実施形態として、(a)結晶化ガラスである被洗浄結晶化ガラス基板を洗浄剤組成物に浸漬する方法、及び/又は、(b)洗浄剤組成物を射出して、結晶化ガラスである被洗浄結晶化ガラス基板の表面上に洗浄剤組成物を供給する方法が挙げられる。
一般に、ガラスハードディスク基板は、溶融ガラスの型枠プレス又はシートガラスから切り出す方法によって結晶化ガラス基材を得る工程から、形状加工工程、端面研磨工程、粗研削工程、精研削工程、粗研磨工程、仕上げ研磨工程、化学強化工程を経て製造される。化学強化工程は仕上げ研磨工程の前に施しても良い。また各工程の間には洗浄工程が含まれることがある。ガラスハードディスク基板は、最終の洗浄工程の後に記録部形成工程を経ることで磁気ハードディスクとなる。本発明では結晶化ガラスのガラスハードディスク基板が対象となる。
(1)研磨液組成物を用いて被研磨結晶化ガラス基板を研磨する工程。
(2)工程(1)で得られた基板を、本開示にかかる洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程。
本開示は、その他の一態様において、ガラスハードディスク基板表面の洗浄方法に関する。その一又は複数の実施形態において、ガラス表面を有し当該ガラス表面に対して研磨剤組成物を用いた研磨が施された被洗浄結晶化ガラス基板を、本発明の洗浄剤組成物を用いて洗浄する洗浄工程を含む。この工程の一又複数の実施形態として、(a)被洗浄結晶化ガラス基板を洗浄剤組成物に浸漬する方法、及び/又は、(b)洗浄剤組成物を射出して、被洗浄結晶化ガラス基板の表面上に洗浄剤組成物を供給する方法が挙げられる。方法(a)及び(b)については、上述のとおりである。
(1)洗浄-1:本発明の洗浄剤組成物を入れた洗浄槽(a)を所定の温度に設定し、非洗浄基板を浸漬し、超音波を照射しながら洗浄する。
(2)すすぎ-1:超純水を入れたすすぎ槽(b)を所定の温度に設定し、非洗浄基板を洗浄槽(a)からすすぎ槽(b)に移して浸漬し、超音波を照射しながらすすぎをする。
(3)本開示にかかる洗浄剤組成物を入れた洗浄槽(c)、超純水を入れたすすぎ槽(d)を使用して再度(1)と(2)を繰り返す。
(4)洗浄−2:すすぎ槽内から被洗浄基板を、洗浄ブラシがセットされたスクラブ洗浄ユニット(A)に移し、洗浄ブラシに本発明の洗浄剤組成物を射出し、該洗浄剤組成物の存在下で洗浄ブラシを該基板の両面に回転させながら押し当てることにより、洗浄する。
(5)すすぎ−2:スクラブ洗浄ユニット(B)に被洗浄基板を移し、超純水を射出し、洗浄ブラシを該基板の両面に(4)と同様に回転させながら押し当てることにより、すすぎをする。
(6)スクラブ洗浄ユニット(A)と同様の条件で準備したスクラブ洗浄ユニット(C)、スクラブ洗浄ユニット(B)と同様の条件で準備したスクラブ洗浄ユニット(D)を使用して再度(4)と(5)を繰り返す。
(7)すすぎ−3: 被洗浄基板を、超純水を入れたすすぎ槽(e)に移し、すすぎをする。
(8)乾燥:被洗浄基板を、温純水を入れたすすぎ槽(f)に移し、浸漬した後、所定の速度で被洗浄基板を引き上げた後、完全に基板表面を乾燥させる。
被洗浄ガラス基板に洗浄剤組成物を接触させることを含み、
前記洗浄剤組成物が、窒素原子を1個以上10個以下含むアミンと、無機アルカリとを含有し、
前記アミンの含有量が、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下であり、
前記被洗浄ガラス基板が結晶化ガラス基板であり、
洗浄時の洗浄剤組成物のpHが9.00以上11.50以下である、ガラス基板の洗浄方法。
<3> 被洗浄結晶化ガラス基板の洗浄前の表面粗さRaが、1.70Å以上が好ましく、及び/又は、2.50Å以下が好ましく、2.20Å以下がより好ましい、<1>又は<2>
記載のガラス基板の洗浄方法。
<4> 前記洗浄剤組成物のpHが、洗浄時において9.00以上11.50以下であり、或いは、11.50以下、11.00以下が好ましく、10.70以下がより好ましく、及び/又は、9.00以上、9.50以上が好ましく、10.00以上がより好ましく、10.50以上がさらに好ましく、10.90以上がよりさらに好ましく、11.00以上がよりさらに好ましい、<1>から<3>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<5> 前記アミンには、エチレンジアミン四酢酸などのアミノカルボン酸類が含まれないことが好ましい、<1>から<4>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<6> 前記アミンに含まれる窒素原子の数が、10個以下、好ましくは8個以下、より好ましくは6個以下、さらに好ましくは3個以下、よりさらに好ましくは2個以下であり、及び/又は、1個以上、好ましくは2個以上、より好ましくは5個以上、そして、好ましくは6個以下であり、及び/又は、2個以上8個以下、又は2個以上3個以下である、<1>から<5>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<7> 前記アミンの分子量又は重量平均分子量が、500以下が好ましく、400以下がより好ましく、300以下がさらに好ましく、150以下がよりさらに好ましく、及び/又は、50以上が好ましく、100以上がより好ましく、及び/又は、40以上が好ましく、50以上がより好ましく、80以上がさらに好ましく、150以上がよりさらに好ましく、200以上がよりさらに好ましく、及び/又は、300以下が好ましく、250以下がより好ましい、<1>から<6>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<8> 前記アミンが、一般式(I)の化合物、アルカノールアミン及びピペラジン環を有する化合物からなる群から選ばれる1種以上である、<1>から<7>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<9> 前記アミンが、テトラエチレンペンタアミン、ペンタエチレンヘキサアミン、モノエタノールアミン、2‐[(2‐アミノエチル)アミノ]エタノール及び1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジンからなる群から選ばれる1種以上であることが好ましい、<1>から<8>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<10> 前記アミンの含有量が、水以外の成分の合計質量に対して、5.00質量%以上70.00質量%以下であり、及び/又は、8.00質量%以上が好ましく、15.70質量%以上がより好ましく、16.5質量%以上がさらに好ましく、及び/又は、50.00質量%以下が好ましく、45.00質量%以下がより好ましく、20.00質量%以下がさらに好ましく、及び/又は、8.00質量%以上が好ましく、15.00質量%以上がより好ましく、及び/又は15.70質量%以下が好ましい、<1>から<9>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<11> 前記無機アルカリの含有量が、アルカリ金属イオン量として、1.00質量%以上が好ましく、及び/又は、2.00質量%以下が好ましく、1.70質量%以下がより好ましく、及び/又は、1.00質量%が好ましく、1.50質量%以上がより好ましく、1.80質量%以上がさらに好ましい、<1>から<10>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<12> 前記洗浄剤組成物が、さらに、ノニオン活性剤を含むことが好ましく、前記ノニオン活性剤は、下記の一般式(II)で表されるノニオン活性剤がより好ましい、<1>から<11>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
R-O-(EO)o(PO)p-H (II)
[式(II)において、Rは炭素数6以上16以下の直鎖又は分岐鎖のアルキル基、oはEO、pはPOの平均付加モル数であり、oは0以上20以下の数であり、pは0以上5以下の数である。]
<13> 前記ノニオン活性剤の含有量が、水以外の成分の合計質量に対して、1.00質量%以上が好ましく、3.95質量%以上がより好ましく、4.20質量%以上がさらに好ましく、及び/又は、5.00質量%以下が好ましく、4.35質量%以下がより好ましく、及び/又は、1.00質量%以上が好ましく、1.50質量%以上がより好ましく、3.00質量%以上がさらに好ましく、及び/又は、5.00質量%以下が好ましく、3.95質量%以下がより好ましい、<12>記載のガラス基板の洗浄方法。
<14> 前記洗浄剤組成物が、さらに、p-トルエンスルホン酸、ジメチルベンゼンスルホン酸などの有機スルホン酸、2-エチルヘキサン酸、及びこれらの塩からなる群より選ばれる1種以上の可溶化剤を含むことが好ましい、<1>から<13>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<15> 前記可溶化剤の含有量が。水以外の成分の合計質量に対して、20.00質量%以上が好ましく、55.00質量%以上が好ましく、及び/又は、62.00質量%以下が好ましく、60.70質量%以下がより好ましく、及び/又は、20.00質量%以上が好ましく、50.00質量%以上がより好ましく、及び/又は、62.00質量%以下が好ましく、58.00質量%以下がより好ましく、55.00質量%以下がさらに好ましい、<14>記載のガラス基板の洗浄方法。
<16> 前記洗浄剤組成物が、さらに、アニオンポリマー、好ましくはカルボン酸系重合体、より好ましくはアクリル酸重合体、メタクリル酸重合体、マレイン酸重合体、アクリル酸/メタクリル酸の共重合体、アクリル酸/マレイン酸の共重合体及びメタクリル酸/アクリル酸メチルエステルの共重合体からなる群から選択される(共)重合体を含むことが好ましい、<1>から<15>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<17> 前記アニオンポリマーの含有量が、水以外の成分の合計質量に対して、2.50質量%以上が好ましく、6.30質量%以上がより好ましく、6.80重量%以上がさらに好ましく、及び/又は、7.50質量%以下が好ましく、6.95質量%以下がより好ましく、及び/又は、2.50質量%以上が好ましく、6.00質量%以上がより好ましく、及び/又は、7.50質量%以下が好ましく、6.6質量%以下がより好ましく、6.30質量%以下がさらに好ましい、<16>記載のガラス基板の洗浄方法。
<18> 前記洗浄剤組成物が、さらに、キレート剤、好ましくはグルコン酸、グルコヘプトン酸などのアルドン酸類;エチレンジアミン四酢酸などのアミノカルボン酸類;クエン酸、リンゴ酸などのヒドロキシカルボン酸類;1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸などのホスホン酸類;及びこれらのアルカリ金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい、<1>から<17>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<19>前記キレート剤の含有量が、水以外の成分の合計質量に対して、3.80質量%以上が好ましく、9.50質量%以上がより好ましく、10.20質量%以上がさらに好ましく、及び/又は、10.60質量%以下が好ましく、10.45質量%以下がより好ましく、及び/又は、3.80質量%以上が好ましく、9.20質量%以上がより好ましく、及び/又は、10.6質量%以下が好ましく、10.00質量%がより好ましく、9.40質量%以下がさらに好ましい、<18>記載のガラス基板の洗浄方法。
<20> 前記洗浄剤組成物の水の含有量が、98.50質量%以下が好ましく、99.70質量%以下がより好ましく、及び/又は、98.80質量%以上が好ましく、99.00質量%以上がより好ましい、<1>から<19>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<21> 前記洗浄剤組成物中の前記アミンとアルカリ金属イオンの質量比(アミンの含有量)/(アルカリ金属イオンの含有量)が、0.50以上12.00以下が好ましく、及び/又は、0.50以上が好ましく、1.18以上がより好ましく、1.80以上がさらに好ましく、及び/又は、12.00以下が好ましく、4.00以下がより好ましく、2.00以下がさらに好ましく、及び/又は、0.60以上が好ましく、0.80以上がより好ましく、及び/又は、12.00以下が好ましく、1.15以下がより好ましい、<1>から<20>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<22> 前記洗浄剤組成物の濃縮液を希釈することを含み、前記濃縮液の水の含有量は、95.00質量%以下が好ましく、90.00質量%以下がより好ましく、及び/又は、60.00質量%以上が好ましく、70.00質量%以上がより好ましい、<1>から<21>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<23> 前記被洗浄ガラス基板が、ガラスハードディスク基板用のガラス基板であることが好ましい、<1>から<22>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
<24> 以下の工程(1)及び(2);
(1)研磨液組成物を用いて被研磨ガラス基板を研磨する工程、及び、
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程、を含み、
前記洗浄剤組成物は、窒素原子を1個以上10個以下を含むアミンと、無機アルカリとを含有し、
前記アミンの含有量は、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下であり、
前記被研磨ガラス基板は、結晶化ガラス基板であり、
洗浄時の洗浄剤組成物のpHが9.00以上11.50以下である、
ガラスハードディスク基板の製造方法。
<25> 前記工程(2)の洗浄が、<1>から<23>のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法によって行われる、<24>記載のガラスハードディスク基板の製造方法。
下記表1の記載の組成となるように各成分を質量%で配合し、混合することにより、実施例1−12、比較例1−7、及び参考例1−2の洗浄剤組成物の濃縮液を得た。表1において、含有量は、上段が水を含めた全体質量に対する質量%を示し、下段が水以外の成分の全体質量に対する質量%を示す。また、pHは、25℃における洗浄剤組成物のpHであり、pHメータ(東亜電波工業株式会社、HM−30G)を用いて測定でき、電極の洗浄剤組成物への浸漬後3分後の数値である。表1において、pHは、上段が調製した洗浄剤組成物の濃縮液のpHを示し、下段が洗浄時(上段の濃縮液の3%希釈の洗浄剤組成物)のpHを示す。
測定条件を以下に示す。
〔試料の前処理と測定〕
試料0.1gを石英るつぼに精秤し、乾式灰化をおこない、塩酸溶解して50mlにメスアップする。これを25倍希釈したものを測定試料とし、原子吸光装置(VARIAN SpectrAA 220 Atomic Absorption Spectrometer)で測定した。
〔アミン〕
2−[(2−アミノエチル)アミノ]エタノール (日本乳化剤社製)
ジエチレントリアミン (東ソー社製、一般式(I)において、x+y+z=1)
テトラエチレンペンタミン (東ソー社製、一般式(I)において、x+y+z=3)
ペンタエチレンヘキサミン (東ソー社製、一般式(I)において、x+y+z=4)
1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン (日本乳化剤社製)
メチルジエタノールアミン (日本乳化剤社製)
ポリアミン (日本乳化剤社製、商品名SP−006、分子量600)
水酸化カリウム (関東化学社製、鹿特級、固形分48重量%)
〔ノニオン活性剤〕
前記一般式(II)において、Rが炭素数12の直鎖のアルキル基、o=10、p=1.5の化合物と、Rが炭素数14の直鎖のアルキル基、o=10、p=1.5の化合物の混合物。
〔アニオンポリマー〕
アクリル酸/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(92/8(モル比))の共重合化合物(重量平均分子量12,000)のナトリウム塩の水溶液(固形分40重量%)
〔キレート剤〕
1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(ソルーシア社製、固形分60重量%)
〔可溶化剤〕
p−トルエンスルホン酸ナトリウムの水溶液(明友産業社製、固形分90重量%)
下記組成の研磨液スラリー(研磨剤組成物)を用いた研磨を施すことにより、研磨液スラリー由来の砥粒及び基板材料由来の研磨屑等によって汚染された被洗浄基板を用意した。前記被洗浄基板を用いて洗浄剤組成物の洗浄性を評価した。
実施例1−12及び比較例1−7の評価用基板として、結晶化ガラス基板(外径:65mmφ、内径:20mmφ、厚さ:0.635mm)を用意した。一方、参考例1−2の評価用基板として、アモルファスガラス基板(外径:65mmφ、内径:20mmφ、厚さ:0.635mm)を用意した。
研磨機:両面9B研磨機(浜井産業社製)
研磨パッド:FILWEL社製仕上げ研磨用スウェードパッド
研磨剤組成物:コロイダルシリカスラリ−(コロイダルシリカ粒子の個数平均粒径24nm、コロイダルシリカ粒子の濃度:8重量%、媒体:水、花王社製)
予備研磨:荷重40g/cm2、時間60秒、研磨液流量100mL/分
本研磨:荷重100g/cm2、時間1200秒、研磨液流量100mL/分
水リンス:荷重40g/cm2、時間60秒、リンス水流量約2L/分
汚染された被洗浄基板(5枚)を、洗浄装置にて以下の条件で洗浄した。洗浄槽、すすぎ槽は2セットずつ用意した。
(1)洗浄−1:洗浄剤組成物の濃縮液450gを超純水で15000gとなるように希釈し洗浄剤組成物を調整した(3質量%希釈)。この洗浄剤組成物を洗浄槽(a)に入れた。洗浄槽(a)内の液温を40℃になるように設定した。洗浄槽(a)に被洗浄基板を浸漬し、超音波(40kHz)を照射しながら120秒間洗浄した。
(2)すすぎ−1:超純水を入れたすすぎ槽(b)を40℃に設定し、洗浄槽(a)からすすぎ槽(b)に被洗浄基板を移して浸漬し、超音波(40kHz)を照射しながら120秒間すすいだ。
(3)洗浄槽(a)と同様の条件で準備した洗浄剤組成物を入れた洗浄槽(c)、すすぎ槽(b)と同様の条件で準備した超純水を入れたすすぎ槽(d)を使用して再度(1)と(2)を繰り返した。
(4)洗浄−2:すすぎ槽内から被洗浄基板を、洗浄ブラシがセットされたスクラブ洗浄ユニット(A)に移し、洗浄ブラシに25℃の洗浄剤組成物を射出し、該洗浄剤組成物の存在下で洗浄ブラシを該基板の両面に400rpmで回転させながら押し当てることにより、洗浄を25℃で5秒間行った。洗浄剤組成物には、「(1)洗浄−1」で用いた洗浄剤組成物と同組成のものを用いた。
(5)すすぎ−2:スクラブ洗浄ユニット(B)に被洗浄基板を移し、25℃の超純水を射出し、洗浄ブラシを該基板の両面に(4)と同様に400rpmで回転させながら押し当てることにより、すすぎを25℃で5秒間行った。
(6)スクラブ洗浄ユニット(A)と同様の条件で準備したスクラブ洗浄ユニット(C)、スクラブ洗浄ユニット(B)と同様の条件で準備したスクラブ洗浄ユニット(D)を使用して再度(4)と(5)を繰り返した。
(7)すすぎ−3: 被洗浄基板を、超純水を入れたすすぎ槽(e)に移し、600秒間25℃ですすぎを行った。
(8)乾燥:被洗浄基板を、温純水を入れたすすぎ槽(f)に移し、60秒間浸漬した後、水中から空気中に基板を引き上げる時の速度を90mm/分で被洗浄基板を引き上げた後、完全に基板表面を乾燥させた。
なお、超純水は、栗田工業株式会社製の連続純水製造装置(ピュアコンティ PC-2000VR-L型)とサブシステム(マクエース KC-05H型)を用いて製造した。
前述の研磨方法により得られた同じ研磨処理を施した基板5枚のうち、無作為に2枚を選択し、本発明の洗浄剤組成物を用いた洗浄を行い、それぞれの表面粗さを測定した。表面粗さは、各々の基板の両面を、以下に示す条件にて、AFM(原子間力顕微鏡、Atomic Force Microscope、Digital Instrument NanoScope IIIa Multi Mode AFM)を用いて測定し、平均値から表面粗さRaを算出した。これらの結果を下記表1に示す。
(AFMの測定条件)
Mode: Tapping mode
Area: 1×1μm
Scan rate: 1.0Hz
Cantilever: NCH−10V
Line: 512×512
洗浄性は、シリカ粒子のエッチング量で判断した。値が大きい方がシリカ粒子の洗浄性に優れ、例えば研磨剤として用いたシリカ粒子の洗浄性に優れるといえる。エッチング量を下記条件で測定した。比較例1のエッチング量は19.9ppmであった。その結果を下記表1に示す。なお、表1に示したエッチング量は、比較例1を100とした場合の相対値である。
(シリカ粒子のエッチング量の測定方法)
100mlポリプロピレン製の容器内で、前記洗浄剤組成物の濃縮液(実施例、比較例記載)を超純水で3質量%に希釈して得た洗浄剤組成物20gに、シリカ粉末(日本アエロジル社製、アエロジル50)を0.1g添加した。次いで、これらをマグネティックスターラー(回転子:40mm、外周部周速:1.5m/s)で15分間撹拌し、上澄み液をフィルター(アドバンテック社製、DISMIC−25HP020AN、孔径0.2μm)でろ過し、当該上澄み液を試験液とした。前記試験液について、ICP発光分析装置(パーキンエルマー社製、Optima5300)用いてSiの発光強度を測定して、試験液中のSi濃度を定量した。試験液中のSi濃度が高ければ高いほど、希釈液について、被洗浄基板表面に付着したシリカ微粒子(研磨材)を溶解により除去する能力が高いことを意味する。
Claims (9)
- ガラス基板の洗浄方法であって、
被洗浄ガラス基板に洗浄剤組成物を接触させることを含み、
前記洗浄剤組成物が、窒素原子を1個以上10個以下含むアミンと、無機アルカリとを含有し、
前記アミンの含有量が、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下であり、
前記被洗浄ガラス基板が結晶化ガラス基板であり、
洗浄時の洗浄剤組成物のpHが9.00以上11.50以下である、ガラス基板の洗浄方法。 - 前記被洗浄ガラス基板が、シリカ粒子を用いた研磨が施された基板である、請求項1記載のガラス基板の洗浄方法。
- 洗浄剤組成物中の前記アミンとアルカリ金属イオンの質量比(アミンの含有量)/(アルカリ金属イオンの含有量)が、0.50以上12.00以下である、請求項1又は2記載のガラス基板の洗浄方法。
- 水の含有量が60質量%以上95質量%以下である前記洗浄剤組成物の濃縮液を希釈することを含む、請求項1から4のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
- 前記被洗浄ガラス基板が、ガラスハードディスク基板用のガラス基板である、請求項1から5のいずれかに記載のガラス基板の洗浄方法。
- 以下の工程(1)及び(2);
(1)研磨液組成物を用いて被研磨ガラス基板を研磨する工程、及び、
(2)工程(1)で得られた基板を洗浄剤組成物を用いて洗浄する工程、を含み、
前記洗浄剤組成物は、窒素原子を1個以上10個以下を含むアミンと、無機アルカリとを含有し、
前記アミンの含有量は、前記洗浄剤組成物の水以外の成分の合計質量に対して5.00質量%以上70.00質量%以下であり、
前記被研磨ガラス基板は、結晶化ガラス基板であり、
洗浄時の洗浄剤組成物のpHが9.00以上11.50以下である、
ガラスハードディスク基板の製造方法。 - 洗浄剤組成物中の前記アミンとアルカリ金属イオンの質量比(アミンの含有量)/(アルカリ金属イオンの含有量)が、0.50以上12.00以下である、請求項7記載のガラスハードディスク基板の製造方法。
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