JPWO2011121903A1 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ガラス基板の素材となるガラス組成物としては、主成分がSiO2を55質量%から75質量%以下、Al2O3を5質量%以上18質量%以下、Li2Oを1質量%以上10質量%以下、Na2Oを3質量%以上15質量%以下、K2Oを0.1質量%から5質量%、MgOを0.1質量%から5質量%、CaOを0.1質量%から5質量%、ZrO2を0質量%から8質量%含有しており、Li2O+Na2O+K2Oの総量が10質量%から25質量%であって、(MgO+CaO)/(Li2O+Na2O+K2O)の質量比が0.10以上0.80以下のものを利用することが好ましい。
まず、ラッピング工程を終えたガラス素材の主表面に粗研磨工程を施す。この粗研磨工程は、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去を目的とするもので、研磨装置(詳しくは、ポリウレタン製の硬質研磨パッド)を用いて実施する。具体的には、フッ素含有量が5質量%以下である希土類酸化物、すなわち酸化セリウムを主成分とする研磨材をガラス素材に供給し、研磨布とガラス素材とを相対的に移動させて、当該ガラス素材の主表面を粗研磨する。粗研磨工程で使用する研磨材の平均粒径は1μmが好ましい。
セリウム研磨材による粗研磨後のガラス素材は、粗研磨後洗浄工程によって洗浄される。まず、pH13以上のアルカリ洗剤で洗浄を行い、ガラス素材にリンスを行う。続いてpH1以下の酸系洗剤でガラス素材を洗浄、リンスし、最後にフッ化水素酸(HF)溶液による洗浄を行う。酸化セリウムに関しては、アルカリ洗浄、酸洗浄、HFの順で洗浄を行うことが最も効率的である。これはまずアルカリ洗剤で研磨材を分散除去し、続いて酸洗剤で研磨材を溶解除去、最後にHFによってガラス素材をエッチングし、ガラス素材に深く刺さっている研磨材を除去するのである。
次に、粗研磨工程で使用したものと同様の研磨装置を用い、研磨パッドを硬質研磨パッドから軟質研磨パッドに替えて、精密研磨工程を実施する。この精密研磨工程で行う処理は、上述した粗研磨工程で得られた平坦平滑な主表面を維持しつつ、例えば主表面の表面粗さ(Rmax(微小うねりの最大高さ))が6nm程度以下である平滑な鏡面に仕上げる鏡面研磨処理である。研磨材としては、粗研磨工程のセリウム系研磨材より粒子径が低い、平均粒子径は20nmのコロイダルシリカを含む研磨材を用いることが好ましい。
Z=Y×基板面積(cm2)×基板密度(g/cm3)・・・(1)
とすると、
(X×Z)×b÷a<3(μg/l)・・・(2)
になるように各諸元が管理される。
精密研磨工程(主面鏡面研磨工程)を終えたガラス素材の洗浄処理を下記の通りに行う。
ガラス素材の組成として、以下の4種類のものを用意した。
ガラス素材1を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。ラッピング工程を終えたガラス基板前駆体にポリウレタン製の硬質研磨パッドを用いて粗研磨工程を実施した。粗研磨工程は、フッ素含有量が5質量%以下である酸化セリウムを主成分とし、平均粒径が1μmの研磨材をガラス基板前駆体に供給し、硬質研磨パッドとガラス基板前駆体とを相対的に移動させて、当該ガラス基板前駆体の主表面を粗研磨した。
ガラス素材2を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1の粗研磨工程、洗浄工程を施し、さらに実施例1の取り代(Y)を1.9に変更して精密研磨工程を実施した。また、洗浄工程では、上記条件で(c)が1.7μmとなるように循環使用の諸元を設定した。
ガラス素材3を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1の粗研磨工程、洗浄工程を施し、さらに実施例1の取り代(Y)を1.0に変更して精密研磨工程を実施した。また、洗浄工程では、上記条件で(c)が1.8μmとなるように循環使用の諸元を設定した。
ガラス素材4を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1の粗研磨工程、洗浄工程を施し、さらに実施例1の取り代(Y)を1.0に変更して精密研磨工程を実施した。また、洗浄工程では、上記条件で(c)が2.5μmとなるように循環使用の諸元を設定した。
ガラス素材4を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1と同じ条件で粗研磨工程、洗浄工程、精密研磨工程を実施した。
ガラス素材4を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1と同じ条件で粗研磨工程を実施した。次いで、以下の条件で洗浄工程を実施した。
ガラス素材3を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1の粗研磨工程、洗浄工程、精密研磨工程を実施した。
ガラス素材4を用いて、公知の方法により、荒ずり工程、端面鏡面研磨工程、ラッピング工程を施して、ガラス基板前駆体を得た。このガラス基板前駆体に対し、実施例1の粗研磨工程を施した。
各実施例1〜11、比較例1〜2において、精密研磨工程での循環使用回数の可否をセリウム量や表面粗さで評価した。
○:表面粗さRaの平均が1.0Å以上1.5Å未満である。
△:表面粗さRaの平均が1.5Å以上2.0Å未満である。
×:表面粗さRaの平均が2.0Å以上である。
Z=Y×基板面積(cm2)×基板密度(g/cm3)・・・(1)
とすると、前記精密研磨工程は、
(X×Z)×b÷a<3(μg/l)・・・(2)
になるように前記研磨材を循環使用する。この態様では、精密研磨工程で研磨材として用いられるスラリーの循環使用回数を管理するに当たり、研磨されるガラス素材の酸化セリウムにも配慮して、好適な最大の循環使用回数を求めることが可能になる。
Al2O3:5質量%から18質量%、
Li2O:1質量%から10質量%、
Na2O:3質量%から15質量%、
K2O:0.1質量%から5質量%、
但し、Li2O+Na2O+K2Oの総量:10質量%から25質量%、
MgO:0.1質量%から5質量%、
CaO:0.1質量%から5質量%、
ZrO2:0質量%から8質量%であり、
0.10≦(MgO+CaO)/(Li2 O+Na2 O+K2 O)≦0.80。
SiO2+Al2O3+B2 O2 の総量:65質量%から90質量%、
但し、SiO2:45質量%から75質量%、
Al2O3:1質量%から20質量%、
B2O3:0質量%から8質量%、
R2Oの総量:7質量%から20質量%、
但し、R=Li、Na、K、
R’Oの総量:0.1質量%から12質量%、
但し、R’=Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、
TiO2 +ZrO2 の総量:0.5質量%から10質量%、
を含有するガラス素材であって、V、Mn、Ni、Mo、Sn、Ce及びBiからなる群の中から選ばれる少なくとも1種の多価元素を含有し、
前記多価元素の酸化物が、それぞれ、V2O5、MnO2、Ni2O3、MoO3、SnO2、CeO2、Bi2O3であるとした場合における、前記多価元素の酸化物の総量の、TiO2+ZrO2の総量に対するモル比率(前記多価元素の酸化物の総量/(TiO2+ZrO2の総量))が、0.05〜0.50の範囲である。
Claims (6)
- 酸化セリウムを0.01〜2質量%含有するガラス素材を粗研磨する粗研磨工程と、
前記ガラス素材表面のセリウム量が0.125ng/cm2 以下となるように前記粗研磨工程後のガラス素材を洗浄する洗浄工程と、
コロイダルシリカを含む研磨材を循環使用して前記洗浄工程後のガラス素材を精密研磨する精密研磨工程と、
を備えることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 請求項1記載の上記ガラス基板の製造方法において、
前記精密研磨工程における前記洗浄工程後のガラス素材の取り代は、0.2〜2μmであり、
かつ、前記精密研磨工程に研磨材として使用されるスラリーの容量を(a)リットル、研磨される前記ガラス素材の枚数を(b)枚、前記ガラス素材の酸化セリウム含有量を(X)質量%、前記取り代を(Y)μmとし、
Z=Y×基板面積(cm2)×基板密度(g/cm3)・・・(1)
とすると、前記精密研磨工程は、
(X×Z)×b÷a<3(μg/l)・・・(2)
になるように前記研磨材を循環使用することを特徴とする上記ガラス基板の製造方法。 - 請求項1又は2記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
前記粗研磨工程は、酸化セリウムを研磨材として使用することを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 請求項1から3の何れか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
前記ガラス素材は、以下の組成を有していることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
SiO2:55質量%から75質量%、
Al2O3 :5質量%から18質量%、
Li2O:1質量%から10質量%、
Na2O:3質量%から15質量%、
K2O:0.1質量%から5質量%、
但し、Li2O+Na2O+K2Oの総量:10質量%から25質量%、
MgO:0.1質量%から5質量%、
CaO:0.1質量%から5質量%、
ZrO2:0質量%から8質量%であり、
0.10≦(MgO+CaO)/(Li2O+Na2O+K2O)≦0.80。 - 請求項1から3の何れか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
前記ガラス素材は、
SiO2+Al2O3+B2O2の総量:65質量%から90質量%、
但し、SiO2:45質量%から75質量%、
Al2O3:1質量%から20質量%、
B2O3:0質量%から8質量%、
R2Oの総量:7質量%から20質量%、
但し、R=Li、Na、K、
R’Oの総量:0.1質量%から12質量%、
但し、R’=Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、
TiO2+ZrO2の総量:0.5質量%から10質量%、
を含有するガラス素材であって、V、Mn、Ni、Mo、Sn、Ce及びBiからなる群の中から選ばれる少なくとも1種の多価元素を含有し、
前記多価元素の酸化物が、それぞれ、V2O5、MnO2、Ni2O3、MoO3、SnO2、CeO2、Bi2O3であるとした場合における、前記多価元素の酸化物の総量の、TiO2+ZrO2の総量に対するモル比率(前記多価元素の酸化物の総量/(TiO2+ZrO2の総量))が、0.05〜0.50の範囲である
ことを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 請求項1から5の何れか1項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって製造された情報記録媒体用ガラス基板。
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