磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
【課題】強度が高く、かつ表面に傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）においては、磁気記録媒体の記録容量が高密度化してきている。これに伴い、磁気記録媒体と記録の読み書きを行なうヘッドとのギャップ（ヘッド浮上量）は数ｎｍレベルまで低下している。ヘッド浮上量が低下すると、ヘッドと磁気記録媒体とが衝突してヘッドクラッシュと呼ばれる現象が起き、ハードディスクの読み書きエラーが起こりやすくなる。
【０００３】
上記のエラーの原因はいくつか考えられるが、その原因の１つとしてガラス基板の清浄度による影響を挙げることができる。清浄度とは、ガラス基板の表面に異物および突起欠陥の個数を示すパラメータであり、清浄度が高いほどガラス基板の表面に異物や突起欠陥が少ないことを示す。特に、ハードディスク用途に用いるガラス基板には清浄度が高いものが要求される。
【０００４】
ところで、近年、ハードディスクは様々な用途に使用されており、それに伴いハードディスクには耐衝撃性が要求されている。たとえばハードディスクに搭載される記録媒体の基板としては、アルミニウムとガラスの２種類があるが、耐衝撃性に優れるガラスが近年多用されるようになってきている。
【０００５】
ガラスは理論的には強度が高いが、ガラスの表面に存在する微小なクラックが原因で割れやすい。この対策として、たとえば特開２００７−１０２８４２号公報（特許文献１）では、ＨＦなどを含むエッチング液を用いて、ガラス基板の表面の微小クラックを除去することにより、ガラス基板の強度を向上する試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のガラス基板を用いて作製した磁気ディスクをハードディスクに搭載して使用すると、ヘッドクラッシュが発生しやすかった。
【０００８】
本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的とするところは、強度が高く、かつ表面に傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、特許文献１のガラス基板において、ヘッドクラッシュの原因が、磁気ディスク用ガラス基板の表面および端面に傷やクラックが多いことによるものとの知見を得た。そして、かかる知見に基づいてさらに検討を進めたところ、特許文献１に示される製造方法は、ガラス基板の強度を高めるための化学処理工程が原因で清浄度が低下していることを見出した。そして、化学処理工程を行なうタイミングを改めるとともに、ラッピング工程や研磨工程の順序を改めることによって本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、主表面研磨工程は、第１研磨工程と第２研磨工程とを含み、第１研磨工程と第２研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の化学処理工程は、ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去することが好ましい。化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から１２〜２０μｍの厚みを除去することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、上記のような構成を有することにより、強度が高く、かつ表面に傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板を製造し得るという極めて優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の工程の順序の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板およびその製造方法について図面およびフローチャートを用いて説明する。なお、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００１６】
＜磁気ディスク用ガラス基板＞
図１は、本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の一例を示す斜視図である。本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置において情報記録媒体の基板として用いられるものである。このような磁気ディスク用ガラス基板は、図１に示されるように円盤形状であり、その中心に孔１Ｈが形成されている。磁気ディスク用ガラス基板１の表面とは、表主表面１Ａ、裏主表面１Ｂ、内周端面１Ｃ、および外周端面１Ｄを意味する。
【００１７】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板１の大きさや形状は特に限定されず、たとえば０．８インチ、１．０インチ、１．８インチ、２．５インチ、または３．５インチである。磁気ディスク用ガラス基板１の厚さは、破損防止の観点からたとえば０．３０〜２．２ｍｍであることが好ましい。なお、磁気ディスク用ガラス基板１の厚さは、ガラス基板上の点対象となる任意の複数の点で測定した値の平均によって算出される。本発明の磁気ディスク用ガラス基板１の代表的な一例を示すと、磁気ディスク用ガラス基板の外径が約６４ｍｍであり、内径が約２０ｍｍであり、厚さが約０．８ｍｍである。なお、一般的に２．５インチ型のハードディスクには、外径が６５ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板を用いる。
【００１８】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板を構成する材料は、アルミノシリケートガラスが好適に用いられる。かかるアルミノシリケートガラスの組成は、５８質量％〜７５質量％のＳｉＯ2、５質量％〜２３質量％のＡｌ2Ｏ3、３質量％〜１０質量％のＬｉ2Ｏ、４質量％〜１３質量％のＮａ2Ｏを主成分として含有するものである。
【００１９】
＜磁気ディスク用ガラス基板の製造方法＞
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いるものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明のようにガラス基板前駆体の精ラッピング工程を行なってから、端面研磨工程を行なうことにより、精ラッピング工程で発生した端面の傷やクラックを端面研磨工程で修正することができ、もって傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板を作製することができる。しかも、上記のように端面研磨工程を行なった後に、化学処理工程を行なうことにより、ガラス基板前駆体の表面に僅かに残る傷やクラックを丸めることができ、磁気ディスク用ガラス基板の強度を高めることができる。このようにして作製された磁気ディスク用ガラス基板は、清浄度が高いため、ヘッドクラッシュが生じにくいという優れた性質を示す。
【００２１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法は、このように端面研磨工程と主表面研磨工程との間に化学処理工程を行なう限り、他の工程を含むことができる。ここで、他の工程としては、たとえば溶融ガラスを円盤状に加工するダイレクトプレス工程、ガラス基板前駆体の中心に穴をあけるコアリング工程、ガラス基板前駆体の内周端面および外周端面を面取りする内外加工工程、ガラス基板前駆体の表裏の両面を洗浄する洗浄工程等を挙げることができる。
【００２２】
なお、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法によって製造されるものに限定され、フロート法によって製造されるものは含まれない。なぜなら、フロート法によって磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合は、その表面に微小なクラックが発生しにくいため、化学処理工程を行なうことによって強度を向上させる必要がないからである。
【００２３】
以下においては、本発明の磁気ディスク用ガラス基板を図２のフローチャートにしたがって作製するときの各工程を説明する。なお、図２に示される各ステップＳ１０〜Ｓ９０以外に適宜簡易的な洗浄を行なってもよいし、精ラッピング工程と、端面研磨工程と、化学処理工程と、主表面研磨工程とをこの順で含む限り、これらの各工程の間にさらに洗浄工程、研磨工程等を含んでもよいし、その他の工程の順序を適宜変更しても差し支えない。
【００２４】
（ダイレクトプレス工程：ステップＳ１０）
まず、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを準備する。この溶融ガラスを下型に流し込み、上型および胴型によってプレス成形することにより円盤状のガラス基板前駆体を得る。このようにして溶融ガラスからガラス基板前駆体を得る工程のことをダイレクトプレス工程と呼ぶ。
【００２５】
（コアリング加工工程：ステップＳ２０）
次に、コアリング加工工程で、ガラス基板前駆体の中心部に穴を開ける。穴開けは、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で研削することで中心部に穴を開ける。穴の大きさは、ガラス基板前駆体の外径によって適宜変更することができ、たとえば外形が６５ｍｍのガラス基板前駆体の中心部には２０ｍｍの内径の孔（中心部の孔１Ｈの直径）を開ける。
【００２６】
（粗ラッピング工程：ステップＳ３０）
上記のガラス基板前駆体の表裏の両面に対し、ラッピング加工を施す。ここで、粗ラッピング加工では、たとえば両面ラッピング装置によって行なう。これによりガラス基板前駆体の全体形状、平行度、平坦度および厚みを予備的に調整することができる。
【００２７】
（内外加工工程：ステップＳ４０）
次に、内外加工工程において、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なう。
【００２８】
（精ラッピング工程：ステップＳ５０）
次いで、精ラッピング工程では、固定砥粒研磨パッドを用いてガラス基板前駆体の表裏を研削する。かかる精ラッピング工程は、遊星歯車機構を利用した両面研削機と呼ばれる公知の研削機を使用して研削することができる。この両面研削機は、上下に配置された円盤状の上定盤と下定盤とが互いに平行に備えられており、上定盤および下定盤が対向するそれぞれの面にガラス基板前駆体の表裏を研削するための複数のダイヤモンドペレットが貼り付けてある。
【００２９】
上定盤と下定盤との間には、下定盤の外周に円環状に設けられたインターナルギアと下定盤の回転軸の周囲に設けられたサンギアとに結合して回転するキャリアが複数ある。このキャリアには、複数の穴が設けられており、この穴にガラス基板前駆体をはめ込んで配置する。なお、上定盤、下定盤、インターナルギア、およびサンギアは別駆動で動作することができ、上定盤および下定盤が互いに逆方向に回転する。
【００３０】
そして、ダイヤモンドペレットを介して定盤に挟まれているキャリアが、複数のガラス基板前駆体を保持した状態で、自転しながら定盤の回転中心に対して下定盤と同じ方向に公転する。このように動作する研削機において、上定盤とガラス基板前駆体の間および下定盤とガラス基板前駆体との間に研削液を供給することによりガラス基板前駆体の表裏の研削を行なうことができる。
【００３１】
この両面研磨機を使用する際、ガラス基板前駆体に加わる定盤の加重及び定盤の回転数を所望の研削状態に応じて適宜調整する。精ラッピング工程においては、第１ラッピング工程および第２ラッピング工程の２回に分けてラッピングを行なうことが好ましい。第１ラッピング工程および第２ラッピング工程における加重は、６０ｇ／ｃｍ2から１２０ｇ／ｃｍ2とするのが好ましい。また、定盤の回転数は、１０ｒｐｍから３０ｒｐｍ程度とし、上定盤の回転数を下定盤の回転数より３０％から４０％程度遅くするのが好ましい。第２ラッピング工程を終えた時点で、ガラス基板前駆体の大きなうねり、欠け、ひび等の欠陥は除去される。
【００３２】
上記の定盤による加重を大きくするか、または定盤の回転数を速くすると、ガラス基板前駆体の研削量は多くなるが、加重を大きくしすぎるとガラス基板前駆体の面粗さが悪くなるため好ましくない。また、定盤の回転数が速すぎると平坦度が良好とならない。また加重が小さすぎたり、定盤の回転数が遅すぎたりしても、研削量が少なくなるため製造効率が低くなる。
【００３３】
上記の精ラッピング工程を終えた後のガラス基板前駆体の主表面の面粗さは、Ｒａが０．０５〜０．４μｍであることが好ましく、主表面の平坦度は、７〜１０μｍであることが好ましい。このような面状態とすることにより、後の第１ポリッシング工程での研磨の効率を高めることができる。
【００３４】
（端面研磨工程：ステップＳ６０）
続いて、端面研磨工程では、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いたブラシ研磨法により、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する。ブラシ研磨法ではガラス基板前駆体を回転させながら外周端面および内周端面を研磨する。上記の内周側端面に対し、さらに磁気研磨法による研磨を行なうことにより、ガラス基板前駆体の内周端面を鏡面状態に加工する。そして、最後にガラス基板前駆体の表面を水で洗浄する。
【００３５】
（化学処理工程：ステップＳ７０）
上記のガラス基板前駆体をフッ化水素と水との混合液からなるエッチング液に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面および端面をエッチングする。このようにガラス基板前駆体の表面をエッチングすることにより、精ラッピング工程でガラス基板前駆体の表面に形成された欠陥やクラックを取り除くことができ、ガラス基板前駆体の強度を向上させることができる。上記のエッチング液としては、ＨＦ、ＮＨ4Ｆ、ＮａＦ等を挙げることができ、硫酸や硝酸などの酸と併用しても差し支えない。
【００３６】
従来の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、端面研磨工程を行なった後にラッピング加工を行なっていたため、ラッピング加工で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを修正できなかった。特に、ラッピング加工を行なった後に、ＨＦ等を用いて化学処理工程を行なうと、ラッピング加工で発生した端面の傷やクラックが拡大し、その後にガラス基板前駆体の主表面を研磨すると、拡大した傷やクラックの内部に研磨剤が蓄積し、ガラス基板前駆体の端面の清浄度が低下するという問題があった。このようにガラス基板前駆体の端面に付着物が存在すると、その付着物が時間経過とともにガラス基板前駆体の主表面を汚染し、最終的にはガラス基板前駆体の表面の清浄度を低下させることになる。
【００３７】
そこで、本発明では、上記の精ラッピング工程と端面研磨工程との順序を変更している。すなわち、精ラッピング工程を行なった後に端面研磨工程を行なうことにより、精ラッピング工程で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを端面研磨工程で滑らかにすることができる。そして、さらに化学処理工程によって傷やクラックを除去することにより、ガラス基板前駆体の表面および端面の清浄度を保ちつつ、ガラス基板前駆体の強度を高めることができる。
【００３８】
本発明において、化学処理工程では、ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去することが好ましく、１２〜２５μｍの厚みを除去することがより好ましく、さらに好ましくは１２〜２０μｍを除去することである。５μｍ未満であると、ガラス基板前駆体の表面にある微小クラックを除去することができず、逆に３０μｍを超えると、ガラス基板前駆体を不均一にエッチングしてしまい、ガラス基板前駆体にムラが発生してしまう。なお、化学処理工程によって発生するムラは、ガラス基板前駆体の表面が鏡面になっている場合は基板の濡れ性が向上するため発生しにくいが、ガラス基板前駆体が鏡面になっていない状態に発生しやすい。上記エッチングの厚みは、ガラス基板前駆体の内径の寸法の差によって算出した値を採用するものとする。
【００３９】
（主表面研磨工程：ステップＳ８０）
主表面研磨工程は、第１研磨工程および第２研磨工程によってガラス基板前駆体の表裏を研磨する。第１研磨工程は、精ラッピング工程でガラス基板前駆体の表裏を鏡面加工し、さらに残留した傷や歪みを除去するために行ない、第２研磨工程は、鏡面化された表面をさらに仕上げて高平滑性を得るために行なう。たとえば第２研磨工程では、ガラス基板前駆体の表面粗さが０．２ｎｍ以下となるように加工する。
【００４０】
まず、第１研磨工程では、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを上記の両面研磨機にセットし、ガラス基板前駆体の表裏を研磨する。そして、上記ガラス基板前駆体の表面に付着している研磨剤を洗浄によって除去する。
【００４１】
続いて、第２研磨工程では、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャ（スウェード）である研磨パッドを用いて、ガラス基板前駆体の表裏を研磨する。なお、第２研磨工程で用いる研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウムよりも微細なシリカ砥粒を用いることが好ましい。なお、上記の化学処理工程は、主表面研磨工程の前に行なうもののみに限られるものではなく、第１研磨工程と第２研磨工程との間に行なっても差し支えない。
【００４２】
（洗浄工程：ステップＳ９０）
上記の研磨を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させることが好ましい。このような洗浄を行なうことにより、ガラス基板前駆体に付着した異物を洗い流すことができる他、磁気ディスク用ガラス基板の表面を安定にし、長期の保存安定性に優れたものとすることができる。以上のようにして磁気ディスク用ガラス基板を作製することができる。このようにして作製した磁気ディスク用ガラス基板に対し、さらに磁気薄膜形成工程を行なうことにより、磁気ディスクを得ることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
＜実施例１＞
本実施例では、以下の各工程の順に行なうことにより磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００４５】
（ダイレクトプレス工程：Ｓ１０）
まず、ガラス素材を溶融させることにより溶融ガラスを準備した。この溶融ガラスを下型に流し入れて、上型および胴型を用いてダイレクトプレスすることにより、直径６６ｍｍφ、厚さ１．２ｍｍの円盤状のガラス基板前駆体を得た。上記のガラス素材としては、アルミノシリケートガラスを用いた。
【００４６】
（コアリング加工工程：Ｓ２０）
次に、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリルでガラス基板前駆体の中心部を研削することにより穴を開けた。このようにして外径が６５ｍｍのガラス基板前駆体の中心部に２０ｍｍの内径の孔（中心部の孔１Ｈの直径）を開けた。
【００４７】
（粗ラッピング工程：Ｓ３０）
次に、ガラス基板前駆体を両面ラッピング装置にセットして、＃４００（粒径約４０〜６０μｍ）の粒度のアルミナ砥粒を用いて、アルミナ上定盤の荷重を１００ｋｇ程度に設定して、ガラス基板前駆体の表裏面を研磨した。このようにしてキャリア内に収納したガラス基板前駆体は、その両面の面精度が０μｍ〜１μｍであり、表面粗さＲｍａｘが６μｍ程度であった。
【００４８】
（内外加工工程：Ｓ４０）
次に、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なった。これによりガラス基板前駆体の端面の面粗さは、Ｒｍａｘで２μｍ程度となった。
【００４９】
（精ラッピング工程：Ｓ５０）
次いで、精ラッピング工程では、上記のガラス基板前駆体の表裏の両面を遊星歯車機構を利用した両面研削機にセットした。そして、ダイヤモンドシートを用いて、ガラス基板前駆体に加わる定盤の加重を６０ｇ／ｃｍ2から１２０ｇ／ｃｍ2として、定盤の回転数を１０ｒｐｍから３０ｒｐｍとし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より３０％から４０％程度遅くして、ガラス基板前駆体の表裏を研磨した。このようにしてガラス基板前駆体の主表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以下で、平坦度を７μｍ以下となるまでラッピングを行なった。
【００５０】
（端面研磨工程：Ｓ６０）
続いて、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いて、ブラシ研磨方法により、ガラス基板前駆体を回転させながらガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨した。ここでは、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の表面粗さがＲｍａｘで０．４μｍ、Ｒａで０．１μｍ程度になるまで研磨を行なった。
【００５１】
上記の内周側端面に対し、さらに磁気研磨法による研磨を行なうことにより、パーティクル等の発塵を防止する鏡面状態に加工した。そして、このようにして内周端面を研磨した後に、ガラス基板前駆体の表面を水で洗浄した。
【００５２】
（化学処理工程：Ｓ７０）
上記のガラス基板前駆体をエッチング液に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面および端面をエッチングした。本実施例では、エッチング液として５質量％のフッ化水素水溶液を用いて、ガラス基板前駆体の表面から１０μｍの厚みを除去した。なお、ガラス基板前駆体を除去した厚みは、化学処理を行なう前後の内径寸法の変化に基づいて算出した。
【００５３】
（主表面研磨工程：Ｓ８０）
主表面研磨工程においては、まず、上述した両面研磨装置を用いて精ラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第１研磨工程を行なった。この第１研磨工程においては、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを用いて、以下の条件でガラス基板前駆体の表裏を研磨した。
【００５４】
研磨液 ：酸化セリウム（平均粒径１．３μｍ）＋水
荷 重 ：８０〜１００ｇ／ｃｍ2
研磨時間：３０分〜５０分
除去法 ：３５μｍ〜４５μｍ
次に、上記ガラス基板前駆体の表面に付着している研磨剤を洗浄によって除去した。洗浄方法は、ＨＦを１質量％、硫酸を３質量％混合させた液を用いて、８０ｋＨｚの超音波を照射することにより行なった。その後、中性洗剤で１２０ｋＨｚ超音波を照射して超音波洗浄を行ない、最後に純水でリンスを行なってＩＰＡ乾燥した。
【００５５】
続いて、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャ（スウェード）である研磨パッドを用いて、ガラス基板前駆体の表裏を研磨した（第２研磨工程）。なお、第２研磨工程で用いる研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウムよりも微細なシリカ砥粒を用いた。
【００５６】
（洗浄工程：Ｓ９０）
上記研磨処理を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させた。以上のようにして本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００５７】
＜実施例２〜７＞
上記の実施例１に対し、化学処理工程におけるガラス基板前駆体の表面を除去する厚みを表１の「除去量」の欄に記載した厚みに変えたことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって、実施例２〜７の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例１の工程の順序のうちの精ラッピング工程と端面研磨工程とを逆にしたことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。すなわち、従来の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法と同様に、端面研磨工程を行なった後に精ラッピング工程を行なうことによって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００６０】
＜比較例２＞
比較例２では、化学処理工程を行なわなかったことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００６１】
＜評価＞
上記の各実施例および各比較例のガラス基板前駆体の強度および欠陥数を以下の方法によって評価した。
【００６２】
（強度）
各実施例および各比較例で作製した磁気ディスク用ガラス基板の強度を円環試験によって評価し、その結果を表１の「強度」の欄に示した。ここで、円環試験による強度の評価は、磁気ディスク用ガラス基板を圧縮試験装置（製品名：テンシロン ＲＴＧ−１３１０（エー・アンド・ディー社製））にセットして、磁気ディスク用ガラス基板の内径部にボールを乗せて、その上から圧力を徐々に高めたときに磁気ディスク用ガラス基板が割れたときの圧力（ｋｇｆ）によって算出した。
【００６３】
（欠陥数）
各実施例および各比較例で作製した磁気ディスク用ガラス基板の表面に５ｎｍのクロム膜を成膜した。このようにクロム膜を成膜することにより、磁気ディスク用ガラス基板の端面に付着した付着物が時間経過によって徐々に主表面に浮遊して欠陥数が多くなるのを防ぐことができる。そして、上記のクロム膜付ガラス基板をクラス１０の環境下に２４時間静置した後に、光学表面分析装置（ＯＳＡ７１２０（ＫＬＡ−ｔｅｎｃｏｒ社製））を用いて欠陥数を測定した。その結果を表１の「欠陥数」の欄に示す。なお、欠陥数が多いほどガラス基板前駆体の端面に傷やクラック等が多いことを意味する。
【００６４】
表１から明らかなように、実施例１〜７の磁気ディスク用ガラス基板は、強度が高く、かつ欠陥数が多いのに対し、比較例１の磁気ディスク用ガラス基板は、欠陥数が多かった。また、比較例２の磁気ディスク用ガラス基板は、強度が非常に低く、割れやすかった。
【００６５】
実施例１〜７では、精ラッピング工程、端面研磨工程、化学処理工程、主表面研磨工程の順に加工を行なっているため、精ラッピング工程においてガラス基板前駆体の端面で発生した傷やクラックを端面研磨工程および化学処理工程で除去することができ、もって強度および清浄度が高い磁気ディスク用ガラス基板を得ることができたものと考えられる。
【００６６】
これに対し、比較例１では、端面研磨工程を行なってから精ラッピング工程を行なうため、精ラッピング工程で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを除去することができず、それどころか傷やクラックが化学処理工程で拡大され、その部分に研磨剤が詰まって、磁気ディスク用ガラス基板の表面および端面の清浄度が低いものであった。また、比較例２では、化学処理を行なっていないため、磁気ディスク用ガラス基板の表面にクラックが残存し、割れやすいものであった。
【００６７】
したがって、本発明の製造方法に従って製造された磁気ディスク用ガラス基板は、強度が高く、欠陥数が少ないことが示された。特に、実施例４〜５に示されるように、化学処理工程によるガラス基板前駆体の表面からの除去量が１２〜２５μｍのときに磁気ディスク用ガラス基板の強度の向上が顕著であった。
【００６８】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００６９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１ ガラス基板前駆体、１Ａ 表主表面、１Ｂ 裏主表面、１Ｃ 内周端面、１Ｄ 外周端面、１Ｈ 孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）においては、磁気記録媒体の記録容量が高密度化してきている。これに伴い、磁気記録媒体と記録の読み書きを行なうヘッドとのギャップ（ヘッド浮上量）は数ｎｍレベルまで低下している。ヘッド浮上量が低下すると、ヘッドと磁気記録媒体とが衝突してヘッドクラッシュと呼ばれる現象が起き、ハードディスクの読み書きエラーが起こりやすくなる。
【０００３】
上記のエラーの原因はいくつか考えられるが、その原因の１つとしてガラス基板の清浄度による影響を挙げることができる。清浄度とは、ガラス基板の表面に異物および突起欠陥の個数を示すパラメータであり、清浄度が高いほどガラス基板の表面に異物や突起欠陥が少ないことを示す。特に、ハードディスク用途に用いるガラス基板には清浄度が高いものが要求される。
【０００４】
ところで、近年、ハードディスクは様々な用途に使用されており、それに伴いハードディスクには耐衝撃性が要求されている。たとえばハードディスクに搭載される記録媒体の基板としては、アルミニウムとガラスの２種類があるが、耐衝撃性に優れるガラスが近年多用されるようになってきている。
【０００５】
ガラスは理論的には強度が高いが、ガラスの表面に存在する微小なクラックが原因で割れやすい。この対策として、たとえば特開２００７−１０２８４２号公報（特許文献１）では、ＨＦなどを含むエッチング液を用いて、ガラス基板の表面の微小クラックを除去することにより、ガラス基板の強度を向上する試みがなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１０２８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のガラス基板を用いて作製した磁気ディスクをハードディスクに搭載して使用すると、ヘッドクラッシュが発生しやすかった。
【０００８】
本発明は、このような状況下においてなされたものであり、その目的とするところは、強度が高く、かつ表面に傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、特許文献１のガラス基板において、ヘッドクラッシュの原因が、磁気ディスク用ガラス基板の表面および端面に傷やクラックが多いことによるものとの知見を得た。そして、かかる知見に基づいてさらに検討を進めたところ、特許文献１に示される製造方法は、ガラス基板の強度を高めるための化学処理工程が原因で清浄度が低下していることを見出した。そして、化学処理工程を行なうタイミングを改めるとともに、ラッピング工程や研磨工程の順序を改めることによって本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いたものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、主表面研磨工程は、第１研磨工程と第２研磨工程とを含み、第１研磨工程と第２研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の化学処理工程は、ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去することが好ましい。化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から１２〜２０μｍの厚みを除去することが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、上記のような構成を有することにより、強度が高く、かつ表面に傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板を製造し得るという極めて優れた効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の工程の順序の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板およびその製造方法について図面およびフローチャートを用いて説明する。なお、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【００１６】
＜磁気ディスク用ガラス基板＞
図１は、本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板の一例を示す斜視図である。本発明の製造方法によって製造される磁気ディスク用ガラス基板は、ハードディスクドライブ装置等の情報記録装置において情報記録媒体の基板として用いられるものである。このような磁気ディスク用ガラス基板は、図１に示されるように円盤形状であり、その中心に孔１Ｈが形成されている。磁気ディスク用ガラス基板１の表面とは、表主表面１Ａ、裏主表面１Ｂ、内周端面１Ｃ、および外周端面１Ｄを意味する。
【００１７】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板１の大きさや形状は特に限定されず、たとえば０．８インチ、１．０インチ、１．８インチ、２．５インチ、または３．５インチである。磁気ディスク用ガラス基板１の厚さは、破損防止の観点からたとえば０．３０〜２．２ｍｍであることが好ましい。なお、磁気ディスク用ガラス基板１の厚さは、ガラス基板上の点対象となる任意の複数の点で測定した値の平均によって算出される。本発明の磁気ディスク用ガラス基板１の代表的な一例を示すと、磁気ディスク用ガラス基板の外径が約６４ｍｍであり、内径が約２０ｍｍであり、厚さが約０．８ｍｍである。なお、一般的に２．５インチ型のハードディスクには、外径が６５ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板を用いる。
【００１８】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板を構成する材料は、アルミノシリケートガラスが好適に用いられる。かかるアルミノシリケートガラスの組成は、５８質量％〜７５質量％のＳｉＯ2、５質量％〜２３質量％のＡｌ2Ｏ3、３質量％〜１０質量％のＬｉ2Ｏ、４質量％〜１３質量％のＮａ2Ｏを主成分として含有するものである。
【００１９】
＜磁気ディスク用ガラス基板の製造方法＞
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いるものであって、該ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、ガラス基板前駆体の外周端面を研磨する端面研磨工程と、ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、端面研磨工程と主表面研磨工程との間に、ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
本発明のようにガラス基板前駆体の精ラッピング工程を行なってから、端面研磨工程を行なうことにより、精ラッピング工程で発生した端面の傷やクラックを端面研磨工程で修正することができ、もって傷やクラックが少ない磁気ディスク用ガラス基板を作製することができる。しかも、上記のように端面研磨工程を行なった後に、化学処理工程を行なうことにより、ガラス基板前駆体の表面に僅かに残る傷やクラックを丸めることができ、磁気ディスク用ガラス基板の強度を高めることができる。このようにして作製された磁気ディスク用ガラス基板は、清浄度が高いため、ヘッドクラッシュが生じにくいという優れた性質を示す。
【００２１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板を製造する方法は、このように端面研磨工程と主表面研磨工程との間に化学処理工程を行なう限り、他の工程を含むことができる。ここで、他の工程としては、たとえば溶融ガラスを円盤状に加工するダイレクトプレス工程、ガラス基板前駆体の中心に穴をあけるコアリング工程、ガラス基板前駆体の内周端面および外周端面を面取りする内外加工工程、ガラス基板前駆体の表裏の両面を洗浄する洗浄工程等を挙げることができる。
【００２２】
なお、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ダイレクトプレス法によって製造されるものに限定され、フロート法によって製造されるものは含まれない。なぜなら、フロート法によって磁気ディスク用ガラス基板を製造する場合は、その表面に微小なクラックが発生しにくいため、化学処理工程を行なうことによって強度を向上させる必要がないからである。
【００２３】
以下においては、本発明の磁気ディスク用ガラス基板を図２のフローチャートにしたがって作製するときの各工程を説明する。なお、図２に示される各ステップＳ１０〜Ｓ９０以外に適宜簡易的な洗浄を行なってもよいし、精ラッピング工程と、端面研磨工程と、化学処理工程と、主表面研磨工程とをこの順で含む限り、これらの各工程の間にさらに洗浄工程、研磨工程等を含んでもよいし、その他の工程の順序を適宜変更しても差し支えない。
【００２４】
（ダイレクトプレス工程：ステップＳ１０）
まず、ガラス素材を溶融させて溶融ガラスを準備する。この溶融ガラスを下型に流し込み、上型および胴型によってプレス成形することにより円盤状のガラス基板前駆体を得る。このようにして溶融ガラスからガラス基板前駆体を得る工程のことをダイレクトプレス工程と呼ぶ。
【００２５】
（コアリング加工工程：ステップＳ２０）
次に、コアリング加工工程で、ガラス基板前駆体の中心部に穴を開ける。穴開けは、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で研削することで中心部に穴を開ける。穴の大きさは、ガラス基板前駆体の外径によって適宜変更することができ、たとえば外形が６５ｍｍのガラス基板前駆体の中心部には２０ｍｍの内径の孔（中心部の孔１Ｈの直径）を開ける。
【００２６】
（粗ラッピング工程：ステップＳ３０）
上記のガラス基板前駆体の表裏の両面に対し、ラッピング加工を施す。ここで、粗ラッピング加工では、たとえば両面ラッピング装置によって行なう。これによりガラス基板前駆体の全体形状、平行度、平坦度および厚みを予備的に調整することができる。
【００２７】
（内外加工工程：ステップＳ４０）
次に、内外加工工程において、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なう。
【００２８】
（精ラッピング工程：ステップＳ５０）
次いで、精ラッピング工程では、固定砥粒研磨パッドを用いてガラス基板前駆体の表裏を研削する。かかる精ラッピング工程は、遊星歯車機構を利用した両面研削機と呼ばれる公知の研削機を使用して研削することができる。この両面研削機は、上下に配置された円盤状の上定盤と下定盤とが互いに平行に備えられており、上定盤および下定盤が対向するそれぞれの面にガラス基板前駆体の表裏を研削するための複数のダイヤモンドペレットが貼り付けてある。
【００２９】
上定盤と下定盤との間には、下定盤の外周に円環状に設けられたインターナルギアと下定盤の回転軸の周囲に設けられたサンギアとに結合して回転するキャリアが複数ある。このキャリアには、複数の穴が設けられており、この穴にガラス基板前駆体をはめ込んで配置する。なお、上定盤、下定盤、インターナルギア、およびサンギアは別駆動で動作することができ、上定盤および下定盤が互いに逆方向に回転する。
【００３０】
そして、ダイヤモンドペレットを介して定盤に挟まれているキャリアが、複数のガラス基板前駆体を保持した状態で、自転しながら定盤の回転中心に対して下定盤と同じ方向に公転する。このように動作する研削機において、上定盤とガラス基板前駆体の間および下定盤とガラス基板前駆体との間に研削液を供給することによりガラス基板前駆体の表裏の研削を行なうことができる。
【００３１】
この両面研磨機を使用する際、ガラス基板前駆体に加わる定盤の加重及び定盤の回転数を所望の研削状態に応じて適宜調整する。精ラッピング工程においては、第１ラッピング工程および第２ラッピング工程の２回に分けてラッピングを行なうことが好ましい。第１ラッピング工程および第２ラッピング工程における加重は、６０ｇ／ｃｍ2から１２０ｇ／ｃｍ2とするのが好ましい。また、定盤の回転数は、１０ｒｐｍから３０ｒｐｍ程度とし、上定盤の回転数を下定盤の回転数より３０％から４０％程度遅くするのが好ましい。第２ラッピング工程を終えた時点で、ガラス基板前駆体の大きなうねり、欠け、ひび等の欠陥は除去される。
【００３２】
上記の定盤による加重を大きくするか、または定盤の回転数を速くすると、ガラス基板前駆体の研削量は多くなるが、加重を大きくしすぎるとガラス基板前駆体の面粗さが悪くなるため好ましくない。また、定盤の回転数が速すぎると平坦度が良好とならない。また加重が小さすぎたり、定盤の回転数が遅すぎたりしても、研削量が少なくなるため製造効率が低くなる。
【００３３】
上記の精ラッピング工程を終えた後のガラス基板前駆体の主表面の面粗さは、Ｒａが０．０５〜０．４μｍであることが好ましく、主表面の平坦度は、７〜１０μｍであることが好ましい。このような面状態とすることにより、後の第１ポリッシング工程での研磨の効率を高めることができる。
【００３４】
（端面研磨工程：ステップＳ６０）
続いて、端面研磨工程では、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いたブラシ研磨法により、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する。ブラシ研磨法ではガラス基板前駆体を回転させながら外周端面および内周端面を研磨する。上記の内周側端面に対し、さらに磁気研磨法による研磨を行なうことにより、ガラス基板前駆体の内周端面を鏡面状態に加工する。そして、最後にガラス基板前駆体の表面を水で洗浄する。
【００３５】
（化学処理工程：ステップＳ７０）
上記のガラス基板前駆体をフッ化水素と水との混合液からなるエッチング液に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面および端面をエッチングする。このようにガラス基板前駆体の表面をエッチングすることにより、精ラッピング工程でガラス基板前駆体の表面に形成された欠陥やクラックを取り除くことができ、ガラス基板前駆体の強度を向上させることができる。上記のエッチング液としては、ＨＦ、ＮＨ4Ｆ、ＮａＦ等を挙げることができ、硫酸や硝酸などの酸と併用しても差し支えない。
【００３６】
従来の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、端面研磨工程を行なった後にラッピング加工を行なっていたため、ラッピング加工で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを修正できなかった。特に、ラッピング加工を行なった後に、ＨＦ等を用いて化学処理工程を行なうと、ラッピング加工で発生した端面の傷やクラックが拡大し、その後にガラス基板前駆体の主表面を研磨すると、拡大した傷やクラックの内部に研磨剤が蓄積し、ガラス基板前駆体の端面の清浄度が低下するという問題があった。このようにガラス基板前駆体の端面に付着物が存在すると、その付着物が時間経過とともにガラス基板前駆体の主表面を汚染し、最終的にはガラス基板前駆体の表面の清浄度を低下させることになる。
【００３７】
そこで、本発明では、上記の精ラッピング工程と端面研磨工程との順序を変更している。すなわち、精ラッピング工程を行なった後に端面研磨工程を行なうことにより、精ラッピング工程で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを端面研磨工程で滑らかにすることができる。そして、さらに化学処理工程によって傷やクラックを除去することにより、ガラス基板前駆体の表面および端面の清浄度を保ちつつ、ガラス基板前駆体の強度を高めることができる。
【００３８】
本発明において、化学処理工程では、ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去することが好ましく、１２〜２５μｍの厚みを除去することがより好ましく、さらに好ましくは１２〜２０μｍを除去することである。５μｍ未満であると、ガラス基板前駆体の表面にある微小クラックを除去することができず、逆に３０μｍを超えると、ガラス基板前駆体を不均一にエッチングしてしまい、ガラス基板前駆体にムラが発生してしまう。なお、化学処理工程によって発生するムラは、ガラス基板前駆体の表面が鏡面になっている場合は基板の濡れ性が向上するため発生しにくいが、ガラス基板前駆体が鏡面になっていない状態に発生しやすい。上記エッチングの厚みは、ガラス基板前駆体の内径の寸法の差によって算出した値を採用するものとする。
【００３９】
（主表面研磨工程：ステップＳ８０）
主表面研磨工程は、第１研磨工程および第２研磨工程によってガラス基板前駆体の表裏を研磨する。第１研磨工程は、精ラッピング工程でガラス基板前駆体の表裏を鏡面加工し、さらに残留した傷や歪みを除去するために行ない、第２研磨工程は、鏡面化された表面をさらに仕上げて高平滑性を得るために行なう。たとえば第２研磨工程では、ガラス基板前駆体の表面粗さが０．２ｎｍ以下となるように加工する。
【００４０】
まず、第１研磨工程では、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを上記の両面研磨機にセットし、ガラス基板前駆体の表裏を研磨する。そして、上記ガラス基板前駆体の表面に付着している研磨剤を洗浄によって除去する。
【００４１】
続いて、第２研磨工程では、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャ（スウェード）である研磨パッドを用いて、ガラス基板前駆体の表裏を研磨する。なお、第２研磨工程で用いる研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウムよりも微細なシリカ砥粒を用いることが好ましい。なお、上記の化学処理工程は、主表面研磨工程の前に行なうもののみに限られるものではなく、第１研磨工程と第２研磨工程との間に行なっても差し支えない。
【００４２】
（洗浄工程：ステップＳ９０）
上記の研磨を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させることが好ましい。このような洗浄を行なうことにより、ガラス基板前駆体に付着した異物を洗い流すことができる他、磁気ディスク用ガラス基板の表面を安定にし、長期の保存安定性に優れたものとすることができる。以上のようにして磁気ディスク用ガラス基板を作製することができる。このようにして作製した磁気ディスク用ガラス基板に対し、さらに磁気薄膜形成工程を行なうことにより、磁気ディスクを得ることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
＜実施例１＞
本実施例では、以下の各工程の順に行なうことにより磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００４５】
（ダイレクトプレス工程：Ｓ１０）
まず、ガラス素材を溶融させることにより溶融ガラスを準備した。この溶融ガラスを下型に流し入れて、上型および胴型を用いてダイレクトプレスすることにより、直径６６ｍｍφ、厚さ１．２ｍｍの円盤状のガラス基板前駆体を得た。上記のガラス素材としては、アルミノシリケートガラスを用いた。
【００４６】
（コアリング加工工程：Ｓ２０）
次に、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリルでガラス基板前駆体の中心部を研削することにより穴を開けた。このようにして外径が６５ｍｍのガラス基板前駆体の中心部に２０ｍｍの内径の孔（中心部の孔１Ｈの直径）を開けた。
【００４７】
（粗ラッピング工程：Ｓ３０）
次に、ガラス基板前駆体を両面ラッピング装置にセットして、＃４００（粒径約４０〜６０μｍ）の粒度のアルミナ砥粒を用いて、アルミナ上定盤の荷重を１００ｋｇ程度に設定して、ガラス基板前駆体の表裏面を研磨した。このようにしてキャリア内に収納したガラス基板前駆体は、その両面の面精度が０μｍ〜１μｍであり、表面粗さＲｍａｘが６μｍ程度であった。
【００４８】
（内外加工工程：Ｓ４０）
次に、上記のガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の面取り加工を行なった。これによりガラス基板前駆体の端面の面粗さは、Ｒｍａｘで２μｍ程度となった。
【００４９】
（精ラッピング工程：Ｓ５０）
次いで、精ラッピング工程では、上記のガラス基板前駆体の表裏の両面を遊星歯車機構を利用した両面研削機にセットした。そして、ダイヤモンドシートを用いて、ガラス基板前駆体に加わる定盤の加重を６０ｇ／ｃｍ2から１２０ｇ／ｃｍ2として、定盤の回転数を１０ｒｐｍから３０ｒｐｍとし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より３０％から４０％程度遅くして、ガラス基板前駆体の表裏を研磨した。このようにしてガラス基板前駆体の主表面の表面粗さＲａが０．１μｍ以下で、平坦度を７μｍ以下となるまでラッピングを行なった。
【００５０】
（端面研磨工程：Ｓ６０）
続いて、研磨砥粒として酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いて、ブラシ研磨方法により、ガラス基板前駆体を回転させながらガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨した。ここでは、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の表面粗さがＲｍａｘで０．４μｍ、Ｒａで０．１μｍ程度になるまで研磨を行なった。
【００５１】
上記の内周側端面に対し、さらに磁気研磨法による研磨を行なうことにより、パーティクル等の発塵を防止する鏡面状態に加工した。そして、このようにして内周端面を研磨した後に、ガラス基板前駆体の表面を水で洗浄した。
【００５２】
（化学処理工程：Ｓ７０）
上記のガラス基板前駆体をエッチング液に浸漬させることにより、ガラス基板前駆体の表面および端面をエッチングした。本実施例では、エッチング液として５質量％のフッ化水素水溶液を用いて、ガラス基板前駆体の表面から１０μｍの厚みを除去した。なお、ガラス基板前駆体を除去した厚みは、化学処理を行なう前後の内径寸法の変化に基づいて算出した。
【００５３】
（主表面研磨工程：Ｓ８０）
主表面研磨工程においては、まず、上述した両面研磨装置を用いて精ラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第１研磨工程を行なった。この第１研磨工程においては、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを用いて、以下の条件でガラス基板前駆体の表裏を研磨した。
【００５４】
研磨液 ：酸化セリウム（平均粒径１．３μｍ）＋水
荷 重 ：８０〜１００ｇ／ｃｍ2
研磨時間：３０分〜５０分
除去法 ：３５μｍ〜４５μｍ
次に、上記ガラス基板前駆体の表面に付着している研磨剤を洗浄によって除去した。洗浄方法は、ＨＦを１質量％、硫酸を３質量％混合させた液を用いて、８０ｋＨｚの超音波を照射することにより行なった。その後、中性洗剤で１２０ｋＨｚ超音波を照射して超音波洗浄を行ない、最後に純水でリンスを行なってＩＰＡ乾燥した。
【００５５】
続いて、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャ（スウェード）である研磨パッドを用いて、ガラス基板前駆体の表裏を研磨した（第２研磨工程）。なお、第２研磨工程で用いる研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウムよりも微細なシリカ砥粒を用いた。
【００５６】
（洗浄工程：Ｓ９０）
上記研磨処理を終えたガラス基板前駆体に対し、中性洗剤および純水にて洗浄し乾燥させた。以上のようにして本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００５７】
＜実施例２〜７＞
上記の実施例１に対し、化学処理工程におけるガラス基板前駆体の表面を除去する厚みを表１の「除去量」の欄に記載した厚みに変えたことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって、実施例２〜７の磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００５８】
【表１】
【００５９】
＜比較例１＞
比較例１では、実施例１の工程の順序のうちの精ラッピング工程と端面研磨工程とを逆にしたことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。すなわち、従来の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法と同様に、端面研磨工程を行なった後に精ラッピング工程を行なうことによって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００６０】
＜比較例２＞
比較例２では、化学処理工程を行なわなかったことが異なる他は、実施例１と同様の方法によって磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
【００６１】
＜評価＞
上記の各実施例および各比較例のガラス基板前駆体の強度および欠陥数を以下の方法によって評価した。
【００６２】
（強度）
各実施例および各比較例で作製した磁気ディスク用ガラス基板の強度を円環試験によって評価し、その結果を表１の「強度」の欄に示した。ここで、円環試験による強度の評価は、磁気ディスク用ガラス基板を圧縮試験装置（製品名：テンシロン ＲＴＧ−１３１０（エー・アンド・ディー社製））にセットして、磁気ディスク用ガラス基板の内径部にボールを乗せて、その上から圧力を徐々に高めたときに磁気ディスク用ガラス基板が割れたときの圧力（ｋｇｆ）によって算出した。
【００６３】
（欠陥数）
各実施例および各比較例で作製した磁気ディスク用ガラス基板の表面に５ｎｍのクロム膜を成膜した。このようにクロム膜を成膜することにより、磁気ディスク用ガラス基板の端面に付着した付着物が時間経過によって徐々に主表面に浮遊して欠陥数が多くなるのを防ぐことができる。そして、上記のクロム膜付ガラス基板をクラス１０の環境下に２４時間静置した後に、光学表面分析装置（ＯＳＡ７１２０（ＫＬＡ−ｔｅｎｃｏｒ社製））を用いて欠陥数を測定した。その結果を表１の「欠陥数」の欄に示す。なお、欠陥数が多いほどガラス基板前駆体の端面に傷やクラック等が多いことを意味する。
【００６４】
表１から明らかなように、実施例１〜７の磁気ディスク用ガラス基板は、強度が高く、かつ欠陥数が多いのに対し、比較例１の磁気ディスク用ガラス基板は、欠陥数が多かった。また、比較例２の磁気ディスク用ガラス基板は、強度が非常に低く、割れやすかった。
【００６５】
実施例１〜７では、精ラッピング工程、端面研磨工程、化学処理工程、主表面研磨工程の順に加工を行なっているため、精ラッピング工程においてガラス基板前駆体の端面で発生した傷やクラックを端面研磨工程および化学処理工程で除去することができ、もって強度および清浄度が高い磁気ディスク用ガラス基板を得ることができたものと考えられる。
【００６６】
これに対し、比較例１では、端面研磨工程を行なってから精ラッピング工程を行なうため、精ラッピング工程で発生したガラス基板前駆体の端面の傷やクラックを除去することができず、それどころか傷やクラックが化学処理工程で拡大され、その部分に研磨剤が詰まって、磁気ディスク用ガラス基板の表面および端面の清浄度が低いものであった。また、比較例２では、化学処理を行なっていないため、磁気ディスク用ガラス基板の表面にクラックが残存し、割れやすいものであった。
【００６７】
したがって、本発明の製造方法に従って製造された磁気ディスク用ガラス基板は、強度が高く、欠陥数が少ないことが示された。特に、実施例４〜５に示されるように、化学処理工程によるガラス基板前駆体の表面からの除去量が１２〜２５μｍのときに磁気ディスク用ガラス基板の強度の向上が顕著であった。
【００６８】
以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせることも当初から予定している。
【００６９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７０】
１ ガラス基板前駆体、１Ａ 表主表面、１Ｂ 裏主表面、１Ｃ 内周端面、１Ｄ 外周端面、１Ｈ 孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、
前記端面研磨工程と前記主表面研磨工程との間に、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、
前記主表面研磨工程は、第１研磨工程と第２研磨工程とを含み、
前記第１研磨工程と前記第２研磨工程との間に、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去する、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から１２〜２０μｍの厚みを除去する、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１】
ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、
前記端面研磨工程と前記主表面研磨工程との間に、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
ダイレクトプレス法により作製した円盤状のガラス基板前駆体を用いた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板前駆体の表面を研削する精ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を研磨する端面研磨工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を研磨する主表面研磨工程とをこの順に含み、
前記主表面研磨工程は、第１研磨工程と第２研磨工程とを含み、
前記第１研磨工程と前記第２研磨工程との間に、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から５〜３０μｍの厚みを除去する、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記化学処理工程は、前記ガラス基板前駆体の表面から１２〜２０μｍの厚みを除去する、請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−２０３９２２（Ｐ２０１２−２０３９２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４６２２（Ｐ２０１１−６４６２２）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]