説明

磁気記録媒体用ガラス基板およびその製造方法

【課題】本発明は、ガラス基板の面取り部にピット欠陥がないガラス基板の提供を目的とする。また、ガラス基板の側面部と面取り部を生産性高く確実に研磨するガラス基板の端面研磨方法、および磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】磁気記録媒体用ガラス基板の内周端面研磨に用いる研磨ブラシとして、植毛部の幅が、積層されたガラス基板同士の積層幅(ガラス基板とスペーサを合わせた厚み。スペーサを使用しないガラス基板積層体の場合はガラス基板の厚み。)の1.1〜2.2である研磨ブラシを用いる。該研磨ブラシを使用した内周端面研磨により、磁気記録媒体用ガラス基板の面取り部に残留するキズを生産性高く確実に除去でき、面取り部のピット欠陥がない磁気記録媒体用ガラス基板を生産性高く提供できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数枚積層したガラス基板の側面部と面取り部を研磨する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の磁気ディスクの高記録密度化にともない、磁気記録媒体用ガラス基板への要求特性が年々厳しくなってきている。特に、高記録密度化を達成するために、ガラス基板主平面の異物欠陥を低減して平滑性を向上させる、ガラス基板の機械的強度を高くして情報記録媒体としての信頼性を向上させることは重要である。
【0003】
中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程において、ガラス基板の端面研磨は、ガラス基板の側面部や面取り部のキズと凹凸を除去して平滑な鏡面に仕上げるために行う。ガラス基板の側面部や面取り部を平滑な鏡面に仕上げることは、ガラス基板の機械的強度を向上する、側面部や端面部の凹凸に捕捉される異物を低減する、側面部や端面部の凹凸がカセットの樹脂部材を削り発生するパーティクルを低減するなどの効果がある。
【0004】
例えば、磁気記録媒体用ガラス基板の内周端面研磨は、ガラス基板の内周側面部に面取り部を形成した後、ガラス基板を複数枚積層し、ガラス基板の内周側面部に遊離砥粒を含有した研磨液を供給するとともに、回転軸にブラシ毛が植毛された研磨ブラシを回転させた状態で内周側面および内周面取り部に接触させて研磨する。
【0005】
しかし、ガラス基板の側面部と面取り部を、ガラス基板を複数枚積層した状態で複数枚同時に研磨すると、面取り部の研磨量が側面部の研磨量に比べて少なくなり、面取り部のキズと凹凸が十分に除去できず、平滑な鏡面に仕上げることができない問題が生じる。
【0006】
ガラス基板の側面部と面取り部を生産性高く確実に研磨するために、研磨ブラシのブラシ毛にカールした繊維を使用する(特許文献1)、研磨ブラシのブラシ毛に毛先形状の細い繊維を使用する(特許文献2、特許文献3)方法が提案されているが、ガラス基板面取り部のキズと凹凸を除去して平滑な鏡面に確実に仕上げる点で必ずしも充分ではない。ガラス基板の側面部と面取り部を確実に研磨するために、側面部と面取り部の研磨を別々に分けて実施する方法(特許文献4、特許文献5)が提案されているが、効率が悪く生産性の点で必ずしも充分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第4156504号公報
【特許文献2】特開2007−118173号公報
【特許文献3】特開2007−245319号公報
【特許文献4】特開2007−197235号公報
【特許文献5】特開2008−84521号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、ガラス基板の面取り部にピット欠陥がないガラス基板の提供を目的とする。また、ガラス基板の側面部と面取り部を生産性高く確実に研磨するガラス基板の端面研磨方法、および磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、内周側面と、外周側面と、主平面とからなる、中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、該製造方法は、円盤状のガラス基板を作成して外周側面と主平面を形成する工程と、前記円盤の中心部に円孔を加工し内周側面を形成する工程と、前記外周側面のコーナ部を面取り加工して外周面取り部を形成する工程と、前記内周側面を面取り加工して内周面取り部を形成する工程と、前記外周側面を研磨する工程と、前記外周面取り部を研磨する工程と、前記内周側面を研磨する工程と、前記内周面取り部を研磨する工程と、ガラス基板の主平面を研磨する工程を含み、
前記内周側面を研磨する工程および前記内周面取り部を研磨する工程として、
ガラス基板を複数枚積層し、ガラス基板の内周側面部分に遊離砥粒を含有した研磨液を供給するとともに、回転軸にブラシ毛が植毛された研磨ブラシを回転させた状態で内周側面および内周面取り部にブラシ毛を接触させて研磨するものであって、
前記研磨ブラシは、ブラシ毛が一定間隔のピッチ幅で回転軸に植毛されており、ブラシ毛が植毛された植毛部と、ブラシ毛が植毛されていない非植毛部から構成され、該植毛部の幅が、前記積層されたガラス基板同士の積層幅(ガラス基板の厚み、またはガラス基板とスペーサを合わせた厚み)の1.1〜2.2であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
内周側面と、外周側面と、主平面とからなる、中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板において、内周側面および/または外周側面と、主平面との交差箇所に面取り部を形成した磁気記録媒体用ガラス基板であって、該面取り部は直径10μm以上のピット欠陥数が5個/mm以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法は、端面研磨の研磨ブラシの設計と端面研磨条件を適切にすることにより、ガラス基板の側面部と面取り部を生産性高く確実に同時研磨できる。それにより、ガラス基板の面取り部にピット欠陥のない磁気記録媒体用ガラス基板を、生産性高く提供できる。したがって、ガラス基板の側面部と面取り部に残留したキズ起因のガラス基板の機械的強度の低下や、側面部と面取り部の凹凸に捕捉された異物起因のガラス基板主平面の異物欠陥の増加などの問題を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】研磨ブラシの模式的断面図。
【図2】研磨ブラシの構成を表す、拡大断面図。
【図3】磁気記録媒体用ガラス基板を積層したガラス基板積層体を、研磨ブラシを使用して内周端面研磨する様子を表す概略図。
【図4】磁気記録媒体用ガラス基板の断面斜視図。
【図5】ピット欠陥がない内周面取り部(良品)の顕微鏡観察画像。
【図6】ピット欠陥がある内周面取り部(不良品)の顕微鏡観察画像。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下に記載される実施形態に限らない。
【0013】
まず、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板10の断面斜視図を図4に示す。図4において、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面101、内周面取り部102、内周側面部103、外周面取り部104、外周側面部105を各々示す。
【0014】
一般に、磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクの製造工程は、以下の工程を含む。(1)フロート法、プレス成形法、またはフュージョン法で成形されたガラス素基板を、円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。(2)ガラス基板の上下主平面にラッピング加工を行う。(3)ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う。(4)ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、1次研磨のみでも良く、1次研磨と2次研磨を行っても良く、2次研磨の後に3次研磨を行っても良い。(5)ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。(6)磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。
【0015】
なお、上記磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクの製造工程において、各工程間にガラス基板洗浄(工程間洗浄)やガラス基板表面のエッチング(工程間エッチング)を実施してもよい。さらに、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程(例えば、化学強化工程)を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
【0016】
本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス(例えば、化学強化ガラス)でもよい。また、本発明のガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよい。
【0017】
本発明は、(3)ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う工程に関し、磁気記録媒体用ガラス基板の内周端面研磨に係るものである。
【0018】
磁気記録媒体用ガラス基板の内周端面研磨の様子を表す概略図を図3に示す。複数枚積層したガラス基板(以下、ガラス基板積層体という)20を、内周端面研磨装置のガラス基板積層体を保持する保持部に設置し、ガラス基板の中央部に形成した円孔に研磨ブラシ40を挿入してガラス基板の内周側面部103と内周面取り部102にブラシ毛401を当接させ、ガラス基板の内周側面部103と内周面取り部102に遊離砥粒を含有した研磨液を供給するとともにガラス基板積層体20と研磨ブラシ40を反対方向に回転させて、ガラス基板の内周側面部103と内周面取り部102を同時に研磨する。
【0019】
ガラス基板積層体20は、磁気記録媒体用ガラス基板10のみを積層して形成してもよいし、磁気記録媒体用ガラス基板10とスペーサ30を交互に積層して形成してもよい。磁気記録媒体用ガラス基板10とスペーサ30を交互に積層した場合、スペーサ30は、ガラス基板の主平面101にキズが発生することを抑制し、積層したガラス基板の内周面取り部102の奥までブラシ毛401や研磨液が確実に届くようにするため、高品質の磁気記録媒体用ガラス基板10を得やすくなる。
【0020】
研磨ブラシ40の模式的断面図を図1に、拡大断面図を図2に、それぞれ示す。研磨ブラシ40は、ブラシ毛401が回転軸402に対して直交方向に植毛されている。回転軸402上におけるブラシ毛401の植毛長403(研磨ブラシ上における、ブラシ毛が植毛されている植毛部の長さ)はガラス基板積層体20の全長よりも長くした方が、内周端面研磨を均一に行う上で好ましい。
【0021】
研磨ブラシ40の回転軸にブラシ毛401を植毛する方法は、特に限定されるものではなく、図5に示したようにブラシ毛401を植毛したチャンネル部品404を回転軸402に巻き付けて固定する、または回転軸402に形成した凹形状の溝にブラシ毛401を直接植毛するなどの方法が考えられる。ブラシ毛401を植毛したチャンネル部品404を回転軸402に巻き付けて固定した研磨ブラシ40は、所望の内周端面研磨を行うための研磨ブラシ設計の自由度が高いため、内周端面研磨の研磨ブラシとして好ましい。
【0022】
ブラシ毛401を植毛したチャンネル部品404を回転軸402に巻き付けて固定した研磨ブラシ40は、チャンネル部品404の植毛部の幅409とチャンネル部品404を回転軸に巻き付けるピッチ幅411を変えることにより、研磨ブラシ上の植毛部の幅409と非植毛部の幅410を調整し、ブラシ毛の局所的な密度を所望の範囲にできる。
【0023】
ブラシ毛の局所的な密度が低いと研磨速度が低下する。一方、ブラシ毛の局所的な密度が高いと、ブラシ毛同士が反発し、ガラス基板の内周面取り部の奥までブラシ毛を確実に届かせることが困難となり、面取り部のピット欠陥数が増加する。また、ガラス基板の内周側面部と内周面取り部への研磨液の供給を適切に行えなくなるため、研磨速度が変動してしまい、ガラス基板積層体内の研磨量にバラツキが生じるなどの問題もある。
【0024】
チャンネル部品404の植毛部の幅409は、ガラス基板積層体20のガラス基板同士の積層幅201(ガラス基板とスペーサを合わせた厚み。スペーサを使用しないガラス基板積層体の場合、ガラス基板の厚み。)の1.1〜2.2倍である。植毛部の幅409が、ガラス基板積層体20のガラス基板同士の積層幅201の1.1倍未満の場合、研磨速度が低下するおそれがある。植毛部の幅409がガラス基板積層体20のガラス基板同士の積層幅201の2.2倍を超える場合、ブラシ毛同士が反発してガラス基板の内周面取り部の奥までブラシ毛を確実に届かせることが困難となり、面取り部の研磨を充分に行えず、面取り部におけるピット欠陥数が増加するおそれがある。
【0025】
植毛部の幅409はガラス基板積層体20のガラス基板同士の積層幅201の1.1〜2.2倍であり、1.1〜2.0倍が好ましく、1.2〜2.0倍が特に好ましい。
【0026】
研磨ブラシ上の非植毛部の幅410は、チャンネル部品を回転軸に巻き付けるピッチ幅411により調整する。非植毛部の幅410は、3〜9mmが好ましい。研磨ブラシ上の非植毛部の幅410が3mm未満の場合、ガラス基板の内周側面部と内周面取り部への研磨液の供給を適切に行えなくなるため、ガラス基板積層体内の研磨量にバラツキが生じるおそれがある。研磨ブラシ上の非植毛部の幅410が9mmを超える場合、研磨速度が低下する、ブラシ毛の寿命が低下する、などのおそれがある。
【0027】
研磨ブラシ上の非植毛部の幅410は、3〜9mmがよく、4〜8mmが好ましく、5〜8mmが特に好ましい。
【0028】
研磨ブラシの外径405は、内周端面研磨を行うガラス基板の円孔の直径より大きいものを使用するとよい。研磨ブラシの外径405が、内周端面研磨を行うガラス基板の円孔の直径より小さいものを使用した場合、研磨ブラシ40をガラス基板の内周側面部103と内周面取り部102に接触するまで移動させてから、内周端面研磨を行う。研磨ブラシ40をガラス基板積層体20の内周側面部と内周面取り部に接触するように移動すると、研磨ブラシ40が撓み、ガラス基板積層体20の全てのガラス基板に対して研磨ブラシのブラシ毛401が均一に接触できず、ガラス基板積層体20の位置によって研磨量が異なり、ガラス基板積層体内(同一ロット内)で端面研磨特性のバラツキが生じる問題があった。
【0029】
研磨ブラシ40をガラス基板の内周側面部103と内周面取り部102に接触するまで大きく移動することによる生じる研磨ブラシの撓みを抑制し、ガラス基板積層体の全てのガラス基板を均一に端面研磨するために、研磨ブラシの外径405はガラス基板の円孔の直径より大きくするとよい。研磨ブラシの外径405は、ガラス基板の円孔の直径に対して1.03〜1.25倍が好ましい。
【0030】
研磨ブラシの外径がガラス基板の円孔の直径に対して1.03倍未満の大きさの場合、ブラシ毛401がガラス基板の内周側面部と内周面取り部に接触するまで研磨ブラシ40を大きく移動させなくてはならないため、研磨ブラシを大きく撓ませてしまい、ガラス基板積層体20の全てのガラス基板に対して研磨ブラシのブラシ毛401が均一に接触できず、ガラス基板積層体の位置によって研磨量が異なってしまい、ガラス基板積層体20のガラス基板の端面部を均一に研磨できないおそれがある。また、研磨ブラシ40の全周で端面研磨できないため、研磨速度が低く、生産性に劣るおそれがある。
【0031】
研磨ブラシの外径405がガラス基板の円孔の直径に対して1.25倍を超える大きさの場合、ブラシ毛401とガラス基板の内周側面部と内周面取り部とのオーバーラップが大きくなり、ブラシ毛の寿命が短くなる、ブラシ毛の先端が曲がりガラス基板の内周側面部と内周面取り部にブラシ毛の先端が均一に適切な押圧で接触できなくなり端面研磨を均一に行えなくなるなどの問題が生じるおそれがある。
【0032】
研磨ブラシの外径405は、ガラス基板の円孔の直径に対して1.03〜1.25倍がよく、1.03〜1.20倍が好ましく、1.05〜1.15倍が特に好ましい。
【0033】
研磨ブラシの外径405は、研磨ブラシの回転軸の直径406や、ブラシ毛401を植毛するチャンネル部品の高さ407、ブラシ毛の長さ408によって調整できる。
【0034】
研磨ブラシの回転軸の直径406は、ガラス基板の円孔の直径の41%〜65%であるとよい。研磨ブラシの回転軸の直径406がガラス基板の円孔の直径の41%未満の場合、ブラシ毛の長さ408が長くなるため、ブラシ毛をガラス基板の内周側面部と内周面取り部に適切な押圧で接触できなくなり、研磨速度が低下するおそれがある。
【0035】
一方、研磨ブラシの回転軸の直径406がガラス基板の円孔の直径の65%を超える場合、ガラス基板の内周側面部と内周面取り部への研磨液の適切な供給ができなくなるため、研磨速度が低下する、ガラス基板積層体内の研磨量にバラツキが生じるなどのおそれがある。また、ブラシ毛の長さが短くなるため、ガラス基板の内周面取り部の奥までブラシ毛を確実に届かせることが困難となり、面取り部の研磨を充分に行えず、面取り部のピット欠陥数が増加するおそれがある。
【0036】
研磨ブラシの回転軸の直径406は、ガラス基板の円孔の直径の41%〜65%がよく、43%〜60%が好ましく、45%〜55%が特に好ましい。
【0037】
ブラシ毛401を植毛するチャンネル部品の高さ407は、0.5mm〜3.0mmが好ましく、1.5mm〜2.7mmであると更に好ましい。チャンネル部品の高さが0.3mm未満であると、研磨加工時にブラシ毛が広がり、ブラシ毛がガラス基板の内周側面部と内周面取り部に適切な押圧で接触できなくなり、研磨速度が低下するおそれがある。
【0038】
チャンネル部品の高さが3.0mmを超える場合、ブラシ毛が短くなりすぎるため、ガラス基板の内周面取り部の奥までブラシ毛を確実に届かせることが困難となり、面取り部の研磨を充分に行えずに、面取り部のピット欠陥数が増加するおそれがある。
【0039】
ブラシ毛401の線径は、0.10mm〜0.20mmが好ましい。ブラシ毛の線径が、0.10mm未満であると、ブラシ毛の経時変化が大きくなるおそれがある。ブラシ毛410の線径が、0.20mmを超えると、ガラス基板の内周面取り部の奥までブラシ毛を確実に届かせることができず、面取り部の研磨を充分に行えず、面取り部のピット欠陥数が増加するおそれがある。ブラシ毛の線径は、0.10mm〜0.20mmが好ましく、0.12mm〜0.18mmが更に好ましい。
【0040】
ブラシ毛としては、ナイロン繊維やポリプロピレン繊維、塩化ビニル繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維などの化学合成繊維、豚や馬などの動物の毛、ピアノ線やステンレス繊維などの金属線の中から、使用目的に応じて任意に選択できる。
【0041】
磁気記録媒体用ガラス基板10の内周端面研磨は、ガラス基板積層体内における研磨量の均一性をより高くするため、研磨ブラシ40をガラス基板積層体20の積層方向に揺動させながら端面研磨することが好ましい。研磨ブラシ40を揺動する長さは、ガラス基板積層体の全体の長さTの15%以上が好ましい。研磨ブラシを揺動する長さがガラス基板積層体20の全体の長さTの15%未満の場合、研磨ブラシが有する特性バラツキに起因するガラス基板積層体内の研磨量のバラツキが発生するおそれがある。
【0042】
磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程において、端面研磨は側面部や面取り部のキズなどの加工変質層を除去し、凹凸を平滑化して鏡面とする目的で行われている。
【0043】
内周側面部の面取り加工は、一般にダイヤモンド砥粒を固定した砥石を用いて行うが、その際、内周側面部103と内周面取り部102に加工変質層(キズなど)を発生させる。面取り加工で発生した加工変質層は端面研磨で除去されるが、研磨量が不充分であると加工変質層が完全に除去されずに、内周側面部103や内周面取り部102に残留する。ガラス基板の側面部と面取り部に残留した加工変質層は、ガラス基板の機械的強度の低下や、ガラス基板主平面の異物欠陥増加などの問題の原因となり、磁気ディスクとしたときに不具合を発生させるため、側面部と面取り部の研磨は両方確実に行い、加工変質層を確実に除去する必要がある。
【0044】
一般に、研磨ブラシを用いたガラス基板積層体の端面研磨において、面取り部の研磨量は側面部の研磨量に比べて少なくなるため、側面部よりも面取り部に加工変質層が残留しやすい。ガラス基板表面に残留した加工変質層は、ガラス基板表面をエッチングすることにより、キズを中心に等方的にエッチングされ、円形状または楕円形状のピット欠陥となり、光学顕微鏡などを用いて簡便に評価できるようになる。図5にピット欠陥がない磁気記録媒体用ガラス基板10の内周面取り部(良品)の顕微鏡観察画像を、図6にピット欠陥がある内周面取り部(不良品)の顕微鏡観察画像をそれぞれ示す。図6において、106がピット欠陥である。
【0045】
磁気記録媒体用ガラス基板10の面取り部のピット欠陥数は、以下の手順で評価する。ガラス基板の表面を、フッ酸や硝酸等を含む酸性のエッチング溶液を用いて5μmエッチングし、面取り部に残留する加工変質層(キズなど)を等方的にエッチングして観察しやすい大きさのピット欠陥106にした後、光学顕微鏡を用いて観察する。磁気記録媒体用ガラス基板10の面取り部を光学顕微鏡で観察し、直径(または長径)が10μm以上の円形状または楕円形状を有する凹をピット欠陥106とし、その数を計測した。ピット欠陥106を評価する箇所は、ガラス基板の両主平面側に形成した面取り部の全領域で実施してもよいし、選択した特定箇所で実施してもよい。本実施例では、ガラス基板の両主平面側に形成した面取り部おいて、0°、90°、180°、270°の間隔の位置、計8箇所でピット欠陥数を評価した。
【0046】
本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板の面取り部のピット欠陥数は、5個/mm以下である。磁気記録媒体用ガラス基板の面取り部のピット欠陥数が多いと、ガラス基板の機械的強度の低下や、面取り部の凹部に捕捉された異物がガラス基板主平面の異物欠陥増加の原因となるなどの問題が生じるおそれがある。面取り部のピット欠陥数は、3個/mm以下が良く、1個/mm以下が好ましく、0個/mmが特に好ましい。
【0047】
なお、磁気記録媒体用ガラス基板の面取り部の全周の領域において、ピット欠陥の有無を観察する場合、暗視野型光学顕微鏡(Vision Psytec社製、製品名:Micro‐Max VMI‐2500F)を用いてもよい。
【実施例】
【0048】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【0049】
フロート法で成形されたシリケートガラス板を、外径65mm、内径20mm、板厚0.635mmの磁気記録媒体用ガラス基板が得られるような、ドーナツ状円形ガラス板(中央部に円孔を有する円盤状ガラス板)に加工した。
【0050】
このドーナツ状円形ガラス板の内周側面と外周側面を、面取り幅0.15mm、面取り角度45°の磁気記録媒体用ガラス基板が得られるように面取り加工を行い、その後ガラス板上下面のラッピングを酸化アルミニウム砥粒を用いて行い、砥粒を洗浄除去した。
【0051】
次に、内周側面部と内周面取り部を研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を用いて研磨し、鏡面となるように加工した。内周端面研磨は、内周端面研磨装置(ユーティーケー・システム社製、製品名:BTK‐08)を使用し、研磨具として研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を含有した研磨液(比重1.2に調整した、平均粒子直径(以下、平均粒径という)約1.4μmの酸化セリウムを主成分とする研磨液)を用い、以下の手順に従い行った。
【0052】
ドーナツ状円形ガラス板を、アライメント治具を用いて積層し、被研磨体であるガラス基板積層体を形成した。
【0053】
ガラス基板積層体に積層するガラス基板の枚数は、生産状況に合わせて100〜300枚に設定する。本実施例では、ガラス基板の積層枚数を200枚とし、積層するガラス基板の間に樹脂製スペーサを挿入し、ガラス基板と樹脂製スペーサが交互に配置されるようにガラス基板積層体を形成した。本実施例において、ガラス基板の板厚は0.67mm、樹脂製スペーサの厚みは0.2mmで実施した。
【0054】
次に、ガラス基板積層体を内周端面研磨用の治具に挿入し、ガラス基板積層体の上下方向から締め付けて固定した後、アライメント治具をガラス基板積層体から取り外す。内周端面研磨用の治具に固定したガラス基板積層体を、内周端面研磨装置の被研磨体保持部に設置し、ガラス基板積層体の中央部の円孔に研磨ブラシを挿入した。ガラス基板積層体の内周側面部と内周面取り部にブラシ毛が確実に接触するように、研磨ブラシをガラス基板積層体の円孔の中心から一方向に移動し、ブラシ毛をガラス基板積層体の内周側面部と内周面取り部に対して一定量押し込む(研磨ブラシ押込量)。内周端面研磨は、被研磨体であるガラス基板積層体の内周側面と内周面取り部に対して研磨ブラシを一定量押し込んだ状態で行う。
【0055】
ガラス基板積層体の内周端面部分に、ブラシ毛が接触していることを確認した後、酸化セリウム砥粒を含有した研磨液をガラス基板積層体の内周端面部分に供給し、研磨ブラシとガラス基板を反対方向に回転させながら、内周側面部と内周面取り部を同時に研磨した。ガラス基板積層体の全体において均一に端面研磨を行うため、研磨ブラシはガラス基板積層体の積層方向に揺動させながら研磨した(揺動速度は100〜1500mm/minに設定)。
【0056】
本実施例において、研磨液は7〜8L/minで供給し、研磨ブラシの回転速度は2500rpm、ガラス基板積層体の回転速度は39rpmで実施した。研磨時間は、内周側面部の研磨量が12.5μmとなるように設定した。なお、安定した状態で端面研磨を行うために、端面研磨前に装置の暖気や研磨ブラシと研磨液を馴染ませる処理(ダミーガラス基板を用いたダミー研磨)を適宜行う。
【0057】
内周端面研磨後、ガラス基板積層体は、内周端面研磨用の治具から取り外され、ガラス基板積層体からガラス基板を1枚毎に分離する。1枚毎に分離されたガラス基板は、アルカリ洗剤を用いたスクラブ洗浄により、砥粒を洗浄除去される。
【0058】
内周端面研磨の研磨量の測定は、ガラス基板を洗浄、乾燥した後、高精度2次元寸法測定機(キーエンス社製、製品名:VM8040)を用いて測定した。内周端面研磨の研磨量は、内周端面研磨前後において、ガラス基板中央部の円孔の直径を内周側面部で測定し、端面研磨前後の円孔直径差を計算して求めた。研磨量測定用ガラス基板はガラス基板積層体(200枚)から10枚毎に、計20枚のガラス基板を抜き取り、各ガラス基板の端面研磨前後の円孔直径差を求め、その平均値を内周端面研磨の研磨量とした。
【0059】
(内周端面研磨の研磨量)=[(研磨後ガラス基板の円孔の直径)−(研磨前ガラス基板の円孔の直径)]/2
面取り部のピット欠陥数の評価は、ガラス基板の表面を、フッ酸や硝酸等を含む酸性のエッチング溶液を用いて5μmエッチングし、面取り部に残留する加工変質層(キズなど)を等方的にエッチングし、加工変質層を観察しやすいピット欠陥としてから行った。ガラス基板のエッチング量は、内周端面研磨の研磨量と同じ測定方法で測定した。
【0060】
表面を5μmエッチングしたガラス基板は、洗浄と乾燥を行った後、面取り部のピット欠陥数を評価しやすいサイズに切断した(内周面取り部を含む2mm角のピット欠陥数観察試料)。面取り部のピット欠陥数は、レーザ顕微鏡(オリンパス社製、製品名:LEXT OLS 3500)を用いて評価した。内周面取り部のピット欠陥数は、ピット欠陥数観察試料を試料台に固定し、内周面取り部の面がレーザ顕微鏡の対物レンズのレンズ面に対して平行となるように設置して評価した。レーザ顕微鏡の対物レンズは20倍を使用し、観察視野を635μm×480μmとし(内周面取り部の内周長さ107が635μmとなる観察領域)、直径(または長径)が10μm以上の円形状または楕円形状を有するピット欠陥の数をカウントした。ピット欠陥数は、ガラス基板の両主平面側に形成した面取り部において、0°、90°、180°、270°の計8箇所の位置で評価した。各評価箇所において計測したピット欠陥数を、観察領域面積で除した数値が5個/mm以下のガラス基板を良品とした。ピット欠陥数は、ガラス基板積層体(200枚)から10枚毎に、計20枚のガラス基板を抜き取って評価した。
【0061】
次に、内周端面研磨を行ったガラス基板は、外周側面と外周面取り部を研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液を用いて研磨され、外周側面と外周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように加工される。外周端面研磨の研磨時間は、外周側面部の研磨量が12.5μmとなるように調整した。外周端面研磨を行ったガラス基板は、砥粒を洗浄除去するため、アルカリ洗剤を用いてスクラブ洗浄した。
【0062】
その後、研磨具として硬質ウレタンパッドと酸化セリウム砥粒を含有した研磨液(平均粒径約1.1μmの酸化セリウムを主成分とする研磨液組成物)を用いて、両面研磨装置により上下主平面の研磨加工を行い、酸化セリウムを洗浄除去した。
【0063】
さらに、研磨具として軟質ウレタンパッドと上記の酸化セリウム砥粒よりも平均粒径が小さい酸化セリウム砥粒を含有した研磨液(平均粒径約0.5μmの酸化セリウムを主成分とする研磨液組成物)を用いて、両面研磨装置により上下主平面の研磨加工を行い、酸化セリウムを洗浄除去した。
【0064】
さらに、仕上げ研磨の研磨具として軟質ウレタンパッドとコロイダルシリカを含有する研磨液(一次粒子の平均粒径20〜30nmのコロイダルシリカを主成分とする研磨液組成物)を用いて、両面研磨装置により上下主平面を研磨加工した。
【0065】
仕上げ研磨後のドーナツ状円形ガラス板を、仕上げ研磨の研磨液と同じpHに調整した溶液に浸漬し、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液へ浸漬した状態での超音波洗浄、純水へ浸漬した状態での超音波洗浄、を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気にて乾燥した。
【0066】
両主平面を研磨し、洗浄と乾燥を行った後、ガラス基板主平面の算術平均粗さ(Ra)を原子間力顕微鏡(Digital Instruments社製、製品名:Nano Scope D3000)により、微小うねり(μWa)を走査型白色干渉計(Zygo社製、製品名:Zygo New View 5032)により測定した。
【0067】
本実施例において、主平面の算術平均粗さ(Ra)は全ての磁気記録媒体用ガラス基板において0.15nm以下であり、微小うねり(μWa)は、全ての磁気記録媒体用ガラス基板において0.15nm以下であった。
【0068】
本実施例で得た磁気記録媒体用ガラス基板の面取り部のピット欠陥数は、内周端面研磨後のピット欠陥数の評価方法と同様の手順に従い実施する。面取り部のピット欠陥数が5個/mm以下の磁気記録媒体用ガラス基板を良品とした。
【0069】
以下に、研磨ブラシの特性と内周端面研磨条件を変えた実施例(例1〜例2)と比較例(例3〜8)について説明する。
【0070】
[例1]内周端面研磨ブラシの評価条件と、使用した研磨ブラシAの特性と内周端面研磨条件を表1に示した。
【0071】
内周端面研磨ブラシとして、ブラシ外径が22.5mm(ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径に対して1.13倍)、回転軸の直径が10mm(ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径の50%)、ブラシ毛の植毛部の幅1.5mm(積層したガラス基板厚み0.67mmと樹脂製スペーサ厚み0.2mmを合わせた積層幅0.87mmに対して1.7倍)、非植毛部の幅が5mm、ブラシの線径が0.15mm、回転軸上のブラシ毛の植毛が312mmである研磨ブラシ(研磨ブラシA)を用い、内周側面部と内周面取り部を研磨した。
【0072】
被研磨体であるガラス基板積層体は、ガラス基板(板厚0.67mm)と樹脂製スペーサ(厚み0.2mm)が交互となるように積層して形成し、200枚のガラス基板を積層したガラス基板積層体の全体の長さTは174mmであった。
【0073】
ガラス基板積層体の中央部の円孔に挿入した研磨ブラシを、円孔の中心から一方向に移動し、ガラス基板の内周側面に対してブラシ毛を0.4mm押し込んだ状態で、内周端面研磨を行った。研磨ブラシの揺動速度は100mm/min、揺動長は40mm(ガラス基板積層体の全体の長さTの23%)とした。
【0074】
研磨ブラシAを2本使用し、それぞれの研磨ブラシAに対して2ロットの内周端面研磨を実施し、研磨ブラシAを評価した。
【0075】
研磨特性評価結果である、内周端面研磨の研磨量の平均値(内周側面研磨量平均値)と、1ロット内における内周側面研磨量平均値を12.5μmで規格化したときの研磨量のバラツキ(内周側面研磨量標準偏差)と、研磨速度の平均値と、内周面取り部のピット欠陥数評価結果(良品率)を表2に示した。
【0076】
研磨ブラシ間、ロット間、ロット内の研磨量のバラツキは小さく、安定した状態で均一に内周端面研磨できた。また、内周面取り部にピット欠陥はなく、ガラス基板積層体の全体において、内周面取り部の加工変質層(キズなど)を完全に除去できた。
【0077】
[例3]表1に記載したように、研磨ブラシの揺動長を20mm(積層したガラス基板全体の長さの11.5%)とした以外は、例1と同様にして、内周端面研磨を行った。
【0078】
研磨特性評価結果を表2に示した。ガラス基板の内周面取り部にピット欠陥はなく、ガラス基板積層体の全体において、内周面取り部の加工変質層(キズなど)は完全に除去できていた。しかし、研磨ブラシの揺動長を短くしたため、研磨ブラシ間、ロット間、ロット内において、内周側面研磨量のバラツキ(標準偏差)がやや大きくなった。
【0079】
[例4]表1に記載したように、研磨ブラシの外径を19.5mm(ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径に対して0.98倍)、回転軸の直径を8mm(ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径の40%)とし、内周端面研磨条件の研磨ブラシ押し込み量を1.5mm、ブラシ揺動速度を1500mm/minと変えた以外は、例1と同様にして、内周端面研磨を行った。
【0080】
研磨特性評価結果を表2に示した。ガラス基板積層体の中央部に位置するガラス基板の内周面取り部に、ピット欠陥が数多く観察され(評価基板20枚中、11枚のガラス基板にピット欠陥あり)、内周面取り部の加工変質層(キズなど)は内周端面研磨で充分に除去できていなかった。
【0081】
[例5]表1に記載したように、植毛部の幅を2.0mm(積層したガラス基板と樹脂製スペーサを合わせた厚みの積層幅0.87mmに対して2.3倍)とし、チャネル高さを3mmとしたこと以外は、例1と同様にして内周端面研磨を行った。
【0082】
研磨特性評価結果を表2に示した。ロット間、ロット内(ガラス基板積層体の全体のガラス基板)において、研磨量のバラツキが大きく、植毛部の幅を広くすると、安定した状態で均一に内周端面研磨できなくなることを確認した。また、ガラス基板積層体の全領域(上部、中央部、下部)において、ピット欠陥が数多く観察され、内周面取り部の加工変質層(キズなど)は内周端面研磨で充分に除去できていなかった。
【0083】
[例2、例6、例7]表1に記載したように、研磨ブラシの非植毛部の幅が異なる、研磨ブラシA、研磨ブラシD、研磨ブラシEを用いた以外は、例1と同様に内周端面研磨を行った。
【0084】
研磨特性評価結果を表2に示した。
【0085】
非植毛部の幅が5mmの研磨ブラシD(例6)を用いると、研磨速度は速くなるが、ロット間の研磨速度のバラツキは大きくなり、安定した状態で均一に内周端面研磨できなくなる。非植毛部の幅が10mmの研磨ブラシE(例7)を用いると、研磨速度は遅くなり、生産性に劣る。また、研磨ブラシのブラシ毛の寿命も短くなる。そのため、ロット間の研磨速度のバラツキが大きくなり、安定した状態で均一に内周端面研磨できなくなる。非植毛部の幅が6.5mmの研磨ブラシA(例2)を用いると、研磨速度のバラツキが小さく安定した状態で研磨できる。
【0086】
研磨ブラシA、研磨ブラシD、研磨ブラシEを用いて端面研磨を行ったガラス基板の面取り部に、ピット欠陥は観察されなかった。このことから、研磨ブラシD、研磨ブラシEの特性を有する研磨ブラシは、ガラス基板積層体の全領域において、内周面取り部の加工変質層(キズなど)を内周端面研磨で除去できることを確認した。
【0087】
[例8]表1に記載したように、回転軸の直径を8mm(ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径の40%)と変えた以外は、例1と同様にして、内周端面研磨を行った。研磨特性評価結果を表2に示した。内周端面研磨後のガラス基板の内周面取り部にピット欠陥はなく、ガラス基板積層体の全体において、内周面取り部の加工変質層(キズなど)を完全に除去できていた。しかし、ロット間、ロット内において、研磨量のバラツキが大きく、安定した状態で均一に内周端面研磨できていないことを確認した。
【0088】
【表1】

【0089】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明は、ガラス基板の面取り部にピット欠陥がないガラス基板を提供する。また、ガラス基板の側面部と面取り部を生産性高く確実に研磨するガラス基板の端面研磨方法、およびガラス基板の製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【0091】
10:磁気記録媒体用ガラス基板、101:主平面、102:内周面取り部、103:内周側面部、104:外周面取り部、105:外周側面部、106:ピット欠陥、107:内周面取り部の内周長さ、
20:ガラス基板積層体、201:ガラス基板同士の積層幅、
30:スペーサ、
40:研磨ブラシ、401:ブラシ毛、402:回転軸、403:ブラシ毛の植毛長、404:チャンネル部品、405:研磨ブラシの外径、406:回転軸の直径、407:チャンネル部品の高さ、408:ブラシ毛の長さ、409:植毛部の幅、410:非植毛部の幅、411:ピッチ幅

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周側面と、外周側面と、主平面とからなる、中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、該製造方法は、円盤状のガラス基板を作成して外周側面と主表面を形成する工程と、前記円盤の中心部に円孔を加工し内周側面を形成する工程と、前記外周側面のコーナ部を面取り加工して外周面取り部を形成する工程と、前記内周側面を面取り加工して内周面取り部を形成する工程と、前記外周側面を研磨する工程と、前記外周面取り部を研磨する工程と、前記内周側面を研磨する工程と、前記内周面取り部を研磨する工程と、ガラス基板の主平面を研磨する工程を含み、
前記内周側面を研磨する工程および前記内周面取り部を研磨する工程は、
ガラス基板を複数枚積層し、ガラス基板の内周側面部分に遊離砥粒を含有した研磨液を供給するとともに、回転軸にブラシ毛が植毛された研磨ブラシを回転させた状態で内周側面および内周面取り部に接触させて研磨するものであって、
前記研磨ブラシは、ブラシ毛が一定間隔のピッチ幅で回転軸に植毛されており、ブラシ毛が植毛された植毛部と、ブラシ毛が植毛されていない非植毛部から構成され、該植毛部の幅が、前記積層されたガラス基板同士の積層幅(ガラス基板とスペーサを合わせた厚み、または、スペーサを使用しないガラス基板積層体の場合はガラス基板の厚み。)の1.1〜2.2であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項2】
前記非植毛部の幅は、3〜9mmである請求項1に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項3】
前記研磨ブラシの外径がガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径に対して1.03〜1.25倍大きい請求項1または2に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項4】
前記回転軸の直径が、ガラス基板の中心部に形成されている円孔の直径の41%〜65%の直径である請求項1〜3に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項5】
前記研磨ブラシは、複数枚積層したガラス基板の積層方向に揺動させて内周側面および内周面取り部を研磨しており、前記研磨ブラシを揺動させる長さは、複数枚積層したガラス基板全体の長さTの15%以上である請求項1〜4に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用ガラス基板であって、該磁気記録媒体用ガラス基板の内周面取り部および/または外周面取り部は、直径10μm以上のピット欠陥数が5個/mm以下である磁気記録媒体用ガラス基板。
【請求項7】
内周側面と、外周側面と、主平面とからなる、中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板において、内周側面および/または外周側面と、主平面との交差箇所に面取り部を形成した磁気記録媒体用ガラス基板であって、該面取り部は直径10μm以上のピット欠陥数が5個/mm以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−134432(P2011−134432A)
【公開日】平成23年7月7日(2011.7.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−260189(P2010−260189)
【出願日】平成22年11月22日(2010.11.22)
【出願人】(000000044)旭硝子株式会社 (2,665)
【Fターム(参考)】