ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法
【課題】強度に優れたＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】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ＨＤＤ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４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さが１〜３μｍであることが好ましい。
【解決手段】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ＨＤＤ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４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さが１〜３μｍであることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報記録装置は、磁気、光及び光磁気等を利用することによって、情報を情報記録媒体に記録させるものである。その代表的なものとしては、例えば、ハードディスクドライブ装置等が挙げられる。ハードディスクドライブ装置は、基板上に記録層を形成した情報記録媒体としての磁気ディスクに対し、磁気ヘッドによって磁気的に情報を記録する装置である。このような情報記録媒体の基材、いわゆるサブストレートとしては、ガラス基板が好適に用いられている。
【０００３】
また、近年のハードディスクドライブ装置は、その記録密度が向上していることにより、そのハードディスクに使用されるガラス基板に対する強度や平滑性に優れたものが要求されてきている。
【０００４】
ガラスの強度は理論値的には非常に高いが、一方で実際の強度はガラス中に存在するクラックにより低いことが分かっている。このような問題に対して、特許文献１には磁気ディスクに用いられるガラス基板に存在するクラックを除去する方法として、フッ化水素（以下、ＨＦとする。）などによるエッチング（化学処理）工程を施すことが開示されている。
【０００５】
また、ガラス基板の強度を向上させる方法として、化学強化と呼ばれるイオン交換による圧縮応力層を形成することによりガラス強度を向上させることが知られている。近年においては、例えば特許文献２には、化学強化によって表面の平滑性が悪化することを防止するために化学強化後に研磨工程を施すことによって圧縮応力層を除去した基板などが開示されている。
【０００６】
しかしながら、上述のような化学処理、化学強化工程を施したガラス基板であっても、強度に劣るものが多く存在していた。また、化学強化工程後に研磨工程を施しても平坦度の修正を改善させることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０２８４２号公報
【特許文献２】特許第４２０９３１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、その解決すべき課題は、強度及び平坦性に優れたＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明者らは、ＨＤＤ用ガラス基板の製造工程における精密ラッピング工程及び粗ラッピング工程にそれぞれ用いる砥粒の粒径に着目し、また化学処理工程の施すべき順序に着目し、鋭意検討を行った。この結果、粗ラッピング工程に用いる砥粒の粒径を４〜１０μｍ、精密ラッピング工程に用いる砥粒の粒径を４μｍより小さいものにし、さらに粗ラッピング工程と精密ラッピング工程との間に化学処理工程を備えることによって、ガラス基板に対してクラックが生じにくく、割れにくく強度の高いＨＤＤ用ガラス基板が得られることを見出した。
【００１０】
すなわち本発明は、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ＨＤＤ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粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法である。
【００１１】
また、前記化学処理工程が、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、前記ガラス基板前駆体の表面をエッチングする工程であることが好ましい。
【００１２】
更に、前記ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法において、前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さは１〜３μｍであることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、強度に優れたＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することができる。
【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ＨＤＤ用ガラス基板の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１６】
本実施形態に係るＨＤＤ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ＨＤＤ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粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とする。
【００１７】
本実施形態におけるＨＤＤ用ガラス基板の製造方法としては、例えば、ダイレクトプレス工程及びコアリング加工工程、内外加工工程、粗ラッピング工程、端面研磨工程、化学処理工程、精密ラッピング工程、化学強化工程、主表面研磨工程、洗浄工程を備える方法等が挙げられる。なお、主表面研磨工程は、２工程を含むことが好ましく、それぞれ第１研磨工程と第２研磨工程とを含む。
【００１８】
そして、本発明における製造方法の工程順序は、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に化学処理工程を備えていれば、前記工程順番以外の方法で行うものであってもよい。例えば、第２研磨工程と洗浄工程の順番が入れ替わったものであってもよい。さらに、これら以外の工程を備える方法であってもよい。
【００１９】
また、洗浄工程については、粗研磨工程の後に行っても、精密研磨工程の後に行ってもよく、さらに粗研磨工程及び精密研磨工程の後にそれぞれ一度ずつ行ってもよい。
【００２０】
本発明者らは、従来の割れたガラス基板の原因を調査した。その結果、粒子の小さい固定砥粒を用いてラッピングを行う際にその割れの原因が発生していることが判明した。さらに、ガラス基板の割れはラッピング工程と化学処理工程との関係に由来していることが判明した。
【００２１】
つまり、ラッピング工程より前に化学処理工程を行うとラッピング（特に粗ラッピング）にて発生したクラックが除去できなくなる。また、精密ラッピングより後に化学処理を行うと化学処理で悪化した平坦度を修正しきれない場合がある。よって、粒径の小さい砥粒を用いてラッピング工程を行う場合、化学処理は粗ラッピングと精密ラッピングの間に行う必要があるのである。
【００２２】
さらに、この精密ラッピング工程は、近年ダイヤモンド粒子を用いて固定粒子４μｍ、状況によっては２μｍの粒子を用いて加工する工程であるが、加工後のガラス基板は鏡面レベルの平滑性に近づく。表面粗さＲａとしては１００ｎｍ前後である。この場合、従来のラッピングよりも加工取り代が少ないことから、前行程までのガラス基板の平坦度が悪い場合にはその平坦度の修正が行いにくい。
【００２３】
よって、以上の理由により粗ラッピングと精密ラッピングの間に適正な量のエッチングで化学処理を行わなければ、クラックの除去による強度の改善とガラス基板の平坦度の両立が困難となってしまう。
【００２４】
また、本発明の製造方法における粗ラッピング工程に用いられる固定砥粒の粒径は４〜１０μｍであり、精密ラッピングに用いられる固定砥粒の粒径は４μｍより小さいものを用いなければならず、２μｍ以下のものが好ましい。
【００２５】
ラッピング工程において用いられる固定粒子が大きければ大きいほど加工効率が向上し、平坦度の修正を効率良く行うことができる。また、固定粒子が大きいと大きな傷の除去に効果的である。一方で、粒子が大きい場合には加工後の平坦性が悪化し、小さい傷を効果的に除去できないことがある。つまり粒子の大きさを一定にしてしまうと、加工効率の向上とガラス基板の品質向上との両立が難しくなる。
【００２６】
従って、比較的粒径の大きい固定粒子を粗ラッピング工程に、比較的粒径の小さい固定粒子を精密ラッピング工程にそれぞれ用いることにより、平坦度に優れた基板を効率的に製造できる。
【００２７】
粗ラッピング工程に用いられる固定砥粒の粒径が１０μｍより大きい場合には、ガラス基板の平坦度が悪化してしまい、後の精密ラッピング工程を施しても平坦性を修正することができなくなる。また前記粒径が４μｍより小さい場合には、これまでの工程にてふよされた大きな傷を除去できなくなる。また、精密ラッピング工程に用いられる固定砥粒が４μｍより大きいと平坦性に劣るガラス基板となってしまう。また、前記粒径が０．０４μｍより小さい場合にはガラスの組成や強度によってはラッピング加工が行えないため、０．０４μｍ以上の粒子である方が好ましい。
【００２８】
以下、本発明のＨＤＤ用ガラス基板およびその製造方法について説明する。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。
【００２９】
＜ＨＤＤ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ＨＤＤ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ＨＤＤ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ＨＤＤ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。ＨＤＤ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。
【００３０】
本発明のＨＤＤ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。ＨＤＤ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、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板１の代表的な一例を示すと、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板を用いる。
【００３１】
本発明のＨＤＤ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、１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。
【００３２】
＜ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法＞
本発明のＨＤＤ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中心に穴をあけるコアリング工程と、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とを少なくとも含み、コアリング工程と内外加工工程との間に、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。
【００３３】
本発明のＨＤＤ用ガラス基板を製造する方法は、このようにコアリング工程と内外加工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平行度および厚みなどを調整するラッピング工程、粗研磨工程で行なう研磨よりもガラス基板前駆体の平滑性を高める研磨を行なう研磨工程、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。
【００３４】
なお、本発明のＨＤＤ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ＨＤＤ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。
【００３５】
以下においては、本発明のＨＤＤ用ガラス基板を作製するときの各工程を説明する。なお、上述のよう適宜簡易的な洗浄を行なってもよいし、化学処理工程を粗ラッピング工程と精密ラッピング工程の間に含む限り、これらの各工程の間にさらにラッピング工程や洗浄工程、研磨工程を含んでいてもよいし、その他の工程の順序を適宜変更しても差し支えない。
【００３６】
（ダイレクトプレス工程）
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。
【００３７】
（コアリング加工工程）
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。
【００３８】
（内外加工工程）
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。
【００３９】
（粗ラッピング工程）
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。
【００４０】
（化学処理工程）
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、粗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。
【００４１】
なお、上記のエッチング液への浸漬中あるいは浸漬後の引き上げ作業中に、ガラス基板前駆体の端面の部位ごとにエッチングされる度合いが変化する。これによりガラス基板前駆体の端部の形状が均一でなくなり微小なうねりが発生したり、内径および外径部が同心円ではなくなったりするが、これらの不具合は後述する内外加工工程によって均一に調整される。
【００４２】
なお、上記のエッチング液への浸漬中あるいは浸漬後の引き上げ作業中に、ガラス基板前駆体の端面の部位ごとにエッチングされる度合いが変化する。よってエッチングされる厚みは１〜３μｍであることが好ましい。それ以下であるとクラックが除去できず、それ以上であるとエッチングが過剰に行われ平坦度修正しきれない。
【００４３】
（精密ラッピング工程）
次いで、精密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。かかる精密ラッピング工程は、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パッドが貼り付けてある。
【００４４】
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複数のキャリアがある。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。
【００４５】
そして、ダイヤモンドパッド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。
【００４６】
この両面研磨機を使用する際、ガラス基板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。
【００４７】
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。
【００４８】
上記の精密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０．０１〜０．２μｍであることが好ましく、主表面の平坦度は、１〜５μｍ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研磨工程での研磨の効率を高めることができる。
【００４９】
＜化学強化工程＞
前記精密ラッピング工程の次に、化学強化工程としてガラス基板前駆体表面に圧縮応力層を形成させる。具体的には、ガラス素板を化学強化処理液に浸漬させる方法等が挙げられる。該方法によって、ガラス素板の表面、例えば、ガラス素板表面から５μｍの領域に圧縮応力層を形成することができる。そして、圧縮応力層を形成することで耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。
【００５０】
つまり、加熱された化学強化処理液にガラス素板を浸漬させることによって、ガラス素板に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンに置換するイオン交換法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、ガラス素板の表面が強化される。
【００５１】
化学強化工程の処理液に使用した塩は公知のものを使用することができる。塩としては硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩などがあげられる。またイオン交換されるイオンとしてはナトリウムやカリウムなどである。その中でもカリウムが最も良い。硝酸カリウムは融点が低いので扱いやすく、かつカリウムイオンの交換によりばらつきなくイオン交換ができる。
【００５２】
化学強化工程は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬することによってガラ
ス基板に含まれるリチウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれより
イオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンによって置換するイオン交換
法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みより、イオン交換された領域
に圧縮応力が発生し、ガラス基板の表面が強化される。
【００５３】
化学強化処理液は、上記の成分が融解する温度よりも高温になるよう加熱される。一方
、化学強化処理液の加熱温度が高すぎると、ガラス基板の温度が上がりすぎ、ガラス基板
の変形を招く恐れがある。このため、化学強化処理液の加熱温度はガラス基板のガラス転
移点（Ｔｇ）よりも低い温度が好ましく、ガラス転移点−５０℃よりも低い温度とするこ
とが更に好ましい。
【００５４】
なお、加熱された化学強化処理液に浸漬される際の熱衝撃によるガラス基板の割れや微
細なクラックの発生を防止するため、化学強化処理液への浸漬に先立って、予熱槽でガラ
ス基板を所定温度に加熱する予熱工程を有していても良い。
【００５５】
（端面研磨工程）
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。
【００５６】
なお、端面研磨工程は、それぞれ内径研磨工程及び外径研磨工程に分けることができる。
【００５７】
（主表面研磨工程）
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、精密ラッピング工程でガラス基板前駆体の表裏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、ガラス基板前駆体の表裏を鏡面加工するために行なう。
【００５８】
まず、第１研磨工程では、ポリッシャー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。
【００５９】
続いて、第２研磨工程では、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャー（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。
【００６０】
（洗浄工程）
上記の研磨を終えたガラス基板に対し、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、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板を作製することができる。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６２】
２．５インチのアルミノシリケートガラスを用いて、下記実施例又は比較例で記載した工程を施してガラス基板の製造を行った。なお、基板の厚みは表面研磨後に０．８ｍｍとなるようにガラス基板の板厚を調整した。
【００６３】
〈実施例１〉
上記アルミノシリケートガラスにコアリング工程を施した後に、内外加工工程、内径研磨工程、粗ラッピング工程、化学処理工程、精密ラッピング工程、外径研磨工程、化学強化工程、第１研磨工程、第２研磨工程の順にＨＤＤ用ガラス基板の製造を行った。
【００６４】
上記の実施形態において、粗ラッピングのダイヤモンド径を９μｍ、精密ラッピングのダイヤモンド砥粒を３μｍにて加工を行った。
【００６５】
化学処理工程では常温のフッ化水素水溶液（１％）に基板を浸漬させ、１μｍの表面を除去した。
【００６６】
化学強化工程は硝酸カリウムを４００℃まで加熱して溶融した処理液に３時間基板を浸漬させた。
【００６７】
主表面研磨は２段階に分けて行い、第１研磨工程では酸化セリウムを用いて３０μｍの取り代で主表面を研磨し、主表面上の応力層を取り除いた。第２研磨工程ではコロイダルシリカ２０μｍの粒径にて研磨を行い、基板の粗さを仕上げた。取り代は２μｍであった。
【００６８】
〈実施例２〉
化学処理工程において、５μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００６９】
〈実施例３〉
化学処理工程において、３μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７０】
〈実施例４〉
化学処理工程において、０．５μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７１】
〈比較例１〉
粗ラッピング工程におけるダイヤモンド径を１２μｍとした以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７２】
〈比較例２〉
精密ラッピング工程におけるダイヤモンド径を６μｍとした以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７３】
〈比較例３〉
化学処理工程と精密ラッピング工程との順序を入れ替えた以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７４】
（一点曲げ試験）
一点曲げ試験とは基板の外径部を保持した後に、基板の任意の１点に力を加えていった際にどの程度の力で割れるかというテストである。測定にはＲＴＧ−１３１０（Ａ＆Ｄ社製）を用いて測定し、以下のように評価した。
【００７５】
○：３ｋｇｆ以上
△：２ｋｇｆ以上３ｋｇｆ未満
×：２ｋｇｆ未満
【００７６】
（平坦度測定）
平坦度の測定は、ＦＴ−１７（ＮＩＤＥＫ社製）を用いて測定し、以下のように評価した。
【００７７】
○：２．５μｍ未満
△：２．５μｍ以上３μｍ以下
×：３μｍ以上
実施例１〜４および比較例１〜２の試験結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜４は、粗ラッピング工程に４〜１０μｍの固定砥粒を用い、精密ラッピング工程に４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削し、さらに粗ラッピング工程と精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を備えたため、平坦度、強度に優れたガラス基板を得ることができた。また、化学処理工程における取り代を小さくするほど平坦度、強度ともに劣っていくことが分かった。
【００８０】
また、粗ラッピング工程に１２μｍの固定砥粒を用いた比較例１は平坦度、強度に劣る結果となった。また精密ラッピング工程に６μｍの固定砥粒を用いた比較例２は、比較例１よりさらに平坦度、強度ともに劣る結果となった。
【００８１】
化学処理工程と精密ラッピング工程との順序を入れ替えた比較例３は、強度に関しては問題のない結果だったが、平坦度に劣る結果となった。
【符号の説明】
【００８２】
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、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報記録装置は、磁気、光及び光磁気等を利用することによって、情報を情報記録媒体に記録させるものである。その代表的なものとしては、例えば、ハードディスクドライブ装置等が挙げられる。ハードディスクドライブ装置は、基板上に記録層を形成した情報記録媒体としての磁気ディスクに対し、磁気ヘッドによって磁気的に情報を記録する装置である。このような情報記録媒体の基材、いわゆるサブストレートとしては、ガラス基板が好適に用いられている。
【０００３】
また、近年のハードディスクドライブ装置は、その記録密度が向上していることにより、そのハードディスクに使用されるガラス基板に対する強度や平滑性に優れたものが要求されてきている。
【０００４】
ガラスの強度は理論値的には非常に高いが、一方で実際の強度はガラス中に存在するクラックにより低いことが分かっている。このような問題に対して、特許文献１には磁気ディスクに用いられるガラス基板に存在するクラックを除去する方法として、フッ化水素（以下、ＨＦとする。）などによるエッチング（化学処理）工程を施すことが開示されている。
【０００５】
また、ガラス基板の強度を向上させる方法として、化学強化と呼ばれるイオン交換による圧縮応力層を形成することによりガラス強度を向上させることが知られている。近年においては、例えば特許文献２には、化学強化によって表面の平滑性が悪化することを防止するために化学強化後に研磨工程を施すことによって圧縮応力層を除去した基板などが開示されている。
【０００６】
しかしながら、上述のような化学処理、化学強化工程を施したガラス基板であっても、強度に劣るものが多く存在していた。また、化学強化工程後に研磨工程を施しても平坦度の修正を改善させることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０２８４２号公報
【特許文献２】特許第４２０９３１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、その解決すべき課題は、強度及び平坦性に優れたＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明者らは、ＨＤＤ用ガラス基板の製造工程における精密ラッピング工程及び粗ラッピング工程にそれぞれ用いる砥粒の粒径に着目し、また化学処理工程の施すべき順序に着目し、鋭意検討を行った。この結果、粗ラッピング工程に用いる砥粒の粒径を４〜１０μｍ、精密ラッピング工程に用いる砥粒の粒径を４μｍより小さいものにし、さらに粗ラッピング工程と精密ラッピング工程との間に化学処理工程を備えることによって、ガラス基板に対してクラックが生じにくく、割れにくく強度の高いＨＤＤ用ガラス基板が得られることを見出した。
【００１０】
すなわち本発明は、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ＨＤＤ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粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法である。
【００１１】
また、前記化学処理工程が、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、前記ガラス基板前駆体の表面をエッチングする工程であることが好ましい。
【００１２】
更に、前記ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法において、前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さは１〜３μｍであることが好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、強度に優れたＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することができる。
【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ＨＤＤ用ガラス基板の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１６】
本実施形態に係るＨＤＤ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ＨＤＤ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粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とする。
【００１７】
本実施形態におけるＨＤＤ用ガラス基板の製造方法としては、例えば、ダイレクトプレス工程及びコアリング加工工程、内外加工工程、粗ラッピング工程、端面研磨工程、化学処理工程、精密ラッピング工程、化学強化工程、主表面研磨工程、洗浄工程を備える方法等が挙げられる。なお、主表面研磨工程は、２工程を含むことが好ましく、それぞれ第１研磨工程と第２研磨工程とを含む。
【００１８】
そして、本発明における製造方法の工程順序は、前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に化学処理工程を備えていれば、前記工程順番以外の方法で行うものであってもよい。例えば、第２研磨工程と洗浄工程の順番が入れ替わったものであってもよい。さらに、これら以外の工程を備える方法であってもよい。
【００１９】
また、洗浄工程については、粗研磨工程の後に行っても、精密研磨工程の後に行ってもよく、さらに粗研磨工程及び精密研磨工程の後にそれぞれ一度ずつ行ってもよい。
【００２０】
本発明者らは、従来の割れたガラス基板の原因を調査した。その結果、粒子の小さい固定砥粒を用いてラッピングを行う際にその割れの原因が発生していることが判明した。さらに、ガラス基板の割れはラッピング工程と化学処理工程との関係に由来していることが判明した。
【００２１】
つまり、ラッピング工程より前に化学処理工程を行うとラッピング（特に粗ラッピング）にて発生したクラックが除去できなくなる。また、精密ラッピングより後に化学処理を行うと化学処理で悪化した平坦度を修正しきれない場合がある。よって、粒径の小さい砥粒を用いてラッピング工程を行う場合、化学処理は粗ラッピングと精密ラッピングの間に行う必要があるのである。
【００２２】
さらに、この精密ラッピング工程は、近年ダイヤモンド粒子を用いて固定粒子４μｍ、状況によっては２μｍの粒子を用いて加工する工程であるが、加工後のガラス基板は鏡面レベルの平滑性に近づく。表面粗さＲａとしては１００ｎｍ前後である。この場合、従来のラッピングよりも加工取り代が少ないことから、前行程までのガラス基板の平坦度が悪い場合にはその平坦度の修正が行いにくい。
【００２３】
よって、以上の理由により粗ラッピングと精密ラッピングの間に適正な量のエッチングで化学処理を行わなければ、クラックの除去による強度の改善とガラス基板の平坦度の両立が困難となってしまう。
【００２４】
また、本発明の製造方法における粗ラッピング工程に用いられる固定砥粒の粒径は４〜１０μｍであり、精密ラッピングに用いられる固定砥粒の粒径は４μｍより小さいものを用いなければならず、２μｍ以下のものが好ましい。
【００２５】
ラッピング工程において用いられる固定粒子が大きければ大きいほど加工効率が向上し、平坦度の修正を効率良く行うことができる。また、固定粒子が大きいと大きな傷の除去に効果的である。一方で、粒子が大きい場合には加工後の平坦性が悪化し、小さい傷を効果的に除去できないことがある。つまり粒子の大きさを一定にしてしまうと、加工効率の向上とガラス基板の品質向上との両立が難しくなる。
【００２６】
従って、比較的粒径の大きい固定粒子を粗ラッピング工程に、比較的粒径の小さい固定粒子を精密ラッピング工程にそれぞれ用いることにより、平坦度に優れた基板を効率的に製造できる。
【００２７】
粗ラッピング工程に用いられる固定砥粒の粒径が１０μｍより大きい場合には、ガラス基板の平坦度が悪化してしまい、後の精密ラッピング工程を施しても平坦性を修正することができなくなる。また前記粒径が４μｍより小さい場合には、これまでの工程にてふよされた大きな傷を除去できなくなる。また、精密ラッピング工程に用いられる固定砥粒が４μｍより大きいと平坦性に劣るガラス基板となってしまう。また、前記粒径が０．０４μｍより小さい場合にはガラスの組成や強度によってはラッピング加工が行えないため、０．０４μｍ以上の粒子である方が好ましい。
【００２８】
以下、本発明のＨＤＤ用ガラス基板およびその製造方法について説明する。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。
【００２９】
＜ＨＤＤ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ＨＤＤ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ＨＤＤ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ＨＤＤ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。ＨＤＤ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。
【００３０】
本発明のＨＤＤ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。ＨＤＤ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、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板１の代表的な一例を示すと、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板を用いる。
【００３１】
本発明のＨＤＤ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、１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。
【００３２】
＜ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法＞
本発明のＨＤＤ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中心に穴をあけるコアリング工程と、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とを少なくとも含み、コアリング工程と内外加工工程との間に、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。
【００３３】
本発明のＨＤＤ用ガラス基板を製造する方法は、このようにコアリング工程と内外加工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平行度および厚みなどを調整するラッピング工程、粗研磨工程で行なう研磨よりもガラス基板前駆体の平滑性を高める研磨を行なう研磨工程、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。
【００３４】
なお、本発明のＨＤＤ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ＨＤＤ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。
【００３５】
以下においては、本発明のＨＤＤ用ガラス基板を作製するときの各工程を説明する。なお、上述のよう適宜簡易的な洗浄を行なってもよいし、化学処理工程を粗ラッピング工程と精密ラッピング工程の間に含む限り、これらの各工程の間にさらにラッピング工程や洗浄工程、研磨工程を含んでいてもよいし、その他の工程の順序を適宜変更しても差し支えない。
【００３６】
（ダイレクトプレス工程）
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。
【００３７】
（コアリング加工工程）
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。
【００３８】
（内外加工工程）
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。
【００３９】
（粗ラッピング工程）
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。
【００４０】
（化学処理工程）
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、粗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。
【００４１】
なお、上記のエッチング液への浸漬中あるいは浸漬後の引き上げ作業中に、ガラス基板前駆体の端面の部位ごとにエッチングされる度合いが変化する。これによりガラス基板前駆体の端部の形状が均一でなくなり微小なうねりが発生したり、内径および外径部が同心円ではなくなったりするが、これらの不具合は後述する内外加工工程によって均一に調整される。
【００４２】
なお、上記のエッチング液への浸漬中あるいは浸漬後の引き上げ作業中に、ガラス基板前駆体の端面の部位ごとにエッチングされる度合いが変化する。よってエッチングされる厚みは１〜３μｍであることが好ましい。それ以下であるとクラックが除去できず、それ以上であるとエッチングが過剰に行われ平坦度修正しきれない。
【００４３】
（精密ラッピング工程）
次いで、精密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。かかる精密ラッピング工程は、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パッドが貼り付けてある。
【００４４】
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複数のキャリアがある。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。
【００４５】
そして、ダイヤモンドパッド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。
【００４６】
この両面研磨機を使用する際、ガラス基板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。
【００４７】
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。
【００４８】
上記の精密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０．０１〜０．２μｍであることが好ましく、主表面の平坦度は、１〜５μｍ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研磨工程での研磨の効率を高めることができる。
【００４９】
＜化学強化工程＞
前記精密ラッピング工程の次に、化学強化工程としてガラス基板前駆体表面に圧縮応力層を形成させる。具体的には、ガラス素板を化学強化処理液に浸漬させる方法等が挙げられる。該方法によって、ガラス素板の表面、例えば、ガラス素板表面から５μｍの領域に圧縮応力層を形成することができる。そして、圧縮応力層を形成することで耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。
【００５０】
つまり、加熱された化学強化処理液にガラス素板を浸漬させることによって、ガラス素板に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンに置換するイオン交換法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、ガラス素板の表面が強化される。
【００５１】
化学強化工程の処理液に使用した塩は公知のものを使用することができる。塩としては硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩などがあげられる。またイオン交換されるイオンとしてはナトリウムやカリウムなどである。その中でもカリウムが最も良い。硝酸カリウムは融点が低いので扱いやすく、かつカリウムイオンの交換によりばらつきなくイオン交換ができる。
【００５２】
化学強化工程は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬することによってガラ
ス基板に含まれるリチウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれより
イオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンによって置換するイオン交換
法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みより、イオン交換された領域
に圧縮応力が発生し、ガラス基板の表面が強化される。
【００５３】
化学強化処理液は、上記の成分が融解する温度よりも高温になるよう加熱される。一方
、化学強化処理液の加熱温度が高すぎると、ガラス基板の温度が上がりすぎ、ガラス基板
の変形を招く恐れがある。このため、化学強化処理液の加熱温度はガラス基板のガラス転
移点（Ｔｇ）よりも低い温度が好ましく、ガラス転移点−５０℃よりも低い温度とするこ
とが更に好ましい。
【００５４】
なお、加熱された化学強化処理液に浸漬される際の熱衝撃によるガラス基板の割れや微
細なクラックの発生を防止するため、化学強化処理液への浸漬に先立って、予熱槽でガラ
ス基板を所定温度に加熱する予熱工程を有していても良い。
【００５５】
（端面研磨工程）
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。
【００５６】
なお、端面研磨工程は、それぞれ内径研磨工程及び外径研磨工程に分けることができる。
【００５７】
（主表面研磨工程）
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、精密ラッピング工程でガラス基板前駆体の表裏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、ガラス基板前駆体の表裏を鏡面加工するために行なう。
【００５８】
まず、第１研磨工程では、ポリッシャー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。
【００５９】
続いて、第２研磨工程では、ガラス基板前駆体に対し、軟質ポリッシャー（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。
【００６０】
（洗浄工程）
上記の研磨を終えたガラス基板に対し、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、ＨＤＤ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ＨＤＤ用ガラス基板を作製することができる。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６２】
２．５インチのアルミノシリケートガラスを用いて、下記実施例又は比較例で記載した工程を施してガラス基板の製造を行った。なお、基板の厚みは表面研磨後に０．８ｍｍとなるようにガラス基板の板厚を調整した。
【００６３】
〈実施例１〉
上記アルミノシリケートガラスにコアリング工程を施した後に、内外加工工程、内径研磨工程、粗ラッピング工程、化学処理工程、精密ラッピング工程、外径研磨工程、化学強化工程、第１研磨工程、第２研磨工程の順にＨＤＤ用ガラス基板の製造を行った。
【００６４】
上記の実施形態において、粗ラッピングのダイヤモンド径を９μｍ、精密ラッピングのダイヤモンド砥粒を３μｍにて加工を行った。
【００６５】
化学処理工程では常温のフッ化水素水溶液（１％）に基板を浸漬させ、１μｍの表面を除去した。
【００６６】
化学強化工程は硝酸カリウムを４００℃まで加熱して溶融した処理液に３時間基板を浸漬させた。
【００６７】
主表面研磨は２段階に分けて行い、第１研磨工程では酸化セリウムを用いて３０μｍの取り代で主表面を研磨し、主表面上の応力層を取り除いた。第２研磨工程ではコロイダルシリカ２０μｍの粒径にて研磨を行い、基板の粗さを仕上げた。取り代は２μｍであった。
【００６８】
〈実施例２〉
化学処理工程において、５μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００６９】
〈実施例３〉
化学処理工程において、３μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７０】
〈実施例４〉
化学処理工程において、０．５μｍの表面を除去した以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７１】
〈比較例１〉
粗ラッピング工程におけるダイヤモンド径を１２μｍとした以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７２】
〈比較例２〉
精密ラッピング工程におけるダイヤモンド径を６μｍとした以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７３】
〈比較例３〉
化学処理工程と精密ラッピング工程との順序を入れ替えた以外は上記実施例１と同様にガラス基板を製造した。
【００７４】
（一点曲げ試験）
一点曲げ試験とは基板の外径部を保持した後に、基板の任意の１点に力を加えていった際にどの程度の力で割れるかというテストである。測定にはＲＴＧ−１３１０（Ａ＆Ｄ社製）を用いて測定し、以下のように評価した。
【００７５】
○：３ｋｇｆ以上
△：２ｋｇｆ以上３ｋｇｆ未満
×：２ｋｇｆ未満
【００７６】
（平坦度測定）
平坦度の測定は、ＦＴ−１７（ＮＩＤＥＫ社製）を用いて測定し、以下のように評価した。
【００７７】
○：２．５μｍ未満
△：２．５μｍ以上３μｍ以下
×：３μｍ以上
実施例１〜４および比較例１〜２の試験結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜４は、粗ラッピング工程に４〜１０μｍの固定砥粒を用い、精密ラッピング工程に４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削し、さらに粗ラッピング工程と精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を備えたため、平坦度、強度に優れたガラス基板を得ることができた。また、化学処理工程における取り代を小さくするほど平坦度、強度ともに劣っていくことが分かった。
【００８０】
また、粗ラッピング工程に１２μｍの固定砥粒を用いた比較例１は平坦度、強度に劣る結果となった。また精密ラッピング工程に６μｍの固定砥粒を用いた比較例２は、比較例１よりさらに平坦度、強度ともに劣る結果となった。
【００８１】
化学処理工程と精密ラッピング工程との順序を入れ替えた比較例３は、強度に関しては問題のない結果だったが、平坦度に劣る結果となった。
【符号の説明】
【００８２】
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ＨＤＤ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、粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を、粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、
前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記化学処理工程が、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、前記ガラス基板前駆体の表面をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さが１〜３μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のＨＤＤ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ＨＤＤ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、粒径が４〜１０μｍの固定砥粒を用いて研削する粗ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を、粒径が４μｍより小さい固定砥粒を用いて研削する精密ラッピング工程と、
前記ガラス基板前駆体の表面を処理する化学処理工程と、を含み、
前記粗ラッピング工程と前記精密ラッピング工程との間に前記化学処理工程を行うことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記化学処理工程が、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、前記ガラス基板前駆体の表面をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１に記載のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学処理工程において除去されるガラス基板前駆体の深さが１〜３μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−１２２８０（Ｐ２０１３−１２２８０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５４１７（Ｐ２０１１−１４５４１７）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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）】
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