(57)【要約】【課題】異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工すること。【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、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとすることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとすることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記板厚ばらつきは、前記表面研削工程における加工量の１／１０の範囲内とすることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記加工量が全体の板厚の５％〜２０％であることを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記板厚ばらつきは±１０μｍ以内とすることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」という）等の磁気ディスク装置に用いられる磁気ディスク用のガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高記録密度化に適した磁気ディスク用基板の一つとして、ガラス基板が用いられている。ガラス基板は、金属の基板に比べて剛性が高いので、磁気ディスク装置の高速回転化に適している。また、ガラス基板は、平滑で平坦な表面が得られるので、磁気ヘッドの浮上量を低下させてＳ／Ｎ比の向上と高記録密度化に適している。
【０００３】
一般に磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス原料を加熱融解させて溶融ガラスを準備する工程と、この溶融ガラスを板状のガラスディスクに成形する工程と、板状に成形されたガラスディスクを加工し研磨してガラス基板を作製する工程が順次実行されることにより作製される。
【０００４】
溶融ガラスを板状のガラスディスクに成形するにあたっては、プレス法、フロート法等の成形方法が採用されている。プレス法では、円柱状のガラス母材から磁気ディスク用基板よりも少し厚い厚さのガラスディスクに切断し、ガラスディスクの形状を整えると共に所望の平坦度及び板厚に加工する。ガラスディスクを所望の平坦度及び板厚に加工する研削工程では、ラッピング装置を用い、ガラスディスクを目標の板厚に研削すると共に目標の平坦度に加工する。ガラスディスクをラッピング装置の上定盤と下定盤とで挟み、これを逆方向に回転させながら遊離砥粒（スラリー）を用いて加工する。遊離砥粒はガラスディスクの所定の寸法精度及び形状精度に応じた粒度の砥粒を用いており、最初の研削加工（ラップ１）では大きな粒径（例えば、平均粒径３０μｍ程度）の遊離砥粒を用いて板厚が０．９２ｍｍになるまで研削し、２回目の研削加工（ラップ２：精ラッピング工程）では小さな粒径（例えば、平均粒径１０μｍ程度）の遊離砥粒を用いて板厚が０．６７ｍｍになるまで研削している。
【０００５】
ところで、上記ラップ２の研削加工において、遊離砥粒に比べて粒径の小さい固定砥粒を研削パッドとして使用して、ガラス基板に発生するクラックを浅くし、ラップ２の研削加工終了時点での表面粗さを小さくすることが行われている（特許文献１）。例えば、シートにダイヤモンド粒子を貼り付けたダイヤモンドシートを研削パッドとして使用する。使用するダイヤモンド粒子は、遊離砥粒として使用されるアルミナ系粒子の粒径と比べて小さいので、クラックを浅くでき、表面粗さも小さくすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２５４１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気ディスク用ガラス基板の製造工程においては、ラップ２までには、ラップ１、コアリング、チャンファリングなどの種々の工程がある。これらのラップ２までの工程で不良品が発生することがある。また、各工程で加工可能な１バッチの加工数はそれぞれ異なる場合もある。このため、ラップ２においては、ラップ２で用いる装置に装着できる所定数がすべて同じ条件（同じバッチ）で加工されたものではないことが考えられる。このように、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、そのまま表面研削加工してしまうと平坦度がばらついてしまうという問題がある。特に、固定砥粒を用いてラップ２を行う場合には、この傾向が顕著となる。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる磁気ディスク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】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えた磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとすることを特徴とする。
【００１０】
この方法によれば、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとしているので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。
【００１１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記板厚ばらつきは、前記表面研削工程における加工量の１／１０の範囲内とすることが好ましい。この場合においては、前記加工量が全体の板厚の５％〜２０％であることが好ましい。
【００１２】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記板厚ばらつきは±１０μｍ以内と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、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えており、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとするので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ダイヤモンドシートの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
磁気ディスク用ガラス基板の製造工程においては、通常、形状加工工程、ラッピング工程、切り出し工程（コアリング、フォーミング、チャンファリング）がある。これらの工程の後には、それぞれ検査が行われ、不良品が除去される。このように不良品が除去されると、必ずしもラップ２で用いる装置に装着できる所定数がすべて同じ条件（同じバッチ）で加工されたものではないことが考えられる。例えば、ラップ２で用いる装置に装着できる所定数が１００枚であるとする場合、ラップ２前まで２４８枚が同じバッチで加工されたものであるとき、そのバッチのうち、２００枚は同じ条件で加工されたものでラップ２を行うことができるが（１００枚×２バッチ）、残りの４８枚については別の条件で加工された基板とを合わせて１バッチとしてラップ２を行うことになる。
【００１６】
通常、１バッチ内の基板の板厚のばらつきはそれほど大きくないが、このように異なる条件で加工された基板との間では板厚のばらつきが生じる可能性がある。これは、バッチ毎に板厚分布があり、その板厚のピークがバッチ毎に異なることに起因している。したがって、異なる条件（バッチ）で加工された基板を合わせて１バッチとすると、必然的に板厚のばらつきが大きくなってしまうことになる。このように、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、そのまま表面研削加工してしまうと平坦度がばらついてしまう。これは、ラップ２に固定砥粒を用いる場合に顕著となる。
【００１７】
固定砥粒を用いて表面研削加工を行う場合には、固定砥粒パッドを上下定盤に装着する。この固定砥粒パッドは、基材に研削砥粒を散在させてなるものである。例えば、固定砥粒パッドとしては、図１に示すようなダイヤモンドシート１０が挙げられる。このダイヤモンドシート１０は、基材であるシート１１にダイヤモンド砥粒１２を研削砥粒として備えたものである。基材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などを用いることができる。
【００１８】
このような固定砥粒を用いて表面研削加工を行う場合においては、遊離砥粒を用いる場合と異なり、固定砥粒パッドの当接の仕方により基板の平坦度に影響が及ぶ。すなわち、遊離砥粒を用いる場合には、砥粒が動くことができるので、板厚の大きい基板にも板厚の小さい基板にもある程度砥粒が行き渡る。このため、板厚のばらつきが平坦度に影響する程度は小さいと考えられる。一方、固定砥粒を用いる場合には、砥粒自体は動かないので、固定砥粒パッドが板厚の大きい基板及び板厚の小さい基板に当接して加工される。このため、基板の板厚のばらつきが大きいと、固定砥粒パッドがそのばらつきを吸収するように当接することになるので、個々の基板に対する固定砥粒パッドの当接が面内均一とならず、平坦度が低下することとなる。
【００１９】
本発明者らは、上記の点に着目し、固定砥粒を用いた表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとすることにより、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができることを見出し本発明をするに至った。
【００２０】
固定砥粒を用いた表面研削工程の後に研磨工程がある場合には、この表面研削工程までで基板の平坦度を調整するので、すなわち、この表面研削工程後の工程では基板の平坦度を調整することが難しいので、この表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとすることが非常に有効である。
【００２１】
本発明において、固定砥粒を用いた表面研削工程より前の工程での異なる条件としては、バッチが異なること、使用された装置が異なること、ガラス基板の製品品質が異なること、などが挙げられる。
【００２２】
また、本発明においては、固定砥粒を用いた表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとする際に、板厚ばらつきは、基板の平坦度などを考慮すると、表面研削工程における加工量（いわゆる取りしろ）の１／１０の範囲内とすることが好ましい。この場合において、板厚ばらつきなどを考慮すると、加工量が全体の板厚の５％〜２０％であることが好ましい。また、固定砥粒を用いた表面研削工程において、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとする際に、基板の平行度（板厚偏差）などを考慮すると、板厚ばらつきは±１０μｍ以内とすることが好ましい。
【００２３】
このように、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、固定砥粒を用いて磁気ディスク用ガラス基板の主表面の平坦度を調整する表面研削工程を備えており、前記表面研削工程において、異なる加工条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチで加工する場合に、板厚ばらつきが小さくなるようにして、磁気ディスク用ガラス基板を合わせて１バッチとするので、異なる条件で加工された磁気ディスク用ガラス基板を組み合わせて表面研削加工する場合に、平坦度がばらつきを小さくした状態で表面研削加工することができる。これにより、磁気ディスク用ガラス基板を、所望の平坦度の状態で後工程である主表面研磨工程に供することができる。
【００２４】
磁気ディスク用ガラス基板の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、例えば、化学強化を行うことによって、破壊強度を高めることができる。
【００２５】
アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：６２重量％〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５重量％〜１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：４重量％〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４重量％〜１２重量％、ＺｒＯ２：５．５重量％〜１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ２ＯとＺｒＯ２との重量比が０．５〜２．０、Ａｌ２Ｏ３とＺｒＯ２との重量比が０．４〜２．５である化学強化用ガラスが好ましい。
【００２６】
また、本発明において製造する磁気ディスク用ガラス基板をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。すなわち、ガラス基板の材質としては、前述したアルミノシリケートガラスの他に、例えば、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどを挙げることができる。
【００２７】
磁気ディスク用ガラス基板の製造工程は、素材加工工程及び第１ラッピング工程（ラップ１）；端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び／又は内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））；第２ラッピング工程（ラップ２）；端面研磨工程（外周端部及び内周端部）；主表面研磨工程（第１及び第２研磨工程）；化学強化工程：洗浄工程などの工程を含む。なお、主表面研磨工程（第２研磨工程）と化学強化工程とは順序が逆であっても良い。
【００２８】
以下に、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程の各工程について説明する。
（１）素材加工工程及び第１ラッピング工程
まず、素材加工工程においては、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの方法のうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。
【００２９】
第１ラッピング工程においては、板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス基材とする。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行う。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス基板を得ることができる。
【００３０】
（２）端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））
コアリング工程においては、例えば、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。チャンファリング工程においては、内周端面及び外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施す。
【００３１】
（３）第２ラッピング工程
第２ラッピング工程においては、得られたガラス基板の両主表面について、第２ラッピング加工を行う。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。本発明においては、図１に示すような固定砥粒パッドを用いて行う。
【００３２】
（４）端面研磨工程
端面研磨工程においては、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う。このとき、研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いることができる。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態になる。
【００３３】
（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施す。第１研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする工程である。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行う。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることができる。
【００３４】
（６）主表面研磨工程（最終研磨工程）
次に、最終研磨工程として、第２研磨工程を施す。第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする工程である。第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行う。スラリーとしては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒（平均粒子径０．５μｍ以下）を用いることがきる。
【００３５】
（７）化学強化工程
化学強化工程においては、前述のラッピング工程及び研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施す。化学強化に用いる化学強化液としては、例えば、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）の混合溶液などを用いることができる。化学強化においては、化学強化液を３００℃〜４００℃に加熱し、洗浄済みのガラス基板を２００℃〜３００℃に予熱し、化学強化溶液中に３時間〜４時間浸漬することによって行う。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。
【００３６】
このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きなナトリウムイオン及びカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。
【００３７】
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例）
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラス素材（ブランクス）を得た。この時点でブランクスの直径は６６ｍｍであった。次に、このブランクスの両主表面を第１ラッピング加工した後、円筒状のコアドリルを用いて、このガラス基板の中心部に穴部を形成して円環状のガラス基板に加工（コアリング）した。そして端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング加工（面取り面形成工程））を施して、直径２．５インチのガラス基板とした。
【００３８】
次いで、このガラス基板に固定砥粒を用いて第２ラッピング加工を行った。このときの１バッチの加工数は１００枚であり、この１バッチについては、異なる加工条件（バッチが異なる）で加工されたガラス基板を組み合わせた。このとき、１バッチとして合わせるガラス基板の板厚ばらつきが小さく、具体的には、加工量（取りしろ）である約１００μｍの１／１０である±１０μｍ以内になるようにした。これは、全体の板厚の１２％〜１４％であった。第２ラッピング後の各ガラス基板の平坦度をＮＩＤＥＫ製ＦＴ−１７により測定したところ、平坦度ばらつきが１０μｍであった。
【００３９】
次いで、ガラス基板の外周端部について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。そして、鏡面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。
【００４０】
次いで、主表面研磨工程として、ガラス基板の両主表面に対して第１研磨工程を施した。第１研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、ウレタンパッドを用いた。また、研磨剤としては、セリウム研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を１３０ｇ／ｃｍ２とし、加工回転数を２２ｒｐｍとした。これにより、ガラス基板の主表面の表面粗さＲａは約１．０ｎｍとなった。
【００４１】
次いで、ガラス基板の両主表面について、主表面を鏡面状に仕上げる第２研磨工程を施した。第２研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、軟質スウェードパッド（アスカーＣ硬度：５４、圧縮変形量：４７６μｍ、密度：０．５３ｇ／ｃｍ３）を用いた。また、研磨剤としては、平均粒径２０ｎｍのコロイダルシリカ研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を６０ｇ／ｃｍ２とし、加工回転数を２０ｒｐｍとした。
【００４２】
この第２研磨工程を終えたガラス基板を、アルカリ溶液に浸漬して、超音波を印加して洗浄し、アルカリ洗浄液を用いてスクラブ洗浄を行い、極微量に希釈した希硫酸及び前記アルカリ洗浄液で洗浄を行った後に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気乾燥を行った。
【００４３】
次いで、上述した最終研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を３８０°Ｃに加熱し、その中に洗浄済みのガラス基板を約４時間浸漬することによって行った。
【００４４】
上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板に対して、インライン型スパッタリング装置にて、ＮｉＡｌシード層、ＣｒＶ下地層、ＣｏＰｔＣｒＢ磁性層、水素化カーボン保護層を成膜し、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を形成して磁気ディスクを作製した。得られた磁気ディスクに対して、長期信頼性試験を行った。長期信頼性試験としては、ロード／アンロード方式のＨＤＤ装置に搭載した際の耐久性を調べた。耐久性試験は、ＤＦＨヘッドを用いてヘッド浮上量（スライダ浮上量）を９ｎｍでロード・アンロード試験を規定回数（１００万回）実施することにより行った。その結果、ガラス基板から作製された磁気ディスクにヘッドクラッシュなどの不具合は生じなかった。
【００４５】
（比較例）
第２ラッピング加工において、異なる加工条件（バッチが異なる）で加工されたガラス基板を組み合わせる際の、ガラス基板の板厚ばらつきを±１０μｍ〜２０μｍになるようにすること以外実施例と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を作製した。なお、第２ラッピング後の各ガラス基板の平坦度を実施例と同様にして測定したところ、平坦度ばらつきが１０μｍを超えていた。このようにして得られた磁気ディスク用ガラス基板を用いて実施例と同様にして磁気ディスクを作製した。得られた磁気ディスクに対して、実施例と同様にして長期信頼性試験を行ったところ、３０万回でヘッドクラッシュが発生した。
【００４６】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態における材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ダイヤモンドシート
１１  シート
１２  ダイヤモンド砥粒
【図１】
2010231845.tif 000002