(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の主表面と、側壁面と、主表面と側壁面との間の面取面とを有するドーナツ型の磁気ディスク用ガラス基板であって、
側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であって、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上であることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項２】
側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲における粗さ百分率の変化量は２５％以下であることを特徴とする、
請求項１に記載された磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項３】
側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、最大高さ(Rz)が０．１５μｍ以下であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載された磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項４】
算術平均粗さ(Ra)及び／又は最大高さ(Rz)と粗さ断面積の負荷率曲線は、側壁面及び／又は面取面上の所定サイズの領域について測定されたものであることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項５】
前記側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面は、前記ガラス基板の外周側の面であることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項６】
前記ガラス基板の外周側の面は、側壁面であることを特徴とする、
請求項５に記載された磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項７】
請求項１〜６に記載された磁気ディスク用ガラス基板の表面に少なくとも磁気記録層が成膜されたことを特徴とする、
磁気ディスク。
【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、磁気ディスク、及び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】
今日、パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。【０００３】
また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリア（記録ビット）の微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。さらに、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの記録再生素子部をさらに突き出すことによって磁気記録層との距離を極めて短くして、情報の記録再生の精度をより高める（Ｓ／Ｎ比を向上させる）ことも行われている。なお、このような磁気ヘッドの記録再生素子部の制御はＤＦＨ（Dynamic Flying Height)制御機構と呼ばれ、この制御機構を搭載した磁気ヘッドはＤＦＨヘッドと呼ばれている。このようなＤＦＨヘッドと組み合わされてＨＤＤに用いられる磁気ディスク用ガラス基板の主表面は、磁気ヘッドやそこからさらに突き出された記録再生素子部との衝突や接触を避けるために、極めて平滑な表面となるように作製されている。【０００４】
磁気ディスク用ガラス基板は、一対の主表面と、側壁面と、主表面と側壁面との間の面取面とを有している。従来、磁気ディスク用ガラス基板の側壁面及び／又は面取面の表面粗さを所定値以下とすること、あるいは側壁面及び／又は面取面を所望の形状とすることによって、ＨＤＤ内のスピンドルとの擦れによるパーティクルの発生を防止し、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を抑制できることが知られている。例えば特許文献１には、側壁面、面取面の表面粗さをＲｍａｘで１μｍ以下とすることや、ガラス基板の側壁面と面取面との間、及びガラス基板の主表面と面取面との間のうちの少なくとも一方に、半径０．００３ｍｍ以上０．２ｍｍ未満の曲面を介在させること等が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２３６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さを十分に小さくしたにも関わらず、当該ガラス基板に磁気層を成膜して磁気ディスクを作製したときに、磁気ヘッドを用いた長時間のＬＵＬ耐久性試験において、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合が生ずる場合があった。
そこで、本発明は、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を起こし難い磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク、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】
【０００７】
本願発明者は、主表面の表面粗さを十分に小さくしたにも関わらず、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を起こす原因を究明するために鋭意検討した。その結果、不具合が生じたガラス基板の主表面には、異物が付着していることがわかった。この異物は、コロイダルシリカの微粒子であって、その発生源を調査したところ、ガラス基板の外周面及び内周面の側壁面及び／又は面取面にも付着していることがわかった。これらのことから、異物は、鏡面仕上げの研磨に用いたコロイダルシリカの砥粒の一部であって、コロイダルシリカの微粒子がガラス基板に残留したものと推定された。【０００８】
本願発明者は、主表面にコロイダルシリカの微粒子が付着している場合がある理由を、以下のとおり考えている。
ガラス基板の外周面及び内周面の側壁面及び／又は面取面の表面粗さを十分に小さくした場合でも、微細な溝形状や穴形状が表面に存在する。それらの中で、比較的深い溝（深溝）や深い穴が数多く存在するときには、その深溝にコロイダルシリカの微粒子が入り込むことで側壁面及び／又は面取面に付着する。換言すれば、コロイダルシリカの微粒子が深溝によって捕捉される。特に、コロイダルシリカの砥粒による主表面研磨において、ガラス基板をキャリアに保持させて行う場合には、研磨中にガラス基板とキャリアの間隙にコロイダルシリカの砥粒が入り込み、さらに側壁面及び／又は面取面の深溝に入り込むと考えられる。砥粒として用いられるコロイダルシリカの微粒子のサイズは従来５０ｎｍ程度であったが、近年では２０ｎｍ以下のサイズとなっており、より深溝に入り込みやすくなっている。このようにして側壁面及び／又は面取面に付着したコロイダルシリカの微粒子は、最終研磨後のガラス基板の洗浄によっては除去されない場合がある。側壁面及び／又は面取面に付着したコロイダルシリカの微粒子は、最終研磨後の工程、すなわち磁気ディスク用ガラス基板の製造工程（例えば、検査、梱包等）、あるいは磁気ディスクの製造工程において、側壁面及び／又は面取面から主表面に移着したと考えられる。コロイダルシリカの微粒子が主表面に移着した場合、その上方に磁性層が積層されて磁性層の表面に微小凹凸が形成される。そして、この微小凹凸がヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合の原因となる。近年、磁気ディスクの高記録密度化に伴って磁気ヘッドにＤＦＨ機構が搭載されたため磁気ディスク表面と磁気ヘッドの素子部との間隙が極めて小さくなってきており（例えば、２ｎｍ以下）、従来よりも小さい微粒子であっても磁気ディスクの主表面に残留していることで、上記不具合が生じやすくなってきている。【０００９】
ここで、ガラス基板の側壁面及び／又は面取面に形成される深溝の数が多いほど、コロイダルシリカの微粒子がより多く側壁面及び／又は面取面に付着する可能性が高くなると考えられる。従来からガラス基板の表面粗さに用いられる指標（Ra, Rmax等）は、このような深溝の数を反映したものになっていないため、ガラス基板の側壁面及び／又は面取面の表面粗さを従来指標による見かけ上十分に小さくした場合であっても多くのコロイダルシリカの微粒子がガラス基板に残留する場合があったと考えられる。
上述した点を鑑み、本願発明者は、コロイダルシリカの微粒子等の微細な研磨砥粒がガラス基板の側壁面又は面取面に残留し難い表面の特性について考案し、それによってヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。【００１０】
すなわち、本発明の第１の観点は、一対の主表面と、側壁面と、主表面と側壁面との間の面取面とを有するドーナツ型の磁気ディスク用ガラス基板であって、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であって、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上であることを特徴とする。【００１１】
上記磁気ディスク用ガラス基板において、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲における粗さ百分率の変化量は２５％以下であることが好ましい。【００１２】
上記磁気ディスク用ガラス基板において、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、最大高さ(Rz)が０．１５μｍ以下であることが好ましい。【００１３】
上記磁気ディスク用ガラス基板において、算術平均粗さ(Ra)及び／又は最大高さ(Rz)と粗さ断面積の負荷率曲線は、側壁面及び／又は面取面上の所定サイズの領域について測定されたものであることが好ましい。【００１４】
上記磁気ディスク用ガラス基板において、前記側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面は、前記ガラス基板の外周側の面であることが好ましく、側壁面であることがより好ましい。【００１５】
本発明の第２の観点は、上記磁気ディスク用ガラス基板の表面に少なくとも磁気記録層が成膜されたことを特徴とする磁気ディスクである。【００１６】
本発明の第３の観点は、一対の主表面と、側壁面と、主表面と側壁面との間の面取面とを有するドーナツ型のガラス基板に対して、研磨砥粒を含む研磨液を用いて主表面の研磨を行う研磨処理を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記ガラス基板は、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であって、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上述の磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスク、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を起こし難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す図。
【図１Ｂ】実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外周側の端部の断面を拡大して示す図。
【図２】実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の粗さ断面積の負荷率曲線を示す図。
【図３】実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の側壁面又は面取面の断面形状の一例を示す図。
【図４】実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の粗さ断面積の負荷率曲線を示す図。
【図５Ａ】実施形態におけるガラス基板の研磨方法を説明する図。
【図５Ｂ】実施形態におけるガラス基板の研磨方法を説明する図。
【図５Ｃ】実施形態におけるガラス基板の研磨方法を説明する図。
【図６】実施形態におけるガラス基板の研磨方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
【００２０】
［磁気ディスク用ガラス基板］
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
【００２１】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成を限定するものではないが、本実施形態のガラス基板は好ましくは、酸化物基準に換算し、モル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選択される少なくとも１種の成分を合計で５〜３５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯから選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜２０％、ならびにＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＨｆＯ２から選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜１０％、有する組成からなるアルミノシリケートガラスである。
【００２２】
本実施形態のガラス基板は好ましくは、例えば特開２００９−９９２３９号公報に開示されるように、質量％表示にて、ＳｉＯ2を５７〜７５％、Ａｌ2Ｏ3を５〜２０％、（ただし、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3の合計量が７４％以上）、ＺｒＯ2、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＴｉＯ２を合計で０％を超え、６％以下、Ｌｉ2Ｏを１％を超え、９％以下、Ｎａ2Ｏを５〜１８％（ただし、質量比Ｌｉ2Ｏ／Ｎａ2Ｏが０．５以下）、Ｋ2Ｏを０〜６％、ＭｇＯを０〜４％、ＣａＯを０％を超え、５％以下（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量は５％以下であり、かつＣａＯの含有量はＭｇＯの含有量よりも多い）、ＳｒＯ＋ＢａＯを０〜３％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスであってもよい。
【００２３】
本実施形態のガラス基板は、Ｔｇが６５０℃以上の耐熱ガラスであってもよい。このようなガラス基板には、エネルギーアシスト磁気記録方式用の磁性膜を形成することが可能であり、さらに高記録密度化を達成することができる。
【００２４】
なお、上述したガラスは、アモルファスのアルミノシリケートガラスとするとなお好ましい。アモルファスのアルミノシリケートガラスは、結晶化ガラスのように結晶構造を含まないため均一な構造であり、極めて平滑な表面を得ることができるためである。
【００２５】
図１Ａおよび図１Ｂに、実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外観形状を示す。図１Ａに示すように、本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板は、内孔２が形成された、ドーナツ型の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板として好適である。
図１Ｂは、実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の外周側の端部の断面を拡大して示す図である。図１Ｂに示すように、磁気ディスク用ガラス基板は、一対の主表面１ｐと、一対の主表面１ｐに対して直交する方向に沿って配置された側壁面１ｔと、一対の主表面１ｐと側壁面１ｔとの間に配置された一対の面取面１ｃとを有する。図示しないが、磁気ディスク用ガラス基板の内周側の端部についても同様に、側壁面と面取面が形成されている。なお、面取面は、断面視において円弧状に形成されていてもよい。
【００２６】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板は、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関して、少なくとも以下の２つの要件１、２を満たすような形状となっている。
（要件１）算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であること
（要件２）粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上であること（図２参照）
図２は、側壁面及び／又は面取面の粗さ断面積の負荷率曲線において、上記要件２について示した図である。
【００２７】
ここで、「粗さ百分率」とは、対象となる表面（または表面形状の測定データ）において、ある高さにおいて当該表面を当該表面に平行な平面で切断することを想定したときに、その切断高さのレベル（切断レベル）を、最高高さを０％、最低高さを１００％としたときのパーセントで表示した値である。「粗さ断面積の負荷率」とは、特定の切断レベルにおいて当該表面を切断したときの切断面の面積の、当該表面が存在するエリアの面積（すなわち、切断面に直交する方向からみたときの当該表面のエリアの面積であって、当該表面の表面積ではない。）に対する割合をパーセントで表示した値である。「粗さ断面積の負荷率曲線」とは、対象となる表面について、縦軸に粗さ百分率をとり、横軸に粗さ断面積の負荷率をとったときの、両者の関係を表した曲線である。
【００２８】
側壁面及び／又は面取面の算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍよりも大きい場合、表面の凸凹に異物が捕捉されることによって異物が付着しやすくなるため、要件１が規定されている。
要件２が規定される理由について、図２及び図３を参照して説明する。図３は、側壁面及び／又は面取面に対応するガラス基板の断面の微小領域を例示する図であり、紙面の縦方向に粗さ百分率を表示している。ここで、図３に示すように、側壁面及び／又は面取面の表面性状において、粗さ百分率が６０％を超える溝（凹部）を「深溝」という。このような深溝は極めて微小で狭い溝であるが、ガラス基板を作製時に主表面をコロイダルシリカ等の微粒子で研磨するときにその微粒子が深溝内に入り込み、側壁面及び／又は面取面に残留することがある。深溝内に入り込んだ微粒子は主表面に移着（再放出）してヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合の原因となりうる。そのため、側壁面及び／又は面取面に残留するコロイダルシリカの微粒子の数を極力低減する目的で、側壁面及び／又は面取面の表面性状において深溝の数は少ないことが好ましい。かかる観点から、粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上とする。これによって、深溝（つまり、粗さ百分率が６０％を超える溝）の数が極めて少なくなる（負荷率は全体の５％未満となる）。図２の粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率（％）を１００（％）から引いた値をｒ６０とすると、ｒ６０の値は側壁面及び／又は面取面に形成される深溝の数と相関が高いと考えられる。
【００２９】
特に、主表面をコロイダルシリカ等の微粒子で研磨するときにガラス基板をキャリアに装着して行う場合には、微粒子がガラス基板の外周側端部とキャリアとの間の間隙に入り込むため、側壁面及び／又は面取面に深溝が形成されていると、その深溝にコロイダルシリカ等の微粒子が捕捉されやすくなる。よって、ガラス基板の外周側と内周側の側壁面及び／又は面取面のうち外周側について、上記要件２を満足することが好ましい。また、ガラス基板の外周側の側壁面及び面取面のうち側壁面は、主表面の研磨時にキャリアの内周面と接触し、それによってコロイダルシリカ等の微粒子がガラス基板の外周側の側壁面に押し当てられることで、微粒子が外周側の側壁面上の深溝に埋め込まれるように作用する。よって、このような作用を生じ難くするため、ガラス基板の外周側の側壁面及び面取面のうち、特に側壁面について上記要件２を満足することがより好ましい。
【００３０】
なお、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板は、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関して、以下の要件３をさらに満たすことが好ましい。
（要件３）粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲における粗さ百分率の変化量は２５％以下であること（図４参照）。
図４は、側壁面及び／又は面取面の粗さ断面積の負荷率曲線において、上記要件３について示した図である。
【００３１】
要件３を満たすことがさらに好ましい理由は、以下のとおりである。上記要件２を満たす限り、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲は、ガラス基板の表面性状において、深溝が含まれない領域である。要件３を満たすことにより、この領域において、深さが比較的浅い溝がより均一に形成された表面性状となるため、コロイダルシリカの微粒子が深溝以外の領域に入り込み、あるいは付着する可能性を小さくすることができる。
【００３２】
なお、上記磁気ディスク用ガラス基板において、算術平均粗さ(Ra)及び粗さ断面積の負
荷率曲線は、側壁面及び／又は面取面上の所定サイズの領域について測定されたもの（面粗さ）であることが好ましい。磁気ディスク用ガラス基板の側壁面及び／又は面取面には、スジ状の溝（あるいはスクラッチ）が存在する場合があるが、算術平均粗さ(Ra)及び粗さ断面積の負荷率曲線について線粗さで測定すると、その測定方向次第で、上記スジ状の溝が測定結果に反映されない場合があるためである。
【００３３】
また、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板は、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関して、最大高さ(Rz)が０．１５μｍ以下であることが好ましい。最大高さ(Rz)が０．１５μｍ以下とすることで、側壁面又は面取面に発生する溝の深さが浅くなるため、コロイダルシリカの微粒子が表面に付着（残留）し難くなる。
【００３４】
［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について、処理毎に説明する。ただし、各処理の順番は適宜入れ替えてもよい。
【００３５】
（１）板状ガラスの成形および粗研削処理
例えばフロート法によって板状ガラスを形成した後、この板状ガラスから、磁気ディスク用ガラス基板の元となる所定形状のガラス素板が切り出される。フロート法の代わりに、例えば上型と下型を用いたプレス成形によってガラス素板を成形してもよい。なお、ガラス素板は、これらの方法に限らず、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することもできる。
なお、ガラス素板の両主表面に対して、必要に応じて、遊離砥粒を用いた粗研削加工を行ってもよい。
【００３６】
（２）内孔形成処理
円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、円板状ガラス素材の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。
【００３７】
（３）形状加工処理
内孔形成処理の後、端部（外周端部及び内周端部）に面取面を形成するための形状加工処理が行われる。形状加工処理では先ず、円環状のガラス基板の外周端部及び内周端部に対して、例えば粒度＃４００の電着ダイヤモンド砥石等を用いて研削を行い、比較的高速で面取り形状を作り込む。次いで、例えば粒度＃２０００のレジンボンドダイヤモンド砥石等、研磨レートは低いが端部表面にダメージを与えない砥石を用いて、面取面を鏡面に近い表面性状まで研磨する。
【００３８】
（４）端面研磨処理
次に、円環状のガラス基板の端面研磨（エッジポリッシング）が行われる。
端面研磨では、磁性スラリーを磁力線に保持させることにより磁性スラリーの塊を形成させ、この塊と、ガラス基板の内周端面及び外周端面とを接触させて相対移動させることにより、ガラス基板の内周端面と外周端面の研磨を行う。側壁面と面取面とを同時に研磨することができる。なお、端面研磨処理における取り代は、例えば１μｍ〜５μｍ程度である。磁性スラリーには、磁気粘性流体と、研磨砥粒として、例えば、酸化セリウムや酸化ジルコニウム等の微粒子が用いられる。磁気粘性流体は、例えば、０．１〜１０μｍのＦｅからなる磁性体微粒子を３〜５ｇ／ｃｍ3含む非極性オイル、及び界面活性剤を含んだ流体が用いられる。非極性オイルあるいは極性オイルは、例えば、室温（２０℃）において非磁化状態で１〜２０（Ｐａ・秒）の粘度を有する。端面研磨を行うことにより、ガラス基板の端面での塵等が付着した汚染、傷等の損傷の除去を行うことができ、サーマルアスペリティ障害の発生の防止や、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。本実施形態の端面研磨は、従来のブラシによる端面研磨の方式に比べて、極めて精密で品質の高い加工が可能である。具体的には、表面の粗さやうねりも極めて小さくし、表面に深溝を発生し難くすることができる。
【００３９】
ここで、端面研磨についてより詳細に説明する。図５Ａ〜図５Ｃ、及び図６は、本実施形態における端面研磨での研磨方法の一例を説明する図である。
端面研磨を行う装置１０は、磁気を発生させる手段と磁性スラリーを用いてガラス基板の端面の研磨を行う。端面研磨を行う装置１０の概要を説明すると、図５Ａに示すように、装置１０は、永久磁石である一対の磁石１２，１４と、スペーサ１６と、非磁性体、例えばステンレスからなる円筒形状のパイプ１８と、を含む。パイプ１８内に、磁石１２，１４及びスペーサ１６が内蔵されている。端面研磨を行うガラス基板は、図示されない保持具によって把持されている。保持具に把持されたガラス基板の内孔にパイプ１８を貫通させ、後述する磁性スラリーの塊２０（図５Ｃ，図６参照）とガラス基板の内周端面とを接触させる。また、図６に示すように、パイプ１８を、ガラス基板の外周端面の近傍にも配置してもよい。このパイプ１８内の磁石１２，１４によって形成された塊２０と、ガラス基板の外周端面とを接触させた状態で相対的に移動させることにより、ガラス基板の外周端面の研磨が行われる。装置１０のパイプ１８及びガラス基板を保持する図示されない保持具は、図示されない駆動モータと機械的に接続されている。パイプ１８と保持具が回転してガラス基板の端面と塊２０とを相対的に移動させることにより、例えば５００〜２０００ｒｐｍで相対的に回転させることにより、ガラス基板の内周端面及び外周端面を研磨することができる。なお、各パイプ１８と保持具を固定し、ガラス基板のみを回転させることによって、ガラス基板の端面と塊２０とを相対的に移動させてもよい。
なお、図６では、ガラス基板の内周端面と外周端面の研磨は同時に行っている場合を示しているが、このような場合に限られない。ガラス基板の内周端面と外周端面の研磨はそれぞれ別個に行ってもよい。
【００４０】
端面研磨をより具体的に説明すると、磁石１２と磁石１４は、互いに近接して、磁気発生手段として機能し、図５Ｂに示すような磁力線１９を形成する。この磁力線１９は、磁石１２，１４の中心から外側に向けて突出するように進み、かつ、ガラス基板の厚さ方向に進む。磁石１２，１４との間には、例えば、図５Ｃに示すような磁性スラリーの塊２０をパイプ１８の外周につくるために、非磁性体からなるスペーサ１６が設けられる。
磁気発生手段における磁束密度は、磁性スラリーの塊２０を形成させる程度に設定すればよいが、端面研磨を効率よく行う点で、０．３〜５テスラであることが好ましい。
なお、図５Ａ〜図５Ｃ、及び図６に示す例では、磁気発生手段として永久磁石を用いたが、電磁石を用いることもできる。また、スペーサ１６を用いず、パイプ１８に磁石１２，１４が固定されて、磁石１２のＮ極の端面と磁石１４のＳ極の端面との間の離間距離を一定に確保することもできる。
【００４１】
磁性スラリーに含まれる研磨砥粒として、酸化セリウム、コロイダルシリカ、酸化ジルコニア、アルミナ砥粒、ダイヤモンド砥粒等の公知のガラス基板の研磨砥粒を用いることができる。研磨砥粒の粒径については、例えば０．５〜３μｍである。この範囲の研磨砥粒を用いることにより、ガラス基板の内側端面を良好に研磨することができる。研磨砥粒は、磁性スラリー中に、例えば１〜２０ｖｏｌ％含まれる。
【００４２】
本実施形態の端面研磨処理を行うことで、ガラス基板は、側壁面及び／又は面取面の表面性状に関して、算術平均粗さ(Ra)を０．０１５μｍ以下とし、かつ粗さ断面積の負荷率
曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率を９５％以上とすることができる。
【００４３】
（５）精研削処理
精研削工程では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて円環状のガラス基板の主表面に対して研削加工を行う。精研削処理で使用する固定砥粒としては、例えば、ダイヤモンド砥粒がレジンボンド等の結合剤で固定された研削パッドを使用することができる。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間に、キャリアに装着された円環状のガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることで、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
【００４４】
（６）第１研磨（主表面研磨）処理
次に、研削されたガラス基板の主表面に第１研磨が施される。第１研磨は、精研削により主表面に残留したキズ、歪みの除去、うねり、微小うねりの調整を目的とする。
第１研磨処理においても、遊星歯車機構を備えた両面研削装置が用いられる。この研磨装置において、下定盤の上面および上定盤の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッドが取り付けられており、遊星歯車機構の動作中には、キャリアに装着されたガラス基板に対して研磨パッドが押圧される。研磨パッドの材質は、例えば発泡ウレタンであり、砥粒を含浸させたものを好適に用いることができる。研磨装置には、例えば平均粒径が０．１〜５μｍ程度の酸化セリウム又は酸化ジルコニウムを研磨砥粒として含有する研磨液が用いられる。平均粒径（D50）とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さいほうから計算して５０％となる粒径を意味している。
【００４５】
第１研磨処理では、ガラス基板の主表面の表面凹凸について、粗さ(Ra)を０．５ｎｍ以下とし、かつマイクロウェービネス(MW-Rq)を０．５ｎｍ以下とするように研磨が行われる。ここで、マイクロウェービネスは、主表面における波長帯域１００〜５００μｍの粗さとして算出されるＲＭＳ（Ｒｑ）値で表すことができ、例えば、光学式の表面形状測定装置を用いて計測できる。
主表面の粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１により規定される算術平均粗さRaで表され、例えば、ＡＦＭで計測できる。本願においては、１μｍ×１μｍ角の測定エリアにおいて、５１２×５１２ピクセルの解像度で測定したときの算術平均粗さRaを用いることができる。
【００４６】
（７）化学強化処理
次に、第１研磨後のガラス基板は化学強化される。
化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合塩の溶融液等を用いることができる。
このように、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、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、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きい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。
【００４７】
（８）第２研磨（最終研磨）処理
次に、化学強化されて十分に洗浄されたガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨による取り代は、５μｍ以下とすることが好ましい。
第２研磨では例えば、第１研磨で用いたものと同様の研磨装置を用いることができる。このとき、第１研磨と異なる点は、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なることである。樹脂ポリシャは、例えば、発泡ポリウレタンのスウェードタイプの軟質ポリシャを用いることができる。また、アスカーＣ硬度で７０〜９０の範囲内とすることが好ましい。
第２研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させたコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。コロイダルシリカの砥粒の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば５０ｎｍ以下であり、２０ｎｍ以下であるとより好ましい。平均粒径が２０ｎｍ以下のコロイダルシリカの砥粒を使用することで、極めて平滑な主表面を得ることができる。
研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
【００４８】
なお、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、（４）の端面研磨処理を経たガラス基板が、側壁面及び／又は面取面の表面性状に関して、算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であり、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上となっている。そのため、第２研磨処理で使用されるコロイダルシリカの平均粒径が２０ｎｍ以下の大きさの場合であっても、コロイダルシリカの微粒子が側壁面及び／又は面取面の溝（あるいは谷）に入り込み、側壁面及び／又は面取面に付着することを防止することができる。
【００４９】
［磁気ディスク］
磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板を用いて以下のようにして得られる。
磁気ディスクは、例えば磁気ディスク用ガラス基板（以下、単に「基板」という。）の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板の主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。磁性層としては、例えばＣｏＰｔ系合金を用いることができる。また、Ｌ１０規則構造のＣｏＰｔ系合金やＦｅＰｔ系合金を形成して熱アシスト磁気記録用の磁性層とすることもできる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
作製された磁気ディスクは、好ましくは、ＤＦＨ(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドとともに、磁気記録再生装置としてのＨＤＤ(Hard Disk Drive)に組み込まれる。
【００５０】
［実施例、比較例］
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の効果を確認するために、製造したガラス基板から２．５インチの磁気ディスクを作製し、ＬＵＬ耐久試験を行って、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合の発生有無を調べた。
製造した磁気ディスク用ガラス基板のガラスの組成は、下記の通りである。
［ガラスの組成］
質量％表示で、ＳｉＯ２を６５．０８％、Ａｌ２Ｏ３を１５．１４％、Ｌｉ２Ｏを３．６１％、Ｎａ２Ｏを１０．６８％、Ｋ２Ｏを０．３５％、ＭｇＯを０．９９％、ＣａＯを２．０７％、ＺｒＯ２を１．９８％、Ｆｅ２Ｏ３を０．１０％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスであり、ガラス転移温度が５１０℃である。
【００５１】
［実施例、比較例の磁気ディスク用ガラス基板の作製］
実施例の磁気ディスク用ガラス基板については、上記製造方法の各処理を順序通りに行うことで作製した。ここで、
（１）のガラス素板の成形は、プレス成形方法を用いた。粗研削では、アルミナ系遊離砥粒を用いた。
（３）の形状加工処理では、粒度＃４００の電着ダイヤモンド砥石、粒度＃２０００のレジンボンドダイヤモンド砥石を順に用いて、ガラス基板の外周端部及び内周端部に面取面を形成した。
（４）の端面研磨では、図５に示した研磨用装置を用いて、磁性スラリーによる端面研磨を行った。このとき、ガラス基板の端面の研磨のために用いる研磨スラリーは、Ｆｅの微粒子を非磁性オイルに分散させた磁性流体に、酸化セリウムの研磨砥粒を分散させたものを用いた。なお、（４）の処理における面取面の取り代及び加工条件を適宜調整することによって、表１の実施例を作り分けた。
（５）の精研削では、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドで固めた固定砥粒を定盤に貼り付けた研削装置を用いて研削した。
（６）の第１研磨では、遊星歯車機構を備えた研磨装置を用いて研磨した。酸化セリウム砥粒を含む研磨液、及び研磨パッドとして硬質ウレタンパッドを使用した。
（７）の化学強化では、化学強化液として硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合液等を用いて化学強化を行った。
（８）の第２研磨は、第１研磨と同様に、遊星歯車機構を備えた研磨装置を用いて行った。ポリシャを軟質ポリシャ（スウェード）の研磨パッド（アスカーＣ硬度で７５の発泡ポリウレタン）を用いた。遊離砥粒としてコロイダルシリカ（平均粒径(D50):３０ｎｍ）を用いた。なお、粒度分布を確認したところ、粒径が２０ｎｍのコロイダルシリカも含まれていた。以上により、磁気ディスク用ガラス基板を得た。作製された磁気ディスク用ガラス基板は公称２．５インチサイズ（内径２０ｍｍ、外径６５ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍ）の磁気ディスク用の基板である。主表面の表面粗さをＡＦＭで測定したところ、Ｒａで０．２ｎｍ以下であった。
【００５２】
一方、比較例の磁気ディスク用ガラス基板を作製するに当たり、（３）の形状加工において、粒度＃４００の電着ダイヤモンド砥石を用いて面取面を形成した。なお、比較例では、粒度＃２０００のレジンボンドダイヤモンド砥石を用いた研削を行わなかった。また、（４）の端面研磨において、ガラス基板の端面を、酸化セリウムを遊離砥粒として用いて、研磨ブラシにより研磨した。さらに、（３）及び（４）の処理における面取面の取り代及び加工条件を適宜調整することによって比較例を作り分けた。（３）及び（４）以外の処理については、実施例と同様とした。
【００５３】
端面研磨に用いる酸化セリウム砥粒の平均粒径を調整することによって、表１に示すように、実施例及び比較例の磁気ディスク用ガラス基板の面取面及び側壁面の表面粗さを調整した。また、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は、磁気研磨の研磨条件のうちガラス基板と磁石との相対速度を増減することによって調整した。実施例１〜３の面取面及び側壁面の最大高さ(Rz)は０．１５μｍ以下であった。
なお、作製した磁気ディスク用ガラス基板の面取面及び側壁面の算術平均粗さ(Ra)、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は、以下の測定条件にてレーザ顕微鏡を用いて、５０μｍ四方の評価領域にて表面形状を測定したデータから得たものである。
［レーザ顕微鏡］
分解能：０．７ｎｍ
観察倍率：１０００倍
Ｚ軸測定ピッチ：０．１μｍ
カットオフ値λｓ：０．０８μｍ
カットオフ値λｃ：０．２５ｍｍ
【００５４】
実施例及び比較例の磁気ディスク用ガラス基板の側壁面上の１００μｍ四方の領域について顕微鏡及びＳＥＭで観察し、付着する異物の数を評価した。評価基準は以下のとおりであり、○及び◎が合格である。
［評価基準］
◎：０〜１個
○：２〜５個
△：６〜１９個
×：２０個以上
【００５５】
【表１】
0005592037.tif 000002
【００５６】
表１に示すように、算術平均粗さ(Ra)を０．０１５μｍ以下とし、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上とすることによって、付着する異物の数の評価が基準を満たすことがわかる。これは、測定領域において異物が入り込む深溝の数が非常に少なかったためであると考えられる。
【００５７】
次に、実施例１と算術平均粗さ(Ra)、及び粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率を同一の値を維持しつつ、磁気研磨の研磨条件のうち磁性材料であるＦｅの微粒子の粒子サイズを適宜変化させることによって、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲における粗さ百分率の変化量を、表２に示すように調整した（実施例４〜９）。実施例４〜９の磁気ディスク用ガラス基板について付着する異物の数を評価したところ、表２に示すように、粗さ断面積の負荷率が２０〜８０％の範囲における粗さ百分率の変化量を２５％以下とすることによって、付着する異物の数の評価がさらに良好になったことがわかる（実施例７〜９）。これは、側壁面上で深さが比較的浅い溝がより均一に形成されたため、異物がさらに残留し難くなったためであると考えられる。
【００５８】
【表２】
0005592037.tif 000003
【００５９】
さらに、得られた実施例及び比較例の磁気ディスク用ガラス基板に磁性層等を形成した磁気ディスクを作製し、ＬＵＬ耐久試験（６０万回）を行って評価した。ＬＵＬ耐久試験とは、磁気ディスクを構成するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）を温度７０℃、湿度８０％の恒温恒湿層に入れた状態で、ヘッドを、ランプ上とＩＤストッパーの間を動きを止めずに往復運動（シーク動作）させ、試験後のヘッドの汚れや磨耗等の異常発生を調査する試験のことである。８万回／日×７．５日＝６０万回のＬＵＬ試験の結果、ヘッドＡＢＳ面を顕微鏡で拡大して目視し、コンタミネーションの付着や磨耗、カケが見られる場合は不合格として評価した。
【００６０】
上記実施例及び比較例におけるＬＵＬ耐久試験では、実施例は合格であり、比較例は不合格であった。ＬＵＬ耐久試験で不合格であった比較例の原因を調べたところ、ガラス基板と磁性層との間に粒子が付着しており、この粒子の組成分析を行ったところ、粒子はコロイダルシリカの微粒子であることがわかった。すなわち、第２研磨に用いたコロイダルシリカの砥粒の残存物がガラス基板の主表面に付着したことが、上記耐久試験の不合格の原因であることがわかった。これより、側壁面及び／又は面取面を実施例のような表面性状とすることで、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害等の不具合を起こし難くなることがわかる。
【００６１】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【要約】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、一対の主表面と、側壁面と、主表面と側壁面との間の面取面とを有する。この磁気ディスク用ガラス基板は、側壁面及び面取面の少なくともいずれか一方の面の表面性状に関し、算術平均粗さ(Ra)が０．０１５μｍ以下であって、かつ粗さ断面積の負荷率曲線において、粗さ百分率が６０％における粗さ断面積の負荷率は９５％以上である。【図１Ａ】
0005592037.tif 000004
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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