(57)【要約】【課題】強度ばらつきの小さな結晶化ガラスからなる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】中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製する工程と、作製した非晶質ガラス基板に対して端面の面取り加工を含む形状加工を行う端面形状加工と、該端面形状加工の後に行われ、該端面にエッチング液を接触させる処理を行うエッチング処理とを含む磁気ディスク用ガラス基板の製造において、少なくとも、前記エッチング処理の後に、前記非晶質ガラス基板を結晶化する結晶化処理を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に円孔を有する円盤状の非晶質のガラス基板の端面を機械加工することで、側壁面と主表面および側壁面の間を介在する面取面とを形成する端面形状加工と、
前記端面形状加工の後に行われ、前記側壁面および面取面にエッチング液を接触させるエッチング処理とを含み、
前記エッチング処理の後に前記ガラス基板を構成しているガラスを結晶化する結晶化処理を行う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】
前記エッチング処理の後および結晶化処理の前に、側壁面および面取面の少なくとも一方を鏡面研磨する端面研磨処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記結晶化処理を行うガラス基板の側壁面および面取面の少なくとも一方の最大谷深さＲｖが０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は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】
結晶化処理を行う前の主表面と面取面との成す角（Ａ）の角度と、結晶化処理を行った後の主表面と面取面との成す角（Ｂ）の角度との対応関係を予め求めておき、
上記対応関係に基づいて上記角（Ｂ）の角度が所望の値になるように端面形状加工を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
結晶化処理を行う前の円孔の直径と、結晶化処理を行った後の円孔の直径との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて結晶化後の円孔の直径が所望の値となるように、端面形状加工を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【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」と略称する。）等の磁気記録装置に搭載される磁気ディスクに用いられる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】
ＨＤＤ等の磁気記録装置に搭載される情報記録媒体の一つとして磁気ディスクがある。磁気ディスクは、基板上に磁性層等の薄膜を形成して構成されたものであり、その基板として従来はアルミ基板が用いられてきた。しかし、最近では、高記録密度化の追求に呼応して、アルミ基板と比べて磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔をより狭くすることが可能なガラス基板の占める比率が次第に高くなってきている。また、ガラス基板表面は磁気ヘッドの浮上高さを極力下げることができるように、高精度に研磨して高記録密度化を実現している。近年、ＨＤＤの更なる大記録容量化の要求は増すばかりであり、これを実現するためには、磁気ディスク用ガラス基板においても更なる高品質化が必要になってきている。
【０００３】
このようなガラス基板の材質としては、たとえば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、アルミノポロシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。
特許文献１には、熔融ガラスから、円盤状のガラス素材を成形することを含む情報記録媒体用ガラス基板の製造方法が開示されており、上記ガラス素材は、さらに熱処理して結晶化ガラスとすることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６９０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば、熔融ガラスをプレス成形することにより円盤状のガラス素材を得て、この円盤状のガラス素材の中心に孔をあけ、次いで内外周端面加工、主表面の研磨加工等を行うことで磁気ディスク用ガラス基板は製造されるが、上記特許文献１には、ガラス素材の結晶化は、ディスクを得るための孔あけの前または後のいずれかで行うことができることが記載されている。
【０００６】
ところが、本発明者の検討によると、上記特許文献１に記載されているように、孔あけの前または後のいずれかでガラス素材の結晶化を行い、次いで面取り加工などの内外周の端面加工、主表面の研磨加工等を行って、磁気ディスク用ガラス基板を製造したところ、得られた磁気ディスク用ガラス基板の基板間における強度のばらつきが大きいという問題が生じた。
【０００７】
そこで、本発明はこのような従来の課題を解決すべくなされたものであって、その目的は、基板の強度のばらつきを小さくできる結晶化ガラスからな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である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明者は、上記特許文献１に開示の製造方法に従って製造されたガラス基板の強度のばらつきが大きい理由を分析した。その結果、ガラス素材を結晶化した後に、端面の面取り加工などの機械加工を行った場合、面取り加工時に形成された潜在（内部）クラックが残存し、最終的にクラックを十分に除去しきれない可能性があることを見出した。
【０００９】
また、本発明者は、強度ばらつきの小さい結晶化ガラスからなるガラス基板を得るために、結晶化を行うタイミングに着目して、さらに検討を進めた結果、一連のガラス基板製造プロセスの中でガラスの結晶化をどの段階で行うかによって、最終的に得られるガラス基板の強度ばらつきに差異が生じることを見出した。
そこで、本発明者は、得られた知見に基づき、以下の構成による発明によれば上記課題を解決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、本発明は上記課題を達成するために、以下の構成を有する。
（構成１）
中央に円孔を有する円盤状の非晶質のガラス基板の端面を機械加工することで、側壁面と主表面および側壁面の間を介在する面取面とを形成する端面形状加工と、端面形状加工の後に行われ前記側壁面および面取面にエッチング液を接触させるエッチング処理とを含み、エッチング処理の後に前記ガラス基板を構成している非晶質ガラスを結晶化する結晶化処理を行う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。
【００１１】
（構成２）
前記エッチング処理の後および結晶化処理の前に、側壁面および面取面の少なくとも一方を鏡面研磨する端面研磨処理を行うことを特徴とする構成１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【００１２】
（構成３）
前記結晶化処理を行うガラス基板の側壁面および面取面の少なくとも一方の最大谷深さＲｖが０．３μｍ以下であることを特徴とする構成１乃至２のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【００１３】
（構成４）
結晶化処理を行う前の主表面と面取面との成す角（Ａ）の角度と、結晶化処理を行った後の主表面と面取面との成す角（Ｂ）の角度との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて上記角（Ｂ）の角度が所望の値になるように端面形状加工を行うことを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
（構成５）
結晶化処理を行う前の円孔の直径と、結晶化処理を行った後の円孔の直径との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて結晶化後の円孔の直径が所望の値となるように、端面形状加工を行うことを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
（構成６）
構成１乃至５のいずれかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記構成とすることで、基板の強度（例えば抗折強度）の基板間のばらつきが小さい結晶化ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板を製造することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、磁気ディスク用結晶化ガラスの製造方法であって、たとえば、研削工程、端面形状加工、エッチング処理、端面研磨処理、主表面研磨工程、化学強化工程、等を経て製造され、少なくともエッチング処理の後で、ガラスを結晶化する結晶化処理を行うものである。なお、端面形状加工、エッチング処理、結晶化処理以外の工程は、あくまで一例であって、ここで記載した工程とその順序に限定されるものではなく、また、工程自体を行わなくてもよい。
これらの工程のうち、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理は、基板の端面（側壁面および面取面）に対して施される工程であり、研削工程および主表面研磨工程は、基板の主表面に対して施される工程である。
【００１６】
ここで、結晶化ガラスとは、ガラスセラミックスとも呼ばれ、ガラスを加熱することでガラス内部に結晶を析出させてなる材料である。つまり、ガラスの中に結晶化した部分と非晶質の部分の両方を有するものである。
なお、本発明において、磁気ディスク用ガラス基板とは、後述する結晶化処理が施されたものを意味する。具体的には、例えば、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板とは、結晶化処理が施された直後のものであってもよく、また、結晶化処理の後に行われる、主表面研磨加工、化学強化加工等の後加工が施され、磁性膜等が成膜される前の状態のものであってもよい。
【００１７】
ここで、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の概略について説明する。
中央に円孔を有する円盤状の非晶質のガラス基板を作製する方法としては、たとえば、熔融ガラスからダイレクトプレスにより円盤状のガラスブランクを成型した後で円孔を形成する方法がある。具体的には、成型された円盤状のガラスブランクの中心に所定の大きさの円孔を例えばコアドリル等による機械加工によりあけて、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製する。また、このようなダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で製造された板ガラスから所定の大きさに切り出して、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製することもできる。
【００１８】
次に、上記のようにして作製したガラス基板の主表面に対して寸法精度及び形状精度を向上させるための研削工程を行う。この研削工程は、通常両面ラッピング装置を用い、ダイヤモンドやアルミナ等の砥粒を用いてガラス基板の主表面の研削を行う。こうしてガラス基板の主表面を研削することにより、所定の板厚、平坦度に加工することができる。なお、用いるガラス基板の板厚、平坦度によっては、前記研削工程は省略してもよい。
【００１９】
前記研削工程の終了後、端面形状加工を行う。この端面形状加工は、ガラス基板の端面を機械加工することにより、側壁面とガラス基板の主表面および側壁面の間に介在する面取面を形成するものである。この端面形状加工は、溝形状を有する回転砥石を用いた機械加工により行うことができる。この回転砥石は、ガラス基板の内外周端面に、側壁面（基板主表面と略直交する面）と、面取面（側壁面と表裏の主表面との間にそれぞれ形成される面取りした面）の両方の面を形状転写できる溝形状を有している。つまり、端面形状加工では、回転砥石の溝形状を形状転写することにより、主表面と面取面との成す角、および、面取面と側壁面との成す角が所望の形状になるように加工することができる。
【００２０】
以上の端面形状加工は機械加工により行われるため、ガラス基板の端面には、加工に伴うクラックが発生する。そこで、機械加工後の端面（面取面および側壁面）にエッチング液を接触させることで、この機械加工による生じた残留クラックを除去できる。このエッチング処理を行うことにより、機械加工による端面表層の残留クラック層がエッチングで除去されるので、残留クラックによる強度の低下を抑えることができる。このエッチング処理に使用するエッチング液としては、ガラス素材を溶解し得る薬液であれば問題なく、例えば、フッ酸水溶液、ＨＦ−Ｈ2ＳＯ4 溶液、ＮＨ4Ｆ水溶液、Ｈ2 ＳｉＦ6 水溶液やその他の各種のガラスエッチング溶液などを適用することが好適である。
このエッチング処理における取り代は、機械加工によって形成されたガラス基板の端部形状（例えば、主表面と側壁面との成す角）を変化させない観点では、具体的には、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下が好適である。一方で、端面形状加工において形成されるクラックの除去を十分に行う観点からは、エッチング処理における取り代は、０．５μｍ以上であることが好ましい。
【００２１】
以上のエッチング処理の後は、所望の鏡面を得るための端面研磨処理を行うことが好適である。この端面研磨処理は、たとえば、ブラシ研磨によって行われるが、ブラシ研磨以外に、砥粒の粒度の小さな砥石または、研磨パッドを用いて端面研磨を行うこともできる。この端面研磨処理によって、基板端面を所望の鏡面状態に仕上げる。このとき、端面研磨処理によって形成される。
【００２２】
エッチング処理後、または、端面研磨処理後、換言すると、後述する結晶化処理を行うガラス基板の前記面取面および側壁面の少なくとも一方の最大谷深さ（Ｒｖ）は、０．３μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下であることが好ましい。また、前記面取面および側壁面の少なくとも一方の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０２μｍ以下、より好ましくは０．０１５μｍ以下であることが好ましい。また、面取面および側壁面の両方が、上記最大谷深さおよび算術平均粗さ（Ｒａ）の範囲内であることがより好ましい。
【００２３】
ところで、本発明においては、非晶質のガラスを結晶化して結晶化ガラスとしたものを磁気ディスク用ガラス基板として用いるため、非晶質のガラスを結晶化する結晶化処理を行う。
【００２４】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、エッチング処理後に非晶質ガラス基板を構成しているガラスを結晶化する結晶化処理を行う構成である。
【００２５】
本発明者の検討によると、従来技術（上記特許文献１）に記載されているように、熔融ガラスからダイレクトプレスにより成型された円盤状のガラスブランクの中心に所定の大きさの円孔をあける工程の前または後のいずれかでガラス素材の結晶化を行い、次いで面取り加工などの内外周の端面形状加工、主表面の研磨加工等を経て得られたガラス基板の中には、上記端面形状加工の条件によっては、強度（例えば抗折強度）のばらつきが大きいことが判明した。
【００２６】
そこで、本発明者は、強度ばらつきが大きい点について分析した結果、ガラス素材を結晶化した後に、端面の面取り加工などの機械加工を行った場合、加工条件によっては、面取り加工時に形成された潜在（内部）クラックが残存し、最終的にクラックを十分に除去しきれず、それが原因で強度ばらつきが大きくなる可能性があることを見出した。
【００２７】
そして、本発明者は、かかる知見をもとに、結晶化処理を行う前に、端面に生じるクラックを予め除去することにより、強度のばらつきを低減できることを見出した。
【００２８】
そして本発明のように、前記エッチング処理の後に結晶化処理を行った場合には、非晶質のガラス基板に対して機械加工である端面形状加工を行った後にガラスの結晶化を行うことになるので、端面形状加工時は結晶化の影響を受けることが無い。そして、端面形状加工時に端面に形成されたクラックは、その後のエッチング処理や端面研磨処理により十分に除去することが可能であり、最終的に内部に残存するクラックの深さを従来技術と比べて低減することができる。そのため、強度のばらつきを抑えることが可能となる。
【００２９】
また、上述のエッチング処理を行うことにより、機械加工による端面表層の残留クラック層がエッチングで除去されるが、結晶化されたガラス素材に対してケミカル処理を行うと、表面があれてしまい、表面粗さが大きくなり、端面の表面が所望の鏡面状態に仕上がらないという問題が発生する。
また、本発明者は、結晶化後に端面研磨や端面のエッチングを行うと、結晶化された部分と非結晶の部分で、加工速度（研磨速度、エッチング速度）が異なるため、表面粗さが荒れることを見出した。そこで、結晶化処理を行う前に、端面研磨処理により端面の粗さを所望の値、換言すると、磁気ディスク用ガラス基板として要求粗さにしておき、その後で結晶化することで、結晶化処理後に端面研磨、エッチング工程を行うことがないので、端面の粗さを好適にできることを見出した。そして、本発明は、側壁面および面取面の少なくとも一方の最大谷深さ（Ｒｖ）が０．３μｍ以下の磁気ディスク用結晶化ガラス基板を製造する場合には特に有効であることを見出した。
【００３０】
上記従来技術のように、前記端面形状加工の前に結晶化処理を行うと、端面形状加工で発生したクラックを除去し難い。また、例えば、クラックを除去するためにエッチング処理した場合には、表面あれが大きく、表面粗さの劣化が大きい。この表面粗さの劣化をこの後の端面研磨によって改善しようとすると、研磨取代が大きくなり、端面研磨の負荷が増大するという新たな問題を生じる。また、表面あれをできるだけ小さくするため、エッチング処理の条件を弱くすると、残留クラック層を十分に除去することができない。
【００３１】
これに対し、本発明によれば、非晶質のガラス基板に対して前記エッチング処理を行い、その後に結晶化処理を行うので、端面形状加工によって生じたクラックを容易に除去でき、また、結晶化による影響を受けないため、クラックを除去でき、かつ、表面粗さを小さくすることがきる。
【００３２】
なお、結晶化処理を行うことによりガラス基板の体積は縮小するため、結晶化処理前後で、ガラス基板の形状が異なることになる。また、特に本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、板厚に比べて直径が非常に大きい（アスペクト比が高い）ため、結晶化処理による形状変化は、板厚方向と主表面の方向とで異なることになる。したがって、結晶化処理前の端面形状加工、エッチング処理、端面研磨処理については、結晶化により形状変化の影響を考慮して、加工条件を設定することが好ましい。
具体的には、端面の形状については、結晶化処理を行う前の主表面と面取面との成す角（Ａ）の角度と、結晶化処理を行った後の主表面と面取面との成す角（Ｂ）の角度との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて上記角（Ｂ）の角度が所望の値になるように端面形状加工、エッチング処理、必要に応じて端面研磨処理を行うことがより好ましい。これにより、結晶化工程を経た後のガラス基板の端面形状を磁気ディスク用ガラス基板として要求される端面形状とすることができる。
【００３３】
これについて、詳細に説明する。面取面および側壁面の形状が決定される製造プロセスとしては、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理が特に影響する。そして、これらの加工条件を変更して、主表面と面取面との成す角の角度を予め異ならせた複数のガラス基板を作成しておき、これらのガラス基板を結晶化処理した後、結晶化前と同様にして主表面と面取面との成す角を求めて、結晶化処理前後における前記角の対応関係を求めておく。そして、得られた対応関係に基づいて、結晶化処理後に得られる主表面と面取面との成す角が、磁気ディスク用ガラス基板として要求される角度となる加工条件を選択して、上記端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行えばよい。また、上記の説明では、主表面と面取面との成す角についての対応関係を求めることについて説明したが、上記に限定されるものではなく、例えば、面取面の長さ、側壁面の長さ、および/または、面取面と側壁面との成す角についてもそれぞれ結晶化処理前後で対応関係を求めておき、結晶化処理後の端面形状（面取面および側壁面の形状）が磁気ディスク用ガラス基板として要求される形状となるように、結晶化処理前に行われる端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行えばよい。
【００３４】
また、円孔の大きさについても上記と同様であり、例えば、結晶化処理を行う前の円孔の直径と、結晶化処理を行った後の円孔の直径との対応関係を予め求めておき、上記対応関係に基づいて結晶化後の円孔の直径が所望の値となるように、端面形状加工、エッチング処理および端面研磨処理を行うことがより好ましい。これにより、結晶化工程後の円孔の直径を、磁気ディスク用ガラス基板として要求される直径とすることができる。
【００３５】
本発明においては、前記結晶化処理後のガラス基板の抗折強度は、耐衝撃性を向上させる観点から７ｋｇｆ以上であることが好ましく、特に８ｋｇｆ以上であることが好ましい。
【００３６】
次に、結晶化処理について説明する。結晶化処理は、例えばガラスを熱処理することでガラス内部に結晶核を生成させる。なお、結晶核を成長させて大きな結晶粒を得てもよい。結晶化処理における熱処理の条件は、得られる結晶化ガラスの結晶化度によって適宜設定すればよい。
上記結晶化処理によって生成する結晶粒の大きさとしては、１０ｎｍ以下が好ましく、５ｎｍ以下がより好ましい。結晶粒を上記範囲とすることにより、後述する最終製品である磁気ディスク用ガラス基板に求められる表面粗さを形成しやすいため好ましい。
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板のヤング率としては、１００ＧＰａ以上、より好ましくは１２０ＧＰａ以上であることが好ましい。ヤング率を１００ＧＰａ以上とするには、結晶化度を上げることが考えられるが、このような場合には、エッチングよる表面あれの度合いが、結晶化度が低い結晶化ガラスと比べて大きくなる。したがって、上記ヤング率が１００ＧＰａ以上であり、側壁面および面取面の最大谷深さ（Ｒｖ）が０．３μｍ以下のような磁気ディスク用ガラス基板を製造するためには本発明を適用することがより好ましい。
【００３７】
また、結晶化されたガラスは結晶化前のガラスと比べてヤング率が高いため加工レートが低くなるが、本発明のように、端面研磨を行った後にガラスの結晶化を行うことにより、加工レートの高い非晶質のガラスに対して加工を行えるので、加工に要する時間を短縮化することが可能である。
【００３８】
上記結晶化処理を経た後、高精度な主表面を得るための主表面鏡面研磨加工を行う。ガラス基板主表面の鏡面研磨方法としては、酸化セリウムやコロイダルシリカ等の金属酸化物の研磨材を含有するスラリー（研磨液）を供給しながら、発研磨パッドを用いて行うのが好適である。研磨方法は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス基板と研磨パッドとを接触させ、研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら、研磨パッドとガラス基板とを相対的に移動させて、ガラス基板の表面を鏡面状に研磨すればよい。
【００３９】
本発明においては、ガラス基板を構成するガラス（の硝種）は、ＳｉＯ2を主成分とし、さらにアルミナを含むアルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。このようなガラスを用いたガラス基板は表面を鏡面研磨することにより平滑な鏡面に仕上げることができ、また加工後の強度が良好である。また、化学強化によってさらに強度を上げることもできる。
【００４０】
本発明においては、上記鏡面研磨処理後のガラス基板の主表面は、算術平均表面粗さＲａが０．２０ｎｍ以下、特に０．１５ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。更に、最大粗さＲｍａｘが２．０ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。なお、本発明においてＲａ、Ｒｍａｘというときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に準拠して算出される粗さのことである。
【００４１】
また、本発明において表面粗さ（例えば、Ｒｚ、Ｒｍａｘ、Ｒａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて１μｍ×１μｍの範囲を２５６×２５６ピクセルの解像度で測定したときに得られる値である。
また、本発明においては、最終的に得られる磁気ディスク用ガラス基板の端面（面取面および側壁面の少なくとも一方）の最大谷深さ（Ｒｚ）が０．３μｍ以下、より好ましくは０．２μｍ以下であることが好ましい。また、算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．０２μｍ以下、より好ましくは０．０１５μｍ以下であることが好ましい。なお、端面の表面粗さの測定は、例えば、レーザー顕微鏡を用いて測定すればよい。
【００４２】
なお、本発明においては、結晶化処理の後であって、主表面の鏡面研磨加工工程の前または後に、化学強化処理を施してもよい。化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化処理されたガラス基板は耐衝撃性に優れているので、例えばモバイル用途のＨＤＤに搭載するのに特に好ましい。
【００４３】
また、本発明は、以上の磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法についても提供するものである。磁気ディスクは、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の上に少なくとも磁性層を形成して製造される。磁性層の材料としては、異方性磁界の大きな六方晶系であるＣｏＣｒＰｔ系やＣｏＰｔ系強磁性合金を用いることができる。磁性層の形成方法としてはスパッタリング法、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によりガラス基板の上に磁性層を成膜する方法を用いることが好適である。またガラス基板と磁性層との間に、下地層を介挿することにより磁性層の磁性グレインの配向方向や磁性グレインの大きさを制御することができる。例えば、ＲｕやＴｉを含む六方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面の法線に沿って配向させることができる。この場合、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。下地層は磁性層同様にスパッタリング法により形成することができる。
【００４４】
また、磁性層の上に、保護層、潤滑層をこの順に形成するとよい。保護層としては水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマＣＶＤ法により保護層を形成することができる。また、潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル化合物の主鎖の末端に官能基を有する潤滑剤を用いることができる。取り分け、極性官能基として水酸基を末端に備えるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とすることが好ましい。潤滑層はディップ法により塗布形成することができる。
本発明によって得られるガラス基板を利用することにより、信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。
さらに、本発明によって得られる結晶化ガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板は、エネルギーアシスト磁気記録方式の磁気ディスクに用いられることが好ましい。ガラス中に結晶粒を有することにより、エネルギーアシスト磁気記録方式の磁気ディスクを製造する際に必要な高温環境下でも変形し難いために好適である。
【実施例】
【００４５】
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１、２、比較例１）
以下の（１）ガラスブランク作製工程、（２）研削工程、（３）下穴工程、（４）端面形状加工、（５）エッチング処理、（６）端面研磨処理、（７）主表面研磨処理（第１研磨処理）、（８）化学強化工程、（９）主表面研磨処理（第２研磨処理）を経て磁気ディスク用ガラス基板を製造した。また、これらの工程の他に、後述の結晶化処理を行った。
【００４６】
（１）ガラスブランク作製工程
まず、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより直径６６ｍｍφ、厚さ１．０ｍｍの円盤状のアルミノシリゲートガラスからなるガラスブランクを得た。
【００４７】
（２）研削工程
次いで、このガラス基板に寸法精度及び形状精度の向上させるため研削工程を行った。この研削工程は両面研削装置を用いて行った。
（３）下穴工程
次いで、円筒状のコアドリルを用いてガラスブランクの中央部分に孔をあけて（孔あけ加工）、中央に円孔を有する円盤状の非晶質ガラス基板を作製した。
（４）端面形状加工
次に、円筒状の砥石を用いて、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施し、側壁面および面取面を形成した。
【００４８】
（５）エッチング処理
上記端面形状加工を終えたガラス基板の主表面をマスキングし、このガラス基板の端面を、ケイフッ酸溶液に浸漬させることによりエッチング処理を行った。ここでの取り代は１０μｍとした。
（６）端面研磨処理
次いで、ブラシ研磨により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の端面（内周、外周）を研磨した。そして、上記端面研磨を終えたガラス基板の表面を洗浄した。
【００４９】
（７）主表面研磨工程（第１研磨工程）
次に、第１研磨工程を優先歯車方式の両面研磨装置を用いて行なった。両面研磨装置においては、研磨パッドが貼り付けられた上下研磨定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板を密着させ、このキャリアを太陽歯車（サンギア）と内歯歯車（インターナルギア）とに噛合させ、上記ガラス基板を上下定盤によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板の研磨面との間に研磨液を供給して回転させることによって、ガラス基板が定盤上で自転しながら公転して両面を同時に研磨加工するものである。具体的には、ポリシャとして硬質ポリシャを用い、第１研磨工程を実施した。研磨液としては酸化セリウムを研磨剤として分散したものとした。上記第１研磨工程を終えたガラス基板を、洗浄し、乾燥した。
【００５０】
（８）化学強化工程
次に、上記洗浄を終えたガラス基板に化学強化を施した。化学強化については公知の方法を用いて行った。
【００５１】
（９）主表面研磨工程（第２研磨工程）
次いで上記の第１研磨工程で使用したものと同じ両面研磨装置を用い、軟質ポリシャの研磨パッドを用いて第２研磨工程を実施した。研磨砥粒としてコロイダルシリカを用いた。上記第２研磨工程を終えたガラス基板を、洗浄し、乾燥することにより、磁気ディスク用ガラス基板を得た。後述する実施例２にかかる磁気ディスク用ガラス基板の主表面粗さ（Ｒａ）は、０．１５nmであった。
【００５２】
そして、前記（５）エッチング処理の後（実施例１）、（６）端面研磨処理の後（実施例２）にそれぞれ結晶化処理を行ったものを作成した。
結晶化処理は、ガラス基板に対して、結晶粒の平均結晶粒子径が１０nm以下となるように熱処理の条件を設定して行った。ここで、「平均結晶粒径」とはＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いて得られた画像に現われた結晶を平行な２直線で挟んだ時の最長距離の平均値とした。
また、比較例１では、ダイレクトプレスにより成型したガラスブランクを得た直後に結晶化処理を行い、その後に、孔あけ、端面形状加工、エッチング処理等を行った。
【００５３】
そして、実施例１、実施例２および比較例１ともに、それぞれ１００枚の磁気ディスク用ガラス基板を作成し、抗折強度試験機を用いて抗折強度を求めた。そして、比較例１の磁気ディスク用ガラス基板から測定された抗折強度の最大値と最小値との差を１００％としたとき、実施例１および２における抗折強度の最大値と最小値の差がそれぞれ何％に相当するか評価したところ、実施例１は５３％、実施例２は４６％であった。つまり、実施例１、２共に、比較例１と比べて、抗折強度のばらつきが小さいことがわかる。つまり、端面形状加工によって形成されたクラックを除去した後で、結晶化処理を行うことで抗折強度のばらつきを小さくすることができることがわかる。なお、上記実施例１、２および比較例１について、（７）化学強化工程を行わずに作成した磁気ディスク用ガラス基板を作成し、抗折強度のばらつきについても調べたが、上記と同様の傾向を示した。
【００５４】
次に、実施例１と実施例２とで、面取面の最大谷深さ（Ｒｖ）を比較した。なお、実施例１と実施例２とで、（４）端面形状加工、（５）エッチング処理、（６）端面研磨処理における加工条件および取代を同じにしている。その結果、実施例１のＲｖは０．２９μｍである一方、実施例２のＲｖは、０．２３μｍであった。また、比較例１のＲｖは、０．５２μｍであった。つまり、実施例１，２と比較例１とを比較することで、端面形状加工後に結晶化を行うほうが、端面粗さを低くすることができることがわかる。さらに、実施例１と２とを比較することで、結晶化処理前に端面研磨処理を行ったほうが、端面粗さをより一層低減できることがわかる。
【００５５】
（磁気ディスクの製造）
上記実施例１で得られた磁気ディスク用ガラス基板に以下の成膜工程を施して、垂直磁気記録用磁気ディスクを得た。
すなわち、上記ガラス基板上に、Ｔｉ系合金薄膜からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ合金薄膜からなる軟磁性層、Ｒｕ薄膜からなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ合金からなる垂直磁気記録層、カーボン保護層、潤滑層を順次成膜した。保護層は、磁気記録層が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのもので、水素化カーボンからなり、耐磨耗性が得られる。また、潤滑層は、アルコール変性パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤をディップ法により形成した。