(57)【要約】【課題】結晶化ガラスの磁気ディスク用ガラス基板を製造するとき、ガラス基板の主表面の表面粗さを従来に比べて低減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。【解決手段】磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、非晶質のガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、研磨砥粒を含む研磨液を供給することにより、前記ガラス基板の主表面を研磨する複数回の研磨処理と、複数回の研磨処理のうち最後の研磨処理の後に前記ガラス基板を熱処理することにより、前記ガラス基板を結晶化させる結晶化処理と、を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
非晶質のガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、研磨砥粒を含む研磨液を供給することにより、前記ガラス基板の主表面を研磨する複数回の研磨処理と、
複数回の研磨処理のうち最後の研磨処理の後に前記ガラス基板を熱処理することにより、前記ガラス基板を結晶化させる結晶化処理と、を含む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】
前記ガラス基板は円盤形状を成し、
前記ガラス基板の外径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の外径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する外径寸法加工処理を有し、
前記外径寸法加工処理は、予め取得した前記結晶化処理前後の前記ガラス基板の外径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板を加工する、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】
前記ガラス基板は中心に円孔を有し、
前記ガラス基板円孔の内径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の内径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する内径寸法加工処理を有し、
前記内径寸法加工処理は、予め取得した前記結晶化処理前後の前記ガラス基板の内径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板を加工する、請求項１または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】
前記結晶化処理後の前記ガラス基板のヤング率は、前記結晶化処理前の前記ガラス基板のヤング率に対して増大し、前記ヤング率の増大は、２０ＧＰａ以下である、請求項１〜３のいずれか１項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】
前記研磨処理後、前記結晶化処理前の前記ガラス基板の主表面における、形状波長１００〜５００μｍのうねりが、０．２ｎｍ以下である、請求項１〜４のいずれか１項に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、結晶化処理を含む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】
情報記録媒体の１つとして用いられる磁気ディスクには、従来より、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ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。これに伴って、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することが行われている。このような磁気ディスクに用いるガラス基板の寸法及び形状は目標通り精度高く作製されていることが好ましい。
【０００３】
磁気ディスク用ガラス基板として、一般的に、非晶質のガラスを用いたガラス基板が用いられている。これに対して、耐衝撃性に強く、機械的強度の高い結晶化ガラスを、磁気ディスク用ガラス基板として用いることも提案されている。
例えば、少なくともＳｉＯ２成分を含む結晶化ガラスからなる板状の無機材料を、研磨液及び研磨パッドを用いて研磨する研磨処理を含む情報記録媒体用基板の製造方法が知られている（特許文献１）。当該製造方法は以下の特徴を有する。すなわち、研磨液は、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒を少なくとも含有し、研磨液中の砥粒濃度は２ｗｔ％〜４０ｗｔ％の範囲であり、研磨液中の砥粒の全重量に対する、Ｚｒ及びＳｉを含む化合物からなる砥粒の含有量は７０ｗｔ％以上であり、研磨処理における加工圧力は１２０ｇ／ｃｍ２〜１６０ｇ／ｃｍ２である。
当該製造方法では、具体的に、ガラス原料を溶融して溶融ガラスとし、この溶融ガラスを板状に成形する。この後、板状ガラスを熱処理することにより内部に結晶を析出させる。次に、結晶の析出した板状のガラス板を、中心に円孔を有するディスク状に前加工し、板厚や平坦度を最終形状に近づける為の研削処理、平滑な表面性状を得る為の研磨処理を施した後、サブストレートと呼ばれるハードディスク用基板となる。
【０００４】
一方、結晶化後の結晶化ガラス板の研磨量を大幅に削減し、製造コストを削減できる磁気ディスク用結晶化ガラス基板の製造方法が知られている（特許文献２）。
当該結晶化ガラス基板の製造方法では、ほぼ均一な厚さに作製した非晶質ガラス板を、非晶質ガラスと反応せず、結晶化の間に変形せずかつ平坦面を有する二枚の押え板の間に挟む。この際非晶質ガラス板の各主面をそれぞれ前記の各平坦面に対して接触させ、この状態で非晶質ガラス板を原ガラスの屈伏点以上の温度に加熱することによって軟化させ、主面を平坦面に沿わせると共に非晶質ガラス板の反りを修正する。この非晶質ガラス板を、結晶成長の生じる温度まで昇温して原ガラス内に結晶を成長させることにより、非晶質ガラス板の反りを修正した状態を維持しつつ非晶質ガラス板を固化させる。この結晶化処理後、ガラス板を目標とする平面度及び表面粗さになるように、ポリシングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２０６９３号公報
【特許文献２】特開平９−１０２１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に結晶化ガラスのガラス基板は、非晶質のガラス基板に比べて機械的強度が高く、硬くなるので、研削処理及び研磨処理に要する時間は、非晶質のガラス基板の場合に比べて長くなる。結晶化ガラスの研磨処理では、ガラス基板の主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２００１）が目標とする値以下になるように、主表面を研磨するが、結晶化ガラスの結晶相と非晶質相における研磨速度が異なるため、研磨後の主表面の表面粗さは目標とする程度に小さくなり難い。このため、記憶容量の増大および磁気記録の高密度化のために要請されるガラス基板の主表面の表面粗さを満足することは難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、結晶化ガラスの磁気ディスク用ガラス基板を製造するとき、ガラス基板の主表面の表面粗さを従来に比べて低減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】
【０００８】
本願発明者は、上述した従来の問題を解決するために、鋭意検討したところ、ガラスの結晶化処理を最終研磨（第２研磨）後に行うことで、ガラス基板の主表面の算術平均粗さＲａを目標とする値以下に確実にすることができることがわかった。具体的には、非晶質のガラスからなるガラス基板を最終研磨するので、従来の非晶質のガラスからなるガラス基板の製造と同様の時間で最終研磨をすることができる。一方、最終研磨後の結晶化処理によって、最終研磨後のガラス基板の主表面の表面粗さが、結晶相の生成によって粗くなることが予想されたが、実際に最終研磨後のガラス基板のガラスを結晶化しても、主表面の表面粗さは粗くならならず、かえって小さくなることを知見した。すなわち、結晶化処理を最終研磨処理後に行うことにより、主表面の表面粗さはより小さくなることを知見した。
【０００９】
すなわち、本発明の一態様は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。当該方法は、
非晶質のガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、研磨砥粒を含む研磨液を供給することにより、前記ガラス基板の主表面を研磨する複数回の研磨処理と、
複数回の研磨処理のうち最後の研磨処理の後に前記ガラス基板を熱処理することにより、前記ガラス基板を結晶化させる結晶化処理と、を含む。
【００１０】
前記最後の研磨処理では、前記ガラス基板の主表面の算術平均粗さが０．２ｎｍ以下になるように前記ガラス基板は研磨されることが好ましい。
【００１１】
このとき、前記ガラス基板は円盤形状を成し、前記ガラス基板の外径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の外径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する外径寸法加工処理を有し、前記外径寸法加工処理は、予め取得した前記結晶化処理前後の前記ガラス基板の外径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板を加工することが好ましい。
このとき、前記ガラス基板の外径の変化量の情報は、前記結晶化処理の前後の前記ガラス基板の外径の変化量を予め把握する把握処理によって取得されることが好ましい。すなわち、前記外径寸法加工処理の前に、前記把握処理が行われることが好ましい。
したがって、本発明の好ましい一形態は、円盤形状を成す前記ガラス基板の外径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の外径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する外径寸法加工処理と、前記結晶化処理の前後の前記ガラス基板の外径の変化量の情報を予め取得する把握処理とを有し、前記外径寸法加工処理では、前記把握処理の把握結果に基づいて、前記ガラス基板の外周側端部を加工する。例えば、前記ガラス基板の外径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板の外周側端部の加工量を決定し、この決定した加工量に基づいて外径寸法加工処理を行う。
前記ガラス基板は、円盤形状を成しており、前記研磨処理後で前記結晶化処理前の前記ガラス基板の外径は、磁気ディスク基板の前記外径に要求される要求値に対して１０％以上４０％以下大きいことが好ましい。
【００１２】
また、前記ガラス基板は中心に円孔を有し、前記ガラス基板円孔の内径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の内径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する内径寸法加工処理を有し、前記内径寸法加工処理は、予め取得した前記結晶化処理前後の前記ガラス基板の内径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板を加工する、ことが好ましい。
このとき、前記ガラス基板の内径の変化量の情報は、前記結晶化処理の前後の前記ガラス基板の内径の変化量を予め把握する把握処理によって取得されることが好ましい。すなわち、前記内径寸法加工処理の前に、前記把握処理が行われることが好ましい。
したがって、本発明の好ましい一形態は、前記ガラス基板円孔の内径の寸法が結晶化処理後において磁気ディスク用ガラス基板の内径に要求される要求値になるように、前記最後の研磨処理を行う前に前記ガラス基板を加工する内径寸法加工処理と、前記結晶化処理の前後の前記ガラス基板の内径の変化量の情報を予め取得する把握処理とを有し、前記内径寸法加工処理では、前記把握処理の把握結果に基づいて、前記ガラス基板の内周側端部を加工する。例えば、前記ガラス基板の内径の変化量の情報に基づき、前記ガラス基板の内周側端部の加工量を決定し、この決定した加工量に基づいて内径寸法加工処理を行う。
前記ガラス基板は、中心に円孔を有し、前記最後の研磨処理後で前記結晶化処理前の前記ガラス基板の前記円孔の内径は、磁気ディスク基板の円孔に要求される前記内径の要求値に対して５％以上３０％以下大きいことが好ましい。
【００１３】
前記結晶化処理後の前記ガラス基板のヤング率は、前記結晶化処理前の前記ガラス基板のヤング率に対して増大し、前記ヤング率の増大は、２０ＧＰａ以下である、ことが好ましい。
【００１４】
前記研磨処理後、前記結晶化処理前の前記ガラス基板の主表面における、形状波長１００〜５００μｍのうねりが、０．２ｎｍ以下である、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、結晶化ガラスの磁気ディスク用ガラス基板を製造するとき、従来に比べて、ガラス基板の主表面の表面粗さを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明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。
【００１８】
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、非晶質のガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に、研磨砥粒を含む研磨液を供給することにより、ガラス基板の主表面を研磨する。この研磨を複数回行い、ガラス基板の主表面の算術平均粗さを例えば０．２ｎｍ以下にする。この複数回の研磨のうち、最後の研磨の後に、ガラス基板を熱処理することにより、ガラス基板を結晶化させる。ガラス基板の主表面の算術平均粗さを０．２ｎｍ以下にする研磨処理は、磁気ディスク用ガラス基板の製造時の最後の研磨であり、最終研磨（第２研磨）処理に当たる。
このように、最終研磨（第２研磨）処理と結晶化処理の順番を定めることにより、以下の効果を発揮する。すなわち、結晶化処理は、最終研磨処理後に行われるので、最終研磨処理では、非晶質のガラスからなるガラス基板のガラス主表面を研磨する。結晶化されたガラスでは、非晶質のガラスの一部が粒状の結晶相となっているので、非晶質相と結晶相とが混在する。結晶相は、硬いため、研磨処理では、非晶質の部分に比べて研磨され難い。このため、最終研磨における研磨速度が、非晶質の部分と結晶相の部分で大きく異なり、結晶化処理後のガラス基板に対して最終研磨（第２研磨）処理を行うと、表面粗さ、例えば算術平均粗さＲａが研磨時間を長くしても小さくなり難い。これに対して、最終研磨処理後に結晶化処理を行うことにより、最終研磨処理では、非晶質のガラス基板の主表面を一様に研磨することができるので、均一に研磨され易い。このため、結晶化処理後のガラス基板の主表面を最終研磨する場合に比べて、結晶化処理前のガラス基板に最終研磨処理を施すことにより、均一に研磨でき、表面粗さの算術平均粗さＲａを目標の値以下に短時間にすることができる。しかも、結晶化処理をすることにより、ガラス基板の主表面の算術平均粗さＲａは大きくなることはなく、かえって小さくすることができる。
なお、ガラス基板に対して、最終研磨処理後に結晶化処理を施すことで、ガラス基板が体積収縮して形状寸法が小さくなる場合が多い。このため、最終研磨処理後で、結晶化処理前の円盤形状のガラス基板の外径を、磁気ディスク基板の外径の寸法に要求される外径の要求値に対して１０％以上４０％以下大きくするように、最後の研磨処理を行う前にガラス基板の外周側端部を加工する処理として、形状加工処理あるいは端面研磨処理を行うことが好ましい。これらの処理が、外径寸法加工処理である。
また、研磨処理後で結晶化処理前のガラス基板の中心にある円孔の内径を、磁気ディスク基板の円孔の内径の寸法に要求される内径の要求値に対して５％以上３０％以下大きくするように、前記最後の研磨処理を行う前にガラス基板の内周側端部を加工する処理として、形状加工処理あるいは端面研磨処理を行うことが好ましい。これらの処理が、内径寸法加工処理である。
このような最後の研磨処理を行う前に行う外径寸法加工処理及び内径寸法加工処理では、予め取得した結晶化処理前後のガラス基板の外径及び内径の変化量の情報に基づき、ガラス基板を加工することが好ましい。すなわち、最後の研磨処理を行う前のガラス基板の外径寸法及び内径寸法は、予め取得した結晶化処理前後のガラス基板の外径及び内径の変化量の情報に基づいて定められ、定められた寸法にガラス基板の外周側端部及び内周側端部は加工されることが好ましい。したがって、少なくとも外径寸法加工処理及び内径寸法加工処理の前に、結晶化処理の前後のガラス基板の外径及び内径の変化量の情報を予め把握するための把握処理を行うことが好ましい。例えば、ガラス基板の外径あるいは内径の変化量の情報に基づき、ガラス基板の外周側端部あるいは内周側端部の加工量を決定し、この決定した加工量に基づいて加工処理を行う。
結晶化処理の前後のガラス基板の外径及び内径の変化量は、ガラス基板のサイズ、ガラス組成あるいはガラス基板の作製条件によって異なるので、サイズ、ガラス組成あるいは作製条件毎に、変形量の情報を予め記憶しておき、外径寸法加工処理及び内径寸法加工処理を行うとき、作製しようとするガラス基板のサイズ、ガラス組成及び作製条件に一致する情報を取り出して、この情報に基づいて結晶化処理前のガラス基板の外径及び内径を調整するとよい。
【００１９】
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の説明）
図１は、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる（ステップＳ１０）。次に、このガラスブランクの粗研削処理を行う（ステップＳ１２）。この後、ガラスブランクに形状加工処理及び端面研磨処理が施される（ステップＳ１４）。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に精研削処理が行われる（ステップＳ１６）。次に、第１研磨処理（ステップＳ１８）、化学強化処理（ステップＳ２０）、及び、第２研磨処理（ステップＳ２２）がガラス基板に施される。最後に、第２研磨処理されたガラス基板に結晶化処理が施される（ステップＳ２４）。なお、本実施形態では、ステップＳ１０〜Ｓ２０を経て、第２研磨処理を迎えるが、ステップＳ１０〜Ｓ２０の各処理を必ずしも経なくてもよい。以下、本実施形態で行う各処理について、説明する。また、本実施形態では、研磨処理は２回行われるが、２回に限定されず、３回、４回、５回等であってもよい。本実施形態では、形状加工処理及び端面研磨処理が外径寸法加工処理及び内径寸法加工処理に該当する。
【００２０】
（ａ）ガラスブランクの成形処理
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、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ができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラス基板が得られる。
【００２１】
本実施形態における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であって、後述する結晶化処理が可能なもの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、また結晶化処理によって強度を飛躍的に高めることができる。化学強化によってさらに強度を上げることもできる。
本実施形態で用いられるガラスの組成は、例えば、
ＳｉＯ2:３５〜６５モル％、
Ａｌ2Ｏ3：５〜２５モル％、
ＭｇＯ：１０〜４０モル％、
ＴｉＯ2：５〜１５モル％、である。
このとき、上記組成の合計が少なくとも９２モル％以上であるガラス組成（第１のガラス組成）が好ましい。このようなガラスに結晶化処理を施すことによって、主結晶がエンスタタイト及び/又はその固溶体となる結晶化ガラスとすることができる。
【００２２】
また、他のガラス組成の一例は、酸化物基準の質量％で、
ＳｉＯ2：４５．６０〜６０％、
Ａｌ2Ｏ3：７〜２０％、
Ｂ2Ｏ3：１．００以上８％未満、
Ｐ2Ｏ5：０．５０〜７％、
ＴｉＯ2：１〜１５％、
ＲＯの合計量：５〜３５％（ただしＲはＺｎ及びＭｇ）、である。この場合、ＣａＯの含有量が３．００％以下、ＢａＯの含有量が４％以下であり、ＰｂＯ、Ａｓ2Ｏ3およびＳｂ2Ｏ3およびＣｌ−、ＮＯ−、ＳＯ3−、Ｆ−成分を含有しないガラス組成（第２のガラス組成）を用いることも好ましい。
このようなガラスに結晶化処理を施すことによって、主結晶相としてＲＡｌ2Ｏ4、Ｒ2ＴｉＯ4、（ただしＲはＺｎ、Ｍｇから選択される１種類以上）から選ばれる一種以上を含有し、主結晶相の結晶粒径が０．５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲であり、結晶化度が１５％以下であり、比重が２．９５以下である結晶化ガラスとすることができる。
【００２３】
（ｂ）粗研削処理
粗研削処理では、具体的には、ガラスブランクを、周知の両面研削装置に装着される保持部材（キャリア）に設けられた保持孔内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。この時、研磨材として、例えばアルミナ砥粒が用いられる。粗研削処理では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削処理は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。
【００２４】
（ｃ）形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランクの成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の外周及び内周の端面の面取りと、ガラス基板の外径及び内径の寸法を所望の値に調整する処理を実施する。所望の値とは、後述する結晶化処理後のガラス基板の外径及び内径に要求される要求値になるような寸法値である。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ面取り面（介在面）が形成される。そして、外径及び内径の寸法が所望の値となる。これらの面取り面の形成や寸法の調整は、いくつかの処理と同時に行ってもよい。
【００２５】
（ｄ）端面研磨処理
次にガラス基板の端面研磨処理（ステップＳ１４）が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨は、研磨ブラシによる研磨に限定されず、端面研磨ができれば、研磨パッド等を用いることもできる。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。
【００２６】
（ｅ）精研削処理
次に、ガラス基板の主表面に固定砥粒を用いた精研削処理が施される（ステップＳ１６）。具体的には、固定砥粒を用い、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。具体的には、上下の定盤の間にガラス基板を保持して、研削液を定盤とガラス基板との間に供給して研削を行う。または、上下の定盤に固定砥粒を貼り付け、当該上下の定盤の間にガラス基板を保持して、クーラントを供給して研削を行う。定盤に研磨パッドは貼り付けられていない。上定盤及び下定盤の表面には、研磨パッドの代わりに例えばダイヤモンドの砥粒を含む固定砥粒が貼り付けられている。このような上定盤及び下定盤の間に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、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、このガラス基板の両主表面を研削することができる。
【００２７】
（ｆ）第１研磨処理
次に、研削されたガラス基板の主表面に第１研磨処理が施される（ステップＳ１８）。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、上述した両面研削装置と同様の構成の両面研磨装置の保持部材に設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨処理は、遊離砥粒を用いて、定盤に貼り付けられた研磨パッドを用いる。すなわち、第１研磨処理では、ガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に研磨液を供給し、ガラス基板と研磨パッドとを相対的に移動させることにより、ガラス基板を研磨する。
研磨パッドの種類は特に制限されないが、例えば、発泡ウレタン樹脂ポリッシャが用いられる。樹脂ポリシャの硬度は、アスカーＣ硬度で７５〜９０であることが好ましい。こうすることで、第１研磨処理後の表面粗さを表す算術平均粗さＲａを効率よく低減することができる。アスカーＣ硬度が７５より小さいと、研磨速度が低下して生産性が悪化する場合がある。他方、アスカーＣ硬度が９０より大きいと、基板表面にスクラッチが発生する場合がある。
第１研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去、あるいは、主表面のうねりや粗さなどの表面凹凸の除去をする。取代量を上記範囲内とすることで、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さの算術平均粗さＲａを低減することができる。
【００２８】
（ｇ）化学強化処理
ガラス基板は適宜化学強化（ステップＳ２０）することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ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やカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化処理は、必須の処理ではない。また、化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に第２研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化処理は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。
【００２９】
（ｈ）第２研磨（最終研磨）処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨（ステップＳ２２）が施される。この研磨は、２回の研磨処理の最後の研磨である。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。第２研磨による取代量は、例えば１〜１０μｍ程度である。第２研磨処理では、第１研磨処理よりも、遊離砥粒の粒子サイズが小さくし、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度を軟らかくすることが好ましい。こうすることで、主表面のうねりや粗さをさらに低減することができる。
【００３０】
第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えばシリカあるいは酸化セリウムの少なくとも一方が研磨砥粒として用いられる。具体的には、例えば、スラリーに混濁させたコロイダルシリカの微粒子が用いられる。コロイダルシリカ研磨砥粒の粒径は、表面粗さのいっそうの低減を図る観点から、平均粒径で１０ｎｍ〜５０ｎｍとすることが好ましい。この範囲内とすることで、研磨後の基板表面粗さの算術平均粗さＲａを０．２ｎｍ以下とすることができる。平均粒径とは、光散乱法により測定された粒度分布における粉体の集団の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径を言い、例えば、粒子径・粒度分布測定装置で測定して得られる値である。
【００３１】
第２研磨処理を施す直前のガラス基板の算術平均粗さＲａは、２．０ｎｍ以下であることが好ましい。また、ガラス基板の主表面における、形状波長１００〜５００μｍのうねりは、１ｎｍ以下であることが好ましい。こうすることで、第２研磨処理の研磨時間が長くなりすぎることを防止することができる。第２研磨処理により、ガラス基板の主表面の算術平均粗さＲａを０．２ｎｍ以下にする。また、第２研磨処理後で、結晶化処理前のガラス基板の主表面における、形状波長１００〜５００μｍのうねりは０．２ｎｍ以下であることが好ましく、上記うねりは、０．１５ｎｍ以下であることが、結晶化処理後においても上記うねりを０．２ｎｍ以下とする点で、好ましい。なお、上記うねりは、レーザードップラー振動計を用いた表面形状測定機により計測することができる。また、算術平均粗さＲａは、一辺が１μｍ×１μｍの矩形領域について２５６点×２５６点の分解能として原子間力顕微鏡により計測することにより得られる。
【００３２】
（ｉ）結晶化処理
次に、第２研磨処理の施されたガラス基板に結晶化処理が施される（ステップＳ２４）。具体的には、例えば、複数のガラス基板のそれぞれのガラス基板間にディスク状のセッターと呼ばれる板を挟んで、加熱炉に入れて熱処理を行う。セッターはセラミックス製とすることができる。熱処理では、例えば核形成温度で所定時間保持し、その後結晶成長温度で所定時間保持することによりガラス基板を結晶化させる。核形成および結晶成長の温度や時間は、ガラス基板のガラス組成によって適宜設定すればよい。加熱後の冷却では、ガラス基板に歪みや撓みが発生しないように、徐冷速度を調整することが好ましい。  なお、第２研磨処理後で、結晶化処理前のガラス基板の主表面の表面粗さの算術平均粗さＲａは、０．２ｎｍ以下であり、この算術平均粗さＲａの設定により、結晶化処理後の算術平均粗さＲａを０．１５ｎｍ以下にすることができる。ガラスの主表面の算術平均粗さＲａは、結晶化処理により大きくなることが想定されたが、実際のガラス基板の場合、算術平均粗さＲａは小さくなることがわかった。
結晶化したガラス基板は、例えば、粉末Ｘ線回折法で得られた回折強度分布を用いて結晶化の有無を判定することができる。なお、結晶相の平均結晶粒径は１０ｎｍ以下の結晶を析出させることがガラス基板の主表面の表面粗さを小さくする点で好ましい。
結晶化されたガラス（以降、結晶化ガラスという）は、非晶質のガラスを加熱することでガラス内部に結晶を析出させた構成の材料であり、非晶質のガラスとは区別され得る。
本実施形態においては、結晶化処理後の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。こうすることで、抗折強度や耐衝撃性が高いガラス基板とすることができる。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。こうすることで、１００００ｒｐｍ以上の高速回転のＨＤＤ（ハードディスクドライブ装置）向けとして好適な磁気ディスク用ガラス基板とすることができる。
結晶化処理後のガラス基板のヤング率は、結晶化処理前のガラス基板のヤング率に対して増大し、このときのヤング率の増大が２０ＧＰａ以下となるように、加熱処理を行うことが、結晶相の粒径を大きくさせず、ガラス基板の主表面の表面粗さが結晶化により増大することを抑制する点で、好ましい。より好ましくは、上記ヤング率の増大は、１０ＧＰａ以下である。ヤング率の増大の下限に関して、特に制限はないが、ヤング率の増大は５ＧＰａ以上であると好ましい。
結晶化処理の施されたガラス基板は洗浄される。こうして、表面粗さ、うねり等の種々の要請を満足した磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
【００３３】
以上のように本実施形態では、結晶化処理を、第２研磨（最終研磨）処理後に行う。この理由について、以下説明する。
ガラス基板は、結晶化ガラスになることにより、ビッカース硬度が高くなり、硬いガラス基板となるが、結晶相が生成された部分と、それ以外の非晶質相の部分との間では、硬度が局部的に大きく異なる。そして、第２研磨における研磨速度は、結晶相の部分と非晶質相の部分とでは異なり、結晶相の研磨速度は小さい。一方、非晶質のガラスからなるガラス基板では、結晶化ガラスのガラス基板のように、研磨速度の低い結晶相を持たないので、ガラス基板の主表面は均一に研磨され易い。このため、第２研磨処理により結晶化処理後のガラス基板を研磨処理する場合に比べて、非晶質ガラスからなるガラス基板を第２研磨処理する方が、均一な研磨を行うことができ、主表面の算術平均粗さＲａを効率よく０．２ｎｍ以下にすることができる。
なお、第２研磨（最終研磨）処理後に結晶化処理を施すことで、ガラス基板が体積収縮により形状寸法が小さくなる場合が多い。このため、第２研磨処理後で、結晶化処理前の円盤形状のガラス基板の外径を、磁気ディスク基板の目標外径の寸法に対して１０％以上４０％以下大きくすることが好ましい。また、研磨処理後で結晶化処理前のガラス基板の中心にある円孔の内径を、磁気ディスク用ガラス基板の円孔の目標内径の寸法に対して５％以上３０％以下大きくすることが好ましい。
【００３４】
このように結晶化ガラスからなるガラス基板は、非晶質のガラスからなる従来のガラス基板に比べて線膨張係数が小さく、熱処理を加えても歪みや撓みを発生し難い。したがって、本実施形態のガラス基板は、磁性層を形成するときに例えば７００〜８００℃に加熱して磁性層の成分をアニールするような場合があっても、熱による撓みが発生し難いことから、エネルギーアシスト磁気記録方式の磁気ディスク用ガラス基板として好適に用いることができる。
【００３５】
［実施例、従来例、比較例］
本実施形態の効果を確認するために、３種類のガラス基板の製造方法（実施例、従来例、及び比較例）でアルミノシリケートガラスからなる２．５インチサイズの磁気ディスク用ガラス基板を作製した。なお、ガラス基板に用いたガラスの組成は、上述した第２のガラス組成を用いた。
実施例では、図１に示すフローに沿ってガラス基板に処理を施した。
一方、従来例では、図１に示す固定砥粒を用いた第２研磨処理と結晶化処理の順番を逆にして、結晶化処理後、第２研磨処理を行った。具体的には、第１研磨処理、化学強化処理、結晶化処理、第２研磨処理の順番に行った。
比較例では、図１に示す結晶化処理以外の処理を行い、ステップＳ２４の結晶化処理を行わなかった。これ以外は、図１に示す処理の順番でガラス基板を作製した。
【００３６】
実施例及び従来例における結晶化処理では、結晶相の平均結晶粒径が１０ｎｍ以下となるように熱処理条件を設定した。
【００３７】
第２研磨処理では、上述した平均粒径を満足するコロイダルシリカの研磨砥粒を含む研磨液を、非晶質のガラス基板の主表面と研磨パッドとの間に供給することにより、ガラス基板の主表面を研磨した。このとき、実施例における研磨時間に合わせて、従来例、及び比較例の第２研磨処理を行った。
実施例、従来例、及び比較例における第２研磨処理、結晶化処理を行ったガラス基板の主表面の粗さを、原子力顕微鏡により測定し、算術平均粗さＲａを求めたところ、実施例では、０．１０ｎｍであった。一方、従来例では０．３ｎｍであり、比較例では０．１５ｎｍであった。
なお、従来例では、さらに、第２研磨処理の時間を延ばしてガラス基板を研磨したが、算術平均粗さＲａを０．１５ｎｍ以下にすることはできなかった。
これより、本実施形態の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とき、第２研磨処理後に結晶化処理を行うことにより、従来に比べて表面粗さを小さくすることが可能となった。
なお、実施例について第２研磨処理後及び結晶化処理後の上記うねりを測定したところ、いずれも０．２ｎｍ以下であった。
【００３８】
以上、本発明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したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、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もちろんである。
【図１】
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