(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨砥粒としてコロイダルシリカを含む研磨液と、研磨パッドが配備された定盤とを用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程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、
前記研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させることにより、前記ガラス基板の主表面に前記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーの被膜を形成させ、しかる後、前記研磨工程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】
前記水溶液中の前記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーの含有量は、０．０１〜１重量%の範囲である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】
前記コロイダルシリカ砥粒は、粒径が１０〜４０ｎｍ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】
前記研磨パッドとしてスウェードパッドを用いる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】
前記ガラス基板は、アモルファスのアルミノシリケートガラスからなる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（ＨＤＤ）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気ディスク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、低価格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、低コスト化が必要になってきている。
【０００３】
上述したように高記録密度化にとって必要な低フライングハイト（浮上量）化のために磁気ディスク表面の高い平滑性は必要不可欠である。磁気ディスク表面の高い平滑性を得るためには、結局、高い平滑性の基板表面が求められるため、高精度にガラス基板表面を研磨する必要がある。
従来のガラス基板の研磨方法は、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、ポリウレタン等のポリシャの研磨パッドを用いて行っている。高い平滑性を有するガラス基板は、たとえば酸化セリウム系研磨材を用いて研磨した後、さらにコロイダルシリカ砥粒を用いた仕上げ研磨（鏡面研磨）によって得ることが可能である。ここで例えば、酸性になるようにｐＨ調整されたコロイダルシリカスラリーを磁気ディスク基板の研磨に用いることが提案されている（下記特許文献１参照）。また、研磨液にアルカリを含有させることによりｐＨが１０．２を超え、１２以下となるように調整されたコロイダルシリカスラリーを磁気ディスク用ガラス基板の研磨に用いることも提案されている（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４００２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のＨＤＤにおいては、１平方インチ当り５００ギガビット程度の記録密度が実現できるまでに至っており、例えば２．５インチ型（直径６５ｍｍ）の磁気ディスクに３２０ギガバイト程度の情報を収納することが可能になっているが、更なる高記録密度化、例えば３７５〜５００ギガバイト、更には１テラバイトの実現が要求されるようになってきている。このような近年のＨＤＤの大容量化の要求に伴い、基板表面品質の向上の要求は今まで以上に厳しいものとなってきている。上記のような例えば３７５〜５００ギガバイトの磁気ディスク向けの次世代基板においては、メディア特性に与える基板の影響が大きくなるので、基板表面の粗さだけでなく、スクラッチ（傷）や、異物付着等による表面欠陥が存在しないことについても現行品からの更なる改善が求められる。
【０００６】
次世代基板においてはメディア特性に与える基板の影響が大きくなるのは以下のような理由による。
磁気ヘッドの浮上量（磁気ヘッドと媒体（磁気ディスク）表面との間隙）の大幅な低下（低浮上量化）が挙げられる。こうすることで、磁気ヘッドと媒体の磁性層との距離が近づくため、より小さい磁性粒子の信号も拾うことができるようになり、高記録密度化を達成することができる。近年、従来以上の低浮上量化を実現するために、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）という機能が磁気ヘッドに搭載されている。これは、磁気ヘッドの記録再生素子部の近傍に極小のヒーター等の加熱部を設けて、記録再生素子部周辺のみを媒体表面方向に向けて突き出す機能である。今後、このＤＦＨ機能によって、磁気ヘッドの素子部と媒体表面との間隙は、２ｎｍ未満と極めて小さくなると見られている。このような状況下で、基板表面の平均粗さを極めて小さくしたところで、従来問題とならなかった極く小さなスクラッチ等の表面欠陥や、異物付着による凸状表面欠陥が存在すると、媒体表面においても基板表面のスクラッチの両側が盛り上がることがあり、また基板表面の凸状欠陥がそのまま媒体表面においても凸状欠陥となるので、磁気ヘッドの衝突の危険性が高まる。また、スクラッチの底（谷）部分においては、媒体の磁性層と磁気ヘッドの素子部との距離が離れてしまうため、磁気信号のリードまたはライト時にエラーとなりやすい。
【０００７】
ところで、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混濁させたスラリーと研磨後のガラス基板品質とは相互関係が強く、たとえばスラリー中に含まれる研磨材の粒径をコントロールすることにより、ガラス基板の主表面の品質向上に効果があることはよく知られている。本発明者の検討によれば、スラリー中に含まれる研磨材の粒径をコントロールすることにより、例えば微細粒子の研磨材を用いることにより、基板の主表面の粗さを低減することができるが、あまり微細化すると逆に粗さが上昇したり、端面形状が悪化したり、研磨レートが低下するなどの問題が生じる。また、研磨材の微細化だけではスクラッチ（傷）や、異物付着等による表面欠陥の改善効果はあまり得られない。
【０００８】
近年のＨＤＤの大容量化の要求に伴う基板表面品質の向上の要求は今まで以上に厳しいものとなってきており、従来の改善手法によって基板表面品質の更なる向上を実現することには限界がある。
【０００９】
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、スクラッチ（傷）や、異物付着等による表面欠陥を従来品より更に低減させることができ、基板表面品質への要求が現行よりもさらに厳しいものとなっている次世代用の基板として使用することが可能な高品質のガラス基板を低コストで製造できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、およびそれによって得られるガラス基板を利用した磁気ディスク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】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく、従来は十分に検討されていなかった研磨時のガラス基板と研磨パッドとの間の摩擦や、研磨液に含まれる研磨砥粒とガラス基板との間の相互作用に着目した。通常、研磨加工中のガラス基板と研磨パッドとの間の摩擦が大きいとスクラッチ等の表面欠陥の発生が顕著になり、反対に、ガラス基板と研磨パッドとの間の摩擦が小さいとスクラッチ等の表面欠陥の発生は少なくなるが研磨レートが大きく低下してしまう。また、研磨砥粒としてコロイダルシリカ砥粒を使用した場合、被研磨加工体であるガラス基板の主成分と同じ成分であるため、コロイダルシリカ砥粒はガラス基板の表面に付着し易く、研磨後に洗浄を行ってもコロイダルシリカ砥粒はガラス基板表面に付着したまま残留して凸状欠陥となり易い。特に、基板の表面粗さの向上（低減）のため微細なコロイダルシリカ砥粒を使用すると、異物付着による凸状欠陥の発生が顕著になる。本発明者は、鋭意検討した結果、研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させ、しかる後、研磨工程を行うことにより、驚くべきことに、スクラッチ等の表面欠陥だけでなく、コロイダルシリカ砥粒等の異物付着による凸状欠陥をも従来品より更に低減させることができることを見い出した。
【００１１】
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
研磨砥粒としてコロイダルシリカを含む研磨液と、研磨パッドが配備された定盤とを用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程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、前記研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させ、しかる後、前記研磨工程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である。
【００１２】
（構成２）
前記水溶液中の前記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーの含有量は、０．０１〜１重量%の範囲である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である。
【００１３】
（構成３）
前記コロイダルシリカ砥粒は、粒径が１０〜４０ｎｍであることを特徴とする構成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である。
【００１４】
（構成４）
前記研磨パッドとしてスウェードパッドを用いる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である。
【００１５】
（構成５）
前記ガラス基板は、アモルファスのアルミノシリケートガラスからなる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である。
【００１６】
（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である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スクラッチ（傷）や、異物付着等による表面欠陥を従来品より更に低減させることができる高品質の磁気ディスク用ガラス基板を低コストで製造することが可能である。本発明によって得られる磁気ディスク用ガラス基板は、特に基板表面品質への要求が現行よりもさらに厳しいものとなっている次世代用の基板として好適に使用することが可能である。また、本発明によって得られるガラス基板を利用し、ＤＦＨ機能を搭載した極低浮上量の設計の磁気ヘッドと組み合わせた場合においても長期に安定した動作が可能な信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】磁気ディスク用ガラス基板の断面図である。
【図２】磁気ディスク用ガラス基板の全体斜視図である。
【図３】両面研磨装置の概略構成を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
磁気ディスク用ガラス基板は、通常、粗研削工程（粗ラッピング工程）、形状加工工程、精研削工程（精ラッピング工程）、端面研磨工程、主表面研磨工程（第１研磨工程、第２研磨工程）、化学強化工程、等を経て製造される。
この磁気ディスク用ガラス基板の製造は、まず、溶融ガラスからダイレクトプレスにより円盤状のガラス基板（ガラスディスク）を成型する。なお、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ガラス基板（ガラスディスク）を得てもよい。次に、この成型したガラス基板（ガラスディスク）に寸法精度及び形状精度を向上させるための研削（ラッピング）を行う。この研削工程は、通常両面ラッピング装置を用い、ダイヤモンド等の硬質砥粒を用いてガラス基板主表面の研削を行う。こうしてガラス基板主表面を研削することにより、所定の板厚、平坦度に加工するとともに、所定の表面粗さを得る。
【００２０】
この研削工程の終了後は、高精度な平面を得るための鏡面研磨加工を行う。ガラス基板の鏡面研磨方法としては、通常は、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、ポリウレタン等の研磨パッドを用いて行うのが好適である。
【００２１】
本発明は、上記構成１にあるように、研磨砥粒としてコロイダルシリカを含む研磨液と、研磨パッドが配備された定盤とを用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程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、前記研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させ、しかる後、前記研磨工程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である。
【００２２】
本発明では、前記研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させることにより、ガラス基板の表面に上記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーの被膜を形成させる。これにより、研磨時のガラス基板と研磨パッドとの摩擦を好適に低減させることができ、基板表面の粗さの低減効果だけでなく、特に基板表面のスクラッチ（傷）等の表面欠陥の低減効果が得られる。しかも研磨時に、コロイダルシリカ砥粒がガラス基板表面に付着したままの状態になるのを適度に抑制することができる。そのため、スクラッチ等の表面欠陥や、コロイダルシリカ砥粒等の異物付着による凸状表面欠陥を従来品より更に低減させることができ、特に基板表面品質への要求が現行よりもさらに厳しいものとなっている次世代用の基板として好適に使用することが可能な高品質の磁気ディスク用ガラス基板を低コストで製造することが可能である。
【００２３】
本発明では、研磨工程の前に、ガラス基板を、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に浸漬させるが、本発明に用いるスルホン酸基を含むアクリル系ポリマーとしては、例えばアクリル酸とスルホン酸基含有単量体との共重合体などが好ましく挙げられる。このアクリル酸とスルホン酸基含有単量体との共重合体の具体例としては、例えば、アロンＡ−６０１６Ａ、アロンＡ−６０１２、アロンＡ−６０１７、アロンＡ−６０２０（いずれも商品名：東亜合成（株）製）が挙げられる。この中でも、アロンＡ−６０１６Ａは分子量、粘度が他のものより低く、後に行う研磨時の研磨レートの低下が小さいので、特に好適である。
【００２４】
ガラス基板を浸漬させる上記水溶液中のスルホン酸基を含むアクリル系ポリマーの添加量は、上述したような本発明によるスクラッチ等の表面欠陥や、コロイダルシリカ砥粒等の異物付着による凸状表面欠陥を従来品より更に低減させる作用効果が好ましく得られるような量であればよく、例えば０．０１〜１重量%の範囲内であることが好ましい。添加量が０．０１重量％未満であると、本発明による作用効果が十分に発揮されない恐れがある。また、添加量が１重量％を超えると、水溶液の粘度が高くなりガラス基板表面に形成される被膜の厚さが厚くなるため、スクラッチ等の表面欠陥の発生は低減できるが、研磨時のガラス基板と研磨パッドとの摩擦が小さくなりすぎて、研磨レートの低下が大きくなる恐れがある。なお、上記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、或いは２種類以上を混合して用いてもよい。また、上記スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液は、基本的には上記アクリル系ポリマーを溶媒である水に溶解させたものであるが、さらにこの水溶液中に必要に応じて適当な添加剤を含有してもよい。
【００２５】
また、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中にガラス基板を浸漬させる時間に関しては、上記水溶液中のアクリル系ポリマーの含有量にもよるので一概には言えないが、通常、１〜１０分間程度が好ましい。
【００２６】
本発明においては、研磨工程の前に、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させた後、研磨砥粒としてコロイダルシリカを含む研磨液と、研磨パッドが配備された定盤とを用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を行う。
従来研磨加工に用いられている研磨液は、基本的には研磨材と溶媒である水の組合せであり、さらに研磨液のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤や、その他の添加剤が必要に応じて含有されている。
【００２７】
本発明において、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液を組成するには、純水、例えばＲＯ水を用いて研磨液とすればよい。ここでＲＯ水とは、ＲＯ（逆浸透圧膜）処理された純水のことである。ＲＯ処理及びＤＩ処理（脱イオン処理）されたＲＯ−ＤＩ水を用いると特に好ましい。ＲＯ水或いはＲＯ−ＤＩ水は不純物、例えばアルカリ金属の含有量が極めて少ない上に、イオン含有量も少ないからである。
【００２８】
また、本発明の研磨工程に適用される上記研磨液は、例えば酸性域に調整されたものが用いられる。例えば、硫酸を研磨液に添加して、ｐＨ＝２〜４の範囲に調整される。本発明において酸性域に調整された研磨液を好適に用いる理由は、生産性及び清浄性の観点からである。
【００２９】
研磨液に含有されるコロイダルシリカ砥粒は、平均粒径が１０〜１００ｎｍ程度のものを使用するのが研磨効率の点からは好ましい。特に、仕上げ鏡面研磨工程（後述の後段の第２研磨工程）に用いる研磨液に含有される研磨砥粒は、本発明においては、表面粗さのいっそうの低減を図る観点から、平均粒径が１０〜４０ｎｍ程度のものを使用するのが好ましい。
【００３０】
本発明の研磨工程におけ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。
例えば図３は、ガラス基板の鏡面研磨工程に用いることができる遊星歯車方式の両面研磨装置の概略構成を示す縦断面図である。図３に示す両面研磨装置は、太陽歯車２と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車３と、太陽歯車２及び内歯歯車３に噛み合い、太陽歯車２や内歯歯車３の回転に応じて公転及び自転するキャリア４と、このキャリア４に保持された被研磨加工物１を挟持可能な研磨パッド７がそれぞれ貼着された上定盤５及び下定盤６と、上定盤５と下定盤６との間に研磨液を供給する研磨液供給部（図示せず）とを備えている。
【００３１】
このような両面研磨装置によって、研磨加工時には、キャリア４に保持された被研磨加工物１、即ちガラス基板を上定盤５及び下定盤６とで挟持するとともに、上下定盤５，６の研磨パッド７と被研磨加工物１との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車２や内歯歯車３の回転に応じてキャリア４が公転及び自転しながら、被研磨加工物１の上下両面が研磨加工される。
【００３２】
特に仕上げ鏡面研磨用の研磨パッドとしては、軟質ポリッシャの研磨パッド（スウェードパッド）であることが好ましい。研磨パッドの硬度はアスカーＣ硬度で、６０以上８０以下とすることが好適である。研磨パッドのガラス基板との当接面は、発泡ポアが開口した発泡樹脂、取り分け発泡ポリウレタンとすることが好ましい。このようにして研磨を行うと、ガラス基板の表面を平滑な鏡面状に研磨することができる。
【００３３】
なお、通常、鏡面研磨工程は、前記のようにラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第１研磨工程と、この第１研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、ガラス基板主表面の表面粗さを平滑な鏡面に仕上げる第２研磨工程の２段階を経て行われることが一般的である（但し、３段階以上の多段階研磨を行うこともある）が、この場合、少なくとも後段の第２研磨工程の前に、上記したスルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に前記ガラス基板を浸漬させる工程を実施することが望ましい。
【００３４】
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、アモルファスのアルミノシリケートガラスとすることが好ましい。このような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。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ2が５８重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５重量％以上２３重量％以下、Ｌｉ2Ｏが３重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2Ｏが４重量％以上１３重量％以下を主成分として含有するアルミノシリケートガラス（ただし、リン酸化物を含まないアルミノシリケートガラス）を用いることができる。さらに、例えば、ＳｉＯ2 を６２重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3を５重量％以上１５重量％以下、Ｌｉ2 Ｏを４重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2 Ｏを４重量％以上１２重量％以下、ＺｒＯ2を５．５重量％以上１５重量％以下、主成分として含有するとともに、Ｎａ2Ｏ／ＺｒＯ2 の重量比が０．５以上２．０以下、Ａｌ2Ｏ3 ／ＺｒＯ2 の重量比が０．４以上２．５以下であるリン酸化物を含まないアモルファスのアルミノシリケートガラスとすることができる。なお、ＣａＯやＭｇＯといったアルカリ土類金属酸化物を含まないガラスであることが望ましい。このようなガラスとしては、例えばＨＯＹＡ株式会社製のＮ５ガラス（商品名）を挙げることができる。
【００３５】
また、次世代基板の特性として耐熱性を求められる場合もある。この場合の耐熱性ガラスとしては、例えば、モル％表示にて、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜６％、ＢａＯを０〜２％、Ｌｉ２Ｏを０〜３％、ＺｎＯを０〜５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合計で３〜１５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で１４〜３５％、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５およびＨｆＯ２を合計で２〜９％、含み、モル比［（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）］が０．８５〜１の範囲であり、且つモル比［Ａｌ２Ｏ３／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）］が０〜０．３０の範囲であるガラスを好ましく用いることができる。
【００３６】
本発明においては、上記鏡面研磨加工後のガラス基板の表面は、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。
また、本発明において表面粗さ（例えば、最大粗さＲｍａｘ、算術平均粗さＲａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて１μｍ×１μｍの範囲を５１２×２５６ピクセルの解像度で測定したときに得られる表面形状の表面粗さとすることが実用上好ましい。
【００３７】
本発明においては、鏡面研磨加工工程の前または後に、化学強化処理を施すことが好ましい。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、例えば摂氏３００度以上４００度以下の温度で、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。化学強化塩としては、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属硝酸を好ましく用いることができる。
【００３８】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって、図１および図２に示すように、両主表面１１，１１と、その間に外周側端面１２、内周側端面１３を有するディスク状のガラス基板１が得られる。外周側端面１２は、側壁面１２ａと、その両側の主表面との間にある面取面１２ｂ、１２ｂによりなる。内周側端面１３についても同様の形状である。
【００３９】
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。本発明において磁気ディスクは、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、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。
【００４０】
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。保護層としてはアモルファスの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磁気ディスク用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。
【実施例】
【００４１】
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）
以下の（１）粗ラッピング工程（粗研削工程）、（２）形状加工工程、（３）精ラッピング工程（精研削工程）、（４）端面研磨工程、（５）主表面第１研磨工程、（６）化学強化工程、（７）基板浸漬工程、（８）主表面第２研磨工程、を経て本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００４２】
（１）粗ラッピング工程
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基板を得た。なお、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ガラス基板を得てもよい。このアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４〜１３重量％を含有する化学強化用ガラスを使用した。
【００４３】
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ラッピング工程を行った。このラッピング工程は両面ラッピング装置を用い、粒度＃４００の砥粒を用いて行った。具体的には、上下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、荷重を１００ｋｇ程度に設定して、上記ラッピング装置のサンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を面精度０〜１μｍ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）６μｍ程度にラッピングした。
【００４４】
（２）形状加工工程
次に、円筒状の砥石を用いてガラス基板の中央部分に孔を空けると共に、外周端面の研削をして直径を６５ｍｍφとした後、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板端面の表面粗さは、Ｒｍａｘで４μｍ程度であった。なお、一般に、２．５インチ型ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、外径が６５ｍｍの磁気ディスクを用いる。
【００４５】
（３）精ラッピング工程
この精ラッピング工程は両面ラッピング装置を用い、粒度＃１０００のダイヤモンド砥粒をアクリル樹脂で固定したペレットが貼り付けられた上下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て行なった。
具体的には、荷重を１００ｋｇ程度に設定して、上記ラッピング装置のサンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を、表面粗さＲｍａｘで２μｍ程度、Ｒａで０．２μｍ程度にラッピングした。
上記ラッピング工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽（超音波印加）に順次浸漬して、超音波洗浄を行なった。
【００４６】
（４）端面研磨工程
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）の表面の粗さを、Ｒｍａｘで１μｍ、Ｒａで０．３μｍ程度に研磨した。そして、上記端面研磨を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
【００４７】
（５）主表面第１研磨工程
次に、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第１研磨工程を前述の図３に示す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７が貼り付けられた上下研磨定盤５，６の間にキャリア４により保持したガラス基板を密着させ、このキャリア４を太陽歯車２と内歯歯車３とに噛合させ、上記ガラス基板を上下定盤５，６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５，６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（硬質発泡ウレタン）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（平均粒径１μｍ）を研磨剤として１０重量％分散したＲＯ水中にさらにエタノール系の低分子量の界面活性剤を添加して中性に調整されたものを使用した。荷重は１００ｇ／ｃｍ２、研磨時間は１５分とした。
上記第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
【００４８】
（６）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。化学強化は硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合した化学強化液を用意し、この化学強化溶液を３８０℃に加熱し、上記洗浄・乾燥済みのガラス基板を約４時間浸漬して化学強化処理を行なった。化学強化を終えたガラス基板を硫酸、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
【００４９】
（７）基板浸漬工程
次に、上記化学強化工程を終えたガラス基板を、アクリル／スルホン酸系共重合体であるアロンＡ−６０１６Ａ（商品名：東亜合成（株）製）を０．３重量％含有する水溶液（液温２５℃）中に５分間浸漬させた。なお、浸漬終了後はガラス基板を乾燥させずに、次工程へ進めた。
【００５０】
（８）主表面第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、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７２の発泡ポリウレタン）に替えて第２研磨工程を実施した。この第２研磨工程は、上述した第１研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、例えばガラス基板主表面の表面粗さをＲｍａｘで２ｎｍ程度以下の平滑な鏡面に仕上げるための鏡面研磨加工である。研磨液としては、コロイダルシリカ（平均粒径１５ｎｍ）を研磨剤として１５重量％分散したＲＯ水中に、硫酸を添加して酸性（ｐＨ＝２）に調整されたものを使用した。なお、荷重は１００ｇ／ｃｍ２、研磨時間は１０分とした。
上記第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
【００５１】
上記各工程を経て得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１３７ｎｍと従来品よりも更に超平滑な表面を持つガラス基板を得た。なお、上記表面粗さの値は製造したガラス基板１００枚の平均値であり、以下の実施例等においても同様である。
また、スクラッチ及び異物欠陥の評価については、得られたガラス基板の主表面をＯＳＡ（Optical Surface Analyzer）にて観察し、検出された表面欠陥（３０ポイント）を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で分析した。ＡＦＭ分析の結果、表面欠陥がスクラッチであることが確認されたポイントが３０ポイント中１０ポイント以下で５ポイントより多い場合は、スクラッチが「少ない」、5ポイント以下の場合はスクラッチが「特に少ない」、１０ポイントよりも多い場合は、スクラッチが「多い」とした。また、ＡＦＭ分析の結果、表面欠陥が異物欠陥（異物付着による凸状欠陥）であることが確認されたポイントが３０ポイント中１０ポイント以下で５ポイントより多い場合は、異物欠陥が「少ない」、5ポイント以下の場合は異物欠陥が「特に少ない」、１０ポイントよりも多い場合は、異物欠陥が「多い」とした。
得られたガラス基板の外径は６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、板厚は０．８ｍｍであった。
【００５２】
こうして、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を得た。後記の表１には上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果をそれぞれ示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より更に低減させることができる磁気ディスク用ガラス基板が得られ、基板表面品質への要求が現行よりもさらに厳しいものとなっている次世代用の基板として使用することが可能である。
【００５３】
（実施例２）
上記実施例１の基板浸漬工程において、アロンＡ−６０１６Ａを０．１重量％添加した水溶液を用いて、ガラス基板を５分間浸漬させたこと以外は、実施例１と同様にして基板浸漬工程を実施した。そして、この基板浸漬工程以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１３７ｎｍと従来品よりも更に超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より更に低減させることができる。
【００５４】
（実施例３）
上記実施例１の基板浸漬工程において、アロンＡ−６０１６Ａを０．０１重量％添加した水溶液を用いて、ガラス基板を５分間浸漬させたこと以外は、実施例１と同様にして基板浸漬工程を実施した。そして、この基板浸漬工程以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１４０ｎｍと従来品よりも更に超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より更に低減させることができる。
【００５５】
（実施例４）
上記実施例１の基板浸漬工程において、アロンＡ−６０１６Ａを１．０重量％添加した水溶液を用いて、ガラス基板を５分間浸漬させたこと以外は、実施例１と同様にして基板浸漬工程を実施した。そして、この基板浸漬工程以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１３５ｎｍと従来品よりも更に超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より更に低減させることができる。
【００５６】
（実施例５）
上記実施例１の基板浸漬工程において、アロンＡ−６０１６Ａを０．００５重量％添加した水溶液を用いて、ガラス基板を５分間浸漬させたこと以外は、実施例１と同様にして基板浸漬工程を実施した。そして、この基板浸漬工程以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１４２ｎｍと従来品よりも超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より低減させることができる。
【００５７】
（実施例６）
上記実施例１の基板浸漬工程において、アロンＡ−６０１６Ａを１．５重量％添加した水溶液を用いて、ガラス基板を５分間浸漬させたこと以外は、実施例１と同様にして基板浸漬工程を実施した。そして、この基板浸漬工程以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒａ＝０．１３４ｎｍと従来品よりも更に超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本実施例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品より更に低減させることができる。なお、研磨レートの若干の低下が認められた。
【００５８】
（比較例１）
上記実施例１の基板浸漬工程を省いたこと以外は、実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
得られた１００枚のガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定し、また、実施例１と同様にしてスクラッチ評価、異物欠陥評価を行った。
後記の表１に上記Ｒａの値、研磨レート、スクラッチ評価、異物欠陥評価の結果を示した。本比較例によれば、スクラッチや異物欠陥等の表面欠陥の発生が顕著になった。基板表面品質への要求が現行よりもさらに厳しいものとなっている次世代用の基板として使用するためには不十分である。
【００５９】
【表１】
0005704755.tif 000002
【００６０】
上記表１の結果から明らかなように、本発明の実施例のように研磨工程を実施する前に、ガラス基板を、スルホン酸基を含むアクリル系ポリマーを含有する水溶液中に浸漬させる工程を実施することにより、超平滑な基板表面（Ｒａ≦0.150nm）が得られ、さらにスクラッチや異物欠陥等の表面欠陥を従来品よりも更に低減することが可能になる。
【００６１】
（実施例７）
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。
得られた磁気ディスクについて、ＤＦＨヘッドを備えたＨＤＤに組み込み、８０℃かつ８０％ＲＨの高温高湿環境下においてDFH機能を作動させつつ１ヶ月間のロードアンロード耐久性試験を行ったところ、特に障害も無く、良好な結果が得られた。
【符号の説明】
【００６２】
１  ガラス基板
２  太陽歯車
３  内歯歯車
４  キャリア
５  上定盤
６  下定盤
７  研磨パッド
１１  基板の主表面
１２，１３  基板の端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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