(57)【要約】【課題】  ガラス基板の内周端面における研磨精度を高め、サーマルアスペリティ障害を回避する。【解決手段】  本発明におけるガラス基板２０を複数枚積層した円筒状の被研磨体１２の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、回転軸を有する内周研磨部の該回転軸の周囲に配置された複数の研磨布を被研磨体の内周端面１１６に同圧力で接触させ、被研磨体の内周端面と内周研磨部との間に研磨液を供給し、内周研磨部と被研磨部とを、回転軸を中心に相対的に回動または回転軸方向に相対的に移動させることにより被研磨体の内周端面を研磨することを特徴としている。【選択図】    図１
2008105171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
回転軸を有する内周研磨部の該回転軸の周囲に配置された複数の研磨布を前記被研磨体の内周端面に同圧力で圧接させ、
前記被研磨体の内周端面と前記内周研磨部との間に研磨液を供給し、
前記内周研磨部と被研磨体とを、前記回転軸を中心に相対的に回動または該回転軸方向に相対的に移動させることにより前記被研磨体の内周端面を研磨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】
前記複数の研磨布は、偶数配されてい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】
前記内周研磨部は、前記複数の研磨布を前記回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動させることにより、前記被研磨体の内周端面に圧接す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４】
前記内周研磨部の内周縁には回転軸方向に対して傾斜した滑り面が形成され、該滑り面にスライド可能に接触する錐棒を備え、該錐棒のくさび作用により前記研磨布を前記回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動させ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５】
前記研磨布と前記被研磨体の内周端面との接触面は、該被研磨体の内周端面の５０％以上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６】
前記研磨布の外形は、前記被研磨体の内周端面に沿った形状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７】
中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記内周端面に対して、研磨布を面接触で押圧させ、
前記被研磨体の内周端面と前記内周研磨部との間に研磨液を供給し、
前記研磨布と内周端面とを相対的に移動させることにより、前記被研磨体の内周端面を研磨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８】
中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
回転軸を有する内周研磨部の該回転軸の周囲に配置された複数の研磨布を前記円盤状のガラス基板の内周端面に同圧力で圧接させ、
前記内周端面と前記内周端研磨部との間に研磨液を供給し、
前記内周端研磨部とガラス基板とを、前記回転軸を中心に相対的に回動または該ガラス基板の主表面に対して直交する方向に相対的に移動させることにより前記被研磨体の内周端面を研磨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９】
当該磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られたガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の磁気ディスクの製造方法。
【請求項１０】
中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板研磨装置であって、
回転軸を有し、該回転軸の周囲に複数の研磨布を配置し、該複数の研磨布を前記被研磨体の内周端面に同圧力で圧接する内周研磨部と、
研磨液を前記研磨布と前記被研磨体の内周端面との間に供給する研磨液供給部と、
前記内周研磨部と被研磨体とを、回転軸を中心に相対的に回動または回転軸方向に相対的に移動させることにより前記被研磨体の内周端面を研磨する研磨駆動部と、
を備えることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板研磨装置。
【請求項１１】
中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する内周研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
回転軸とこの回転軸の周囲に設けられた研磨部を備えた内周研磨部を被研磨体の内孔に挿入し、
前記研磨部を内周研磨部の回転軸と直交する方向に拡張させることで、当該研磨部を内周端面に弾性的に押圧し、
前記ガラス基板の内孔の中心と、棒状の内周研磨部の軸とを一致させた状態で、被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、前記ガラス基板の内周端面を研磨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１２】
前記内周研磨部が有する複数の研磨部は、互いに背向する位置に設けられていることを特徴とする、請求項１１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１３】
前記研磨部は、研磨布または砥石であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１４】
前記研磨部は研磨布であり、当該研磨布と前記内周端面との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給し、
前記被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、前記ガラス基板の内周端面を研磨することを特徴とする、請求項１３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１５】
前記研磨部は砥石であり、当該砥石と前記内周端面との間に冷却液を供給し、
前記被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、前記ガラス基板の内周端面を研磨することを特徴とする、請求項１３記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１６】
さらに、前記ガラス基板を化学強化処理液に接触させることにより、前記ガラス基板に含まれる一部のイオンを該化学強化処理液中のイオンとイオン置換することにより、ガラス基板を化学強化する化学強化処理工程を含み、
前記化学強化処理工程の後で内周研磨工程を行い、
前記内周研磨工程では、化学強化処理工程によってガラス基板の内周端面に形成された圧縮応力層の少なくとも一部を残存させるように、ガラス基板の内周端面を研磨することを特徴とする、請求項１〜８、および、１１〜１５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１７】
前記化学強化工程で形成される圧縮応力層の厚みは、５０μｍ以上であることを特徴とする、請求項１６に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１８】
前記内周研磨工程における取代は、５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項１９】
前記内周研磨工程では、内孔の真円度が５μｍ以内となるよう研磨することを特徴とする、請求項１〜８、および、１１〜１８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２０】
さらに、前記ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程を含み、
前記主表面研磨工程では、主表面を原子間力顕微鏡で測定したときの表面粗さ（Ra）が０．２ｎｍ以下となるよう研磨することを特徴とする、請求項１〜８、および、１１〜１９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２１】
前記ガラス基板は、主表面と内周端面との間に面取面を有しており、
前記面取部の全周に亘って同時に当接しうる研磨布を用い、前記面取部の全周に亘って同時に前記研磨布を押圧しつつ、該研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより面取面を研磨する面取面研磨工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜８、および、１１〜２０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、ガラス基板の基板内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク用ガラス基板研磨装置および磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。このような磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板の需要が高まっている。
【０００３】
また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が８ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。
【０００４】
サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸或いは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱され、読み出しエラーを生じる障害である。従って磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、塵埃や異物を完全に除去する高度な洗浄が求められている。
【０００５】
さらに近年は、携帯機器に大容量の磁気記録媒体を搭載すべく、基板のサイズは縮小化の傾向を辿っている。このため従来の３．５インチ基板や２．５インチ基板から、１．８インチ基板、１インチ基板、もしくはさらに小さな基板が求められる。このように基板が小さくなれば許容される寸法誤差も小さくなり、さらに精密な内径加工が求められることとなる。
【０００６】
また、磁気ディスク表面の平滑度および平坦度と共に、磁気ディスク中央に設けられた円孔における内径寸法誤差も厳しい精度管理が求められている。これは磁気ディスクの内周端面の寸法誤差が、磁気ディスクをＨＤＤのスピンドルモータに嵌設する際の設置精度に直接影響するからである。また、内径寸法誤差が大きいと、ＨＤＤ等の磁気ディスク装置に磁気ディスクが組み付けられる前に実施されるスタッキングサーボ（サーボ情報の磁気ディスクへの書き込み）における機械的な誤差を誘発する可能性や、ディスクスタッキング時のスピンドルとの嵌め合い不具合を誘発する可能性が生じる。磁気ディスクの内周端面は主表面に対して表面積が小さく、内径寸法誤差により磁気ディスクの回転中心がずれた場合には、ＨＤＤのヘッドをＨＤＤ上の正しい位置に配置することが困難となり、データの記録／再生ができなくなってしまう。
【０００７】
また、磁気ディスクは高速に回転しながらデータの読み書きが行われるため、その高速回転においても磁気ディスク上のデータがぶれないようにする必要がある。したがって、磁気ディスク用基板の内径寸法誤差の精度管理が特に重要となる。
【０００８】
さらに、ＨＤＤのデータのアクセスに着目すると、ＨＤＤに組み込まれた磁気ディスクのデータを正確に記憶／再生するために、当該磁気ディスクには位置決めの指標となるサーボパターンが予め書き込まれる。このサーボパターンの書き込みは、サーボライタと呼ばれる装置に磁気ディスクを嵌設して実行される。そして、サーボパターンが書き込まれた磁気ディスクは、一旦サーボライタから離脱され、製品としてＨＤＤのスピンドルモータに嵌設される。
【０００９】
磁気ディスクの内径寸法誤差が大きい場合には、磁気ディスクをＨＤＤに組み込む際にサーボパターンと、製品としてのＨＤＤの記録／再生ヘッドとの位置がずれてしまうため、やはりデータの記録／再生が正常に行われないことになる。かかる位置関係を補正するためアライメントを調整する技術は開示されているが、内径寸法誤差を抑制する抜本的な解決がなされるわけではない。
【００１０】
このような状況下において、サーマルアスペリティ障害を回避するためには、磁気ディスク表面を平滑化するだけでなく、磁気ディスクの端面も平滑化（鏡面化）する必要がある。また、スピンドルモータに嵌合したときの回転軸ブレを防止するために、磁気ディスクの内周端面を高精度で加工する必要がある。そこで、磁気ディスクの内周端面を、蛇行形にカールさせたブラシ毛を有する研磨ブラシを利用して所定以下の粗さの端面に研磨する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−１５５６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
また、近年、記録密度のより一層の向上が求められており、それに伴い、磁気ディスクの内径公差のより一層の向上が要求されている。しかし、研磨体として研磨ブラシや研磨バッドを利用する従来の構成では、それぞれ加工精度を上げるのに限界があった。
【００１２】
図４は、研磨体として研磨ブラシ４２を利用した場合の内周端面の研磨工程を示す説明図である。研磨ブラシ４２の外径は、研磨ブラシ４２をガラス基板２０の内孔に挿入するために、ガラス基板２０の内径より小さく形成する必要がある。そして、内周端面を研磨するには、研磨ブラシ４２は、図中矢印で示されたガラス基板２０の回転方向と逆方向に回転しつつ、ガラス基板２０の内周を旋回する。さらに研磨ブラシ４２自体を研磨体の回転軸方向に低速揺動（ストローク運動）して内周端面全体を研磨する。研磨ブラシ４２の外径は、ガラス基板２０の内径より小さいものの、研磨ブラシのブラシ構成により、図４に示すように研磨ブラシ４２とガラス基板２０の内周端面とは大凡面４４で接触する。従って、ガラス基板２０には、研磨ブラシ４２の面４４に向かう一方向の偏った押圧力が加わる。
【００１３】
このような、研磨ブラシ４２を利用する構成では、研磨ブラシ４２の外周形状が不定であり、研磨ブラシ４２がガラス基板２０の内周端面に接触するときブラシの毛一本一本による所定の弾性力を有するので内径公差が大きくなり、それに伴って内径公差の管理が困難になる。特に、磁気ディスクに用いられるガラス基板２０の場合、大量かつ低コストの生産要求が高く、歩留まりを向上させる必要があるが、研磨ブラシ４２よる研磨では、内径精度の制御や管理に限界があり、その内径のばらつきによって非常に多くの不良品が生じることとなる。
【００１４】
かかる加工精度を向上させるため、研磨ブラシ４２の代わりに少なくとも外周面が研磨布で構成される棒状の研磨パッドを内周端面に押し当てて研磨することも考えられる。
【００１５】
図５は、研磨体として研磨パッド５０を利用した場合の内周端面の研磨工程を示す説明図である。研磨パッド５０の外径も、研磨パッド５０をガラス基板の内孔に挿入するためガラス基板２０の内径より小さく形成する必要がある。そして、研磨パッド５０は、図中矢印で示されたガラス基板２０の回転方向と逆方向に回転しつつ、ガラス基板２０の内周を旋回する。さらに研磨パッド５０自体を回転軸方向に低速揺動（ストローク運動）して内周端面全体を研磨する。研磨パッド５０の外径は、ガラス基板２０の内径より小さく、定型なので、研磨パッド５０と内周端面とが線５２もしくは点で接触し、ガラス基板２０には、線５２のみを介した一方向の偏った押圧力が加わる。
【００１６】
このように研磨パッド５０を研磨に用いると、ガラス基板２０との接触面が小さくなるので、研磨パッド５０は内周端面上を旋回移動しながら研磨することとなり、研磨時間を短縮することができない。従って、線接触による研磨中の内周端面への押圧力の変化により内周端面を均一に研磨することができず、内径真円度や同芯度が大きくなる問題が生じていた。さらに、低い研磨速度での研磨しか行えないため、生産性を上げることが困難であった。
【００１７】
また、従来の構成では、研磨パッドまたは研磨ブラシを旋回させて研磨する必要があるため、内周研磨中に研磨パッドまたは研磨ブラシの軸がぶれてしまい、内周研磨後の内周端面の真円度および同心度は悪化してしまうという問題がある。従って、近年、特に要求の厳しくなった内径寸法（形状）を達成することは非常に困難であった。
【００１８】
本発明は、従来のガラス基板の研磨処理が有する上述した問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ガラス基板の内周端面における高い加工精度を得ることが可能な、より詳細には、内周研磨後のガラス基板の内周端面の真円度および同心度を従来と比べて著しく向上できる、新規かつ改良された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク用ガラス基板研磨装置および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】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、回転軸を有する内周研磨部の回転軸の周囲に配置された複数の研磨布を被研磨体の内周端面に同圧力で接触させ、被研磨体の内周端面と内周研磨部との間に研磨液を供給し、内周研磨部と被研磨体とを、回転軸を中心に相対的に回動または回転軸方向に相対的に移動させることにより被研磨体の内周端面を研磨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が提供される。
【００２０】
かかる構成により、研磨布を内周端面全体に面接触かつ均等な押圧力で押し当てることができる。また、内周研磨部の回転軸を旋回移動させる必要がないので安定した内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成することが可能となる。さらに、内周端面に対して、研磨布を面接触させて研磨することができるので、従来の例えば点接触や線接触で内周端面を研磨する場合と比べて良好な研磨速度、即ち、高い生産性を得ることができる。
【００２１】
ここで、内周研磨部の回転軸は、内周研磨部が回転運動するときに空間的に固定される回転中心となる直線であり、内周研磨部の回転軸と被研磨体内向の中心軸とは一致するように調整される。また、回動とは、内周研磨部の回転軸周りの回転、すなわち、内周研磨部の自転と、そのように自転しながら回転軸に対して直交する方向に移動することを含んでいる。つまり、上記回動とは、（１）回転、（２）回転しながら回転軸方向への移動、の２つの動作を含むものである。そして、上記製造方法にかかる研磨では、円盤状のガラス基板の中心に形成された円形の内孔の中心と、上記内周研磨部の回転軸とが一致した状態で、当該内周研磨部を回転させている。これにより、内周研磨部は、軸ぶれすることなく、内周端面を研磨することができる。したがって、高真円度を達成することができる。
【００２２】
複数の研磨布は、偶数配されていてもよい。かかる構成により、研磨布が内周研磨部円心を挟んで背向形成されることとなるので、内周端面に対する押圧力が均一になり、より小さい内径真円度や同芯度を得ることが可能となる。
【００２３】
また、複数の研磨布は、互いに背向する位置になるように配置されていることが好ましい。
【００２４】
また、複数の研磨布は、互いに等距離になるように内周研磨部の周囲に配置されていることが好ましい。
【００２５】
互いに背向する位置に複数の研磨布を配置する、または、互いに等距離になるように複数の研磨布を配置することで、内周端面を研磨する際に、内周研磨部の回転軸をぶれさせることなく内周研磨部を回転させることができる。これにより、ガラス基板の内周端面の真円度および同心度をより一層向上させることができる。
【００２６】
内周研磨部は、複数の研磨布を回転軸の延伸方向に対して直交する方向（回転半径方向、回動半径方向）に移動させることにより、被研磨体の内周端面に圧接する構成としてもよい。
【００２７】
かかる構成により、内周研磨部と被研磨体の内周端面との接触押圧力を適切な値に調整することができ、より安定して小さい内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成することが可能となる。
【００２８】
内周研磨部の内周縁には回転軸方向に対して傾斜した滑り面が形成され、滑り面にスライド可能に接触する錐棒を備え、錐棒のくさび作用により研磨布を回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動させる構成としてもよい。
【００２９】
かかる滑り面によるスライド機構により、錐棒を回転軸方向にスライドするだけで、研磨布の回転軸の延伸方向に対して直交する方向への距離および押圧力を調整することが可能となる。つまり、内周研磨部を内周端面に押し込むだけで、研磨布を内周端面に押圧させることができる。また、かかる錐棒のスライドは、研磨駆動部の回転を停止させることなく遂行できるので、被研磨体の研磨中でも内周研磨部を調整することが可能となる。
【００３０】
研磨布と被研磨体の内周端面とは、５０％以上面接触している構成としてもよい。このように研磨布と被研磨体の内周端面との接触面積を大きくとることで、研磨速度を上げることができるとともに、より内径真円度や同芯度が良好な（小さい）ガラス基板を得ることができる。
【００３１】
研磨布の外形は、被研磨体の内周端面に沿った形状である構成としてもよい。かかる構成により、研磨布と内周端面との形状を適合させ、研磨布の接触面を確実に内周端面に接触させることが可能となり、より安定して小さい内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成することができる。
【００３２】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、内周端面に対して、研磨布を面接触で押圧させ、被研磨体の内周端面と内周研磨部との間に研磨液を供給し、研磨布と内周端面とを相対的に移動させることにより、被研磨体の内周端面を研磨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が提供される。
【００３３】
かかる構成により、研磨布をガラス基板の内周端面に面接触かつ均等な押圧力で押し当てることができ、ガラス基板の内周端面における高い加工精度を得ることが可能となる。
【００３４】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、回転軸を有する内周研磨部の回転軸の周囲に配置された複数の研磨布を円盤状のガラス基板の内周端面に同圧力で圧接させ、内周端面と内周端研磨部との間に研磨液を供給し、内周端研磨部とガラス基板とを回転軸を中心に相対的に回動またはガラス基板の主表面に対して直交する方向に相対的に移動させることにより被研磨体の内周端面を研磨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が提供される。
【００３５】
上述した中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面のみならず、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板の内周端面、即ち、単独のガラス基板にも本発明を適用することが可能である。従って、単独のガラス基板も高精度で内周端面を研磨することができる。
【００３６】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、当該磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られたガラス基板の表面に、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が提供される。これにより、内径公差を従来と比べて小さくすることができるので、記録密度を高めた磁気ディスクの場合でも、信号の読み取りエラーを防止することができる。
【００３７】
上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板研磨装置であって、回転軸を有し、回転軸の周囲に複数の研磨布を配置し、複数の研磨布を被研磨体の内周端面に同圧力で圧接する内周研磨部と、研磨液を研磨布と被研磨体の内周端面との間に供給する研磨液供給部と、内周研磨部と被研磨体とを、回転軸を中心に相対的に回動または回転軸方向に相対的に移動させることにより被研磨体の内周端面を研磨する研磨駆動部と、を備えることを特徴とする、磁気ディスク用ガラス基板研磨装置が提供される。
【００３８】
かかる構成により、上述した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法同様に、研磨布をガラス基板の内周端面に面接触かつ均等な押圧力で押し当てることができ、小さくかつ安定した内径真円度および同芯度（同心度）と低い内径公差を達成することが可能となる。
【００３９】
上述した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法における従属項に対応する構成要素やその説明は、当該磁気ディスク用ガラス基板研磨装置にも適用可能である。
【００４０】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する内周研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、回転軸とこの回転軸の周囲に設けられた研磨部を備えた内周研磨部を被研磨体の内孔に挿入し、研磨部を内周研磨部の回転軸と直交する方向に拡張させることで、当該研磨部を内周端面に弾性的に押圧し、ガラス基板の内孔の中心と、棒状の内周研磨部の軸とを一致させた状態で、被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、ガラス基板の内周端面を研磨する構成としてもよい。
【００４１】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、さらに、内周研磨部が有する複数の研磨部は、互いに背向する位置に設けられている構成としてもよい。
【００４２】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、研磨部は、研磨布または砥石である構成としてもよい。
【００４３】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、研磨部は研磨布であり、当該研磨布と内周端面との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給し、被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、ガラス基板の内周端面を研磨する構成としてもよい。
【００４４】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、研磨部は砥石であり、当該砥石と内周端面との間に冷却液を供給し、被研磨体および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、ガラス基板の内周端面を研磨する構成としてもよい。
【００４５】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、さらに、ガラス基板を化学強化処理液に接触させることにより、ガラス基板に含まれる一部のイオンを化学強化処理液中のイオンとイオン置換することにより、ガラス基板を化学強化する化学強化処理工程を含み、化学強化処理工程の後で内周研磨工程を行い、内周研磨工程では、化学強化処理工程によってガラス基板の内周端面に形成された圧縮応力層の少なくとも一部を残存させるように、ガラス基板の内周端面を研磨する構成としてもよい。
【００４６】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、化学強化工程で形成される圧縮応力層の厚みは、５０μｍ以上である構成としてもよい。
【００４７】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、内周研磨工程における取代は、５μｍ未満である構成としてもよい。
【００４８】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、内周研磨工程では、内孔の真円度が５μｍ以内となるよう研磨する構成としてもよい。
【００４９】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、さらに、ガラス基板の主表面を研磨する主表面研磨工程を含み、主表面研磨工程では、主表面を原子間力顕微鏡で測定したときの表面粗さ（Ra）が０．２ｎｍ以下となるよう研磨する構成としてもよい。
【００５０】
また、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス基板は、主表面と内周端面との間に面取面を有しており、面取部の全周に亘って同時に当接しうる研磨布を用い、面取部の全周に亘って同時に研磨布を押圧しつつ、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させることにより面取面を研磨する面取面研磨工程をさらに含む構成としてもよい。
【発明の効果】
【００５１】
以上説明したように本発明の内周研磨部によれば、内周研磨部の研磨布を被研磨体の内周端面全体に面接触させ、かつその押圧力を均一にすることができるので、高い加工精度を得ること、即ち、内径真円度や同芯度を小さくかつ安定させ、内径公差を低く保つことが可能となり、さらには研磨速度を向上することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００５３】
磁気ディスク用ガラス基板は、複数の工程を経由して形成される。まず、１枚のウェハを円盤状に切削し、さらに内孔を開けてガラス基板の形を形成する。その後、切削したガラス基板の外周端面および内周端面の面取りを行い、両端面を研磨する。続いて、ガラス基板の主表面も研磨され、最後に研磨が完了したガラス基板を化学強化処理する。
【００５４】
本発明の実施形態は磁気ディスク用ガラス基板の製造方法にかかり、特に、ガラス基板の内周端面の研磨に関する。以下、本実施形態におけるガラス基板の内周端面の研磨方法を説明する。
【００５５】
（研磨装置、研磨方法）
図１は、磁気ディスク用ガラス基板の研磨装置１０の構成を説明するための縦断面図である。かかるガラス基板の研磨装置１０は、被研磨体１２と、支持部１４と、内周研磨部１１０と、研磨駆動部１８とを含んで構成され、被研磨体１２の内周端面を研磨する。
【００５６】
上記被研磨体１２は、ガラス基板２０を複数枚積層して円筒状に形成されたものである。各ガラス基板２０は、フォーミング工程において外周端面および内周端面が面取り加工され、図１の拡大図に示すように、例えば、内周端面に側壁部（Ｔ面）２２と面取部（Ｃ面）２４とが形成されている。またガラス基板２０同士は、スペーサ２６を介して積層されている。スペーサ２６は、ガラス基板２０の内周端面および外周端面の面取部２４の研磨ブラシによる研磨残りを確実に防止するため、ならびに、研磨時におけるガラス基板等の破損を確実に防止するために設けられている。
【００５７】
上記支持部１４は、主に基板ケース３０と、締め付けカバー３２と、回転保持台３４とを含んで構成される。上記基板ケース３０は、被研磨体１２を収納する役割を担う。詳細には、基板ケース３０と、基板ケース３０に嵌合する締め付けカバー３２とでカラー３６を介して被研磨体１２を締め込んでいる。かかる基板ケース３０と締め付けカバー３２との締め込みにより、当該支持部１４の回転や後述する内周研磨部１１０の回転に影響されず、被研磨体１２としての各ガラス基板２０の配置を保持することができる。
【００５８】
また、回転保持台３４は、基板ケース３０を固定保持し、基板ケース３０を正逆の双方向に回動することができる。かかる回転保持台３４の回転速度は調整可能であり、研磨目的に応じた適切な回転速度を選定することができる。
【００５９】
上記内周研磨部１１０は、被研磨体１２のガラス基板２０に直交し、かつ被研磨体１２内孔の中心軸に一致し、当該内周研磨部１１０の回転中心となる回転軸を有し、研磨本体１１２と、研磨本体１１２側壁に設けられた複数の研磨布１１４とを含んで構成される。かかる複数の研磨布１１４は、スウェード、ベロアを素材とする軟質ポリシャや、硬質ベロア、発泡樹脂、ピッチ含浸スウェード等の硬質ポリシャ等で形成されてもよく、回転軸を中心にして円筒形状の一部をなすように配される。この研磨布１１４は、任意の円周上でその中心が互いにほぼ等間隔になるように配されるとしてもよい。つまり、内周研磨部１１０は、複数の研磨不１１４が、中心軸周りに略等間隔となるように配置している構成であってもよい。
【００６０】
内周研磨部１１０の外径は、ガラス基板２０の内径形状に沿って曲面に形成され、ガラス基板２０の内径の円周面１１６に適合する。そして、内周研磨部１１０を被研磨体１２の内周端面に同圧力で接触させ、被研磨体１２の内周端面と内周研磨部１１０との間に研磨液を供給し、内周研磨部１１０を、回転軸を中心に図１の内周研磨部１１０上に示される矢印の方向に回動して、被研磨体１２を研磨する。ここでは、内周研磨部１１０の回転軸周りの回転を回動としているが、かかる動作に限られず、そのように回転しながら、回転軸方向に移動することも含まれる。
【００６１】
このときガラス基板２０は支持部１４に固定されて回転させなくてもよい。これは、ガラス基板２０の内周と内周研磨部１１０の外周が適合しているので、内周研磨部１１０の回動だけで、十分な研磨速度を得ることができるからである。しかし、ガラス基板２０を内周研磨部１１０の回転方向と逆方向に回転して研磨することを妨げるものではない。具体的には、例えば、内周研磨部１１０を固定しておき、ガラス基板２０のみを回転させてもよく、その逆に、ガラス基板２０を固定した状態で内周研磨部１１０のみを回転させてもよく、両方を相対的に回転させてもよい。
【００６２】
また、内周研磨部１１０は、ガラス基板２０に対して、内孔内で回転軸方向に低速揺動（ストローク運動）して被研磨体１２の内周端面全体を研磨してもよい。
【００６３】
内周研磨部１１０の研磨布１１４は、ガラス基板２０の内径と対応しているため、即ち、ガラス基板２０の内周曲面と同じ半径を有する曲面に形成されているため、内周研磨部１１０の研磨布１１４をガラス基板２０の内周端面に面接触させることができ、かつ、内周端面に対して、均等な所定の押圧力で押し当てることが可能となる。こうして、内周端面を平滑に研磨でき、小さくかつ安定した内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成できる。また、内周研磨部１１０とガラス基板２０とは面接触しているので、各研磨布１１４にかかる単位押圧力は低く、研磨熱を抑制でき、ガラス基板２０の内周端面の劣化を防止できる。
【００６４】
ここで、研磨布１１４とガラス基板２０の内周端面とは、５０％以上面接触していることが望ましく、さらに６０％以上面接触していることが望ましい。５０％以上または６０％以上面接触させることにより、上記内周研磨部１１０を回動させる際に、安定して動作させることができるとともに、面接触の割合を多くすることで、研磨速度を向上させることができる。そして、このように研磨布１１４と被研磨体の内周端面との接触面積を大きくとることで、研磨速度を上げることができるとともに、より内径真円度や同芯度が良好なガラス基板を得ることができる。
【００６５】
ただし、内周研磨部１１０の研磨布１１４の個数を奇数にすると、内周端面への押圧力が偏る場合があるので、かかる研磨布１１４を偶数として、各研磨布１１４の対向位置に対となる研磨布１１４を配置するのが望ましい。図１においては、研磨布１１４が６つ配され、各２対の研磨布１１４が内周研磨部１１０の円心を挟んで背向形成されている。従って、内周端面に対する押圧力が均一になり、より内径真円度や同芯度を小さくすることが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態において、内周研磨部１１０の外径は、ガラス基板２０の内径に対応することを述べたが、内周研磨部１１０の外径とガラス基板２０の内径とが合致しない場合、内周研磨部１１０の外径を調整する必要が生じる。本実施形態における内周研磨部１１０は、上述した複数の研磨布１１４を回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動させて、即ち、内周研磨部１１０を拡縮させて、ガラス基板２０の内周端面に圧接させるとしてもよい。
【００６７】
また、内周研磨部１１０をガラス基板２０内に挿入したり、もしくは、抜出したりする際には、ガラス基板２０の内周を損傷させないために、内周研磨部１１０の外径を一旦縮めている。以下、このように内周研磨部１１０を拡縮する構成を詳述する。
【００６８】
図２は、回転軸の延伸方向に対して直交する方向への拡縮機構を有する内周研磨部１１０の一例を示した断面図である。かかる内周研磨部１１０の研磨本体１１２は、連動部１５２と、連動部１５２内周縁に回転軸方向に対して傾斜して形成されたテーパー状の滑り面１５０にスライド可能に接触する錐棒１５４とから構成される。この滑り面１５０におけるくさび作用により、連動部１５２は、錐棒１５４に連動して動作し、錐棒１５４の回転軸方向の変位が連動部１５２の回転軸の延伸方向に対して直交する方向の変位に変換される。例えば、図２の内周研磨部１１０の場合、錐棒１５４が図中回転軸方向下向きにスライドした場合、連動部１５２は回転軸の延伸方向に対して直交する方向外向きに推移し内周研磨部１１０は延伸する。また、図中回転軸方向上向きにスライドした場合、連動部１５２は、回転軸の延伸方向に対して直交する方向内向きに推移し内周研磨部１１０は縮まる。
【００６９】
かかる滑り面１５０によるスライド機構により、錐棒１５４を回転軸方向にスライドするだけで、内周研磨部１１０によるガラス基板２０内周端面への押圧力を均等かつ適切な値に調整することができ、つまり、内周研磨部をガラス基板２０に対して弾性的に押圧させることができ、より安定して小さい内径真円度および同芯度と低い内径公差を達成することが可能となる。また、かかるスライド機構は、研磨駆動部の回転を停止させることなく遂行できるので、被研磨体の研磨中でも内周研磨部１１０を調整することが可能である。
【００７０】
このような研磨方法の下では、内周研磨部の回転軸を旋回移動させる必要がないので、研磨速度を格段に上げ、生産性を向上させることが可能となる。
【００７１】
また、内周研磨部１１０の回転軸の延伸方向に対して直交する方向への拡縮機構は、上述した場合に限られず、気圧や油圧による拡縮機構や、折り畳み傘のような回転軸変位を回転軸の延伸方向に対して直交する方向の変位に変換する機構等様々な機構を採用することができる。
【００７２】
上記研磨駆動部１８は、内周研磨部１１０の回転軸に接続され、内周研磨部１１０を正逆の双方向に回転可能であり、また、回転軸の延伸方向に対して直交する方向に移動自在である。内周研磨部１１０を介在して研磨駆動部１８の反対側には、回転軸を固定する軸受３８も設けられる。軸受３８は、ベアリング、ボール軸受、ころ軸受、すべり軸受等様々な軸受を用いることができる。さらに、研磨駆動部１８は、回転軸方向にも移動自在に形成され、内周研磨部１１０を回転軸方向に上下反復が可能となっている。また、本実施形態においては、内周研磨部１１０と被研磨体とが相対的に回転または移動すればよいので、研磨駆動部１８を被研磨体に接続し、被研磨体を回転もしくは移動させることにより、被研磨体の内周端面を研磨するとしてもよい。
【００７３】
研磨駆動部１８の回転方向が固定されると、それに対応して支持部１４の回転方向も内周研磨部１１０の回転方向と逆方向（相対方向）になるように決定される。従って、図１において、研磨駆動部１８がＣＷ方向に回転する場合、支持部１４はＣＣＷ方向に回転する。このような互いに逆方向へ回転した場合、研磨の相対角速度は両者の角速度の和となる。
【００７４】
また、被研磨体１２と内周研磨部１１０との接点には研磨液供給部としてのノズル４０が近接されており、研磨液が供給される。上記研磨を行う際、ノズル４０は研磨砥粒を含む研磨液を供給して研磨を行うことが好ましい。上記研磨砥粒としては、目標とする端面の形状にもよるが、例えば、アルミナや酸化セリウム、コロイダルシリカ等の通常の研磨砥粒を用いればよい。また、研磨砥粒を分散させている分散媒としては、特に限定されるものではなく、コストの面からは水が好ましいが、通常の研磨に使用されている分散媒であれば好適に使用できる。また、ノズル４０は、様々な態様をとることが可能であり、例えば、水流、シャワー、水滴等によって、吹き掛け、吹き付け、放水、塗布する態様などを利用することができる。
【００７５】
また、研磨液の供給の仕方については、例えば、研磨液を連続的に供給しながら研磨を行ってもよく、研磨液を断続的に供給して研磨を行ってもよい。
【００７６】
本実施形態にかかる内周端面研磨（内周研磨）を施したガラス基板は、従来と比べて、著しく、内径真円度および内径公差を良好にすることができる。
【００７７】
具体的には、上記内周研磨を行うことにより得られたガラス基板の内径真円度は、５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下にすることが可能である。また、内径公差については、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下とすることができる。
【００７８】
上記内周端面研磨は、例えば、研磨ブラシ加工のよう形状倣い加工ではなく、形状転写加工とすることができる。これにより、内径公差をより一層小さくすることができる。また、上記内周端面研磨は、内周研磨部１１０の回転軸をガラス基板の積層体（被研磨体１２）の中心軸と一致させた状態で研磨することができるため、内径真円度をより一層向上させることができる。
【００７９】
また、上述したガラス基板２０を複数枚積層した円筒状の被研磨体１２の内周端面のみならず、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板２０の内周端面、即ち、単独のガラス基板２０にも本発明を適用することが可能である。従って、単独のガラス基板も高精度で内周端面を研磨することができる。
【００８０】
なお、上記の説明では、ガラス基板を複数枚積層させた円筒状の被研磨体１２の内周端面を研磨する例について説明しているが、研磨対象物としては、例えば、１枚のガラス基板の内周端面の研磨に上記方法を用いてもよい。上記方法によれば、真円度を従来と比べて向上させることができるので、磁気ディスク用途して好適な磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、研磨のため、支持部１４を固定し、内周研磨部１１０を回転させているが、かかる場合に限られず、内周研磨部１１０を固定し、支持部１４を回転させたり、両者を逆向きに（相対的に）回転させたりすることができる。
【００８２】
また、上述した研磨方法によって内周端面の形状が平坦に形成されたガラス基板２０も提供される。従来のブラシ研磨やパッド研磨で研磨されたガラス基板２０の側壁部２２は、丸みを帯びた凸形状に形成される。しかし、本実施形態による研磨方法では、側壁部２２を均一の圧力で面接触して研磨するため、側壁部２２の平坦性を確保することが可能となり、ＨＤＤの磁気ディスクとして用いられた場合でも回転スピンドル軸との嵌合性を向上することができ、発塵を低減し、それによる信頼性向上を図ることができる。
【００８３】
また、本実施形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板の内孔面である内周端面を研磨する内周研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、内周研磨部をガラス基板の内孔に挿入し、当該内周研磨部が有する研磨部を内周研磨部の軸方向と直交する方向に拡張させることで、当該研磨部を内周端面に弾性的に押圧し、ガラス基板の内孔の中心と、棒状の内周研磨部の軸とを一致させた状態で、ガラス基板および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、ガラス基板の内周端面を研磨する構成であってもよい。
【００８４】
また、中心に内孔が形成された円盤状のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の、内周端面を研磨する内周研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、棒状の内周研磨部を被研磨体の内孔に挿入し、当該内周研磨部が有する研磨部を内周研磨部の軸方向と直交する方向に拡張させることで、当該研磨部を内周端面に弾性的に押圧し、ガラス基板の内孔の中心と、棒状の内周研磨部の軸とを一致させた状態で、ガラス基板および内周研磨部の少なくとも一方を相対的に移動させることにより、ガラス基板の内周端面を研磨する構成であってもよい。
【００８５】
（面取部の研磨（面取面研磨工程））
また、上記の研磨方法でガラス基板２０内周端面の側壁部（Ｔ面）２２を研磨した後、面取部（面取面）（Ｃ面）２４を研磨することもできる。かかる面取部２４の研磨は、研磨ブラシ４２によるブラシ研磨を用いてもよいし、以下に示す研磨方法を用いてもよい。
【００８６】
本実施形態においては、ガラス基板２０の中心に形成された内孔の一方側の面取部２４の全周に亘って同時に当接しうる研磨布を用い、内孔の面取部に研磨布を押圧しつつ、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させて面取部２４を研磨する。ここで「相対的に移動」とは、研磨布とガラス基板２０との一方を駆動させることでであってもよいし、双方を駆動させることでもよい。なお、当該面取部の研磨方法は、積層したガラス基板２０を研磨するバッチ研磨（バッチ処理）ではなく、一枚ずつ研磨する枚葉式研磨である。以下、面取部研磨装置を用いて詳細に説明する。
【００８７】
図３は、面取部研磨装置の概略的な構成を示した構成図である。かかる面取部研磨装置は、基板支持部２００と研磨布支持部２１０とから構成されている。研磨の対象となるガラス基板２０の面取部２４は、ガラス基板２０の主表面に対して所定の角度（例えば４５°）で、内孔の両端に設けられる。
【００８８】
基板支持部２００は、ガラス基板２０を保持するホルダ２２０と、ホルダ２２０に固定接続され揺動可能なアーム２２４と、所定の負荷を有してホルダ２２０とアーム２２４とを回転自在に接続するトルクコンバータ２２２とを含んで構成される。
【００８９】
研磨布支持部２１０は、先端に球形部分２３０を備えた球形研磨布２３２を回転可能に支持する。球形研磨布２３２の材質としては、ポリウレタンなどの発泡樹脂を利用することができる。また、球形研磨布２３２は、モータ２３４の動力が伝達された支持軸２３６により回転駆動する。球形研磨布２３２の球形部分２３０は、ガラス基板２０の内孔の一方側の面取部２４を押圧し、面取部２４の全周に亘って同時に当接する。また研磨を行う際には、アーム２２４を揺動させることにより、ガラス基板２０の回転軸と球形研磨布２３２の回転軸との相対位置を変化させてもよい。
【００９０】
上記面取部研磨装置を用いて面取部２４のみを研磨することにより、少ない取代で面取部２４を十分に鏡面研磨することができる。従って、このガラス基板２０を用いて磁気ディスクを生産した場合には、面取部２４からのコロージョン（磁気ディスク表面へのコバルトやナトリウムの析出）の発生を防止することができる。また、取代が少ないことから加工時間が短くなり、生産性を向上させることができる。さらに、球形部分２３０は側面２２を研磨しないことから、上述した内周端面の加工方法による側面２２の内径真円度と加工精度に影響を及ぼすことがなく、面取部２４の研磨のためにこれらを低下させてしまうおそれがない。
【００９１】
（その他の形態）
上記の説明では、内周研磨部１１０として、研磨布１１４、つまり、研磨パッドを用い、遊離砥粒である研磨砥粒を用いてガラス基板の内周端面を研磨する構成について説明している。しかしながら、本実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば、内周研磨部１１０の研磨布１１４の代わりに固定砥粒である研磨砥石を用い、クーラント（冷却液）を内周端面に供給して上記内周端面を研磨してもよい。
【００９２】
また、最初に内周研磨部１１０として固定砥石（固定砥粒）を用い、クーラントを供給して内周端面を研磨した後、内周研磨部１１０として研磨布１１４を用い、遊離砥粒を内周端面に供給して上記内周端面を研磨してもよい。このように、固定砥粒を用いて研磨した後、遊離砥粒を用いて研磨することにより、研磨布１１４にかかる負担を小さくすることができる。
【００９３】
（強化後端面研磨）
次に、ガラス基板に対して化学強化処理を行った後に、上記内周端面の研磨を行う工程について説明する。
【００９４】
化学強化処理によってガラス基板の表面には圧縮応力層が形成される。形成される圧縮応力層の厚さは、ガラス基板の板厚によって異なるが、例えば、磁気ディスク用ガラス基板として多く利用されている２．５インチディスクまたは１．８インチサイズのような大きさのガラス基板の場合、ガラス基板の板厚は０．５〜１．０ｍｍであり、このとき好ましい圧縮応力層の深さ（厚さ）としては、１００〜２００μｍである。そして、この圧縮応力層はガラス基板の主表面だけでなく、内周端面（面取面含む）にも形成されている。
【００９５】
そして、上記ガラス基板に対して化学強化処理を行うと、基板の内径寸法が変動することになる。また、内径寸法の変動は、化学強化処理液の組成および化学強化処理条件によっても変動する。
【００９６】
このように化学強化処理を行うことによってガラス基板の内径寸法は変動することになるが、上述したようにガラス基板には、厳しい寸法精度（内径の真円度、内径公差）が求められている。そこで、化学強化処理工程後に上記内周端面研磨を行うことで、化学強化処理による強度を高めた状態で、かつ、寸法精度のよいガラス基板を製造することができる。
【００９７】
従って、化学強化処理を行った後、上記内周端面研磨を行う場合には、基板端面に形成されている圧縮応力層の除去量をできるだけ少なくするとともに、寸法精度を向上させる必要がある。そしてこの条件を満足するために具体的には、内周端面研磨における除去量としては、５μｍ以下が好ましく３μｍ以下がより好ましい。
【００９８】
また、内周端面研磨後に、ガラス基板の内周端面に形成されている圧縮応力層の厚さとしては、５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上あることがより好ましく、１５０μｍ以上あることがさらに好ましい。なお、求められる寸法形状については上述のとおりである。
【００９９】
（主表面研磨）
本実施形態の内周研磨を行うことで、ガラス基板の内径の真円度、および内径公差を向上させることができる。これにより、より高記録度化が可能な磁気ディスク用ガラス基板を提供することができる。なお、高記録密度化を実現するためには、ガラス基板の内径に関するパラメータを向上させるだけでなく、主表面の粗さを下げる必要がある。具体的には、例えば、磁気ディスク用ガラス基板の表面粗さとしては、原子間力顕微鏡で測定したときの表面粗さ（Ra）が０．２ｎｍ以下であることがより好ましく、０．１ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１００】
以下、上述した研磨方法や研磨装置を利用した実施例を説明する。
【０１０１】
［実施例１］
本実施例においては、以下の工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクを製造した。特に、端面研磨工程では、本実施形態による研磨方法が適用されている。
【０１０２】
（１）形状加工工程及び第１ラッピング工程
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を得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、化学強化用のガラスを使用した。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形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状の磁気ディスク用ガラス基板を得てもよい。なお、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％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。
【０１０３】
次に、この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母材とした。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った。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った。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母材を得た。
【０１０４】
（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から、円盤状のガラス基板を切り出した。
【０１０５】
次に、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円孔を形成し、ドーナツ状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面およ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した（フォーミング）。
【０１０６】
（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。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。
【０１０７】
（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の端面について、上記説明した本実施形態による研磨装置および研磨方法を用いて鏡面研磨を行った。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、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、パーティクル等の発塵を防止できる鏡面状態に加工された。
【０１０８】
なお、この端面研磨工程においては、ガラス基板を重ね合わせて端面をポリッシングするが、この際に、ガラス基板の主表面にキズ等が付くことを避けるため、後述する第１研磨工程よりも前、あるいは、第２研磨工程の前後に行うとしてもよい。
【０１０９】
かかる端面研磨工程では、内周研磨部の研磨布を被研磨体の内周端面に面接触させ、かつその押圧力を均一にすることで、高い加工精度を得ることが可能となる。本実施形態の加工精度について、従来の研磨方法と対比した評価を以下に述べる。
【０１１０】
［評価］
本実施例にかかる研磨方法と、従来の研磨方法を用いて、ガラス基板の内周端面における研磨精度および研磨速度についての評価を行った。
【０１１１】
本実施例のように、内周端面に発泡ポリウレタンからなる研磨布を面接触しながら研磨した場合の研磨速度は７４μｍ／分であった。一方、ブラシを用いて上記実施例と同様に内周端面を研磨した従来例（比較例）における研磨速度は、０．７μｍ／分であった。この結果より、本実施例にかかる研磨を行った場合には、従来と比べて、研磨速度が速い、換言すると、単位時間当たりの取代が大きいことがわかる。
【０１１２】
次に、内径真円度について、本実施例と比較例とを比較した。上記本実施例の場合、目標値からのずれは、約０．３５〜０．６５μｍであった。また、本実施例では、内径の真円度は、２μｍであった。一方、ブラシを用いて研磨した場合、目標値からのずれは１．４７μｍを平均に約０．７〜６．７μｍと大きな幅を持っていた。また、比較例における内径の真円度は、１０μｍであった。また、従来例（比較例）である棒状の研磨パッドを用いて、この棒状の研磨パッドを旋回させながら内周端面を研磨した場合、目標値からのずれは２．１４μｍを平均に約１．１〜４．０μｍの幅を持つという結果となった。また、この場合の内径の真円度は、９μｍであった。また、本実施例の場合には、取代を変えた場合であっても目標値からのばらつきは上記の幅を維持していた。
【０１１３】
次に、本実施例および比較例における内径公差を表１に示す。この内周研磨工程における取代は５μｍ以下であった。また、ガラス基板のサンプル数は１０，０００枚である。
【表１】
2008105171.tif 000003
【０１１４】
つまり、本発明にかかる製造方法を用いることで、確実に内径公差を２５μｍ以下、さらには１０μｍ以下とすることができる。
【０１１５】
上記の結果から、本実施例にかかる研磨を行った場合には、従来と比べて、内径真円度をばらつかせることなく研磨可能であることが理解できる。
【０１１６】
また、本実施例にかかる研磨を行って、加工時間に対する取代の推移を測定した結果、加工時間に対して取代は直線的に増加した。従って、その加工時間を調整するだけで任意の取代に簡単に加工することができ、その寸法を管理することが容易となる。また、加工時間に対する取代の再現性も高いため、寸法加工を安定かつ正確に行うことが可能となる。
【０１１７】
このように、本実施形態による研磨装置および研磨方法によって、高い加工精度、即ち、内径真円度や同芯度を小さくかつ安定させ、かつ内径公差を低く保つことが可能となる。
【０１１８】
（５）主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において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ものである。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、主表面の研磨を行った。研磨液としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
【０１１９】
より具体的には、一度に１００枚〜２００枚のガラス基板の両主表面を研磨できる研磨装置を用いて予備研磨工程を実施した。研磨パッドには、予め酸化ジルコニウムと酸化セリウムとを含ませてあるものを使用した。
【０１２０】
第１研磨工程における研磨液は、水に、平均粒径が１．１μｍの酸化セリウム研磨砥粒を混合することにより作成した。なお、グレイン径が４μｍを越える研磨砥粒は予め除去した。研磨液を測定したところ、研磨液に含有される研磨砥粒の最大値は３．５μｍ、平均値は１．１μｍ、Ｄ５０値は１．１μｍであった。
【０１２１】
その他、ガラス基板に加える荷重は８０〜１００ｇ／ｃｍ２とし、ガラス基板の表面部の除去厚は２０〜４０μｍとした。
【０１２２】
この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
【０１２３】
次に、主表面研磨工程として、第２研磨工程を施した。この第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。この第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った。研磨液に含まれる研磨砥粒としては、コロイド状シリカ粒子を用いた。
【０１２４】
より詳細には、一度に１００枚〜２００枚のガラス基板の両主表面を研磨できる遊星歯車方式の研磨装置を用いて、鏡面研磨工程を実施した。研磨パッドには、軟質ポリシャを用いた。
【０１２５】
第２研磨工程における研磨液は、超純水に、硫酸と酒石酸とを加え、さらにグレイン径が４０ｎｍのコロイド状シリカ粒子を加えて作製した。この際、研磨液中の硫酸濃度を０．１５重量％とし、研磨液のｐＨ値を２．０以下とした。また、酒石酸の濃度は０．８重量％とし、コロイド状シリカ粒子の含有量は１０重量％とした。
【０１２６】
なお、第２研磨工程に際して、研磨液のｐＨ値には変動がなく、略一定に保持できた。本実施例においては、ガラス基板の表面に供給した研磨液を、ドレインを用いて回収し、メッシュ状フィルタで異物を除去して清浄化し、その後再びガラス基板に供給することにより再利用した。
【０１２７】
第２研磨工程における研磨加工速度は０．２５μｍ／分であり、上述の条件において有利な研磨加工速度を実現できることが判った。なお、研磨加工速度とは、所定鏡面に仕上げるために必要なガラス基板の厚さの削減量（加工取代）を、所要研磨加工時間で割ることにより求めた。
【０１２８】
この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
【０１２９】
そして、洗浄後のガラス基板の表面をＡＦＭ（デジタルインスツルメンツ社製ナノスコープ）（５μｍ×５μｍの矩形領域を測定）により観察したところ、最大山高さ（Ｒmax）は１．5ｎｍ、算術平均粗さ（Ｒａ）は0.15ｎｍであった。また、コロイダルシリカ研磨砥粒の付着は確認されなかった。また、ステンレスや鉄などの異物も発見されなかった。また、洗浄前後における基板表面の粗さの増大は見られなかった。
【０１３０】
（６）化学強化工程
次に、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準備し、この化学強化溶液を４００°Ｃに加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００°Ｃに予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。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、ホルダーに収納した状態で行った。
【０１３１】
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。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００μｍ乃至２００μｍであった。
【０１３２】
化学強化処理を終えたガラス基板を、２０°Ｃの水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０°Ｃに加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。
【０１３３】
上記の如く、第１ラッピング工程、切り出し工程、端面研磨工程、第２ラッピング工程、第１及び第２研磨工程、精密洗浄、化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
【０１３４】
（７）精密洗浄工程
次に、磁気ディスク用ガラス基板の精密洗浄を行った。これはヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害の原因となる研磨剤残渣や外来の鉄系コンタミなどを除去し、表面が平滑で清浄なガラス基板を得るためのものである。精密洗浄工程としては、アルカリ性水溶液による洗浄の後に、水リンス洗浄、ＩＰＡ洗浄工程を行った。
【０１３５】
（８）磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にＣｒ合金からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ基合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。
【０１３６】
得られた磁気ディスクについて異物により磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。また、グライドテストを実施したところ、ヒット（ヘッドが磁気ディスク表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること）は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティによる再生の誤動作は認められなかった。
【０１３７】
〔実施例２〕
上述した製造方法のうち、端面研磨工程の前に化学強化工程を行った以外は、実施例１と同様にして、磁気ディスク用ガラス基板を製造した。なお、端面研磨工程における内周端面の取りしろは、４μｍであり、端面研磨工程後のガラス基板の内径の真円度は、３μｍであった。そして、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて上記実施例と同様にして磁気ディスクを製造した。そして、グライドテストを実施したところ、ヒットやクラッシュは認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティによる再生の誤動作は認められなかった。
【０１３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３９】
例えば、本実施形態においては、内周端面の研磨に内周研磨部のみを利用しているが、他の研磨体、例えば、研磨ブラシと併用することもできる。この場合、まず、研磨ブラシによって内周端面および面取部を荒く研磨し、内周研磨部で最終的な仕上げを行うこととなる。
【０１４０】
また、本実施の形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、中心に内孔が形成された板状（円盤状でもよい）のガラス基板を複数枚積層した円筒状の被研磨体の内周端面を研磨する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、上記内周端面に対して、面接触で研磨布を押圧させ、被研磨体の内周端面と内周研磨部との間に研磨液を供給し、内周研磨部を自転させることで当該内周端面を研磨する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク用ガラス基板研磨装置および磁気ディスクの製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の実施形態による研磨体としての内周研磨部を利用した場合の内周端面の研磨工程を示す説明図である。
【図２】回転軸の延伸方向に対して直交する方向への拡縮機構を有する内周研磨部の一例を示した断面図である。
【図３】面取部研磨装置の概略的な構成を示した構成図である。
【図４】研磨体として研磨ブラシを利用した場合の内周端面の研磨工程を示す説明図である。
【図５】研磨体として研磨パッドを利用した場合の内周端面の研磨工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０  研磨装置
１２  被研磨体
１８  研磨駆動部
２０  ガラス基板
４０  研磨液供給部
１１０  内周研磨部
１１２  研磨本体
１１４  研磨布
１５０  滑り面
１５４  錐棒
【図１】
2008105171.tif 000004
【図２】
2008105171.tif 000005
【図３】
2008105171.tif 000006
【図４】
2008105171.tif 000007
【図５】
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