(57)【要約】【課題】加工時間の短縮、製品歩留の向上による製造コストの低減を可能とし、ガラス基板の表面品質の向上が図れ、高情報記録密度化に好適な磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを提供する。【解決手段】砥石を固定した研削定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら上記定盤とガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う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、上記研削工程は、ガラスディスク主表面の研削前の算術平均表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行う。研削液に含有する粒子は、研削に伴い生じる研削屑のガラス粒子である。また、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により、磁気ディスクを得る。【選択図】図１
2005202997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥石を固定した研削定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら前記定盤と前記ガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う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、
前記ガラスディスク主表面の研削前の算術平均表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削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】
砥石を固定した研削定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら前記定盤と前記ガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う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、
前記砥石の算術平均表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削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３】
前記研削液に含有される粒子の平均粒径は、研削により得るガラスディスク主表面の算術平均表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整され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】
前記研削液に含有される粒子の平均粒径は、研削前のガラスディスク主表面の算術平均表面粗さよりも小さく、研削により得るガラスディスク主表面の算術平均表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整され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５】
前記研削液に含有される粒子はガラス粒子であることを特徴とする請求項１乃至４の何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】
前記砥石にはダイヤモンド砥粒が含まれることを特徴とする請求項１乃至５の何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７】
端面が鏡面に研磨されたガラスディスクの主表面を前記研削を行う工程により研削した後、前記主表面を鏡面に研磨することを特徴とする請求項１乃至６の何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８】
請求項１乃至７の何れかに記載の製造方法により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HDD（ハードディスクドライブ）などの磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスク及び磁気ディスク用のガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会の高度化に伴い、情報記録技術の進歩は著しい。情報記録デバイスとして最も高い記録密度を実現することができる装置の一つがHDDである。HDDにおいては、１平方インチ当り４０ギガビット程度の記録密度が実現できるまでに到っており、情報記録デバイスの中でもとりわけ高い記録密度が実現可能となっている。１平方インチ当り４０ギガビットの記録密度が実現できると、例えば２．５インチ型（直径６５ｍｍ）の磁気ディスクに２０ギガバイト程度の情報を収納することが可能になる。
HDDにおいてこのような高記録密度が実現できる理由の一つは、極めて高度な工作精度で搭載部品が製造されている点が挙げられる。磁気ディスクの表面は１０ｎｍ程度の表面精度で精密に平滑化されており、この高度の平滑性により、磁気ヘッドは２０ｎｍ程度の低浮上量で飛行しても安全に記録再生ができるようになっている。
【０００３】
このような高度の平滑性を実現できる基板として磁気ディスク用のガラス基板が知られている。ガラス基板は鏡面研磨により表面を高い平滑性に仕上げることが可能な上、剛性が高いので高速なディスク回転にも耐えうるという利点がある。
この磁気ディスク用の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ガラスディスクを成型する。次に、この成型した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ラッピングを行う。このラッピング工程は、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ディスク主表面の研削を行なう。こうしてガラスディスク主表面をラッピングすることにより、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。
このラッピング工程の終了後は、高精度な平面を得るための鏡面研磨加工を行っている。
従来の技術として、下記特許文献１には、高い平坦度と平滑性を有するガラス基板を高歩留りで製造できる製造方法を開示している。また、下記特許文献２には、基板表面特性を向上させ情報記録媒体用に好適なガラス基板の加工方法を開示している。さらに、下記特許文献３には、ガラス研削機の稼働率を向上させることができるガラス研削機用供給液のリサイクルシステムを開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９１２４７号公報
【特許文献２】特開２０００−３３９６７２号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のラッピング加工は、両面ラッピング装置において、ダイヤモンド砥粒等の硬質砥粒を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ディスクを密着させ、さらに上記ガラスディスクを上下定盤によって所定圧で挟圧しながら、ガラスディスクと上下定盤とを相対的に移動させることにより、ガラスディスクの両面を同時に研削するのが一般的である。この際、加工作用面を冷却したり、加工を促進するために研削液が供給される。この研削液は、使用後に再度ラッピング装置に供給され、循環使用される。
しかし、ラッピング工程では、大量の研削屑（以下「スラッジ」と呼ぶ）が発生し、研削液中にスラッジが混入したまま循環使用されると、定盤表面の砥粒がガラスディスク主表面に作用するのを妨害し、研削効率を著しく低下させてしまう。そのため従来では、濾過手段を用いて研削液中のスラッジを出来るだけ取り除くようにしていた。具体的には、例えば前記特許文献３では、研削機からの排出液を収容槽に溜め、0.5μｍ以下の微細孔中空糸膜を介してポンプで上記収容槽内の排出液を吸い上げて濾過された研削液を研削機に供給するリサイクルシステムが記載されている。この方法によれば、比較的大径のスラッジは上記収容槽内に沈殿し、小径のスラッジはポンプで吸い上げられる際に上記中空糸膜により濾過されるので、その結果、スラッジを殆ど含まない研削液が再び研削機へ供給され、循環利用される。
【０００６】
このように、従来は、研削加工に伴い研削液に混入するスラッジは出来るだけ取り除き、研削液を清浄に保つ方が良いとされていたが、本発明者の検討によると、研削液に含まれるスラッジを殆ど全て除去してしまった場合には、研削速度の低下は防止することが出来るが、定盤表面の砥粒がガラスディスク主表面に深く切り込んで表面粗さの悪化を招く場合があることが判明した。この場合、研削加工後に鏡面研磨等の仕上げ加工を実施しても研削痕が除去しきれず、ガラスディスク主表面に凹欠陥として残ってしまうので、磁気ディスクとしたときに、サーマルアスペリティ（ＴＡ）、ミッシング、ショートタイムモジュレーション等のエラーを起こしやすい。特に、情報記録密度が上昇し、記録ビットが小さくなるにつれて、高精度の平滑性を要求される磁気ディスク用ガラス基板として用いることが出来ない。
【０００７】
本発明は、このように、ガラスディスク主表面の研削工程で生じた研削痕がその後の研磨工程で除去しきれずに凹欠陥として残ってしまったり、仮にこの凹欠陥をより精密に除去しようとすれば、更に長い研磨加工時間を必要とし、その結果、製造コストを圧迫してしまうという従来の課題に鑑みなされたものである。従って、本発明の目的は、第一に、表面品質の向上を図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、第二に、加工時間の短縮、製品歩留の向上による製造コストの低減を可能とす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、第三に、高情報記録密度化に好適な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】
【０００８】
本発明者は前記課題を解決するために研究を行なったところ、ガラスディスク主表面の研削工程においては、研削液の中に所定範囲の大きさの粒子を積極的に混入させた方が好ましい作用効果が得られることを見い出した。そして、研削液中に混入している粒子の粒径と研削効率及びガラスディスク主表面の表面粗さとの間には相関があることを突き止めた。つまり、研削液中に所定の範囲よりも大きな粒子（例えばスラッジ）が混入していると、その粒子が定盤表面の砥粒のガラスディスク主表面への切り込みを妨害し、研削速度を大きく低下させるので、所定の表面粗さを得るためには研削加工時間が長くなる。一方、研削液中に混入している粒子の大きさが所定の範囲よりも小さいと、その粒子が上記砥粒とガラスディスクとの間の緩衝材としての作用を果たさなくなり、上記砥粒がガラスディスク主表面に深く切り込んでクラックなどの欠陥を生じさせるのでガラスディスク主表面の表面粗さを悪化させ、その後に研磨加工を行っても欠陥が残り製品歩留りが低下する。この欠陥をあくまでも研磨加工で除去しようとすると、研磨加工に長時間を要し、製造コストを圧迫する。すなわち、本発明者の鋭意研究により、従来のように研削液に含まれる粒子、例えば研削加工時に発生するスラッジを取り除いて研削液を出来るだけ清浄化させながら研削加工を行うのではなく、むしろ研削液にそのような粒子を積極的に介在させ、しかも研削液中に混入している粒子の粒径を所定の範囲内に管理することで、研削効率を低下させることなく、高歩留りを維持できることが判明した。
【０００９】
従って、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）砥石を固定した研削定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら前記定盤と前記ガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う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、前記ガラスディスク主表面の研削前の算術平均表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削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。
（構成２）砥石を固定した研削定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら前記定盤と前記ガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う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、前記砥石の算術平均表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削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。
（構成３）前記研削液に含有される粒子の平均粒径は、研削により得るガラスディスク主表面の算術平均表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整され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。
（構成４）前記研削液に含有される粒子の平均粒径は、研削前のガラスディスク主表面の算術平均表面粗さよりも小さく、研削により得るガラスディスク主表面の算術平均表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整され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。
（構成５）前記研削液に含有される粒子はガラス粒子であることを特徴とする構成１乃至４の何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）前記研削液はアルカリ性であることを特徴とする構成１乃至５の何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７）前記ガラスディスクは、アモルファスガラスを含むガラスディスクであることを特徴とする構成１乃至６の何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８）前記砥石にはダイヤモンド砥粒が含まれることを特徴とする構成１乃至７の何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９）端面が鏡面に研磨されたガラスディスクの主表面を前記研削を行う工程により研削した後、前記主表面を鏡面に研磨することを特徴とする構成１乃至８の何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１０）構成１乃至９の何れかに記載の製造方法により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。
【００１０】
本発明において、表面粗さとして用いるパラメータは日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に準拠して算出する算術平均表面粗さ（中心線平均高さとも言う）Ｒａのことである。本発明における表面粗さは、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定した表面領域粗さを用いることができる。以下、本明細書において、表面粗さとは算術平均表面粗さ（Ｒａ）をいうものとする。
【００１１】
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、構成１にあるように、ガラスディスク主表面の研削を行う工程を有し、該研削工程において、ガラスディスク主表面の研削前の表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行うことを特徴としている。
一般には、溶融ガラスから所定の大きさに成型された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ラッピング工程を行う。このラッピング工程では、先ずガラスディスク主表面の研削を行い、所定の表面粗さに仕上げている。このガラスディスク主表面の研削工程は、例えば両面同時加工機（研削機）を用いて、砥石を固定した上下の両定盤をガラスディスクに押し付け、研削液を供給しながら前記定盤と前記ガラスディスクとを相対的に移動させてガラスディスク主表面の研削を行う。本構成では、このガラスディスク主表面の研削工程において、ガラスディスク主表面の研削前の表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行うものである。
【００１２】
このように、ガラスディスク主表面の研削前の表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行うことにより、その粒子が定盤表面の砥石のガラスディスク主表面への切り込みを妨害しないため、研削効率の低下を防止できる。そのため、研削による所定の表面粗さを得るための加工時間が長くなることも防止できる。
なお、本発明の作用効果を損わない範囲内であれば、研削液中にガラスディスク主表面の研削前の表面粗さよりも大きな粒径の粒子を含有していてもよい。
【００１３】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、構成２にあるように、上記研削工程において、砥石の表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行うことを特徴としている。
このように、ガラスディスク主表面の研削工程において、定盤表面の砥石の表面粗さよりも小さな粒径の粒子を含有した研削液を供給しながら研削を行うことによっても、その粒子がガラスディスク主表面への砥石の切り込みを妨害しないため、研削効率の低下を防止でき、研削による所定の表面粗さを得るための加工時間が長くなることも防止できる。なお、構成２においても、本発明の作用効果を損わない範囲内であれば、砥石の表面粗さよりも大きな粒径の粒子を研削液中に含有していてもよい。
【００１４】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、上記研削液に含有される粒子の粒径の下限値については、構成３にあるように、その粒子の平均粒径が、研削により得るガラスディスク主表面の表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整されることが好ましい。
このように、ガラスディスク主表面の研削工程において、研削液に含有される粒子の平均粒径が、研削により得るガラスディスク主表面の表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整されることにより、その粒子が研削加工時の定盤表面の砥石とガラスディスクとの間の緩衝材としての作用を果たすため、上記砥石がガラスディスク主表面に深く切り込んでクラックなどの欠陥が生じるのを防止できる。従って、その後の研磨加工において研削加工で生じた欠陥を精密に取り除くための加工時間が長くなることも防止でき、高い製品歩留りを確保できて、製造コストの低減も図れる。
なお、上記研削液に含有される粒子の平均粒径の値は、例えば粗大な粒子が混入すると大きく上がってしまい、研削液に含有される粒子の粒度分布における代表的な粒径を表わしていない場合があるので、平均粒径の値の代わりに、例えば粒度分布のピーク（最頻値）に相当する粒径の値を用いて調整するようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、構成４にあるように、上記研削液に含有される粒子の平均粒径が、研削前のガラスディスク主表面の算術平均表面粗さよりも小さく、研削により得るガラスディスク主表面の算術平均表面粗さの所望値よりも大きくなるように調整されることも好ましい態様である。これにより、研削液に含有される粒子が砥石のガラスディスク主表面への切り込みを妨害しないため研削効率の低下を防止でき、しかもその粒子が砥石とガラスディスクとの間の緩衝材としての作用を果たすため、砥石がガラスディスク主表面に深く切り込んでクラックなどの欠陥が生じるのを防止できる。
上記研削液に含有される粒子は構成５にあるように、ガラス粒子であることが好ましい。ガラスディスクの研削加工に伴いガラス粒子である研削屑が必ず発生するので、研削液に別の粒子を供給する必要がなく、本発明における研削液の管理が容易だからである。また、研削液に含有される粒子と被加工物（ガラスディスク）が同じ材質であることにより、本発明の作用を向上させる観点からも好ましい。
また、上記研削液は構成６にあるように、アルカリ性であることが好適である。研削液がアルカリ性に調製されていることで、ガラスのエッチング作用による研削速度の向上が可能であるからである。研削液をアルカリ性に調製するためには、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ剤を研削液に添加して、ＰＨ８〜１２程度に調製することが好ましい。
【００１６】
本発明において用いるガラスディスクは、構成７にあるように、アモルファスガラスを含むガラスディスクであることが好ましい。アモルファスガラスを含むガラスディスクであれば、表面に結晶粒の分布が少ないので、研削効率の高い加工を行い易く、また研削加工による歪みが残留しにくいため、本発明の作用が好ましく得られ易いからである。本発明において、アモルファスガラスからなるガラスディスクであることがより好ましい。
また本発明におけるガラスディスクのガラス組成としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、石英ガラス、クリストバライト又はリチウムジシリケートを含むガラス等を用いることができるが、中でもアルミノシリケートガラスを用いると加工性、剛性の観点から実用性に優れている。
このようなアルミノシリケートガラスとしては例えば、少なくともアルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物を含有するアルミノシリケートガラスを用いることが好ましい。このようなガラスとしては、例えばSiO２を５８〜７５重量％、Al２O３を５〜２３重量％、Li２Oを３〜１０重量％、Na２Oを４〜１３重量％、主成分として含有するアルミノシリケートガラスを好ましく挙げることができる。
【００１７】
ここで、上記ガラスディスク主表面の研削工程に用いる両面加工機について説明する。図１は両面加工機の一例（遊星歯車運動方式）を示す部分断面図、図２は図１のII−II線に沿った断面図である。
多数の研削用ペレット１を保持したペレット保持板３ａ，４ａを取り付けた上定盤３及び下定盤４の間にキャリア５で保持したガラスディスク２が配置されている。上定盤３と下定盤４とは互いに反対方向に回転するようになっており、上定盤３と下定盤４との間には、サンギア６とインターナルギヤ７とが設けられ、キャリア５がこれらの間に配置されている。キャリア５の外周にはサンギヤ６とインターナルギヤ７とに噛み合う歯車が形成されている。これにより、上下定盤３，４の回転と共にサンギヤ６とインターナルギヤ７が回転して、キャリア５が自転及び公転（遊星歯車運動）するようになっている。
砥石である上記研削用ペレット１は、砥粒を樹脂等で固めたもので、各ペレット１の形状は、砥粒の材質や粒度、被加工物であるガラスディスクの材質の種類などに応じて、円形や四角形等、適宜選択される。また、その大きさについても適宜選択される。このような砥粒を固定したペレットの代表的なものとして、ダイヤモンドペレットが挙げられ、本発明においても、このダイヤモンドペレットを好ましく用いることが出来る（構成８）。ダイヤモンドペレットとは、所定の粒度のダイヤモンド砥粒を樹脂（例えばアクリル系樹脂等）などの支持材を用いて固定したもので、ダイヤモンド砥粒と支持材の混合割合を変えることで機械的性質の異なるダイヤモンドペレットを作製することができる。前述の構成２における砥石の表面粗さとは、このようなダイヤモンド砥粒を固定したダイヤモンドペレットを用いた場合、ガラスディスクに接触して作用する面、即ちダイヤモンドペレットの表面粗さのことである。
【００１８】
前述の構成１乃至４にあるように、研削液に含有される粒子の粒径或いは平均粒径を所定の範囲に管理する具体的な方法としては、研削機（例えば上述の両面加工機）から排出される使用済みの研削液を再び研削機に供給する循環経路の途中に、遠心分離機のような粒子除去手段やフィルターのような濾過手段を設置する方法を好ましく挙げることが出来る。この内、遠心分離機は、主に研削液に含有される粒子の平均粒径管理を行うことが可能である。遠心分離機を用いた場合、その回転数や、単位時間当たりの研削液供給流量などでカットポイントを調整することができる。例えば、回転数が高いほど、或いは、研削液供給流量が多いほど、カットポイントを粒径の大きい方へシフトさせるように調整できる。一方、フィルターは、研削液に含有される粒子の最大径管理を行うことが可能である。このようなフィルターとしては、例えば、中空糸フィルター、セラミックスフィルター、珪藻土フィルター等が例示される。中空糸フィルターの場合、その微細孔径の大きさにより粒子のカットポイントの調整が可能である。
【００１９】
本発明においては、上記の遠心分離機のような粒子除去手段やフィルターのような濾過手段をそれぞれ単独で用いてもよいし、これらを併用してもよい。遠心分離機とフィルターを併用する場合、研削機から排出される使用済みの研削液が再び研削機に供給される循環経路の途中の前段に遠心分離機を、後段にフィルターをそれぞれ配置するほうが、フィルターの目詰まりを防止する観点から望ましい。また、カットポイントが夫々異なる複数の遠心分離機を併用してもよい。
ここで、遠心分離機を単独で用いた場合の一例を挙げると、例えば、ガラスディスク主表面の研削前の表面粗さ、或いは、研削定盤の砥石の表面粗さに対して、ガラスディスク主表面の研削後の表面粗さの所望値が２桁オーダー程度異なる場合、前述の構成１乃至４にあるように研削液に含有される粒子の粒径或いは平均粒径を所定の範囲に管理するために、遠心分離機の運転条件を例えば次のように設定することができる。
【００２０】
Ra/100＜ｒ＜Ra    （１）
ｒ＝(4.5ηv)１／２・{x(ρ−ρ０)}−１／２・ω−１    （２）
η：研削液の粘性
v：粒子の遠心分離機回転軸からの垂線方向の速度（回転室の研削液供給点から外周壁に下した垂線の長さ／研削液の回転室内での平均滞在時間の値で代用可）
x：回転室内の外周壁から回転軸に下した垂線と内周壁から回転軸に下した垂線の平均長さ
ρ：粒子の密度
ρ０：粒子を含まない研削液の密度
ω：遠心分離機の角速度
【００２１】
上記（１）式のｒは、遠心分離機のカットポイント（除去される粒子の粒径）であり、上記（２）式で表わされる。また、上記（１）式におけるRaは、研削機の砥石の表面粗さＲａ（被加工物に接触して作用する面のＲａ）であり、ｒが上記（１）式の範囲内になるような運転条件が設定できる。
なお、上記（２）式は、ストークスの式として有名な下記（３）式を基に遠心分離機におけるパラメータを当てはめて導出することができる。
Ｄ（抵抗）＝６πηｒｖ    （３）
勿論、このように設定した遠心分離機の運転条件はあくまでも一例である。
【００２２】
また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、構成９にあるように、加工の順序として、端面が鏡面に研磨されたガラスディスクの主表面を前記研削を行う工程により研削した後、前記主表面を鏡面に研磨することも好適である。
従来の加工順序は、ガラスディスク主表面の研削を行って主表面を平坦化した後に、研磨工程に入り、先ずガラスディスクの端面（外周、内周）を研磨してから主表面の研磨を行い、端面及び主表面を鏡面化していた。ここで、ガラスディスク主表面の研削は上述したようにダイヤモンドペレットなどの固定砥粒を用いて行い、それに続くガラスディスクの端面研磨及び主表面研磨は、例えば酸化セリウム等の遊離砥粒と研磨パッドを用いて行っている。
このような従来の加工順序の場合、ガラスディスク主表面研削の後の端面研磨では、多数枚のガラスディスクをその主表面同士が直接又はスペーサーを介し積層された状態で加工されるため、各ガラスディスクの主表面には擦り傷やスクラッチなど凹欠陥が形成されやすい。従って、次工程の主表面研磨においてこの凹欠陥を精密に除去する必要があるため、多くの研磨取代を必要とする。研磨は研削に比べて除去レートが遅いので、所定の取代を除去するには長い加工時間を必要とする。また、この研磨取代が不十分な場合、凹欠陥として残留するので、磁気ディスクとしたときに、ＴＡ、ミッシング等のエラーを発生する原因ともなりやすい。
【００２３】
そこで、本発明者は、構成９のように、加工順序を変更し、つまり次の（１）〜（３）の順序でガラスディスクの加工を行うことを検討した。
（１）ガラスディスク端面研磨
（２）ガラスディスク主表面研削
（３）ガラスディスク主表面研磨
このように、ガラスディスクの端面研磨の後に主表面研削を行うことにより、端面研磨時に形成された主表面の傷やスクラッチなど凹欠陥を主表面研削時に除去する必要はあるが、研削の除去レートは速いので短い加工時間で終了し、主表面を平坦化できる。本発明者の検討によると、従来の加工順序と比べて、例えば１バッチ（１００枚）加工で約２０分の加工時間の短縮が可能になる。よって、１万枚のディスク加工を行うとすると、約３０時間程度の時間短縮が可能になる。また、この加工順序に加えて、上記ガラスディスク主表面研削を固定砥粒研削とすることが好適である。固定砥粒によるガラスディスク主表面研削を行うと、主表面研削時に端面品質を劣化させることが無く、前工程の端面研磨による鏡面状態を維持することができる。これに対して、遊離砥粒による主表面研削を行うと、除去レートを確保し研削時間を短縮する必要性等から、一般に硬度の高い砥粒（例えばアルミナ砥粒など）を含む遊離砥粒を用いる。しかし、このような硬度の高い砥粒は、主表面研削時に端面に回りこんだ遊離砥粒が端面に傷を付けやすいという問題がある。また、主表面研削時に、ディスクを保持するキャリアとディスク端面が接触するので、キャリアとディスク端面との間に遊離砥粒が介在して更に端面に傷を付けてしまうという問題がある。要するに、遊離砥粒による主表面研削を行うと、前工程の端面研磨による鏡面状態を劣化させ、ガラスディスク端面に傷が残ると磁気ディスクとしたときにＴＡなどの障害を発生し易い。
【００２４】
以上のように、本発明の構成９のような加工順序によれば、加工時間の短縮による製造コストの低減が可能となるため、低価格の磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを提供できる。また、ガラスディスクの主表面品質及び端面品質を共に鏡面化できるので、磁気ディスクの高記録密度化に資することができる。
【００２５】
本発明における磁気ディスクとしては例えば、上記製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板上に順次磁性層、保護層、潤滑層を形成した磁気ディスクを挙げる事ができる。磁性層としては高記録密度化に適したＣｏ系磁性層が好ましい。このような磁性層としては例えばＣｏＰｔ系磁性層、ＣｏＣｒＰｔ系磁性層を挙げることができる。磁性層の形成方法としてはＤＣマグネトロンスパッタリング法を好ましく挙げることができる。
保護層としては炭素系保護層を好ましく挙げることができる。炭素系保護層の中でも水素化炭素保護層、窒素化炭素保護層は潤滑層との密着性も高く特に好ましい。炭素中における水素濃度はＨＦＳ（水素前方散乱法）で測定したときに、１０at%〜３０at%、炭素中における窒素濃度はＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）で測定したときに、４at%〜12at%とすることが好ましい。保護層の形成に当っては、ＤＣマグネトロンスパッタリング法やプラズマＣＶＤ法などを好ましく挙げることができる。
【００２６】
潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）を好ましく用いることができる。ＰＦＰＥは柔軟な主鎖構造を備えるので適度な潤滑性を実現することができる。なおＰＦＰＥの末端官能基に極性基を導入したＰＦＰＥ誘導体を用いると更に好ましい。このような誘導体としてはアルコール変性ＰＦＰＥを挙げることができる。極性基とくに水酸基を備えるアルコール変性体は、炭素系保護層との密着性が高いので磁気ヘッドへの潤滑剤の移着を好適に抑制させることが出来るので好適である。潤滑層の形成方法としてはディップ法を例示することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、加工時間の短縮、製品歩留の向上による製造コストの低減を可能とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供できる。また、本発明によれば、ガラス基板の主表面品質及び端面品質の向上が図れる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供できる。さらに、本発明によれば、高情報記録密度化に好適な磁気ディスクを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について具体的実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
（実施例１）
以下、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。
（１）ラッピング工程（研削工程）
溶融ガラスからダイレクトプレスにより直径６６ｍｍφのアルミノシリケートガラスからなるアモルファスのガラスディスクを得た。アルミノシリケートガラスはＳｉＯ２：６３．６量％、Ａｌ２Ｏ３：１４．２重量％、Ｎａ２Ｏ：１０．４重量％、Ｌｉ２Ｏ：５．４重量％、ＺｒＯ２：６．０重量％、Ｓｂ２Ｏ３：０．４重量％の組成を有するアルミノシリケートガラスを用いた。
【００２９】
次いで、ガラスディスク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前述の図１及び図２に示す両面加工機を用いて行なった。具体的には、はじめに粒度＃４００のアルミナ遊離砥粒を用い、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ディスクの両面をラッピングした。次に、円筒状の砥石を用いてガラスディスク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。ガラスディスクの主表面の表面粗さは、Ｒａで１．１μｍであった。
次に、砥石を＃２８０のダイヤモンド集結砥粒をアクリル系樹脂で固めたダイヤモンドペレットに変え、ガラスディスク主表面の研削を行った。なお、上記ダイヤモンドペレットの表面粗さを測定したところ、Ｒａで１．０μｍであった。このときの加工圧力は１００ｇ／ｃｍ２、上下定盤の回転数は２０回転／秒、研削による除去厚みは２００μｍとした。
【００３０】
また、この研削加工は研削液を供給しながら行い、上記両面加工機から使用済み研削液が排出され再び供給される循環経路を設けると共に、その途中の前段に遠心分離機を設置し、後段に９０％除去径が３μｍの糸巻きフィルターを設置した。さらに、上記加工機から遠心分離機に至る経路の間及び遠心分離機から上記フィルターに至る経路の間にはそれぞれ４００リットルの貯液槽を設置した。研削液は、水溶性研削液を純水で希釈したものを加工機に供給した。上記遠心分離機は、回転室容量１０リットル、外径３２ｃｍ、回転室内の外周壁から回転軸に下した垂線と内周壁から回転軸に下した垂線の平均長さ１３ｃｍ、回転室の研削液供給点から外周壁に下した垂線の長さ６ｃｍのものを使用した。遠心分離機の運転は次の条件で行った。
回転数：１７００回転／秒  即ちω＝１７８秒−１
研削液供給速度：１０リットル／分  即ち研削液の回転室内での平均滞在時間＝６０秒
また、回転式粘度計で測定した上記研削液の粘度は、1.1×10−２ポイズ、研削液の密度は１．０ｇ／ｃｍ２、研削加工に伴い研削液中に混入してくるガラス粒子のスラッジの密度は２．５ｇ／ｃｍ２であった。
【００３１】
以上のパラメータを前述の（２）式に代入すると、遠心分離機のカットポイントはｒ＝０．９０μｍである。
このような運転条件を利用し、遠心分離機及びフィルターを経て両面加工機へ供給される研削液に含まれるスラッジの粒度分布を、最大粒径Dmax＝０．９μｍ、平均粒径Da＝０．４８μｍとなるように調整した。なお、粒度分布のピーク径は０．２８μｍとなるように調整した。
以上のようにして、ガラスディスクを７バッチ（７００枚）加工しても加工レートは低下せず、約５μｍ／分で安定していた。こうして研削加工により得られたガラスディスク主表面の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒａが０．０９μｍの平滑な面であり、研削加工による表面粗さの所望値（Ｒａで０．１μｍ程度）が得られていることを確認した。なお、表面粗さはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）による表面領域測定結果から日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に準拠して算出したものである。
【００３２】
（２）鏡面研磨工程
次いで、ブラシ研磨により、ガラスディスクを回転させながらガラスディスクの端面（内周、外周）の表面の粗さを、Ｒａで０．０４μｍ程度に研磨した。
この後、ガラスディスク主表面の第１鏡面研磨工程をラッピング工程で使用した遊星歯車運動式の両面加工機と同様の両面研磨加工機を用いて行なった。両面研磨加工機においては、ポリッシャとして研磨パッド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ディスクを密着させ、このキャリアをサンギアと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ディスク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、ガラスディスクが定盤上で自転しながら公転（遊星歯車運動）して両面を同時に鏡面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発泡ウレタンの研磨パッドを用い、研磨工程を実施した。研磨液として酸化セリウム系研磨砥粒と純水を含む遊離砥粒を用いた。
なお、上述の端面研磨工程で、ガラスディスク主表面に積層加工による傷やスクラッチなどの凹欠陥が形成されたため、この凹欠陥を除去するのに多くの研磨取代を必要とし、研磨加工時間を長く要した。
【００３３】
次に第１鏡面研磨工程で使用したものと同じタイプの両面研磨加工機を用い、ポリシャを軟質の研磨パッド（スウェードパット）に変えて、第２鏡面研磨工程を実施した。この第２鏡面研磨工程は、上述した第１鏡面研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、例えば表面粗さがＲｍａｘで５nm以下、Ｒａで0.5nm以下となる低減させることを目的とするものである。この鏡面研磨工程により、ガラスディスク主表面が鏡面状態に仕上げられる。
研磨液は酸化セリウム系研磨砥粒と純水を含む遊離砥粒を用いた。
鏡面研磨加工後のガラスディスクを、硫酸を含む洗浄液で洗浄し研磨砥粒などの残渣を除去して清浄化した。
こうして研磨加工まで終えたガラスディスクを集光ランプのもとで目視検査したところ、検査したガラスディスク３００枚の内、欠陥が確認されたのは２枚のみで、９９．３％の高歩留りであった。
また、得られたガラスディスクの表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒｍａｘが４．０nm、Ｒａが０．４nmの平滑な鏡面であることを確認した。
【００３４】
（３）化学強化工程
次に、以下の条件で低温型イオン交換法による化学強化工程を施した。
化学強化は硝酸カリウム（60％）と硝酸ナトリウム（４０％）の混合した化学強化溶融塩を用意し、この化学強化溶融塩にガラスディスクを浸漬して化学強化処理を行なった。この化学強化工程によりガラスディスク表面には高い圧縮応力が形成されるので、耐衝撃性に優れたガラス基板を得ることができる。
化学強化を終えたガラスディスクを洗浄し、乾燥した。
次に、上記洗浄を終えたガラスディスク表面の目視検査及び光の反射・散乱・透過を利用した精密検査を実施した。その結果、ガラスディスク表面に付着物による突起や、傷等の欠陥は発見されなかった。
以上のとおり、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板が得られた。
【００３５】
（実施例２）
次に本実施例の磁気ディスクを以下のようにして製造した。
本実施例における磁気ディスクは、実施例１で得られた磁気ディスク用ガラス基板上に順次、下地層、磁性層、保護層、潤滑層が形成された磁気ディスクである。
上記ガラス基板上に順次ＤＣマグネトロンスパッタリング方法を用いてアルゴン雰囲気中で下地層及び磁性層を形成した。
下地層は磁性層の磁性粒子をディスクの面内に配向させる作用を備える。ＣｒＷ合金金属を用いた。
次に磁性層を成膜した。磁性層の材料にはＣｏＣｒＰｔＢ合金の強磁性磁性層を用いた。
このように磁性層まで成膜した磁気ディスク上に保護層をプラズマＣＶＤ法で成膜した。具体的にはアセチレンガスを用いて水素化炭素保護層を形成した。膜厚は５nmである。ＨＦＳ（水素前方散乱法）で水素含有量を測定したところ２０ａｔ％含有されていた。
この保護層上にディップ法で潤滑層を形成した。具体的には主鎖の両末端に水酸基を備えるパーフロロポリエーテル化合物からなる潤滑剤を塗布した。膜厚は１nmである。この潤滑層を成膜後、１００℃で加熱処理を行い、潤滑層を保護層上に密着させた。
【００３６】
以上のようにして本実施例の磁気ディスクを得た。
得られた磁気ディスクについて、グライド特性評価を行ったところ、タッチダウンハイトは、4.5nmであった。タッチダウンハイトは、浮上しているヘッドの浮上量を順に下げていき（例えば磁気ディスクの回転数を低くしていく）、磁気ディスクと接触し始める浮上量を求めて、磁気ディスクの浮上量の能力を測るものであるが、通常、40Gbit/inch2以上の記録密度が求められるHDDでは、タッチダウンハイトは5nm以下であることが求められる。
また、ヘッド浮上時の浮上量を１２ｎｍとし、７０℃、８０％ＲＨ環境下で、ヘッドのロード・アンロード動作を繰り返して行うLUL耐久性について試験したところ、60万回のLUL連続試験後でも、ヘッドクラッシュ障害は発生しなかった。通常に使用されるHDDでは、LUL回数が60万回を越えるには１０年間程度の使用が必要とされている。また、フライングハイト12nmのGMRヘッドを用いてサーマルアスペリティ（ＴＡ）試験を行ったところ、サーマルアスペリティ障害は発生しなかった。
【００３７】
（実施例３）
実施例１の磁気ディスク用ガラス基板の製造工程において、実施例１の加工順序を変更し、成型されたガラスディスクの端面の研削を行ってから、端面鏡面研磨を実施し、その後にガラスディスク主表面の研削を行い、さらに主表面鏡面研磨を実施した。つまり、ガラスディスクの端面を鏡面に研磨した後に、ガラスディスクの主表面の研削を行った点が実施例１と異なる。それ以外の、例えば各工程の加工条件等は実施例１と同様とした。
本実施例では、ガラスディスクの端面鏡面研磨の後に、主表面研削を行ったので、端面鏡面研磨時に形成された主表面の傷、スクラッチ等の凹欠陥は、除去レートの速い研削加工により短い時間で取り除くことが出来、その後の主表面鏡面研磨加工時間を特に長くする必要がなかったため、実施例１と比べると、１バッチ（１００枚）加工で約２０分の時間短縮が可能になった。
本実施例により得られた磁気ディスク用ガラス基板上に、実施例２と同様にして磁性層等を形成し、磁気ディスクを製造した。得られた磁気ディスクを実施例２と同様に評価したところ、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害の発生も無く、良好な評価が得られた。
【００３８】
（比較例）
本比較例では、実施例１の（１）ラッピング工程において、実施例１と同様に、研削加工は研削液を供給しながら行い、両面加工機から使用済み研削液が排出され再び供給される循環経路の途中の前段に遠心分離機を設置し、後段に９０％除去径が３μｍの糸巻きフィルターを設置したが、遠心分離機の運転は以下の条件で行った。
回転数：７０００回転／秒
研削液供給速度：０．３リットル／分
このような運転条件の遠心分離機及びフィルターを経て両面加工機へ供給される研削液にはスラッジは含まれていなかった。つまり、研削加工により生じるスラッジは遠心分離機及びフィルターを経て除去され、スラッジを含まない研削液が両面加工機に供給されている。
以上のようにして、ガラスディスクを７バッチ（７００枚）加工したところ、初期の加工レートは約５μｍ／分であったが、次第に約４μｍ／分まで低下した。こうして研削加工により得られたガラスディスク主表面の表面粗さをＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定したところ、Ｒｍａｘで２．５μｍ、Ｒａが０．１８μｍであり、特にＲｍａｘが大きな値を示した。砥粒がガラスディスクに深く切り込んだ研削痕が形成され、表面粗さが悪化した。
なお、研削液の循環を行わず、新品の研削液のみを供給しながら同様に研削を行ったところ、この比較例と同様にガラスディスクに研削痕が確認された。
【００３９】
研削工程後、研磨工程及び化学強化工程を実施例１と同様にして実施し、本比較例の磁気ディスク用ガラス基板を得た。なお、研磨加工まで終えたガラスディスクを集光ランプのもとで目視検査したところ、検査したガラスディスク３００枚の内、欠陥が確認されたのは６１枚に及び、７９．７％の低歩留りであった。この欠陥は、研削加工後に研磨加工を実施しても研削痕が除去しきれなかったもので、あくまでもこの欠陥を精密に除去しようとすると、研磨加工に長時間を要し、製造コストが高騰してしまう。
本比較例の磁気ディスク用ガラス基板上に、実施例２と同様にして磁性層等を形成し、磁気ディスクを製造した。得られた磁気ディスクを実施例２と同様に評価したところ、ヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害が発生してHDDが故障した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】研削加工に用いる両面加工機の一例を示す部分断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  研削用ペレット
２  ガラスディスク
３  上定盤
４  下定盤
３ａ，４ａ  ペレット保持板
５  キャリア
６  サンギヤ
７  インターナルギヤ
【図１】
2005202997.tif 000003
【図２】
2005202997.tif 000004