(57)【要約】【課題】製造コストの増大を抑制しながら、欠陥品の流通を効果的に抑制することが可能な情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、円環状のガラス基板を形成する工程と、ガラス基板の内周縁部にレーザー光を照射して異質相を形成することで内周縁部を強化するとともに、レーザー光が内周縁部の欠陥部分で散乱して生じた散乱光を検出することで欠陥検査を行なう工程とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
円環状のガラス基板を形成する工程と、
前記ガラス基板の内周縁部にレーザー光を照射して異質相を形成することで前記内周縁部を強化するとともに、前記レーザー光が前記内周縁部の欠陥部分で散乱して生じた散乱光を検出することで欠陥検査を行なう工程とを備えた、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記レーザー光は、前記情報記録媒体用ガラス基板における記録面に相当する部分を避けた位置に照射される、請求項１に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス基板を回転させるとともに、前記レーザー光を照射するレーザーを前記ガラス基板の径方向に移動させることにより、前記内周縁部の強化および欠陥検査を行なう工程が実施される、請求項１または請求項２に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー光を照射するレーザーを前記ガラス基板の円周方向に回転させるとともに、前記レーザーを前記ガラス基板の径方向に移動させることにより、前記内周縁部の強化および欠陥検査を行なう工程が実施される、請求項１または請求項２に記載の情報記録媒体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、情報記録媒体用ガラス基板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装置などに用いられる情報記録媒体には、従来からガラス基板が用いられている。これらの基板上に磁気薄膜層が形成され、磁気薄膜層を磁気ヘッドで磁化することにより、磁気薄膜層に情報が記録される。
【０００３】
ガラス基板は、脆性材料であるため、落下などの衝撃により、損傷することがある。しかし、ガラス基板が軽い衝撃によって簡単に損傷したのでは、ハードディスクドライブ装置の使用性に問題があるため、ガラス基板の強度を高めることが要求されている。
【０００４】
また、近年、ハードディスクドライブ装置においては、２．５インチの記録媒体１枚で、記録容量が５００ＧＢ（片面２５０ＧＢ）、面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上の記録密度を有するものが開発されており、磁気ヘッドと情報記録媒体との間の距離（フライングハイト）がさらに小さくなってきている。このため、ガラス基板のゆがみに対する要求性能が厳しくなってきており、この意味においても、ガラス基板の強度を高めることが要求されている。
【０００５】
円環状のガラス基板の中央部分は、製造工程およびハードディスクドライブ装置内において、固定装置によってクランプされる（このクランプされる部分を、本明細書では、「クランプ部分」と称する場合がある。）。クランプ部分は、情報が記録される部分ではない。しかし、クランプ部分に欠陥が存在することにより、ガラス基板の強度が低下し、損傷しやすくなることが懸念される。
【０００６】
特開２００６−５９４６３号公報（特許文献１）には、上記クランプ部分を強化するために、ガラス基板に異質相を形成することが示されている。
【０００７】
また、特開２００１−１７４４１５号公報（特許文献２）には、ガラス基板の表面欠陥検査装置において、面板に光ビームを照射する投光系と、面板からの反射光を受光する受光素子とを設けることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−５９４６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７４４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のとおり、ガラス基板のクランプ部分を強化すること、および、光ビームを照射してガラス基板の欠陥を検査することは、従来から、個別には開示されている。しかし、情報記録媒体用ガラス基板のクランプ部分の強化と、当該部分の欠陥検査とを同時に行なおうとする考え方は、従来なかったものである。
【００１０】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ガラス基板におけるクランプ部分の強化および検査を簡単な工程におこなうことにより、製造コストの増大を抑制しながら、欠陥品の流通を効果的に抑制することが可能な情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、円環状のガラス基板を形成する工程と、ガラス基板の内周縁部にレーザー光を照射して異質相を形成することで内周縁部を強化するとともに、レーザー光が内周縁部の欠陥部分で散乱して生じた散乱光を検出することで欠陥検査を行なう工程とを備える。
【００１２】
１つの実施態様では、上記情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、レーザー光は、情報記録媒体用ガラス基板における記録面に相当する部分を避けた位置に照射される。
【００１３】
１つの実施態様では、上記情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、ガラス基板を回転させるとともに、レーザー光を照射するレーザーをガラス基板の径方向に移動させることにより、内周縁部の強化および欠陥検査を行なう工程が実施される。
【００１４】
１つの実施態様では、上記情報記録媒体用ガラス基板の製造方法において、レーザー光を照射するレーザーをガラス基板の円周方向に回転させるとともに、レーザーをガラス基板の径方向に移動させることにより、内周縁部の強化および欠陥検査を行なう工程が実施される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガラス基板におけるクランプ部分の強化および検査を簡単な工程におこなうことにより、製造コストの増大を抑制しながら、欠陥品の流通を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板の斜視図である。
【図２】実施の形態における情報記録媒体の斜視図である。
【図３】実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を示すフロー図である。
【図４】実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板のクランプ部分と記録面とを示す図である。
【図５】レーザー光による異質相形成について説明する図である。
【図６】本発明の実施例１に係る情報記録媒体用ガラス基板のクランプ部の強化および検査工程を実施するための装置を示す図である。
【図７】本発明の実施例２に係る情報記録媒体用ガラス基板のクランプ部の強化および検査工程を実施するための装置を示す図である。
【図８】本発明の実施例３に係る情報記録媒体用ガラス基板のクランプ部の強化および検査工程を実施するための装置を示す図である。
【図９】図６〜図８に示す装置を制御する機構を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態および実施例について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１８】
なお、以下に説明する実施の形態および実施例において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００１９】
（情報記録媒体１の構成）
図１および図２を参照して、情報記録媒体用ガラス基板１Ｇおよび情報記録媒体１の構成について説明する。図１は、情報記録媒体用ガラス基板１Ｇの斜視図、図２は、情報記録媒体の斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、情報記録媒体１に用いられる情報記録媒体用ガラス基板１Ｇ（以下、「ガラス基板１Ｇ」と称する。）は、中心に孔１１が形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板１Ｇは、外周端面１２、内周端面１３、表主表面１４、および裏主表面１５を有している。ガラス基板１Ｇとしては、アモルファスガラス等を用い、たとえば、外径約６５ｍｍ、内径約２０ｍｍ、厚さ約０．８ｍｍ、表面粗さは、約２．０Å以下である。
【００２１】
ガラス基板１Ｇのインチサイズに特に限定はなく、０．８インチ、１．０インチ、１．８インチ、２．５インチ、３．５インチ各種ガラス基板１Ｇを、情報記録媒体用のディスクとして製造してもよい。
【００２２】
落下衝撃によるガラス基板１Ｇの割れに対して有効であることから、ガラス基板１Ｇの厚みは０．３０ｍｍ〜２．２ｍｍが好ましい。ここでいうガラス基板１Ｇの厚みとは基板上の点対象となる任意の何点かで測定した値の平均値を意味する。
【００２３】
図２に示すように、情報記録媒体１は、上記したガラス基板１Ｇの表主表面１４上に磁気薄膜層２３が形成されている。図示では、表主表面１４上にのみ磁気薄膜層２３が形成されているが、裏主表面１５上に磁気薄膜層２３を設けることも可能である。
【００２４】
磁気薄膜層２３の形成方法としては従来公知の方法を用いることができ、例えば磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂を基板上にスピンコートして形成する方法、スパッタリングにより形成する方法、無電解めっきにより形成する方法が挙げられる。
【００２５】
スピンコート法での膜厚は約０．３〜１．２μｍ程度、スパッタリング法での膜厚は０．０４〜０．０８μｍ程度、無電解めっき法での膜厚は０．０５〜０．１μｍ程度であり、薄膜化および高密度化の観点からはスパッタリング法および無電解めっき法による膜形成がよい。
【００２６】
磁気薄膜層２３に用いる磁性材料としては、特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、高い保持力を得るために結晶異方性の高いＣｏを基本とし、残留磁束密度を調整する目的でＮｉ、Ｃｒを加えたＣｏ系合金などが好適である。近年では、熱アシスト記録用に好適な磁性層材料として、ＦｅＰｔ系の材料が用いられるようになってきている。
【００２７】
磁気ヘッドの滑りをよくするために磁気薄膜層２３の表面に潤滑剤を薄くコーティングしてもよい。潤滑剤としては、例えば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。
【００２８】
必要により下地層、保護層を設けてもよい。情報記録媒体１における下地層は磁性膜に応じて選択される。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。
【００２９】
下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造としても構わない。例えば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層としてもよい。
【００３０】
磁気薄膜層２３の摩耗、腐食を防止する保護層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。保護層は、下地層、磁性膜など共にインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の層からなる多層構成としてもよい。
【００３１】
上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護層に替えて、Ｃｒ層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層を形成してもよい。
【００３２】
（ガラス基板１Ｇの製造工程）
次に、図３を参照して、本実施の形態に係るガラス基板１Ｇの製造方法を説明する。図３は、ガラス基板１Ｇの製造方法を示すフロー図である。
【００３３】
まず、ステップ１０（以下、「Ｓ１０」と略す。ステップ１１以降も同様。）の「ガラス溶融工程」において、ガラス基板を構成するガラス素材を溶融する。
【００３４】
Ｓ１１の「プレス成形工程」において、溶融させたガラス素材を上型および下型を用いたプレスによりガラス基板を作製した。使用したガラス組成は、一般的なアルミノシリケートガラスを用いた。ガラス基板の作製方法としては成形に限らず、公知の手法である板ガラスからの切り出し等でも構わず、ガラス組成もこれに限らない。
【００３５】
Ｓ１２の「第１ラップ工程」において、ガラス基板の両主表面をラッピング加工した。この第１ラップ工程は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置を用いて行なった。具体的には、ガラス基板の両面に上下からラップ定盤を押圧させ、研削液をガラス基板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なった。このラッピング加工により、おおよそ平坦な主表面を有するガラス基板を得た。
【００３６】
Ｓ１３の「コアリング工程」において、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、ガラス基板の中心部に穴を形成し、円環状のガラス基板を作製した。ガラス基板の内周端面、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実施した。
【００３７】
Ｓ１４の「第２ラップ工程」において、ガラス基板の両主表面について、上記第１ラップ工程（Ｓ１２）と同様に、ラッピング加工を行なった。この第２ラップ工程を行なうことにより、前工程のコアリングや端面加工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る。その結果、後工程での主表面の研磨時間を短縮することができる。
【００３８】
Ｓ１５の「外周研磨工程」において、ガラス基板の外周端面について、ブラシ研磨による鏡面研磨を行なった。このとき研磨砥粒としては、一般的な酸化セリウム砥粒を含むスラリーを用いた。
【００３９】
Ｓ１６の「第１ポリッシュ工程」において、主表面研磨を行なった。この第１ポリッシュ工程は、上述の第１および第２ラップ工程（Ｓ１２，Ｓ１４）において主表面に残留したキズや反りを矯正することを主目的とするものである。この第１ポリッシュ工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により主表面の研磨を行なった。研磨剤としては、一般的な酸化セリウム砥粒を用いた。
【００４０】
Ｓ１７の「化学強化工程」において、ガラス基板１Ｇの主表面に対して表面強化層を形成した。具体的には、３００℃に加熱された硝酸カリウム（７０％）と硝酸ナトリウム（３０％）の混合溶液中に、ガラス基板１Ｇを約３０分間浸漬することによって化学強化を行なった。その結果、ガラス基板の内周端面および外周端面のリチウムイオンおよ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およびカリウムイオンにそれぞれ置換され、圧縮応力層が形成されることでガラス基板の主表面及び端面が強化された。
【００４１】
Ｓ１８の「第２ポリッシュ工程」において、主表面研磨工程を施した。この第２ポリッシュ工程は上述までの工程で発生、残存している主表面上の微小欠陥等を解消して鏡面状に仕上げること、反りを解消し所望の平坦度に仕上げることを目的とする。この第２ポリッシュ工程は、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により研磨を行なった。研磨剤としては、平滑面を得る為に平均粒径が約２０ｎｍのコロイダルシリカを用いた。
【００４２】
Ｓ１９の「最終洗浄工程（Final  Cleaning）」において、ガラス基板の主表面、端面
の最終洗浄を実施する。これによりガラス基板上に残存する付着物を除去する。
【００４３】
Ｓ２０の「記録面検査工程」において、情報を記録する部分である記録面の欠陥検査を行なう。記録面の欠陥検査は、ガラス基板のクランプ部分をクランプした状態で行なわれる。
【００４４】
Ｓ２１の「クランプ部強化および検査工程」において、レーザー光を用いて、クランプ部の強化および検査が同時に行なわれる。
【００４５】
（クランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）の実施形態）
以下、上述したクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）の具体的な実施形態について説明する。クランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）は、図５に示すように、ガラス基板１Ｇの内周縁部に位置するクランプ部分１Ｇ０（図４参照）にレーザー光ＬＢを照射して、母材と物性の異なる異質相を形成することでクランプ部分１Ｇ０を強化する（強化工程）と同時に、レーザー光ＬＢがクランプ部分の欠陥部分Ｄで散乱して生じた散乱光ＳＣを検出することで欠陥検査を行なう（検査工程）というものである。
【００４６】
本実施の形態では、レーザー光ＬＢは、記録面１Ｇ１（図４参照）に相当する部分を避けた位置に照射される。このように、レーザー照射領域を、クランプ部周辺に限定することで、データ記録面には影響を及ぼさないでガラス基板の強化および欠陥検査を行なうことが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態において、ガラス基板の強化および検査に使用するレーザーは、超短パルス（フェムト秒）レーザーである。超短パルスレーザーを用いることにより、極めて短い時間にエネルギーが集中するため、光エネルギーが熱エネルギーに変換されにくく、検出すべき極微小な欠陥のさらなる損傷を押さえることができる。さらに、超短パルスレーザーを用いることにより、高照射エネルギーとすることができるので、欠陥信号のＳＮ比（信号雑音比）が高くなるため、極微小な欠陥が検出できる。具体的なレーザーの波長としては特に制限はないが、４００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度の波長を有するレーザーを好ましく用いることができる。特に、ガラスの強化及び検査精度の両立の観点では、５００ｎｍ〜９００ｎｍ程度の波長を有するレーザーを特に好ましく用いることができる。
【００４８】
なお、本実施の形態に係るクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）は、図３に示すように、一連の製造工程の中に組み込まれてもよいし、そうでなくともよい。たとえば、一度クランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）を経たガラス基板に対して、部分的かつ追加的に強化ないし検査を行なってもよい。
【００４９】
＜実施例＞
以下、上述したクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）の具体的な態様を、実施例１〜３として説明する。
【００５０】
図６は、実施例１に係るクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）を実施するための装置を示す図である。
【００５１】
図６に示すように、光学系１００は、ガラス基板１Ｇに向けてレーザー光ＬＢを照射するレーザー２００と、ガラス基板１Ｇに照射されたレーザー光ＬＢの散乱光ＳＣを検出するセンサー３００とを含む。
【００５２】
センサー３００としては、光電子増倍管（ＰＭＴ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）が用いられる。
【００５３】
ガラス基板１Ｇは、スピンドル４００（エアスピンドル）上に保持される。スピンドル４００によってガラス基板１Ｇは回転させられる。また、光学系１００は、図６中の矢印ＤＲ１方向（ガラス基板１Ｇの径方向）に移動可能である。ガラス基板１Ｇの回転および光学系１００の移動により、ガラス基板１Ｇのクランプ部分全域にレーザー光ＬＢを照射することが可能となる。
【００５４】
図６に示すスピンドル４００は、ガラス基板１Ｇの中央の孔から１ｍｍ以下の部分を保持している。この部分は、実際にクランプされない部分であるため、本実施例では、実際にクランプする部分に触れずにガラス基板１Ｇの強化および検査を行なうことが可能である。
【００５５】
図７は、実施例２に係るクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）を実施するための装置を示す図である。
【００５６】
図７に示すように、実施例２に係る装置は、実施例１の変形例であって、スピンドル４００として、上方が狭まるテーパー型の固定スピンドルを用いる。光学系１００は、図７中の矢印ＤＲ１方向（ガラス基板１Ｇの径方向）に移動可能であるとともに、図７中の矢印ＤＲ２方向（ガラス基板１Ｇの円周方向）に回転可能である。光学系１００の移動および回転により、ガラス基板１Ｇのクランプ部分全域にレーザー光ＬＢを照射することが可能となる。
【００５７】
実施例２のその他の部分については、実施例１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００５８】
図８は、実施例３に係るクランプ部強化および検査工程（Ｓ２１）を実施するための装置を示す図であり、（ａ）が側面図、（ｂ）が上面図である。
【００５９】
図８に示すように、実施例３に係る装置は、実施例１の変形例であって、ローラー５００によってガラス基板１Ｇの外周部分を３点保持している。ローラー５００が図８中の矢印ＤＲ３方向に回転することにより、ガラス基板１Ｇが回転する。また、光学系１００は、図８中の矢印ＤＲ１方向（ガラス基板１Ｇの径方向）に移動可能である。ガラス基板１Ｇの回転および光学系１００の移動により、ガラス基板１Ｇのクランプ部分全域にレーザー光ＬＢを照射することが可能となる。
【００６０】
実施例３のその他の部分については、実施例１と同様であるので、詳細な説明は繰り返さない。
【００６１】
図９は、実施例１〜３に係る装置を制御する機構を説明するための図である。図９（ａ）に示すように、制御機構は、コンピューター３０と、モニター４０とを備える。コンピューター３０によって、実施例１〜３に係る光学系１００、レーザー２００、センサー３００、スピンドル４００およびローラー５００の動作が制御される。
【００６２】
図９（ｂ）は、制御操作を行なう際のモニター４０の表示内容を示す図である。図９（ｂ）に示すように、設定された強化・検査領域４１および入力されたパラメーター４２がモニター４０に表示される。
【００６３】
図９（ｃ）は、強化および検査工程（Ｓ２１）により検出されたクランプ部の欠陥位置を表すモニター４０の表示内容を示す図である。図９（ｃ）に示すように、設定された強化・検査領域４１内において検出された欠陥の位置がモニター４０に表示される。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６５】
１  情報記録媒体、１Ｇ  情報記録媒体用ガラス基板、１Ｇ０  クランプ部分、１Ｇ１  記録面、１１  孔、１２  外周端面、１３  内周端面、１４  表主表面、１５  裏主表面、２３  磁気薄膜層、３０  コンピューター、４０  モニター、１００  光学系、２００  レーザー、３００  センサー、４００  スピンドル、５００  ローラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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