(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開孔を有するガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板の元となるガラス素板の面に、略同心円状に沿ってレーザ光を照射した内周円部の線と外周円部の線とを形成するステップと、
前記外周円部の線の外側部分を輻射熱により加熱することによって、前記ガラス素板の前記外周円部の線の外側部分を前記外周円部の線の内側部分に対して相対的に熱膨張させて前記外周円部の線において隙間を形成させ、前記外周円部の線の前記内側部分と前記外周円部の線の前記外側部分とを分離するステップと、
前記内周円部の線の外側部分を輻射熱により加熱することによって、前記ガラス素板の前記内周円部の線の前記外側部分を相対的に熱膨張させて前記内周円部の線において隙間を形成させ、前記内周円部の線の内側部分と前記内周円部の線の前記外側部分とを分離するステップと、
を備えることを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記外周円部の線の外側部分の輻射熱による加熱又は前記内周円部の線の外側部分の輻射熱による加熱は、前記輻射熱の加熱源と前記ガラス素板とを非接触にして行われる、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記加熱源は、前記ガラス素板の主表面の両側に設けられる、請求項２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記レーザ光の照射は、前記内周円部の線及び前記外周円部の線の線上の離散的な位置に孔を断続的に形成する処理である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記断続的に形成された前記孔のそれぞれから、隣りの孔に向かって進展したクラックが形成される、請求項４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記孔は貫通孔である、請求項４又は５に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記ガラス素板の厚さは、０．６ｍｍ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
前記開孔を有する前記ガラス基板の主表面を研削又は研磨するステップをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項９】
前記開孔を有する前記ガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のガラス基板の製造方法で製造される前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面に少なくとも磁性層を形成するステップをさらに備える、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、レーザ光を用いて形状加工してガラス基板を製造するガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）記録装置、あるいは、クラウドコンピューティングのデータセンター等には、データ記録のためにハードディスク装置が用いられる。ハードディスク装置では、円盤状の非磁性体の磁気ディスク用ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられる。磁気ディスクは、例えば、浮上距離が５ｎｍ程度であるＤＦＨ（Ｄｉｓｋ  Ｆｌｙｉｎｇ  Ｈｅｉｇｈｔ）タイプの磁気ヘッドに組み込まれる。【０００３】
このようなＤＦＨタイプの磁気ヘッドでは、上記浮上距離が短いため、磁気ディスクの主表面に微小粒子等が付着することは避けなければならない。この微小粒子の付着を抑制するために、ガラス基板の主表面のみならず端面においても表面粗さが小さいことが望ましい。【０００４】
このような磁気ディスクの要求を満足するために、磁気ディスク用ガラス基板の内側端面の表面粗さを小さくしたガラス基板を、効率よく製造する技術が知られている（特許文献１）。
具体的には、パルスレーザ光の焦線を基板内の複数の位置に向け、複数の位置でガラス基板に吸収させて、予め定められた第１のパス上に、貫通孔の欠陥ラインをつくり、さらに、第１のパスに沿ってガラス基板を加熱してクラックを進展させてガラス基板から第１のパスに対して内側の部分を分離し、さらに、この内側の部分を加熱してガラス基板から抜き取る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０８３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記技術では、第１のパスに沿ってガラス基板を加熱してクラックを進展させてガラス基板から第１のパスに対して内側の部分を分離することはできても、この内側の部分を加熱してガラス基板から安定して抜き取ることが十分にできなかった。例えば、レーザを用いて欠陥を形成した後、第１のパスに沿ってガラス基板を加熱してクラックを進展させてガラス基板から第１のパスに対して内側の部分を分離するとき、クラックによる分離が熱によって再固着して確実に分離できない場合があり、この場合、内側の部分を加熱しても再固着した部分が分離できない、ことがわかった。
このため、レーザ光を用いてガラス基板の内側端面の表面粗さを小さくしたガラス基板を、効率よく製造することが難しかった。
また、近年、ガラス基板の板厚は薄くなっているため、レーザ照射及び加熱による分離を含む処理の際に割れが発生し易い。この点でも板厚の薄いガラス基板を、確実に製造することが望まれる。【０００７】
そこで、本発明は、ガラス基板の端面の表面粗さを小さくするために、レーザ光を用いてガラス基板の素となるガラス素板を形状加工する際に、ガラス素板から所定の形状のガラス基板を、確実に分離して抜き取ることができるガラス基板の製造方法及びこの製造方法を用いた磁気ディスク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】
本発明の一態様は、開孔を有するガラス基板の製造方法である。当該製造方法は、
前記ガラス基板の元となるガラス素板の面に、略同心円状に沿ってレーザ光を照射した内周円部の線と外周円部の線とを形成するステップと、
前記外周円部の線の外側部分を輻射熱により加熱することによって、前記ガラス素板の前記外周円部の線の外側部分を前記外周円部の線の内側部分に対して相対的に熱膨張させて前記外周円部の線において隙間を形成させ、前記外周円部の線の前記内側部分と前記外周円部の線の前記外側部分とを分離するステップと、
前記内周円部の線の外側部分を輻射熱により加熱することによって、前記ガラス素板の前記内周円部の線の前記外側部分を相対的に熱膨張させて前記内周円部の線において隙間を形成させ、前記内周円部の線の内側部分と前記内周円部の線の前記外側部分とを分離するステップと、
を備える。
【０００９】
前記外周円部の線の外側部分の輻射熱による加熱又は前記内周円部の線の外側部分の輻射熱による加熱は、前記輻射熱の加熱源と前記ガラス素板とが非接触で行われる、ことが好ましい。
【００１０】
前記加熱源は、前記ガラス素板の主表面の両側に設けられる、ことが好ましい。
【００１１】
前記レーザ光の照射は、前記内周円部の線及び前記外周円部の線の線上の離散的な位置に孔を断続的に形成する処理である、ことが好ましい。
【００１２】
前記断続的に形成された前記孔のそれぞれから、隣りの孔に向かって進展したクラックが形成される、ことが好ましい。
【００１３】
前記孔は貫通孔である、ことが好ましい。
【００１４】
前記ガラス素板の厚さは、０．６ｍｍ以下である、ことが好ましい。
【００１５】
前記開孔を有する前記ガラス基板の主表面を研削又は研磨するステップをさらに含む、ことが好ましい。
【００１６】
前記開孔を有する前記ガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板である、ことが好ましい。
【００１７】
本発明のさらに他の一態様は、前記ガラス基板の製造方法で製造される前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面に少なくとも磁性層を形成するステップをさらに備える、磁気ディスクの製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
上述のガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法によれば、ガラス素板から所定の形状のガラス基板を確実に分離して抜き取るができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態のガラス基板の製造方法における外側部分の加熱を説明する図である。
【図２】別の一実施形態のガラス基板の製造方法における外側部分の加熱を説明する図である。
【図３】（ａ）は、一実施形態で作製される磁気ディスク用ガラス基板の一例の斜視図であり、（ｂ）は、図３（ａ）に示す磁気ディスク用ガラス基板の外側端面の断面の一例を示す図である。
【図４】一実施形態のガラス基板の製造方法におけるレーザ光の照射を説明する図である。
【図５】一実施形態のガラス基板の製造方法におけるガラス素板の加熱を具体的に説明する図である。
【図６】一実施形態のガラス基板の製造方法におけるレーザ光の照射を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について詳細に説明する。ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、必要に応じて化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製することができるという点で、アモルファスのアルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
【００２４】
（ガラス基板の製造法の概略説明）
一実施形態のガラス基板の製造方法は、
（Ａ）ガラス基板の元となるガラス素板の面に、所定の環形状を成した線上にレーザ光を照射して上記線上に欠陥を形成するステップと、
（Ｂ）欠陥を形成したガラス素板の、上記線を境にして外側部分と内側部分のうち、外側部分の加熱を、内側部分に比べて高めることにより、ガラス素板の外側部分と内側部分を分離するステップと、を備える。
欠陥を形成するとは、ガラス素板に孔をあけること、あるいは、孔とこの孔から進展するクラックを形成することを含む。欠陥は、線上の全領域に形成すること、すなわち欠陥を線状に形成することの他、線上の離間した場所に、離散的に欠陥を形成することも含む。
すなわち、一実施形態のガラス基板の製造方法では、線に沿って欠陥を形成した部分に対して外側部分の加熱を、前記線に対して内側部分の加熱に比べて高めることにより、ガラス素板の外側部分と内側部分を分離する。
なお、レーザ光の照射により形成される孔は、アブレージョンによりガラス素板を（ガラス素板の厚さ方向に）貫通した孔、すなわち貫通孔であることが好ましい。貫通孔を形成することにより、ガラス素板の外側部分を加熱したときに外側部分と内側部分を容易に分離することができる。貫通孔は、ガラス素板の主表面に対して略直交する（角度が８５〜９５度）ように延びている。したがって、分離される外側部分及び内側部分の分離面は、ガラス素板の主表面に対して略直交する壁面であり、従来のスクライバを用いてできる割断面のような主表面に対して傾斜した壁面と異なる。
【００２５】
図１は、一実施形態のガラス基板の製造方法における外側部分の加熱を説明する図である。ガラス素板２０は、略円形状あるいは略楕円形状を成したガラス板であって、一定の板厚を有する。このガラス素板２０の面に、環形状を成した線２２上にレーザ光を照射して欠陥を形成する。さらに、欠陥を形成したガラス素板２０から、ガラス基板となる部分を取り出すために、ガラス素板２０の加熱を行う。このとき、外側部分２４の加熱を、内側部分２６に比べて高くすることにより、外側部分２４の熱膨張量を内側部分２６の熱膨張量よりも大きくする。この結果、外側部分２４は図１に示すように外側に向かって熱膨張する。このため、外側部分２４と内側部分２６の界面に確実に形成し隙間を形成することができる。したがって、外側部分２４と内側部分２６の分離を確実にすることができる。具体的には、外側部分２４の加熱の程度が内側部分２６に比べて高いことにより、外側部分２４の内周の径（内径）が、内側部分２６の外周の径（外径）に比べて相対的に大きくなるように熱膨張することで隙間が形成される。このため、形成された隙間により、外側部分２４と内側部分２６を確実に分離することができる。なお、外側部分２４の加熱を内側部分２６の加熱に比べて高くするとは、加熱の程度に差を設けて外側部分２４と内側部分２６の加熱を行なう場合の他に、外側部分２４を選択的に加熱するが、内側部分２６の意図した加熱を行なわない場合も含む。外側部分２４を選択的に加熱したとしても、空間を介した熱伝導により、あるいはガラス素板２０を介した熱伝導により間接的に内側部分２６も加熱される。この場合、外側部分２４の加熱は、内側部分２６の加熱に比べて高くなっている、といえる。なお、本明細書において、説明する内側部分と外側部分の「隙間」は、内側部分と外側部分の間のいずれの位置において計測可能な空間が形成されていることの他、計測可能な空間が得られなくても内側部分と外側部分の対向する面同士が物理的又は化学的に結合状態にないことも含む。すなわち、「隙間」は、少なくとも内側部分と外側部分の境界の一部において微視的な空間が形成されていることも含む。
【００２６】
外側部分２４ではなく内側部分２６を加熱する場合、内側部分２６の熱膨張量が外側部分２４の熱膨張量に比べて大きくなるので、内側部分２６が内側部分２６と外側部分２４の界面を外側に押すことにより、レーザ光の照射により形成されているクラックを進展させ、また、界面に新たなクラックを発生させる。しかし、これらのクラックは、内側部分２６から外側に押されるので、内側部分２６と外側部分２４の界面に隙間を作り難い。このため、昇温した内側部分２６の熱が界面に伝わって、形成されたクラックを再固着させて確実に分離できない場合がある。
実施形態では、外側部分２４の加熱を、線２２に対して内側部分２６の加熱に比べて高めることで、隙間を確実に形成し、レーザを用いて形成されたクラックによる分離が熱によって再固着することを防止することができる。
【００２７】
別の一実施形態は、開孔を有するガラス基板の製造方法である。このガラス基板の製造方法は、
（Ｃ）ガラス基板の元となるガラス素板の面に、略同心円状に沿ってレーザ光を照射した内周円部と外周円部を形成するステップと、
（Ｄ）外周円部の外側部分の加熱によって、ガラス素板の外周円部の外側部分を外周円部の内側部分に対して相対的に熱膨張させて外周円部において隙間を形成させ、外周円部の内側部分と外周円部の外側部分を分離するステップと、
（Ｅ）内周円部の外側部分の加熱によって、ガラス素板の内周円部の外側部分を相対的に熱膨張させて内周円部において隙間を形成させ、内周円部の内側部分と内周円部の外側部分を分離するステップと、を備える。
【００２８】
別の一実施形態は、開孔を有するガラス基板の製造方法である。このガラス基板の製造方法は、
（Ｆ）ガラス基板の元となるガラス素板の面に、所定の環形状を成した線上にレーザ光を照射して線上に欠陥を形成するステップと、
（Ｇ）欠陥を形成したガラス素板の、上記線を境にして外側部分と内側部分のうち、外側部分の加熱を、内側部分に比べて高めることにより、ガラス素板の外側部分と内側部分を分離するステップであって、外側部分をガラス素板の主表面の両側から同時に加熱して、外側部分の加熱を内側部分に比べて高めることにより、ガラス素板の外側部分と内側部分を分離して内側部分を開口になる部分として除去することを含むステップと、を備える。
【００２９】
図２は、一実施形態のガラス基板の製造方法における外側部分の加熱を説明する図である。図２は、円形状のガラス素板３０の面に、上記（Ｃ）に記載の内周円部を形成した後、あるいは、上記（Ｆ）に記載の所定の環形状を成した線上にレーザ光を照射して線上に欠陥を形成した後、上記（Ｅ）あるいは上記（Ｇ）に記載の加熱による分離をすることを説明している。ガラス素板３０は、上記（Ｃ）に記載のガラス素板の面に、外周円部を形成し、上記（Ｄ）に記載のステップを行って外周円部の内側部分と外周円部の外側部分を分離して抜き取られた板である。
内周円部及び外周円部は、図１に示す実施形態では、線２２上に形成された欠陥の部分をいう。したがって、上記（Ｄ）に記載の外周円部の形状は、図２に示すガラス素板３０の外周形状に対応する。
レーザ光の照射により形成した内周円部３２の外側部分３４の加熱によって、ガラス素板３０の内周円部３２の外側部分３４を相対的に熱膨張させて内周円部３２において隙間を形成させ、内側部分３６と外側部分３４を分離する。上記（Ｇ）では分離した内側部分３６を除去する。上記（Ｇ）のように、ガラス素板３０の主表面の両側から同時に外側部分３４を加熱することで、上記（Ｄ）に記載する加熱時の外周円部の外側部分の熱膨張量に比べて小さい内周円部３２の外側部分の熱膨張量をガラス素板３０の板厚方向で略均等に揃えることができ、板厚方向で均一な隙間を形成させることができる。これにより、隙間が小さくても内側部分３６を外側部分３４から抜き取ることができる。内周円部３２は、図１に示す実施形態における線２２上に沿って形成された欠陥に対応する。
【００３０】
上記（Ｃ）〜（Ｅ）のステップを有する実施形態においても、上記（Ｆ），（Ｇ）のステップを有する実施形態においても、外側部分の加熱を行なうことで、外周円部あるいは内周円部の外側部分を、内側部分に対して熱膨張させて、外周円部及び内周円部に隙間を形成するので、レーザを用いて形成されたクラックによる界面が熱によって再固着することを防止することができる。これにより、開孔を有するガラス基板を効率よく形成することができる。
なお、上述の「略同心円」とは、外周円部の円中心位置と内周円部の円中心位置のずれ量が、２０μｍ以下であることをいい、好ましくは、５μｍ以下である。
【００３１】
（ガラス基板の製造方法の具体的説明）
以下、一実施形態のガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を詳細に説明する。
図３（ａ）は、一実施形態で作製される磁気ディスク用ガラス基板の一例の斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す磁気ディスク用ガラス基板の外側端面の断面の一例を示す図である。
【００３２】
図３（ａ）に示すガラス基板１は、磁気ディスク用ガラス基板である。ガラス基板１は、円環状の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、磁気ディスク用ガラス基板は、例えば、公称直径２．５インチや３．５インチの磁気ディスク用ガラス基板のサイズである。公称直径２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合、例えば、外径が６５ｍｍ、中心穴の径が２０ｍｍ〜２５ｍｍ、板厚が０．３〜０．８ｍｍである。公称直径３．５インチの磁気ディスク用ガラス基板の場合、例えば、外径が９５ｍｍ、中心穴の径が２０ｍｍ〜２５ｍｍ、板厚が０．３〜０．８ｍｍである。このガラス基板１の主表面上に磁性層が形成されて磁気ディスクが作られる。
【００３３】
ガラス基板１は、一対の主表面１１ｐ，１２ｐ、外周端面に形成された側壁面１１ｗ、側壁面１１ｗと主表面１１ｐ，１２ｐの間に介在する面取面１１ｃ，１２ｃ、内周端面にも、外周端面と同様に形成された、図示されない側壁面、及び、この側壁面と主表面１１ｐ，１２ｐの間に介在する図示されない面取面とを備える。
ガラス基板１は、中心部に円孔を有する。側壁面１１ｗは、ガラス基板１の板厚方向の中心位置を含む。面取面１１ｃ，１２ｃの主表面１１ｐ，１２ｐに対する傾斜角度は、特に制限されず、例えば４５°である。また、側壁面１１ｗ及び面取面１１ｃ，１２ｃの境界は、図示されるようなエッジを有する形状に限定されるものではなく、滑らかに連続する曲面状であってもよい。
【００３４】
このようなガラス基板１は、図１あるいは図２に示すように、予め作製されたガラス素板２０，３０からレーザ光を用いて抜き取られる。図４は、一実施形態のガラス基板の製造方法におけるレーザ光の照射を説明する図である。
【００３５】
図４に示すレーザ光Ｌが照射されるガラス素板６０は、例えば、フローティング法あるいはダウンドロー法を用いて作製される一定の板厚のガラス板である。あるいは、ガラスの塊を、金型を用いてプレス成形したガラス板であってもよい。ガラス素板６０の板厚は、最終製品である磁気ディスク用ガラス基板になる時の目標板厚に対して、研削及び研磨の取り代量の分だけ厚く、例えば、数μｍ程度厚い。
【００３６】
レーザ光源４０は、レーザ光Ｌを出射する装置であり、例えば、ＹＡＧレーザ、あるいは、ＮＤ：ＹＡＧレーザ等の固体レーザが用いられる。したがって、一実施形態によれば、レーザ光の波長は、例えば、１０３０ｎｍ〜１０７０ｎｍの範囲にあることが好ましい。
レーザ光Ｌは、パルスレーザであり、一実施形態では、レーザ光Ｌによるパルス幅を１０−１２秒以下（１ピコ秒以下）であることが、レーザ光Ｌの焦点位置におけるガラスの過度な変質を抑制することができる点から好ましい。
また、レーザ光Ｌの光エネルギは、パルス幅及びパルス幅の繰り返し周波数に応じて適宜調整することができる。パルス幅及び繰り返し周波数に対して過度な光エネルギを提供すると、ガラスが過度に変質し易くなり、焦点位置に残渣が存在し易い。
【００３７】
レーザ光源４０は、一実施形態によれば、発振したレーザ光を２つの光束に分け、この２つの光束を、ガラス素板６０の表面で、あるいはガラス素板６０の内部で交差させるように、レーザ光Ｌをガラス素板６０の主表面の法線方向に対して傾斜させてガラス素板６０に照射させる。このようなレーザ光Ｌの照射により、ガラス素板６０の線６２上の一点で厚さ方向に沿って光束同士の交差が連続するように形成されるので、この点において、深さ方向に沿って線状に光エネルギが集中し、ガラス素板６０の一部がプラズマ化して、孔あるいは貫通孔を形成することができる。
レーザ光Ｌは、一実施形態によれば、パルス状の光パルスを一定時間間隔で連続して生成する構成の光パルス群を１単位として、複数の光パルス群を断続的に発生させるバーストパルス方式でガラス素板６０に照射することが好ましい。この場合、１つの光パルス群の中で、１パルスの光エネルギを可変にさせることも好ましい。
このようなレーザ光Ｌの照射の一例は、特許５９５９５９７号公報に開示されている。
【００３８】
レーザ光源４０によるレーザ光Ｌの照射では、レーザ光Ｌを、ガラス素板６０に対して相対的に移動させながら、所定の環形状を成した線上に照射する。これにより上記線上に欠陥を形成する。例えば、ガラス素板６０に、内周円部あるいは外周円部を形成することができる。レーザ光Ｌの照射では、ガラス素板６０を移動させずにレーザ光Ｌを移動させてもよいし、レーザ光Ｌを移動させずにガラス素板６０を移動させてもよい。
【００３９】
レーザ光Ｌの照射により、例えば、線６２の離散的な位置に孔を断続的に形成した場合、この孔から隣りの孔に向かって進展したクラックが形成され易いので、別種のレーザ光を上記線に沿って再度照射しなくても内周円部あるいは外周円部の外側部分の加熱によって、容易に外側部分と内側部分とを分離することができる。すなわち、レーザ光Ｌの照射により形成された欠陥を維持したまま、ガラス素板６０の外側部分の加熱によって、容易に外側部分と内側部分とを分離することができる。特に、外側部分の加熱を、ガラス素板６０の主表面の両側から同時に加熱することにより、より容易に外側部分と内側部分とを分離することができる。
【００４０】
次に、欠陥を形成したガラス素板６０の、線を境にして外側部分と内側部分のうち、外側部分の加熱を、内側部分に比べて高めることにより、あるいは、外側部分を加熱することにより、ガラス素板６０の外側部分と内側部分を分離する。図５は、一実施形態のガラス基板の製造方法におけるガラス素板６０の加熱を具体的に説明する図である。ガラス素板６０の加熱では、例えば、ガラス素板６０に欠陥が形成された線６２に対して外側部分６４をヒータ５０，５２の間の加熱空間に配置し、内側部分６６を加熱空間の外側に配置する。これにより、外側部分６４の加熱を行うことができる。このとき、外側部分６４の加熱の程度は、内側部分６６に比べて高くなるので、外側部分６４の熱膨張量を内側部分６６の熱膨張量よりも大きくすることができる。この結果、外側部分６４は図５に示すように外側に向かって熱膨張する。このため、外側部分６４と内側部分６６の界面に確実に形成し隙間を形成することができる。したがって、外側部分６４と内側部分６６の分離を確実にすることができる。
【００４１】
なお、図４，５に示す例では、レーザ光Ｌの照射を環形状の線上に沿って行って、欠陥部分を形成した後、線の外側部分６４を加熱する処理を行うが、図６に示すように、ガラス素板６０へのレーザ光Ｌの照射を、２つの異なる略同心円の円弧線上に沿って行って、２つの欠陥部分である外周円部６２ａ及び内周円部６２ｂを形成した後、外周円部６２ａの外側部分を加熱し、内周円部６２ｂの外側部分を加熱することもできる。図６は、一実施形態のガラス基板の製造方法におけるレーザ光の照射を説明する図である。
【００４２】
このように、外側部分６４と内側部分６６を分離するとき、外側部分６４の温度を内側温度６６に比べて高くして、外側部分６４を内側部分６４に対して相対的に熱膨張させて、線６２上に沿って隙間を形成することにより、外側部分６４と内側部分６６を分離するので、ガラス基板となる部分をガラス素板から確実に抜き取ることができる。
特に、内周円部６２ｂを形成した後、内周円部６２ｂの外側部分をガラス素板６０の主表面の両側から同時に加熱することにより、ガラス素板６０の板厚方向に沿って熱膨張量を均等に揃えることができるので、均一な隙間を形成することができる。特に、内周円部６２ｂはガラス素板６０の中心位置に近いので、外周円部６２ａの外側部分に対する加熱と同程度の加熱をしても外周円部６２ａに比べて熱膨張量は小さい。このため、ガラス基板となる部分をガラス素板から確実に抜き取るための隙間を精度よく形成させることが好ましい。この点から、内周円部６２ｂの外側部分をガラス素板６０の主表面の両側から同時に加熱して、厚さ方向で熱膨張量を均等に揃えることが好ましい。
【００４３】
また、ガラス基板１は、開孔を有する環形状を成している。このようなガラス基板１を作製する場合、開孔を有する環形状の外縁の形状を線６２（図４参照）の形状として、レーザ光Ｌによる照射で欠陥を形成し、この後、外側部分６４（第１外側部分）の加熱を、内側部分６６（第１内側部分）に比べて高くする加熱を第１加熱処理として行なうことが好ましい。レーザ光Ｌにより形成される、ガラス基板１の外縁を構成する外周端面の表面粗さは、従来のスクライバを用いて機械的に割断した外周端面に比べて小さく、例えば、ハードディスクドライブ装置内の磁気ディスク用ガラス基板に要求される外周断面に要求される表面粗さを満足するため、端面研磨をする必要がなく、端面研磨をするとしても研磨時間は短くて済む。このため、ガラス基板１の外縁形状を効率よく形成することができる。
この場合、ガラス素板６０において、ガラス基板１の環形状に対するマージンとして、環形状の外径の０．１％〜５％の長さを残して、外側部分６４（第１外側部分）と内側部分６６（第１内側部分）とが分離される、ことが好ましい。マージンが大きくなると、ガラス素板６０を廃棄する量が多くなり無駄が多くなる他、加熱の際の熱が熱伝導により拡散し易くなるので所定の熱膨張量を引き起こすまでの加熱時間が長くなり、生産性の点で好ましくない。
【００４４】
ガラス基板１の開孔（内孔）を形成する場合、開孔を有する環形状の内縁の形状を線６２の形状として、レーザ光Ｌによる照射で欠陥を形成し、この後、外側部分６４（第２外側部分）の加熱を、内側部分６６（第２内側部分）に比べて高くする加熱を第２加熱処理として行なうことが好ましい。レーザ光Ｌにより形成される、ガラス基板１の内縁を構成する内周端面の表面粗さは、従来のスクライバを用いて機械的に割断した外周端面に比べて小さく、例えば、ハードディスクドライブ装置内の回転軸と接触する磁気ディスク用ガラス基板に要求される内周断面に要求される表面粗さを満足するため、端面研磨をする必要がなく、端面研磨をするとしても研磨時間は短くて済む。このため、ガラス基板１の開孔を効率よく形成することができる。
【００４５】
このとき、上記第１加熱処理後、上記第２加熱処理を行うことが好ましい。第１加熱処理を行うときの内側部分６６が、第２加熱処理を行うときの外側部分６４になる。第１加熱処理では、内側部分６６は加熱されないか、加熱されるとしても外側部分６４に比べて加熱の程度は低い。しかし、内側部分６６には、昇温した外側部分６４からの熱伝導によって昇温する。したがって、昇温した内側部分６６を、第２加熱処理で外側部分６４として加熱する際、所定の熱膨張量を引き起こすまでの加熱時間を短くすることができる。このように、効率よくガラス基板１を作製することができる。
【００４６】
ガラス素板６０へのレーザ光Ｌの照射は、パルスレーザ光により、線上の複数の離散点に、点状の貫通孔を形成した後、上記パルスレーザ光と異なるレーザ光により、線上の離散点間を繋ぐように、照射位置が線上を連続的に移動することを含んでもよい。。この場合、パルスレーザ光で形成した複数の貫通孔のうち、隣接する貫通孔の間にクラックあるいは潜在的なクラックを形成し、この後、別種のレーザ光により、クラックあるいは顕在化したクラックを貫通孔間で接続させることができるので、短時間に効率よくガラス素板の形状加工をすることができる。例えば、別種のレーザ光として、ＣＯ２レーザを用いることができる。このレーザ光によって、断続的に形成された欠陥をつなぐように線状の欠陥を形成することができる。
すなわち、線６２の離散的な位置にレーザ光Ｌの照射によって欠陥を断続的に形成した後、別種のレーザ光として、ＣＯ２レーザを用いて、断続的に形成された欠陥をつなぐように線状の欠陥を形成して、クラックを確実に形成することもできる。これにより、後述する外側部分と内側部分との加熱による分離が確実にできる。
【００４７】
なお、レーザ光Ｌによる照射後に行うガラス素板６０の加熱は、ガラス素板６０の主表面の両側に設けられる加熱源からの輻射熱によりガラス素板６０の両側の主表面を加熱することを含むことが好ましい。輻射による加熱では、ガラス素板６０の主表面から熱伝導によって熱が伝わってガラス素板６０が昇温するので、外側部分６４と内側部分６６との間の界面は再固着する程度の温度にならない。このため、外側部分６４の熱膨張によって界面に隙間を形成することができる。
【００４８】
ガラス素板６０の主表面の面積の、ガラス基板１の主表面の面積に対する面積比は、１０１％〜１６０％であり、外側部分６４と内側部分６６を分離するとき、１つのガラス素板６０から１つのガラス基板１を抜き取ることが好ましい。大きなサイズのガラス素板６０から複数のガラス基板１を抜き取ると、ガラス素板６０の板厚の場所によるばらつきによってガラス基板１の板厚の固体間差が大きくなる。特に、磁気ディスク用ガラス基板では、板厚も一定に揃えることが好ましいため、ガラス基板の主表面の研削、研磨の程度をガラス基板間で調整する煩雑さがある。さらに、ガラス素板６０を回転させながら精度よくレーザ光の照射ができる他、外側部分の加熱を行なって外側部分と内側部分を分離するためのガラス素板６０のハンドリングが向上する。このように、一定の板厚が確保される小さなサイズのガラス素板６０を用いて、１つのガラス素板６０から１つの内側部分を取り出すことが、ガラス基板１の作製効率の点から好ましい。また、大きなガラス素板６０から１つのガラス板を抜き出す際、大きなガラス素板６０の外側部分全体が加熱により昇温するので、この昇温した部分からガラス板を抜き出す際、外側部分及び内側部分の温度は高い状態を維持しているので、所定の熱膨張量になるように外側部分を加熱して昇温させるときの温度は高くなり、好ましくない。
【００４９】
ガラス素板６０の板厚は、一実施形態では０．６ｍｍ以下である。このような板厚のガラス素板６０から作製されるガラス基板１は、磁気ディスク用ガラス基板として有効に用いることができる。磁気ディスク用ガラス基板の板厚を薄くすることにより、記憶容量の増大化のためにハードディスク装置内に搭載する磁気ディスクの枚数を増大させることができる。さらに、板厚０．６ｍｍ以下のガラス素板６０は、極めて薄く、レーザ照射、加熱による外側部分と内側部分の分離の処理の際に割れが生じ易くなる。このため、ガラス素板からガラス基板を確実に分離して抜き取ることができる本実施形態の効果は薄い板厚のガラス素板において一層大きくなる。
【００５０】
このように形状加工されたガラス基板は、最終製品に適した特性を有するように各種処理が行われる。
【００５１】
こうしてガラス素板６０から抜き取られたガラス基板の外周端面及び内周端面（上記外側部分６４と内側部分６６の界面である端面）と主表面とで形成される角部の面取り加工を行うための面取りが行われる。一実施形態によれば、角部を、レーザ光Ｌと異なる種類のレーザ光で面取りする。このレーザ光は、角部を、主表面に対して３０〜６０度の傾斜角度傾斜した方向から照射し、角部を加熱して軟化させて蒸発させることにより、角部を面取りすることができる。例えば、ＣＯ２レーザが好適に用いることができる。このような面取りによって、表面粗さの低い、真円度の高い面取り面を形成することができる。
こうして、内周端面あるいは外周端面と主表面とで形成される角部は、レーザ光を用いて面取り加工を行うことができる。角部を、レーザ光で面取り加工するので、砥石等により面取り加工を行う場合に比べて生産効率は高い。
ガラス素板６０から所定の形状のガラス基板を抜き取る処理からガラス基板の角部の面取りまでの間、端面研磨をしないので、生産効率が向上する。
【００５２】
得られたガラス基板１は、主表面の研削・研磨処理が行われる。
研削・研磨処理では、ガラス基板１の研削後、研磨が行われる。
研削処理では、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１の主表面に対して研削加工を行う。具体的には、ガラス基板１の外周端面を、両面研削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１の両側の主表面の研削を行う。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板１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、クーラントを供給しながらガラス基板１と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板１の両主表面を研削することができる。例えば、ダイヤモンドを樹脂で固定した固定砥粒をシート状に形成した研削部材を定盤に装着して研削処理をすることができる。
【００５３】
次に、研削後のガラス基板１の主表面に第１研磨が施される。具体的には、ガラス基板１の外周端面を、両面研磨装置の研磨用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス素板の両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨は、研削処理後の主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸（マイクロウェービネス、粗さ）の調整を目的とする。
【００５４】
第１研磨処理では、固定砥粒による上述の研削処理に用いる両面研削装置と同様の構成を備えた両面研磨装置を用いて、研磨スラリを与えながらガラス基板１が研磨される。第１研磨処理では、遊離砥粒を含んだ研磨スラリが用いられる。第１研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、酸化セリウム、あるいはジルコニア等の砥粒が用いられる。両面研磨装置も、両面研削装置と同様に、上下一対の定盤の間にガラス基板１が狭持される。下定盤の上面及び上定盤の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッド（例えば、樹脂ポリッシャ）が取り付けられている。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１と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板１の両主表面を研磨する。研磨砥粒の大きさは、平均粒径（Ｄ５０）で０．５〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５５】
第１研磨後、ガラス基板１を化学強化してもよい。この場合、化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合熔融液等を用い、ガラス基板１を化学強化液中に浸漬する。これにより、イオン交換によってガラス基板１の表面に圧縮応力層を形成することができる。
【００５６】
次に、ガラス基板１に第２研磨が施される。第２研磨処理は、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。具体的には、ガラス基板１の外周端面を、両面研磨装置の研磨用キャリアに設けられた保持孔内に保持させながら、ガラス基板１の両側の主表面の研磨が行われる。第２研磨処理では、第１研磨処理に対して、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なる。樹脂ポリッシャの硬度は第１研磨処理時よりも小さいことが好ましい。例えばコロイダルシリカを遊離砥粒として含む研磨液が両面研磨装置の研磨パッドとガラス基板１の主表面との間に供給され、ガラス基板１の主表面が研磨される。第２研磨に用いる研磨砥粒の大きさは、平均粒径（ｄ５０）で５〜５０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
化学強化処理の要否については、ガラス組成や必要性を考慮して適宜選択すればよい。第１研磨処理及び第２研磨処理の他にさらに別の研磨処理を加えてもよく、２つの主表面の研磨処理を１つの研磨処理で済ませてもよい。また、上記各処理の順番は、適宜変更してもよい。
こうして、ガラス基板１の主表面を研磨して、磁気ディスク用ガラス基板に要求される条件を満足した磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。
この後、主表面が研磨されて作製されたガラス基板１に、少なくとも磁性層を形成して磁気ディスクが作製される。
【００５７】
なお、ガラス基板１は、第１研磨を行う前に、例えば、第１研削後、第１研磨前に、あるいは、第１研削前に、ガラス基板１の端面を研磨する端面研磨処理を行ってもよい。
このような端面研磨処理を行う場合であっても、レーザ光を用いてガラス素板６０から抜き出したガラス基板１の端面の算術平均粗さＲａは、０．０１μｍ未満、真円度は１５μｍ以下であるので、端面研磨処理に要する時間は短い。
端面研磨処理は、遊離砥粒を端面に供給しながら研磨ブラシを用いて研磨する研磨ブラシ方式を用いてもよく、あるいは、磁気機能性流体を用いた研磨方式を用いてもよい。磁気機能性流体を用いた研磨方式は、例えば、磁気粘性流体に研磨砥粒を含ませたスラリを磁界によって塊にし、この塊の内部にガラス基板１の端面を突っ込んで、塊とガラス基板を相対的に回転させることにより、端面を研磨する方式である。
【００５８】
しかし、生産効率を高めるためには、端面研磨処理をしないことが好ましい。この場合、主表面の研削・研磨処理では、ガラス素板６０から抜き取られたガラス基板１の真円度を維持し、さらに割断面の少なくとも一部分の表面粗さを維持しつつ、ガラス基板１の主表面を研削あるいは研磨を行う。
【００５９】
このようなガラス基板１の組成については、限定するものではないが、以下の組成であることが好ましい。
具体的には、酸化物基準に換算し、モル％表示で、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を１〜１５％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏから選択される少なくとも１種の成分を合計で５〜３５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯから選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜２０％、ならびにＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５及びＨｆＯ２から選択される少なくとも１種の成分を合計で０〜１０％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスである。
【００６０】
また、ガラス基板１は好ましくは、例えば、質量％表示にて、ＳｉＯ２を５７〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を５〜２０％、（ただし、ＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３の合計量が７４％以上）、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３およびＴｉＯ２を合計で０％を超え、６％以下、Ｌｉ２Ｏを１％を超え、９％以下、Ｎａ２Ｏを５〜２８％（ただし、質量比Ｌｉ２Ｏ／Ｎａ２Ｏが０．５以下）、Ｋ２Ｏを０〜６％、ＭｇＯを０〜４％、ＣａＯを０％を超え、５％以下（ただし、ＭｇＯとＣａＯの合計量は５％以下であり、かつＣａＯの含有量はＭｇＯの含有量よりも多い）、ＳｒＯ＋ＢａＯを０〜３％、有する組成からなるアモルファスのアルミノシリケートガラスであってもよい。
【００６１】
ガラス基板１の組成は、必須成分として、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ならびに、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計含有量に対するＣａＯの含有量のモル比（ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が０．２０以下であって、ガラス転移温度が６５０℃以上であってもよい。このような組成のガラス基板１は、エネルギーアシスト磁気記録用磁気ディスクに使用される磁気ディスク用ガラス基板に好適である。
【００６２】
以上、本発明のガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について詳細に説明したが、本発明のガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法は上記実施形態に限定されず、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。
【符号の説明】
【００６３】
１  ガラス基板
１１ｐ，１２ｐ  主表面
１１ｃ,１２ｃ  面取面
１１ｗ  側壁面
２０，３０，６０  ガラス素板
２２,６２  線
２４,３４,６４  外側部分
２６,３６,６６  内側部分
３２，６２ｂ  内周円部
４０  レーザ光源
５０，５２  ヒータ
６２ａ  外周円部
【図１】
0006836694.tif 000002
【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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