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技術 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク、磁気記録再生装置

出願人 HOYA株式会社
発明者 中川裕樹俵義浩
出願日 2012年9月25日 (8年3ヶ月経過) 出願番号 2012-210490
公開日 2013年5月9日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2013-084337
状態 特許登録済
技術分野 磁気記録媒体の製造 ガラスの表面処理
主要キーワード 薄肉円盤 モノクリニック 最大突出量 円板状ガラス 中間研磨 イットリウム含有量 コントロール機構 両面合計
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨するときに、良好な研磨速度を確保すること、主表面にスクラッチ等のキズが生じ難くすること、及び、主表面の縁部のだれを生じに難くすることを可能と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、及び磁気記録再生装置を提供すること。

解決手段

イットリウムを含有する部分安定化ジルコニア研磨材として含む研磨液を用いて研磨する。

概要

背景

今日、パーソナルコンピュータ、あるいはDVD(Digital Versatile Disc)記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(HDD:Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板アルミニウム基板)等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。

また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリア記録ビット)の微細化が行われている。これにより、1枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。さらに、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの記録再生素子部をさらに突き出すことによって磁気記録層との距離を極めて短くして、情報の記録再生の精度をより高める(S/N比を向上させる)ことも行われている。なお、このような磁気ヘッドの記録再生素子部の制御はDFH(Dynamic Flying Height)制御機構と呼ばれ、この制御機構を搭載した磁気ヘッドはDFHヘッドと呼ばれている。このようなDFHヘッドと組み合わされてHDDに用いられる磁気ディスク用の基板においては、磁気ヘッドやそこからさらに突き出された記録再生素子部との衝突や接触を避けるために、基板の表面凹凸は極めて小さくなるように作製されている。

磁気ディスク用ガラス基板を作製する工程には、プレス成形後平板状となったガラスブランクの主表面に対して固定砥粒による研削を行う研削工程と、この研削工程によって主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的として主表面の研磨工程が含まれる。従来、上記主表面の研磨工程においては、研磨剤として酸化ジルコニウムジルコニア砥粒を用いる方法が知られている(特許文献1)。

概要

磁気ディスク用ガラス基板の主表面を研磨するときに、良好な研磨速度を確保すること、主表面にスクラッチ等のキズが生じ難くすること、及び、主表面の縁部のだれを生じに難くすることを可能と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、及び磁気記録再生装置を提供すること。イットリウムを含有する部分安定化ジルコニア研磨材として含む研磨液を用いて研磨する。

目的

本発明は、酸化ジルコニウムを研磨材として含有する研磨液を用いてガラス基板の主表面を研磨するときに、主表面に深いナノスクラッチ等のキズを生じ難くすること、良好な研磨速度を確保すること、及び、主表面の縁部のだれを生じ難くすることを可能と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、及び磁気記録再生装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

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請求項1

イットリウムを含有する部分安定化ジルコニア研磨材として含む研磨液を用いて研磨する研磨工程を有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

前記部分安定化ジルコニアは、イットリウムを酸化物の形で含有し、当該酸化物のモル比は1〜6%の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項3

前記研磨材に対して、粉末X線回折による入射角回折強度の関係を示す回折パターンにおいて、ジルコニア結晶構造のうち立方晶の回折強度のピークが最も高いことを特徴とする、請求項1または2に記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項4

前記酸化ジルコニウム砥粒平均粒径D50は、0.2〜0.5μmの範囲内とすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項5

前記研磨工程では、JIS−A硬度で80〜100の範囲の硬度を備えた研磨パッドを用いて前記ガラス基板の主表面を研磨することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項6

前記研磨工程の後、コロイダルシリカ砥粒として含有する研磨液を用いて研磨する後研磨工程を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項7

前記後研磨工程の取り代が5μm以下であることを特徴とする、請求項6に記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項8

前記研磨工程と後研磨工程との間にさらに、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液を用いて研磨する中間研磨工程を有することを特徴とする、請求項6または7に記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項9

前記研磨工程と前記後研磨工程との間に化学強化工程を有することを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載された磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

請求項10

請求項1〜9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によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に少なくとも磁性層を形成した磁気ディスク

請求項11

請求項10に記載の磁気ディスクと、DFH(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドとを備えることを特徴とする磁気記録再生装置

技術分野

0001

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板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、あるいはDVD(Digital Versatile Disc)記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(HDD:Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板アルミニウム基板)等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。

0003

また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリア記録ビット)の微細化が行われている。これにより、1枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。さらに、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの記録再生素子部をさらに突き出すことによって磁気記録層との距離を極めて短くして、情報の記録再生の精度をより高める(S/N比を向上させる)ことも行われている。なお、このような磁気ヘッドの記録再生素子部の制御はDFH(Dynamic Flying Height)制御機構と呼ばれ、この制御機構を搭載した磁気ヘッドはDFHヘッドと呼ばれている。このようなDFHヘッドと組み合わされてHDDに用いられる磁気ディスク用の基板においては、磁気ヘッドやそこからさらに突き出された記録再生素子部との衝突や接触を避けるために、基板の表面凹凸は極めて小さくなるように作製されている。

0004

磁気ディスク用ガラス基板を作製する工程には、プレス成形後平板状となったガラスブランクの主表面に対して固定砥粒による研削を行う研削工程と、この研削工程によって主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的として主表面の研磨工程が含まれる。従来、上記主表面の研磨工程においては、研磨剤として酸化ジルコニウムジルコニア砥粒を用いる方法が知られている(特許文献1)。

先行技術

0005

特許第2783329号

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、上記特許文献1では触針式の表面形状測定器によってガラス基板の主表面の表面形状を測定することが開示されている。しかし、このような触針式の測定方法では、近年問題となっている、いわゆるナノピットナノスクラッチ等の微小なキズを測定することができない。ナノピットはガラス基板の主表面に生ずるナノレベルのサイズ(例えば、Rv(AFMで測定したときの粗さ平均面からの深さ)で50nm以下)の凹みであり、ナノスクラッチはガラス基板の主表面に生ずるナノレベルの幅及び深さのスクラッチである(例えば幅及び深さが数nm〜100nm、長さ数10μm)。このような微小なサイズの凹みあるいはスクラッチは、従来問題とはならなかったが、近年DFHヘッドによる読み取り及び記録を前提として、磁気記録情報が高集積化されて記録密度が高くなってきたことに伴って、磁気ディスク用ガラス基板の主表面のナノピット、ナノスクラッチの数を低減することが重要となっている。つまり、情報が記録される個々の記録ビットの大きさが従来よりも微細化された結果、従来問題とはならなかったナノレベルのスクラッチ等のサイズが記録ビットに対して相対的に大きな割合を占めるようになったため、ナノピットやナノスクラッチを含む記録ビットに対しては読み取り及び記録時のS/N(Signal to Noise)が低下して記録再生不良を生じさせることがわかってきた。したがって、磁気ディスク用ガラス基板の主表面のナノピット、ナノスクラッチのレベルを低減することが重要となっているのである。
また、2.5インチ型(直径65mm)の磁気ディスク1枚あたり500ギガバイトを実現するためには、約350kTPI(track per inch)以上のトラック密度、約1700kBPI(Bits Per Inch)以上の線記録密度が必要であり、1ビットのサイズについては例えば15nm×70nmより小さくすることが必要であると考えられる。このように記録密度が向上し1ビットのサイズが非常に小さくなった結果、従来問題とならなかったナノピットやナノスクラッチなどのナノサイズの欠陥であっても1ビットに占める面積(もしくは体積)が相対的に増大するため、磁気的な信号品質(例えばS/N比など)の劣化も無視できないものとなっている。

0007

なお、酸化ジルコニウムを研磨材としたガラス基板の主表面の研磨工程(以下、適宜「第1研磨工程」という。)によって生じたナノピット、ナノスクラッチは、コロイダルシリカ等を研磨剤として用いる後研磨工程(以下、適宜「第2研磨工程」という。)によって除去しうるが、そのときの取り代が大きくなり過ぎると、ガラス基板の主表面の端部形状がロールオフ形状になる等の不具合(端部のだれ)が生じやすい。また、第1研磨工程と第2研磨工程の間に、ガラス基板の主表面に圧縮応力層を形成するための化学強化工程を設ける場合には、化学強化工程後の第2研磨工程における取り代が大きくなるに従って、ガラス基板の両主表面で圧縮応力層の厚さに差が生じやすくなる。両主表面で圧縮応力層の厚さに差が生ずると、圧縮応力層が薄い方の主表面の強度低下や、両主表面での圧縮応力の差に起因する主表面の平坦度の悪化(反り等)が生ずる。よって、第2研磨工程による研磨の取り代を抑制できる(例えば5μm以下程度とする)ように、第1研磨工程による研磨で深いナノピットやナノスクラッチが形成されないようにする必要がある。

0008

以上の観点から、酸化ジルコニウムを研磨材として含有する研磨液を用いてガラス基板の主表面を研磨するときに、深いナノピット、ナノスクラッチ等のキズを生じ難くするようにすること、ガラス基板の主表面の端部のだれを生じ難くすることが好ましい。
また、別の観点では、酸化ジルコニウムを研磨材として含有する研磨液を用いてガラス基板の主表面を研磨するときに、従来よりも生産性を高めるべく研磨速度を向上することが要請されている。

0009

そこで、本発明は、酸化ジルコニウムを研磨材として含有する研磨液を用いてガラス基板の主表面を研磨するときに、主表面に深いナノスクラッチ等のキズを生じ難くすること、良好な研磨速度を確保すること、及び、主表面の縁部のだれを生じ難くすることを可能と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、及び磁気記録再生装置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

0010

一般に、酸化ジルコニウム(ジルコニアともいう。)の結晶構造(晶系)は、約1100度以下の温度で単斜晶(monoclinic;モノクリニック)となり、概ね1100〜2370度の範囲の温度で正方晶(Tetragonal;テトラゴナル)となり、約2370度以上の温度で立方晶(Cubic;キュービック)となることが知られている。なお、単斜晶の酸化ジルコニウムを高温にして正方晶あるいは立方晶に相転移させた場合でも、常温に低下すると再び相転移して単斜晶に戻るとされている。

0011

単斜晶のみで構成される酸化ジルコニウムは硬度が低いため、この酸化ジルコニウムの砥粒を研磨材として用いてガラス基板の主表面の研磨を行うと、研磨中に砥粒の破砕が生じる。この砥粒の破砕によって小さい粒径の酸化ジルコニウムが増大し、粒度分布が低粒径側にも広がると、粒径が相対的に大きい砥粒の割合が少なくなり、研磨定盤かけられた荷重は多くの砥粒に分散せずに比較的大きい粒径の砥粒に局所的に荷重が掛かった状態で研磨されるため、ガラス基板の主表面にナノピットやナノスクラッチが生じやすくなる。

0012

そこで、上記課題に直面した発明者らは、酸化ジルコニウムに対し、安定化剤として酸化カルシウム酸化マグネシウム、またはイットリウムなどの希土類元素若しくはその酸化物を固溶させることで、常温においても立方晶で安定または準安定の状態である部分安定化ジルコニア(あるいは単に、安定化ジルコニアともいう。)について、研磨材として鋭意研究した。その結果、発明者らは、希土類元素の中でもイットリウムあるいはその酸化物を含有する部分安定化ジルコニアを研磨材として含む研磨液を用いて磁気ディスク用ガラス基板を研磨することで、以下に述べる効果が得られることが分かった。

0013

イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアは、単斜晶のみで構成される酸化ジルコニウムよりも硬度が高くなるため、研磨中における砥粒の破砕が生じ難くなる結果、粒度分布の変化が生じ難くなって、ガラス基板の主表面に深いスクラッチが生じ難くなる。また、単斜晶のみで構成される酸化ジルコニウムよりも硬度が高くなると、単位時間当たりの物理的研磨能力が向上し、研磨速度が向上する。さらに、イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアは、ガラス基板表面に対する化学的研磨能力が向上するため、研磨速度の向上に寄与すると考えられる。この理由は、イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアでは酸素欠損が生じるために、部分安定化ジルコニアに含まれるジルコニウムとガラス基板表面の二酸化珪素(SiO2)中の酸素とが反応しやすくなり、二酸化珪素中の珪素がガラス基板表面から分離しやすくなるためであると推測される。

0014

上述したように深いスクラッチが生じ難くなるため、後研磨工程(第2研磨工程)での取り代が大きくならず、ガラス基板の主表面の端部のだれが生じ難い。また、研磨中に砥粒が破砕し微細な粒子が多くなってしまうとガラス基板に端部のだれが生ずる傾向にあるが、イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアは、上述したように砥粒の破砕が生じ難く、端部のだれが生じ難い。

0015

以上から、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアを研磨材として含む研磨液を用いて研磨する研磨工程を有することを特徴とする。

0016

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記部分安定化ジルコニアは、イットリウムを酸化物の形で含有し、当該酸化物のモル比は1〜6%の範囲であることが好ましい。

0017

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記研磨材に対して、粉末X線回折による入射角回折強度の関係を示す回折パターンにおいて、ジルコニアの結晶構造のうち立方晶の回折強度のピークが最も高いことを特徴とする。

0018

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記酸化ジルコニウム砥粒平均粒径D50は、0.2〜0.5μmの範囲内とすることを特徴とする。

0019

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記研磨工程では、JIS−A硬度で80〜100の範囲の硬度を備えた研磨パッドを用いて前記ガラス基板の主表面を研磨することを特徴とする。

0020

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、前記研磨工程の後、コロイダルシリカを砥粒として含有する研磨液を用いて研磨する後研磨工程を有することを特徴とする。

0021

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、前記後研磨工程の取り代が5μm以下であることを特徴とする。

0022

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、前記研磨工程と後研磨工程との間にさらに、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液を用いて研磨する中間研磨工程を有することを特徴とする。

0023

上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、前記研磨工程と前記後研磨工程との間に化学強化工程を有することを特徴とする。

0024

本発明の磁気ディスクは、上述した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に少なくとも磁性層を形成したことを特徴とする。

0025

本発明の磁気記録再生装置は、上記磁気ディスクと、DFH(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドとを備えることを特徴とする。

発明の効果

0026

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、酸化ジルコニウムを研磨材として含有する研磨液を用いてガラス基板の主表面を研磨するときに、主表面に深いナノスクラッチ等のキズを生じ難くすること、良好な研磨速度を確保すること、及び、主表面の縁部のだれを生じ難くすることができる。

図面の簡単な説明

0027

第1研磨工程で使用される研磨装置両面研磨装置)の概略断面図。
ガラス基板の端部形状のダブオフ値算出方法概念的に説明するための図。
実施例の研磨材に対する粉末X線回折装置の測定結果を示す図。

0028

以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。

0029

[磁気ディスク用ガラス基板]
本実施形態における磁気ディスク用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、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、アルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。

0030

本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成を限定するものではないが、本実施形態のガラス基板は好ましくは、酸化物基準換算し、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ルミノシリケートガラスである。

0031

本実施形態のガラス基板は、ガラス成分全体に対して、55〜75質量%のSiO2と、5〜18質量%のAl2O3と、3〜10質量%のLi2Oと、3〜15質量%のNa2Oと、0〜5質量%のK2Oと、0〜5質量%のMgOと、0.1〜5質量%のCaOと、0〜8質量%のZrO2と、を含有するアルミノシリケートガラスであって、As及びSbのいずれの元素も含有せず、P、V、Mn、Ni、Nb、Mo、Sn、Ce、Ta及びBiからなる群の中から選ばれる少なくとも1種の多価元素を含有し、Y2O3、Yb2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5、Ta2O5、HfO2からなる群の中から選ばれる少なくとも1種類以上を含有するガラスであってもよい。
なお、上記多価元素の酸化物を、それぞれ、P2O5、V2O5、MnO2、Ni2O3、Nb2O5、MoO3、SnO2、CeO2、Ta2O5、Bi2O3とした場合における、上記多価元素の酸化物の総量の、上記CaOに対するモル比率(上記多価元素の酸化物の総量/CaO)が、0.25以上であるとより好ましい。こうすることで、ガラス中の気泡を十分に除去することが可能となる。
また、前記多価元素の酸化物は、V、Mn、Sn及びCeからなる群の中から選ばれる少なくとも1つの多価元素を含有するとより好ましい。V、Mn、Sn及びCeは、特に効果的に気泡を除去することができるため好ましい。

0032

後述するように、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、イットリウムまたは酸化イットリウムを含有する部分安定化ジルコニアの砥粒を研磨材として含む研磨液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が、このような研磨材に対して、上述したガラス組成のガラス基板の硬度は好適となっている。つまり、研磨工程において、ガラス基板の主表面に生ずるキズや、ナノピットやナノスクラッチを抑制しつつ、研磨レートを高くすることができる。
なお、上述したガラスは、アモルファスのアルミノシリケートガラスとするとなお好ましい。アモルファスのアルミノシリケートガラスは、結晶化ガラスのように結晶構造を含まないため均一な構造であり、極めて平滑な表面を得ることができるためである。

0033

なお、本実施形態のガラス基板の破壊靱性値K1cは、ビッカース硬度計による計測で0.4〜1.5[MPa/m1/2]であると好ましく、より好ましくは0.5〜1.0である。この範囲内となるガラス組成を用いると、上記研磨材による研磨工程において、研磨レートを良好に維持しつつ、ガラス基板の主表面に生ずるナノピットやナノスクラッチを低減することが可能となる。
ここで、破壊靱性値K1cは、周知のビッカース硬度計の鋭いダイヤモンド圧子ガラス素板に押し込む方法により測定するこができる。すなわち、破壊靱性値K1cは、ビッカース圧子を押しこんだときにガラス素板に残る圧子圧痕の大きさと圧痕の隅から発生するクラックの長さより次式で求められる。Pはビッカース圧子の押しこみ荷重[N]であり、aはビッカース圧痕の対角線長の半分の長さ[m]である。Eはガラス素板のヤング率[Pa]、Cはき裂長さの半分の長さ[m]である。

0034

0035

例えばWO2012/086664に記載されているように、K2Oは破壊靭性値を低下させる働きがあり、Y2O3、Yb2O3、La2O3、Gd2O3、Nb2O5、Ta2O5、HfO2は、破壊靱性値の向上の点で有利な成分であるため、これらの成分量を調整することによって、ガラス基板の破壊靱性値を調整することができる。また、アルカリ土類金属酸化物一種であるBaOも破壊靭性値を低下させる働きがある。

0036

本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板は、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、例えば、公称直径2.5インチの磁気ディスク用ガラス基板として好適である。

0037

[磁気ディスク用ガラス基板の製造方法]
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について、工程毎に説明する。ただし、各工程の順番は適宜入れ替えてもよい。

0038

(1)板状ガラス成形およびラッピング工程
例えばフロート法による板状ガラスの成形工程では先ず、錫などの溶融金属の満たされた浴槽内に、例えば上述した組成の溶融ガラスを連続的に流し入れることで板状ガラスを得る。溶融ガラスは厳密な温度操作が施された浴槽内で進行方向に沿って流れ、最終的に所望の厚さ、幅に調整された板状ガラスが形成される。この板状ガラスから、磁気ディスク用ガラス基板の元となる所定形状の板状ガラス素材切り出される。浴槽内の溶融錫の表面は水平であるために、フロート法により得られる板状ガラス素材は、その表面の平坦度が十分に高いものとなる。
また、例えばプレス成形法よる板状ガラスの成形工程では、受けゴブ形成型である下型上に、溶融ガラスからなるガラスゴブが供給され、下型と対向ゴブ形成型である上型を使用してガラスゴブがプレス成形される。より具体的には、下型上に溶融ガラスからなるガラスゴブを供給した後に上型用胴型の下面と下型用胴型の上面を当接させ、上型と上型用胴型との摺動面および下型と下型用胴型との摺動面を超えて外側に肉薄板状ガラス成形空間を形成し、さらに上型を下降してプレス成形を行い、プレス成形直後に上型を上昇する。これにより、磁気ディスク用ガラス基板の元となる板状ガラス素材が成形される。
なお、板状ガラス素材は、上述した方法に限らず、ダウンドロー法リドロー法フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。

0039

次に、所定形状に切り出された板状ガラス素材の両主表面に対して、必要に応じて、アルミナ遊離砥粒を用いたラッピング加工を行う。具体的には、板状ガラス素材の両面に上下からラップ定盤押圧させ、遊離砥粒を含む研削液スラリー)を板状ガラス素材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う。なお、フロート法で板状ガラス素材を成形した場合には、成形後の主表面の粗さの精度が高いため、このラッピング加工を省略してもよい。

0040

(2)コアリング工程
円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、円板状ガラス素材の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。

0041

(3)チャンファリング工程
コアリング工程の後、端部(外周端部及び内周端部)に面取り部を形成するチャンファリング工程が行われる。チャンファリング工程では、円環状のガラス基板の外周端部及び内周端部に対して、例えば、ダイヤモンド砥粒を用いたメタルボンド砥石等によって面取りが施され、面取り部が形成される。

0042

(4)端面研磨工程(機械加工工程)
次に、円環状のガラス基板の端面研磨(エッジポリッシング)が行われる。
端面研磨では、ガラス基板の内周端面及び外周端面をブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いられる。端面研磨を行うことにより、ガラス基板の端面での塵等が付着した汚染ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことにより、サーマルアスペリティの発生の防止や、ナトリウムカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。

0043

(5)固定砥粒による研削工程
固定砥粒による研削工程では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて円環状のガラス基板の主表面に対して研削加工を行う。研削による取り代は、例えば数μm〜100μm程度である。両面研削装置は、上下一対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円環状のガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることで、ガラス基板の両主表面を研削することができる。

0044

(6)第1研磨(主表面研磨)工程
次に、研削されたガラス基板の主表面に第1研磨が施される。第1研磨による取り代は、例えば数μm〜50μm程度である。第1研磨は、固定砥粒による研削により主表面に残留したキズ、歪みの除去、うねり微小うねりの調整を目的とする。
[研磨装置]
第1研磨工程で使用される研磨装置について、図1を参照して説明する。図1は、第1研磨工程で使用される研磨装置(両面研磨装置)の概略断面図である。なお、この研磨装置と同様の構成は、上述した研削工程に使用される研削装置においても適用できる。

0045

図1に示すように、研磨装置は、上下一対の定盤、すなわち上定盤40および下定盤50を有している。上定盤40および下定盤50の間に円環状のガラス基板Gが狭持され、上定盤40または下定盤50のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板Gと各定盤とを相対的に移動させることで、このガラス基板Gの両主表面を研磨することができる。

0046

図1を参照して研磨装置の構成をさらに具体的に説明する。
研磨装置において、下定盤50の上面および上定盤40の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッド10が取り付けられている。太陽歯車61、外縁に設けられた内歯車62および円板状のキャリア30は全体として、中心軸CTRを中心とする遊星歯車機構を構成する。円板状のキャリア30は、内周側で太陽歯車61に噛合し、かつ外周側で内歯車62に噛合するともに、ガラス基板G(ワーク)を1または複数を収容し保持する。下定盤50上では、キャリア30が遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板Gと下定盤50とが相対的に移動させられる。例えば、太陽歯車61がCCW(反時計回り)の方向に回転すれば、キャリア30はCW(時計回り)の方向に回転し、内歯車62はCCWの方向に回転する。その結果、研磨パッド10とガラス基板Gの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス基板Gと上定盤40とを相対的に移動させてよい。

0047

記相運動の動作中には、上定盤40がガラス基板Gに対して(つまり、鉛直方向に)所定の荷重で押圧され、ガラス基板Gに対して研磨パッド10が押圧される。また、図示しないポンプによって研磨液(スラリー)が、研磨液供給タンク71から1または複数の配管72を経由してガラス基板Gと研磨パッド10の間に供給される。この研磨液に含まれる研磨材によってガラス基板Gの主表面が研磨される。ここで、ガラス基板Gの研磨に使用された研磨液は上下定盤から排出され、図示しないリターン配管によって研磨液供給タンク71へ戻されて再使用されるのが好ましい。

0048

研磨パッド10の材質は、例えば発泡ウレタンであり、砥粒を含浸させたものを好適に用いることができる。研磨パッド10の硬度は、JIS−A硬度で80〜100、より好ましくは90〜100である。研磨パッド10の硬度をJIS−A硬度で80以上とすることで、第1研磨工程におけるガラス基板の端部形状を良好にすることができる。含浸させる砥粒は、例えば酸化セリウムであり、その平均粒径は1〜2μm、含浸量は25〜35重量%とするのが好ましい。含浸量が25%以下である場合、研磨パッドの脆さが不足してスラリーが目詰まりしやすくなり連続生産時に研磨レートが低下し、含浸量が35%以上である場合、研磨パッドが脆いために初期の特性を長期間維持することが困難になるためである。
ここで、平均粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さいほうから計算して50%となる粒径を意味している。

0049

なお、この研磨装置では、ガラス基板Gに対する所望の研磨負荷を設定する目的で、ガラス基板Gに与えられる上定盤40の荷重が調整されることが好ましい。荷重は、高研磨速度達成の観点から50g/cm2以上が好ましく、70g/cm2以上がより好ましく、90g/cm2以上がさらに好ましい。またスクラッチ低減及び品質安定化の観点から、研磨荷重は180g/cm2以下が好ましく、160g/cm2以下がより好ましく、140g/cm2以下がさらに好ましい。すなわち、荷重は、50g/cm2〜180g/cm2が好ましく、70g/cm2〜160g/cm2がより好ましく、90g/cm2〜140g/cm2がさらに好ましい。

0050

研磨加工時の研磨液の供給速度は、研磨パッド10、研磨液の組成及び濃度、ガラス基板Gの大きさによって異なるが、研磨速度を向上させる観点から500〜5000ml/分が好ましく、より好ましくは1000〜4500ml/分であり、さらに好ましくは1500〜4000ml/分である。研磨パッド10の回転数は10〜50rpmが好ましく、20〜40rpmがより好ましく、25〜35rpmがさらに好ましい。

0051

図1の研磨装置に使用する研磨液は、安定化剤としてイットリウムまたは酸化イットリウムを含有する部分安定化ジルコニア(以下、「イットリウム含有ジルコニア」という。)の砥粒を研磨材として含む。この研磨液は以下のようにして調整することができる。先ず、イットリウム含有ジルコニアの粗粉末から得られた所望の平均粒径のイットリウム含有ジルコニアの粉末に対し、適切な量の水、さらに適宜、分散剤、再凝集防止剤pH調整剤電荷調整剤高分子凝集剤等の添加剤を加えて研磨液を調製する。
ここで、分散剤としては、リン酸塩スルホン酸塩ポリカルボン酸及びポリカルボン酸塩などを用いることができる。このうちリン酸塩としては、ヘキサメタリン酸ナトリウムピロリン酸ナトリウムピロリン酸カリウム等を好適に用いることができる。研磨液中の分散剤の含有量は分散安定性向上の観点から、研磨剤重量に対して0.01〜3.0重量%が好ましく、0.1〜2.0重量%がより好ましく、さらに好ましくは0.5〜1.0重量%の範囲である。再凝集防止剤としては、セルロースカルボキシメチルセルロースマルトースフルクトースなどの糖類や繊維を好適に用いることができる。pHは、研磨材の分散性の観点から、6以上12以下とすることが好ましい。

0052

上記研磨材(イットリウム含有ジルコニア)中に、イットリウムがイットリウムの酸化物(イットリア)の形で含有されている場合には、イットリア(Y2O3)のモル比は1〜6%の範囲であることが好ましく、2〜5%の範囲であることがより好ましい。イットリアのモル比が少な過ぎる場合、研磨後のガラス基板の主表面にナノピットやナノスクラッチが生じやすくなり、また端部形状が悪化する。イットリアのモル比が多過ぎる場合、研磨後のガラス基板の主表面にキズが生じやすくなる。

0053

研磨液中のイットリウム含有ジルコニア砥粒の含有量は、研磨速度向上の観点から1重量%以上であることが好ましく、より好ましくは5重量%以上であり、さらに好ましくは10重量%以上である。また、分散性およびコスト低減の観点から、研磨液中におけるイットリウム含有ジルコニア砥粒の含有量は、30重量%以下が好ましく、さらに好ましくは20重量%以下であり、より好ましくは15重量%以下である。すなわち、研磨液におけるイットリウム含有ジルコニア砥粒の含有量は、1〜30重量%が好ましく、より好ましくは5〜20重量%であり、さらに好ましくは10〜15重量%である。
なお、上述した含有量は研磨液調整時における含有量である。研磨液を濃縮した状態で保存しておき、使用時に上記含有量になるように希釈して使用してもよい。

0054

イットリウム含有ジルコニア砥粒の平均粒径(D50)は、研磨速度を向上させる観点か
ら0.10〜0.60μmが好ましく、0.2〜0.4μmがより好ましい。ここで平均粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さいほうから計算して5
0%となる粒径を意味している。また、同様に砥粒全数を有効活用して研磨速度を向上させる観点から砥粒の粒径を揃えることがよく、研磨液内のイットリウム含有ジルコニア砥粒の標準偏差(SD)は1μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5μm以下、
さらに好ましくは0.2μm以下である。

0055

研磨材として使用するイットリウム含有ジルコニア砥粒中に含まれるジルコニアの結晶構造については、立方晶(キュービック)を最も多く含むことが好ましい。立方晶を最も多く含むようにした立方晶ジルコニアは高い硬度(モース硬度で8〜8.5)を有しているため、正方晶(テトラゴナル)を主とするジルコニア(正方晶ジルコニア)よりも研磨中における砥粒の破砕が生じ難くなる結果、粒度分布の変化が生じ難くなりガラス基板の主表面にスクラッチが生じ難くなる、という効果が正方晶ジルコニアと比べてより多く得られることになる。
イットリウム含有ジルコニア砥粒中に含まれるジルコニアの結晶構造の主成分については、粉末X線回折装置により判定することができる。粉末X線回折装置は、多結晶からなる酸化ジルコニウムを含有するイットリウム含有ジルコニアの粒子のサンプルにX線(CuKα1線(λ=0.154nm))を照射したときに、ジルコニアの結晶構造に応じた回折角度の違いを利用したものであって、その測定結果は一般に、横軸に2θ(θ:ブラッグ角)、縦軸に回折強度(Intensity)を示したものとなる。粉末X線回折装置の測定結果
では、ピーク強度が得られるときの2θの値とそのピーク強度の値が結晶構造の違いに応じて異なるようになる。例えば、単斜晶のピーク強度が得られるときの2θの値は28.1750[deg]、31.4680[deg]および34.3830[deg]であり、正方晶のピーク強度が得られるときの2θの値は29.812[deg]であり、立方晶のピーク強度が得られるときの2θの値は30.1200[deg]であることが知られている。なお、記載した2θの値は各結晶構造における最も強く回折されるピーク位置を示す。よって、粉末X線回折装置の測定結果における各結晶構造に応じた2θの値における回折強度のピーク値を観察し、いずれの結晶構造に応じたピーク値が最大であるかを観察することで、いずれの結晶構造が主成分であるか判別できる。

0056

第1研磨工程では、ガラス基板の主表面の表面凹凸について、粗さ(Ra)を0.5nm以
下とし、かつマイクロウェービネス(MW-Rq)を0.5nm以下とするように研磨を行う。
ここで、マイクロウェービネスは、主表面全面の半径14.0〜31.5mmの領域における波長帯域100〜500μmの粗さとして算出されるRMS(Rq)値で表すことができ、例えば、ポリテック社製のModel−4224を用いて計測できる。
主表面の粗さは、JIS B0601:2001により規定される算術平均粗さRaで表され、0.006μm以上200μm以下の場合は、例えば、ミツトヨ社製粗さ測定機SV−3100で測定し、JIS B0633:2001で規定される方法で算出できる。その結果、粗さが0.03μm以下であった場合は、例えば、日本Veeco社製走査型プローブ顕微鏡原子間力顕微鏡;AFM)ナノスコープで計測しJIS R1683:2007で規定される方法で算出できる。本願においては、1μm×1μm角の測定エリアにおいて、512×512ピクセル解像度で測定したときの算術平均粗さRaを用いることができる。

0057

(7)化学強化工程
次に、第1研磨後のガラス基板は化学強化される。
化学強化液として、例えば硝酸カリウム(60重量%)と硫酸ナトリウム(40重量%)の混合液等を用いることができる。化学強化では、化学強化液が、例えば300℃〜400℃に加熱され、洗浄したガラス基板が、例えば200℃〜300℃に予熱された後、ガラス基板が化学強化液中に、例えば1時間〜5時間浸漬される。この浸漬の際には、ガラス基板の両主表面全体が化学強化されるように、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダ収納した状態で行うことが好ましい。
このように、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層リチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きい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。なお、化学強化処理されたガラス基板は洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水等で洗浄される。

0058

(8)第2研磨(最終研磨)工程(後研磨工程)
次に、化学強化されて十分に洗浄されたガラス基板に第2研磨が施される。第2研磨による取り代は、5μm以下である。第2研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第2研磨では例えば、第1研磨で用いた研磨装置を用いる。このとき、第1研磨と異なる点は、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ことである。
第2研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させたコロイダルシリカ等の微粒子(粒子サイズ:直径10〜50nm程度)が用いられる。
研磨されたガラス基板を中性洗剤、純水、IPA等を用いて洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。

0059

[磁気ディスク]
磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板を用いて以下のようにして得られる。
磁気ディスクは、例えば磁気ディスク用ガラス基板(以下、単に「基板」という。)の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層下地層、磁性層(磁気記録層)、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、DCマグネトロンスパッタリング法にてAr雰囲気中で、基板の主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばCrTi、下地層としては例えばCrRuを用いることができる。磁性層としては、例えばCoPt系合金を用いることができる。また、L10規則構造のCoPt系合金やFePt系合金を形成して熱アシスト磁気記録用の磁性層とすることもできる。上記成膜後、例えばCVD法によりC2H4を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばPFPE(パーフルオロポリエーテル)をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
作製された磁気ディスクは、好ましくは、DFH(Dynamic Flying Height)コントロール機構を搭載した磁気ヘッドとともに、磁気記録再生装置としてのHDD(Hard Disk Drive)に組み込まれる。

0060

以下に、本発明を実施例によりさらに説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。

0061

(1)溶融ガラスの作製
以下の組成のガラスが得られるように原料量し、混合して調合原料とした。この原料を熔融容器投入して加熱、熔融し、清澄攪拌して泡、未熔解物を含まない均質熔融ガラスを作製した。得られたガラス中には泡や未熔解物、結晶の析出、熔融容器を構成する耐火物白金混入物は認められなかった。
[ガラスの組成]
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ルミノシリケートガラスであって、破壊靱性値が0.7[MPa/m1/2]となる組成を選択した。具体的には、SiO2を64.1重量%、Al2O3を14.7重量%、Li2Oを3.6重量%、Na2Oを11.1重量%、K2Oを0.4重量%、MgOを0.6重量%、ZrO2を2.0重量%、CaOを1.6重量%、そして清澄剤としてNb2O5を1.9質量%、を有する組成からなるガラスとした。

0062

(2)ガラス基板の作製
清澄、均質化した上記熔融ガラスをパイプから一定流量で流出するとともにプレス成形用の下型で受け、下型上に所定量の熔融ガラス塊が得られるよう流出した熔融ガラスを切断刃で切断した。そして熔融ガラス塊を載せた下型をパイプ下方から直ちに搬出し、下型と対向する上型および胴型を用いて、薄肉円盤状にプレス成形した。プレス成形品を変形しない温度にまで冷却した後、型から取り出してアニールする。その後、プレス成形により得られたガラス基板に対して、ラッピング加工を行った。ラッピング加工では、遊離砥粒としてアルミナ砥粒(#1000の粒度)を用いた。

0063

(3)コアリング加工、およびチャンファリング加工
円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、円盤状ガラス素材の中心部に内孔を形成し、円環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(チャンファリング)。
以上の加工によって、研磨対象物として、外径65mm、内径20mm、厚さ0.8mmの円環状のガラス基板が得られた。

0064

(4)主表面に対する研磨工程
図1に示した研磨装置にガラス基板をセットし、表1に示す比較例および実施例に係る研磨材として含有する研磨液を使用して研磨を行い、評価を行った。
実施例及び比較例の研磨材は、表1に示す通りである。表1において、比較例の研磨材は安定化剤を含まないジルコニアを粉砕して作製したものである。一方、実施例はイットリウム含有ジルコニアであるが、イットリウム含有量については、イットリウムをイットリア(Y2O3)で換算したときのモル比((Y2O3+ZrO2)に対するY2O3の比)で示している。
比較例及び実施例では、研磨材の砥粒の粒径の平均値(D50)及び標準偏差(SD)を概ね一致させた。具体的には、平均粒径(D50)を0.2〜0.5[μm]とし、標準偏差(SD)を0.05〜0.15[μm]とした。実際には、平均粒径(D50)を0.3[μm]、標準偏差(SD)を0.1[μm]とした。研磨材の砥粒の粒径の平均値(D50)及び標準偏差(SD)は、粒子径粒度分布測定装置(日機装株式会社製、ナノトラックUPA-EX150)を用いて光散乱法により測定した。研磨工程に使用される研磨液は、純水ろ過水(RO水)もしくは純水に対し実施例及び比較例の研磨材が10重量%となるように混入させて十分に攪拌して生成した。その後、実施例及び比較例の研磨材を含む研磨液をそれぞれ、1〜5L/minで供給しながら研磨装置を用いてガラス基板の研磨を行った。ここでは3L/minとした。研磨条件は、以下の通りである。
<研磨条件>
・研磨パッド:硬質発泡ウレタンパッド(JIS-A硬度:95)
・含浸砥粒:酸化セリウム
・含浸砥粒の平均粒径:1〜2μm
・含浸量:30重量%
・研磨荷重:100g/cm2
定盤回転数:30rpm

0065

0066

表1に示す比較例及び実施例の研磨材を含有する研磨液を用いて研磨を行ったガラス基板を、研磨速度、キズ及び端部形状の3つの評価項目で評価した。なお、◎、○、△の記号合格、×は不合格であることを示す。
評価項目としての「研磨速度」は、研磨における生産性を評価するための指標であり、速ければ速いほど良い。研磨加工前後のガラス基板の板厚を測定し、板厚の減少量を加工時間で除することによって研磨速度を算出し、以下の評価基準を基に評価した。
[研磨速度の評価基準]
◎:>0.50μm/min
○:0.40〜0.50μm/min
△:0.30〜0.40μm/min
×:<0.30μm/min

0067

評価項目としての「キズ」は、ガラス基板の主表面の表面品質を評価するための指標である。ハロゲン集光ランプ下で磁気ディスク用ガラス基板の主表面の目視検査を行い、ピット、スクラッチ等のキズ(深さ250nm以上)が有るか否かを判定した。それぞれ200個の研磨加工後の基板を検査して、主表面上に1つでもキズが有るものは不合格とし、200個の基板の合格率良品率)に対して、以下の評価基準を基に評価した。
[キズの評価基準]
◎:95〜100%
○:90〜95%
△:80〜90%
×:<80%

0068

端部形状の評価として、ダブオフ値を評価した。図2は、ダブオフ値の算出方法を概念的に説明するために、ガラス基板の端部の断面を拡大して表した図である。ダブオフ値を算出するためには、ガラス基板の中心点と、その中心点から外縁に向けて30mm又は29.9mm離れた主表面上の位置(X1とする。)と、その中心点から外縁に向けて31.5mm離れた主表面上の位置(X2とする。)とが、図2に示すように定義される(外径65mmのガラス基板の場合)。なお、ガラス基板の中心点とX1とX2は、ガラス基板を上から見たときには同一線上にある。このとき、X1とX2を結ぶ基準線Lに対して主表面が突出している場合には、ガラス基板の端部はロールオフ形状(図2の(a)の場合)であり、その最大突出量をダブオフ値D(プラス値)とする。逆に、X1とX2を結ぶ基準線に対して主表面が凹んでいる場合には、ガラス基板の端部はスキージャンプ形状(図2の(b)の場合)であり、その最大凹み量をダブオフ値D(マイナス値)とする。ダブオフ値の測定には表面形状測定装置(Phase Shift社製、MicroXAM)を用いた。
1枚の円環状のガラス基板に対するダブオフ値の算出は以下のようにして行う。一方の面について90度間隔で4点(X1とX2について4個の組合せ)のダブオフ値を算出し、得られた4個のダブオフ値のうち絶対値が最も大きい値をその面のダブオフ値(プラス値またはマイナス値である)とする。同様にして、他方の面についてもダブオフ値を算出する。そして、両面のダブオフ値の平均値を、そのガラス基板のダブオフ値(プラス値またはマイナス値である)とする。得られたガラス基板のダブオフ値に対して、以下の評価基準を基に評価した。
なお、以下の評価基準は、最終製品としてのものではなく、第1の研磨工程後のガラス基板に対する評価基準である。最終製品では、後研磨工程(第2研磨工程)によってさらに良好な端部形状となる。
[端部形状の評価基準]
◎:<17.0nm
○:17.0〜19.0nm
△:19.0〜21.0nm
×:>21.0nm

0069

表1から分かるように、ジルコニア砥粒からなる研磨材と比較して、イットリウム含有ジルコニアからなる研磨材を使用した場合には、いずれの評価項目についても良好な結果が得られた。さらに、イットリウム含有ジルコニア中のイットリウムの含有量(モル比)が1〜6%の範囲である場合には、さらに良好な結果が得られた。
なお、実施例1〜3の場合には、第2研磨工程における取り代は5μm以下となり、ガラス基板の主表面の平坦度及び端部形状も良好であることが認められた。

0070

上記比較例と実施例2の研磨材に対する粉末X線回折装置(リガク社製SmartLab System 9KW)の測定結果を図3に示す。なお、図3では、縦軸を常用対数
表示した任意単位の回折強度(Intensity)、横軸を2θで記してあり、比較例と実施例2
が重ならないようにずらしてある。
図3に示すように、比較例の測定結果では、28.1 [deg]付近、31.4 [deg]付近、及び34.2 [deg]付近で強いピーク強度(回折強度)が確認された。これらのピーク強度は単斜晶ジルコニアに起因する回折ピークであると考えられる。一方で実施例2の測定結果、単斜晶ジルコニアに起因すると考えられる回折ピークに加えて、30.2 [deg]付近でも強いピーク強度が確認された。このピーク強度は、立方晶ジルコニアに起因する回折ピークであると考えられ、単斜晶に由来するピーク強度よりも高い。つまり、実施例2では、ジルコニアの結晶構造のうち立方晶の回折強度のピークが最も高いことが分かる。図3の測定結果から、比較例と実施例2のジルコニア研磨材では結晶構造が大きく異なっていると考えられる。

0071

さらに、実施例2の場合と砥粒の平均粒径及び標準偏差が同一で、イットリウム含有量が2%と5%の範囲にあるイットリウム含有ジルコニアを研磨材として使用したところ、実施例2の場合(イットリウム含有量:3%)と同様に、良好な評価結果が得られた。よって、2〜5%の範囲内とすると非常によい結果が得られることがわかった。

0072

なお、表1に関する端部形状の評価基準として、ダブオフ値が21nm以下である場合に合格であるとしたが、さらに厳しい評価基準(例えば、ダブオフ値が10nm以下である場合に合格とする)を採用する場合、ジルコニア研磨材を用いる第一研磨工程とコロイダルシリカ砥粒を用いる第二研磨工程の間に、酸化セリウム砥粒を用いた研磨工程を追加で行うことが好ましい。酸化セリウム砥粒を研磨材として用いた場合、端部形状がスキージャンプ形状となりやすく、ダブオフ値を低下させることができる。なお、化学強化工程によりガラス基板の主表面に生じさせた圧縮応力層を多く残すため、上記酸化セリウム砥粒を用いた研磨工程は、化学強化工程前に実施することが好ましい。

0073

実施例2のガラス基板に対して、酸化セリウム砥粒を用いた中間研磨工程、化学強化工程、最終研磨工程(後研磨工程)を、この順序で行った。中間研磨工程では、水に平均粒径1.0μmの酸化セリウム砥粒を10重量%含有させた研磨液を用いて、以下の研磨条件にてガラス基板の主表面を研磨した。その結果、コロイダルシリカを研磨砥粒として用いた最終研磨工程後のガラス基板のダブオフ値は、5nm以下となり非常に良好となった。
<研磨条件>
・研磨パッド:発泡ポリウレタン製スウェードパッド(JIS−A硬度:85)
・研磨荷重:100g/cm2
・定盤回転数:30rpm
・取代(両面合計):30μm
・研磨装置:第1研磨工程の装置と同様の装置

0074

次に、ガラスの組成を適宜調整してガラスの破壊靱性値が異なるガラス基板(破壊靱性値:0.2,0.4,0.5,1.0,1.5,2.0[MPa/m1/2])を作製し、当該ガラス基板の主表面に対して第1研磨を行った。研磨条件は、実施例2と同一とした。破壊靱性値はビッカース硬度計によって計測した。
その結果、破壊靱性値が0.2,2.0[MPa/m1/2]のガラス基板を使用した場合、研磨速度、キズ、及び端部形状は、実施例2と同レベルであった。研磨速度、キズ、及び端部形状のレベルは、0.4,1.5[MPa/m1/2]である場合に実施例2よりも良好になり、0.5,1.0[MPa/m1/2]である場合にはさらに良好になった。

0075

実施例1〜4によって得られた磁気ディスク用ガラス基板に磁性層を形成した磁気ディスクを作製した。その後、磁気ディスクを回転数が7200rpmのハードディスクドライブ(HDD)に組み込み、当該HDDにてヘッドのDFH機構を使用しつつサーティファイテスト磁気信号の書き込み/読み出し試験)を実施したが、エラーは発生しなかった。

実施例

0076

以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明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勿論である。

0077

10研磨パッド
30キャリア
40上定盤
50下定盤
61太陽歯車
62内歯車
71研磨液供給タンク
72 配管

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