図面 (/)

技術 ガラス基板の製造方法、および磁気記録媒体の製造方法

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 佐々木賢一河合秀樹
出願日 2009年9月11日 (11年3ヶ月経過) 出願番号 2010-533864
公開日 2012年3月15日 (8年9ヶ月経過) 公開番号 WO2010-044325
状態 特許登録済
技術分野 磁気記録媒体の製造
主要キーワード ラッピング動作 測定断面曲線 信頼性確認 ラッピング量 予熱槽 外周角 予備調整 うねり曲線
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年3月15日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題・解決手段

研磨剤を含む研磨液を用いてガラス基板の表面を研磨する第1研磨工程と第2研磨工程とを有するガラス基板の製造方法において、ガラス基板を加熱する加熱工程を有し、第1研磨工程を行った後、第2研磨工程を行う前に、加熱工程を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。

概要

背景

従来、コンピュータ等に用いられる情報記録媒体として磁気ディスクがある。磁気ディスク用基板としては、アルミニウム基板が一般的に用いられてきた。しかし、近年、記録密度向上のための磁気ヘッド浮上量の低減の要請に伴い、アルミニウム基板よりも表面の平滑性に優れ、しかも表面欠陥が少ないことから磁気ヘッド浮上量の低減を図ることができるガラス基板を磁気ディスク用基板として用いる割合が増えてきている。

このような磁気ディスク等のガラス基板は、ブランク材と呼ばれるガラス基板に研磨加工等を施すことによって製造される。ガラス基板(ブランク材)は、プレス成形によって製造する方法や、フロート法等によって作製された板ガラスを切断して製造する方法等が知られている。一定の形状に切り出されたガラス基板のままでは表面の凹凸が大きく、表面研磨を行う必要があり、また、高密度化の要請からより高精度に研磨する技術が求められている。

従来、よく知られているように、ガラス表面仕上げの工程は、大きく分けて、第1ラッピング工程、第2ラッピング工程、第1研磨工程、第2研磨工程の各工程からなる(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。

第1ラッピング工程は、ガラス基板の両表面を研磨加工し、ガラス基板の平行度平坦度および厚みを予備調整する工程である。第2ラッピング工程は、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みを微調整する工程である。

第1研磨工程、第2研磨工程はいわゆる研磨工程であり、第1研磨工程でキズ欠陥を除去してガラス基板の表面を所定の面粗さにした後、第2研磨工程でガラス基板の表面をさらに精密に研磨する。近年、ガラス基板には非常に高いレベルの平滑性が要求されるため、第1研磨工程、第2研磨工程ではともに研磨剤を含む研磨液を用いて研磨する方法が用いられている。

概要

研磨剤を含む研磨液を用いてガラス基板の表面を研磨する第1研磨工程と第2研磨工程とを有するガラス基板の製造方法において、ガラス基板を加熱する加熱工程を有し、第1研磨工程を行った後、第2研磨工程を行う前に、加熱工程を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。

目的

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、平滑性の高いガラス基板を効率的に製造することができるガラス基板の製造方法、平滑性の高い磁気記録媒体を効率的に製造することができる磁気記録媒体の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

研磨剤を含む研磨液を用いてガラス基板の表面を研磨する第1研磨工程と第2研磨工程とを有するガラス基板の製造方法において、前記ガラス基板を加熱する加熱工程を有し、前記第1研磨工程を行った後、前記第2研磨工程を行う前に、前記加熱工程を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。

請求項2

前記加熱工程は、100℃〜300℃の温度で加熱する工程であることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板の製造方法。

請求項3

前記第2研磨工程は前記加熱工程の直後に行われることを特徴とする請求項1または2に記載のガラス基板の製造方法。

請求項4

前記第1研磨工程と前記加熱工程との間に前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程および前記ガラス基板を乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のガラス基板の製造方法。

請求項5

前記乾燥工程では、前記ガラス基板に気体を吹き付けることを特徴とする請求項4に記載のガラス基板の製造方法。

請求項6

請求項1から5の何れか1項に記載のガラス基板の製造方法を用いて製造したガラス基板の表面に磁性膜を形成する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、ガラス基板の製造方法、および磁気記録媒体の製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、コンピュータ等に用いられる情報記録媒体として磁気ディスクがある。磁気ディスク用基板としては、アルミニウム基板が一般的に用いられてきた。しかし、近年、記録密度向上のための磁気ヘッド浮上量の低減の要請に伴い、アルミニウム基板よりも表面の平滑性に優れ、しかも表面欠陥が少ないことから磁気ヘッド浮上量の低減を図ることができるガラス基板を磁気ディスク用基板として用いる割合が増えてきている。

0003

このような磁気ディスク等のガラス基板は、ブランク材と呼ばれるガラス基板に研磨加工等を施すことによって製造される。ガラス基板(ブランク材)は、プレス成形によって製造する方法や、フロート法等によって作製された板ガラスを切断して製造する方法等が知られている。一定の形状に切り出されたガラス基板のままでは表面の凹凸が大きく、表面研磨を行う必要があり、また、高密度化の要請からより高精度に研磨する技術が求められている。

0004

従来、よく知られているように、ガラス表面仕上げの工程は、大きく分けて、第1ラッピング工程、第2ラッピング工程、第1研磨工程、第2研磨工程の各工程からなる(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。

0005

第1ラッピング工程は、ガラス基板の両表面を研磨加工し、ガラス基板の平行度平坦度および厚みを予備調整する工程である。第2ラッピング工程は、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みを微調整する工程である。

0006

第1研磨工程、第2研磨工程はいわゆる研磨工程であり、第1研磨工程でキズ欠陥を除去してガラス基板の表面を所定の面粗さにした後、第2研磨工程でガラス基板の表面をさらに精密に研磨する。近年、ガラス基板には非常に高いレベルの平滑性が要求されるため、第1研磨工程、第2研磨工程ではともに研磨剤を含む研磨液を用いて研磨する方法が用いられている。

先行技術

0007

特許第3184261号公報
特許第3184495号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、特許文献1、特許文献2に開示されている従来の研磨工程では、さらに高いレベルの平滑性を有するガラス基板を効率的に製造することが非常に困難になってきた。

0009

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、平滑性の高いガラス基板を効率的に製造することができるガラス基板の製造方法、平滑性の高い磁気記録媒体を効率的に製造することができる磁気記録媒体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

0010

上記の課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有するものである。

0011

1.研磨剤を含む研磨液を用いてガラス基板の表面を研磨する第1研磨工程と第2研磨工程とを有するガラス基板の製造方法において、
前記ガラス基板を加熱する加熱工程を有し、
前記第1研磨工程を行った後、前記第2研磨工程を行う前に、前記加熱工程を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。

0012

2.前記加熱工程は、100℃〜300℃の温度で加熱する工程であることを特徴とする前記1に記載のガラス基板の製造方法。

0013

3.前記第2研磨工程は前記加熱工程の直後に行われることを特徴とする前記1または2に記載のガラス基板の製造方法。

0014

4.前記第1研磨工程と前記加熱工程との間に前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程および前記ガラス基板を乾燥させる乾燥工程を有することを特徴とする前記1から3の何れか1項に記載のガラス基板の製造方法。

0015

5.前記乾燥工程は、前記ガラス基板に気体を吹き付ける工程であることを特徴とする前記4に記載のガラス基板の製造方法。

0016

6.前記1から5の何れか1項に記載のガラス基板の製造方法を用いて製造したガラス基板の表面に磁性膜を形成する工程を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

発明の効果

0017

本発明によれば、第1研磨工程を行った後、第2研磨工程を行う前に、加熱工程を行うので、加熱によりガラス基板表面が活性化し、化学的反応性が第1研磨工程の直後に比べて大幅に向上する。このことにより、第2研磨工程では反応性が高まったガラス基板の全面に均一に研磨液が広がるので短時間で平滑度の高い研磨が可能になる。

0018

したがって、平滑性の高いガラス基板を効率的に製造することができるガラス基板の製造方法、平滑性の高い磁気記録媒体を効率的に製造することができる磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

0019

ガラス基板の全体構成を示す図である。
ガラス基板の表主表面の上に磁性膜を備えている磁気記録媒体の例を示す図である。
ガラス基板の製造における工程を説明する製造工程図である。
ガラス基板表面のうねり及び微小うねりを説明するための基板の拡大断面図である。

実施例

0020

本発明を図示の実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限らない。

0021

図1は、本発明に係るガラス基板1の全体構成を示している。図1に示す様に、ガラス基板1は、中心に孔5が形成されたドーナツ状の円板形状をしている。10tは外周端面、20tは内周端面、7aは表主表面、7bは裏主表面を示している。

0022

図2は、本発明に係る磁気記録媒体の一例である磁気ディスクの斜視図である。この磁気ディスクDは、円形のガラス基板1の表面に磁性膜2が直接形成されている。なお、磁性膜2は裏主表面7bの上にも設けることができる。

0023

図3は、本発明に係るガラス基板の製造方法の一例の製造工程図である。

0024

本実施形態の製造工程では、第1研磨工程を行った後、第2研磨工程を行う前に、加熱工程を行っている点が特徴である。図3を用いて、本実施形態のガラス基板の製造工程について詳しく説明する。

0025

なお、本発明のガラス基板は、磁気記録媒体に限定されるものではなく、光磁気ディスク光ディスクなどにも用いることができる。

0026

<ガラス基板の製造工程>
ガラス基板の大きさに特に限定はない。例えば、外径が2.5インチ、1.8インチ、1インチ、0.8インチなど種々の大きさのガラス基板がある。また、ガラス基板の厚みにも限定はなく、2mm、1mm、0.63mmなど種々の厚みのガラス基板がある。

0027

(ガラス溶融工程)
最初に、ガラス素材を溶融する。

0028

ガラス基板の材料としては、特に制限はないが化学強化が可能なガラスを用いることが好ましい。例えば、SiO2、Na2O、CaOを主成分としたソーダライムガラス;SiO2、Al2O3、R2O(R=K、Na、Li)を主成分としたアルミノシリケートガラスボロシリケートガラス;Li2O−SiO2系ガラス;Li2O−Al2O3−SiO2系ガラス;R’O−Al2O3−SiO2系ガラス(R’=Mg、Ca、Sr、Ba)などを使用することができる。中でも、アルミノシリケートガラスやボロシリケートガラスは、耐衝撃性耐振動性に優れるため特に好ましい。

0029

(プレス成形工程)
溶融ガラス下型流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板前駆体を得る。なお、円板状のガラス基板前駆体は、プレス成形によらず、例えばダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラス研削砥石で切り出して作製してもよい。

0030

コアリング工工程)
プレス成形したガラス基板前駆体は、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で中心部に孔を開ける。

0031

(第1ラッピング工程)
次に、ガラス基板の両表面をラッピング加工し、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度および厚みを予備調整する。

0032

(内・外径加工工程)
次に、ガラス基板の外周端面および内周端面を、例えば鼓状ダイヤモンド等の研削砥石により研削することで内・外径加工する。この内・外径加工により、ガラス基板の外径寸法および真円度、孔の内径寸法、並びにガラス基板と孔との同心度を微調整し、また、ガラス基板の内・外周角部を、例えば、0.1mmから0.2mm程度の45°の面取りをする。

0033

(内周端面加工工程)
この後、ガラス基板の内周端面を、研磨液を使用したブラシ研磨により面取り部の角部を曲面とし、また微細なキズ等を除去する。

0034

(第2ラッピング工程)
次に、ガラス基板の両表面を再びラッピング加工して、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みを微調整する。

0035

(外周端面加工工程)
そして、ガラス基板の外周端面を、研磨液を使用したブラシ研磨により面取り部の角部を曲面とし、また微細なキズ等を除去する。

0036

なお、コアリング加工以降の第1ラッピング工程から外周端面加工工程までの順序は、図3に示したものに限定されず、状況に応じて適宜変更することができる。例えば、ラッピング工程を一つにして最初に行い、その後、内・外径加工工程、内周、外周端面加工工程を行っても良い。また、第1ラッピング工程、内・外径加工工程の後、第2ラッピング工程、内周、外周端面加工工程を行っても良い。

0037

第1及び第2ラッピング工程にてガラス基板をラッピングする研磨機について説明する。研磨機は、両面研磨機と呼ばれる公知の研磨機を使用できる。両面研磨機は、互いに平行になるように上下に配置された円盤状の上定盤下定盤とを備えており、互いに逆方向に回転する。この上下の定盤の対向するそれぞれの面にガラス基板の主表面をラッピングするための複数のダイヤモンドペレットが貼り付けてある。上下の定盤の間には、下定盤の外周に円環状に設けてあるインターナルギアと下定盤の回転軸の周囲に設けてある太陽ギアとに結合して回転する複数のキャリアがある。このキャリアには、複数の穴が設けてあり、この穴にガラス基板をはめ込んで配置する。上下の定盤、インターナルギア及び太陽ギアは別駆動で動作することができる。

0038

研磨機のラッピング動作は、上下の定盤が互いに逆方向に回転し、ダイヤモンドペレットを介して定盤に挟まれているキャリアは、複数のガラス基板を保持した状態で、自転しながら定盤の回転中心に対して下定盤と同じ方向に公転する。このような動作している研磨機において、研削液を上定盤とガラス基板及び下定盤とガラス基板との間に供給することでガラス基板のラッピングを行うことができる。

0039

この両面研磨機を使用する際、ガラス基板に加わる定盤の加工圧力及び定盤の回転数を所望のラッピング状態に応じて適宜調整する。第1及び第2ラッピング工程における加工圧力は、5884Paから11768Paとするのが好ましい。また、定盤の回転数は、10rpmから30rpm程度とし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より30%から40%程度遅くするのが好ましい。定盤による加工圧力を大きくし、定盤の回転数を速くするとラッピング量は多くなるが、加工圧力を大きくしすぎると面粗さが良好とならず、また、回転数が速すぎると平坦度が良好とならない。また加工圧力が小さく定盤の回転数が遅いとラッピング量が少なく製造効率が低くなる。

0040

第2ラッピング工程を終えた時点で、大きなうねり、欠けひび等の欠陥は除去され、ガラス基板の主表面の面粗さは、Rz(最大高さ粗さ)が2μmから4μm、Ra(算術平均粗さ)が0.2μmから0.4μm程度とするのが好ましい。このような面状態にしておくことで、次の化学強化工程を経て第1研磨工程で研磨を効率よく行うことができる。

0041

尚、第1ラッピング工程では、第2ラッピング工程を効率よく行うことができるように大まかに大きなうねり、欠け、ひびを効率よく除去する。このため、第2ラッピングで使用する粗さ#1300メッシュから#1700メッシュより粗い#800メッシュから#1200メッシュ程度のダイヤモンドペレットを使用するのが好ましい。第1ラッピング工程が完了した時点での面粗さは、Rzが4μmから8μmで、Raが0.4μmから0.8μm程度とするのが好ましい。

0042

ガラス基板の内周、外周の端面は、内周及び外周端面加工工程でブラシ研磨によるポリッシング加工を行う。ブラシは、φ0.2からφ0.3mm程度のナイロンポリプロピレン等を使用するのが好ましい。また、研磨液は、粒径が数μm程度の酸化セリウムが好ましい。ブラシ研磨の結果、内周、外周の端面の面粗さは、Rzが0.2μmから0.4μmで、Raが0.02μmから0.04μm程度とするのが好ましい。内・外径加工工程及び内周及び外周端面加工工程を経たガラス基板の端面の形状は、主表面と端面とが成す角部が取り除かれ、外周端面から0.2mmから0.5mm程度の位置から主表面よりダレた状態となる。

0043

ここで、Ra(算術平均粗さ)、Rz(最大高さ粗さ)は、JIS B0601:2001で規定されている。これらは、原子間力顕微鏡AFM)等により測定することができる。これら規定及び測定方法は、以降で記述されるRa、Rzについても同じく適用する。

0044

上記の例では、ガラス基板を研磨する際にダイヤモンドペレットと研削液を用いているが、上下の定盤の研磨面にパッドを貼り付け、研磨液を供給して研磨する方法とすることもできる。研磨剤としては、例えば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム酸化アルミニウム酸化マンガンコロイダルシリカ、ダイヤモンドなどが挙げられる。これらを水で分散化してスラリー状として使用する。パッドは硬質パッド軟質パッドとに分けられるが、必要に応じて適宜選択して用いることができる。硬質パッドとしては、硬質ベロアウレタン発泡ピッチ含有スウェード等を素材とするパッドが挙げられ、軟質パッドとしては、スウェードやベロア等を素材とするパッドが挙げられる。

0045

パッドと研磨剤を使用する研磨方法は、研磨剤の粒度やパッドの種類を変えて、粗研磨から精密研磨まで対応することができる。よって、第1ラッピング工程と第2ラッピング工程で、効率よく大きなうねり、欠け、ひび等を除去し上記の面粗さを得ることができる様に研磨剤、研磨剤の粒度、パッドを適宜組み合わせて対応することができる。

0046

また、第1及び第2ラッピング工程の後、ガラス基板の表面に残った研磨剤やガラス粉を除去するための洗浄工程を行うことが好ましい。

0047

尚、第1ラッピング工程及び第2ラッピング工程で使用する研磨機は、同一構成ではあるがそれぞれの工程専用に用意された別の研磨機を用いて研磨加工を行うのが好ましい。これは、専用のダイヤモンドペレットを貼り付けているため交換が大掛かりな作業となり、また、研磨条件を再設定する等の煩雑な作業が必要となり、製造効率が低下するためである。

0048

(化学強化工程)
第2ラッピング工程の次に、化学強化液にガラス基板を浸漬してガラス基板に化学強化層を形成する。化学強化層を形成することで耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。

0049

化学強化工程は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬することによってガラス基板に含まれるリチウムイオンナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンによって置換するイオン交換法によって行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、ガラス基板の表面が強化される。

0050

化学強化処理液に特に制限はなく、公知の化学強化処理液を用いることができる。通常、カリウムイオンを含む溶融塩又はカリウムイオンとナトリウムイオンをふくむ溶融塩を用いることが一般的である。カリウムイオンやナトリウムイオンを含む溶融塩としては、カリウムナトリウム硝酸塩炭酸塩硫酸塩やこれらの混合溶融塩が挙げられる。中でも、融点が低く、ガラス基板の変形を防止できるという観点からは、硝酸塩を用いることが好ましい。

0051

化学強化処理液は、上記の成分が融解する温度よりも高温になるよう加熱される。一方、化学強化処理液の加熱温度が高すぎると、ガラス基板の温度が上がりすぎ、ガラス基板の変形を招く恐れがある。このため、化学強化処理液の加熱温度はガラス基板のガラス転移点(Tg)よりも低い温度が好ましく、ガラス転移点−50℃よりも低い温度とすることが更に好ましい。

0052

なお、加熱された化学強化処理液に浸漬される際の熱衝撃によるガラス基板の割れや微細なクラックの発生を防止するため、化学強化処理液への浸漬に先立って、予熱槽でガラス基板を所定温度に加熱する予熱工程を有していても良い。

0053

化学強化層の厚みとしては、ガラス基板の強度向上と研磨工程の時間の短縮との兼ね合いから、5μm〜15μm程度の範囲が好ましい。強化層の厚みがこの範囲の場合、平坦度、機械的強度である耐衝撃性が良好なガラス基板とすることができる。

0054

化学強化工程後の表主表面7aの外周端部の形状は、化学強化工程前とほとんど変わらず、上記の5μm〜15μm程度の化学強化層がガラス基板の表面全体にほぼ一様に載った状態となる。

0055

(第1研磨工程)
次に、研磨工程に関して説明する。研磨工程では、ガラス基板の表面を精密に仕上げるとともに主表面の外周端部の形状を研磨する。

0056

まず、第1研磨工程では、第2研磨工程で最終的に必要とされる面粗さを効率よく得ることができるように、面粗さを向上させるとともに所望の形状を効率よく得ることができる研磨を行う。

0057

研磨の方法は、ラッピング工程で使用したダイヤモンドペレットと研削液に代えて、パッドと研磨液を使用する以外は第1及び第2ラッピング工程で使用した研磨機と同一の構成の研磨機を使用する。

0058

パッドは硬度Aで80から90程度の硬質パッドで例えば発泡ウレタンを使用するのが好ましい。パッドの硬度が研磨による発熱により柔らかくなると研磨面の形状変化が大きくなるため硬質パッドを用いるのが好ましい。研磨剤は、粒径が0.6μmから2.5μmの酸化セリウム、コロイダルシリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、酸化マンガン等を水に分散させてスラリー状にして用いるのが好ましい。水と研磨剤との混合比率は、概ね1:9から3:7程度が好ましい。

0059

定盤によるガラス基板への加工圧力は、8826Paから10787Paとするのが好ましい。定盤によるガラス基板への加工圧力は、外周端部の形状に大きく影響する。加工圧力を大きくしていくと、外周端部の内側が下がり外側に向かって上がる傾向を示す。また、加工圧力を小さくしていくと、外周端部は平面に近くなるとともに面ダレが大きくなる傾向を示す。こうした傾向を観察しながら加工圧力を決めることができる。

0060

また、化学強化工程までに得た平坦度を維持し、さらに面粗さを向上させるように定盤の回転数を25rpmから50rpmとし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より30%から40%遅くするのが好ましい。

0061

上記の研磨条件により研磨量を30μmから40μmとするのが好ましい。30μm未満では、キズや欠陥を十分に除去ができない。また40μmを超える場合は、面粗さをRzが2nmから60nm、Raが2nmから4nmの範囲とすることができるが、必要以上に研磨を行うことになり製造効率が低下する。

0062

(洗浄工程)
公知の超音波洗浄機を用いてガラス基板を洗浄し、研磨剤等を除去する。洗浄液には純水などを用いることができる。

0063

(乾燥工程)
洗浄後のガラス基板に、ゴミ、埃などが除去された乾燥した気体を吹き付けて乾燥させる。気体は、空気でも窒素ガスなどの不活性の高純度ガスでも良い。気体の温度は15℃〜200℃にすることが好ましい。より好ましい気体の温度は20℃〜200℃である。気体を吹き付ける時間は1分以上、好ましくは3分以上ガラス基板に付着した水分が完全に乾燥するまで気体を吹き付ける。

0064

(加熱工程)
ガラス基板を加熱槽に入れて100℃〜300℃の温度で5〜30分間加熱する。

0065

(第2研磨工程)
第2研磨工程は、第1研磨工程後のガラス基板の表面を更に精密に研磨する工程である。第2研磨工程で使用するパッドは、第1研磨工程で使用するパッドより柔らかい硬度65から80(Asker−C)程度の軟質パッドで、例えば発泡ウレタンやスウェードを使用するのが好ましい。研磨剤としては、第1研磨工程と同様の酸化セリウム、コロイダルシリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム、酸化マンガン等を用いることができるが、ガラス基板の表面をより滑らかにするため、粒径がより細かくバラツキが少ない研磨剤を用いるのが好ましい。粒径の平均粒子径が40nmから70nmの研磨剤を水に分散させてスラリー状にして研磨液として用い、水と研磨剤との混合比率は、1:9から3:7程度が好ましい。

0066

本発明では加熱工程の直後、即ち、加熱工程により高温となったガラス基板が冷える前に第2研磨工程を行うので、第2研磨工程は、加熱工程によってガラス基板表面が活性化した状態で行うことができ、化学的な反応性が第1研磨工程の直後に比べて大幅に向上している。

0067

そのため第2研磨工程を始めるとすぐに研磨液は、反応性が非常に高いガラス基板の表面に一様に広がり、短時間でガラス基板表面の全面にわたって均一な研磨特性が得られる。

0068

定盤によるガラス基板への加工圧力は、8826Paから10787Paが好ましい。定盤によるガラス基板への加工圧力は、第1研磨工程と同様に外周端部の形状に大きく影響するが、研磨速度が遅いため第1研磨工程ほど効率的に形状を変化させることはできない。加工圧力の加減による外周端部の形状の変化は、第1研磨工程と同様であり、加工圧力を大きくしていくと、外周端部の内側が下がり外側に向かって上がる傾向を示す。また、加工圧力を小さくしていくと、外周端部は平面に近くなるとともに面ダレが大きくなる傾向を示す。外周端部の形状を得るために、こうした傾向を観察しながら加工圧力を決めることができる。定盤の回転数を15rpmから35rpmとし、上定盤の回転数を下定盤の回転数より30%から40%遅くするのが好ましい。

0069

上記の様に第2研磨工程での研磨条件を調整して所望の外周端部の形状を得るとともに、面粗さをRzが2nmから6nm、Raが0.2nmから0.4nmの範囲とすることができる。

0070

研磨量は2μmから5μmとするのが好ましい。研磨量をこの範囲とすると、表面に発生した微小荒れやうねり、これまでの工程で生じた微小な傷痕といった微小な欠陥を効率良く除去することができる。

0071

第2研磨工程によって、ガラス基板の表面の化学強化された領域が減少する。第2研磨工程の後のガラス基板の表面に化学強化された領域が残っているか否か、あるいは残っている強化された領域の厚みについては制限はない。

0072

(第2洗浄工程)
検査工程)
第2研磨工程の終了後、ガラス基板の洗浄及び検査を行い、ガラス基板が完成する。

0073

なお、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法においては、上記以外の種々の工程を有していても良い。例えば、ガラス基板の内部歪み緩和するためのアニール工程、ガラス基板の強度の信頼性確認のためのヒートショック工程、種々の検査・評価工程等を有していても良い。

0074

また、第2研磨工程では、第1研磨工程で使用した研磨機をそのまま用いるのではなく、同一構成ではあるがそれぞれの工程専用に用意された別の研磨機を用いて研磨を行うのが好ましい。これは、第1研磨工程で使用した研磨機をそのまま用いると第1研磨工程で残留した研磨剤等により第2研磨工程での研磨精度が低下したり、研磨条件を再設定する等の煩雑な作業が必要となり、製造効率が低下するためである。

0075

(磁性膜形成工程)
次に、ガラス基板に設ける磁性膜2について説明する。以下、図2に基づき磁性膜2を設けた磁気記録媒体Dについて説明する。

0076

磁性膜2の形成方法としては従来の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や、スパッタリング、無電解めっきにより形成する方法が挙げられる。スピンコート法での膜厚は約0.3μm〜1.2μm程度、スパッタリング法での膜厚は0.04μm〜0.08μm程度、無電解めっき法での膜厚は0.05μm〜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好ましい。

0077

磁性膜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やCrを加えたCo系合金などが好適である。具体的には、Coを主成分とするCoPt、CoCr、CoNi、CoNiCr、CoCrTa、CoPtCr、CoNiPtや、CoNiCrPt、CoNiCrTa、CoCrPtTa、CoCrPtB、CoCrPtSiOなどが挙げられる。磁性膜は、非磁性膜(例えば、Cr、CrMo、CrVなど)で分割しノイズの低減を図った多層構成(例えば、CoPtCr/CrMo/CoPtCr、CoCrPtTa/CrMo/CoCrPtTaなど)としてもよい。上記の磁性材料の他、フェライト系、鉄−希土類系や、SiO2、BNなどからなる非磁性膜中にFe、Co、FeCo、CoNiPt等の磁性粒子を分散された構造のグラニュラーなどであってもよい。また、磁性膜は、内面型および垂直型のいずれの記録形式であってもよい。

0078

また、磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜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希釈したものが挙げられる。

0079

さらに必要により下地層や保護層を設けてもよい。磁気ディスク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。Coを主成分とする磁性膜の場合には、磁気特性向上等の観点からCr単体Cr合金であることが好ましい。また、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。

0080

磁性膜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。これらの保護層は、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。また、これらの保護層は、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。なお、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シラン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、さらに焼成して二酸化ケイ素(SiO2)層を形成してもよい。

0081

[実施例]
実施例1〜4のガラス基板を以下のように作製した。

0082

(ガラス基板の作製)
図3で説明した製造工程図に従って、実施例1〜4のガラス基板を各100枚作製した。実施例1〜4では、加熱温度T1(℃)を変えてガラス基板を作製した。

0083

ガラス材料としてアルミノシリケートガラス(Tg:500℃)を用い、溶融ガラスをプレス成形してブランク材を300枚作製した。内外周加工工程、ラッピング工程を経て、外径65mm、内径20mmのガラス基板とした。ガラス基板の厚みは0.64mmとした。

0084

(化学強化工程)
予熱槽でガラス基板を所定温度に加熱した後、300℃に加熱した化学強化処理液にガラス基板を浸漬した。化学強化処理液にはカリウムの硝酸塩を用いた。

0085

(第1研磨工程)
ニッタ・ハース社製のウレタンパッドを用い、研磨剤としては、酸化セリウムを用いた。研磨条件は、パッドの硬度76(硬度A)、研磨剤の粒径0.6(μm)、回転数30(rpm)、加工圧力10787(Pa)とした。

0086

(洗浄工程)
超音波洗浄機で10分間洗浄を行った。

0087

(乾燥工程)
常温清浄な空気をガラス基板の両面に1分間吹き付けて乾燥させた。

0088

(加熱工程)
ガラス基板を加熱槽に入れて10分間加熱した。加熱温度T1は、実施例1では90℃とし、実施例2では100℃、実施例3では300℃、実施例4では310℃とした。

0089

(第2研磨工程)
ILWEL社製のスウェードパッドを用い、研磨剤としては、酸化セリウムおよびコロイダルシリカを用いた。研磨条件は、パッドの硬度80(Asker−C)、研磨剤の粒径30(nm)、回転数30(rpm)、加工圧力10787(Pa)とした。

0090

また、実施例1〜4では全て目標の研磨量を3μmとした。本工程では、実施例1〜4の研磨レートから研磨量が3μmになる加工時間を求めて研磨を行った。加工時間は、実施例1では21.4分、実施例2では16.7分、実施例3、実施例4では15分とした。研磨レートは、予め実験的に実施例1〜4の研磨条件で所定時間の研磨を行ったときの研磨量から求めた。

0091

(第2洗浄工程)
第2洗浄工程として、ロールスクラブ機、カップスクラブ機でのブラシ洗浄を行い、その後超音波洗浄機で洗浄を行った。

0092

[比較例]
比較例では、第1研磨工程、洗浄工程、乾燥工程、第2研磨工程の順に行い、加熱工程を行わなかった。

0093

比較例の目標の研磨量も3μmである。予め実験を行って求めた比較例の条件での研磨レートから加工時間を25分とした。各工程における温度条件等は実施例1と同じ条件である。比較例ではガラス基板を100枚作製した。

0094

[測定方法]
ガラス基板のうねり、微小うねりとこれらの測定方法について説明する。

0095

図4は、ガラス基板の断面の拡大図である。図4(a)の実線の11がガラス基板の表面形状を示す測定断面曲線である。また、破線の12はガラス基板の表面のうねりを表すうねり曲線である。図4(b)は、図4(a)の一部を拡大した図であり、うねり曲線12の上に発生している微小うねり13を表している。

0096

図4(a)のうねり曲線12のうねりの高さWaは、多機能ディスク干渉計(オプティフラットPhase Shift Technology.Inc.製)を用いて行い、ガラス基板表面の全面を測定する。測定原理は、ガラス基板の表面に白色光照射し、位相の異なる参照光測定光干渉強度変化を測定することで、表面の微妙な形状変化を測定する方法である。得られた測定データを5mm以上の周期カットオフし、うねりWaとした。

0097

図4(b)のうねりの上に発生している微小うねりの高さμWaは、3次元表面構造解析顕微鏡(ZYGO社製;商品名NEWVIEW5000)によって測定する。波長は、30〜200μm範囲で行い、1μm□を4カ所測定し、その平均値を微小うねりμWaとした。

0098

なお、研磨量の測定はシックネスゲージを用いた。

0099

測定結果
実施例1〜4と比較例で作製した各100枚のガラス基板表面のうねりWa、微小うねりμWa、研磨レートをそれぞれ測定した測定結果の平均値を表1に示す。

0100

0101

測定結果の判定は、うねりWaの平均値が0.335nm以下、微小うねりμWaの平均値が0.145nm以下の場合を◎、うねりWaの平均値が0.35nm以下、微小うねりμWaの平均値が0.16nm以下の場合を○とし、それ以外の場合は×としている。

0102

表1に示すように、実施例2のうねりWaの平均値は0.33nm、微小うねりμWaの平均値は0.14nm、実施例3のうねりWaの平均値は0.32nm、微小うねりμWaの平均値は0.14nmであり、判定は◎であった。また、実施例1のうねりWaの平均値は0.35nm、微小うねりμWaの平均値は0.16nm、実施例4のうねりWaの平均値は0.34nm、微小うねりμWaの平均値は0.16nmであり判定は○であった。

0103

実施形1の場合、実施例2より加熱温度が低く、水和層の除去が十分でないため、研磨材との化学的な反応が十分に促進されないため判定が○になったと考えられる。

0104

実施形4の場合、実施例3より加熱温度が高く、極微小な部分でディスク表面のガラスに熱による変化が起きて、均質な研磨加工が行えなかったため判定が○になったと考えられる。

0105

一方、比較例ではWaの平均値は0.36nm、微小うねりμWaの平均値は0.16nmであり判定は×であった。

0106

また、実施例1の研磨レートは0.14μm/min、実施例2の研磨レートは0.18μm/min、実施例3の研磨レートは0.20μm/min、実施例4の研磨レートは0.20μm/minであった。一方、比較例の研磨レートは0.12μm/minであり実施例では第2研磨工程の加工時間を大幅に短縮できることがわかった。

0107

以上このように、本発明によれば、平滑性の高いガラス基板を効率的に製造することができるガラス基板の製造方法、平滑性の高い磁気記録媒体を効率的に製造することができる磁気記録媒体の製造方法を提供することができる。

0108

1ガラス基板
2磁性膜
5 孔
7a 表主表面
7b 裏主表面
10t外周端面
11測定断面曲線
12うねり曲線
13微小うねり曲線
20t内周端面
D 磁気ディスク

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 花王株式会社の「 磁気ディスク基板用洗浄剤組成物」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】一態様において、基板表面に付着した有機物残渣の除去性に優れる磁気ディスク基板用洗浄剤組成物の提供。【解決手段】一態様において、ポリグリセリン及びポリグリセリンアルキルエーテルから選ばれる少なく... 詳細

  • JX金属株式会社の「 MgO焼結体スパッタリングターゲット」が 公開されました。( 2020/10/22)

    【課題・解決手段】GOS(Grain Orientation Spread)が0°〜1°の割合が75%以上であるMgO焼結体スパッタリングターゲット。KAM(Kernel Average Misori... 詳細

  • 東レ株式会社の「 二軸配向熱可塑性樹脂フィルム」が 公開されました。( 2020/10/22)

    【課題・解決手段】少なくとも片側の表面が、最大突起高さが20nm未満であり、高さ1nm以上2nm未満の突起の個数をA(個/mm2)、高さ3nm以上20nm未満の突起の個数をB(個/mm2)とした場合に... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ