CN104823240B - 磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法，能够制造出基于固定磨粒的磨削加工后的基板的平坦度良好的、高质量的玻璃基板。本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法使用润滑液、以及含有金刚石粒子的固定磨粒被配置在磨削面上的一对的上下平台，向平台和玻璃基板之间供给润滑液，并用上下平台夹持所述玻璃基板的两个主表面进行同时磨削。玻璃基板使用通过浮法制造的片状的板玻璃，在一个主表面侧具有锡含量比另一个主表面侧多的表层部分。磨削加工使得在上平台侧和下平台侧产生加工速度的差异，将玻璃基板的具有锡含量较多的表层部分的主表面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削。

Description

磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘的制造方法

技术领域

本发明涉及搭载于硬盘驱动器(HDD)等磁盘装置上的磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘的制造方法。

背景技术

作为搭载于硬盘驱动器(HDD)等磁盘装置上的信息记录介质之一有磁盘。磁盘是在基板上形成磁性层等的薄膜而构成的，作为这种基板，以往使用铝基板。然而，最近响应对高记录密度化的追求，相比铝基板而言，能够进一步缩小磁头与磁盘的间隔的玻璃基板所占的比率逐渐变高。此外，以能够极力降低磁头的浮起高度的方式高精度研磨玻璃基板表面，从而实现高记录密度化。近些年来，对于HDD的进一步大记录容量化、低价化的要求激增，为了实现这种需求，对于磁盘用玻璃基板也需要实现进一步的高质量化、低成本化。

如上所述，为了实现对于高记录密度化而言必须的低磁头飞行高度(浮起量)化，磁盘表面的高度平滑性是不可或缺的。为了获得磁盘表面的高度平滑性，最终会要求高度平滑性的基板表面，因而需要高精度研磨玻璃基板表面。为了制作这种玻璃基板，在通过磨削(抛光)处理进行了板厚的调整并降低了平坦度(平面度)之后，再进行研磨处理以减少表面粗糙度和微小起伏，从而可实现主表面的极高的平滑性。

另一方面，以往，关于使用游离磨粒的磨削(抛光)工序(例如专利文献1等)，提出了使用金刚石磨垫的基于固定磨粒的磨削方法(例如专利文献2等)。金刚石磨垫指的是将使用树脂(例如丙烯类树脂等)等支撑部件固定金刚石粒子和通过玻璃、陶瓷、金属或树脂等的粘结剂固定若干个金刚石粒子而得到的凝聚体而成的颗粒贴附于片上的结构。此外，在将包含金刚石的树脂层形成于片上之后，还可以在树脂层上形成槽而呈突起状。另外，这里所称的金刚石磨垫不一定是通常的名称，在本说明书中为了方便起见称之为“金刚石磨垫”。

在现有的游离磨粒中形状变形的磨粒处于平台与玻璃之间而不均匀地存在，因而对于磨粒的负荷不稳定，在负荷集中的情况下，平台表面因铸铁而变为低弹性，因而会在玻璃上产生较深的裂纹，加工变质层变深，并且玻璃的加工表面粗糙度也会变大，因此在后续工序的镜面研磨工序中需要较多的去除量，因而难以削减加工成本。与此相对，在使用金刚石磨垫的基于固定磨粒的磨削中，磨粒均匀存在于片表面，因此负荷不会集中，此外还使用树脂将磨粒固定于片上，因而即使对磨粒施加了负荷，凭借固定有磨粒的树脂的高弹性作用，加工面的裂纹(加工变质层)较浅，能够实现加工表面粗糙度的降低，减少了对于后续工序的负荷(加工余量等)，能够削减加工成本。

该磨削(抛光)工序结束后，进行用于获得高精度平面的镜面研磨加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－6161号公报

专利文献2：日本特开2012－209010号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，根据使用金刚石磨垫的基于固定磨粒的磨削方法，能够实现加工面的表面粗糙度的降低，可减少对于后续的镜面研磨工序的负荷，能够实现玻璃基板的加工成本的削减，然而根据本发明人的研究，查明存在如下课题。

即，对于将通过浮法等制造的片状玻璃板切割为规定形状而得到的玻璃基板，直接进行在上述专利文献2中公开的现有的使用金刚石磨垫的基于固定磨粒的两面同时磨削加工的情况下，加工后的平坦度恶化，存在当形成磁盘时不能实现足够的平滑性的情况。

并且，在上述磨削加工后进行镜面研磨加工，然而该镜面研磨加工的加工余量极其微小，难以改善磨削加工所产生的平坦度的恶化。因此，需要通过磨削加工充分降低玻璃基板的平坦度。

本发明就是为了解决这种现有课题而完成的，其目的在于提供一种磁盘用玻璃基板的制造方法以及使用由此得到的玻璃基板的磁盘的制造方法，在基于固定磨粒的磨削加工中，能够制造出加工后的基板的平坦度良好的、高质量的玻璃基板。

用于解决问题的手段

本发明人对以往使用金刚石磨垫进行基于固定磨粒的两面同时磨削加工时、加工后的平坦度恶化的原因进行了调查，其结果是，在磨削加工后，玻璃基板的具有锡含量较多的表层部分的主表面侧的表面粗糙度大于相反侧的主表面。即，认为在通过磨削加工而在玻璃基板的两个主表面产生了表面粗糙度的差异的情况下，由于泰曼效应而产生残留应力差，导致产生了基板的翘曲。

另外，通过浮法制造的片状的板玻璃由于其制作工艺的关系，在一个主表面侧具有锡含量较多的表层部分。在本说明书中，为了方便起见，以下将该玻璃基板的具有锡含量较多的表层部分的主表面简称为“锡面”，将其相反侧的锡含量非常少的主表面简称为“非锡面”。

本发明人进一步调查的结果查明，对于使用通过浮法制造的板玻璃的玻璃基板，在基于固定磨粒的磨削加工中，锡面的加工速度比非锡面快。另外，在两面同时磨削加工中，使用金刚石粒子等固定磨粒被配置在磨削面上的一对的上平台和下平台，向平台和玻璃基板之间供给润滑液，并用所述一对的上下平台夹持玻璃基板的两个主表面进行磨削，通常在加工速度越快时，被加工面的表面粗糙度越大。并且，在用加工速度较快的平台(例如上平台)加工加工速度较快的玻璃基板的锡面侧时，基于加工速度变快的相乘效应，玻璃基板的两个主表面的表面粗糙度的差异增大，其结果是能够预测到产生基板的翘曲。

本发明是根据通过本发明人的研究而得到的上述认识，进行更进一步的认真研究的结果得到的。

即，为了解决上述课题，本发明具有以下的结构。

(结构1)

一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括如下的磨削加工处理：使用润滑液、以及在磨削面上配置了含有金刚石粒子的固定磨粒的一对的上平台和下平台，向所述磨削面和玻璃基板之间供给所述润滑液，并用所述一对的上下平台夹持所述玻璃基板的两个主表面进行磨削，其特征在于，所述玻璃基板是将通过浮法制造的片状的板玻璃切割成规定的形状而得到的玻璃基板，在一个主表面侧具有锡含量比另一个主表面侧多的表层部分，在所述磨削加工处理中，使得在所述上平台侧和所述下平台侧产生加工速度的差异，将所述玻璃基板的具有所述锡含量较多的表层部分的主表面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削。

(结构2)

根据结构1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削成使磨削加工后的基板的平坦度在2.5μm以内。

(结构3)

根据结构1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削成使磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度的差异以Ra计在0.01μm以内。

(结构4)

根据结构1至3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度，以Ra计都在0.130μm以下。

(结构5)

根据结构1至4中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在同时磨削加工多片玻璃基板时，设置为所述玻璃基板的具有所述锡含量较多的表层部分的主表面都成为相同朝向。

(结构6)

根据结构1至5中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在加工速度相对较高的平台侧，使固定磨粒的突出量大于加工速度相对较低的平台侧。

(结构7)

根据结构1至6中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磨削加工处理具有：第一阶段，以比进行磨削加工的负荷高的负荷使所述玻璃基板表面变得粗糙；以及第二阶段，在该第一阶段之后，以比所述第一阶段的负荷低的负荷进行所述玻璃基板表面的磨削加工。

(结构8)

根据结构1至7中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磨削加工处理中的加工速度为3.0μm/分钟～9.0μm/分钟。

(结构9)

一种磁盘的制造方法，其特征在于，在利用结构1至8中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板上，至少形成磁记录层。

发明效果

根据本发明，能够改善以往使用固定磨粒的磨削加工中的基板的平坦度的恶化。因此，能够制造高质量的玻璃基板。

另外，利用根据本发明得到的玻璃基板，能够得到高可靠性的磁盘。

附图说明

图1是表示用于本发明的金刚石磨垫的结构的概要剖面图。

图2是用于说明磨削加工时的状态的示意图。

图3是表示磨削加工处理中施加负荷的顺序的一例的图。

具体实施方式

下面，详细说明本发明的实施方式。

本发明如上述结构1所述是一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括如下的磨削加工处理，使用润滑液、以及含有金刚石粒子的固定磨粒被配置在磨削面上的一对的上平台和下平台，向所述平台和玻璃基板之间供给所述润滑液，并用所述一对的上下平台夹持所述玻璃基板的两个主表面进行磨削，其特征在于，所述玻璃基板是将通过浮法制造的片状的板玻璃切割成规定的形状而得到的玻璃基板，在一个主表面侧具有锡含量比另一个主表面侧多的表层部分，所述磨削加工处理使得在所述上平台侧和所述下平台侧产生加工速度的差异，将所述玻璃基板的具有所述锡含量较多的表层部分的主表面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削。另外，如上述结构2所述，优选磨削加工后的基板被磨削成使平坦度在2.5μm以内。

磁盘用玻璃基板通常经过粗磨削工序(粗抛光工序)、形状加工工序、精磨削工序(精抛光工序)、端面研磨工序、主表面研磨工序、化学强化工序等被制造出来。

在本发明的磁盘用玻璃基板的制造方法中，使用由通过浮法制造的片状玻璃切割成规定的大小的玻璃基板。如前面说明的那样，通过浮法制造的片状的板玻璃由于其制作工艺的关系，在一个主表面侧具有锡含量较多的表层部分。本发明解决在使用从通过浮法制造的板玻璃得到的玻璃基板时特有的课题。

然后，对该玻璃基板进行用于提升尺寸精度和形状精度的磨削加工(抛光)。该磨削加工通常使用两面抛光装置，使用金刚石等的硬质磨粒对玻璃基板主表面进行磨削。如此磨削加工玻璃基板主表面，从而将其加工为规定的板厚、平坦度，并得到规定的表面粗糙度。

本发明涉及这种磨削加工的改善。本发明的磨削加工处理是使用包含金刚石粒子的固定磨粒的磨削加工，例如关于两面抛光装置，使被托架保持的玻璃基板紧密贴合于分别贴附有金刚石磨垫的上平台和下平台之间，进而用上下平台以规定压力夹持按压所述玻璃基板，同时使玻璃基板与上下平台相对移动，从而同时磨削玻璃基板的两个主表面。此时，冷却加工作用面，或供给润滑液(冷却液)以促进加工。

关于作为用于本发明的磨削工具(固定磨粒砂轮)的金刚石磨垫1，已在图1中示出其结构概要，是将使用树脂(例如丙烯类树脂等)等的支撑部件固定凝聚体3而得到的颗粒4贴附于片2上的结构，其中该凝聚体3通过玻璃、陶瓷、金属或树脂等粘结剂固定有若干个金刚石粒子5(参照图2)。当然，图1所示的结构仅为一例，本发明的主旨不限于此。例如也可以使用如下的金刚石磨垫，其在片上形成包括金刚石的树脂层，然后在树脂层上形成槽并呈突起状。凝聚体中包含的各个金刚石粒子的大小优选平均粒径为1～5μm。

本发明能够制造上述凝聚体的粒径(平均粒径)和树脂中的磨粒密度不同的结构。另外，在本实施方式中，说明了金刚石固定磨粒是上述凝聚体的情况。因此，在本发明中言及金刚石固定磨粒时，只要没有特别指出，就表示上述凝聚体，此外，在言及金刚石磨粒的平均粒径和磨粒密度的情况下，指的是上述凝聚体的平均粒径和颗粒中的凝聚体密度。

其中，本发明并不限于金刚石固定磨粒是上述凝聚体的情况。金刚石固定磨粒可以不是凝聚体，而使用金刚石粒子为1个粒子的金刚石磨垫。

本发明的磨削加工处理如上所述，在两面同时磨削加工中，使得在上平台侧和下平台侧产生加工速度的差异，将玻璃基板的具有锡含量较多的表层部分的锡面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削。

根据本发明，与例如将玻璃基板的锡面设置在加工速度较快的平台侧相比，能够以提升平坦度的方式进行加工。并且，磨削加工后的基板能够被磨削成使平坦度在2.5μm以内。

如前面说明的那样，对于使用通过浮法制造的板玻璃的玻璃基板而言，在基于固定磨粒的磨削加工中，锡面的加工速度比非锡面快，磨削后的表面粗糙度增大。因此，在本发明中，通过将玻璃基板的锡面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削，能够将磨削加工后的基板加工成使两个主表面的表面粗糙度大致相同。其结果是，能够防止在磨削加工后产生基板的翘曲，能够得到平坦度良好的玻璃基板。

例如，在使上下平台中下平台侧的加工速度比上平台侧的加工速度慢的情况下，优选将玻璃基板的锡面设置在下平台侧进行磨削。相反，在使上平台侧的加工速度比下平台侧的加工速度慢的情况下，优选将玻璃基板的锡面设置在上平台侧进行磨削。

在本发明的磨削加工处理中，在基于固定磨粒的两面同时磨削加工中，需要设定成使在上平台侧和下平台侧产生加工速度的差异。假设在上平台侧和下平台侧加工速度大致相同时，在两个主表面产生由于玻璃基板的锡面和非锡面的加工速度的差异而引起的表面粗糙度的差异，因而不能防止基板的翘曲的发生。

关于上平台侧和下平台侧的加工速度的差异，优选设定成使玻璃基板的锡面和非锡面的加工速度的差异尽可能抵消。对于使用通过浮法制造的板玻璃的玻璃基板而言，锡面和非锡面的加工速度是锡面大约快10～20％，因而适合设定上平台侧和下平台侧的加工速度的差值，以便使由于该锡面和非锡面的加工速度的差异而产生的基板的两个主表面的表面粗糙度的差异能够实质上抵消。即，优选使加工锡面侧的平台的加工速度比相反侧大约慢10～20％。

关于上下平台侧的加工速度，例如能够根据工作齿轮的自转、公转等进行调节，该工作齿轮的自转、公转是根据上下平台的旋转速度、太阳齿轮(太阳轮)的旋转速度和内齿齿轮(内齿轮)的旋转速度而决定的。因此，通过在上下平台侧分别调节这些旋转速度，能够设定成使在上平台侧和下平台侧产生期望的加工速度的差异。

在本发明中，为了得到平坦度良好的玻璃基板，优选磨削成使磨削加工后的基板的平坦度在2.5μm以内。更优选磨削成在2.0μm以内。在磨削加工后的基板的平坦度大于2.5μm时，在后续的研磨加工中将难以改善平坦度。另外，基板的平坦度能够利用在后述的实施例中说明的方法进行测定。

在本发明的磨削加工处理中，优选如上所述将玻璃基板的锡面设置在加工速度较慢的平台侧，磨削成使磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度Ra的差异(ΔRa)在0.01μm以内。由此，能够使磨削加工后的基板的平坦度在2.5μm以内。更优选磨削成，使磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度Ra的差异(ΔRa)在0.005μm以内。由此，能够使磨削加工后的基板的平坦度在更加良好的2.0μm以内。另外，基板的表面平坦度能够利用在后述的实施例中说明的方法进行测定。

在本发明中，优选上述磨削加工后的玻璃基板的两个主表面的表面粗糙度以Ra计都在0.130μm以下。这样，通过将基于上述磨削加工的精加工的粗糙度抑制为较低程度，能够减少后续的研磨工序的加工负荷。

通常，在磁盘用玻璃基板的制造中，同时磨削加工多片(例如一批约100片)玻璃基板，但优选在加工速度较慢的平台侧设置成使多片玻璃基板的锡面都成为相同朝向而进行加工。由此，能够对加工后的所有的玻璃基板的平坦度进行良好的精加工。

另一方面，对于诸如通过浮法制造的板玻璃那样的具有镜面玻璃表面的基板，在直接进行使用金刚石磨垫的基于固定磨粒的磨削加工的情况下，由于基板表面是镜面，因而在加工初期金刚石磨粒打滑而不易刻入到基板表面中，容易产生无法磨削加工的时间。

在本发明中，进一步优选在加工速度相对较高的平台侧，固定磨粒的突出量相对大于加工速度较低的平台侧。即，优选在加工速度相对较高的平台侧，使固定磨粒的突出量相对大于加工速度较低的平台侧，在该平台侧加工非锡面。

在本发明中，放入基板的主表面是镜面，因而淤渣容易积存在固定磨粒砂轮的表面上。本发明人查明，在为了提高生产率而使用相同的固定磨粒砂轮进行多片基板的处理的情况下，优选用上下平台控制固定磨粒的突出量。

即，通过使加工速度相对较高的平台侧的固定磨粒的突出量相对大于加工速度较低的平台侧，能够改善加工多片基板时的基板之间的平坦度的偏差。可以认为其原因是，通过在不易进行磨削加工的非锡面侧改善磨削加工初期的固定磨粒的刻入特性，使固定磨粒刻入非锡面的定时一致。

上述的固定磨粒的突出量能够按照如下所述那样进行测定。对于磨削加工实施前的上下平台的磨削砂轮(通常形成为圆盘状)，在设从内周到外周的距离为100％时，从距内周为10％、50％、90％的位置起分别切取2.5mm×2.5mm大小的合计6个试样(磨垫片)。从对这6个试样分别使用例如激光显微镜得到的观察图像中选择任意的固定磨粒例如5个，测定磨粒与磨粒周边的树脂部的高低差，将所有磨粒的高低差的平均值定义为该磨削砂轮的固定磨粒的突出量。

为了调整固定磨粒的突出量，例如能够通过修整处理进行调整。具体而言，例如将在磨削加工时使用的两面磨削装置也应用在修整处理中，使被管理成厚度偏差适当的砂轮与如在上下平台配置的金刚石磨垫那样的磨削砂轮表面接触，在使两面磨削装置的上下平台旋转的状态下进行修整处理。在修整处理中使用的砂轮的材质没有特别限定，例如氧化铝砂轮等比较合适。并且，在这种情况下，也可以使用厚度偏差不同的多个砂轮分阶段地进行修整处理。

优选在上下平台的固定磨粒的突出量的差异在0.1μm以上，以便得到稳定的效果。此外，在该固定磨粒的突出量的差异大于10μm时，在突出量较大的平台侧有可能产生划痕，因而优选在10μm以下。

并且，在本发明的磨削加工处理中，优选通过以下阶段进行磨削加工：第一阶段，以比进行磨削加工的负荷高的负荷使玻璃基板表面变得粗糙；以及第二阶段，在该第一阶段之后，以比该第一阶段的负荷低的负荷进行玻璃基板表面的磨削加工。

为了用金刚石磨垫直接磨削加工镜面玻璃表面，首先，为了使金刚石磨粒能够刻入玻璃基板表面，需要对玻璃表面施加高于通常磨削加工时的负荷负重。较高的负荷相应地使得磨粒的切入深度变深，因此能够使玻璃表面的粗糙度变大(粗面化)。上述第一阶段就是这样使金刚石磨粒刻入镜面玻璃表面使其变得粗糙的阶段。

在这种加工中途的第一阶段使得玻璃表面变得粗糙之后，无需对磨削加工施加较高的负荷，反而降低负荷，以使得磨粒的切入深度变浅为条件进行原本的磨削加工(正式加工)。上述第二阶段是进行该正式加工的阶段。图2是用于说明磨削加工时的状态的示意图，示出了金刚石磨粒3刻入玻璃基板10中进行磨削的状态(影像图)。

通过进行以上的具有第一阶段和第二阶段的磨削加工，从而能够在不减慢加工速度的情况下进行该磨削加工。进而，通过调节这些磨削加工的详细条件，从而还能够将精加工面的表面粗糙度抑制得较低。

图3是表示该磨削加工处理中的施加负荷的顺序的一例的图。

图3的横轴是时间，纵轴是施加负荷。从启动开始逐渐提升负荷，在负荷达到P1的时刻(A点)维持一定时间(t1)。到此为止是上述第一阶段，使玻璃表面变得粗糙。

另外，还可以将到达A点的负荷的施加分为多阶段步骤进行。即，可以阶段性(在顺序图上呈阶梯状)提升负荷。

然后，从B点开始逐渐降低负荷，在达到通常的磨削加工负荷P2的时刻(C点)维持一定时间(t2)，在D点结束磨削加工。这期间就是上述第二阶段，是进行正式加工的阶段。

上述第一阶段的负荷P1优选设为130～200g/cm²的范围。如果负荷P1小于130g/cm²，则无法充分缩短上述无法进行磨削加工的时间，加工速度可能会降低。另一方面，如果负荷P1大于200g/cm²，则磨粒的切入会过深，会产生较多的划痕，产生增大正式加工和后续的研磨工序的加工余量的需要，因而加工时间可能变长。

此外，上述第二阶段的负荷P2优选设为50～120g/cm²的范围。通过调节磨削加工的条件，从而能够将加工面的表面粗糙度抑制得较低。

此外，优选设为P1/P2＝3.0以下。这样的话，既能够使得加工速度提高，又能够降低磨削加工后的粗糙度。

此外，优选使从加工开始起到上述A点(负荷P1)的第一阶段的负荷施加速度(斜率k)为0.5～15g/(cm²·sec)。在斜率k小于0.5g/(cm²·sec)(施加速度较慢)的情况下，由于负荷较低而磨粒打滑未能刻入，反而成为磨粒的磨损，磨削能力劣化，因而不优选。另一方面，在斜率k大于15g/(cm²·sec)(施加速度较快)的情况下，磨粒对玻璃基板施加剧烈的负荷，因而磨粒会破碎而磨削能力降低，玻璃基板可能破碎。

此外，以上述第一阶段的负荷P1进行粗面化的时间t1例如优选设为10～600秒的范围。如果t1短于10秒，则磨粒在玻璃主表面的刻入会不充分，加工速度可能变慢。另一方面，如果t1长于600秒，则易于产生较深的划痕，精加工后的主表面可能变得粗糙。

此外，从B点(负荷P1)起逐渐降低负荷，距离达到通常的磨削加工负荷P2的C点为止的时间例如优选设为10～90秒的范围。如果BC间的时间短于10秒，则存在由于剧烈的负荷变动使得基板平坦度变差的可能性。另一方面，如果BC间的时间长于90秒，则在从P1(第一阶段)转移至P2(第二阶段)的期间内玻璃会被过度磨削，因此难以进行板厚的控制，或产生较深的划痕，精加工后的主表面粗糙度可能会增大。

此外，以上述第二阶段的负荷P2进行磨削加工的时间t2优选在30秒以上。如果未以负荷P2进行一定量的加工，则无法完全获得通过负荷P1形成的槽，其可能会作为划痕保留。关于t2的上限，可以考虑磨削加工处理的完成质量等适当确定。

另外，如果t1＜t2，则能够降低精加工的粗糙度，因而属于优选情况。

此外，在本发明中，磨削加工处理整体的加工速度大致在3.0～9.0μm/分钟的范围内，能够在不必减慢加工速度的情况下进行磨削加工。另外，上述磨削加工处理整体的加工速度指的是用全部加工时间(包括第一阶段和第二阶段)除以全部磨削厚度得到的值。

此外，在本发明中，上述金刚石固定磨粒的平均粒径优选为20～40μm。进而，金刚石固定磨粒各自的粒径优选为10～50μm。上述金刚石磨粒的平均粒径或各粒径如果低于上述范围，则在镜面状玻璃基板上的切入会较浅，不会实现在玻璃基板上的刻入。另一方面，如果上述金刚石磨粒的平均粒径或各粒径高于上述范围，则精加工的粗糙度变粗，因而后续工序的加工余量负荷会变大。

另外，如上所述，这里的金刚石固定磨粒表示所述凝聚体。

此外，凝聚体中包含的各个金刚石粒子的大小优选平均粒径为1～5μm。

另外，在本发明中，上述平均粒径指的是以通过激光衍射法测定的粒度分布中粉体的集团的整体体积作为100％而求出累积曲线时，该累积曲线为50％的点的粒径(以下，称之为“累积平均粒子径(50％径)”)。在本发明中，累积平均粒子径(50％径)具体而言是使用粒子径/粒度分布测定装置测定得到的值。

在本发明中，在磨削加工处理中放入的玻璃基板的表面粗糙度Ra通常在0.001～0.01μm。并且，在本发明中，上述第一阶段结束后的玻璃基板的表面粗糙度Ra大致在0.100～0.150μm的范围。通过粗面化为该范围内，从而能够良好地进行后续第二阶段的磨削加工。

此外，关于上述第二阶段结束后即研磨加工结束后的玻璃基板的表面粗糙度，与前面说明的情况一样。

如以上说明的那样，通过按照以高负荷使玻璃基板表面粗面化的第一阶段、和以比该第一阶段的负荷低的负荷磨削加工玻璃基板表面的第二阶段，进行本发明的磨削加工处理，由此能够改善前述的无法进行磨削加工的时间的产生而导致的生产率的降低，此外，具有第一阶段和第二阶段的磨削加工处理可使用同一个装置连续进行，因此能够提升生产率。此外，不会使加工速度变慢，而且能够将加工面的表面粗糙度抑制得较低，还能减轻后续工序的加工负荷。

另外，在通过如以上说明的那样的第一阶段和第二阶段进行本发明的磨削加工处理的情况下，需要设定使在上平台侧和下平台侧产生加工速度的差异的条件，使得在加工速度较慢的平台加工玻璃基板的锡面侧。

另外，在分为两个阶段进行磨削加工的情况下，也可以在第二阶段(更优选在第二阶段中结束时期)去除玻璃基板的锡面。这是因为在本发明中，通过上下平台使加工速度产生差异，因而当在第一阶段等加工初期的阶段全部获取玻璃基板的锡面时，将产生两个主表面中只有一方的加工余量增多，磨削加工处理后的两个主表面的粗糙度不同的情况。

在本发明中，优选构成玻璃基板的玻璃(的硝种)为非结晶形的硅酸铝玻璃。对这种玻璃基板的表面进行镜面研磨，从而能够精加工为平滑的镜面，而且加工后的强度也良好。作为这种硅酸铝玻璃，例如优选以SiO₂为主成分且含有20重量％以下的Al₂O₃的玻璃。进而，更优选以SiO₂为主成分且含有15重量％以下的Al₂O₃的玻璃。具体而言，可以使用不含磷氧化物的非结晶形的硅酸铝玻璃，其作为主成分含有62重量％以上75重量％以下的SiO₂、5重量％以上15重量％以下的Al₂O₃、4重量％以上10重量％以下的Li₂O、4重量％以上12重量％以下的Na₂O以及5.5重量％以上15重量％以下的ZrO₂，并且Na₂O/ZrO₂的重量比在0.5以上2.0以下，Al₂O₃/ZrO₂的重量比在0.4以上2.5以下。

作为耐热性玻璃，例如可以优选使用如下的玻璃，其组成用摩尔％可表示为，50～75％的SiO₂，0～5％的Al₂O₃，0～2％的BaO，0～3％的Li₂O，0～5％的ZnO，Na₂O和K₂O合计为3～15％，MgO、CaO、SrO和BaO合计为14～35％，ZrO₂、TiO₂、La₂O₃、Y₂O₃、Yb₂O₃、Ta₂O₅、Nb₂O₅和HfO₂合计为2～9％，并且摩尔比[(MgO+CaO)/(MgO+CaO+SrO+BaO)]在0.85～1的范围内，且摩尔比[Al₂O₃/(MgO+CaO)]在0～0.30的范围内。

此外，还可以是如下的玻璃，其成分为56～75摩尔％的SiO₂，1～9摩尔％的Al₂O₃，从由Li₂O、Na₂O和K₂O组成的组中选择的碱金属氧化物合计为6～15摩尔％，从由MgO、CaO和SrO组成的组中选择的碱土类金属氧化物合计为10～30摩尔％，从由ZrO₂、TiO₂、Y₂O₃、La₂O₃、Gd₂O₃、Nb₂O₅和Ta₂O₅组成的组中选择的氧化物合计为超过0％且在10摩尔％以下。

在本发明中，玻璃组成中的Al₂O₃的含量优选在15重量％以下。更优选Al₂O₃的含量在5摩尔％以下。

本发明的磨削加工处理结束后，进行用于得到高精度的平面的镜面研磨加工。在本发明中，通过在磨削加工中应用基于本发明的磨削加工处理，能够得到平坦度良好的基板，并且也能够实现加工表面粗糙度的降低，因而在后续的镜面研磨加工工序中的去除量可以较少，加工负荷减轻，能够实现加工成本的削减。

作为玻璃基板的镜面研磨方法，一边供给含有氧化铈和硅胶等金属氧化物的研磨材料的浆料(研磨液)，一边使用聚氨酯等研磨盘的研磨垫进行镜面研磨的方法比较适合。例如通过使用氧化铈类研磨材料进行研磨后(第一研磨加工)、再使用硅胶磨粒进行精加工研磨(镜面研磨)(第二研磨加工)，能够得到具有高度的平滑性的玻璃基板。

在本发明中，优选镜面研磨加工后的玻璃基板的主表面是算术平均表面粗糙度Ra在0.2nm以下的镜面，更优选0.13nm以下的镜面。另外，在本发明中，Ra、Rmax是指按照日本工业标准(JIS)B0601计算出的粗糙度。

另外，在本发明中，从实用角度出发，优选将表面粗糙度(例如最大粗糙度Rmax、算术平均粗糙度Ra)设为在用原子力显微镜(AFM)测定时得到的表面形状的表面粗糙度。另外，AFM的测定区域设为5μm×5μm的范围。

在本发明中，优选在第一研磨加工之后、第二研磨加工之前，实施化学强化处理。作为化学强化处理的方法，例如优选在不超过玻化点的温度的温度区域内进行离子交换的低温型离子交换法等。化学强化处理指的是使熔化的化学强化盐与玻璃基板接触，从而使化学强化盐中的原子半径相对较大的碱金属元素与玻璃基板中的原子半径相对较小的碱金属元素进行离子交换，使该离子半径较大的碱金属元素浸透到玻璃基板的表层，在玻璃基板的表面上产生压缩应力的处理。经过了化学强化处理的玻璃基板的耐冲击性优良，因此特别适于搭载在例如便携用途的HDD中。作为化学强化盐，可以优选使用硝酸钾或硝酸钠等的碱金属硝酸盐。

另外，在投入到上述化学强化处理的时刻，优选玻璃基板的锡面侧的锡含量较多的表层部分基本已被去除。因为如果在化学强化处理之前残留有该锡含量较多的表层部分，将存在通过化学强化处理会产生基板的翘曲的问题。

此外，本发明还提供一种使用以上的磁盘用玻璃基板的磁盘的制造方法。本发明的磁盘是通过在本发明的磁盘用玻璃基板上至少形成磁性层而制造出来的。作为磁性层的材料，可使用各向异性磁场较大的六方晶系即CoCrPt系或CoPt系强磁性合金。作为磁性层的形成方法，优选使用溅射法、例如DC磁控溅射法在玻璃基板上形成磁性层的方法。另外，通过在玻璃基板与磁性层之间插入基底层，从而能够控制磁性层的磁性粒子的取向方向和磁性粒子的大小。例如，通过使用Cr系合金等立方晶系基底层，从而例如能够使磁性层的易磁化方向沿着磁盘面取向。这种情况下，可制造出面内磁记录方式的磁盘。并且，例如，通过使用包含Ru和Ti的六方晶系基底层，例如能够使磁性层的易磁化方向沿着磁盘面的法线取向。这种情况下，可制造出垂直磁记录方式的磁盘。基底层可与磁性层同样地通过溅射法形成。

此外，在磁性层上可以按照保护层、润滑层的顺序形成这些层。作为保护层，优选为非结晶形的碳化氢系保护层。例如可以通过等离子体CVD法形成保护层。此外，作为润滑层，可以使用在全氟聚醚化合物的主链的末端具有官能基的润滑剂。尤其优选将末端具有羟基作为极性官能基的全氟聚醚化合物作为主成分。润滑层可通过浸染法涂布形成。

通过使用根据本发明得到的玻璃基板，能够获得可靠性较高的磁盘。

实施例

以下举出实施例，具体说明本发明的实施方式。另外，本发明不限于以下的实施例。

(实施例1)

经过以下的(1)基板准备工序、(2)形状加工工序、(3)端面研磨工序、(4)主表面磨削加工工序、(5)主表面研磨工序(第1研磨工序)、(6)化学强化工序、(7)主表面研磨工序(第2研磨工序)，制造出本实施例的磁盘用玻璃基板。

(1)基板准备工序

准备由通过浮法制造的厚度为1mm的硅酸铝玻璃构成的板玻璃，使用金刚石刀具将其裁切为正方形的小片。然后，使用金刚石刀具，加工为外径65mm，且中心部具有内径20mm的圆孔的圆盘形状。作为该硅酸铝玻璃，使用如下的化学强化用玻璃，以重量％表示，其含有以下组成：

58～66％的SiO₂、13～19％的Al₂O₃、3～4.5％的Li₂O、6～13％的Na₂O、0～5％的K₂O、10～18％的R₂O、(其中，R₂O＝Li₂O+Na₂O+K₂O)

0～3.5％的MgO、1～7％的CaO、0～2％的SrO、0～2％的BaO、2～10％的RO、(其中，RO＝MgO+CaO+SrO+BaO)

0～2％的TiO₂、0～2％的CeO₂、0～2％的Fe₂O₃、0～1％的MnO(其中，TiO₂+CeO₂+Fe₂O₃+MnO＝0.01～3％)。

(2)形状加工工序

然后，使用金刚石砂轮在玻璃基板的中央部分开设孔，并且对外周端面和内周端面实施了规定的倒角加工。另外，在2.5英寸型HDD(硬盘驱动器)中通常使用外径为65mm的磁盘。

(3)端面研磨工序

然后，通过该公知的刷磨法，使玻璃基板旋转并研磨玻璃基板的端面(内周、外周)的表面。

(4)主表面磨削加工处理

进行该主表面磨削加工处理时，使用两面磨削装置，将被托架保持的玻璃基板设置于贴附有金刚石磨垫的上下平台之间进行处理。作为金刚石磨垫，使用通过树脂固定凝聚体以作为固定磨粒的固定磨粒砂轮，该凝聚体是通过玻璃将多个金刚石粒子陶瓷化结合得到的。这里，凝聚体的平均粒径约为25μm，凝聚体中的每个金刚石粒子的平均粒径(D50)为2.5μm。此外，该处理是在使用润滑液的情况下进行的。另外，磨削加工处理前的玻璃基板的主表面为镜面。此外，通过触针式粗糙度计测定主表面的粗糙度可知，Ra为5nm。

具体而言，在10～100rpm的范围内适当选择平台的转速，按照图3所示的顺序对玻璃基板施加了负荷。在本实施例中，将第一阶段(粗面化)的负荷(P1)设定为150g/cm²。并且。将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为100g/cm²。将上平台转速设定为20rpm，将下平台转速设定为30rpm。并且，将太阳齿轮(太阳轮)的转速设定为8rpm，将内齿齿轮(内齿轮)的转速设定为3rpm。在这种条件下，上平台和基板的相对速度比下平台和基板的相对速度快10～20％，其结果是，上平台侧的加工速度比下平台侧快。并且，面向加工速度较慢的下平台侧设置玻璃基板的锡面，同时磨削加工被收纳在托架内的玻璃基板的两面。

另外，图3中的斜率k为10g/(cm²·sec)，t1为60秒，BC间的时间为15秒，t2为长于t1的200秒。

将结束了上述磨削加工处理后的玻璃基板依次浸泡于中性洗剂、水的各清洗槽(施加超声波)中，进行了超声波清洗。

在该磨削加工处理中，进行了合计一批100片基板的加工。对于加工后的玻璃基板，使用倾斜入射干扰法平整度测试仪进行了平坦度的测定。并且，使用触针式表面粗糙度计，进行了加工后的玻璃基板的两个主表面的表面粗糙度(Ra)的测定。表1示出加工后的玻璃基板的平坦度和两个主表面的表面粗糙度的差异(ΔRa)的测定结果。另外，表1的数值是100片基板的平均值。此外，刚要磨削加工处理前的玻璃基板的平坦度的平均值是2.5μm。

(5)主表面研磨工序(第一研磨工序)

然后，使用两面研磨装置进行第一研磨工序，以去除通过上述主表面磨削加工而残留的损伤和变形。在两面研磨装置中，将由托架保持的玻璃基板紧密贴合于贴附有研磨垫的上下平台之间，使该托架与太阳齿轮(太阳轮)和内齿齿轮(内齿轮)啮合，利用上下平台夹持按压上述玻璃基板。此后，对研磨垫与玻璃基板的研磨面之间供给研磨液并使其旋转，从而玻璃基板在平台上自转并公转，同时研磨加工两个表面。具体而言，作为抛光机使用硬质抛光机(硬质氨基甲酸酯发泡体)，实施了第一研磨工序。作为研磨液使用将氧化铈作为研磨剂并分散于水中得到的研磨液，以负荷100g/cm²进行研磨。对结束了上述第一研磨工序的玻璃基板进行清洗并烘干。

(6)化学强化工序

然后，对结束了上述清洗的玻璃基板实施化学强化。在进行化学强化时，准备混合硝酸钾与硝酸钠并使它们熔化后的化学强化液，将玻璃基板浸泡于该化学强化溶液中进行化学强化处理。

(7)主表面研磨工序(第二研磨工序)

然后，使用与在上述第一研磨工序中使用的装置相同的两面研磨装置，将抛光机替换为软质抛光机(山羊皮)的研磨垫来实施第二研磨工序。该第二研磨工序是用于维持在上述第一研磨工序中得到的平坦表面，例如将玻璃基板主表面的表面粗糙度精加工成以Ra计约为0.2nm以下的平滑镜面的镜面研磨加工。使用将硅胶分散于水中得到的研磨液，以负荷100g/cm²进行研磨。对结束了上述第二研磨工序的玻璃基板进行清洗并烘干。

此外，利用原子力显微镜(AFM)测定经过上述工序得到的玻璃基板的主表面的表面粗糙度，获得了Rmax＝1.53nm、Ra＝0.13nm的具备超平滑表面的玻璃基板。AFM的测定区域是5μm×5μm。此外，利用原子力显微镜(AFM)和电子显微镜分析该玻璃基板的表面时，该表面呈镜面状，未观察到突起或损伤等表面缺陷。

此外，所获得的玻璃基板的外径为65mm，内径为20mm，板厚为0.635mm。

如上，得到了本实施例的磁盘用玻璃基板。

(比较例1)

在上述实施例1的磨削加工处理中，面向加工速度较快的上平台侧设置玻璃基板的锡面，并实施了磨削加工。并且，除了该磨削加工处理以外都与实施例1一样，得到了磁盘用玻璃基板。

(比较例2)

在上述实施例1的磨削加工处理中，设定使上下平台的加工速度大致相同的条件，面向上平台侧设置玻璃基板的锡面，并实施了磨削加工。并且，除了该磨削加工处理以外都与实施例1一样，得到了磁盘用玻璃基板。

(实施例2～5)

在上述实施例1的磨削加工处理中，将上平台侧的加工速度分别设定为减慢5％、10％、20％、30％，面向上平台侧设置玻璃基板的锡面，并实施了磨削加工。并且，除了该磨削加工处理以外都与实施例1一样，得到了磁盘用玻璃基板。

有关上述各例的磨削加工后的玻璃基板的平坦度、两个主表面的表面粗糙度的差异(ΔRa)的测定结果如表1所示。

[表1]

表1	设置玻璃基板的锡面时的朝向	平坦度(μm)	ΔRa(μm)
				实施例1	下平台侧(加工速度比上平台侧低)	2.3	0.009
比较例1	上平台侧(加工速度比下平台侧高)	3.4	0.021
				比较例2	上平台侧(上下平台的速度相同)	2.8	0.015
实施例2	上平台侧(加工速度比下平台侧低5％)	2.2	0.008
				实施例3	上平台侧(加工速度比下平台侧低10％)	2.0	0.005
实施例4	上平台侧(加工速度比下平台侧低20％)	1.9	0.005
				实施例5	上平台侧(加工速度比下平台侧低30％)	2.1	0.006

根据上述表1的结果，可知如下内容。

1.在将玻璃基板的锡面设置在加工速度较慢的下平台侧进行磨削加工的实施例1中，加工后的基板的平坦度良好。并且，基板的两个主表面的表面粗糙度的差异也减小，磨削后的基板的两个表面被加工成大致相同的粗糙度。另外，根据实施例1与实施例2～5的对比可知，减慢上平台的加工速度并将锡面设置在上平台侧时，加工后的基板的平坦度良好。这可以理解为与如下情况有关系，即由于是基于固定磨粒的磨削加工，因而容易产生比较大的淤渣，淤渣容易积存在下平台侧。即，可以理解为下平台侧的研磨垫表面具有容易附着淤渣、磨削速率容易下降的倾向，因而通过提高下平台侧的加工速度使加工稳定，改善了平坦度和表面粗糙度的差异。并且，可知通过将加工速度的差异设为10～20％，将达到最为良好的结果。

2.与此相对，在将加工速度快的玻璃基板的锡面设置在加工速度同样较快的上平台侧进行磨削加工的比较例1中，加工后的基板的平坦度恶化，产生了基板的翘曲。并且，基板的两个主表面的表面粗糙度的差异也较大，这是平坦度恶化的主要原因。

另外，在将上下平台的加工速度设定成大致相同的比较例2中，加工后的基板的平坦度恶化，产生了基板的翘曲。并且，基板的两个主表面的表面粗糙度的差异也比实施例1大，这是平坦度恶化的主要原因。在比较例2中，可以理解为玻璃基板的锡面与非锡面的加工速度的差异牵涉到两个主表面的表面粗糙度的差异。

(实施例6～9)

然后，通过上下平台面使金刚石磨垫中的金刚石固定磨粒(凝聚体)的突出量产生差异，制造了基板。将上平台侧的平均突出量固定为5μm，使下平台侧的金刚石固定磨粒的平均突出量按照表2所示变化。突出量是通过改变对上下平台的修整处理的次数而实现的。

除此以外，与实施例4一样地进行了磨削处理，测定了所得到的100片玻璃基板的平坦度，求出最大值与最小值之差作为平坦度的偏差。关于各实施例的平坦度的偏差的大小，将实施例4(固定磨粒在上下平台的平均突出量相同)的值设为1.00(100％)，以相对值示出。

[表2]

表2	上下平台的固定磨粒的平均突出量之差	平坦度的偏差(Max-Min)
			实施例6	下平台侧比上平台侧小0.5μm	1.05
实施例4	上下平台相同	1.00(基准)
			实施例7	下平台侧比上平台侧大0.5μm	0.96
实施例8	下平台侧比上平台侧大1μm	0.92
			实施例9	下平台侧比上平台侧大2μm	0.89

根据表2可知，通过使加工速度相对较高的平台侧(此处指下平台侧)的固定磨粒的突出量大于上平台侧，能够改善平坦度的偏差。可以认为其原因是，通过在不易进行磨削加工的非锡面侧改善磨削加工初期的固定磨粒的刻入特性，使固定磨粒刻入非锡面的定时一致。即，可以理解为，固定磨粒的刻入的定时较晚的基板相比其它基板接受到略高的磨削垫的压力，相应地在刚刚产生刻入后加工速度提高。可以理解为这样的加工中途中的磨削状态的偏差也影响到平坦度。

根据以上的结果及考察可知，优选在加工速度相对较高的平台侧，使固定磨粒的突出量相对大于加工速度较低的平台侧，并在该平台侧加工非锡面。

(实施例10)

对在上述实施例1得到的磁盘用玻璃基板实施以下的成膜工序，得到了垂直磁记录用磁盘。

即，在上述玻璃基板上依次形成由Ti类合金薄膜构成的附着层、由CoTaZr合金薄膜构成的软磁性层、由Ru薄膜构成的基底层、由CoCrPt合金构成的垂直磁记录层、石墨保护层、润滑层。保护层用于防止磁记录层由于与磁头接触而劣化，其由碳化氢构成，可获得耐磨损性。此外，润滑层是通过对醇改性全氟聚醚的液体润滑剂采用浸染法而形成的。

关于所获得的磁盘，将其装入具备DFH头的HDD中，在80℃且80％RH的高温高湿环境下启动DFH功能，并且进行了1个月的读入读出耐久性试验，其中并无特别问题，得到了良好的结果。

标号说明

1金刚石磨垫；2片；3凝聚体；4颗粒；5金刚石粒子；10玻璃基板。

Claims (8)

1.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，包括如下的磨削加工处理：使用润滑液、以及在磨削面上配置了含有金刚石粒子的固定磨粒的一对的上平台和下平台，向所述磨削面和玻璃基板之间供给所述润滑液，并用所述一对的上下平台夹持所述玻璃基板的两个主表面进行磨削，其特征在于，

所述玻璃基板是将通过浮法制造的片状的板玻璃切割成规定的形状而得到的玻璃基板，在一个主表面侧具有锡含量比另一个主表面侧多的表层部分，

在所述磨削加工处理中，使得在所述上平台侧和所述下平台侧产生加工速度的差异，

将所述玻璃基板的具有所述锡含量较多的表层部分的主表面设置在加工速度较慢的平台侧进行磨削。

2.根据权利要求1所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削成使磨削加工后的基板的平坦度在2.5μm以内。

3.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削成使磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度的差异以Ra计在0.01μm以内。

4.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，磨削加工后的基板的两个主表面的表面粗糙度以Ra计都在0.130μm以下。

5.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在同时磨削加工多片玻璃基板时，设置为所述玻璃基板的具有所述锡含量较多的表层部分的主表面都成为相同朝向。

6.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在加工速度相对较高的平台侧，使固定磨粒的突出量大于加工速度相对较低的平台侧。

7.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磨削加工处理具有：第一阶段，以比进行磨削加工的负荷高的负荷使所述玻璃基板的表面变得粗糙；以及第二阶段，在该第一阶段之后，以比所述第一阶段的负荷低的负荷进行所述玻璃基板的表面的磨削加工。

8.根据权利要求1或2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，所述磨削加工处理中的加工速度为3.0μm/分钟～9.0μm/分钟。