CN108564970B - 玻璃基板的制造方法、磁盘用玻璃基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供玻璃基板的制造方法、磁盘用玻璃基板的制造方法。玻璃基板的制造方法包括磨削加工处理，使用润滑液和在磨削面上配备有包含金刚石粒子的固定磨粒的模座来磨削玻璃基板的主表面，玻璃基板是主表面为镜面的玻璃基板，磨削加工处理具有：第一阶段，以相对于进行磨削加工的负荷高的负荷使玻璃基板的表面变得粗糙；第二阶段，在该第一阶段之后，以相对于第一阶段的负荷低的负荷进行玻璃基板的表面的磨削加工，使用相同的固定磨粒磨石并使用同一个装置来进行具有第一阶段和第二阶段的磨削加工处理，固定磨粒的突出量为0.3～8μm。

Description

玻璃基板的制造方法、磁盘用玻璃基板的制造方法

本申请基于专利法实施细则第42条提出，是申请日为2013年10月31日、申请号为201380048018.2的发明专利申请“磁盘用玻璃基板的制造方法以及磁盘的制造方法”的分案申请。

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可举出磁盘。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比率逐渐变高。此外，以能够尽量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品质化、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，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、专利文献3等)。金刚石磨垫指的是将使用树脂(例如丙烯类树脂等)等的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得到的凝聚体的颗粒贴附于树脂等的片上的结构。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模座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，模座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2012-99173号公报

专利文献3:日本特开2009-99249号公报

发明内容

发明欲解决的课题

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。

例如对于将通过浮法玻璃生产法等制造的片状玻璃板切取为规定形状的玻璃基板，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磨削加工的情况下，由于玻璃基板表面是所谓的镜面，因而在加工初期，金刚石磨粒始终无法进入基板表面而会打滑，存在产生无法进行磨削加工的时间的问题。由此使得生产性大幅降低。

另外，在上述专利文献3中公开了如下的技术，在镜面板玻璃的固定磨粒磨削工序之前，以固定磨粒能够产生研磨作用的程度通过机械或化学的方法使镜面板玻璃表面变得粗糙(例如使用氧化铝等的游离磨粒的抛光)，然而需要追加其他工序，因而生产性会降低。而且，基于游离磨粒的抛光虽然能够稳定地加工镜面板玻璃，然后由于切入(加工变质层)较深，因而存在增大后续工序的加工负荷的问题。

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在基于固定磨粒的磨削加工中，能够减少无法进行磨削加工的时间，能够在不使加工速度降低的情况下进行该磨削加工，并且能够以低成本制造高品质的玻璃基板的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。

用于解决课题的手段

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，包括磨削加工处理，在该磨削加工处理中，使用润滑液和在磨削面上配备有包含金刚石粒子的固定磨粒的模座来磨削玻璃基板的主表面，其特征在于，所述玻璃基板是主表面为镜面的玻璃基板，所述磨削加工处理具有：第一阶段，以相对于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，以相对于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，具有所述第一阶段和所述第二阶段的所述磨削加工处理是使用同一个装置来进行的。

(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，在设所述第一阶段中的负荷为P1(g/cm²)、所述第二阶段的负荷为P2(g/cm²)时，P1/P2在3.0以下。

(结构3)

根据结构2所述的磁盘用玻璃基板的制造方法，其特征在于，在设维持所述第一阶段中的负荷P1的时间为t1、维持所述第二阶段中的负荷P2的时间为t2时，t1＜t2。

(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，投入的所述玻璃基板的主表面的表面粗糙度以Ra计在0.05μm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，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，所述第二阶段结束后的玻璃基板的表面粗糙度以Ra计为0.080μm～0.130μm。

(结构7)

一种磁盘的制造方法，其特征在于，在通过结构1至6中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的制造方法制造的磁盘用玻璃基板上，至少形成磁记录层。

发明的效果

根据本发明，能够改善以往的使用固定磨粒的磨削加工中无法进行磨削加工的时间的产生所导致的生产性的降低。此外，根据本发明，能够不减慢加工速度，而且能够将加工面的表面粗糙度抑制得较低，还能够减少后续工序的加工负荷。由此，能够以低成本制造高品质的玻璃基板。进而，使用如上得到的玻璃基板，能够得到可靠性更高的磁盘。

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是表示本发明的磨削加工处理中施加负荷的指令的一例的图。

图4是表示用于本发明的金刚石磨垫的结构的概要剖面图。

具体实施方式

以下，详细叙述本发明的实施方式。

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，包括磨削加工处理，在该磨削加工处理中，使用润滑液和在磨削面上配备有包含金刚石粒子的固定磨粒的模座磨削玻璃基板的主表面，其特征在于，所述玻璃基板是主表面为镜面的玻璃基板，所述磨削加工处理具有：第一阶段，通过相对于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，通过相对于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，具有所述第一阶段和所述第二阶段的所述磨削加工处理是使用同一个装置来进行的。

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，从通过浮法玻璃生产法或下拉法制造的片状玻璃中切取出规定的大小，得到主表面为镜面的玻璃基板。此外，还可以使用对熔化玻璃冲压制作的主表面为镜面的玻璃基板。

接着，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。如上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贴附有作为磨削工具(固定磨粒磨石)的金刚石磨垫的上下模座之间，进而通过上下模座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模座相对移动，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(固定磨粒磨石)的金刚石磨垫1，已在图4中示出了其结构概要，是使用树脂(例如丙烯类树脂等)等支撑部件6将凝聚体3固定于片上的结构，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)。此外，图1还示出了其他结构的概要，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、图4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，其在片上形成包括上述凝聚体3的树脂层，然后在树脂层上形成槽并呈突起状。

本发明能够制造上述凝聚体3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，在言及金刚石固定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树脂中的上述凝聚体密度。

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，其特征在于具有：第一阶段，通过相对于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，通过相对于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，使用同一个装置来进行具有这些第一阶段和第二阶段的磨削加工处理。

使用金刚石磨垫直接磨削加工镜面玻璃表面时，首先，为了使金刚石磨粒能够划入玻璃基板表面，需要对玻璃表面施加高于通常磨削加工时的负荷负重。较高的负荷即可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)。上述第一阶段就是如上使金刚石磨粒划入镜面玻璃表面使变得粗糙的阶段。

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，示出了作为金刚石固定磨粒的凝聚体3刻入玻璃基板10中进行磨削的状态(想象图)。

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是表示本发明的磨削加工处理中的施加负荷的指令的一例的图。

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)。迄今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(在指令图上呈阶梯状)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。

另外，此处所谓的“负荷P1、P2”指的是维持某一定时间的值，不包含上升途中的负荷等。

上述第一阶段的负荷P1优选属于130～200g/cm²的范围。如果负荷P1小于130g/cm²，则粗面化会不充分，因此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。即，第一阶段后的表面粗糙度未能充分变大，因而在第二阶段中固定磨粒也会打滑，磨削速率可能会降低。此外，如果负荷P1小于130g/cm²，则玻璃基板与模座之间的紧密贴合性有时会不足。这样的话，上模座作用于玻璃基板的上表面的负荷与下模座作用于玻璃基板的下表面的载重之差会变大，有时会产生玻璃基板的下面的整体或局部未被磨削的问题。关于该原因可认为是由于重力的影响使得冷却液容易蓄积于下模座的上方，因而在下模座与玻璃基板之间产生冷却液的膜所致。通过施加高于130g/cm²的负荷并通过上下模座牢固地夹入玻璃基板，从而能够消除该问题。

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，有时玻璃基板会破裂或产生裂痕。

此外，上述第二阶段的负荷P2优选属于50～120g/cm²的范围。通过低于第一阶段且处于所述范围内的负荷磨削加工变得粗糙的表面，从而能够将加工面的表面粗糙度抑制得较低。

此外，P1/P2优选在1.20以上。这样的话，既能够使得加工速度更高，又能够降低粗糙度。更具体而言，能够使磨削加工后的表面粗糙度在0.12μm以下。

此外，优选P1/P2在3.0以下。如果P1/P2大于3.0，则在从第一阶段转移至第二阶段时玻璃基板与模座之间的紧密贴合性会暂时不足，有时会产生玻璃基板的下面的整体或局部未被磨削的问题。

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(倾斜度k)为0.5～15g/(cm²·sec)。在倾斜度k小于0.5g/(cm²·sec)的情况下(施加速度较慢)，由于负荷较低而磨粒打滑未能刻入，反而成为磨粒的磨损，发生第一阶段的粗面化变得不充分、加工速率降低等磨削能力劣化的情况，因而不优选。另一方面，在倾斜度k大于15g/(cm²·sec)的情况下(施加速度较快)，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。进而，基于磨削盘的可使用次数(寿命)的观点，更优选在4g/(cm²·sec)以上。

此外，通过上述第一阶段的负荷P1进行粗面化的时间t1例如优选属于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，在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属于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。这种情况下，凭借与上述的负荷P1小于130g/cm²的情况同样的原理，可认为上模座作用于玻璃基板的上表面的负荷与下模座作用于玻璃基板的下表面的负荷的差会暂时变大。因此，玻璃基板的整体或局部未被适当磨削，因而可认为会残留平坦度较差的部分。

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品质等适当确定。

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。如果t1≧t2，则在加工后有时表面粗糙度也不会变低。即，本发明为同时实现较高的磨削速率和加工后的低粗糙度的技术，而如果低负荷下的第二阶段的加工时间不足，则有时无法在第二阶段完全降低在第一阶段中变粗的粗糙度。此外，还有残留划痕的可能。这些情况都可以通过后续的研磨工序的加工余量增加等消除，然而会成为制造成本上升的原因之一。

此外，优选P1×t1(面积)＜P2×t2(面积)。这样就能够充分降低磨削处理后的表面粗糙度。

此外，在本发明中，磨削加工处理整体的加工速度在2.0μm/分钟以上，更优选在3.0μm/分钟以上。如果是该范围，则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，金刚石固定磨粒的各自的粒径优选为10～50μm。上述金刚石磨粒的平均粒径或各自的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自的粒径高于上述范围，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(D50)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。

如上所述，在本发明中，磨削处理使用相同的固定磨粒磨石(金刚石磨垫)，通过一次工艺来连续执行“高于通常磨削的负荷+通常负荷”。而且，为了提升生产性，更换基板，并重复执行同样的工艺。此时，由于投入基板的主表面为镜面，因而解决了泥渣易于蓄积于固定磨粒磨石的表面的问题。如以往那样加工抛光后的玻璃基板的情况下，投入基板的表面粗糙度较大，因而由于磨削加工而蓄积于磨石表面的泥渣会被接连投入的新玻璃基板表面去除，而在直接磨削加工本发明的镜面玻璃基板的情况下无法获得这种效果。

即，可以确认到，为了提升生产性而使用相同的固定磨粒磨石进行多次处理的情况，需要精密控制磨削磨粒的突出量。

在本发明的磨削处理中，优选使用将磨削磨粒(即金刚石固定磨粒)的突出量被良好调整后的磨削磨石，进行玻璃基板主表面的磨削。

例如如果使用上述磨削磨粒的突出量较低的磨削磨石，则泥渣会蓄积于磨削磨石的表面上，从而妨碍磨粒接触玻璃表面，会存在较多无法充分作用于玻璃表面上(在玻璃表面上的作用较弱)的磨粒，因而会产生上述部分的磨削不良，其结果导致加工后的平坦度不良的发生率变高。

与此相对，如果使用将磨削磨粒的突出量良好调整后的磨削磨石，则即使泥渣蓄积于磨石的表面上，也能够抑制妨碍磨粒接触玻璃表面的情况，磨削磨粒可稳定作用于玻璃表面上，能够进行不存在磨削不均的稳定的磨削加工。

上述的磨削磨石的磨削磨粒的突出量可如下测定。

对于磨削加工实施前的上下模座的磨削磨石(通常，形成为圆盘状)，在设从内周到外周的距离为100％时，在从内周起的10％、50％、90％的位置分别切取2.5mm×2.5mm的大小的合计6个样本(垫片)。关于该6样本，分别从例如使用激光显微镜得到的观察图像中选择任意的、例如5个磨削磨粒，测定磨粒与磨粒周边的树脂部的高低差，根据所有磨粒的高低差的平均值定义该磨削磨石的磨削磨粒的突出量。

关于调整磨削磨粒的突出量，例如可以通过修整处理来进行。具体而言，例如将用于磨削加工的两面磨削装置也用于修整处理，使被管理为适当的厚度偏差的磨石接触配备于上下模座上的金刚石磨垫等磨削磨石表面，在使两面磨削装置的上下模座旋转的状态下能够进行修整处理。关于用于修整处理的磨石的材质不做特别限定，例如优选氧化铝磨石等。此外，这种情况下，还可以使用厚度偏差不同的多个磨石，阶段性地进行修整处理。

在本发明中，在磨削加工处理中投入的玻璃基板的主表面为镜面，表面粗糙度Ra通常在0.05μm，更优选为0.001～0.01μm。本发明尤其可以采用在磨削处理中投入的玻璃基板的表面粗糙度以Ra计为0.001～0.01μm的粗糙度极低的板玻璃，因而能够将后续工序的加工余量抑制在最小限度，因此能够制造低成本的磁盘玻璃基板。

此外，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大致属于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，在本发明中，精加工为上述第二阶段结束后的玻璃基板的表面粗糙度Ra属于0.080～0.130μm的范围。这样就能够将精加工的粗糙度抑制得较低，因此能够减轻后续工序的加工负荷。

如上所述，在本发明的磨削加工处理中，能够改善使用以往的固定磨粒的磨削加工中的无法进行磨削加工的时间的产生导致的生产性的降低，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，因此能够提升生产性。此外，根据本发明的磨削加工处理，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。

在本发明中，构成玻璃基板的玻璃(的硝种)优选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，例如优选为以SiO₂作为主成分且含有20重量％以下的Al₂O₃的玻璃。进而，更优选为以SiO₂作为主成分且含有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。

此外，作为该硅酸铝玻璃，以重量％表示时，可以使用如下的化学强化用玻璃，其含有

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％)的组成。

此外，作为耐热性玻璃，例如优选使用如下的玻璃，其组成通过摩尔％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，还可以使用如下的玻璃，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。

另外，以往通常经过粗磨削工序(第1磨削工序)和精磨削工序(第2磨削工序)这2个阶段来进行磨削工序，而通过应用本发明的磨削加工处理，能够通过1次工序来进行。

在该磨削加工结束后，进行用于获得高精度平面的镜面研磨加工。在本发明中，在磨削加工时相比以往的游离磨粒方式，通过应用本发明的固定磨粒方式，能够实现加工表面粗糙度的降低，因而后续的镜面研磨加工工序中的去除量可以较少，可降低加工负荷，能够实现加工成本的削减。

作为玻璃基板的镜面研磨方法，优选供给氧化铈或硅胶等的含有金属氧化物的研磨材料的生料(研磨液)，并且使用聚氨酯等的抛光机的研磨盘进行镜面研磨。例如使用氧化铈系研磨材料进行研磨(第1研磨加工)，然后通过进一步使用硅胶磨粒的精加工研磨(镜面研磨)(第2研磨加工)，可获得具有较高平滑性的玻璃基板。

在本发明中，镜面研磨加工后的玻璃基板的表面优选为算术平均表面粗糙度以Ra计在0.2nm以下、更优选在0.13nm以下的镜面。另外，本发明所述的Ra、Rmax指的是依据日本工业规格(JIS)B0601计算的粗糙度。

此外，作为本发明的表面粗糙度(例如，最大粗糙度Rmax、算术平均粗糙度Ra)，实用角度而言优选使用通过原子间力显微镜(AFM)测定5μm×5μm的正方形区域时得到的表面形状的表面粗糙度。另外，还可以使用触针式表面粗糙度计测定。

在本发明中，优选在第1研磨加工后、第2研磨加工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，因此特别适用于例如便携用途的HDD。作为化学强化盐，优选使用硝酸钾或硝酸钠等的碱金属硝酸盐。

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成膜磁性层的方法。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定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，从而例如能够沿着磁盘面定向磁性层的易磁化方向。这种情况下，可制造出纵向磁记录方式的磁盘。此外，例如使用包含Ru和Ti的六方晶系基底层，从而例如能够沿着磁盘面的法线定向磁性层的易磁化方向。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以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)主表面磨削加工处理、(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

准备由通过浮法玻璃生产法制造的厚度1mm的硅酸铝玻璃构成的大板玻璃，使用金刚石刀具将其裁断为正方形的小片。接着，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

接着，对外周端面和内周端面实施了规定的倒角加工。另外，同样在2.5英寸型HDD(硬盘驱动器)中使用外径为65mm的磁盘。

(3)端面研磨工序

接着，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，使用两面抛光装置，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模座之间进行处理。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磨石，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的范围内适当选择模座的转速，按照图3所示的指令对玻璃基板施加了负荷。在本实施例中，设第一阶段(粗面化)的负荷(P1)为150g/cm²、第二阶段(正式加工)的负荷(P2)为100g/cm²，通过使上述抛光装置的太阳轮和内齿轮旋转，从而对收纳于托架内的玻璃基板的两面进行了加工。

另外，图3中的倾斜度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(施加超音波)中，进行了超声波清洗。

在该磨削加工处理中，1次处理(1批)进行了50块基板的加工。对于加工后的玻璃基板，使用触针式表面粗糙度计，进行了表面粗糙度的测定。表1、表2示出了对表面粗糙度(Ra)以及磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。另外，上述磨削加工处理整体的加工速度是用全部加工时间(包括第一阶段和第二阶段)除以整体磨削厚度得到的值。此外，在暗室中使用聚光灯，统计了在主表面产生划痕的玻璃基板的数量，从而实施了划痕的评价。

(5)主表面研磨工序(第1研磨工序)

接着，使用两面研磨装置进行用于去除提高上述磨削加工而残留的损伤和变形的第1研磨工序。在两面研磨装置中，将通过托架保持的玻璃基板紧密贴合于贴附有研磨垫的上下研磨模座之间，使该托架与太阳齿轮(太阳轮)和内齿齿轮(内齿轮)啮合，通过上下模座夹持并按压上述玻璃基板。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，从而玻璃基板在模座上自转并公转，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1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的结构。

(6)化学强化工序

接着，对结束了上述清洗的玻璃基板实施化学强化。在进行化学强化处理时，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。

(7)主表面研磨工序(第2研磨工序)

接着，使用与在上述第1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)的研磨垫实施第2研磨工序。该第2研磨工序是用于维持在上述第1研磨工序中得到的平坦表面，并且进一步降低表面粗糙度而精加工为平滑的镜面的镜面研磨加工。作为研磨液使用的是将硅胶分散于水中的结构。然后适当清洗并干燥结束了上述第2研磨工序的玻璃基板。

此外，通过原子间力显微镜(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。此外，通过原子间力显微镜(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的表面缺陷。

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。

(实施例2)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第一阶段(粗面化)的负荷(P1)设定为130g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

表1示出了针对磨削加工后的玻璃基板，测定磨削面的划痕、磨削加工处理整体的加工速度得到的结果。

(实施例3)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第一阶段(粗面化)的负荷(P1)设定为200g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

表1示出了针对磨削加工后的玻璃基板，测定磨削面的划痕、磨削加工处理整体的加工速度得到的结果。

(实施例4)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为50g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表2示出了与实施例1同样测定的表面粗糙度(Ra)和磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。

(实施例5)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为70g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表2示出了与实施例1同样测定的表面粗糙度(Ra)和磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。

(实施例6)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为120g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表2示出了与实施例1同样测定的表面粗糙度(Ra)和磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。

(实施例7)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第一阶段(粗面化)的负荷(P1)设定为120g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表1示出了测定磨削面的划痕、磨削加工处理整体的加工速度得到的结果。

(实施例8)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第一阶段(粗面化)的负荷(P1)设定为210g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表1示出了测定磨削面的划痕、磨削加工处理整体的加工速度得到的测定结果。

(实施例9)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为40g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表2示出了与实施例1同样测定的表面粗糙度(Ra)和磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。

(实施例10)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，除了将第二阶段(正式加工)的负荷(P2)设定为130g/cm²以外都与实施例1同样地实施了磨削加工处理。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表2示出了与实施例1同样测定的表面粗糙度(Ra)和磨削加工处理整体的加工速度的测定结果。

(比较例)

在上述实施例1的磨削加工处理的基础上，将负荷设定为100g/cm²，并且从最初起就实施了磨削加工(正式加工)。而且，除了磨削加工处理以外都与实施例1同样地得到了磁盘用玻璃基板。

针对磨削加工后的玻璃基板，表1示出了测定磨削面的划痕、磨削加工处理整体的加工速度得到的测定结果。

[表1]

[表2]

根据上述表1、表2的结果可知如下内容。

1.在未设置上述第一阶段，将负荷设定为磨削加工(正式加工)的负荷，从最初开始就实施磨削加工(正式加工)的比较例中，无法进行磨削加工的时间较长，加工速度降低。

2.与此相对，根据本发明的实施例，能够缩短以往的使用固定磨粒的磨削加工中的无法进行磨削加工的时间，在不减慢加工速度的情况下进行磨削加工。进而，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。特别地，通过将第一阶段的负荷P1设定为130～200g/cm²的范围，并将第二阶段的负荷P2设定为50～120g/cm²的范围，从而可获得良好的结果。

另外，如果第一阶段的负荷P1小于130g/cm²(实施例7)，则不能够充分缩短无法进行磨削加工的时间，加工速度会降低。另一方面，如果负荷P1大于200g/cm²(实施例8)，则磨粒的切入会过深，产生划痕，产生需要增大正式加工和后续的研磨工序的加工余量的需要，因而整体的加工时间会变长。亦即，基于加工速度的观点而言优选P1在130g/cm²以上，而基于划痕的观点而言则优选在200g/cm²以下。

此外，基于上述结果，P1/P2的值优选在1.20以上或在3以下。

此外，作为其他的例子(比较例)，设P1为100(g/cm²)、P2为130(g/cm²)，此外都与实施例1同样地对玻璃基板进行处理，根据评价可知，Ra为0.132μm，产生了增大后续的研磨工序的加工余量的需要，因而未能降低制造成本。

此外，使用表2的实施例中的各个条件，始终使用新的玻璃基板，连续进行50批次的连续加工，并对合计2500块加工后的玻璃基板进行了调査，仅在基于实施例9的条件的处理中，发现了1块主表面的一部分未被磨削的基板。这种未磨削的基板可通过使用与划痕检查相同的方法发现。

此外，在基于实施例4的条件而仅使P1变化为160(g/cm²)、140(g/cm²)并进行同样的连续加工时(分别为实施例11、12。各P1/P2为3.2、2.8)，在140(g/cm²)的情况下未发现上述未磨削的基板，而在160(g/cm²)的情况下发现了1块上述未磨削的基板。

即，根据实施例4、9、11、12的结果可知，如果P1/P2大于3，则在进行了连续加工的情况下，可能会产生未磨削的基板。

此外，使在实施例1中使用的金刚石磨垫的磨削磨粒(凝聚体)的突出量在0.3μm～8μm之间发生变化。

除了该点以外，都与实施例1同样地连续进行磨削处理，下表3示出对于所获得的2500块玻璃基板进行的表面观察结果。

[表3]

根据上述表3的结果可知，在磨削处理中使用的金刚石磨垫的表面，磨削磨粒的突出量尤其优选属于0.5μm～7μm的范围。

(磁盘的制造)

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

即，在上述玻璃基板上依次成膜由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，将其组入具备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个月期间的载入载出耐久性试验，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；6：支撑部件；10：玻璃基板。

Claims (10)

1.一种玻璃基板的制造方法，用于磁盘用玻璃基板的制造，该玻璃基板的制造方法包括磨削加工处理，在该磨削加工处理中，使用润滑液和在磨削面上配备有包含金刚石粒子的固定磨粒的模座来磨削玻璃基板的主表面，

该玻璃基板的制造方法的特征在于，

所述玻璃基板是主表面为镜面的玻璃基板，

所述磨削加工处理具有：

第一阶段，以相对于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，以相对于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，将所述玻璃基板加工为规定的板厚、平坦度，

使用相同的固定磨粒磨石并使用同一个装置来进行具有所述第一阶段和所述第二阶段的所述磨削加工处理，

投入到所述磨削加工处理的所述玻璃基板的主表面的表面粗糙度Ra为0.05μm以下。

2.根据权利要求1所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

连续地进行具有所述第一阶段和所述第二阶段的所述磨削加工处理。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

所述固定磨粒的突出量为0.5μm～7μm。

4.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

所述固定磨粒的平均粒径为20μm～40μm。

5.根据权利要求1或2所述的玻璃基板的制造方法，其特征在于，

所述金刚石粒子的平均粒径为1μm～5μm。

6.一种磁盘用玻璃基板的制造方法，其包括对通过权利要求1～5中的任意一项所述的玻璃基板的制造方法得到的玻璃基板的主表面进行研磨的处理。

7.一种固定磨粒磨石，在通过使被托架保持的玻璃基板紧密贴合于上下模座之间，通过所述上下模座以规定压力夹持按压所述玻璃基板，同时使所述玻璃基板与所述上下模座相对移动，从而同时磨削所述玻璃基板的两个主表面时，该固定磨粒磨石被贴附于所述上下模座，该固定磨粒磨石的特征在于，

该固定磨粒磨石被用于主表面的表面粗糙度Ra为0.05μm以下的所述玻璃基板的磨削，

所述磨削包括：

第一阶段；以及在该第一阶段之后执行的第二阶段，在该第二阶段中，以相对于所述第一阶段的负荷低的负荷对所述玻璃基板进行磨削加工，

所述固定磨粒磨石在所述第一阶段和所述第二阶段中被使用，

所述固定磨粒磨石包含固定磨粒，该固定磨粒包含有金刚石粒子，

所述固定磨粒的突出量被调整为0.5μm～7μm。

8.根据权利要求7所述的固定磨粒磨石，其特征在于，所述固定磨粒是通过玻璃、陶瓷、金属或树脂的粘结剂固定若干个金刚石粒子而得到的凝聚体。

9.根据权利要求7或8所述的固定磨粒磨石，其特征在于，

所述固定磨粒的平均粒径为20μm～40μm。

10.根据权利要求7或8所述的固定磨粒磨石，其特征在于，

所述金刚石粒子的平均粒径为1μm～5μm。

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