JP2010073243A

JP2010073243A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法

Info

Publication number: JP2010073243A
Application number: JP2008237738A
Authority: JP
Inventors: Poowan Apisek; ポーワンアピセック; Konchom Thitichaya; コンチョムティティチャヤー
Original assignee: Hoya Glass Disk Thailand Ltd
Current assignee: Hoya Glass Disk Thailand Ltd
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、製造された磁気ディスク用ガラス基板を検査する検査工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記検査工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハードディスクドライブ装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。

ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ装置）に搭載される磁気記録媒体として磁気ディスクがある。磁気ディスクは、アルミニウム−マグネシウム合金などで構成された金属板上にＮｉＰ膜を被着した基板、ガラス基板、セラミックス基板上に磁性層や保護層を積層したりして作製される。従来では、磁気ディスク用の基板としてアルミニウム合金基板が広く用いられていたが、近年の磁気ディスクの小型化、薄板化、高密度記録化に伴って、アルミニウム合金基板に比べて表面の平坦度や薄板での強度に優れたガラス基板が用いられるようになってきている。

このような磁気ディスク用ガラス基板は、形状加工工程及び第１ラッピング工程（第１研削工程）；端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））；端面研磨工程（外周端部及び内周端部）；第２ラッピング工程（第２研削工程）；主表面研磨工程（第１及び第２研磨工程）；化学強化工程などの工程を経て製造される。

上述した検査工程においては、光学的に欠陥を検出する方法が採用されている（特許文献１）。そして、欠陥検出結果に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定している。例えば、磁気ディスク用ガラス基板に所定数以上の欠陥（パーティクル（ごみ）や表面上の凹凸など）があれば、その磁気ディスク用ガラス基板をＮＧと判定する。
特開平１０−２６７８５８号公報

しかしながら、磁気ディスク用ガラス基板上に存在する欠陥には種々の大きさのものがあり、単に欠陥の個数のみをもって磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定すると、本来使用可能であるにも関わらずＮＧと判定してしまうことがある。このように、本来使用可能であるにも関わらずＮＧと判定してしまうと、製品歩留まりを低下させてしまうこととなる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、製造された磁気ディスク用ガラス基板を検査する検査工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定することを特徴とする。

この方法によれば、磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に従って被検査対象の磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定するので、欠陥の個数のみで良否判定を行う場合よりも精度の良い判定が可能となり、本来ＯＫのものをＮＧと判定したりすることがなくなる。これにより、製品歩留まりを向上させることができる。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記複数の判定基準は、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数との間の関係を示す特性曲線から求められたものであることが好ましい。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記判定基準は、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことが好ましい。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記判定基準は、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことが好ましい。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、前記判定基準は、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことが好ましい。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、製造された磁気ディスク用ガラス基板を検査する検査工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定するので、磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態においては、磁気ディスク用ガラス基板がガラス基板である場合について説明する。

ここで、磁気ディスク用ガラス基板の材料としては、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、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を提供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ましく用いることができる。

磁気ディスク用ガラス基板の製造工程は、素材加工工程及び第１ラッピング工程；端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び／又は内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））；端面研磨工程（外周端部及び内周端部）；第２ラッピング工程；主表面研磨工程（第１及び第２研磨工程）；化学強化工程などの工程を含む。本発明の方法においては、これらの工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板の検査工程において、磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定するので、磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる。

以下に、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程の各工程について説明する。
（１）素材加工工程及び第１ラッピング工程
まず、素材加工工程においては、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの方法うち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。

第１ラッピング工程においては、板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス基材とする。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行うことができる。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラス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。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス基板を得ることができる。

（２）端部形状工程（穴部を形成するコアリング工程、端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング工程（面取り面形成工程））
コアリング工程においては、例えば、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とする。チャンファリング工程においては、内周端面及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す。

（３）第２ラッピング工程
第２ラッピング工程においては、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行う。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。

（４）端面研磨工程
端面研磨工程においては、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う。このとき、研磨砥粒としては、例えば、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いることができる。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態になる。

（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施す。第１研磨工程は、前述のラッピング工程で主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とする工程である。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行う。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることができる。

（６）主表面研磨工程（最終研磨工程）
次に、最終研磨工程として、第２研磨工程を施す。第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする工程である。第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行う。スラリーとしては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒（平均粒子径０．５μｍ以下）を用いることがきる。

（７）化学強化工程
化学強化工程においては、前述のラッピング工程及び研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施す。化学強化に用いる化学強化液としては、例えば、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）の混合溶液などを用いることができる。化学強化においては、化学強化液を３００℃〜４００℃に加熱し、洗浄済みのガラス基板を２００℃〜３００℃に予熱し、化学強化溶液中に３時間〜４時間浸漬することによって行う。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行うことが好ましい。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化溶液中の相対的にイオン半径の大きな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。

（８）検査工程
検査工程においては、図１に示すような光学式欠陥検査装置（Optical Surface Analyzer：ＯＳＡ）を用いて、磁気ディスク用ガラス基板１の欠陥を検出する。図１に示す欠陥検査装置は、欠陥検出プローブ用レーザ２と、レーザ光のほぼ全方向の散乱光を検出する検出器３とを備えている。図１に示す装置においては、レーザ径が例えば５μｍ程度で小さく、レーザ波長が短くパワーが大きいので欠陥検出感度が高い。このような構成の欠陥検査装置においては、磁気ディスク用ガラス基板１の表面に対して、レーザ２からレーザ光を照射し、そのときの反射光を検出器３で検出する。その後、検出器３の出力信号を判定回路（図示せず）が取り込み、当該出力信号を基に磁気ディスク用ガラス基板１上の欠陥を検出し、磁気ディスク用ガラス基板１のＯＫ／ＮＧを判定する（磁気ディスク用ガラス基板の良否判定）。

この検査工程においては、磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定する。本発明者らは、主表面研磨工程まで完了した磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数との間の関係について検討し、図２に示すような関係を得た。すなわち、図２における特性曲線に示すように、大きさ（サイズ）が小さくなるほど数（カウント）が多くなる傾向がある。このように、欠陥の大きさと数との間には、特定の関係があることが分ったので、この関係を用いて複数の判定基準を設けることにより、単に欠陥の個数でＯＫ／ＮＧを判定するよりも、精度の高い判定を行うことが可能となる。したがって、この特性曲線に基づいて複数の判定基準を設けて、この複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定する。

例えば、図２に示すように、複数の判定基準には、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ａ基準）、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ｂ基準）、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上（好ましくは６個以上）あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ｃ基準）を含む。なお、これらのＡ基準〜Ｃ基準は一例であり、判定基準における大きさに対する数の関係については適宜変更することができる。また、ここでは、３つの判定基準を用いた場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、２つ又は４つ以上の判定基準を用いても良い。

上記３つの判定基準を用いて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定する場合、図３に示すように、磁気ディスク用ガラス基板に対して図１に示す欠陥検査装置を用いて欠陥検査を行う（ＳＴ１１）。そして、まず、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上（Ａ基準）あるかどうかを判定する（ＳＴ１２）。そして、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上あればＮＧと判定し（ＳＴ１６）、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上なければ、Ｂ基準により判定を行う。すなわち、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上（Ｂ基準）あるかどうかを判定する（ＳＴ１３）。そして、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上あればＮＧと判定し（ＳＴ１６）、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上なければ、Ｃ基準により判定を行う。すなわち、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上（Ｃ基準）あるかどうかを判定する（ＳＴ１４）。そして、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上あればＮＧと判定し（ＳＴ１６）、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上なければ、ＯＫと判定する（ＳＴ１５）。

このように、本発明によれば、製造された磁気ディスク用ガラス基板を検査する検査工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定するので、磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを精度良く判定して製品歩留まりを向上させることができる。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（実施例）
まず、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラス素材（ブランクス）を得た。この時点でブランクスの直径は６６ｍｍであった。次に、このブランクスの両主表面を第１ラッピング加工した後、円筒状のコアドリルを用いて、このガラス基板の中心部に穴部を形成して円環状のガラス基板に加工（コアリング）した。そして端部（外周端部及び内周端部）に面取り面を形成するチャンファリング加工（面取り面形成工程））を施して、直径２．５インチのガラス基板とした。その後、このガラス基板に第２ラッピング加工を行った。

次いで、ガラス基板の外周端部について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。そして、鏡面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。

次いで、主表面研磨工程として、ガラス基板の両主表面に対して第１研磨工程を施した。第１研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、ウレタンパッドを用いた。また、研磨剤としては、セリウム研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を１３０ｇ／ｃｍ^２とし、加工回転数を２２ｒｐｍとした。これにより、ガラス基板の主表面の表面粗さＲａは約１．０ｎｍとなった。

次いで、ガラス基板の両主表面について、主表面を鏡面状に仕上げる第２研磨工程を施した。第２研磨工程においては、研磨装置として、両面研磨機を使用した。この研磨装置における研磨パッドとしては、軟質スウェードパッド（アスカーＣ硬度：５４、圧縮変形量：４７６μｍ、密度：０．５３ｇ／ｃｍ^３）を用いた。また、研磨剤としては、平均粒径２０ｎｍのコロイダルシリカ研磨剤を用いた。また、研磨条件としては、加工面圧を６０ｇ／ｃｍ^２とし、加工回転数を２０ｒｐｍとした。

この第２研磨工程を終えたガラス基板を、アルカリ溶液に浸漬して、超音波を印加して洗浄し、アルカリ洗浄液を用いてスクラブ洗浄を行い、極微量に希釈した希硫酸及び前記アルカリ洗浄液で洗浄を行った後に、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の蒸気乾燥を行った。

次いで、上述した最終研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を３８０°Ｃに加熱し、その中に洗浄済みのガラス基板を約４時間浸漬することによって行った。そして、この化学強化を終えたガラス基板に対して、酸洗浄、アルカリ洗浄、及び純水洗浄を順次行った。これにより形成された強化応力層の厚さは１００μｍであった。

このようにして得られた磁気ディスク用ガラス基板について、図１に示す欠陥検査装置を用いて欠陥検査を行った。このときＯＫ／ＮＧの基準には、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ａ基準）、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ｂ基準）、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準（Ｃ基準）を用いた。

（比較例）
検査工程におけるＯＫ／ＮＧの基準に、大きさ７５μｍ以上の欠陥が１２個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を用いること以外実施例と同様にして、磁気ディスク用ガラス基板を作製した。

このようにして実施例及び比較例の検査工程においてＯＫとなった磁気ディスク用ガラス基板に、それぞれ下地層、磁性層、保護層及び潤滑層を順次積層して磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクをＨＤＤ装置に入れて磁気ヘッドをロード／アンロードさせて、磁気ヘッドが磁気ディスク上をスムーズに動くかどうか観測した。この場合、磁気ディスク用ガラス基板に欠陥があれば、磁気ディスクを作製しても当該欠陥が残ったままになるので、磁気ヘッドを動かしたときにそれに衝突することになる。このロード／アンロード試験を１０００枚の磁気ディスクのそれぞれに対して１００万回行った結果、実施例の判定基準でＯＫになったものの不良率は０．６％であり、比較例の判定基準でＯＫとなったものの不良率は３．９％であった。このように、本発明における判定基準を用いることで精度良くＯＫ／ＮＧの判定を行うことが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されず、適宜変更して実施することができる。上記実施の形態においては、ガラス基板に対して第１研磨加工及び最終研磨加工を行った後に化学強化を行う場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、ガラス基板に対して第１研磨加工を行った後に化学強化を行い、その後に最終研磨加工を行う場合にも同様に適用することができる。また、上記実施の形態における材質、個数、サイズ、処理手順などは一例であり、本発明の効果を発揮する範囲内において種々変更して実施することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

本発明の実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造において用いられる欠陥検査装置を模式的に示す図である。本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においてＯＫ／ＮＧ判定に用いられる判定基準を説明するための図である。本発明による磁気ディスク用ガラス基板の製造方法におけるＯＫ／ＮＧ判定を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１磁気ディスク用ガラス基板
２欠陥検出プローブ用レーザ
３検出器

Claims

製造された磁気ディスク用ガラス基板を検査する検査工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記検査工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数とで決められた複数の判定基準に基づいて磁気ディスク用ガラス基板のＯＫ／ＮＧを判定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。
前記複数の判定基準は、前記磁気ディスク用ガラス基板上の欠陥の大きさと数との間の関係を示す特性曲線から求められたものであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
前記判定基準は、大きさ２６０μｍ以上の欠陥が１個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
前記判定基準は、大きさ１８０μｍ以上２６０μｍ以下の欠陥が３個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことを特徴とする請求項１から請求項３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。
前記判定基準は、大きさ１８０μｍ以下の欠陥が４個以上あるときに磁気ディスク用ガラス基板をＮＧとする基準を含むことを特徴とする請求項１から請求項４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。