JP2010238303A - Method for manufacturing glass substrate for magnetic disk - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a glass substrate for magnetic disks, which has a considerably small number of defects existing on a surface with an arithmetic mean roughness (Ra) being at a level close to 0.1 nm, and is suitable as a substrate for a high-recording density magnetic disk. <P>SOLUTION: The magnetic disk glass substrate manufacturing method includes a washing step of washing the magnetic disk glass substrate. In the washing step, the magnetic disk glass substrate is washed by scrubbing with a liquid in which carbon dioxide is dissolved. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

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。   The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk mounted on a hard disk drive device.

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基板上にNiP膜を被着したり、ガラス基板や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。   There is a magnetic disk as a magnetic recording medium mounted on a hard disk drive device (HDD device). The magnetic disk is manufactured by depositing a NiP film on a metal substrate made of an aluminum-magnesium alloy or the like, or laminating a magnetic layer or a protective layer on a glass substrate or a ceramic substrate. Conventionally, an aluminum alloy substrate has been widely used as a substrate for a magnetic disk. However, with recent downsizing, thinning, and high-density recording of magnetic disks, surface flatness and A glass substrate having excellent strength with a thin plate has been used.

磁気ディスク用ガラス基板上に少なくとも磁性層を形成してなる磁気ディスクについては、高記録密度化が年々進んできており、グラニュラ粒子を含む磁性層を備えた磁気ディスクが主流になってきている。このような磁性層において、さらなる高記録密度化(例えば、160GB以上/枚)を実現するためには、グラニュラ粒子の粒径をより小さくしたり、グラニュラ粒子の結晶配向性を高くする必要がある。このようにグラニュラ粒子の粒径を小さくしたり、グラニュラ粒子の結晶配向性を高めるためには、磁気ディスク用ガラス基板の特性、特に表面粗さを小さくすることが求められている。表面粗さを小さくした磁気ディスク用ガラス基板としては、例えば、特許文献1に開示されているものがある。   With respect to magnetic disks in which at least a magnetic layer is formed on a glass substrate for magnetic disks, the recording density has been increasing year by year, and magnetic disks having a magnetic layer containing granular particles have become mainstream. In such a magnetic layer, in order to achieve a higher recording density (for example, 160 GB or more / sheet), it is necessary to reduce the particle size of the granular particles or to increase the crystal orientation of the granular particles. . Thus, in order to reduce the particle size of the granular particles or increase the crystal orientation of the granular particles, it is required to reduce the characteristics, particularly the surface roughness, of the glass substrate for magnetic disks. An example of a magnetic disk glass substrate having a reduced surface roughness is disclosed in Patent Document 1.

特開2006−95676号公報JP 2006-95676 A

一方、磁気ディスク用ガラス基板の製造においては、スラリーを用いた研磨工程が含まれている。そして、この研磨工程後には、スラリー由来の異物(例えば、Feコンタミ)が磁気ディスク用ガラス基板に付着する。このように磁気ディスク用ガラス基板に付着したFeコンタミは、酸洗浄を行うことにより除去することも可能であるが、Feコンタミを除去することが可能な条件下での酸洗浄では磁気ディスク用ガラス基板の主表面が荒れてしまう。上述したように、高記録密度化のために表面粗さを小さくすることが求められている現状において、このような酸洗浄でFeコンタミを除去することはできない。   On the other hand, in the manufacture of a magnetic disk glass substrate, a polishing process using a slurry is included. After the polishing step, foreign matters (for example, Fe contamination) derived from the slurry adhere to the magnetic disk glass substrate. The Fe contamination adhered to the magnetic disk glass substrate in this manner can be removed by acid cleaning. However, in acid cleaning under conditions where Fe contamination can be removed, magnetic disk glass is used. The main surface of the substrate becomes rough. As described above, in the current situation where it is required to reduce the surface roughness in order to increase the recording density, Fe contamination cannot be removed by such acid cleaning.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、算術平均粗さ(Ra)が0.15nm近傍のレベルにおいて、表面に付着するFeコンタミが非常に少なく、高記録密度磁気ディスク用の基板として適してい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。   The present invention has been made in view of the above points, and as a substrate for a high recording density magnetic disk, the arithmetic average roughness (Ra) has a very small amount of Fe contamination adhering to the surface at a level near 0.15 nm. It is an object of the present invention to provide a suitable method for producing a glass substrate for a magnetic disk.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板を洗浄する洗浄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、前記洗浄工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板を、炭酸ガスを溶解した液体でスクラブ洗浄することを特徴とする。   The method for producing a magnetic disk glass substrate of the present invention is a method for producing a magnetic disk glass substrate including a washing step of washing the magnetic disk glass substrate, and in the washing step, the magnetic disk glass substrate comprises: It is characterized by scrub cleaning with a liquid in which carbon dioxide gas is dissolved.

この方法によれば、炭酸ガス溶液を用いて磁気ディスク用ガラス基板をスクラブ洗浄するので、Feコンタミを効率的に除去することができる。また、このスクラブ洗浄によれば、磁気ディスク用ガラス基板を荒らさないので、非常に低い算術表面粗さを保持することが可能となる。   According to this method, since the glass substrate for magnetic disks is scrubbed using a carbon dioxide gas solution, Fe contamination can be efficiently removed. Further, according to this scrub cleaning, since the glass substrate for magnetic disk is not roughened, it is possible to maintain a very low arithmetic surface roughness.

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、前記洗浄工程は、主表面の加工が完了した磁気ディスク用ガラス基板に対して行うことが好ましい。   In the method for producing a glass substrate for magnetic disk of the present invention, it is preferable that the cleaning step is performed on the glass substrate for magnetic disk whose main surface has been processed.

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、前記スクラブ洗浄は、前記磁気ディスク用ガラス基板に対して酸洗浄及びアルカリ洗浄を行った後に行うことが好ましい。   In the method for manufacturing a magnetic disk glass substrate of the present invention, the scrub cleaning is preferably performed after acid cleaning and alkali cleaning are performed on the magnetic disk glass substrate.

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板を洗浄する洗浄工程を含み、前記洗浄工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板を、炭酸ガスを溶解した液体でスクラブ洗浄するので、算術平均粗さ(Ra)が0.15nm近傍のレベルにおいて、表面に付着するFeコンタミが非常に少ない高記録密度磁気ディスク用に適した磁気ディスク用ガラス基板を得ることができる。   The method for manufacturing a magnetic disk glass substrate according to the present invention includes a cleaning step of cleaning the magnetic disk glass substrate. In the cleaning step, the magnetic disk glass substrate is scrubbed with a liquid in which carbon dioxide gas is dissolved. When the arithmetic average roughness (Ra) is in the vicinity of 0.15 nm, it is possible to obtain a glass substrate for a magnetic disk suitable for a high recording density magnetic disk with very little Fe contamination adhering to the surface.

スクラブ洗浄装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a scrub cleaning apparatus.

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。
図1はスクラブ洗浄装置の構成を示す図である。図1に示すスクラブ洗浄装置は、シャワーノズル1から洗浄液としての炭酸ガス溶液2を噴出しつつ、ガラス基板3の主表面4をスクラブブラシ5によって摺擦して洗浄する装置である。スクラブブラシ5は、ローラ形状に形成されてガラス基板3を両側から挟み込んでいる。この状態で、スクラブブラシ5を回転させると共に、ガラス基板3も回転させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a scrub cleaning apparatus. The scrub cleaning apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus that cleans the main surface 4 of the glass substrate 3 with a scrub brush 5 while ejecting a carbon dioxide gas solution 2 as a cleaning liquid from a shower nozzle 1. The scrub brush 5 is formed in a roller shape and sandwiches the glass substrate 3 from both sides. In this state, the scrub brush 5 is rotated and the glass substrate 3 is also rotated.

炭酸ガス溶液2は、本実施の形態では、超純水(DL水)に炭酸ガスを混入することによって生成する。炭酸ガスの流路6は、炭酸ガスを充填するガスタンク7から延設されて、洗浄用の純水の流路8に接続されている。炭酸ガスは、接続点において所定の圧力(例えば0.05〜0.15Mpa)によって流路8を流れる純水に混入され、溶解する。こうして生成された炭酸ガス溶液2は、流路8を通ってシャワーノズル1に至り、スクラブ洗浄に供される。なお、流路6,8は、その途中にバルブ9及びバルブ10,11,12がそれぞれ設けられており、流路6,8は開閉自在となっている。これによって、炭酸ガスの混入量や圧力の制御、純水の経路制御が可能となっている。   In the present embodiment, the carbon dioxide gas solution 2 is generated by mixing carbon dioxide into ultrapure water (DL water). The carbon dioxide gas flow path 6 extends from a gas tank 7 filled with carbon dioxide gas, and is connected to a pure water flow path 8 for cleaning. Carbon dioxide gas is mixed and dissolved in pure water flowing through the flow path 8 at a connection point at a predetermined pressure (for example, 0.05 to 0.15 MPa). The carbon dioxide gas solution 2 generated in this way reaches the shower nozzle 1 through the flow path 8 and is subjected to scrub cleaning. In addition, the flow path 6 and 8 is provided with a valve 9 and valves 10, 11 and 12 in the middle thereof, and the flow paths 6 and 8 can be freely opened and closed. This makes it possible to control the amount of carbon dioxide mixed in, the pressure, and the route of pure water.

ここで、炭酸ガスは抜けやすいために、できるだけ磁気ディスク用ガラス基板へ吹き付ける直前で純水に混入することが好ましい。特に、あらかじめ炭酸水を準備しておくのではなく、使用時に洗浄液に炭酸ガスを混入することにより、常に所望の濃度の炭酸ガス溶液を得ることができ、工程管理を簡便なものとすることができる。   Here, since carbon dioxide gas is easy to escape, it is preferable to mix in pure water as soon as possible before spraying on the glass substrate for magnetic disks. In particular, rather than preparing carbonated water in advance, by mixing carbon dioxide into the cleaning liquid at the time of use, a carbon dioxide solution having a desired concentration can always be obtained, and process management can be simplified. it can.

なお、炭酸ガスの混入量は、良好な洗浄効果を得るために、例えば純水1L(リットル)当たり6.3cc程度であれば良い。また、炭酸ガス溶液の比抵抗値は、良好な洗浄効果を得るために、例えば0.05〜0.11MΩ・cmとすることが好ましい。   Note that the amount of carbon dioxide mixed may be about 6.3 cc per 1 L (liter) of pure water, for example, in order to obtain a good cleaning effect. The specific resistance value of the carbon dioxide gas solution is preferably 0.05 to 0.11 MΩ · cm, for example, in order to obtain a good cleaning effect.

上記のように、炭酸ガス溶液2を用いて磁気ディスク用ガラス基板をスクラブ洗浄することにより、基板表面の電荷を低減するので、Feコンタミを効率的に除去することができる。また、このスクラブ洗浄によれば、磁気ディスク用ガラス基板を荒らさないので、非常に低い算術表面粗さを保持することが可能となる。   As described above, scrub cleaning of the glass substrate for magnetic disk using the carbon dioxide gas solution 2 reduces the charge on the surface of the substrate, so that Fe contamination can be efficiently removed. Further, according to this scrub cleaning, since the glass substrate for magnetic disk is not roughened, it is possible to maintain a very low arithmetic surface roughness.

炭酸ガス溶液2を用いた磁気ディスク用ガラス基板のスクラブ洗浄は、主表面の加工が完了した磁気ディスク用ガラス基板に対して行うことが好ましい。ここで、「主表面の加工が完了した」とは、主表面に対する最終研磨が完了したことを意味する。また、このスクラブ洗浄は、磁気ディスク用ガラス基板に化学強化が行われた場合に有効である。化学強化は、300℃以上に加熱して行うので、その高温によりFeコンタミが磁気ディスク用ガラス基板の表面に固着する。このように固着したFeコンタミは除去が難しいが、このスクラブ洗浄により効果的にFeコンタミを除去することができる。   The scrub cleaning of the magnetic disk glass substrate using the carbon dioxide gas solution 2 is preferably performed on the magnetic disk glass substrate whose main surface has been processed. Here, “processing of the main surface is completed” means that final polishing on the main surface is completed. This scrub cleaning is effective when chemical strengthening is performed on the magnetic disk glass substrate. Since chemical strengthening is performed by heating to 300 ° C. or higher, Fe contamination adheres to the surface of the magnetic disk glass substrate due to the high temperature. Although it is difficult to remove the Fe contamination thus fixed, this scrub cleaning can effectively remove the Fe contamination.

また、スクラブ洗浄は、磁気ディスク用ガラス基板に対して磁気ディスク用ガラス基板の主表面が荒れてしまわない程度の酸洗浄及び/又はアルカリ洗浄を行った後に行うことが好ましい。ここで、酸洗浄は、酸薬品を用いた洗浄をいい、アルカリ洗浄は、アルカリ洗剤を用いた洗浄をいう。   The scrub cleaning is preferably performed after acid cleaning and / or alkali cleaning is performed to such an extent that the main surface of the magnetic disk glass substrate is not roughened. Here, acid cleaning refers to cleaning using acid chemicals, and alkali cleaning refers to cleaning using an alkaline detergent.

磁気ディスク用ガラス基板の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、例えば、化学強化を行うことによって、破壊強度を高めることができる。   As a preferred glass material for the magnetic disk glass substrate, aluminosilicate glass can be mentioned. The aluminosilicate glass can realize an excellent smooth mirror surface and can increase the breaking strength by, for example, chemical strengthening.

アルミノシリケートガラスとしては、SiO:62重量%〜75重量%、Al:5重量%〜15重量%、LiO:4重量%〜10重量%、NaO:4重量%〜12重量%、ZrO:5.5重量%〜15重量%を主成分として含有するとともに、NaOとZrOとの重量比が0.5〜2.0、AlとZrOとの重量比が0.4〜2.5である化学強化用ガラスが好ましい。 As the aluminosilicate glass, SiO 2 : 62 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 : 5 wt% to 15 wt%, Li 2 O: 4 wt% to 10 wt%, Na 2 O: 4 wt% to 12% by weight, ZrO 2 : 5.5% by weight to 15% by weight as a main component, and a weight ratio of Na 2 O to ZrO 2 is 0.5 to 2.0, Al 2 O 3 and ZrO 2 The glass for chemical strengthening whose weight ratio is 0.4 to 2.5 is preferable.

また、本発明において製造する磁気ディスク用ガラス基板をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。すなわち、ガラス基板の材質としては、前述したアルミノシリケートガラスの他に、例えば、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどを挙げることができる。   Further, the material forming the glass substrate for a magnetic disk manufactured in the present invention is not limited to the above-described materials. That is, as the material of the glass substrate, in addition to the aluminosilicate glass described above, for example, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, chain silicate glass, or crystallized glass Examples thereof include glass ceramics.

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));第2ラッピング工程;端面研磨工程(外周端部及び内周端部);主表面研磨工程(第1及び第2研磨工程);化学強化工程:洗浄工程などの工程を含む。なお、主表面研磨工程(第2研磨工程)と化学強化工程とは順序が逆であっても良い。   The manufacturing process of the glass substrate for a magnetic disk includes a material processing process and a first lapping process; an edge shape process (a coring process for forming a hole, a chamfered surface at an outer edge and / or an inner edge) Chamfering step (chamfered surface forming step)); second lapping step; end surface polishing step (outer peripheral end and inner peripheral end); main surface polishing step (first and second polishing step); chemical strengthening step : Includes processes such as a cleaning process. The main surface polishing step (second polishing step) and the chemical strengthening step may be in reverse order.

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。これらの方法のうち、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。
Below, each process of the manufacturing process of the glass substrate for magnetic discs is demonstrated.
(1) Material processing step and first lapping step First, in the material processing step, the surface of the sheet glass is lapped (ground) to form a glass base material, and the glass base material is cut to cut out a glass disk. Various plate glasses can be used as the plate glass. This plate-like glass can be manufactured by using a known manufacturing method such as a press method, a float method, a downdraw method, a redraw method, or a fusion method using a molten glass as a material. Of these methods, if a pressing method is used, a sheet glass can be produced at a low cost.

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。   In the first lapping step, both main surfaces of the sheet glass are lapped to form a disk-shaped glass substrate. This lapping process can be performed using alumina free abrasive grains with a double-sided lapping apparatus using a planetary gear mechanism. Specifically, the lapping platen is pressed on both sides of the plate glass from above and below, the grinding liquid containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relative to each other for lapping. Do. By this lapping process, a glass substrate having a flat main surface can be obtained.

(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。
(2) End shape process (coring process for forming a hole, chamfering process for forming a chamfer on the end (outer peripheral end and inner peripheral end) (chamfered surface forming process))
In the coring step, for example, an inner hole is formed at the center of the glass substrate using a cylindrical diamond drill to obtain an annular glass substrate. In the chamfering step, the inner peripheral end surface and the outer peripheral end surface are ground with a diamond grindstone, and a predetermined chamfering process is performed.

(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。
(3) Second Lapping Step In the second lapping step, the second lapping process is performed on both main surfaces of the obtained glass substrate in the same manner as in the first lapping step. By performing this second lapping process, it is possible to remove in advance the fine irregularities formed on the main surface in the previous cutting process and end face polishing process, and shorten the subsequent polishing process on the main surface. Will be able to be completed in time.

(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。
(4) End surface polishing step In the end surface polishing step, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface of the glass substrate are mirror-polished by a brush polishing method. At this time, as the abrasive grains, for example, a slurry containing cerium oxide abrasive grains (free abrasive grains) can be used. By this end face polishing step, the end face of the glass substrate is in a mirror state that can prevent the precipitation of sodium and potassium.

(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。
(5) Main surface polishing step (first polishing step)
As the main surface polishing step, first, a first polishing step is performed. The first polishing process is a process whose main purpose is to remove scratches and distortions remaining on the main surface in the lapping process described above. In the first polishing step, the main surface is polished using a hard resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the abrasive, cerium oxide abrasive grains can be used.

(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)を用いることができる。
(6) Main surface polishing step (final polishing step)
Next, a second polishing process is performed as a final polishing process. The second polishing step is a step aimed at finishing the main surface into a mirror surface. In the second polishing step, mirror polishing of the main surface is performed using a soft foam resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the slurry, colloidal silica abrasive grains (average particle diameter of 0.5 μm or less) finer than the cerium oxide abrasive grains used in the first polishing step can be used.

(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。
(7) Chemical strengthening step In the chemical strengthening step, the glass substrate that has been subjected to the lapping step and polishing step described above is chemically strengthened. As a chemical strengthening solution used for chemical strengthening, for example, a mixed solution of potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) can be used. In the chemical strengthening, the chemical strengthening solution is heated to 300 ° C. to 400 ° C., the cleaned glass substrate is preheated to 200 ° C. to 300 ° C., and immersed in the chemical strengthening solution for 3 hours to 4 hours. In soaking, in order to chemically strengthen the entire surface of the glass substrate, the immersion is preferably performed in a state of being accommodated in a holder so that the plurality of glass substrates are held at the end surfaces.

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。   Thus, by immersing in the chemical strengthening solution, the lithium ions and sodium ions in the surface layer of the glass substrate are respectively replaced with sodium ions and potassium ions having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution. Will be strengthened.

(8)洗浄工程
化学強化後の磁気ディスク用ガラス基板を20℃の水槽に浸漬し、約10分間維持して急冷し、急冷を終えた磁気ディスク用ガラス基板に対して超音波を用いたアルカリ洗浄を行ってから、水リンス洗浄をする。その後、図1に示す装置を用いて、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄してから、酸による洗浄、純水によるディップ洗浄、IPA(イソプロピルアルコール)洗浄、IPAによる蒸気乾燥を行う。なお、各洗浄槽には超音波を印加する。
(8) Cleaning step The glass substrate for magnetic disk after chemical strengthening is immersed in a 20 ° C. water bath, maintained for about 10 minutes and rapidly cooled, and the alkali using ultrasonic waves is applied to the glass substrate for magnetic disk that has been quenched. After washing, rinse with water. Thereafter, scrub cleaning with a carbon dioxide gas solution is performed using the apparatus shown in FIG. 1, and then cleaning with acid, dip cleaning with pure water, IPA (isopropyl alcohol) cleaning, and vapor drying with IPA are performed. In addition, an ultrasonic wave is applied to each washing tank.

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。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described.
(Example)
First, the melted aluminosilicate glass was molded into a disk shape by direct pressing using an upper mold, a lower mold, and a barrel mold to obtain an amorphous plate glass material (blanks). At this point, the diameter of the blanks was 66 mm. Next, both main surfaces of the blanks were subjected to a first lapping process, and then a cylindrical core drill was used to form a hole in the center of the glass substrate to process it into an annular glass substrate (coring). . And the chamfering process (chamfering surface formation process) which forms a chamfering surface in the edge part (an outer peripheral edge part and an inner peripheral edge part) was given, and it was set as the glass substrate of diameter 2.5 inches. Thereafter, a second lapping process was performed on the glass substrate.

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。   Next, the outer peripheral end of the glass substrate was mirror polished by a brush polishing method. At this time, as the abrasive grains, a slurry (free abrasive grains) containing cerium oxide abrasive grains was used. And the glass substrate which finished the mirror polishing process was washed with water.

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。 Next, as a main surface polishing step, a first polishing step was performed on both main surfaces of the glass substrate. In the first polishing step, a double-side polishing machine was used as the polishing apparatus. A urethane pad was used as a polishing pad in this polishing apparatus. A cerium abrasive was used as the abrasive. The polishing conditions were a processing surface pressure of 130 g / cm 2 and a processing rotation speed of 22 rpm. As a result, the surface roughness Ra of the main surface of the glass substrate was about 1.0 nm.

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)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とし、加工回転数を20rpmとした。 Next, a second polishing step for finishing the main surface into a mirror surface was performed on both main surfaces of the glass substrate. In the second polishing step, a double-side polishing machine was used as the polishing apparatus. As a polishing pad in this polishing apparatus, a soft suede pad (Asker C hardness: 54, compression deformation amount: 476 μm, density: 0.53 g / cm 3 ) was used. Moreover, as an abrasive | polishing agent, the colloidal silica abrasive | polishing agent with an average particle diameter of 20 nm was used. The polishing conditions were a processing surface pressure of 60 g / cm 2 and a processing rotation speed of 20 rpm.

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。   The glass substrate after the second polishing step is immersed in an alkali solution, cleaned by applying ultrasonic waves, scrubbed using an alkali cleaning solution, diluted with a very small amount of diluted sulfuric acid and the alkali cleaning solution. After washing, IPA (isopropyl alcohol) was vapor-dried.

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、アルカリ洗浄を行った。次いで、図1に示す装置を用い、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄を行った。その後、酸による洗浄、純水によるディップ洗浄、IPA(イソプロピルアルコール)洗浄、IPAによる蒸気乾燥を行った。   Next, chemical strengthening was applied to the glass substrate after the final polishing step described above. For chemical strengthening, a chemical strengthening solution in which potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) are mixed is prepared, this chemical strengthening solution is heated to 380 ° C., and the cleaned glass substrate is placed therein for about 4 hours. This was done by dipping. And the alkali cleaning was performed with respect to the glass substrate which finished this chemical strengthening. Next, scrub cleaning was performed with a carbon dioxide solution using the apparatus shown in FIG. Thereafter, cleaning with acid, dip cleaning with pure water, IPA (isopropyl alcohol) cleaning, and steam drying with IPA were performed.

得られた磁気ディスク用基板の表面の欠陥を光学式欠陥検査装置(OSA)により調べたところ、0.3μm以下のパーティクルが8個であった。また、この欠陥について元素分析をSEM/EDXを用いて行ったところ、Feコンタミが0個であった。また、5μm×5μmで256分割の解像度の原子間力顕微鏡を用いて、得られた磁気ディスク用基板の算術表面粗さを測定したところ、Ra=0.14nmであった。これは、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄を行ったことにより、磁気ディスク用ガラス基板の表面を荒すことなく、Feコンタミが効果的に除去されたためであると考えられる。   When the surface defect of the obtained magnetic disk substrate was examined by an optical defect inspection apparatus (OSA), there were 8 particles of 0.3 μm or less. Further, when elemental analysis was performed on this defect using SEM / EDX, there was no Fe contamination. Further, when the arithmetic surface roughness of the obtained magnetic disk substrate was measured using an atomic force microscope having a resolution of 256 divisions of 5 μm × 5 μm, Ra = 0.14 nm. This is considered to be because Fe contamination was effectively removed without roughening the surface of the magnetic disk glass substrate by scrub cleaning with a carbon dioxide gas solution.

(比較例1)
この化学強化を終えたガラス基板に対して、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄する代わりに、(炭酸ガス溶液を用いずに)スクラブ洗浄を行うこと以外は実施例と同様にして磁気ディスク用基板を得た。得られた磁気ディスク用基板の表面の欠陥を光学式欠陥検査装置により調べたところ、0.3μm以下のパーティクルが30個であった。また、この欠陥について元素分析をSEM/EDXを用いて行ったところ、Feコンタミが6個であった。また、5μm×5μmで256分割の解像度の原子間力顕微鏡を用いて、得られた磁気ディスク用基板の算術表面粗さを測定したところ、Ra=0.15nmであった。
(Comparative Example 1)
A magnetic disk substrate was obtained in the same manner as in the example except that scrub cleaning was performed on the glass substrate after the chemical strengthening instead of scrubbing with a carbon dioxide gas solution (without using a carbon dioxide gas solution). It was. When defects on the surface of the obtained magnetic disk substrate were examined by an optical defect inspection apparatus, 30 particles of 0.3 μm or less were found. Further, when elemental analysis was performed on this defect using SEM / EDX, there were 6 Fe contaminations. Further, when the arithmetic surface roughness of the obtained magnetic disk substrate was measured using an atomic force microscope having a resolution of 256 divisions of 5 μm × 5 μm, Ra = 0.15 nm.

(比較例2)
この化学強化を終えたガラス基板に対して、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄する代わりに、(スクラブを用いずに)炭酸ガスを用いて洗浄を行うこと以外は実施例と同様にして磁気ディスク用基板を得た。得られた磁気ディスク用基板の表面の欠陥を光学式欠陥検査装置により調べたところ、0.3μm以下のパーティクルが103個であった。また、この欠陥について元素分析をSEM/EDXを用いて行ったところ、Feコンタミが10個であった。また、5μm×5μmで256分割の解像度の原子間力顕微鏡を用いて、得られた磁気ディスク用基板の算術表面粗さを測定したところ、Ra=0.15nmであった。
(Comparative Example 2)
Substrate for magnetic disk in the same manner as in the examples except that the glass substrate after this chemical strengthening was cleaned with carbon dioxide gas (without using scrub) instead of scrub cleaning with a carbon dioxide solution. Got. When defects on the surface of the obtained magnetic disk substrate were examined by an optical defect inspection apparatus, 103 particles of 0.3 μm or less were found. Further, when elemental analysis was performed on this defect using SEM / EDX, there were 10 Fe contaminants. Further, when the arithmetic surface roughness of the obtained magnetic disk substrate was measured using an atomic force microscope having a resolution of 256 divisions of 5 μm × 5 μm, Ra = 0.15 nm.

(比較例3)
この化学強化を終えたガラス基板に対して、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄する代わりに、水を用いて洗浄を行うこと以外は実施例と同様にして磁気ディスク用基板を得た。得られた磁気ディスク用基板の表面の欠陥を光学式欠陥検査装置により調べたところ、0.3μm以下のパーティクルが150個であった。また、この欠陥について元素分析をSEM/EDXを用いて行ったところ、Feコンタミが13個であった。また、5μm×5μmで256分割の解像度の原子間力顕微鏡を用いて、得られた磁気ディスク用基板の算術表面粗さを測定したところ、Ra=0.12nmであった。
(Comparative Example 3)
A substrate for a magnetic disk was obtained in the same manner as in the example except that the glass substrate after the chemical strengthening was cleaned with water instead of scrub cleaning with a carbon dioxide gas solution. When defects on the surface of the obtained magnetic disk substrate were examined by an optical defect inspection apparatus, 150 particles of 0.3 μm or less were found. Further, when elemental analysis was performed on this defect using SEM / EDX, 13 Fe contaminations were found. Further, when the arithmetic surface roughness of the obtained magnetic disk substrate was measured using an atomic force microscope having a resolution of 256 divisions of 5 μm × 5 μm, Ra = 0.12 nm.

(比較例4)
この化学強化を終えたガラス基板に対して、炭酸ガス溶液でスクラブ洗浄する代わりに、酸洗浄(pH2)を行うこと以外は実施例と同様にして磁気ディスク用基板を得た。得られた磁気ディスク用基板の表面の欠陥を光学式欠陥検査装置により調べたところ、0.3μm以下のパーティクルが5個であった。また、この欠陥について元素分析をSEM/EDXを用いて行ったところ、Feコンタミが1個であった。また、5μm×5μmで256分割の解像度の原子間力顕微鏡を用いて、得られた磁気ディスク用基板の算術表面粗さを測定したところ、Ra=0.17nmであった。これは、pHの低い酸を用いて酸洗浄を行ったことにより、磁気ディスク用ガラス基板の表面を荒してしまったためであると考えられる。
(Comparative Example 4)
A magnetic disk substrate was obtained in the same manner as in the example except that acid cleaning (pH 2) was performed on the glass substrate after chemical strengthening instead of scrub cleaning with a carbon dioxide gas solution. When defects on the surface of the obtained magnetic disk substrate were examined by an optical defect inspection apparatus, there were five particles of 0.3 μm or less. Further, when elemental analysis was performed on this defect using SEM / EDX, there was one Fe contamination. Further, when the arithmetic surface roughness of the obtained magnetic disk substrate was measured using an atomic force microscope of 5 μm × 5 μm and a resolution of 256 divisions, Ra = 0.17 nm. This is considered to be because the surface of the magnetic disk glass substrate was roughened by performing acid cleaning using an acid having a low pH.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、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。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications. For example, the material, the number, the size, the processing procedure, and the like in the above embodiment are merely examples, and various modifications can be made within the range where the effects of the present invention are exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.

1 シャワーノズル
2 炭酸ガス溶液
3 ガラス基板
4 主表面
5 スクラブブラシ
6 (炭酸ガスの)流路
7 ガスタンク
8 (純水及び炭酸ガス溶液の)流路
9,10,11,12 バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shower nozzle 2 Carbon dioxide gas solution 3 Glass substrate 4 Main surface 5 Scrub brush 6 Channel (for carbon dioxide) 7 Gas tank 8 Channel (for pure water and carbon dioxide solution) 9, 10, 11, 12 Valve

Claims (3)

磁気ディスク用ガラス基板を洗浄する洗浄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、前記洗浄工程において、前記磁気ディスク用ガラス基板を、炭酸ガスを溶解した液体でスクラブ洗浄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。   A method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk including a cleaning step for cleaning the glass substrate for a magnetic disk, wherein in the cleaning step, the glass substrate for a magnetic disk is scrubbed with a liquid in which carbon dioxide gas is dissolved. A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk. 前記洗浄工程は、主表面の加工が完了した磁気ディスク用ガラス基板に対して行う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。   2. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the cleaning step is performed on the glass substrate for a magnetic disk whose main surface has been processed. 前記スクラブ洗浄は、前記磁気ディスク用ガラス基板に対して酸洗浄及びアルカリ洗浄を行った後に行う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。   3. The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the scrub cleaning is performed after acid cleaning and alkali cleaning are performed on the magnetic disk glass substrate.
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Cited By (2)

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JP2013211076A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Konica Minolta Inc Manufacturing method of glass substrate for information recording medium

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