JP2015125788A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】研磨処理後のガラス基板の表面における異物の数および傷を低減する。【解決手段】磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、ガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板の外周端面を保持させた状態で、前記ガラス基板用キャリアおよび前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、前記研磨処理によってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、前記研磨処理の後、エッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、を有する。【選択図】 図３
Description
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。
近年の磁気記録媒体の記録密度の向上に伴い、磁気記録媒体の作製に用いる磁気ディスク用ガラス基板には、平坦性を改善することが求められている。このような磁気ディスク用ガラス基板の表面凹凸を小さくするために、ガラス基板の研磨処理が行われる。
研磨処理では、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研磨加工を行う。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置のガラス基板用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を行う。両面研磨装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板用キャリアとともにガラス基板が狭持される。そして、上定盤と下定盤の間に遊離砥粒を含んだ研磨スラリを供給しながら、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させ、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
ガラス基板用キャリアの材料として、ガラス繊維からなるガラスクロスと、ガラスクロスに含浸した樹脂材料とからなる樹脂含浸基板を用いるものがある。樹脂含浸基板を切削加工することによりガラス基板の保持孔やガラス基板用キャリアの外周形状を形成すると、切削面にガラス繊維が露出する。このため、露出したガラス繊維によりガラス基板に傷がつくことを防ぐためにガラス繊維のエッチング処理が行われる（例えば特許文献１参照）。
樹脂含浸基板からなるガラス基板用キャリアをガラス基板の研削処理や研磨処理に繰り返し用いると、研磨処理後のガラス基板の表面（主表面および端面）における異物の数が増大した。また、この異物が原因と見られるガラス基板のスクラッチが増大した。
そこで、本発明は、研磨処理後のガラス基板の表面における異物の数および傷を低減することができる、ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、ガラス基板の研削処理や研磨処理に繰り返し用いたガラス基板用キャリアを発明者が観察したところ、ガラス基板用キャリアの主表面にガラス繊維が露出していることが判明した。このガラス繊維の一部が研削処理や研磨処理において脱離し、ガラス基板の主表面を傷つけたり、異物としてガラス基板の主表面に付着したりしていると考えられる。
このため、本発明の第１の態様は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
アルミニウムを成分として含むガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板を保持させた状態で、前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理によってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、フッ酸を含むエッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、
を有することを特徴とする。
アルミニウムを成分として含むガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板を保持させた状態で、前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理によってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、フッ酸を含むエッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、
を有することを特徴とする。
上記のエッチング処理を行ったガラス基板用キャリアを用いて研磨処理を行った後のガラス基板の表面を観察したところ、全体として傷や異物数は低減した。しかし、研磨処理に用いたガラス基板用キャリアの種類によっては、なおも傷や異物が残存するガラス基板があった。特にアルミニウムを含むガラス繊維を用いたガラス基板用キャリアを用いて研磨処理を行ったガラス基板の表面を観察したところ異物が発見され、この異物を分析したところ、フッ化アルミン酸塩の結晶が含まれることが判明した。
フッ化アルミン酸は、ガラスにアルミナ（酸化アルミニウム）が成分として含まれる場合、フッ酸を含むエッチング液でガラスのエッチング処理を行うと、エッチング液中のフッ素がアルミナと反応することで生成される。
フッ化アルミン酸は、ガラスにアルミナ（酸化アルミニウム）が成分として含まれる場合、フッ酸を含むエッチング液でガラスのエッチング処理を行うと、エッチング液中のフッ素がアルミナと反応することで生成される。
ガラス基板用キャリアの材料である樹脂含浸基板のガラスクロスは、ガラス糸を織り上げて製造されている。このガラス糸を構成するガラス繊維は単位重量当たりの表面積が大きく、空気中の二酸化炭素や水による風化を受けやすい。そこで、ガラス繊維の耐久性を高くするために、ガラス成分中のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の比率が高められているものがある。このため、切削加工後の樹脂含浸基板に対して、ガラス繊維のエッチング処理を行うことで、フッ化アルミン酸塩の結晶がガラス基板用キャリアの表面に析出したものと考えられる。また、析出物はエッチングによりキャリア表面に形成される凹部に詰まりやすく、容易に除去できないことがわかった。そして、析出物が付着したままのキャリアを研削や研磨の加工に供されると、それらが徐々に脱離することがわかってきた。フッ化アルミン酸塩の結晶は鋭利な外形を有しており、ガラス基板用キャリアに残存すると研磨処理においてガラス基板に傷をつけるおそれがある。このため、あらかじめフッ化アルミン酸塩をガラス基板用キャリアから除去する必要がある。
そこで、前記ガラス繊維がアルミニウムを成分として含み、前記エッチング溶液がフッ酸を含む場合、前記エッチング処理により生じたフッ化アルミン酸塩を、除去する除去処理をさらに有することが好ましい。
前記除去処理において、金属イオンを含む酸性の電解質溶液にフッ化アルミン酸塩を溶解させることが好ましい。
前記電解質溶液は、硫酸アルミニウム水溶液又は硝酸アルミニウム水溶液であることが好ましい。
前記除去処理において、前記ガラス基板用キャリアの表面を研磨することによりフッ化アルミン酸塩を除去することが好ましい。
本発明の第２の態様は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板の外周端面を保持させた状態で、前記ガラス基板用キャリアおよび前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理を複数回行う毎に、前記研磨処理を複数回行うことによってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、エッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、
を含むことを特徴とする。
ガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板の外周端面を保持させた状態で、前記ガラス基板用キャリアおよび前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理を複数回行う毎に、前記研磨処理を複数回行うことによってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、エッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、
を含むことを特徴とする。
上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、研磨処理によってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、エッチングすることで除去するため、このガラス基板用キャリアを用いてガラス基板の研磨処理を行うことで、露出したガラス繊維が脱離した異物やこの異物による傷が少ないガラス基板を製造することができる。
以下、本実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。
（磁気ディスク用ガラス基板）
まず、磁気ディスク用ガラス基板について説明する。磁気ディスク用ガラス基板は、円板形状であって、外周と同心の円形の中心孔がくり抜かれたリング状である。磁気ディスク用ガラス基板の両面に円環状の磁性層（記録領域）が形成されることで、磁気ディスクが形成される。
まず、磁気ディスク用ガラス基板について説明する。磁気ディスク用ガラス基板は、円板形状であって、外周と同心の円形の中心孔がくり抜かれたリング状である。磁気ディスク用ガラス基板の両面に円環状の磁性層（記録領域）が形成されることで、磁気ディスクが形成される。
磁気ディスク用ガラスブランク（以降、単にガラスブランクという）は、後述するプレス成形により作製される円形状のガラス板であって、中心孔がくり抜かれる前の形態である。
ガラスブランクの材料として、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、また主表面の平面度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製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適に用いることができる。
（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
次に、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を説明する。先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクをプレス成形により作製する（プレス成形処理）。次に、作製されたガラスブランクの中心部分に円孔を形成しリング形状（円環状）のガラス基板とする（円孔形成処理）。次に、円孔を形成したガラス基板に対して形状加工を行う（形状加工処理）。これにより、ガラス基板が生成される。次に、形状加工されたガラス基板に対して端面研磨を行う（端面研磨処理）。端面研磨の行われたガラス基板に、固定砥粒による研削を行う（研削処理）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を行う（第１研磨処理）。次に、ガラス基板に対して化学強化を行う（化学強化処理）。次に、化学強化されたガラス基板に対して第２研磨を行う（第２研磨処理）。以上の処理を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。以下、各処理について、詳細に説明する。
次に、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を説明する。先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクをプレス成形により作製する（プレス成形処理）。次に、作製されたガラスブランクの中心部分に円孔を形成しリング形状（円環状）のガラス基板とする（円孔形成処理）。次に、円孔を形成したガラス基板に対して形状加工を行う（形状加工処理）。これにより、ガラス基板が生成される。次に、形状加工されたガラス基板に対して端面研磨を行う（端面研磨処理）。端面研磨の行われたガラス基板に、固定砥粒による研削を行う（研削処理）。次に、ガラス基板の主表面に第１研磨を行う（第１研磨処理）。次に、ガラス基板に対して化学強化を行う（化学強化処理）。次に、化学強化されたガラス基板に対して第２研磨を行う（第２研磨処理）。以上の処理を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。以下、各処理について、詳細に説明する。
（ａ）プレス成形処理
溶融ガラスの塊を一対の金型のプレス成形面の間に挟みこみ、プレスしてガラスブランクを成形する。所定時間プレスを行った後、金型を開いてガラスブランクが取り出される。
溶融ガラスの塊を一対の金型のプレス成形面の間に挟みこみ、プレスしてガラスブランクを成形する。所定時間プレスを行った後、金型を開いてガラスブランクが取り出される。
（ｂ）円孔形成処理
ガラスブランクに対してドリル等を用いて円孔を形成することにより円形状の孔があいたディスク状のガラス基板を得ることもできる。
ガラスブランクに対してドリル等を用いて円孔を形成することにより円形状の孔があいたディスク状のガラス基板を得ることもできる。
（ｃ）形状加工処理
次に、形状加工処理について説明する。形状加工処理では、円孔形成処理後のガラス基板の端部に対する面取り加工（外周側端面および内側端面の面取り加工）を含む。面取り加工は、円孔形成処理後のガラス基板の外周側端面および内側端面において、ダイヤモンド砥石により面取りを施す形状加工である。この形状加工により所定の形状をしたガラス基板が生成される。
次に、形状加工処理について説明する。形状加工処理では、円孔形成処理後のガラス基板の端部に対する面取り加工（外周側端面および内側端面の面取り加工）を含む。面取り加工は、円孔形成処理後のガラス基板の外周側端面および内側端面において、ダイヤモンド砥石により面取りを施す形状加工である。この形状加工により所定の形状をしたガラス基板が生成される。
（ｄ）端面研磨処理
次に、端面研磨処理を説明する。端面研磨では、ガラス基板の内側端面及び外周側端面に対して、ブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、微粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリが用いられる。
次に、端面研磨処理を説明する。端面研磨では、ガラス基板の内側端面及び外周側端面に対して、ブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、微粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリが用いられる。
（ｅ）研削処理
研削処理では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削加工を行う。具体的には、ガラスブランクから生成されたガラス基板の外周側端面を、両面研削装置の保持部材に設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を遊離砥粒または固定砥粒により行う。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させ、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
研削処理では、遊星歯車機構を備えた両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削加工を行う。具体的には、ガラスブランクから生成されたガラス基板の外周側端面を、両面研削装置の保持部材に設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を遊離砥粒または固定砥粒により行う。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤および下定盤）を有しており、上定盤および下定盤の間にガラス基板が狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させ、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研削することができる。
（ｆ）第１研磨処理
次に、研削のガラス基板の主表面に第１研磨が施される。第１研磨は、主表面加工処理の１つである。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置のガラス基板用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨は、研削処理後にガラス基板の主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸（マイクロウェービネス、粗さ）の調整を目的とする。
次に、研削のガラス基板の主表面に第１研磨が施される。第１研磨は、主表面加工処理の１つである。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置のガラス基板用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨は、研削処理後にガラス基板の主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸（マイクロウェービネス、粗さ）の調整を目的とする。
第１研磨処理では、固定砥粒による研削処理に用いる両面研削装置と同様の構成を備えた両面研磨装置を用いて、研磨スラリを与えながらガラス基板が研磨される。第１研磨処理では、固定砥粒の代わりに遊離砥粒を含んだ研磨スラリが用いられる。両面研磨装置も、両面研削装置と同様に、上下一対の定盤の間にガラス基板が保持される。下定盤の上面及び上定盤の底面には、全体として円環形状の平板の研磨パッド（例えば、樹脂ポリッシャ）が取り付けられている。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を研磨する。
（ｇ）化学強化処理
次に、ガラス基板は化学強化される。化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合溶融液等を用い、ガラス基板を化学強化液に浸漬する。なお、化学強化処理は行わなくてもよい。
次に、ガラス基板は化学強化される。化学強化液として、例えば硝酸カリウムと硫酸ナトリウムの混合溶融液等を用い、ガラス基板を化学強化液に浸漬する。なお、化学強化処理は行わなくてもよい。
（ｈ）第２研磨（最終研磨）処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨処理は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置のガラス基板用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。第２研磨処理が第１研磨処理と異なる点は、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なることである。
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨処理は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、両面研磨装置のガラス基板用キャリアに設けられた保持孔内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研磨が行われる。第２研磨処理が第１研磨処理と異なる点は、遊離砥粒の種類及び粒子サイズが異なることと、樹脂ポリッシャの硬度が異なることである。
第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリに混濁させたコロイダルシリカ等の微粒子（粒子サイズ：直径５〜１００ｎｍ程度）が用いられる。研磨されたガラス基板を中性洗剤、純水、ＩＰＡ等を用いて洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第２研磨処理は、必ずしも必須な処理ではないが、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。第２研磨処理を実施することで、主表面の粗さ(Ｒａ)を０．１ｎｍ以下とすることができる。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は、洗浄されて磁気ディスク用ガラス基板となる。
第２研磨処理は、必ずしも必須な処理ではないが、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。第２研磨処理を実施することで、主表面の粗さ(Ｒａ)を０．１ｎｍ以下とすることができる。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は、洗浄されて磁気ディスク用ガラス基板となる。
（ガラス基板用キャリア）
ここで、研削処理や研磨処理（第１研磨処理、第２研磨処理）において用いるガラス基板用キャリアについて説明する。
図１はガラス基板用キャリア１０の平面図である。ガラス基板用キャリア１０は、研削処理や研磨処理（第１研磨処理、第２研磨処理）において、研磨対象であるガラス基板を保持するものである。
ガラス基板用キャリア１０には、図１に示すように、ガラス基板保持孔２０と、ギヤ部３０とが設けられている。ガラス基板保持孔２０の内部に、研磨対象であるガラス基板が収納されることにより、ガラス基板保持孔２０の内壁がガラス基板の外周側端面を保持する。
ギヤ部３０はガラス基板用キャリア１０の外周部に沿って設けられた複数の歯を有する。ガラス基板用キャリア１０は、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置の太陽歯車（sun gear）と内歯車（outer gear）との間に配置される遊星歯車（planetary gear）となる。
ここで、研削処理や研磨処理（第１研磨処理、第２研磨処理）において用いるガラス基板用キャリアについて説明する。
図１はガラス基板用キャリア１０の平面図である。ガラス基板用キャリア１０は、研削処理や研磨処理（第１研磨処理、第２研磨処理）において、研磨対象であるガラス基板を保持するものである。
ガラス基板用キャリア１０には、図１に示すように、ガラス基板保持孔２０と、ギヤ部３０とが設けられている。ガラス基板保持孔２０の内部に、研磨対象であるガラス基板が収納されることにより、ガラス基板保持孔２０の内壁がガラス基板の外周側端面を保持する。
ギヤ部３０はガラス基板用キャリア１０の外周部に沿って設けられた複数の歯を有する。ガラス基板用キャリア１０は、遊星歯車機構を備えた両面研磨装置の太陽歯車（sun gear）と内歯車（outer gear）との間に配置される遊星歯車（planetary gear）となる。
図２は図１のII−II矢視断面図であり、図３は図２のIII部の拡大図であり、図４は図２のIV部の拡大図である。
ガラス基板用キャリア１０は、ガラス繊維からなるガラスクロス１１と、ガラスクロス１１に含浸した樹脂材料１２とからなる樹脂含浸基板を用いて製造することができる。
ガラスクロス１１には、ガラス繊維からなるガラス糸（ＪＩＳ Ｒ３４１３：２０１２）を織り上げて製造したガラスクロス（ＪＩＳ Ｒ３４１４：２０１２）を用いることができる。ガラス繊維はシリカ（ＳｉＯ２）を主成分とし、耐風化性、耐久性を維持するために、アルミニウムを成分として含むことが好ましく、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を１〜３０重量％含むことが好ましい。
ガラス基板用キャリア１０は、ガラス繊維からなるガラスクロス１１と、ガラスクロス１１に含浸した樹脂材料１２とからなる樹脂含浸基板を用いて製造することができる。
ガラスクロス１１には、ガラス繊維からなるガラス糸（ＪＩＳ Ｒ３４１３：２０１２）を織り上げて製造したガラスクロス（ＪＩＳ Ｒ３４１４：２０１２）を用いることができる。ガラス繊維はシリカ（ＳｉＯ２）を主成分とし、耐風化性、耐久性を維持するために、アルミニウムを成分として含むことが好ましく、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を１〜３０重量％含むことが好ましい。
ガラスクロス１１に含浸させる樹脂材料１２として、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等）を用いることができる。
上述のガラスクロス１１に樹脂材料１２を含浸させた後、樹脂材料１２を乾燥させることで得られるプリプレグを積層し、圧着させることで、ガラス基板用キャリア１０の材料となる樹脂含浸基板が得られる。このような樹脂含浸基板として、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＪＩＳ Ｋ７０５１：１９８７）を用いることができる。
上述のガラスクロス１１に樹脂材料１２を含浸させた後、樹脂材料１２を乾燥させることで得られるプリプレグを積層し、圧着させることで、ガラス基板用キャリア１０の材料となる樹脂含浸基板が得られる。このような樹脂含浸基板として、例えば、ガラス繊維強化プラスチック（ＪＩＳ Ｋ７０５１：１９８７）を用いることができる。
ガラス基板保持孔２０の内壁面には、図３に示すように、凹部２１が設けられている。凹部２１は、切削加工により樹脂含浸基板に作成したガラス基板保持孔２０の内壁面に露出したガラス繊維をエッチングすることにより形成される。ガラス基板保持孔２０の内壁面に凹部２１が設けられることで、ガラスクロス１１を構成するガラス繊維に対して樹脂材料１２がガラス基板保持孔２０の内壁面側に突出し、ガラス基板保持孔２０に保持されるガラス基板の外周側端面に樹脂材料１２が当接するため、ガラス基板がガラス繊維により傷つけられるおそれがない。
また、図４に示すように、ギヤ部３０の外周面に凹部３１が設けられていてもよい。凹部３１は、切削加工により樹脂含浸基板に作成したギヤ部３０の外壁面に露出したガラス繊維をエッチングすることにより形成することができる。ギヤ部３０の外壁面に凹部３１が設けられていると、ガラスクロス１１を構成するガラス繊維に対して樹脂材料１２がギヤ部３０の外壁面側に突出し、太陽歯車および内歯車に樹脂材料１２が当接するため、太陽歯車および内歯車がガラス繊維により傷つけられるおそれがない。
ガラス基板用キャリア１０を研削処理や研磨処理に繰り返し用いると、ガラス基板用キャリア１０の主表面の特に樹脂部分が摩耗し、ガラスクロス１１を構成するガラス繊維が露出する。そして、露出したガラス繊維部分が定盤に備えられた研磨パッドや研削パッドと接触すると、ガラス繊維の一部がちぎれて脱離する。研削処理や研磨処理においてガラス繊維が脱離すると、処理後のガラス基板の表面に脱離したガラス繊維が異物として付着したり、脱離したガラス繊維によってガラス基板の表面が傷つけられたりするおそれがある。このため、本発明の実施形態においては、ガラス基板用キャリア１０の主表面に露出したガラス繊維の脱離を防ぐために、研磨処理を所定の回数行う毎に、以下のエッチング処理を行う。
この「所定の回数」は、研削処理や研磨処理にガラス基板用キャリア１０を繰り返し用いることで、ガラス繊維が露出する程度の回数か、それ以下の回数である。このため、「所定の回数」は研削や研磨の条件により適宜変更される。例えば１回１時間の研磨処理を１００回行った後にエッチング処理を行ってもよいし、１回２時間の研磨処理を５０回行った後にエッチング処理を行ってもよい。すなわち、ガラス繊維が露出する程度の所定時間の研削処理や研磨処理を行った後にガラス基板用キャリア１０のエッチング処理を行ってもよい。
〔エッチング処理〕
エッチング処理は、例えば、ガラス基板用キャリア１０を所定の時間、エッチング液に浸漬することにより行う。エッチング液は、特に限定されないが、フッ酸を含むものが好ましく、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）やフッ化水素アンモニウム（ＮＨ５Ｆ２）等を含んでいてもよい。また、フッ酸と、硫酸、硝酸等の強酸を混合した混酸をエッチング液に用いてもよい。
エッチング処理は、例えば、ガラス基板用キャリア１０を所定の時間、エッチング液に浸漬することにより行う。エッチング液は、特に限定されないが、フッ酸を含むものが好ましく、フッ化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）やフッ化水素アンモニウム（ＮＨ５Ｆ２）等を含んでいてもよい。また、フッ酸と、硫酸、硝酸等の強酸を混合した混酸をエッチング液に用いてもよい。
図５はエッチング処理後のガラス基板用キャリア１０を示す部分断面図である。図５に示すように、ガラス基板用キャリア１０の主表面から露出したガラス繊維がエッチング処理において除去されることにより、ガラス基板用キャリア１０の主表面に凹部４１が形成されている。
〔除去処理〕
なお、ガラス基板用キャリア１０のガラスクロス１１を構成するガラス繊維がアルミニウムを成分として含み、エッチング溶液がフッ酸を含む場合、ガラス繊維のエッチング処理を行うことで、フッ化アルミン酸塩の結晶がガラス基板用キャリア１０の表面に析出するおそれがある。フッ化アルミン酸塩の結晶はエッチングによりガラス基板用キャリア１０の表面に形成される凹部に詰まりやすく、除去が困難である。フッ化アルミン酸塩の結晶は鋭利な外形を有しており、この析出物が付着したままのガラス基板用キャリア１０を研削や研磨の加工に用いると、この析出物が徐々に脱離し、ガラス基板に傷をつけるおそれがある。このため、あらかじめフッ化アルミン酸塩をガラス基板用キャリアから除去する除去処理を行うことが好ましい。以下、除去処理について説明する。
ここで、ガラス繊維のエッチング処理により生じるフッ化アルミン酸塩として、例えば、Ｌｉ３ＡｌＦ６、Ｎａ３ＡｌＦ６、Ｌｉ３Ｎａ３（ＡｌＦ６）２等が挙げられる。
なお、ガラス基板用キャリア１０のガラスクロス１１を構成するガラス繊維がアルミニウムを成分として含み、エッチング溶液がフッ酸を含む場合、ガラス繊維のエッチング処理を行うことで、フッ化アルミン酸塩の結晶がガラス基板用キャリア１０の表面に析出するおそれがある。フッ化アルミン酸塩の結晶はエッチングによりガラス基板用キャリア１０の表面に形成される凹部に詰まりやすく、除去が困難である。フッ化アルミン酸塩の結晶は鋭利な外形を有しており、この析出物が付着したままのガラス基板用キャリア１０を研削や研磨の加工に用いると、この析出物が徐々に脱離し、ガラス基板に傷をつけるおそれがある。このため、あらかじめフッ化アルミン酸塩をガラス基板用キャリアから除去する除去処理を行うことが好ましい。以下、除去処理について説明する。
ここで、ガラス繊維のエッチング処理により生じるフッ化アルミン酸塩として、例えば、Ｌｉ３ＡｌＦ６、Ｎａ３ＡｌＦ６、Ｌｉ３Ｎａ３（ＡｌＦ６）２等が挙げられる。
一般に、フッ化アルミン酸塩は、フッ酸、硫酸、硝酸等の混酸や、強塩基に対しても難溶又は不溶である。しかし、フッ化アルミン酸塩は、金属イオンを含む酸性の電解質溶液に対しては可溶である。このような、金属イオンを含む酸性の電解質溶液に、エッチング処理後のガラス基板用キャリア１０を浸漬することにより、フッ化アルミン酸塩を溶解させ、ガラス基板用キャリア１０の表面から除去することができる。
この「金属イオン」は特に限定されないが、例えば鉄イオンやアルミニウムイオンを含む酸性の水溶液にフッ化アルミン酸塩が溶解することが確認されている。特にフッ化アルミン酸塩の溶解速度の観点から、「金属イオン」はアルミニウムイオンであることが好ましい。
酸性の電解質溶液に含まれる金属以外のイオンは特に限定されないが、フッ化アルミン酸塩の溶解度の観点から、硫酸イオンや硝酸イオンであることが好ましい。特に、樹脂含浸基板の樹脂材料を溶解させないという点で、硫酸イオンであることが好ましい。
したがって、金属イオンを含む酸性の電解質溶液は、硫酸アルミニウム水溶液又は硝酸アルミニウム水溶液であることが好ましく、硫酸アルミニウム水溶液であることがより好ましい。
酸性の電解質溶液に含まれる金属以外のイオンは特に限定されないが、フッ化アルミン酸塩の溶解度の観点から、硫酸イオンや硝酸イオンであることが好ましい。特に、樹脂含浸基板の樹脂材料を溶解させないという点で、硫酸イオンであることが好ましい。
したがって、金属イオンを含む酸性の電解質溶液は、硫酸アルミニウム水溶液又は硝酸アルミニウム水溶液であることが好ましく、硫酸アルミニウム水溶液であることがより好ましい。
なお、フッ化アルミン酸塩を機械的に除去してもよい。例えば、ガラス基板保持孔２０の内壁面やギヤ部３０の外壁面を、ブラシやスポンジ等により研磨することで、フッ化アルミン酸塩を除去してもよい。
以上の処理を行ったガラス基板用キャリア１０は、摩耗により表面に突出したガラス繊維が除去されているため、このガラス基板用キャリア１０を用いてガラス基板の研磨処理を行うことで、脱離したガラス繊維による異物や傷が少ないガラス基板を製造することができる。
このような磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によれば、ガラス基板用キャリア１０から脱離したガラス繊維が異物としてガラス基板に付着したり、脱離したガラス繊維によりガラス基板が傷つかないため、欠陥の少ないガラス基板を得ることができる。
〔実施例１〕
樹脂含浸基板として、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂を混合してなる樹脂材料をガラスクロスに含浸させ、乾燥、硬化して得られるプリプレグを積層し、圧着して得られるガラス繊維強化プラスチック（ＪＩＳ Ｋ７０５１：１９８７）を、ガラス基板用キャリアに用いた。
樹脂含浸基板として、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂を混合してなる樹脂材料をガラスクロスに含浸させ、乾燥、硬化して得られるプリプレグを積層し、圧着して得られるガラス繊維強化プラスチック（ＪＩＳ Ｋ７０５１：１９８７）を、ガラス基板用キャリアに用いた。
〔エッチング処理〕
ガラス基板用キャリアを用いて１回１時間の研磨処理を１００回行った後、研磨処理に用いたガラス基板用キャリアをフッ酸（ＨＦ）１ｗｔ％、硫酸２ｗｔ％のエッチング溶液に３０分浸漬し、エッチング処理を行った。
ガラス基板用キャリアを用いて１回１時間の研磨処理を１００回行った後、研磨処理に用いたガラス基板用キャリアをフッ酸（ＨＦ）１ｗｔ％、硫酸２ｗｔ％のエッチング溶液に３０分浸漬し、エッチング処理を行った。
〔研磨処理〕
エッチング処理を行った後のガラス基板用キャリアを水で洗浄した後、得られたガラス基板用キャリアのガラス基板保持孔に上記の第２研磨前まで実施したガラス基板を挿入し、ガラス基板用キャリアおよびガラス基板を両面研磨装置の上定盤および下定盤の間に狭持させ、第２研磨を実施した。上定盤と下定盤との間に遊離砥粒を供給しながら上定盤および下定盤とガラス基板とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を１時間研磨し、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
エッチング処理を行った後のガラス基板用キャリアを水で洗浄した後、得られたガラス基板用キャリアのガラス基板保持孔に上記の第２研磨前まで実施したガラス基板を挿入し、ガラス基板用キャリアおよびガラス基板を両面研磨装置の上定盤および下定盤の間に狭持させ、第２研磨を実施した。上定盤と下定盤との間に遊離砥粒を供給しながら上定盤および下定盤とガラス基板とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を１時間研磨し、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
〔実施例２〕
実施例１と同様にエッチング処理を行った後のガラス基板用キャリアを水で洗浄した後、硫酸アルミニウム水溶液に浸漬し、フッ化アルミン酸塩の除去処理を行った。その後、硫酸アルミニウム水溶液からガラス基板用キャリアを取り出し、水で洗浄した。
上記のガラス基板用キャリアを用いて、実施例１と同様に研磨処理を行い、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
実施例１と同様にエッチング処理を行った後のガラス基板用キャリアを水で洗浄した後、硫酸アルミニウム水溶液に浸漬し、フッ化アルミン酸塩の除去処理を行った。その後、硫酸アルミニウム水溶液からガラス基板用キャリアを取り出し、水で洗浄した。
上記のガラス基板用キャリアを用いて、実施例１と同様に研磨処理を行い、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
〔比較例〕
１回１時間の研磨処理を１００回行った後、研磨処理に用いたガラス基板用キャリアを用いて、実施例１と同様に研磨処理を行い、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
１回１時間の研磨処理を１００回行った後、研磨処理に用いたガラス基板用キャリアを用いて、実施例１と同様に研磨処理を行い、１００枚のガラス基板をサンプルとして得た。
＜ガラス基板の主表面上のスクラッチ＞
研磨処理後の１００枚のガラス基板の主表面をレーザー式の表面欠陥検査装置を用いて検査し、スクラッチが存在するガラス基板の数を計測した。
結果を表１に示す。
研磨処理後の１００枚のガラス基板の主表面をレーザー式の表面欠陥検査装置を用いて検査し、スクラッチが存在するガラス基板の数を計測した。
結果を表１に示す。
比較例では１７枚のガラス基板でスクラッチが発見されたのに対し、実施例１ではスクラッチが発見されたガラス基板は５枚であった。ガラス基板用キャリアのエッチング処理を行うことで、ガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を除去することができ、ガラス基板用キャリアから脱離したガラス繊維が異物としてガラス基板に付着することや、異物によりガラス基板に傷がつくことを防ぐことができることが分かる。
さらに、実施例２ではスクラッチが発見されたガラス基板は０枚であった。硫酸アルミニウム水溶液によりフッ化アルミン酸塩の除去処理を行うことで、ガラス基板用キャリアに析出したフッ化アルミン酸塩の量を減らすことができ、フッ化アルミン酸塩によるスクラッチを防ぐことができることが分かる。
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
１０ ガラス基板用キャリア
１１ ガラスクロス
１２ 樹脂材料
２０ ガラス基板保持孔
２１ 凹部
３０ ギヤ部
３１ 凹部
４１ 凹部
１１ ガラスクロス
１２ 樹脂材料
２０ ガラス基板保持孔
２１ 凹部
３０ ギヤ部
３１ 凹部
４１ 凹部
Claims (6)
- 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板を保持させた状態で、前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理によってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、エッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、
を有する、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 - 前記ガラス繊維はアルミニウムを成分として含み、
前記エッチング溶液はフッ酸を含み、
前記エッチング処理により生じたフッ化アルミン酸塩を除去する除去処理をさらに有する、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 - 前記除去処理において、金属イオンを含む酸性の電解質溶液にフッ化アルミン酸塩を溶解させる、請求項２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
- 前記電解質溶液は、硫酸アルミニウム水溶液又は硝酸アルミニウム水溶液である、請求項３に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
- 前記除去処理において、前記ガラス基板用キャリアの表面を研磨することによりフッ化アルミン酸塩を除去する、請求項２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
- 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
ガラス繊維からなる複数のガラスクロスおよび前記複数のガラスクロスに含浸された樹脂材料からなるガラス基板用キャリアに設けられたガラス基板保持孔に、ガラス基板の外周端面を保持させた状態で、前記ガラス基板用キャリアおよび前記ガラス基板を上定盤と下定盤との間に保持させ、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理と、
前記研磨処理を複数回行う毎に、前記研磨処理を複数回行うことによってガラス基板用キャリアの主表面から露出したガラス繊維を、エッチング溶液によりエッチングするエッチング処理と、を含む、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
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