JP4189383B2 - 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク、光磁気ディスクまたは光ディスク等の情報記録媒体に用いられるガラス基板及びその製造方法に関し、詳しくは、周方向に延びるテクスチャーが形成された表面を有するガラス基板の製造方法に関する。

情報記録媒体の１つとして、ハードディスク装置の磁気ディスクが知られている。磁気ディスクは中心円孔を有する円盤であり、ガラス基板の表面に磁性膜を積層することによって作製される。磁気ディスクは中心円孔に差し込まれたスピンドルによって回転される。磁気ディスクに記録された情報は、磁気ディスクの表面から一定距離だけ浮上した状態でその表面に沿って移動する磁気ヘッドにより読み取られる。

磁気ディスクの記録容量を増大させるため、高記録密度の磁気ディスクが望まれている。特開２００２−２５１７１６号公報は、ガラス基板の表面に周方向へ延びる尾根状の突起すなわちテクスチャーを形成し、磁気異方性を高めることにより、磁気ディスクを高記録密度化する方法を開示している。詳しくは、ガラス基板を形成するための材料すなわちガラス板を用意し、そのガラス板の表面を複数段階で研磨して平滑にし、その表面に研磨剤を供給しながらその表面を研磨テープで周方向に摺ることにより、テクスチャーが形成される。

テクスチャードガラス基板は、テクスチャーを有さないガラス基板と比較し、移動中に磁気ヘッドがディスク表面の固着（スティッキング）しにくい。テクスチャードガラス基板は、スティッキングしにくいため、ディスク表面とヘッドとの距離を小さくすることができる。一般に、ディスク表面と磁気ヘッドの距離を小さくすることで、磁気ディスクの記録密度を高めることができるため、テクスチャードガラス基板は高記録密度化に有利である。

しかし、先端の揃った突起を有するテクスチャーを形成することは難しく、異常に高い突起のような欠点を有する不均一なテクスチャーが形成されてしまうことがある。ディスク表面と磁気ヘッドとの距離が小さい場合、不均一なテクスチャーを有するガラス基板から形成された磁気ディスクでは、移動中の磁気ヘッドが異常突起に衝突したり、異常突起に引っ掛かり、グライドエラーが発生しやすい。そのような磁気ディスクは、グライドエラーが発生しにくいように、ディスク表面と磁気ヘッドとの距離を大きくしなければならない。言い換えると、そのような磁気ディスクのヘッドの浮上高さは高い。従って、同じ工程で製造されたテクスチャードガラス基板であっても、テクスチャーの欠点の有無によりヘッド浮上高さにばらつきがあるという問題があった。

テクスチャーの欠点を低減するため、ガラス基板の表面を硬質スポンジで擦ったり、エッチングする処理が行なわれている。ガラス基板の表面を硬質スポンジで擦って異常突起を部分的に削り取ることで、異常に高い突起が排除される。しかし、ガラス基板の表面が傷つくおそれがあった。一方、ガラス基板の表面をエッチングすることで、異常突起の上端部分を等方的にエッチングすることで、異常に高い突起が排除される。しかし、エッチングによって小さな（正常な）突起や凹部が消失し、テクスチャーの形状が所望のものとは異なってしまうおそれがあった。ディスク表面の傷や形状の変化したテクスチャーは、グライドエラー及びスティッキングの発生原因となり、磁気ヘッドのクラッシュ頻度及び磁気ディスクの傷つき頻度が高くなる。そのため、所望のテクスチャーを有するガラス基板を高い歩留まりで製造することはできなかった。

本発明の目的は、高品質のガラス基板を高い歩留まりで製造することのできる方法を提供することにある。

本発明の一態様は、所定の組成と所定の耐薬品性とを有する円盤状のガラス板の表面に、所定の組成と異なる組成と所定の耐薬品性よりも低い耐薬品性とを有する表面層を形成する工程と、研磨剤と研磨部材とを用いて表面を研磨し、当該表面に周方向に延びると共に表面層の下層に達するように延びる複数の突条を有するテクスチャーを形成する工程と、エッチング液を使用し、複数の突条の一部であって表面層を選択的に除去する工程とを備える磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。

本発明の別の態様は、所定の組成と所定の耐薬品性とを有する円盤状のガラス板を用意する工程と、ガラス板を研磨して平滑な表面を形成する工程と、平滑な表面を化学処理して、所定の組成と異なる組成、所定の耐薬品性よりも低い耐薬品性、及び第１の厚みを有する表面層を形成する工程と、表面に、表面層と当該表面層に隣接する下層とにわたって延びる複数の突条を含むテクスチャーを形成する工程と、複数の突条が平坦な上面を有しかつ各上面が互いに面一であると共に下層上に第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する表面層が残るように、表面層を均一にエッチングすることにより、表面層に含まれる複数の突条の一部のみを選択的に除去する工程とを備える磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。

本発明の別の態様は、算術平均粗さに対する最大山高さの比が１０以下である表面を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。

以下、本発明の一実施形態に係るガラス基板及びその製造方法を説明する。
図１に示すように、磁気記録媒体用ガラス基板２１は、中心円孔２１ｂを有する円盤である。ガラス基板２１は、珪素酸化物と、アルミニウム酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種とを少なくとも含む多成分系のガラス材料製である。

多成分系のガラス材料としては、フロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラスが挙げられる。ソーダライムガラスは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）と、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）と、酸化カルシウム（ＣａＯ）とを主成分として含む。アルミノシリケートガラスは、ＳｉＯ_２と、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）と、アルカリ金属酸化物Ｒ_２Ｏ（Ｒはカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）またはリチウム（Ｌｉ））とを主成分として含む。結晶化ガラスとしては、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）−ＳｉＯ_２系ガラス、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス、ＲＯ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラスが挙げられる。ＲＯはアルカリ土類金属酸化物を示し、Ｒはマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）またはバリウム（Ｂａ）である。

多成分系のガラス材料として、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラスまたは結晶化ガラス中に、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）や酸化チタン（ＴｉＯ₂）を含ませた化学強化用ガラスを使用してもよい。

ガラス基板２１の表面２２に、例えばコバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）等の金属又はそれらの合金よりなる磁性膜と、保護膜とを含む複数の膜を形成することにより、情報記録媒体が製造される。当該情報記録媒体はハードディスク装置等の情報記録装置内において回転可能に支持される。該情報記録装置のヘッドにより、情報記録媒体に記録情報が記録され、情報記録媒体から記録情報が読み出される。

前記ヘッドは、所望の記録情報が記録された位置まで回転する情報記録媒体の表面に沿って移動する（シーク動作）。このシーク動作は、ノイズの発生、情報記録媒体の傷つき等の不具合が起こることを抑制するため、ヘッドが情報記録媒体の表面から浮上した状態で行われることが理想とされる。実際には、近年の高記録密度化の要請により情報記録媒体の表面からのヘッドの浮上高さは５ｎｍ以下である。シーク動作中のヘッドは情報記録媒体の表面に瞬間的に接触する。

情報記録媒体とヘッドとの固着を防ぐため、ガラス基板２１の表面２２には複数の突条２４から構成されたテクスチャー２３が形成されている。複数の突条２４はガラス基板２１の周方向へ延び、互いに同心円である。図２Ｂに示すように、複数の突条２４の頂部は基準線２５を超えないように、好ましくは基準線２５にそろうように、テクスチャー２３は形成される。すなわち、図２Ａに示すように、上端が基準線２５を超える突条２４の一部分、詳しくは、基準線２５よりも上の部分を選択的に取り除くことにより、平坦化された上面を有する突条２４に加工される。一方、その上端が基準線２５を超えない突条２４は尖った頂部を有する。

テクスチャー２３の形成された表面２２を有するガラス基板（テクスチャードガラス基板）２１は、平滑又は超平滑な表面を有するガラス基板と比較し、情報記録媒体として使用したときに、ヘッドとの接触面積は小さい。このため、テクスチャードガラス基板２１は、情報記録媒体の表面に塗布された潤滑油のような粘着材料によって発生する情報記録媒体の表面とヘッドとの固着を抑制することができる。テクスチャー２３は、基準線２５に揃えられた高さを有する突条２４により構成される。このため、シーク動作中のヘッドと突条２４の側面との衝突や引っ掛かりが生じにくく、グライドエラーの発生が抑制される。ガラス基板２１はヘッドの浮上高さを低くしてもグライドエラーの発生が抑制されているので、情報記録媒体の表面とヘッドとの距離をより短縮することができ、情報記録媒体の高記録密度化に適している。

テクスチャードガラス基板２１の表面粗さ、すなわち原子間力顕微鏡（ＡＦＭ、デジタルインスツルメント社製）で測定された算術平均粗さＲａの範囲は、好ましくは０．１〜１．５ｎｍであり、より好ましくは０．１〜１．０ｎｍであり、さらに好ましくは０．１〜０．６ｎｍである。粗さＲａが上記の範囲より大きくなると、グライドエラーが発生しやすくなり、ヘッドの浮上高さが高くなる。粗さＲａが０．１ｎｍ未満の場合、ガラス基板２１を製造するための研磨時間が長くなり、歩留まりが低下し、ガラス基板２１の製造コストが嵩む。また、突条２４が小さなものとなり、ヘッドの接触面積が大きくなり、スティッキングが発生しやすくなる。

ＡＦＭで測定される、テクスチャードガラス基板２１の最大山高さＲｐは、好ましくは１０ｎｍ以下である。最大山高さＲｐが１０ｎｍを超えると、ガラス基板２１の表面２２に存在する異常に高い突起（アスペリティ）によって、グライドエラーが発生しやすくなり、ヘッドの浮上高さが高くなる。

ＲａとＲｐの比（Ｒｐ／Ｒａ比）は、好ましくは１０以下である。Ｒｐ／Ｒａ比が１０を超えると、ヘッドが凸部あるいはアスペリティを越えにくくなり、グライドエラーが発生しやすくなり、ヘッドの浮上特高さが高くなる。

次に、ガラス基板２１の製造方法について説明する。
図３は、ガラス基板２１の製造方法を示すフローチャートである。その製造方法は、円盤加工工程Ｓ１１、端面面取り工程Ｓ１２、研磨工程Ｓ１３、表面層形成工程Ｓ１４、テクスチャー加工工程Ｓ１５及び表面層除去工程Ｓ１６を含む。

円盤加工工程Ｓ１１においては、多成分系のガラス材料のシートを超硬合金又はダイヤモンド製のカッターを用いて切断することにより、その中心に円孔２１ｂを有する円盤状のガラス板２１ａが得られる。

端面面取り工程Ｓ１２においては、所定の外径及び内径になるようにガラス板２１ａが研削され、内外縁の角部が研磨によって面取りされる。
研磨工程Ｓ１３においては、ガラス板２１ａの表面が研磨によって平滑にされる。研磨工程Ｓ１３は、前段研磨加工と後段研磨加工の２段階に分けて行なうことが好ましい。前段研磨加工では、ガラス板２１ａの反り、うねり、及び、凹凸やクラック等の欠陥が取除かれ、平坦で厚みの整えられたガラス板２１ａ面が得られる。前段研磨加工では、比較的粒径の粗い研磨剤が使用され、研磨パッドは使用しないか、あるいは硬質で目の粗いものが使用される。

後段研磨加工では、情報記録媒体として要求される表面の平滑性を満たすように、ガラス板２１ａが研磨される。後段研磨加工後のガラス板２１ａの表面粗さは、ガラス基板２１のものに相当する。つまり、算術平均粗さＲａが１．５ｎｍ以下となるまでガラス板２１ａは研磨される。

後段研磨加工では使用される研磨剤は、比較的粒径が細かく、ガラス材料に対する親和力が高い、例えば酸化セリウムや酸化ランタン等の希土類酸化物、またはコロイダルシリカである。研磨パッドは合成樹脂発泡体やスウェードのような軟質で目の細かい材料であることが好ましい。

前段研磨加工及び後段研磨加工の各々は、ガラス板２１ａの研磨効率、表面の平滑性等の向上を図るため、さらに複数の段階に分けて行ってもよい。研磨工程Ｓ１３の後には、ガラス板２１ａの表面に残留する研磨剤や研磨くずを除去するために洗浄を行うことが好ましい。

表面層形成工程Ｓ１４においては、図５Ａに示すように、研磨されたガラス板２１ａに表面層２７が形成される。表面層２７の組成はガラス板２１ａの内部すなわち表面層２７を除く他の部分２６の組成と異なり、表面層２７の耐薬品性はその下層２６のものよりも低い。

例えば、表面層形成工程Ｓ１４では、まず、強酸性水溶液でガラス板２１ａの表面を変質させて表面層２７が形成され、その後、強アルカリ性水溶液で表面層２７の厚みまたは変質の程度が調整される。強酸性水溶液との接触により、ガラス板２１ａの表面付近のアルカリ土類金属酸化物及びアルミニウム酸化物がアルカリ土類金属イオン及びアルミニウムイオンとなって強酸性水溶液中に溶出し、変質した表面層２７が形成される。強アルカリ性水溶液との接触により、表面層２７が均質にエッチングされることにより、表面層２７の過剰に変質した部分が除去され、所望する厚みを有するように表面層２７の一部が除去される。

アルカリ土類金属イオン及びアルミニウムイオンのイオン半径は比較的大きいため、アルカリ土類金属イオン及びアルミニウムイオンの取り除かれたガラス板２１ａの表面では、ガラスを形成する分子骨格中に大きな隙間が形成される。このようなガラス板２１ａの表面に、例えば酸性水溶液、アルカリ性水溶液等の薬品を接触させた場合、同隙間にこれら薬品に由来する他のイオンが入り込み、表面付近のガラスの分子中のＳｉ−Ｏ結合が影響を受ける。従って、表面層２７の耐薬品性すなわち耐酸性や耐アルカリ性は低下する。

表面層２７は研磨工程Ｓ１３で強酸性及び強アルカリ性の研磨剤（研磨液）を使用して形成されてもよい。この場合、研磨工程Ｓ１３と表面層形成工程Ｓ１４とを１つの処理で行うことが可能であり、ガラス基板２１の形成に係る工程数が低減される。

表面層２７は強酸性及び強アルカリ性水溶液にガラス板２１ａを浸漬することにより形成されるのが好ましい。この場合、浸漬時間を変更することによってガラス板２１ａに対する強酸性及び強アルカリ性水溶液の浸透の度合いを調整することができ、表面層２７の厚みを調整することができる。

ｐＨが３．０以下の強酸性水溶液を使用することが好ましい。ｐＨが３．０を超える場合、アルカリ土類金属イオン又はアルミニウムイオンを十分に溶出させることができず、ガラス板２１ａの表面を十分に変質させることができなくなる。強酸性水溶液として、フッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、硫酸、硝酸、塩酸、スルファミン酸、酢酸、酒石酸、クエン酸、グルコン酸、マロン酸、及びシュウ酸から選択される少なくとも１種が使用される。

ｐＨが１０．５以上の強アルカリ性水溶液を使用することが好ましい。ｐＨが１０．５未満の場合、表面層２７を均質にエッチングすることが難しくなり、その厚み、変質の程度等を調整し、制御することが困難となる。強アルカリ性水溶液として、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水等の無機アルカリ水溶液、及びテトラアンモニウムハイドライド等の有機アルカリ水溶液から選択される少なくとも１種が使用される。

図５Ｂは、表面層２７の形成されたアルミノシリケートガラスにおいて、その表面からの深さと、各種成分のイオン数を二次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）を使用して測定した結果を示すグラフである。

この結果より、アルカリ土類金属イオンであるカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）と、アルミニウムイオン（Ａｌ³⁺）については、それらのイオン数は、ガラス板２１ａの表面に近づくにつれて減少している。すなわち、表面層２７におけるカルシウムイオン、マグネシウムイオン及びアルミニウムイオンは、下層２６のものより少ない。一方、珪素酸化物に由来するケイ素イオン（Ｓｉ⁴⁺）については、下層２６と表面層２７とでイオン数の変化はない。従って、表面層２７の珪素酸化物の含有量は、Ｃａ²⁺、Ｍｇ²⁺及びＡｌ³⁺の減少によって、下層２６のものに対して相対的に高められている。

具体的に、表面層２７のガラス組成中における珪素酸化物の含有率は、下層２６のガラス組成中における珪素酸化物の含有率に対し、１．０倍を超えかつ１．４倍以下であることが好ましい。表面層２７の珪素酸化物の含有率が下層２６の含有率の１．４倍を超えると、耐薬品性が過剰に低下し、例えばガラス板２１ａを洗浄するために弱酸性、弱アルカリ性等の洗浄液を使用した場合にガラス板２１ａの表面にテクスチャー２３以外の凹凸が形成されてしまうおそれがある。

表面層２７の厚みは、好ましくは１〜７ｎｍであり、より好ましくは２〜６ｎｍであり、さらに好ましくは２〜５ｎｍである。表面層２７が過剰に薄いと、テクスチャー加工工程Ｓ１５において適度な厚みの表面層２７を残しにくくなるとともに、表面層２７が全て取り除かれてテクスチャー２３の突条２４の高さを揃えることができなくなるおそれがある。表面層２７が過剰に厚いと、テクスチャー加工工程Ｓ１５での除去量が多くなり、表面層２７を適度な厚みで残しにくくなるとともに、表面層２７にのみテクスチャー２３が形成され、表面層２７の除去時にテクスチャー２３が失われるおそれがある。

テクスチャー加工工程Ｓ１５においては、ガラス板２１ａにテクスチャー２３が形成される。テクスチャー加工工程Ｓ１５では、アルミニウム基板のテクスチャー処理などで一般的に使用されるテクスチャーマシンが使用される。

ここで、テクスチャーマシンについて説明する。
図４に示すように、当該テクスチャーマシンは、ガラス板２１ａの直上位置に回動自在に支持されたローラ３１を備えている。同ローラ３１は、その長さがガラス板２１ａの半径にほぼ等しく、ガラス板２１ａの半径方向に延びるように配設されている。該ローラ３１とガラス板２１ａの表面との間には、研磨用摺接部材としてのテープ部材３２がローラ３１の一側方からこれらの間を通って他側方へ移動するように配設されている。このテープ部材３２は、ガラス板２１ａとローラ３１との間を通る際、ローラ３１からの圧力によってガラス板２１ａの表面に押圧されて摺接される。また、ガラス板２１ａの表面には、研磨剤としてのダイヤモンドスラリー３３が滴下される。そして、ガラス板２１ａを図４中の矢印方向に回転させながら、テープ部材３２をガラス板２１ａの表面に摺接させ、同表面を良好に制御しつつ研削することにより、テクスチャー２３が形成される。

テープ部材３２は、例えばポリエチレン繊維等の織物、不織布、植毛品等をテープ状に形成したものであり、その材質は特に制限されず、この種のテクスチャー形成に使用されるものであればいかなるものも用いることができる。ダイヤモンドスラリー３３は、研磨粉としてのダイヤモンド砥粒を水等の液中に分散させて得られるものである。このダイヤモンド砥粒は、要求されるテクスチャー２３の密度に応じてその粒径、形状が適宜選択される。ダイヤモンド砥粒の平均粒径（Ｄ_５０）は好ましくは０．０５〜０．３μｍ、より好ましくは０．０８〜０．２５μｍである。Ｄ_５０が０．０５μｍ未満の場合、ガラス板２１ａに対する研磨能力が不十分であり、テクスチャー２３の形成速度が遅くなるため、歩留まりの低下、加工コストの高騰を招く。一方、Ｄ_５０が０．３μｍを超えると、ガラス板２１ａの半径方向でテクスチャー２３を均等に形成することができなくなるおそれがある。

テクスチャー加工工程Ｓ１５では、表面層２７が残留するようにガラス板２１ａの表面部分が研削され、図２Ａに示すように、複数の突条２４からなるテクスチャー２３が形成される。このとき、突条２４の高さは揃っておらず、尖った頂部を有している。そして、複数の突条２４のうちのいくつかは、その上端が基準線２５、つまりガラス板２１ａの下層２６と表面層２７との境界を越えている。すなわち、基準線２５よりも上側の部分は表面層２７に含まれている。

テクスチャー加工工程Ｓ１５において、表面層２７は、表面層２７の厚みに応じた所定の深さ、具体的には平均で１０ｎｍ以下で除去される。除去量が１０ｎｍを越えると、ガラス基板２１の表面２２が却って荒れることとなり、グライドエラーが発生しやすく、ヘッドの浮上高さが高くなるおそれがある。

表面層除去工程Ｓ１６においては、テクスチャー加工されたガラス板２１ａの表面層２７が除去される。具体的には、エッチング液にガラス板２１ａが浸漬される。耐薬品性の低下された表面層２７の突条２４の上端部分は、エッチング液によって溶解され、除去される。そして、図２Ｂに示すように、突条２４において表面層２７に該当する部分が選択的に除去され、均一な高さに揃えられた複数の突条２４よりなるテクスチャー２３が形成される。

エッチング液には、表面層２７のみをエッチングし、下層２６には影響を与えないように、ガラス材料に対するエッチング能が低いアルカリ性のものを使用することが好ましい。酸性のエッチング液はアルカリ性のものより高いエッチング能を有するため、耐薬品性の低下された表面層２７だけでなく、下層２６もエッチングしてしまうおそれがある。

好ましいエッチング液は、ｐＨが１１．０〜１３．０のアルカリ性水溶液である。ｐＨが１１．０未満の場合、エッチング能が過剰に低く、表面層２７が十分にエッチングして除去できないおそれがある。ｐＨが１３．０を超えると、過剰なエッチング能により下層２６までエッチングされてしまうおそれがある。また、アルカリ性水溶液には、前に表面層形成工程Ｓ１４で使用される少なくとも１種を使用することができる。また、ガラス板２１ａの表面を洗浄するため、エッチング液として使用するアルカリ性水溶液に、界面活性剤、キレート剤、有機溶剤等の助剤（ビルダー）を添加してもよい。

一実施形態によれば、以下の利点が得られる。
ガラス基板２１の製造方法では、円盤加工工程Ｓ１１、端面面取り工程Ｓ１２、研磨工程Ｓ１３、表面層形成工程Ｓ１４、テクスチャー加工工程Ｓ１５、及び表面層除去工程Ｓ１６が順番に行われる。表面層形成工程Ｓ１４ではガラス板２１ａの表面のガラス組成が変えられ、同表面に耐薬品性の低下された表面層２７が形成される。テクスチャー加工工程Ｓ１５では、表面層２７が残留するようにガラス板２１ａの表面を研削することにより、同表面に複数の突条２４よりなるテクスチャー２３が形成される。表面層除去工程Ｓ１６では、突条２４において表面層２７に対応する部分（上端）がエッチングによって除去され、突条２４の高さが均一に揃えられる。従って、ヘッドの浮上高さを低くできるガラス基板２１が高い歩留まりで製造される。

また、表面層除去工程Ｓ１６で使用されるエッチング液には、酸性のものと比較してエッチング能の低いアルカリ性のものが使用される。このため、ガラス板２１ａ下層２６に影響を与えることなく、表面層２７のみを選択的に除去することができる。

また、表面層形成工程Ｓ１４では、ガラス板２１ａからアルカリ土類金属イオン又はアルミニウムイオンを溶出させることで、下層２６の珪素酸化物の含有量よりも相対的に高い珪素酸化物の含有量を有する表面層２７が形成される。アルカリ土類金属イオンまたはアルミニウムイオンが選択的にかつ容易に溶出するので、表面層２７の耐薬品性の調整は比較的簡易である。

表面層２７の厚みは１〜７ｎｍであることから、テクスチャー加工工程Ｓ１５において、突条２４の上端部分に適度な厚みの表面層２７を残すことができ、各突条２４を均一な高さに簡易に揃えることができる。

表面層形成工程Ｓ１４では、ｐＨが３．０以下の強酸性水溶液にガラス板２１ａが浸漬され、その後、ｐＨが１０．５以上の強アルカリ性水溶液にガラス板２１ａが浸漬される。ガラス板２１ａの浸漬時間を変更することによって、ガラス板２１ａの表面に対する強酸性及び強アルカリ性水溶液の浸透の度合いが変更されるので、表面層２７の厚みの調整は容易である。

製造されたガラス基板２１のＲｐ／Ｒａ比は１０以下である。すなわち、突条２４の高さは略均一に揃えられている。従って、歩留まりよく製造されたガラス基板２１は、グライドエラーの発生を引き起こしにくい良好な情報記録媒体としての使用に適している。

以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。
実施例１
アルミノシリケートガラスシートから、厚み０．６ｍｍ、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍのサイズを有するガラス板を用意した。アルミノシリケートガラスの組成は、ＳｉＯ_２ ６３モル％、Ａｌ_２Ｏ_３ １６モル％、Ｎａ_２Ｏ １１モル％、Ｌｉ_２Ｏ ４モル％、ＭｇＯ ２モル％、ＣａＯ ４モル％であった。次に、同ガラス板を濃度３％でｐＨが１未満の硫酸に温度３５℃で３分間浸漬し、その後、濃度０．０１％でｐＨが１１の水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）に温度３５℃で３分間浸漬し、３ｎｍの厚みを有する表面層を形成した。この後、次の条件でガラス板にテクスチャーを形成した。

テープ部材の材質：ポリエステル
テープ部材の張力：２２．１Ｎ
テープ部材の速度：７．６ｃｍ／ｍｉｎ
ローラの押圧力：３０．９Ｎ
ガラス板の回転数：３００ｒｐｍ
ダイヤモンドスラリーの供給量：２０ｍｌ／ｍｉｎ
ダイヤモンド砥粒の粒子径：０．２μｍ

テクスチャー形成後、ガラス板を濃度１％の水酸化カリウム水溶液に温度３５℃で３分間浸漬して、表面層を除去し、実施例１のガラス基板を得た。
ＡＦＭを使用し、ガラス基板の表面のＲａ及びＲｐを１０箇所以上について測定した。視野は１０μｍ×１０μｍである。Ｒａ及びＲｐの平均値を算出し、Ｒｐ／Ｒａ比を算出した。Ｒｐ／Ｒａ比は８であり、グライドエラーを引き起こしにくい良好なガラス基板であることがわかった。

実施例２
表面層の厚みを５ｎｍとした以外は、実施例１と同様である。実施例２のガラス基板のＲｐ／Ｒａ比は５であり、グライドエラーを引き起こしにくい良好なガラス基板であることがわかった。

比較例１
表面層除去工程Ｓ１６を施さなかった以外は、実施例１と同様である。比較例１のガラス基板のＲｐ／Ｒａ比は１１であった。表面層除去工程Ｓ１６を施さなかったので、突条の高さが揃っておらず、ガラス基板の表面が荒れていることがわかった。

比較例２
表面層除去工程Ｓ１６で濃度２０ｐｐｍのフッ化水素酸を使用した以外は、実施例１と同様にしてガラス板を加工し、比較例２のガラス基板を得た。このガラス基板のＲｐ／Ｒａ比を算出した結果、Ｒｐ／Ｒａ比は１８であった。この結果と、比較例１の結果との対比から、表面層除去工程Ｓ１６でエッチング液に強酸性水溶液を使用した場合、表面層除去工程Ｓ１６を施さない場合よりもさらにガラス基板の表面が荒れ、グライドエラーを引き起こしやすいことが示された。

比較例３
表面層形成工程でｐＨ４の硫酸を使用し、表面層の厚みを１ｎｍとした以外は、実施例１と同様にしてガラス板を加工し、比較例３のガラス基板を得た。このガラス基板のＲｐ／Ｒａ比を算出した結果、Ｒｐ／Ｒａ比は１２であった。この結果から、表面層形成工程で酸性水溶液のみを使用した場合、あるいは表面層の厚みが１ｎｍ以下の場合、ガラス基板の表面が荒れ、グライドエラーを引き起こしやすいことが示された。

一実施形態及び実施例を次のように変更してもよい。
円盤加工工程Ｓ１１、端面面取り工程Ｓ１２、研磨工程Ｓ１３、表面層形成工程Ｓ１４、テクスチャー加工工程Ｓ１５及び表面層除去工程Ｓ１６のうち、少なくともいずれか１つの工程後、ガラス板２１ａを洗浄してもよい。この洗浄で使用する洗浄液としては、前記強酸性水溶液、前記強アルカリ性水溶液、水や純水などの中性水溶液として、イソプロピルアルコール等のアルコール類が使用できる。他にも、無機塩の水溶液を電気分解することにより得られた電解水、ガスが溶解されたガス溶解水等の機能水を用いて洗浄してもよい。無機塩としては、塩化ナトリウム等のアルカリ金属塩が使用できる。電解水には、電気分解時に陽極側及び陰極側で得られる水のいずれを使用してもよい。

実施例ではガラス基板のガラス材料として、ガラス組成中にアルカリ土類金属酸化物及びアルミニウム酸化物を含むアルミノシリケートガラスを使用したが、これに限らず、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、または結晶化ガラスを使用してもよい。これらソーダライムガラス、ボロシリケートガラス、及び結晶化ガラスは、アルミニウム酸化物を全く含まなくてもよく、極僅かに含んでもよい。これらガラス材料を使用した場合、表面層はガラス組成中からアルカリ土類金属酸化物のアルカリ土類金属イオンが溶出されることによって形成される。

表面層は、アルカリ土類金属イオン又はアルミニウムイオンを取り除いて形成されることに限らず、カリウムイオン、ナトリウムイオン、リチウムイオン等のアルカリ金属イオンを取り除いて形成してもよい。

テクスチャーマシンを使用せずにテクスチャーを形成してもよい。例えば、ガラス板２１ａの表面をその周方向へ擦り、研削してテクスチャー２３を形成することが可能であれば、スクラブマシン等の他の装置を使用してもよい。スクラブマシンとは、回転可能に支持された合成樹脂製の研磨部材または発泡研磨部材（スクラブ材）により、ガラス板２１ａの表面を擦る装置である。

本発明の一実施形態に係るガラス基板を示す平面図。 テクスチャーの形成されたガラス板の表面の部分断面図。 一実施形態のガラス基板の表面の部分断面図。 本発明の一実施形態に係るガラス基板の製造方法のフローチャート。 ガラス板にテクスチャーを形成する装置の概略図。 表面層が形成されたガラス板の断面図 ガラス基板の組成と深さの関係を示すグラフ。

Claims (10)

1. 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
   所定の組成と所定の耐薬品性とを有する円盤状のガラス板の表面に、前記所定の組成と異なる組成と前記所定の耐薬品性よりも低い耐薬品性とを有する表面層を形成する工程と、
   研磨剤と研磨部材とを用いて前記表面を研磨し、当該表面に周方向に延びると共に前記表面層の下層に達するように延びる複数の突条を有するテクスチャーを形成する工程と、
   エッチング液を使用し、前記複数の突条の一部であって前記表面層を選択的に除去する工程とを備え、
   所定の算術平均粗さと最大山高さとを有する表面を有し、前記算術平均粗さは原子間力顕微鏡を使用して測定されたものであり、前記算術平均粗さに対する前記最大山高さの比が１０以下であり、前記複数の突条の上端は所定のレベルに揃っていることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
2. 前記エッチング液はアルカリ性であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記ガラス板は珪素酸化物を少なくとも含有する多成分系ガラス材料であり、前記表面層を形成する工程は、前記珪素酸化物を除く少なくとも一つの成分の含有率を低減させて、前記表面層における珪素酸化物の含有率を、前記表面層を除く他の部分におけるものに比べて高めることを含む請求項１又は請求項２に記載の製造方法。
4. 前記多成分系ガラス材料はアルミニウム酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種を含有し、前記少なくとも一つの成分はアルミニウム酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種である請求項３に記載の製造方法。
5. 前記表面層の厚みは１〜７ｎｍであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の製造方法。
6. 前記表面層を形成する工程は、前記ガラス板をｐＨ３．０以下の強酸性水溶液に浸漬し、その後、前記ガラス板をｐＨ１０．５以上の強アルカリ性水溶液に浸漬することを含む請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の製造方法。
7. 前記表面層を形成する工程は、前記ガラス板を強酸性水溶液に浸漬して、前記アルミニウム酸化物及びアルカリ土類金属酸化物のうちの少なくとも１種を強酸性水溶液中に溶出させて前記表面に前記表面層を形成する酸処理と、その後、前記ガラス板を強アルカリ性水溶液に浸漬するアルカリ処理とを含み、当該アルカリ処理は、前記表面層を均等にエッチングしてその厚みを調整すること、及び、前記表面層の組成を調整することを含む請求項４に記載の製造方法。
8. 前記表面層における前記珪素酸化物の含有率が、前記表面層を除く他の部分における前記珪素酸化物の含有率の１．０倍を超えかつ１．４倍以下であることを特徴とする請求項３から６のいずれか一つに記載の製造方法。
9. 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
   所定の組成と所定の耐薬品性とを有する円盤状のガラス板を用意する工程と、
   前記ガラス板を研磨して平滑な表面を形成する工程と、
   前記平滑な表面を化学処理して、前記所定の組成と異なる組成、前記所定の耐薬品性よりも低い耐薬品性、及び第１の厚みを有する表面層を形成する工程と、
   前記表面に、前記表面層と当該表面層に隣接する下層とにわたって延びる複数の突条を含むテクスチャーを形成する工程と、
   前記複数の突条が平坦な上面を有しかつ各上面が互いに面一であると共に前記下層上に前記第１の厚みよりも小さい第２の厚みを有する前記表面層が残るように、前記表面層を均一にエッチングすることにより、当該表面層に含まれる前記複数の突条の一部のみを選択的に除去する工程とを備え、
   所定の算術平均粗さと最大山高さとを有する表面を有し、前記算術平均粗さは原子間力顕微鏡を使用して測定されたものであり、前記算術平均粗さに対する前記最大山高さの比が１０以下であり、前記複数の突条の上面が面一に揃っていることを特徴とする磁気記録 媒体用ガラス基板の製造方法。
10. 前記テクスチャーを形成する工程は、前記表面を研磨部材で前記ガラス板の周方向に研磨することを含む請求項９に記載の製造方法。

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