JP4723341B2 - 磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法に関する。

近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。

また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が１０ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸或いは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。従って磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、凹凸をなくすことによる発塵の防止、異物の除去する高度な洗浄が求められている。

さらに近年は、携帯機器に大容量の磁気記録媒体を搭載すべく、基板のサイズは縮小化の傾向がある。このため従来の３．５インチ基板や２．５インチ基板から、１．８インチ基板、１インチ基板、もしくはさらに小さな基板が求められるようになってきている。基板が小さくなれば許容される寸法誤差も小さくなり、さらに精密な外形加工が求められている。

上記のような状況において、サーマルアスペリティの原因となる凸部の原因の一つとして、パーティクル（塵埃）の発生が挙げられている。すなわち、発生したパーティクルがガラス基板上に付着したまま磁性層を形成することにより、凸部が形成されるのである。そしてパーティクルが発生する原因の一つとして、ガラス基板の端部の粗さが挙げられている。ガラス基板の端部が粗いと、収納容器に出し入れする際や各工程において治具にて支持する際に、微細なガラスの欠けが発生したり、収納容器が削れたりして、パーティクルが発生すると考えられる。

これに対し、特開２００３−２２８８１４号公報（特許文献１）には、ガラス基板の内周端面および外周端面を所定の粗さに鏡面研磨することにより、パーティクルの発生を防止することが可能なガラス基板について提案されている。

また、特開平７−２３０６２１号公報（特許文献２）に示されるように、ガラス基板の端面、特に内周端面に残留した傷は、ガラス基板の強度に影響を及ぼすことが知られている。特許文献２では、ガラス基板の端面を化学処理によるエッチングを行って傷を除去ないし浅くすることにより、ガラス基板の強度の向上が図れるとしている。

特開２００３−２２８８１４号公報 特開平７−２３０６２１号公報

しかし近年、ガラス基板の縮小化により、内孔の寸法も小さくなっている。例えば２．５インチ基板の内孔の直径は２０ｍｍであったが、１インチ基板の内孔の直径は７ｍｍである。このように小さな径の内周端面を研磨することは難しい。一般に基板端面の鏡面研磨は、多数枚の基板を積層して支持し、スラリーをかけながらブラシで磨くことにより行う。ここで内孔の径が小さくなればブラシも細くしなければならないため、ブラシの軸の強度が確保できず不安定な状態になってしまう。そのため、十分な研磨を行うことができない。

このため、従来は１インチもしくはそれより小さな基板については、内周端面は面取部を形成するフォーミング工程のみを行うことが考えられる。しかしこれでは、内周端面の表面が粗くなってパーティクルを吸着しやすくなり、スピンドル装着時などにパーティクルが発生し、サーマルアスペリティの原因となるおそれがある。また、基板強度の低下を招くおそれもある。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の代表的な構成は、内孔を有する円盤状の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、外周端面および内周端面に面取部を形成するフォーミング工程と、外周端面を鏡面研磨する工程と、主表面を荒削りするラッピング工程と、外周端面および内周端面をエッチングする化学処理と、主表面を鏡面研磨する主表面研磨工程とを、この順に行い、前記化学処理によるエッチング量は５〜７μｍであることを特徴とする。

すなわち、内周端面はエッチングのみを行い、外周端面は鏡面研磨とエッチングの両方を行う。そして、化学処理によるエッチング量を５〜７μｍとする。これらのことから、内周端面および外周端面の両方で基板強度向上、パーティクルの吸着や発生の防止を図り、かつ後工程の負担のバランスを取ることができる。このような構成は、ブラシによって鏡面研磨しにくい小径の内孔を有するガラス基板において特に有効である。

また、化学処理を、外周端面を鏡面研磨する工程より後に行うことにより、あらかじめ鏡面研磨によってフォーミング工程の傷を小さくすることができ、化学処理によって傷が深くなることを防止できるため、取り代不足（研磨不足）となることを防止することができる。また、化学処理を、主表面を荒削りするラッピング工程より後に行うことにより、化学処理によってラッピング前の粗い主表面の傷を深くすることを防止することができる。なお、ラッピング工程の後に化学処理を行ったとしても、その後に主表面を鏡面研磨すれば主表面に与える影響を排除できる。

本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の他の代表的な構成は、内孔を有する円盤状の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、内周端面は化学処理によるエッチングのみを行い、外周端面は鏡面研磨および化学処理によるエッチングを行うことを特徴とする。これにより上記と同様にパーティクル発生防止、基板強度向上を図ることができる。

前記化学処理によるエッチング量は５〜９μｍであることが好ましい。５μｍより小さくては効果を得るに不十分であり、９μｍを超えると主表面の仕上がりに影響を与えるからである。

前記ガラス基板は、アルミノシリケートガラスからなることでもよい。かかる場合に磁気ディスク用として良好なガラス基板を得ることができる。

磁気ディスク用のガラス基板が、１インチ型ハードディスクドライブ、または、１インチ型ハードディスクドライブよりも小径の磁気ディスクを用いるハードディスクドライブに搭載するガラス基板であってもよい。このような小径の内孔を有するガラス基板において、特に本発明は有効である。

また本発明に係る磁気ディスクの製造方法の代表的な構成は、上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。これにより極めて高度な平滑度および平坦度を備えた磁気ディスクを製造することができる。

本発明によれば、内周端面および外周端面からパーティクルが発生することなく、サーマルアスペリティによる再生機能の低下を防止することができる。また内周端面の傷を消失または浅くすることにより基板強度の向上を図ることができる。特に、外周端面研磨の後であって主表面研磨の前に化学処理を行うことにより、化学処理の影響を主表面に影響を与えることなく、主表面の平坦度を担保することができる。これらはブラシによる研磨の難しい小さな内孔を有する小径のガラス基板に対して特に有効である。

本発明に係る磁気記録媒体用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法について、図を用いて説明する。

図１はガラス基板の構造を説明する図である。図１（ａ）に示すのは、ハードディスクドライブなどの磁気記録媒体に用いられる磁気ディスクの基体となる磁気記録媒体用ガラス基板である。図に示すように、ガラス基板１は円盤状のガラス基板の中心に内孔２を形成した円環状のガラスである。外周端面１１には、後述するフォーミング工程によって平坦面１１ａと面取部１１ｂが形成されている。内周端面１２にも、同様に平坦面１２ａと面取部１２ｂとが形成されている。なお、端面にブラシによる鏡面研磨を行った場合には、平坦面と面取部の境界となる角張った部位は曲面となり、全体的に湾曲した断面形状となる。

図１（ｂ）に示すのは、ガラス基板の寸法である。図に示すように、例えば２．５インチ基板の内孔の直径は２０ｍｍであったが、１インチ基板の内孔の直径は７ｍｍである。また、図示しないが０．８５インチ基板であれば、さらに内孔の直径は小さくなる。このように小さな径の内孔２の内周端面は、ブラシ研磨することが難しい。

そこで内周端面については化学処理によるエッチングを施したいのであるが、適したエッチング液を選定する必要がある。またエッチングをすることにより基板強度の向上を望めるものの、過度のエッチングをすれば表面が荒くなるため、最適なエッチング量を特定する必要がある。さらに、化学処理する際には主表面および外周端面もエッチングされてしまうため、ガラス基板の製造工程におけるどの段階でエッチングをするのが最適であるかを検討する必要がある。

［エッチング液の選定］
図２はエッチング液の検討を説明する図である。図に示すように、シュレック洗剤、珪フッ酸、フッ酸でそれぞれエッチングを行い、内周端面および外周端面の表面性状を比較した。外周端面については、化学処理をする前に鏡面研磨している。その結果、シュレック洗剤と珪フッ酸では、傷を消失または浅くさせるほどにはエッチングされていなかった。従って、本発明の目的を達成するためには、フッ酸を用いるのが適していると判断した。

［エッチング量の検討］
図３は、エッチング量を強度から検討した様子を説明する図である。強度は、図３（ａ）に示す抗折強度試験機（島津オートグラフＤＤＳ−２０００）を用いて計測した。すなわち、ガラス基板１は基板ホルダー２０によって外周部を支持し、その内孔２に鋼球２１を乗せて加圧器２２によって加圧し、破壊損傷した際の加重を記録する。なお、このように中心部に加重をかけて試験をするのは、磁気ディスクは磁気記録媒体（ハードディスクなど）の内部において、内孔２に取り付けられたスピンドル（回転軸）のみによって支持されるからである。

図３（ｂ）は、エッチング量と強度との関係を示す図である。図から、エッチング量が２μｍの場合はほとんど強度が増加せず、７μｍ程度では増加しており、以降エッチング量が増えるにつれて強度も増大していくことがわかった。さらに詳細な検討により、強度向上のためにはエッチング量は少なくとも５μｍ以上は必要であることがわかった。

一方、上記したように、外周端面および主表面は、なるべく化学処理による影響を及ぼしたくない部位である。特に、基板厚さの寸法の許容誤差は８〜１５μｍと厳密であり、また主表面は化学処理の痕跡がなくなるまで研磨する必要があるため、過度のエッチングは後の主表面研磨工程に負担をかけることとなる。そこで強度向上と後工程の負担のバランスを考慮すれば、７μｍ程度以下とすることが最適である。以上の検討から、化学処理によるエッチング量は５〜７μｍとすることが望ましい。

［段取りの検討］
ガラス基板の製造工程については後述するが、その概略を述べれば、（１）形状加工工程及び第１ラッピング工程、（２）切り出し工程（内孔を形成するコアリング工程と、内外周端面に面取部を形成するフォーミング工程）、（３）端面研磨工程（外周端面のみ）、（４）第２ラッピング工程、（５）主表面研磨工程（第１研磨、第２研磨）、（６）化学強化工程、（７）テクスチャー処理工程を備えている。なお、端面研磨工程と第２ラッピング工程は前後する場合もある。これらの工程において、上記化学処理は、少なくとも切り出し工程より後である必要がある。さらに、どの段階で化学処理を行うと最も良い結果が得られるかについて検討してみた。

図４は、エッチングする段取りと完成されたガラス基板の各種性状との関係を示す図である。段取りとしては、化学処理なし、フォーミング後（切り出し工程の後）、外周端面鏡面研磨後、第２ラッピング後、主表面第１研磨後、主表面第２研磨後で比較した。また各種性状としては、主表面のうねり、主表面の微小うねり、主表面のＲｑ（二重平均平方根高さ）、強度で比較した。また、いずれの段階で化学処理をした場合であっても、ガラス基板を完成した後（テクスチャー処理工程の後）に比較を行った。

比較の結果、主表面第１研磨後、主表面第２研磨後に化学処理を行うと、主表面のうねり及び微小うねりが悪化することがわかった。また強度についても、主表面第１研磨後は第２ラッピング後と変わらず、むしろ主表面第２研磨後に行うと弱くなってしまうことがわかった。これは、主表面第１研磨より後に化学処理を行うと、化学処理による影響が主表面に残留してしまうためと考えられる。従って化学処理は、主表面第１研磨より前に行う必要がある。

図５は、エッチングする段取りと完成されたガラス基板の評価の一覧を示す図である。上記したように、主表面第１研磨後はうねりと微小うねりが悪い結果となっている。また、化学処理なしでは、強度が不足することが示されている。これらのことから、化学処理は外周端面および内周端面に面取部を形成するフォーミング工程より後であって、主表面を鏡面研磨する主表面研磨工程よりも前に行うことが最適である。

ただし、フォーミング後に化学処理を行った場合には、凹凸のある形状上がりに薬液でエッチングさせると、深い凹みになる。そして端面研磨で化学処理しない場合と同じ時間だけ研磨を行うと、その凹みが取りきれず表面に残ってしまう。このため検査の際に、取り代不足（研磨不足）と評価されてしまう。ここで切り出し工程において外径を所定量大きく形成し、かつ外周端面鏡面研磨の研磨量を多くすれば、上記問題は回避できる。しかし作業時間の増大を招くという問題がある。

なお、外周端面鏡面研磨後に化学処理を行った場合には、外周端面もエッチングされてその表面が荒れてしまう。しかし上記したように、鏡面に研磨された状態であっても微細な傷は潜在しており、化学処理した方が強度は向上する。すなわち鏡面状態はパーティクルを吸着しにくい点で有利であり、鏡面状態を化学処理した状態は強度が向上する点で有利なのであって、上記した適量の化学処理を行うことによって両方の利点を兼ね備えることができる。従って、外周端面を鏡面研磨する工程より後に化学処理を行うことが好ましい。

また、第２ラッピング工程は主表面を大きく研磨する工程であって、主表面に対する化学処理の影響をより確実に排除できるものと考えられる。しかし上記検討の結果より、化学処理の影響は、主表面第１研磨によって十分に排除できる。従って、第２ラッピング工程より後に化学処理を行うことによっても、本発明の効果を得ることができる。さらに、上記したように外周端面鏡面研磨より先に第２ラッピング工程を行う場合があり、そのときには第２ラッピング工程、外周端面鏡面研磨、化学処理の順に行うことでもよい。

上記の如く構成したことにより、本実施形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、内周端面は面取り部を形成した上で化学処理を行い、外周端面は面取り部を形成した上で化学処理および鏡面研磨処理を行った状態となった。これにより内周端面は、表面積が減少することから、パーティクルの吸着を減らすことができる。また微細な突起が消失することから、内周端面からのパーティクルの発生を防止することができる。また小さな傷は消失し、大きな傷も滑らかになることから、基板強度を向上させることができる。外周端面においては鏡面研磨もすることにより、さらにパーティクルの発生、吸着を防止することができる。

［実施例１］
この実施例においては、以下の工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクを製造した。

（１）形状加工工程及び第１ラッピング工程
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を得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、化学強化用のガラスを使用した。得られたディスク状の板状ガラスは、直径が９６ｍｍ、板厚が１．８ｍｍであった。この場合、ダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状の磁気ディスク用ガラス基板を得てもよい。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：５８〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。

次に、この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母材とした。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った。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った。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母材を得た。また、このラッピング加工により、ガラス母材の板厚は、板状ガラスよりも削減され、０．６ｍｍとなった。

（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から、直径２９ｍｍのガラス基板を切り出した。ガラス母材の直径は９６ｍｍであり、１枚のガラス母材から、６枚のガラス基板を採取することができた。

次に、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円孔を形成し、ドーナツ状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面およ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した（フォーミング）。

（３）端面研磨工程
次に、ガラス基板の端面について、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。次に、内周側端面については、磁気研磨法により鏡面研磨を行った。そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、パーティクル等の発塵を防止できる鏡面状態に加工された。これによりガラス基板の直径は２７．４ｍｍとなり、１インチ型磁気ディスクに用いる基板とすることができる。

なお、この端面研磨工程においては、ガラス基板を重ね合わせて端面をポリッシングするが、この際に、ガラス基板の主表面にキズ等が付くことを避けるため、後述する第１研磨工程よりも前、あるいは、第２研磨工程の前後に行うことでもよい。

（４）第２ラッピング工程
次に、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った。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。

（５）化学処理工程
次に、本発明の特徴である化学処理によるエッチングを行った。ガラス基板をフッ酸に約４分間浸漬し、６．９μｍのエッチング量とした。

（６）主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において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ものである。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、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。

この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水(1)、純水(2)、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。

次に、主表面研磨工程として、第２研磨工程を施した。この第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。この第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った。研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒を用いた。

この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤(1)、中性洗剤(2)、純水(1)、純水(2)、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。

（７）化学強化工程
次に、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４００°Ｃに加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００°Ｃに予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。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、ホルダーに収納した状態で行った。

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。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００μｍ乃至２００μｍであった。

化学強化処理を終えたガラス基板を、２０°Ｃの水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０°Ｃに加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を、純水(1)、純水(2)、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。

上記の如く、第１ラッピング工程、切り出し工程、端面研磨工程、第２ラッピング工程、第１及び第２研磨工程、精密洗浄、化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。

（８）テクスチャー処理工程
テープ式のテクスチャー装置を用いて、研磨、及び円周状テクスチャー処理を施した。テープには織物タイプのテープを、硬質研磨剤には平均粒径０．１２５μｍの多結晶ダイヤモンドが分散剤・潤滑剤（グリセリン）に溶かしてあるスラリーを用いて行った。このテクスチャー工程の後に、前記研磨剤のダイヤモンドスラリーと分散剤（潤滑剤）を洗い流すため、超純水シャワーによる前洗浄を５秒間行った。

（９）精密洗浄工程
次に、テクスチャーを形成したガラスディスクの精密洗浄を行った。これはヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害の原因となる研磨剤残渣や外来の鉄系コンタミなどを除去し、表面が平滑で清浄なガラス基板を得るためのものである。この精密洗浄工程は以下の一連の洗浄工程を含む。

まず、洗浄液による洗浄工程を実施した。この洗浄液は、ＫＯＨとＮａＯＨを１：１で混合した薬液を超純水で希釈し、洗浄能力を高めるために非イオン界面活性剤を添加した。洗浄液のＰＨは、超純水の希釈により１２．４となるように調整した。ガラスディスクをこの洗浄液に浸漬させた上で揺動させながら２分間洗浄した。なお、このとき洗浄液の温度は５０℃とし、超音波を加えて洗浄効果を高めるようにした。

次に、水リンス洗浄工程を２分間行った。これは、前述の洗浄で用いた洗浄液の残渣を除去するためのものである。次いで、ＩＰＡ洗浄工程を２分間行った。これは、ガラスディスクを洗浄するとともに、基板上の水を除去するためのものである。最後に、ＩＰＡ蒸気乾燥工程を２分間行った。これは、基板に付着している液状ＩＰＡをＩＰＡ蒸気により除去しつつ乾燥させるためのものである。

（１０）磁気ディスク製造工程
上述した工程を経てテクスチャーを施されたガラス基板の両面に、枚葉式のスパッタリング装置を用いて、シード層、Ｃｒ下地層、ＣｒＭｏ下地層、ＣｏＰｔＣｒＴａ磁性層、水素化カーボン保護層を成膜し、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を形成して磁気ディスクを作製した。

［評価］
図６（ａ）は、化学処理をした場合としない場合の端面の表面性状を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した様子を示す図、図６（ｂ）は化学処理をした場合としない場合の強度を比較した図である。なお電子顕微鏡は、磁性層を形成する前の段階で観察したものである。

図６（ａ）に示すように、化学処理をしなかった場合の内周端面は荒れており、多くの傷や鋭利な凹凸が形成されている。また外周端面は鏡面研磨しているものの、微細な傷が残留していることがわかる。一方、化学処理を行った場合の内周端面は傷が広げられてその鋭利さが緩和され、また凹凸も丸められている。また外周端面は残留した微細な傷が広げられて丸みを帯びた窪みとなり、鋭利さが緩和されている。

ここで、傷による強度の低下は、傷の鋭利な形状の先端に応力集中が生じることにより、亀裂が成長するためと考えられる。従って、このように化学処理によって傷の鋭利さが緩和されることにより、図６（ｂ）に示すように強度の向上を図ることができた。

図７は化学処理をした場合としない場合の端面の粗さを比較した図である。測定はＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社の表面粗さ測定装置Ｐ−１２を用いて、図７（ａ）に示す条件にて行った。

図７（ｂ）に示すように、外周端面については粗さが増大し、最大高さ（Ｒｍａｘ）約０．３１３μｍ、最小高さ（Ｒｍｉｎ）約０．２４０μｍ、算術平均粗さ（Ｒａ）約０．２６９μｍ程度となっている。これは鏡面研磨された表面の傷が化学処理によって広げられることにより粗さが増したものと考えられる。内周端面については、粗さがわずかに増大しているものの、最大高さ（Ｒｍａｘ）、最小高さ（Ｒｍｉｎ）、算術平均粗さ（Ｒａ）共に約０．２３５μｍ程度となり、ばらつきの幅が極めて小さくなっている。これは荒れていた内周端面の凹凸が化学処理によって平均化されるためと考えられる。

図７（ｃ）に示す波形図によれば、外周端面については化学処理しない場合は細かく変動する表面粗さであったものが、化学処理をすることにより傷が広げられて滑らかになっている。このため数値的には粗さが増大していると考えられる。内周端面については化学処理をしない場合は大きくかつ鋭く変動する表面であったものが、化学処理をすることにより緩やかに変動する表面となっている。この場合も数値的には表面粗さが増大することになるが、大きな突起がエッチングされて消失することにより平均化するものと考えられる。そして、このように表面積が減少することによってパーティクルの発生および吸着を防止することができる。

図８は、ガラス基板に付着したパーティクル量の計測を説明する図である。計測はＲＩＯＮ社のＬＰＣ（レーザパーティクルカウンター：型式ＫＬ−２６）を用いて、スプレー法にて行った。具体的には、図８（ａ）に示すように清浄な１０００ｍｌのビーカー３０を準備し、その上方に支持部材３１によりガラス基板１を支持する。そしてノズル３２から超純水（ＤＬ水）を４５度の角度から３５０ｍｌ／分で、表面に３０秒間、裏面に３０秒間、さらに表面に１０秒間吹きかける。そしてビーカーの中の水を不図示のＬＰＣに取り込み、パーティクルの数をカウントする。

図８（ｂ）に、このようにして計測したパーティクルの計測結果を示す。値は１ｍｌ当たりのパーティクルの数であって、化学処理なしの場合、化学処理ありの場合、および内周端面も鏡面研磨した場合で比較した。その結果、化学処理なしの場合は３２．３個／ｍｌであったものが、化学処理をした場合には１０．２個／ｍｌであった。内周端面まで鏡面研磨した場合の７．７個／ｍｌには及ばないものの、パーティクルの発生および吸着を大幅に減少できたことがわかった。

これらのことから、内周端面をフォーミングのみとした場合に比べて、基板強度が向上したと共に、パーティクルの発生および吸着が減少したことがわかる。

最後に、得られた磁気ディスクについて異物により磁性層等の膜に欠陥が発生していないことを確認した。また、グライドテストを実施したところ、ヒット（ヘッドが磁気ディスク表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること）は認められなかった。さらに、磁気抵抗型ヘッドで再生試験を行ったところ、サーマルアスペリティによる再生の誤動作は認められなかった。

本発明は、磁気記録媒体用のガラス基板および磁気ディスクの製造方法として利用することができる。

ガラス基板の構造を説明する図である。 エッチング液の検討を説明する図である。 エッチング量を強度から検討した様子を説明する図である。 エッチングする段取りとガラス基板の各種性状との関係を示す図である。 エッチングする段取りとガラス基板の評価の一覧を示す図である。 化学処理をした場合としない場合の端面の表面性状と強度を比較した図である。 化学処理をした場合としない場合の端面の粗さを比較した図である。 ガラス基板に付着したパーティクル量の計測を説明する図である。

符号の説明

１ …ガラス基板
２ …内孔
１１ …外周端面
１１ａ …平坦面
１１ｂ …面取部
１２ …内周端面
１２ａ …平坦面
１２ｂ …面取部
２０ …基板ホルダー
２１ …鋼球
２２ …加圧器
３０ …ビーカー
３１ …支持部材
３２ …ノズル

Claims (5)

1. 内孔を有する円盤状の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、
   外周端面および内周端面に面取部を形成するフォーミング工程と、
   外周端面を鏡面研磨する工程と、
   主表面を荒削りするラッピング工程と、
   外周端面および内周端面をエッチングする化学処理と、
   主表面を鏡面研磨する主表面研磨工程とを、この順に行い、
   前記化学処理によるエッチング量は５〜７μｍであ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。
2. 前記化学処理はフッ酸（ＨＦ）を用いることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記ガラス基板は、アルミノシリケートガラスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. １インチ型ハードディスクドライブ、または、１インチ型ハードディスクドライブよりも小径の磁気ディスクを用いるハードディスクドライブに搭載する磁気ディスク用のガラス基板を製造することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られた磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。