JP5636243B2 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本実施形態において、情報記録媒体用ガラス基板の材料として用いられるガラス素材は、情報記録媒体用ガラス基板の素材として通常用いられるアルミノシリケートガラス素材であって、酸化セリウムを0.02〜1質量%含むものであれば、特に限定はされない。アルミノシリケートガラスは、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基板を供給することができるという利点がある。
前記円盤加工工程は、所定の組成のガラス素材から板状に成形したガラス素板から、図1に示すように、内周及び外周が同心円となるように、中心部に貫通孔10aが形成された円盤状のガラス素板10に加工する工程である。具体的には、例えば、以下のようにして加工する。まず、板状に成形したガラス素板、例えば、後述するフロート法により製造された板状のガラス素板であって、そのガラス組成が、後述する組成であって、その厚み0.95mmであるガラス素板を所定の大きさの四角形に切断する。そして、その切断されたガラス素板の一方の表面に、ガラスカッターで、上述した内周及び外周を形成するように、円形の切り筋を形成する。そして、この切り筋を形成したガラス素板を、その切り筋を形成させた側の表面から加熱する。そうすることによって、前記切り筋が、ガラス素板の他方の表面に向かって、深くなる。そして、内周及び外周が同心円となるように、中心部に貫通孔10aが形成された円盤状のガラス素板10に加工される。この円盤加工工程で、例えば、外径r1が2.5インチ(約64mm)、1.8インチ(約46mm)、1インチ(約25mm)、0.8インチ(約20mm)等で、厚みが2mm、1mm、0.63mm等の円盤状のガラス素板に加工される。また、外径r1が2.5インチ(約64mm)のときは、内径r2が0.8インチ(約20mm)等に加工される。なお、図1は、本実施形態に係る情報記録媒体用ガラス基板の製造方法により製造される情報記録媒体用ガラス基板を示す上面図である。
前記ラッピング工程は、前記ガラス素板を所定の板厚に加工する工程である。具体的には、例えば、ガラス素板の両面を研削(ラッピング)加工する工程等が挙げられる。そうすることによって、ガラス素板の平行度、平坦度及び厚みを調整する。また、このラッピング工程は、1回であってもよいし、2回以上であってもよい。例えば、2回行う場合、1回目のラッピング工程(第1ラッピング工程)で、ガラス素板の平行度、平坦度及び厚みを予備調整し、2回目のラッピング工程(第2ラッピング工程)で、ガラス素板の平行度、平坦度及び厚みを微調整する。
前記粗研磨工程(1次研磨工程)は、前記ラッピング工程が施されたガラス素板の表面に粗研磨を施す工程である。この粗研磨は、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去を目的とするものである。なお、前記粗研磨工程で研磨する表面は、ガラス素板の面方向に平行な面、すなわち主表面である。
前記洗浄工程は、前記粗研磨工程が施されたガラス素板を洗浄する工程であり、前記粗研磨工程による粗研磨後のガラス素板は、洗浄工程によって洗浄することが好ましい。洗浄工程としては、特に限定されない。具体的には、例えば、以下のような洗浄工程が挙げられる。
前記化学強化工程は、ガラス素板の表面を、化学強化処理液を用いて強化する工程である。そして、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法における化学強化工程であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、ガラス素板を化学強化処理液に浸漬させる工程等が挙げられる。そうすることによって、ガラス素板の表面、例えば、ガラス素板表面から5μmの領域に化学強化層を形成することができる。そして、化学強化層を形成することで耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。
前記精密研磨工程は、前記粗研磨工程で得られた平坦平滑な主表面を維持しつつ、例えば、主表面の表面粗さ(Rmax)が6nm程度以下である平滑な鏡面に仕上げる鏡面研磨処理である、この精密研磨工程は、例えば、上記粗研磨工程で使用したものと同様の研磨装置を用い、研磨パッドを硬質研磨パッドから軟質研磨パッドに取り替えて行われる。なお、前記精密研磨工程で研磨する表面は、前記粗研磨工程で研磨する表面と同様、主表面である。
最終洗浄工程は、研磨されたガラス素板の表面から研磨剤を除去するように洗浄する工程である。具体的には、精密研磨工程を終えたガラス素板に対して、例えば、下記のように行う工程等が挙げられる。
また、前記端面研磨工程を行う場合、その端面研磨工程としては、前記ガラス素板の内周端面及び外周端面を研磨する工程である。具体的には、例えば、前記ガラス素板の内周端面及び外周端面を、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行う工程等が挙げられる。このとき用いる研磨剤としては、前記粗研磨工程で用いる研磨剤と同様のものを用いる。また、前記端面研磨工程は、内周端面及び外周端面の表面粗さを、Rmaxで0.4μm程度以下、Raで0.1μm程度以下となるように研磨することが好ましい。なお、内周端面とは、内周側の、ガラス素板の面方向に垂直な面及びガラス素板の面方向に対して傾斜を有する面である。また、外周端面とは、外周側の、ガラス素板の面方向に垂直な面及びガラス素板の面方向に対して傾斜を有する面である。
次に、上記実施形態に係る情報記録媒体用ガラス基板の製造方法により製造された情報記録媒体用ガラス基板を用いた磁気記録媒体について説明する。
(1)切り出し及び(2)形状加工工程
溶融ガラスを下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板前駆体を得るダイレクトプレス法で成型したガラス基板 1.0mmを使用した。このプレス成形したガラス基板前駆体は、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で中心部に孔を開け、外周端面及び内周端面の研削をして外径を65mm、内径(中心部の円孔の直径)を20mmとした。
粗面化工程(第1研削工程)においては、平面研磨機(スピードファム社製)による遊離砥粒研磨を用いる機械的方法を適用した。遊離砥粒研磨を用いてガラス基板の表面全体が略均一の表面粗さ(Ra=0.01〜0.4μm程度)になるように研磨加工を施した。
精ラッピング工程(第2研削工程)においては、粗面化されたガラス基板の主表面を、固定砥粒研磨パッドを用いて研削した。この精ラッピング工程においては、粗面化されたガラス基板をラッピング装置にセットして、トライザクト2μm(ダイヤモンドタイル(Diamond Tile)のような表面模様付きの三次元固定研磨物品、ダイヤモンドタイルの大きさが2μm)を用いてガラス基板の表面をラッピングすることにより、高加工レートで表面粗さRaを0.1μm以下で、平坦度を7μm以下とすることができた。
端面研磨工程においては、ブラシ研磨方法により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の外周端面及び内周端面の表面の粗さを、Rmaxで0.4μm、Raで0.1μm程度になるように研磨した。そして、このような端面研磨を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
主表面研磨工程においては、まず、ラッピング工程で残留した傷や歪みの除去するための第1研磨工程を、上述した両面研磨装置を用いて行なった。この第1研磨工程においては、表2の研磨剤1を用いて得られた前記研磨スラリーと、通常の硬質ポリシャ(硬質発泡ウレタン)の研磨パッドを用いて、ガラス基板の主表面の研磨を行った。
化学強化工程においては、上記工程を終えたガラス基板に化学強化を施した。具体的には、まず、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの固体を溶融させた混合溶融液を用意した。なお、この混合溶融液は、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとの混合比が質量比で6:4となるように混合させたものである。そして、この混合溶融液を、400℃まで加熱して、その加熱した混合溶融液に、洗浄したガラス素板を、60分間浸漬させた。
続いて第2研磨工程を行った。この第2研磨工程においては、ポリシャが軟質ポリシャ(スウェード)である研磨パッドに替えてガラス基板の主表面の研磨を行った。なお、研磨剤としては、コロイダルシリカ(20nm)を分散剤で分散させ、かつpH調整剤でpHを調整した液を用いた。なお、前記pH調整液としてはクエン酸及びクエン酸塩を用いた。
主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1をそれぞれ表2に示す研磨剤2〜11に変更する以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1を研磨剤12に変更し、研磨パッドとして、酸化セリウム5質量%、ケイ酸ジルコニウム10質量%、ウレタン85質量%で構成される研磨パッドを使用してする以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1を研磨剤13に変更し、前記(4)精ラッピング工程(第2研削工程)において、トライザクトを4μmに変更した以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1をそれぞれ表2に示す研磨剤14、17〜18に変更する以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
ガラス素材1の代わりにガラス素材2を用い、主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1を研磨剤15に変更する以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
ガラス素材1の代わりにガラス素材2を用い、主表面研磨工程(第1研磨工程)における研磨剤1を研磨剤16に変更する以外は、実施例1と同様にして磁気ディスクを製造した。
(表面粗さRa)
上記(4)精ラッピング工程(第2研削工程)を終えたガラス基板(前処理ガラス基板)に対して、表面粗さRaを触針式粗測定機(KLA TELCOL社製)で測定した。
前記実施例1〜13および比較例1〜5で得られた磁気ディスクを備えたハードディスクドライブ装置(HDD)を製造した。
6 研磨パッド
10 ガラス素板
101 情報記録媒体用ガラス基板
102 磁性膜
Claims (6)
- 酸化セリウムを0.02〜1質量%含むアルミノシリケートガラス素材を研磨して情報記録媒体用ガラス基板を製造する方法であって、
前記アルミノシリケートガラス素材からなるアモルファスガラスを粗研磨する粗研磨工程、及び粗研磨工程後の前記ガラス素材を精密研磨する精密研磨工程を含み、
前記粗研磨工程において、(A)酸化セリウムと、(B)ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及び二酸化ケイ素からなる群より選択される少なくとも1つとを含み、前記(A)酸化セリウムの配合量が1〜50質量%である研磨剤を用いて粗研磨を行うことを特徴とする、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 前記研磨剤が、さらに(C)ウレタンを含み、(A):(B):(C)の割合が、1〜20質量%:50〜98質量%:1〜30質量%である、請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記研磨剤の(B)成分がケイ酸ジルコニウムである、請求項2に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記研磨剤の(A):(B):(C)の割合が、1〜10質量%:80〜98質量%:1〜10質量%である、請求項2に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記粗研磨工程において、研磨剤に加えて、(A)酸化セリウムと、(B)ケイ酸ジルコニウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化アルミニウム、炭化ケイ素及び二酸化ケイ素からなる群より選択される少なくとも1つと、(C)ウレタンとを含む研磨パッドを用いて粗研磨を行う、請求項1〜4のいずれか1つに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記粗研磨工程に投入するガラス素材が、表面粗さRa0.01〜0.1μmのガラス素材である、請求項1〜5のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
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