WO2012042906A1 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 Download PDF

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WO2012042906A1
WO2012042906A1 PCT/JP2011/005547 JP2011005547W WO2012042906A1 WO 2012042906 A1 WO2012042906 A1 WO 2012042906A1 JP 2011005547 W JP2011005547 W JP 2011005547W WO 2012042906 A1 WO2012042906 A1 WO 2012042906A1
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grinding
glass
peripheral grinding
inner peripheral
outer peripheral
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PCT/JP2011/005547
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Inventor
武良 高橋
政明 植田
Original Assignee
Hoya株式会社
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    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/8404—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers manufacturing base layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/0641—Grinders for cutting-off for grinding holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/18—Wheels of special form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/041—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs with cylinder saws, e.g. trepanning; saw cylinders, e.g. having their cutting rim equipped with abrasive particles

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
  • a personal computer or a DVD (Digital Versatile Disc) recording device has a built-in hard disk device (HDD: Hard Disk Drive) for data recording.
  • HDD Hard Disk Drive
  • a magnetic disk in which a magnetic layer is provided on a glass substrate is used, and the magnetic head slightly floats above the surface of the magnetic disk. (DFH (Dynamic Flying Height) head) records or reads magnetic recording information on the magnetic layer.
  • a glass substrate is preferably used because it has a property that it is less likely to be plastically deformed than a metal substrate (aluminum substrate) or the like.
  • the density of magnetic recording has been increased.
  • the magnetic recording information area is miniaturized by using a perpendicular magnetic recording method in which the magnetization direction in the magnetic layer is perpendicular to the surface of the substrate.
  • the storage capacity of one disk substrate can be increased.
  • the flying distance from the magnetic recording surface of the magnetic head can be made extremely short to further improve the accuracy of information recording / reproduction (improve the S / N ratio).
  • the magnetic layer is formed flat so that the magnetization direction of the magnetic layer is substantially perpendicular to the substrate surface. For this reason, the surface irregularities of the substrate of the magnetic disk are made as small as possible.
  • a coring process for forming a sheet glass into an annular shape for example, a coring process for forming a sheet glass into an annular shape, a chamfering process for chamfering the inner peripheral end face and the outer peripheral end face of the annular plate glass, And an edge polishing step of performing mirror finishing of the inner peripheral end face and the outer peripheral end face.
  • the coring process was performed individually one by one (single-wafer processing), but multiple annular glass sheets were produced at the same time by grinding multiple glass sheets at the same time.
  • a processing method is known in which the tact time of manufacturing is shortened (Patent Document 1).
  • the inner peripheral grinding wheel and the outer peripheral grinding wheel move in the stacking direction of the stacked body while rotating the integrated core drill in which the inner peripheral grinding wheel and the outer peripheral grinding wheel are integrally configured coaxially.
  • the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the laminate are processed.
  • it is characterized by the grinding capability of an inner periphery grinding stone being higher than the grinding capability of an outer periphery grinding stone, for example, making the count of an outer periphery grinding stone larger than the count of an inner periphery grinding stone. Good points are disclosed.
  • the magnetic recording information area using the perpendicular magnetic recording method is miniaturized, and the width of the area (magnetic domain) used for 1-bit recording is extremely narrow.
  • the width of a plurality of tracks (storage areas) formed concentrically from the inner hole to the outer edge of the magnetic disk is also becoming extremely narrow. Therefore, if the play between the inner hole and the spindle is large when the inner hole of the magnetic disk is attached to the spindle in the hard disk device, a read error (so-called TMR: Track Miss-Read) may occur between adjacent tracks. There is. Therefore, high accuracy of, for example, 2 ⁇ m or less is required as the roundness of the inner hole of the magnetic disk glass substrate.
  • high Ku magnetic materials such as Fe—Pt and Co—Pt are used for the purpose of achieving higher density recording of magnetic disks. It is being considered.
  • high Ku magnetic materials are less susceptible to thermal fluctuations and are expected to contribute to high density recording.
  • the high Ku magnetic material needs to obtain a specific crystal orientation state in order to realize a high Ku. Therefore, it is necessary to perform film formation at a high temperature or heat treatment at a high temperature after film formation.
  • the glass substrate in order to form a magnetic recording layer made of these high Ku magnetic materials, the glass substrate must have high heat resistance that can withstand the above high temperature processing, that is, high glass transition temperature (for example, 600 to 700 degrees Celsius). Is required.
  • high glass transition temperature for example, 600 to 700 degrees Celsius.
  • strength cannot be ensured. Therefore, as a premise for achieving high density recording by using a high Ku magnetic material, there is a demand for further reduction of cracks than in the past.
  • the coring process disclosed in Patent Document 1 In order to reduce cracks on the magnetic disk glass substrate, as described above, the coring process is required to be performed with high accuracy.
  • the coring process disclosed in Patent Document 1 In forming the inner hole, it is difficult to perform high-precision processing. That is, the coring process disclosed in Patent Document 1 is characterized in that the grinding ability of the inner peripheral grinding wheel of the core drill is higher than the grinding ability of the outer peripheral grinding wheel.
  • the diameter of the peripheral grinding wheel is larger than that of the peripheral grinding wheel, in such a setting of the internal grinding wheel and the peripheral grinding wheel, the processing for the inner hole becomes rough, and the roundness of, for example, 2 ⁇ m or less is set. It is difficult to realize the surface roughness for realizing.
  • it is conceivable to increase the processing accuracy of the outer peripheral part as well as the inner hole by increasing both the counts of the inner peripheral grinding wheel and the outer peripheral grinding wheel. The merit of processing by lamination is lost.
  • the present invention provides a magnetic disk glass while maintaining the advantages of processing by lamination in terms of tact time when producing a plurality of magnetic disk glass substrates from a laminate in which a plurality of plate glasses are laminated. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk that can improve the roundness of an inner hole of the substrate to a required level.
  • One embodiment of the present invention provides: A laminate preparation step of preparing a laminate in which a plurality of plate-like glasses are laminated; By rotating an integrated core drill in which a large-diameter cylindrical outer peripheral grinding wheel and a small-diameter cylindrical inner peripheral grinding wheel are coaxially arranged around the axis, moving in the stacking direction of the laminate, And a grinding step of grinding the laminated body into a cylindrical shape.
  • the count of the inner peripheral grinding wheel is set larger than the count of the outer peripheral grinding wheel.
  • the grinding step includes an outer peripheral grinding surface in which the outer peripheral grinding wheel and the plate glass are in contact, and an inner periphery in which the inner peripheral grinding wheel and the plate glass are in contact with each other. Grinding is performed while supplying the grinding fluid to the grinding surface, and the amount of grinding fluid supplied per unit circumference of the inner peripheral grinding surface per unit time is the grinding fluid supplied per unit circumference of the outer peripheral grinding surface. Is preferably greater than the amount of
  • the count of the inner peripheral grinding wheel may be 150 or more and 800 or less, and the count of the outer peripheral grinding wheel may be 120 or more and 600 or less.
  • the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk may include a machining process for polishing the end face of the plate glass after grinding.
  • Aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, or the like can be used as the material for the magnetic disk glass substrate in the present embodiment.
  • aluminosilicate glass can be suitably used in that it can be chemically strengthened and a glass substrate for a magnetic disk excellent in the flatness of the main surface and the strength of the substrate can be produced.
  • the composition of the glass substrate for magnetic disks of this embodiment is not limited, the composition of a preferable glass substrate is as follows.
  • the glass substrate of this embodiment is preferably SiO 2 : 58 to 75 wt%, Al 2 O 3 : 5 to 23 wt%, Li 2 O: 3 to 10 wt%, Na 2 O: 4 to 13 wt% % As a main component.
  • the glass substrate of the present embodiment is particularly preferably SiO 2 : 62 to 75% by weight, Al 2 O 3 : 5 to 15% by weight, Li 2 O: 4 to 10% by weight, Na 2 O: 4 to 12% by weight.
  • ZrO 2 5.5 to 15% by weight as a main component, the weight ratio of Na 2 O / ZrO 2 is 0.5 to 2.0, and the weight ratio of Al 2 O 3 / ZrO 2 is 0.8. It is an aluminosilicate glass of 4 to 2.5.
  • the glass substrate for magnetic disk in this embodiment is an annular thin glass substrate.
  • the size of the glass substrate for the magnetic disk is not limited, but is suitable as a glass substrate for a magnetic disk having a nominal diameter of 2.5 inches or a smaller diameter (for example, 1 inch), for example.
  • the thickness of the sheet glass obtained by the above method is 0.6 to 1.4 mm, and the surface roughness Ra (arithmetic average roughness) is 0.01 ⁇ m or less.
  • plate glass can be manufactured using well-known manufacturing methods, such as a press molding, a down draw method, a redraw method, a fusion method, not only a float glass method.
  • lapping processing using alumina-based loose abrasive grains is performed on both main surfaces of the sheet glass cut into a predetermined shape, if necessary.
  • the lapping platen is pressed on both sides of the plate glass from above and below, a grinding liquid (slurry) containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relatively.
  • a grinding liquid (slurry) containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relatively.
  • the lapping process may be omitted because the accuracy of the roughness of the main surface after molding is high.
  • the plate-like glass cut out in the step (1) is, for example, a plate-like glass having a predetermined rectangular shape (for example, a square shape) slightly larger than the size of the target magnetic disk glass substrate. It is. (For example, when producing a 2.5-inch magnetic disk glass substrate, a rectangular shape of 75 mm ⁇ 75 mm).
  • a laminate in which a plurality of plate glasses are laminated is prepared by sequentially applying or sticking an adhesive or a spacer between two plate glasses. This laminated body is produced in order to integrally process a plurality of plate glasses in a coring process described later. Further, this laminate may be integrally processed in a chamfering process and an edge polishing process performed after the coring process.
  • FIG. 1 shows a cross section of a laminate in which a plurality of plate glasses and an adhesive are laminated.
  • FIG. 1 discloses a laminate 5 produced by applying or sticking an adhesive 5b between the plate-like glasses 5a.
  • the adhesive 5b may be anything as long as the glass sheets can be bonded or separated.
  • the ultraviolet curable resin is easily solidified by irradiation with ultraviolet rays having a predetermined wavelength, the bonding operation is easy. Further, as the ultraviolet curable resin, a resin that can easily peel off the glass sheet bonded with warm water or an organic solvent is preferable.
  • the adhesive in addition to the UV curable resin, wax, photo curable resin, visible light curable resin, or the like can be used.
  • a spacer is attached instead of the adhesive, a thin spacer made of a resin material, a fiber material, a rubber material, a metal material, or a ceramic material can be used.
  • the thickness of the adhesive or spacer is, for example, about 0.01 to 2 mm.
  • the coring step includes grinding a laminated body 5 in which a plurality of plate glasses are laminated using an integrated core drill, and a laminated body of annular plate glasses in which inner holes are formed. It is a process to do.
  • FIG. 2 is a view showing a grinding device for grinding a laminated sheet of glass sheets in the coring step of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a view showing a cross section of the integrated core drill used in the coring step of the present embodiment.
  • the grinding apparatus shown in FIG. 2 is used.
  • the main device 10 has a function of driving the integrated core drill 20 and a function of supplying coolant as a grinding fluid to the integrated core drill 20.
  • the integral core drill 20 has a substantially cylindrical shape as a whole, and is supported by, for example, a shaft 12 made of a highly rigid stainless material.
  • the cylindrical shaft 12 is supported so as to be able to rotate with respect to the main device 10 and is driven to rotate at a desired number of rotations by a spindle motor (not shown) in the main device 10.
  • the shaft 12 and the integrated core drill 20 are concentric, and the integrated core drill 20 can rotate at high speed with almost no axial center shake due to the rotation of the shaft 12.
  • the laminated body 5 can be ground with high precision into an annular plate-like glass laminated body having an inner hole, and the initial stage of processing in which the tip of the integrated core drill 20 contacts the surface of the laminated body 5.
  • the glass on the surface of the laminate 5 is not damaged.
  • a mounting table 30 on which the stacked body 5 is mounted is disposed below the integrated core drill 20.
  • the mounting table 30 is provided with a stopper for the stacked body 5 so that the stacked body 5 is not displaced laterally on the mounting surface of the mounting table 30 during the grinding process. It is preferable.
  • the grinding apparatus according to the present embodiment can move the main apparatus 10 up and down by a servo mechanism (not shown), thereby integrally moving up and down the integrated core drill 20, shaft 12, and coolant supply hose 15 (described later). It is possible.
  • a large-diameter cylindrical outer peripheral grinding wheel 20a and a small-diameter cylindrical inner peripheral grinding wheel 20b are arranged coaxially.
  • the outer peripheral grinding wheel 20 a and the inner peripheral grinding wheel 20 b of the integrated core drill 20 collide with the mounting surface of the mounting table 30.
  • An outer peripheral grinding wheel escape groove 30a and an inner peripheral grinding wheel escape groove 30b are provided for prevention.
  • a plurality of coolant supply hoses 15 are attached to the main device 10.
  • two coolant supply hoses 15 are provided, but the present invention is not limited to this.
  • Any number of three or more coolant supply hoses 15 can be provided along the outer edge of the cylindrical integrated core drill 20.
  • Each coolant supply hose 15 is a flexible hose, and the nozzle 15a at the tip of the coolant supply hose 15 has a coolant on an outer peripheral grinding surface in which the outer peripheral grinding stone 20a of the integrated core drill 20 and the laminate 5 are in contact with each other before grinding. It is directed to a position where it can be supplied.
  • a coolant supply pipe 17 is installed inside the shaft 12, and the inner peripheral grinding stone 20 b of the integrated core drill 20 and the laminate 5 are in contact with each other by a nozzle 17 a at the tip of the coolant supply pipe 17. Coolant can be supplied to the peripheral grinding surface.
  • the pump and piping for guiding to 17 are not shown.
  • the laminated body 5 is ground as follows using the grinding apparatus shown in FIG. First, as shown in FIG. 2, the laminate 5 is prepared at a predetermined position on the mounting table 30. In a state where the laminated body 5 is placed at the predetermined position, the laminated body 5 is located below the integrated core drill 20. Next, the shaft 12 is rotated at, for example, about 1500 to 15000 rpm while the main apparatus 10 is lowered. Accordingly, the integrated core drill 20 is moved in the stacking direction of the stacked body 5 (that is, downward) while rotating around the central axis of the shaft 12.
  • the lowering of the integrated core drill 20 is performed until the integrated core drill 20 comes into contact with the outer peripheral grinding wheel escape groove 30a and the inner peripheral grinding wheel escape groove 30b of the mounting table 30.
  • coolant is supplied from the nozzle 15 a of the coolant supply hose 15 and the nozzle 17 a of the coolant supply pipe 17.
  • the coolant supplied from the nozzle is sufficiently permeated into the outer peripheral grinding surface and the inner peripheral grinding surface, so that a small amount of processing (for example, about several hundreds ⁇ m) occurs every time a certain amount of machining is performed )
  • the integrated core drill 20 may be raised and the coolant may be drawn into the grinding surface (particularly the inner peripheral grinding surface) of the laminate 5 and the processing may proceed again.
  • the integral core drill 20 is vibrated slightly by an ultrasonic vibrator (not shown) in the vertical direction during the grinding process.
  • the frequency is 20 kHz and the amplitude is about 5 to 7 ⁇ m.
  • the outer peripheral grinding wheel 20a and the inner peripheral grinding wheel 20b of the integrated core drill 20 of this embodiment will be further described.
  • the outer peripheral grinding stone 20a and the inner peripheral grinding stone 20b are, for example, metal bond grindstones including diamond as abrasive grains and bronze or cast iron as a binder, but are not limited thereto. Not only a metal bond grindstone, but also a resin bond grindstone containing a resin-based binder, a vitrified bond grindstone containing a ceramic (glassy) binder, or an electrodeposited bond grindstone using electrolytic plating may be used.
  • the thickness of the tip of the outer peripheral grinding stone 20a is 1 to 10 mm
  • the thickness of the tip of the inner peripheral grinding stone 20b is 1 to 10 mm.
  • the count of the inner peripheral grinding wheel 20b is set larger than the count of the outer peripheral grinding wheel 20a. That is, the abrasive grains of the inner peripheral grinding stone are made finer than the abrasive grains of the outer peripheral grinding stone.
  • the range of the count of the inner grinding wheel the lower limit value is determined based on the required specification of the roundness of the inner hole of the glass substrate for magnetic disks, and the upper limit value is determined by the processing time (processing tact time).
  • the surface roughness is set as close as possible to the roundness in the coring process. It is necessary. This is to reduce the allowance of the inner peripheral end face in the subsequent chamfering process so that cracks are not generated as much as possible.
  • the count of the inner peripheral grinding wheel is preferably 150 or more. Moreover, it is preferable that the count of the inner peripheral grinding wheel is 800 or less because of the limitation of the processing time of the entire coring process.
  • grinding resistance of the inner peripheral grinding surface of the laminate 5 becomes larger than that of the outer peripheral grinding surface by making the abrasive grains of the inner peripheral grinding wheel finer.
  • the grinding resistance is reduced. Increase is not at a problematic level.
  • the range of the count of the outer peripheral grinding wheel may be generally coarser than that of the inner peripheral grinding wheel, but the concentricity (for example, 5 ⁇ m or less) which is the target of the inner and outer circumferences as a glass substrate for a magnetic disk ) Is preferably set to 120 or more.
  • the outer peripheral grinding surface has a long processing length, it is preferable that the outer peripheral grinding wheel has a count of 600 or less so as not to hinder the grinding process due to an increase in grinding resistance.
  • the tip of the inner peripheral grinding stone 20b protrudes from the tip of the outer peripheral grinding stone 20a. Thereby, an inner peripheral part will be processed ahead of an outer peripheral part, and a process axis will become easy to stabilize.
  • the amount of coolant supplied per unit peripheral length of the inner peripheral grinding surface in unit time (that is, the amount of coolant supplied from the nozzle 17a of the coolant supply pipe 17) is It is preferable that the amount of coolant supplied per unit circumferential length of the grinding surface (that is, the amount of coolant supplied from the nozzle 15a of one or more coolant supply hoses 15) is larger.
  • the count of the inner peripheral grinding wheel is set to be larger than the count of the outer peripheral grinding wheel, so that the inner peripheral grinding surface has a larger grinding resistance than the outer peripheral grinding surface, and the integrated core drill 20
  • the processing speed (that is, the traveling speed of the integrated core drill 20 in the stacking direction of the stacked body 5) depends on the grinding speed of the inner periphery. In other words, since the grinding ability of the outer peripheral grinding wheel is higher, while the inner peripheral grinding surface is ground over time, the outer peripheral grinding surface is finished early and not substantially ground ( Is idle).
  • the circumferential unit length If it sees now, more coolant will be supplied to an inner peripheral grinding surface rather than an outer peripheral grinding surface. Thereby, the lubrication capability between the inner peripheral grinding wheel and the laminate 5 on the inner peripheral grinding surface, and the chip discharging capability on the inner peripheral grinding surface are relatively improved compared to the outer peripheral grinding surface, and the inner peripheral grinding surface is processed. Since the time is shortened, the processing time in the coring process can be shortened.
  • a chamfering step of forming a chamfered surface at the ends (outer peripheral end surface and inner peripheral end surface) is performed.
  • chamfering is performed on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the laminated body processed into a cylindrical shape by the coring step by, for example, a metal bond grindstone using diamond abrasive grains.
  • end face polishing (edge polishing) of the annular plate glass is performed.
  • the inner peripheral end face and the outer peripheral end face of the annular plate glass are mirror-finished by brush polishing.
  • a slurry containing fine particles such as cerium oxide as free abrasive grains is used.
  • the laminate 5 is processed by the coring process, the chamfering process, and the edge polishing process, and then the laminate 5 is separated into each annular plate-like glass. Is done.
  • the adhesive 5b is softened by immersing the laminate in warm water (80 to 90 degrees Celsius), and the laminate 5 is separated into each annular plate-like glass. Can do.
  • the machining allowance by grinding is, for example, about several ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the double-sided grinding apparatus has a pair of upper and lower surface plates (upper surface plate and lower surface plate), and an annular plate glass is sandwiched between the upper surface plate and the lower surface plate. Then, by moving either the upper surface plate or the lower surface plate, or both, by moving the annular plate glass and each surface plate relatively, both of the annular plate glasses can be moved.
  • the main surface can be ground.
  • first polishing is performed on the main surface of the ground annular plate glass.
  • the machining allowance by the first polishing is, for example, about several ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the purpose of the first polishing is to remove scratches and distortions remaining on the main surface by grinding with fixed abrasive grains.
  • a double-side grinding apparatus used in a grinding process using fixed abrasive grains is used.
  • the point different from the grinding by the fixed abrasive is that a free abrasive that is turbid in the slurry is used instead of the grinding pad and a resin polisher is used.
  • the free abrasive grains used in the first polishing for example, fine particles (particle size: diameter of about 1 to 2 ⁇ m) such as cerium oxide suspended in the slurry are used.
  • the annular plate glass after the first polishing is chemically strengthened.
  • the chemical strengthening solution for example, a mixed solution of potassium nitrate (60% by weight) and sodium sulfate (40% by weight) can be used.
  • the chemical strengthening liquid is heated to, for example, 300 ° C. to 400 ° C., and the washed annular plate glass is preheated to, for example, 200 ° C. to 300 ° C. For example, 3-4 hours.
  • this immersion it can be performed in a state of being housed in a holder so that a plurality of annular plate glasses are held at the end faces so that both main surfaces of the annular plate glasses are chemically strengthened. preferable.
  • lithium ions and sodium ions on the surface layer of the annular plate glass are sodium ions and potassium having a relatively large ion radius in the chemical strengthening solution. Each is replaced by an ion to strengthen the annular plate-like glass.
  • the chemically strengthened annular plate glass is washed. For example, after washing with sulfuric acid, washing with pure water, IPA (isopropyl alcohol), or the like.
  • Second Polishing (Final Polishing) Step Next, the annular polishing plate glass that has been chemically strengthened and sufficiently cleaned is subjected to second polishing.
  • the machining allowance by the second polishing is, for example, about 1 ⁇ m.
  • the second polishing is intended for mirror polishing of the main surface.
  • the double-side grinding apparatus used in the grinding with the fixed abrasive and the first polishing is used. At this time, the difference from the first polishing is that the type and particle size of the free abrasive grains are different and the hardness of the resin polisher is different.
  • the free abrasive grains used for the second polishing for example, fine particles (particle size: diameter of about 0.1 ⁇ m) such as colloidal silica made turbid in the slurry are used.
  • the polished annular plate glass is washed with a neutral detergent, pure water, IPA or the like to obtain a glass substrate for a magnetic disk.
  • a magnetic disk is obtained as follows using a glass substrate for magnetic disk (hereinafter, glass substrate).
  • a magnetic disk has a configuration in which, for example, at least an adhesion layer, an underlayer, a magnetic layer (magnetic recording layer), a protective layer, and a lubricating layer are laminated on the main surface of a glass substrate in order from the side closer to the main surface.
  • the substrate is introduced into a film forming apparatus that has been evacuated, and a film is sequentially formed from an adhesion layer to a magnetic layer on the main surface of the substrate in an Ar atmosphere by a DC magnetron sputtering method.
  • a magnetic recording medium can be formed by forming a protective layer using, for example, C 2 H 4 by CVD and performing nitriding treatment in which nitrogen is introduced into the surface in the same chamber.
  • PFPE polyfluoropolyether
  • a plate-like glass having a thickness of 1.0 mm was obtained by a float method in which molten glass having the above-described composition was continuously poured into a bath filled with molten metal containing tin.
  • the surface roughness Ra of the plate glass was 0.01 ⁇ m.
  • the plate-like glass was cut out, and the cut-out plate-like glass was laminated on the surface after uniformly applying a visible light curable resin material as an adhesive to produce a laminate. Further, the resin material was cured by irradiating visible light while compressing the laminated body from both sides, so that the laminated glass sheets were not separated.
  • the laminated body was fixed on the mounting table as in the arrangement shown in Fig. 2, and grinding by coring was performed.
  • the rotation speed of the integrated core drill was set to 5000 rpm, and grinding was performed while ultrasonic vibration (20 kHz, amplitude 5 to 7 ⁇ m) in the vertical direction, and a 2.5-inch annular glass plate (inner diameter ⁇ 20 mm). , Outer diameter ⁇ 65 mm).
  • the amount of coolant shown in Table 1 was supplied to the inner peripheral grinding surface and the outer peripheral grinding surface.
  • the outer peripheral grinding wheel and the inner peripheral grinding wheel are metal bond wheels (bonding material: cast iron) using diamond abrasive grains.
  • Comparative Example 1 is an example in which the count of the inner peripheral grinding wheel is smaller than the count of the outer peripheral grinding wheel, and Comparative Example 2 has the count of the inner peripheral grinding wheel and the count of the outer peripheral grinding wheel. This is an example of equality.
  • Examples 1 to 4 are all examples in which the count of the inner peripheral grinding wheel is larger than the count of the outer peripheral grinding wheel.
  • the amount of coolant supplied per unit circumferential length of the inner peripheral grinding surface per unit time is larger than the amount of coolant supplied per unit peripheral length of the outer peripheral grinding surface.
  • Example 3 is an example when the condition is not satisfied.

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  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

　複数の板状ガラスが積層された積層体から複数の磁気ディスク用ガラス基板を作製するときに、タクトタイムの面で積層による加工のメリットを維持しつつ、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度を所要のレベルまで向上させることを可能とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法が提供される。積層体準備工程では、複数の板状ガラスが積層された積層体５を準備する。研削工程では、大径の円筒状の外周研削砥石と小径の円筒状の内周研削砥石とが同軸に配置される一体型コアドリル２０を、軸を中心に回転させつつ、積層体５の積層方向に移動させることで、積層体５を円筒状に研削加工する。このとき、内周研削砥石の番手は、前記外周研削砥石の番手より大きく設定される。

Description

磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
　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。
　今日、パーソナルコンピュータ、あるいはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録装置等には、データ記録のためにハードディスク装置(ＨＤＤ：Hard Disk Drive)が内蔵されている。特に、ノート型パーソナルコンピュータ等の可搬性を前提とした機器に用いられるハードディスク装置では、ガラス基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッド（ＤＦＨ（Dynamic Flying Height)ヘッド)で磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。この磁気ディスクの基板として、金属基板（アルミニウム基板）等に比べて塑性変形し難い性質を持つことから、ガラス基板が好適に用いられる。
　また、ハードディスク装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。例えば、磁性層における磁化方向を基板の面に対して垂直方向にする垂直磁気記録方式を用いて、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。これにより、１枚のディスク基板における記憶容量を増大させることができる。さらに、記憶容量の一層の増大化のために、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くすることにより、情報の記録再生の精度をより高める（Ｓ／Ｎ比を向上させる）ことも行われている。このような磁気ディスクの基板においては、磁性層の磁化方向が基板面に対して略垂直方向に向くように、磁性層が平らに形成される。このために、磁気ディスクの基板の表面凹凸は可能な限り小さく作製されている。
　磁気ディスク用ガラス基板を作製する工程には、例えば、板状ガラスを円環状に成形するコアリング工程と、円環状の板状ガラスの内周端面と外周端面の面取りを行うチャンファリング工程と、内周端面と外周端面の鏡面仕上げを行うエッジポリッシング工程とが含まれる。
　従来、コアリング工程においては、一枚一枚個別に行なっていたが（枚葉式加工）、複数の板状ガラスを同時に研削加工することで複数の円環状の板状ガラスを一度に作製し、これにより製造のタクトタイムを短縮するようにした加工方法が知られている（特許文献１）。この従来の方法によれば、板状ガラスの積層体に対して、内周研削砥石と外周研削砥石とが同軸に一体的に構成された一体型コアドリルを回転させつつ積層体の積層方向に移動させることによって、積層体の内周面及び外周面を加工する。また、上記特許文献１では、内周研削砥石の研削能力が外周研削砥石の研削能力よりも高いことを特徴としており、例えば外周研削砥石の番手を内周研削砥石の番手よりも大きくすることが良い点が開示されている。
特開２００８－９７６９０号公報
　ところで、近年、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度の更なる向上に対する要請が高まっているが、これは以下の理由による。
　上述したように、ハードディスク装置用の磁気ディスクでは、垂直磁気記録方式を用いた磁気記録情報エリアの微細化が行われており、１ビットの記録に用いる領域（磁区）の幅が極めて狭く、また磁気ディスクの内孔から外縁に向けて同心円状に形成されている複数のトラック（記憶領域）の幅も極めて狭くなってきている。そのため、ハードディスク装置内で磁気ディスクの内孔がスピンドルに取り付けられたときに内孔とスピンドルの間の遊びが大きいと、隣接するトラック間で読み取り誤り（いわゆるＴＭＲ：Track Miss-Read）が生ずる虞がある。よって、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度として、例えば２μｍ以下という高い精度が求められてきている。
　その一方で、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度として、例えば２μｍ以下という高い精度の真円度を実現するためには、コアリング工程（研削工程）において高精度で研削加工を行うことが必要であるが、これは以下の理由による。
　すなわち、コアリング工程において成形された内孔の真円度が良好でない場合には、後のチャンファリング工程において例えば研削砥石の砥粒を粗いものにする等して取り代を大きくしなければならないが、チャンファリング工程での取り代を大きくすると内周端面にクラックが入りやすい。そこで、チャンファリング工程において内周端面の取り代を小さくしてクラックを極力生じさせないようにするため、その前工程であるコアリング工程において高精度で研削加工を行うことが求められているのである。
　ここで、ハードディスクが組み込まれた機器を落下させると、磁気ディスクが内周部から破壊されやすいということが明らかになってきているところ、内周部のクラックをできるだけ存在させないことにより一定の強度を保つ必要がある。
　また、上述した磁気ディスク用ガラス基板に対するクラックの低減は、ハードディスク装置の落下試験における強度を所要の強度を確保することだけでなく、磁気ディスクのより一層の高密度記録化を図る近年の以下の技術からも要請されている。
　すなわち、近年、磁気ディスクのより一層の高密度記録化を図ることを目的として、Ｆｅ－Ｐｔ系、Ｃｏ－Ｐｔ系等の磁気異方性エネルギーが高い磁性材料（高Ｋｕ磁性材料）を使用することが検討されている。高密度記録化のために磁性粒子の粒径を小さくする必要があるが、一方で、粒径が小さくなると、熱揺らぎによる磁気特性の劣化が問題となる。高Ｋｕ磁性材料は熱揺らぎの影響を受けにくいため、高密度記録化に寄与すると期待されている。しかし上記高Ｋｕ磁性材料は、高Ｋｕを実現するために特定の結晶配向状態を得る必要があり、そのため、高温での成膜、あるいは成膜後に高温で熱処理を行う必要がある。そこで、これらの高Ｋｕ磁性材料からなる磁気記録層を形成するためには、ガラス基板には上記高温処理に耐え得る高い耐熱性、即ち高いガラス転移温度（例えば摂氏６００～７００度）を有することが求められる。ここで、ガラス基板の端面にクラックが生じていた場合には、上記熱処理の過程でクラックが進行し、目標とする強度を確保できない可能性がある。そこで、高Ｋｕ磁性材料を使用して高密度記録化を図ることの前提として、従来よりも一層のクラックの低減が求められている。
　磁気ディスク用ガラス基板に対するクラックの低減のために、高精度でコアリング工程を行うことが求められているのは上述したとおりであるが、上記特許文献１に開示されているコアリング工程では、内孔を形成するに当たって高精度な加工を行うことが困難である。すなわち、上記特許文献１に開示されているコアリング工程では、コアドリルの内周研削砥石の研削能力が外周研削砥石の研削能力よりも高いことを特徴とし、そのために例えば外周研削砥石の番手が内周研削砥石の番手よりも大きくすることが開示されているが、そのような内周研削砥石および外周研削砥石の番手の設定では、内孔に対する加工が粗くなり、例えば２μｍ以下という真円度を実現するための表面粗さを実現することは困難である。
　また、内周研削砥石及び外周研削砥石の番手をともに大きくすることにより内孔のみならず外周部の加工精度も向上させることも考えられるが、同時に加工時間の増加を招き、タクトタイムの面で積層による加工のメリットが失われる。
　そこで、本発明は、複数の板状ガラスが積層された積層体から複数の磁気ディスク用ガラス基板を作製するときに、タクトタイムの面で積層による加工のメリットを維持しつつ、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度を所要のレベルまで向上させることを可能とす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。
　本発明の一態様は、
　複数の板状ガラスが積層された積層体を準備する積層体準備工程と、
　大径の円筒状の外周研削砥石と小径の円筒状の内周研削砥石とが同軸に配置される一体型コアドリルを軸を中心に回転させつつ、前記積層体の積層方向に移動させることで、前記積層体を円筒状に研削加工する研削工程と、を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。ここで、内周研削砥石の番手は、前記外周研削砥石の番手より大きく設定されることを特徴とする。
　上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、研削工程は、外周研削砥石と板状ガラスとが接触してなる外周研削面、及び、内周研削砥石と板状ガラスとが接触してなる内周研削面に研削液を供給しながら研削加工を行い、単位時間における内周研削面の単位周長当たりに供給される研削液の量は、外周研削面の単位周長当たりに供給される研削液の量よりも大きいことが好ましい。
　上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、内周研削砥石の番手は、１５０以上８００以下であり、前記外周研削砥石の番手は、１２０以上６００以下であってもよい。
　上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、研削加工の後、前記板状ガラスの端面を研磨する機械加工工程を有するようにしてもよい。
　複数の板状ガラスが積層された積層体から複数の磁気ディスク用ガラス基板を作製するときに、タクトタイムの面で積層による加工のメリットを維持しつつ、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度を所要のレベルまで向上させることができる。
複数の板状ガラスと接着剤が積層された積層体の断面を示す図。 実施形態のコアリング工程において板状ガラスの積層体を研削加工するときの研削装置を示す図。 実施形態のコアリング工程で使用される一体型コアドリルの断面を示す図。
　以下、本実施形態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する。
［磁気ディスク用ガラス基板］
　本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、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、また主表面の平坦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。
　本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成を限定するものではないが、好ましいガラス基板の組成は以下のとおりである。
　例えば、本実施形態のガラス基板は好ましくは、ＳｉＯ２：５８～７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５～２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３～１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４～１３重量％を主成分として含むガラスである。
　本実施形態のガラス基板は特に好ましくは、ＳｉＯ２：６２～７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５～１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：４～１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４～１２重量％、ＺｒＯ２：５．５～１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ２Ｏ／ＺｒＯ２の重量比が０．５～２．０、Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２の重量比が０．４～２．５であるアルミノシリケートガラスである。
　また、別の好適なガラスとしては、重量％で表して、ＳｉＯ２：６１～７０％、Ａｌ２Ｏ３：９～１８％、Ｌｉ２Ｏ：２～３．９％、Ｎａ２Ｏ：６～１３％、Ｋ２Ｏ：０～５％、Ｒ２Ｏ：１０～１６％、（ただし、Ｒ２Ｏ＝Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）、ＭｇＯ：０～３．５％、ＣａＯ：１～ ７％、ＳｒＯ：０～ ２％、ＢａＯ：０～２％、ＲＯ：２～１０％、（ただし、ＲＯ＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）、ＴｉＯ２：０～２％、ＣｅＯ２：０～２％、Ｆｅ２Ｏ３：０～２％、ＭｎＯ：０～１％、ＴｉＯ２＋ＣｅＯ２＋Ｆｅ２Ｏ３＋ＭｎＯ＝０．０１～３％を含有するアルミノシリケートガラスを挙げることができる。
　本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板は、円環状の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、例えば、公称直径２．５インチ、あるいは更に小径（例えば１インチ）の磁気ディスク用ガラス基板として好適である。
［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
　以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について、工程毎に説明する。ただし、各工程の順番は適宜入れ替えてもよい。
　（１）フロート法による板状ガラスの成形およびラッピング工程
　フロート法による板状ガラスの成形工程では、錫などの溶融金属の満たされた浴槽内に、例えば上述した組成の溶融ガラスを連続的に流し入れることで板状ガラスを得る。溶融ガラスは厳密な温度操作が施された浴槽内で進行方向に沿って流れ、最終的に所望の厚さ、幅に調整された板状ガラスが形成される。この板状ガラスから、磁気ディスク用ガラス基板の元となる所定形状の板状ガラスが切り出される。浴槽内の溶融錫の表面は水平であるために、フロート法により得られる板状ガラスは、その表面の平坦度が十分に高いものとなる。上記方法により得られる板状ガラスの厚さは、０．６～１．４ｍｍであり、その表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が０．０１μｍ以下である。
　なお、板状ガラスは、フロート法に限らず、プレス成形、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。
　次に、所定形状に切り出された板状ガラスの両主表面に対して、必要に応じて、アルミナ系遊離砥粒を用いたラッピング加工を行う。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（スラリー）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。なお、フロート法で板状ガラスを成形した場合には、成形後の主表面の粗さの精度が高いため、このラッピング加工を省略してもよい。
　（２）積層体準備工程
　（１）の工程で切り出された板状ガラスは、例えば、目標とする磁気ディスク用ガラス基板のサイズよりも少し大きい所定の矩形形状（例えば、正方形）の板状ガラスである。（例えば、２．５インチの磁気ディスク用ガラス基板を作製する場合には、７５ｍｍ×７５ｍｍの矩形状）。
　積層体準備工程では、２枚の板状ガラスの間に接着剤またはスペーサを順次塗布または貼付することによって、複数の板状ガラスが積層された積層体を準備する。この積層体は、複数の板状ガラスを後述するコアリング工程にて一体的に加工するために作製される。また、この積層体は、コアリング工程後に行われるチャンファリング工程、エッジポリッシング工程においても一体的に加工してもよい。
　図１に、複数の板状ガラスと接着剤が積層された積層体の断面を示す。図１には、積層体５は、板状ガラス５ａ同士の間に接着剤５ｂを塗布または貼付して作製された積層体５が開示されている。ここで、接着剤５ｂは、板状ガラス同士を接着または分離可能であれば如何なるものでも構わない。例えば、紫外線硬化樹脂は、所定の波長の紫外線の照射で容易に固化するため接着作業が容易である。また、紫外線硬化樹脂として、温水あるいは有機溶媒により接着した板状ガラスを容易に剥離させることができるものが好ましい。接着剤としては紫外線硬化樹脂のほか、ワックス、光硬化樹脂、可視光線硬化樹脂等も使用しうる。ワックスは、所定の温度で軟化して液状になり常温で固形状となるので、接着・分離作業が容易である。接着剤の代わりにスペーサを貼付する場合には、樹脂材料、繊維材料、ゴム材料、金属材料、セラミック材料の薄厚のスペーサを使用しうる。接着剤またはスペーサの厚さは、例えば０．０１～２ｍｍ程度である。
　（３）コアリング工程
　コアリング工程は、複数の板状ガラスが積層された積層体５を一体型コアドリルを用いて研削加工して、内孔が形成された円環状板状ガラスの積層体とする工程である。
　以下、本実施形態のコアリング工程（研削工程）について図２および図３を参照して説明する。図２は、本実施形態のコアリング工程において板状ガラスの積層体を研削加工するときの研削装置を示す図である。図３は、本実施形態のコアリング工程で使用される一体型コアドリルの断面を示す図である。
　本実施形態のコアリング工程では、図２に示す研削装置が使用される。
　この研削装置において、主装置１０は、一体型コアドリル２０を駆動する機能と、一体型コアドリル２０に対して研削液としてのクーラントを供給する機能とを備える。一体型コアドリル２０は全体として実質的に円筒形であり、例えば高剛性のステンレス材料のシャフト１２に支持されている。円筒形のシャフト１２は主装置１０に対して自転可能に支持されており、主装置１０内のスピンドルモータ（図示せず）によって所望の回転数で回転駆動される。シャフト１２と一体型コアドリル２０は同心であり、シャフト１２の自転運動によって一体型コアドリル２０は、軸心ブレがほとんど無い状態で高速回転することが可能である。そのため、積層体５を、内孔を備えた円環状板状ガラスの積層体に高精度に研削加工することができるとともに、一体型コアドリル２０の先端が積層体５の表面に当接する加工初期段階において積層体５の表面のガラスが破損することがない。
　図２に示すように、コアリング工程では、一体型コアドリル２０の下方において、積層体５を載置する載置台３０が配置されている。なお、図示していないが、載置台３０は、研削加工中において積層体５が載置台３０の載置面上で横方向に変位することが無いように、積層体５に対するストッパを設けておくことが好ましい。
　本実施形態の研削装置は、図示しないサーボ機構によって主装置１０を昇降させることが可能であり、これにより、一体型コアドリル２０、シャフト１２、クーラント供給ホース１５（後述する）を一体的に昇降させることが可能となっている。
　図３に示すように、一体型コアドリル２０は、大径の円筒状の外周研削砥石２０ａと、小径の円筒状の内周研削砥石２０ｂとが同軸に配置されている。また、図２に示すように、積層体５を載置する載置台３０には、一体型コアドリル２０の外周研削砥石２０ａ、内周研削砥石２０ｂが載置台３０の載置面に衝突することを防止するための外周研削砥石逃がし用溝３０ａ、内周研削砥石逃がし用溝３０ｂが設けられている。
　図２に示すように、主装置１０には複数のクーラント供給ホース１５が取り付けられている。図２に示した例ではクーラント供給ホース１５が２本設けられているが、これに限られない。円筒状の一体型コアドリル２０の外縁に沿って３本以上の任意の数のクーラント供給ホース１５を設けることができる。各クーラント供給ホース１５は可撓性ホースであり、その先端のノズル１５ａは、研削加工前に予め、一体型コアドリル２０の外周研削砥石２０ａと積層体５とが接触してなる外周研削面にクーラントを供給できる位置に向けられている。
　また、シャフト１２の内部にはクーラント供給管１７が設置されており、クーラント供給管１７の先端のノズル１７ａにより、一体型コアドリル２０の内周研削砥石２０ｂと積層体５とが接触してなる内周研削面にクーラントを供給できるようになっている。
　なお、図２に示した研削装置では、外周研削面および内周研削面に対して供給されるクーラントを貯蔵するためのタンク、および当該タンクからクーラントを吐出してクーラント供給ホース１５およびクーラント供給管１７へ導くためのポンプおよび配管については図示を省略している。
　本実施形態のコアリング工程では、図２に示した研削装置を用いて以下のとおり積層体５に対する研削加工が行われる。
　先ず図２に示すように、積層体５を載置台３０上の所定の位置に準備する。この所定の位置に積層体５が置かれている状態では、積層体５は一体型コアドリル２０の下方に位置している。次に、主装置１０を下降させつつ、シャフト１２を例えば１５００～１５０００ｒｐｍ程度で回転させる。これにより、一体型コアドリル２０を、シャフト１２の中心軸回りに回転させつつ、積層体５の積層方向に（つまり、下方に）移動させる。一体型コアドリル２０の下降は、一体型コアドリル２０が載置台３０の外周研削砥石逃がし用溝３０ａおよび内周研削砥石逃がし用溝３０ｂに当接するまで行われる。一体型コアドリル２０による積層体５の研削加工中には、クーラント供給ホース１５のノズル１５ａ、およびクーラント供給管１７のノズル１７ａからクーラントを供給する。一体型コアドリル２０による積層体５の研削加工中において、ノズルから供給されるクーラントを外周研削面と内周研削面に十分に浸透させるため、一定量加工が進行する度に少し（例えば数１００μｍ程度）一体型コアドリル２０を上昇させてクーラントを積層体５の研削面（特に内周研削面）に引き込み、再度加工を進行させてもよい。また、研削加工効率を上げるために、研削加工中において一体型コアドリル２０を上下方向に超音波振動子（図示せず）により微振動させることが好ましい。超音波振動の一例としては、周波数が２０ｋＨｚ、振幅が５～７μｍ程度である。
　本実施形態の一体型コアドリル２０の外周研削砥石２０ａおよび内周研削砥石２０ｂについてさらに説明する。
　外周研削砥石２０ａおよび内周研削砥石２０ｂは、例えば、砥粒としてダイヤモンド、結合材として青銅または鋳鉄を含むメタルボンド砥石であるが、これに限られない。メタルボンド砥石に限らず、樹脂を基礎とした結合材を含むレジンボンド砥石、セラミックス質（ガラス質）の結合材を含むビドリファイドボンド砥石、電解めっきを利用した電着ボンド砥石でもよい。外周研削砥石２０ａの先端の厚さは１～１０ｍｍであり、内周研削砥石２０ｂの先端の厚さは１～１０ｍｍである。
　本実施形態の一体型コアドリル２０において、内周研削砥石２０ｂの番手は、外周研削砥石２０ａの番手よりも大きく設定されている。つまり、内周研削砥石の砥粒は、外周研削砥石の砥粒よりも細かくする。
　内周研削砥石の番手の範囲は、その下限値が磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度の要求仕様に基づいて決定され、その上限値が加工時間（加工のタクトタイム）によって決定される。例えば、磁気ディスク用ガラス基板の内孔の真円度として、２μｍ以下という高い精度の真円度を実現するためには、コアリング工程において上記真円度に極力近付けた表面粗さにしておくことが必要である。後のチャンファリング工程において内周端面の取り代を小さくしてクラックを極力生じさせないようにするためである。かかる観点から内周研削砥石の番手は１５０以上とすることが好ましい。また、コアリング工程全体の加工時間の制約から内周研削砥石の番手は８００以下とすることが好ましい。なお、内周研削砥石の砥粒を細かくすることによって積層体５の内周研削面の方が外周研削面よりも研削抵抗が大きくなるが、内周研削面は加工長が短いため研削抵抗の増大は問題となるレベルにはならない。
　一方、外周研削砥石の番手の範囲は、全体的に内周研削砥石よりも砥粒が粗いものでよいが、磁気ディスク用ガラス基板として内周と外周の目標となる同心度（例えば、５μｍ以下）を実現するため、１２０以上とすることが好ましい。また、外周研削面は加工長が長いため研削抵抗の増大によって研削加工に支障を来たさないように、外周研削砥石の番手は６００以下とすることが好ましい。
　本実施形態の一体型コアドリル２０では、内周研削砥石２０ｂの先端が、外周研削砥石２０ａの先端より突出していることが好ましい。これにより、外周部よりも内周部を先に加工することとなり、加工軸が安定しやすくなる。
　また、本実施形態の研削装置では、単位時間における内周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量（すなわち、クーラント供給管１７のノズル１７ａから供給されるクーラントの量）は、外周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量（すなわち、１または複数のクーラント供給ホース１５のノズル１５ａから供給されるクーラントの量）よりも大きいことが好ましい。本実施形態では、内周研削砥石の番手は、外周研削砥石の番手よりも大きく設定されているため、内周研削面の方が外周研削面よりも研削抵抗が大きくなり、一体型コアドリル２０による加工速度（すなわち、積層体５の積層方向の一体型コアドリル２０の進行速度）が内周の研削速度に依存する。つまり、外周研削砥石の研削能力の方が高いため、内周研削面を時間を掛けて研削している間、外周研削面については早期に研削加工を終えて実質的に研削を行っていない（空回りしている）状態となる。そこで、単位時間における内周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量を、外周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量よりも大きくすることで、周方向の単位長さで見ると、外周研削面よりも内周研削面に多くのクーラントが供給されることになる。これにより、内周研削面における内周研削砥石と積層体５の間の潤滑能力、および内周研削面における切屑排出能力が、外周研削面よりも相対的に向上し、内周研削面の加工時間が短縮するため、コアリング工程における加工時間を短縮させることができる。
　（４）チャンファリング工程
　コアリング工程の後、端部（外周端面及び内周端面）に面取り面を形成するチャンファリング工程が行われる。チャンファリング工程では、コアリング工程によって円筒状に加工された積層体の外周面および内周面に対して、例えば、ダイヤモンド砥粒を用いたメタルボンド砥石等によって面取りが施される。
　（５）端面研磨工程（機械加工工程）
　次に、円環状板状ガラスの端面研磨（エッジポリッシング）が行われる。
　端面研磨では、円環状板状ガラスの内周端面及び外周端面をブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いられる。端面研磨を行うことにより、円環状板状ガラスの端面での塵等が付着した汚染、ダメージあるいはキズ等の損傷の除去を行うことにより、サーマルアスペリティの発生の防止や、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
　（６）積層体分離工程
　コアリング工程、チャンファリング工程及びエッジポリッシング工程により積層体５が加工され、その後、積層体５を１枚ごとの円環状板状ガラスに分離するための積層体分離工程が行われる。例えば、接着剤５ｂの種類によっては、積層体を温水（摂氏８０～９０度）に浸漬させることで接着剤５ｂが軟化し、積層体５を１枚ごとの円環状板状ガラスに分離することができる。
　（７）固定砥粒による研削工程
　固定砥粒による研削工程では、両面研削装置を用いて円環状板状ガラスの主表面に対して研削加工を行う。研削による取り代は、例えば数μｍ～１００μｍ程度である。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円環状板状ガラスが狭持される。そして、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、円環状板状ガラスと各定盤とを相対的に移動させることで、この円環状板状ガラスの両主表面を研削することができる。
　（８）第１研磨（主表面研磨）工程
　次に、研削された円環状板状ガラスの主表面に第１研磨が施される。第１研磨による取り代は、例えば数μｍ～５０μｍ程度である。第１研磨は、固定砥粒による研削により主表面に残留したキズ、歪みの除去を目的とする。第１研磨では例えば、固定砥粒による研削工程で用いた両面研削装置を用いる。このとき、固定砥粒による研削と異なる点は、研削パッドの代わりにスラリーに混濁した遊離砥粒を用いることと、樹脂ポリッシャを用いることである。
　第１研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリーに混濁させた酸化セリウム等の微粒子（粒子サイズ：直径１～２μｍ程度）が用いられる。
　（９）化学強化工程
　次に、第１研磨後の円環状板状ガラスは化学強化される。
　化学強化液として、例えば硝酸カリウム（６０重量％）と硫酸ナトリウム（４０重量％）の混合液等を用いることができる。化学強化では、化学強化液が、例えば３００℃～４００℃に加熱され、洗浄した円環状板状ガラスが、例えば２００℃～３００℃に予熱された後、円環状板状ガラスが化学強化液中に、例えば３時間～４時間浸漬される。この浸漬の際には、円環状板状ガラスの両主表面全体が化学強化されるように、複数の円環状板状ガラス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。
　このように、円環状板状ガラスを化学強化液に浸漬することによって、円環状板状ガラスの表層のリチウムイオン及びナトリウムイオンが、化学強化液中のイオン半径が相対的に大きい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、円環状板状ガラスが強化される。なお、化学強化処理された円環状板状ガラスは洗浄される。例えば、硫酸で洗浄された後に、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等で洗浄される。
　（１０）第２研磨（最終研磨）工程
　次に、化学強化されて十分に洗浄された円環状板状ガラスに第２研磨が施される。第２研磨による取り代は、例えば１μｍ程度である。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨では例えば、固定砥粒による研削および第１研磨で用いた両面研削装置を用いる。このとき、第１研磨と異なる点は、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研磨に用いる遊離砥粒として、例えば、スラリー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０．１μｍ程度）が用いられる。
　研磨された円環状板状ガラスを中性洗剤、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。
［磁気ディスク］
　磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板（以下、ガラス基板）を用いて以下のようにして得られる。
　磁気ディスクは、例えばガラス基板の主表面上に、主表面に近いほうから順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
　例えば基板を真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、基板主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、同一チャンバ内で、表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、磁気記録媒体を形成することができる。その後、例えばＰＦＰＥ（ポリフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成することができる。
　以下に、本発明を実施例によりさらに説明する。但し、本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。
　（１）溶融ガラスの作製
　以下の組成のガラスが得られるように原料を秤量し、混合して調合原料とした。この原料を熔融容器に投入して加熱、熔融し、清澄、攪拌して泡、未熔解物を含まない均質な熔融ガラスを作製した。得られたガラス中には泡や未熔解物、結晶の析出、熔融容器を構成する耐火物や白金の混入物は認められなかった。
　［ガラスの組成］
　ＳｉＯ２：５８～７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５～２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３～１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４～１３重量％を主成分として含むガラス
　（２）積層体の作製
　錫を含む溶融金属の満たされた浴槽内に、上述した組成の溶融ガラスを連続的に流し入れるフロート法により厚さ１．０ｍｍの板状ガラスを得た。この板状ガラスの表面粗さＲａは厚さ０．０１μｍであった。この板状ガラスを切り出し、切り出した板状ガラスを、その表面に接着剤としての可視光線硬化樹脂材を均一に塗布した上で積層して積層体を作製した。さらに積層体を両面から圧縮させながら可視光線を照射させて樹脂材を硬化させ、積層された板状ガラスが分離しないようにした。
　［実施例の積層体］
　・板状ガラスの大きさ：７５ｍｍ×７５ｍｍ
　・積層枚数：２５枚
　・接着剤：可視光線硬化樹脂材（株式会社アーデル、クリアプレストＣＰ４０２２）
　・接着層の厚さ：３０μｍ
　（３）積層体の加工
　図２に示した配置のとおり積層体を載置台上に固定し、コアリングによる研削加工を行った。このときの一体型コアドリルの回転速度を５０００ｒｐｍとし、上下方向に超音波振動（２０ｋＨｚ，振幅５～７μｍ）させながら研削加工を行い、２．５インチの円環状板状ガラス（内孔の径φ２０ｍｍ、外径φ６５ｍｍ）を作製した。また、研削加工中において、内周研削面および外周研削面には表１に示すクーラントの量を供給した。また、外周研削砥石および内周研削砥石は、ダイヤモンド砥粒を用いたメタルボンド砥石（結合材：鋳鉄）とし、以下の表１に示すように、内周研削砥石の番手と外周研削砥石の番手について複数の組合せによる研削加工を行い、タクトタイムを測定した。
　なお、表１において、比較例１は、内周研削砥石の番手が外周研削砥石の番手よりも小さい場合の例であり、比較例２は、内周研削砥石の番手と外周研削砥石の番手が等しい場合の例である。実施例１～４はすべて、内周研削砥石の番手が外周研削砥石の番手よりも大きい場合の例である。また、実施例１、２および４は、単位時間における内周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量が、外周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量よりも大きいという条件を満たす場合の例であり、実施例３は、その条件を満たさない場合の例である。
　コアリングの研削加工の後、円筒状に加工された積層体の外周面および内周面に対して、ダイヤモンド砥粒を用いメタルボンド砥石（結合材：鋳鉄）を用いたチャンファリング加工によって面取りを施した。このときのメタルボンド砥石の番手は４００とした。
　（４）積層体分離および端面研磨
　次に、円筒状の積層体を温水（摂氏８０～９０度）に浸漬させて複数の円環状板状ガラスに分離した。このとき、各円環状板状ガラスの表面に異常は見られなかった。その後、酸化セリウムの微粒子を遊離砥粒として含むスラリーが用いて、円環状板状ガラスの内周端面および外周端面をブラシ研磨により鏡面仕上げを行ってガラス基板を得た。
　（５）ガラス基板の内周の真円度の評価
　得られたガラス基板の真円度を測定するとともに、ガラス基板の内周端面のクラックの有無についてレーザー顕微鏡により観測した結果を、以下の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示したように、内周研削砥石の番手を前記外周研削砥石の番手よりも大きくすることにより、クラックを発生させることなく、目標の真円度（２μｍ）を達成させつつ、タクトタイムを抑えることができた。
　比較例１において真円度が悪化した理由としては、外周研削砥石の加工抵抗が内周研削砥石の加工抵抗よりも大きくなるため、同軸で内外周を加工すると加工速度に差が生じてしまい、安定した加工ができなくなったためと考えられる。
　また、単位時間における内周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量が、外周研削面の単位周長当たりに供給されるクーラントの量よりも大きいという条件を満たさない場合（実施例３）には、その条件を満たす場合（実施例２）と比べてタクトタイムが延びる結果となった。
　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勿論である。
　５　　　積層体
　５ａ　　板状ガラス素材
　５ｂ　　接着剤
　１０　　主装置
　１２　　シャフト
　１５　　クーラント供給ホース
　１５ａ　ノズル
　１７　　クーラント供給管
　１７ａ　ノズル
　２０　　一体型コアドリル
　２０ａ　外周研削砥石
　２０ｂ　内周研削砥石
　３０　　載置台
　３０ａ　外周研削砥石逃がし用溝
　３０ｂ　内周研削砥石逃がし用溝

Claims (4)

  1. 　複数の板状ガラスが積層された積層体を準備する積層体準備工程と、
    　大径の円筒状の外周研削砥石と小径の円筒状の内周研削砥石とが同軸に配置される一体型コアドリルを軸を中心に回転させつつ、前記積層体の積層方向に移動させることで、前記積層体を円筒状に研削加工する研削工程と、を有し、
    　前記内周研削砥石の番手は、前記外周研削砥石の番手より大きい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. 　前記研削工程は、前記外周研削砥石と前記板状ガラスとが接触してなる外周研削面、及び、前記内周研削砥石と前記板状ガラスとが接触してなる内周研削面に研削液を供給しながら研削加工を行い、
    　単位時間における前記内周研削面の単位周長当たりに供給される研削液の量は、前記外周研削面の単位周長当たりに供給される研削液の量よりも大きい、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. 　前記内周研削砥石の番手は、１５０以上８００以下であり、前記外周研削砥石の番手は、１２０以上６００以下である、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. 　前記研削加工の後、前記板状ガラスの端面を研磨する機械加工工程を有する、請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
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