WO2014103984A1

WO2014103984A1 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法

Info

Publication number: WO2014103984A1
Application number: PCT/JP2013/084418
Authority: WO
Inventors: 小松　隆史
Original assignee: Hoya株式会社
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-07-03
Also published as: JPWO2014103984A1; CN104812529B; JP6042453B2; CN104812529A

Abstract

　工程（１８）は、キャリアおよびガラス基板を定盤上に配置する工程と、サンギアおよびインターナルギアを用いてキャリアを回転させてガラス基板の表面を研磨する第１摺動工程と、キャリアおよび他のガラス基板を定盤上に配置する工程と、サンギアおよびインターナルギアを用いてキャリアを回転させて他のガラス基板の表面を研磨する第２摺動工程と、第１摺動工程よりも後であって第２摺動工程よりも前に行なわれ、第２摺動工程においてサンギアの歯面にキャリアが噛合するべき位置のサンギアの歯面内の高さを、第１摺動工程においてサンギアの歯面にキャリアが噛合していた位置のサンギアの歯面内の高さと異ならせる変更工程と、を備える。

Description

情報記録媒体用ガラス基板の製造方法

　本発明は、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に関する。

　コンピューターなどの情報記録装置には、情報記録媒体が搭載される。一般的に、情報記録媒体を製造するためにはガラス基板が用いられる。ガラス基板上には、磁気薄膜層が形成される。磁気薄膜層を磁気ヘッドで磁化することにより、磁気薄膜層に情報を記録することができる。近年、情報記録媒体の記録密度は高まる傾向にある。たとえば、２．５インチの情報記録媒体１枚で、５００ＧＢの記録容量を有するものも開発されており、より高い表面品質を有する情報記録媒体用ガラス基板が求められている。

　情報記録媒体用ガラス基板を製造する際、ガラス基板の表面を研磨するために両面研磨装置が用いられる。ガラス基板は、たとえば特開２００８－００６５２６号公報（特許文献１）に開示されるようなキャリア（研磨キャリアともいう）に保持される。ガラス基板がキャリアに保持された状態で、ガラス基板の表面は両面研磨装置の研磨パッドによって研磨される。

特開２００８－００６５２６号公報

　本発明は、より高い表面品質を有する情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

　本発明に基づく情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、研磨用のキャリアおよびガラス基板を両面研磨機の定盤上に配置する第１セット工程と、サンギアおよびインターナルギアの双方の歯面に上記キャリアの外周を噛合させた状態で上記サンギアおよび上記インターナルギアを用いて上記キャリアを回転させ、研磨パッドの研磨面に対して上記ガラス基板を摺接させて上記ガラス基板の表面を研磨する第１摺動工程と、上記キャリアおよび他のキャリアのうちの一方のキャリアならびに他のガラス基板を上記両面研磨機の上記定盤上に配置する第２セット工程と、上記サンギアおよび上記インターナルギアの双方の歯面に上記一方のキャリアの外周を噛合させた状態で上記サンギアおよび上記インターナルギアを用いて上記一方のキャリアを回転させ、上記研磨パッドの上記研磨面に対して上記他のガラス基板を摺接させて上記他のガラス基板の表面を研磨する第２摺動工程と、上記第１摺動工程よりも後であって上記第２摺動工程よりも前に行なわれ、上記サンギアの軸方向に対して平行な方向の位置を高さという場合、上記サンギアの歯面のうちの上記第１摺動工程において上記キャリアが噛合していた部分を第１箇所とし、上記サンギアの歯面のうちの上記第２摺動工程において上記一方のキャリアが噛合するべき部分を第２箇所とし、上記インターナルギアの歯面のうちの上記第１摺動工程において上記キャリアが噛合していた部分を第３箇所とし、上記インターナルギアの歯面のうちの上記第２摺動工程において上記一方のキャリアが噛合するべき部分を第４箇所とすると、上記サンギアの歯面内における上記第２箇所の高さ方向の位置を上記第１箇所と異ならせること、および、上記インターナルギアの歯面内における上記第４箇所の高さ方向の位置を上記第３箇所と異ならせること、のうちの少なくともいずれかを有する高さ変更工程と、を備える。

　好ましくは、上記高さ変更工程においては、上記サンギアと上記サンギアを支持する部材との間、および上記インターナルギアと上記インターナルギアを支持する部材との間にスペーサー部材がそれぞれ設けられる。

　好ましくは、上記高さ変更工程においては、上記サンギアおよび上記インターナルギアが上記軸方向において上下反転される。

　好ましくは、上記第１摺動工程よりも後であって上記高さ変更工程よりも前に行なわれ、上記サンギアの歯面およびまたは上記インターナルギアの歯面に形成された凹溝の深さを測定する測定工程をさらに備え、上記凹溝は、上記第１摺動工程において上記サンギアおよび上記インターナルギアの双方の歯面に上記キャリアの外周が噛合した状態で上記キャリアが回転したことによって形成されたものであり、上記測定工程において測定される上記凹溝の深さが上記キャリアの外径に対して百分率で０．１４以上となるまで、上記第１セット工程および上記第１摺動工程は繰り返される。

　好ましくは、上記高さ変更工程が行われた直後の上記第２セット工程および上記第２摺動工程においては、未使用状態にある上記他のキャリアが上記一方のキャリアとして用いられる。

　本発明によれば、より高い表面品質を有する情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を得ることができる。

実施の形態１における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を使用して製造された情報記録媒体用ガラス基板を示す斜視図である。実施の形態１における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を使用して製造された情報記録媒体用ガラス基板を備える磁気ディスク（情報記録媒体）を示す斜視図である。実施の形態１における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を示すフロー図である。実施の形態１における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に含まれる第２ポリッシュ工程Ｓ１８の詳細を示すフロー図である。実施の形態１における第２ポリッシュ工程Ｓ１８で用いられる両面研磨装置を示す側面図である。図５中のＶＩ－ＶＩ線に沿った矢視断面図である。図６中のＶＩＩ線で囲まれる領域を拡大して示す図である。図７中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。実施の形態１における第２ポリッシュ工程Ｓ１８で用いられる両面研磨装置が研磨加工を行っている時の様子を示す断面図である。図９に示す両面研磨装置に用いられるインターナルギアの歯面にキャリアの噛合歯を噛合させた状態を示す斜視図である。図１０中の矢印ＸＩ方向からインターナルギアの歯面を見た時の様子を模式的に示す図（歯面を周方向に展開した図）である。図１０に示すインターナルギアの使用後の状態を示す斜視図である。図１２中の矢印ＸＩＩＩ方向からインターナルギアの歯面を見た時の様子を模式的に示す図（歯面を周方向に展開した図）である。図１３に示すインターナルギアの使用後の状態を模式的に示す図である。図１４に示すインターナルギアの使用後の状態を模式的に示す図（歯面を周方向に展開した図）である。図１５に示すインターナルギアの使用後の状態を模式的に示す図（歯面を周方向に展開した図）である。実施の形態１における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に含まれる高さ変更工程が行われた後の状態を示す断面図である。実施の形態１における第２ポリッシュ工程Ｓ１８で用いられる両面研磨装置が研磨加工を行っている時の他の様子を示す断面図である。実施の形態２における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に含まれる高さ変更工程が行われた後の状態を示す断面図である。実施の形態３における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法に含まれる第２ポリッシュ工程Ｓ１８Ａの詳細を示すフロー図である。実験例に係る実験条件を示す図である。実験例に係る実験結果を示す図である。

　本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。各実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。

　［実施の形態１］
　図１および図２を参照して、本実施の形態に基づく情報記録媒体用ガラス基板の製造方法を使用して製造されたガラス基板１Ｇ、およびガラス基板１Ｇを備えた磁気ディスク１（情報記録媒体）について説明する。

　（ガラス基板１Ｇ）
　図１に示すように、磁気ディスク１（図２参照）に用いられるガラス基板１Ｇ（情報記録媒体用ガラス基板）は、中心に孔１１が形成された円盤形状を有している。ガラス基板１Ｇは、表主表面１４、裏主表面１５、内周端面１３、および外周端面１２を含んでいる。内周端面１３の表主表面１４側の部分には、テーパー形状を有するチャンファ面１３ａが設けられ、内周端面１３の裏主表面１５側の部分には、テーパー形状を有するチャンファ面１３ｂ（図２参照）が設けられている。

　ガラス基板１Ｇは、たとえば０．８インチ、１．０インチ、１．８インチ、２．５インチ、または３．５インチの大きさを有している。ガラス基板１Ｇの厚さは、たとえば０．３０ｍｍ～２．２ｍｍである。本実施の形態におけるガラス基板１Ｇは、約６５ｍｍの外径と、約２０ｍｍの内径と、約０．８ｍｍの厚さとを有している。ガラス基板１Ｇの厚さとは、ガラス基板１Ｇ上の点対称となる任意の複数の点で測定した値の平均によって算出される値である。

　（磁気ディスク１）
　図２に示すように、磁気ディスク１は、ガラス基板１Ｇと、表主表面１４上に成膜された磁気薄膜層１６（磁気記録層）とを備えている。本実施の形態における磁気薄膜層１６は、表主表面１４上にのみ形成されているが、裏主表面１５上にさらに形成されていてもよい。磁気薄膜層１６は、磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂をガラス基板１Ｇの表主表面１４上にスピンコートすることによって形成される（スピンコート法）。磁気薄膜層１６は、スパッタリング法または無電解めっき法等を使用して形成されていてもよい。

　ガラス基板１Ｇの表主表面１４に形成される磁気薄膜層１６の膜厚は、スピンコート法の場合は約０．３μｍ～約１．２μｍ、スパッタリング法の場合は約０．０４μｍ～約０．０８μｍ、無電解めっき法の場合は約０．０５μｍ～約０．１μｍである。磁気薄膜層１６の成膜に用いる磁性材料としては、結晶異方性の高いＣｏを基本とし、残留磁束密度を調整する目的でＮｉやＣｒを加えたＣｏ系合金などを用いるとよい。熱アシスト記録に好適な磁性材料として、ＦｅＰｔ系の材料が用いられてもよい。

　磁気ヘッドに対する滑りをよくするために、磁気薄膜層１６の表面に薄い潤滑剤をコーティングしてもよい。潤滑剤としては、たとえばパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。必要に応じて下地層や保護層を設けてもよい。

　下地層は、磁性膜の種類に応じて選択される。下地層の材料としては、たとえば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、およびＮｉなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。下地層は、単層構造を有していてもよく、同一または異種の層を積層した複数層構造を有していてもよい。複数層構造としては、たとえば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等が挙げられる。

　磁気薄膜層１６の摩耗や腐食を防止する保護層としては、たとえば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層およびシリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜など共にインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。これらの保護層は、単層構造を有していてもよく、同一または異種の層を積層した複数層構造を有していてもよい。

　上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。たとえば、上記保護層に替えて、テトラアルコキシシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散してＣｒ層の上に塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）層をその上に形成してもよい。

　（ガラス基板１Ｇの製造方法）
　図３を参照して、本実施の形態に係るガラス基板１Ｇの製造方法を説明する。当該製造方法は、工程Ｓ１０～Ｓ１９を備える。ガラス溶融工程Ｓ１０においては、ガラス素材が溶融される。成形工程Ｓ１１においては、上型および下型を用いて溶融ガラス素材がプレス成形される。成形により、ガラス基板が得られる。ガラス基板は、板ガラスから切り出して作製してもよい。ガラス基板の組成は、たとえばアルミノシリケートガラスである。

　第１ラップ工程Ｓ１２においては、遊星歯車機構を有する両面ラッピング装置を用いて、ガラス基板の両主表面にラッピング加工が施される。ガラス基板に対して上下方向からラップ定盤が押圧され、砥粒および研削液をガラス基板の両主表面上に供給しながら、ガラス基板とラップ定盤とが相対的に移動される。砥粒としては、アルミナ等が使用される。ラッピング加工により、おおよそ平坦な面形状を有するガラス基板が得られる。

　コアリング工程Ｓ１３においては、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、ガラス基板の中心部に孔が形成される。ダイヤモンド砥石を用いて、ガラス基板の内周端面および外周端面に面取り加工が施される。第２ラップ工程Ｓ１４においては、ガラス基板の両主表面に、第１ラップ工程Ｓ１２と同様なラッピング加工が施される。両主表面に形成された微細な凹凸形状は除去される。

　外周／内周研磨工程Ｓ１５においては、ブラシを用いて、ガラス基板の外周端面および内周端面に鏡面研磨加工が施される。研磨砥粒としては、たとえば酸化セリウム砥粒を含むスラリーが用いられる。第１ポリッシュ工程Ｓ１６においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置を用いて、ガラス基板の両主表面が研磨される。研磨剤としては、たとえば約１μｍの平均粒径を有する酸化セリウム砥粒が用いられる。第１および第２ラップ工程（Ｓ１２，Ｓ１４）において両主表面に残留したキズや反りは矯正される。

　化学強化工程Ｓ１７においては、ガラス基板の両主表面に圧縮応力層が形成される。硝酸カリウム（７０％）と硝酸ナトリウム（３０％）との混合溶液を３００℃に加熱し、混合溶液中に、ガラス基板が約３０分間浸漬される。圧縮応力層が形成され、ガラス基板の両主表面および両端面が強化される。

　第２ポリッシュ工程Ｓ１８においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置を用いて、ガラス基板の両主表面に精密研磨加工が施される。研磨剤としては、たとえば平均粒径が約２０ｎｍのコロイダルシリカが用いられる。両主表面に残存している微小欠陥等は解消され、両主表面は鏡面状に仕上げられる。微細な反りも解消され、両主表面は所望の平坦度を有することとなる。第２ポリッシュ工程Ｓ１８の更なる詳細については、図４等を参照して後述する。

　最終洗浄工程Ｓ１９においては、ガラス基板の両主表面および両端面が洗浄され、その後、ガラス基板は適宜乾燥される。本実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法は、以上のように構成される。このガラス基板の製造方法を用いることで、図１に示すガラス基板１Ｇが得られる。上述のとおり、ガラス基板１Ｇに磁気薄膜層を形成することによって、図２に示す磁気ディスク１が得られる。

　（第２ポリッシュ工程Ｓ１８）
　図４～図１８を参照して、第２ポリッシュ工程Ｓ１８の詳細について説明する。図４に示すように、第２ポリッシュ工程Ｓ１８は、工程Ｓ１８１～Ｓ１８７を備える。上述のとおり、第２ポリッシュ工程Ｓ１８においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置を用いて、ガラス基板の両主表面に精密研磨加工が施される。

　図５～図８を参照して、第２ポリッシュ工程Ｓ１８で用いられる両面研磨装置１００について説明する。図５は、両面研磨装置１００を示す側面図である。図６は、図５中のＶＩ－ＶＩ線に沿った矢視断面図である。図７は、図６中のＶＩＩ線で囲まれる領域を拡大して示す図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った矢視断面図である。

　図５に示すように、両面研磨装置１００は、上定盤２０、上研磨パッド２１、下定盤３０および下研磨パッド３１を備える。上定盤２０および下定盤３０は、円柱状の形状を有する。上研磨パッド２１は、上定盤２０の下定盤３０に対向する側（ガラス基板側）の下面に装着されている。下研磨パッド３１は、下定盤３０の上定盤２０に対向する側（ガラス基板側）の上面に装着されている。上定盤２０の下面および下定盤３０の上面は、相互に平行であり、相互に逆向きに回転する。

　上研磨パッド２１および下研磨パッド３１は、ガラス基板の両主表面を研磨するための加工部材である。上研磨パッド２１および下研磨パッド３１としては、たとえばポリウレタン製のスウェードパッドが用いられる。下定盤３０と対向する上研磨パッド２１の表面は、上研磨面２２を形成する。上定盤２０と対向する下研磨パッド３１の表面は、下研磨面３２を形成する。

　図６および図７に示すように、下研磨面３２（図６参照）の上には、円盤状の形状を有する研磨用のキャリア６０が複数配置される。キャリア６０は、複数の円孔を有する保持部６１（図７参照）を備え、キャリア６０の外周には、複数の噛合歯６２が設けられる。キャリア６０の厚さは、たとえば６５０μｍである。

　ガラス基板１Ｇは、保持部６１（図７参照）に設けられた円孔の中に配置される。ガラス基板１Ｇの厚さは、たとえば８１０μｍである。下定盤３０（図６参照）の中央部には、サンギア４０が設けられる。下定盤３０（図６参照）の周縁部には、インターナルギア５０がサンギア４０と同軸状に設けられる。サンギア４０の回転軸に対して平行な方向において、サンギア４０およびインターナルギア５０は、キャリア６０よりも厚い厚さを有している。

　キャリア６０がサンギア４０とインターナルギア５０との間に配置された状態において、キャリア６０の噛合歯６２は、サンギア４０の歯面４２およびインターナルギア５０の歯面５２の双方に噛合する。キャリア６０は、サンギア４０およびインターナルギア５０を用いて回転される。本実施の形態においては、サンギア４０が回転駆動されることによって、キャリア６０は自転しながらサンギア４０の周りを公転する。

　図８に示すように、キャリア６０に保持されたガラス基板１Ｇの裏主表面は、下研磨パッド３１の下研磨面３２に接触している。この状態で、上定盤２０は、下定盤３０側に向かって鉛直方向に沿って下降移動する（白抜き矢印参照）。その後、上研磨パッド２１の上研磨面２２は、キャリア６０に保持されたガラス基板１Ｇの表主表面に接触する。

　図９に示すように、ガラス基板１Ｇは、上研磨パッド２１および下研磨パッド３１の間に挟み込まれる。上定盤２０および下定盤３０によって、ガラス基板１Ｇにはその厚さ方向に所定の応力が加えられる。ガラス基板１Ｇの両主表面は、上研磨面２２および下研磨面３２に押圧される。

　この状態で、コロイダルシリカなどの研磨液を供給しつつ、ガラス基板１Ｇの表主表面に対して上研磨面２２が相対移動し、ガラス基板１Ｇの裏主表面に対して下研磨面３２が相対移動する。上研磨面２２がガラス基板１Ｇの表主表面に対して摺接することにより、ガラス基板１Ｇの表主表面が研磨される。下研磨面３２がガラス基板１Ｇの裏主表面に対して摺接することにより、ガラス基板１Ｇの裏主表面が研磨される。ガラス基板の両主表面は、同時に研磨される。

　図４を再び参照して、工程Ｓ１８１～Ｓ１８７について具体的に説明する。第１セット工程Ｓ１８１においては、複数のガラス基板１Ｇ（図６参照）が準備され、キャリア６０に固定される。複数のガラス基板１Ｇを保持したキャリア６０は、サンギア４０とインターナルギア５０との間に配置される。この構成に限られず、サンギア４０とインターナルギア５０との間に既に配置されているキャリア６０の円孔の中に、複数のガラス基板１Ｇを配置してもよい。この場合には、キャリア６０はガラス基板１Ｇを固定する必要はなく、ガラス基板１Ｇと円孔の内周面との間にクリアランスが確保されていてもよい。

　図１０は、インターナルギア５０の歯面５２にキャリア６０の噛合歯６２を噛合させた状態を示す斜視図である。この状態においては、インターナルギア５０の歯面５２の歯先５３は、ごく緩やかな円筒面の平坦な面形状を有し、サンギア４０（図７参照）の回転軸に対して平行な方向に沿って延びている。図１１は、図１０中の矢印ＸＩ方向からインターナルギア５０の歯面５２を見た時の様子を模式的に示す図（歯面５２を周方向に展開した図）である。図１０および図１１に示す噛合状態は、サンギア４０（図７参照）とキャリア６０との間においても同様である。サンギア４０の歯面４２の歯先も、平坦な面形状を有し、サンギア４０（図７参照）の回転軸に対して平行な方向に沿って延びている。

　第１摺動工程Ｓ１８２（図４参照）においては、サンギア４０の歯面４２およびインターナルギア５０の歯面５２の双方にキャリア６０の噛合歯６２を噛合させた状態で、ガラス基板１Ｇ（図８および図９参照）が上研磨パッド２１および下研磨パッド３１の間に挟み込まれる。サンギア４０およびインターナルギア５０を用いて、キャリア６０が回転される。上研磨パッド２１の上研磨面２２および下研磨パッド３１の下研磨面３２に対してガラス基板１Ｇの両主表面が摺接される。ガラス基板１Ｇの両主表面が研磨される。

　取出工程Ｓ１８３（図４参照）においては、両面研磨装置１００からガラス基板１Ｇが取り出される。第１摺動工程Ｓ１８２の完了後、ガラス基板１Ｇは、キャリア６０に保持されている場合もあるし、上研磨パッド２１の上研磨面２２に貼り付いている場合もあるし、下研磨パッド３１の下研磨面３２に貼り付いている場合もある。両面研磨装置１００からガラス基板１Ｇを取り外す場合には、キャリア６０、上研磨パッド２１または下研磨パッド３１からガラス基板１Ｇを取り外すことを含んでいる。

　第２ポリッシュ工程Ｓ１８（図４参照）を行なうべきガラス基板１Ｇが他にも残っている場合には、換言すると、ガラス溶融工程Ｓ１０から化学強化工程Ｓ１７までが行なわれたガラス基板１Ｇが他にも残っている場合には、第１セット工程Ｓ１８１、第１摺動工程Ｓ１８２および取出工程Ｓ１８３は、それらのガラス基板１Ｇに対して繰り返し行われるとよい。

　図１２は、第１セット工程Ｓ１８１、第１摺動工程Ｓ１８２および取出工程Ｓ１８３が複数回繰り返し行われた後の、若しくは、１回の第１セット工程Ｓ１８１、第１摺動工程Ｓ１８２および取出工程Ｓ１８３が行なわれた後のインターナルギア５０の歯面５２を示す斜視図である。図１３は、図１２中の矢印ＸＩＩＩ方向からインターナルギア５０の歯面５２を見た時の様子を模式的に示す図（歯面５２を周方向に展開した図）である。

　図１２および図１３に示すように、上記の第１摺動工程Ｓ１８２においてインターナルギア５０の歯面５２にキャリア６０の噛合歯６２が噛合した状態でキャリア６０が回転することによって、歯面５２には凹溝７０が形成される。凹溝７０は、歯面５２の摩耗によって形成されるものであり、歯面５２の歯先５３から、インターナルギア５０の径方向の外側に向かって凹む形状を有している。インターナルギア５０を繰り返し使用すると、凹溝７０は徐々に成長する。

　図１４を参照して、インターナルギア５０の使用状態によっては、凹溝７０は歯面５２の歯元５４まで成長することもある。インターナルギア５０を使用し続けると、凹溝７０は、さらに成長する。図１５を参照して、インターナルギア５０をさらに使用し続けると、複数の凹溝７０（図１４参照）は、繋がって一本の連続した環状凹溝７１を形成する。サンギア４０の回転軸に対して平行な方向（図１５紙面上下方向）において、環状凹溝７１の幅寸法Ｈ７１は、キャリア６０の噛合歯６２の厚さの値に略等しい。本実施の形態では、凹溝７０が歯面５２の歯先の側から成長する例を示しているが、キャリア６０の噛合歯６２の形状とインターナルギア５０の歯面５２の形状との相互関係によっては、凹溝７０は歯面５２の側面側の部分または歯面５２の歯元から成長する場合もある。

　図１６を参照して、インターナルギア５０をさらに使用し続けると、環状凹溝７１は成長し、環状凹溝７２を形成する。環状凹溝７２は、サンギア４０の回転軸に対して平行な方向において上下にうねる形状を有する。環状凹溝７２の幅寸法Ｈ７２は、環状凹溝７１の幅寸法Ｈ７１（図１５参照）よりも大きい。この状態に至ると、インターナルギア５０の歯面５２はもはや劣化した状態を形成し、インターナルギア５０の歯面５２は、キャリア６０の噛合歯６２に適切に噛合しにくくなる。図１２～図１６で説明したことについては、サンギア４０についても同様である。サンギア４０の歯面４２には、凹溝７３（図１７参照）が形成される。

　図１６に示すように、キャリア６０は、サンギア４０の回転軸に対して直交する平面に対して傾いた状態でサンギア４０およびインターナルギア５０に噛合する場合もある。キャリア６０が傾いた状態でガラス基板１Ｇに研磨が行われると、上研磨パッド２１の上研磨面２２および下研磨パッド３１の下研磨面３２は、傾いたキャリア６０との接触によって損傷する。損傷した上研磨パッド２１および下研磨パッド３１を用いて研磨が行われた場合、ガラス基板１Ｇの両主表面には微細なピットまたは付着物が欠陥として形成される。この欠陥は、ガラス基板１Ｇが磁気ディスク１として用いられた時に、リード／ライトエラーおよびヘッドクラッシュなどを誘発する。

　（高さ変更工程Ｓ１８４）
　本実施の形態の第２ポリッシュ工程Ｓ１８においては、キャリア６０が傾くことを防止するために、高さ変更工程Ｓ１８４（図４参照）が行なわれる。高さ変更工程Ｓ１８４は、一定回数の第１摺動工程Ｓ１８２が行なわれた後、第１摺動工程Ｓ１８２における延べ研磨時間が所定の時間（たとえば５０時間）に到達した後、または一定の期間（１ケ月など）が経過した後等に行なわれるとよい。高さ変更工程Ｓ１８４は、後述する第２摺動工程Ｓ１８６よりも前に行なわれる。

　図１７を参照して、本実施の形態の高さ変更工程Ｓ１８４においては、サンギア４０とサンギア４０を支持する部材４８との間にスペーサー部材４６が設けられ、インターナルギア５０とインターナルギア５０を支持する部材５８との間にスペーサー部材５６が設けられる。サンギア４０およびインターナルギア５０は、いわゆる嵩上げされた状態となる。図１７中の点線は、サンギア４０およびインターナルギア５０が嵩上げされる前に配置されていた位置を示している。

　サンギア４０の歯先４３に形成されていた凹溝７３の位置は、サンギア４０の回転軸に対して平行な方向において、上方向に変更される。インターナルギア５０の歯先５３に形成されていた凹溝７０の位置も、サンギア４０の回転軸に対して平行な方向において、上方向に変更される。

　サンギア４０の軸方向（回転軸）に対して直交する仮想平面９０を描き、仮想平面９０から軸方向における任意の位置までの寸法を高さとする。嵩上げ前に高さ位置Ｈ４０を有していたサンギア４０は、嵩上げ後には高さ位置Ｈ４１を有することとなる。嵩上げ前に高さ位置Ｈ５０を有していたインターナルギア５０は、嵩上げ後には高さ位置Ｈ５１を有することとなる。

　すなわち、サンギア４０の軸方向に対して平行な方向を高さ方向という場合、サンギア４０の歯面４２のうち、第１摺動工程Ｓ１８２においてキャリア６０が噛合していた部分を第１箇所Ａとし、サンギア４０の歯面４２のうち、第２摺動工程Ｓ１８６においてキャリア６０が噛合するべき部分を第２箇所Ｂとすると、サンギア４０の歯面４２内における第２箇所Ｂの高さ方向の位置は、サンギア４０の歯面４２内における第１箇所Ａの高さ方向の位置と異なる位置である。サンギア４０の歯面４２内での第２箇所Ｂの高さ方向における位置は、サンギア４０の歯面４２内での第１箇所Ａの高さ方向における位置から、高さ変更工程Ｓ１８４を経ることによって変更されている。

　インターナルギア５０についても同様に、インターナルギア５０の歯面５２のうち、第１摺動工程Ｓ１８２においてキャリア６０が噛合していた部分を第３箇所Ｃとし、インターナルギア５０の歯面５２のうち、第２摺動工程Ｓ１８６においてキャリア６０が噛合するべき部分を第４箇所Ｄとすると、インターナルギア５０の歯面５２内における第４箇所Ｄの高さ方向の位置は、インターナルギア５０の歯面５２内における第３箇所Ｃの高さ方向の位置と異なる位置である。インターナルギア５０の歯面５２内での第４箇所Ｄの高さ方向における位置は、インターナルギア５０の歯面５２内での第３箇所Ｃの高さ方向における位置から、高さ変更工程Ｓ１８４を経ることによって変更されている。

　サンギア４０の下方にスペーサー部材４６を設けるタイミングと、インターナルギア５０の下方にスペーサー部材５６を設けるタイミングとは、好ましくは一致しているとよい。これらのタイミングは、サンギア４０に形成される凹溝７３の成長具合およびインターナルギア５０に形成される凹溝７０の成長具合に応じて、適宜最適化されるとよい。

　サンギア４０について、好適には、サンギア４０に形成される凹溝７３の深さＤ７３がキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４以上（たとえば深さＤ７３が０．６ｍｍ以上）となった時点で、サンギア４０の下方にスペーサー部材４６を設けるとよい。ここで言う凹溝７３の深さＤ７３とは、歯面４２の歯先４３から、凹溝７３のうちのサンギア４０の径方向の最も内側に位置する部分までの距離である。

　インターナルギア５０についても同様に、好適には、インターナルギア５０に形成される凹溝７０の深さＤ７０がキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４以上（たとえば深さＤ７０が０．６ｍｍ以上）となった時点で、インターナルギア５０の下方にスペーサー部材５６を設けるとよい。ここで言う凹溝７０の深さＤ７０とは、歯面５２の歯先５３から、凹溝７０のうちのインターナルギア５０の径方向の最も外側に位置する部分までの距離である。

　図１８を参照して、高さ変更工程Ｓ１８４が完了した後、第２セット工程Ｓ１８５が行なわれる。第２セット工程Ｓ１８５においては、他のガラス基板１Ｈが、一方のキャリアとしてのキャリア６０に固定される。ここでは、キャリア６０を用いる替わりに、未使用状態にある他のキャリアが一方のキャリアとして用いられてもよい。第１セット工程Ｓ１８１が繰り返し行なわれた後には、キャリア６０の噛合歯６２も劣化している場合があるためである。

　ここで言う他のガラス基板１Ｈとは、第１摺動工程Ｓ１８２が実施されていないガラス基板を意味し、第１摺動工程Ｓ１８２が実施されたガラス基板１Ｇ（図９参照）とは異なるものである。ここで言う未使用状態の他のキャリアとは、両面研磨装置１００における研磨加工に一度も使用されていない、いわゆる新品状態のキャリアのことを意味する。

　他のガラス基板１Ｈを保持したキャリア６０は、嵩上げされたサンギア４０と嵩上げされたインターナルギア５０との間に配置される。この構成に限られず、嵩上げされたサンギア４０と嵩上げされたインターナルギア５０との間に既に配置されたキャリア６０に、複数の他のガラス基板１Ｈを配置してもよい。

　サンギア４０の歯面４２（歯先４３）のうち、次述する第２摺動工程Ｓ１８６においてキャリア６０の噛合歯６２が噛合する部分（第２箇所Ｂ）は、平坦な面形状を有し、サンギア４０の回転軸に対して平行な方向に沿って延びている。同様に、インターナルギア５０の歯面５２（歯先５３）のうち、次述する第２摺動工程Ｓ１８６においてキャリア６０の噛合歯６２が噛合する部分（第４箇所Ｄ）は、平坦な面形状を有し、サンギア４０の回転軸に対して平行な方向に沿って延びている。

　第２摺動工程Ｓ１８６（図４参照）においても、サンギア４０の歯面４２およびインターナルギア５０の歯面５２の双方にキャリア６０の噛合歯６２を噛合させた状態で、ガラス基板１Ｈ（図１８参照）が上研磨パッド２１および下研磨パッド３１の間に挟み込まれる。サンギア４０およびインターナルギア５０を用いて、キャリア６０が回転される。上研磨パッド２１の上研磨面２２および下研磨パッド３１の下研磨面３２に対してガラス基板１Ｈの両主表面が摺接される。ガラス基板１Ｈの両主表面が研磨される。

　取出工程Ｓ１８７（図４参照）においては、両面研磨装置１００からガラス基板１Ｈが取り出される。第２摺動工程Ｓ１８６の完了後、ガラス基板１Ｈは、キャリア６０に保持されている場合もあるし、上研磨パッド２１の上研磨面２２に貼り付いている場合もあるし、下研磨パッド３１の下研磨面３２に貼り付いている場合もある。両面研磨装置１００からガラス基板１Ｈを取り外す場合には、キャリア６０、上研磨パッド２１または下研磨パッド３１からガラス基板１Ｈを取り外すことを含んでいる。

　第２ポリッシュ工程Ｓ１８（図４参照）を行なうべきガラス基板１Ｈが他にも残っている場合には、換言すると、ガラス溶融工程Ｓ１０から化学強化工程Ｓ１７までが行なわれたガラス基板１Ｈが他にも残っている場合には、第２セット工程Ｓ１８５、第２摺動工程Ｓ１８６および取出工程Ｓ１８７は、それらのガラス基板１Ｈに対して繰り返し行われるとよい。

　サンギア４０およびインターナルギア５０の各歯面４２，５２のうち、第２摺動工程Ｓ１８６において使用される部分（箇所Ａ，Ｃ）には、全くまたはほとんど凹溝が形成されていないため、キャリア６０の回転時にキャリア６０が傾くことは効果的に抑制することができる。上研磨パッド２１の上研磨面２２および下研磨パッド３１の下研磨面３２に傷が付くことも全くまたはほとんど無く、ガラス基板１Ｈの両主表面に微細なピットまたは付着物が欠陥として形成されることも効果的に抑制されている。したがって、本実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および製造装置によって製造された情報記録媒体用ガラス基板は、より高い表面品質を有することとなる。

　［実施の形態２］
　図１９を参照して、高さ変更工程Ｓ１８４（図４参照）においては、スペーサー部材を用いる替わりに、サンギア４０およびまたはインターナルギア５０を、サンギア４０の軸方向に対して上下反転させてもよい。当該上下反転動作は、スペーサー部材を用いた上でさらに行なわれてもよい。

　当該構成によっても、サンギア４０の軸方向に対して平行な方向を高さ方向という場合、サンギア４０の歯面４２のうち、第１摺動工程Ｓ１８２においてキャリア６０が噛合していた部分を第１箇所Ａとし、サンギア４０の歯面４２のうち、第２摺動工程Ｓ１８６においてキャリア６０が噛合するべき部分を第２箇所Ｂとすると、サンギア４０の歯面４２内における第２箇所Ｂの高さ方向の位置は、サンギア４０の歯面４２内における第１箇所Ａの高さ方向の位置と異なる位置である。サンギア４０の歯面４２内での第２箇所Ｂの高さ方向における位置は、サンギア４０の歯面４２内での第１箇所Ａの高さ方向における位置から、高さ変更工程Ｓ１８４を経ることによって変更されている。

　［実施の形態３］
　図２０に示す第２ポリッシュ工程Ｓ１８Ａは、測定工程Ｓ１８８ｂをさらに備えている。測定工程Ｓ１８８ｂは、第１摺動工程Ｓ１８２よりも後であって、高さ変更工程Ｓ１８４よりも前に行なわれる。工程Ｓ１８８ａにおいて測定工程に移る条件が満足していると判断された後、測定工程Ｓ１８８ｂにおいては、サンギア４０の歯面４２に形成された凹溝、およびまたは、インターナルギア５０の歯面５２に形成された凹溝の深さが測定される。これらの凹溝とは、上述の実施の形態１で述べたように、第１摺動工程Ｓ１８２において、サンギア４０およびインターナルギア５０の双方の歯面４２，５２にキャリア６０の噛合歯６２が噛合した状態でキャリア６０が回転したことによって形成されたものである。

　測定工程Ｓ１８８ｂは、一定回数の第１摺動工程Ｓ１８２が行なわれた後、第１摺動工程Ｓ１８２における延べ研磨時間が所定の時間に到達した後、または一定の期間（１ケ月など）が経過した後等に行なわれるとよい。本実施の形態においては、測定工程Ｓ１８８ｂの後に、凹溝の深さがキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４以上（一例として０．６ｍｍ以上）か否かが判定される（工程Ｓ１８９）。サンギア４０に形成される凹溝７３の深さＤ７３がキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４以上であると判定された時点、および、インターナルギア５０に形成される凹溝７０の深さＤ７０がキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４以上（一例として０．６ｍｍ以上）であると判定された時点のうちの、いずれか早い方を迎えた時点で、高さ変更工程Ｓ１８４が行なわれる。測定工程Ｓ１８８ｂにおいて測定される凹溝の深さがキャリア６０の外径に対して百分率で０．１４（一例として０．６ｍｍ以上）となるまで、第１セット工程Ｓ１８１、第１摺動工程Ｓ１８２および取出工程Ｓ１８３が繰り返し行われる。

　測定工程Ｓ１８８ｂを実施して、定期的かつ積極的に凹溝の深さを検査することにより、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および製造装置によって製造された情報記録媒体用ガラス基板は、より高い表面品質を有することとなる。

　［実験例］
　図２１および図２２を参照して、上述の各実施の形態（第２ポリッシュ工程Ｓ１８）に関連して行なった実験例について説明する。当該実験例は、実施例および比較例を含むものとした。実施例は、上述の第１摺動工程、測定工程、高さ変更工程、および第２摺動工程を有しているものとした。比較例は、上述の第１摺動工程を有しているものとした。

　いずれの例においても、ピッチ円直径が約４２３ｍｍで厚さが６５０μｍのキャリアと、外径が６５ｍｍで厚さが８１０μｍのガラス基板とを準備した。１回の第１摺動工程においては、５枚のキャリアを用い、それぞれのキャリアは２０枚のガラス基板を保持したものとし、合計で１００枚のガラス基板に対して同時に研磨処理を行なうものとした。

　図２１に示すように、研磨パッドに発生する経時的な摩耗が実験結果に影響することを抑制するため、上下両定盤上に貼り付けられた研磨パッドを交換するものとした。研磨パッドは初期時刻に新規品の貼り付けを行い、研磨パッドを交換するタイミングは、実験開始の初期時刻から研磨処理の延べ加工時間で１８０時間毎とした。研磨装置には浜井産業株式会社製の１６Ｂ型両面研磨機を用いた。

　第１摺動工程が実施される毎に得られる１００枚のガラス基板の２回分、２００枚に対して、収率を計測した。収率の計測は、洗浄後のガラス基板に対して両主表面上のディフェクトを計測し良品と不良品とを判別するものであり、ＳＳＩ－６４０（Ｈｅ－Ｎｅレーザー光源を用いた表面検査装置、システム精工社製）を使用するものとした。更に、ＳＳＩ－６４０で不良品と判定された基板について、Ｃａｎｄｅｌａ（登録商標）６３００（表面検査装置、ＫＬＡ－Ｔｅｎｋｏｒ社製）でディフェクトの詳細を確認するものとした。

　測定工程を行ない、各ギアの歯面に形成された凹溝の深さを測定した。測定のタイミングは、実験開始の初期時刻から研磨処理の延べ加工時間で９０時間後を最初のタイミングとし、それ以降は、研磨処理の延べ加工時間で１８０時間毎とした。実施例では、凹溝の深さが、研磨処理の延べ加工時間が約８１０時間に到達した時点で０．６ｍｍを超えていることが確認されたため、この時点で高さ変更工程を行なった。それ以降は、実施例においては第２摺動工程が実施された。

　実施例において高さ変更工程が行なわれた時、キャリアも未使用状態にある他のキャリアに交換した。未使用状態にある他のキャリアへの交換は、実施例および比較例の双方において行ない、交換するタイミングも実施例および比較例において同じタイミングとした。

　図２２に示されるように、実施例および比較例の双方について、第１摺動工程が行なわれる毎に得られるガラス基板の収率は、延べ加工時間が長くなるにつれて徐々に低下することが分かった。一方で実施例においては、高さ変更工程が行なわれることにより、第２摺動工程で得られるガラス基板の収率は、比較例のそれに対して十分に回復していることが分かった。比較例での収率低下は、ピットの発生が主要因である事が分かった。

　したがって、上述の各実施の形態における情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および製造装置によって製造された情報記録媒体用ガラス基板は、より高い表面品質を有するものとなることがわかった。

　以上、本発明に基づいた各実施の形態および実施例について説明したが、今回開示された各実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　１　磁気ディスク、１Ｇ，１Ｈ　ガラス基板、１１　孔、１２　外周端面、１３　内周端面、１３ａ，１３ｂ　チャンファ面、１４　表主表面、１５　裏主表面、１６　磁気薄膜層、２０　上定盤、２１　上研磨パッド、２２　上研磨面、３０　下定盤、３１　下研磨パッド、３２　下研磨面、４０　サンギア、４２，５２　歯面、４３，５３　歯先、４６，５６　スペーサー部材、４８，５８　部材、５０　インターナルギア、５４　歯元、６０　キャリア、６１　保持部、６２　噛合歯、７０，７３　凹溝、７１，７２　環状凹溝、９０　仮想平面、１００　両面研磨装置、Ａ　第１箇所、Ｂ　第２箇所、Ｃ　第３箇所、Ｄ　第４箇所、Ｄ７０，Ｄ７３　深さ、Ｈ４０，Ｈ４１，Ｈ５０，Ｈ５１　位置、Ｈ７１，Ｈ７２　幅寸法、Ｓ１０　ガラス溶融工程、Ｓ１１　プレス成形工程、Ｓ１２　第１ラップ工程、Ｓ１３　コアリング工程、Ｓ１４　第２ラップ工程、Ｓ１５　外周／内周研磨工程、Ｓ１６　第１ポリッシュ工程、Ｓ１７　化学強化工程、Ｓ１８，Ｓ１８Ａ　第２ポリッシュ工程、Ｓ１９　最終洗浄工程、Ｓ１８１　第１セット工程、Ｓ１８２　第１摺動工程、Ｓ１８３，Ｓ１８７　取出工程、Ｓ１８４　高さ変更工程、Ｓ１８５　第２セット工程、Ｓ１８６　第２摺動工程、Ｓ１８８ａ　工程、Ｓ１８８ｂ　測定工程。

Claims

　研磨用のキャリアおよびガラス基板を両面研磨機の定盤上に配置する第１セット工程と、
　サンギアおよびインターナルギアの双方の歯面に前記キャリアの外周を噛合させた状態で前記サンギアおよび前記インターナルギアを用いて前記キャリアを回転させ、研磨パッドの研磨面に対して前記ガラス基板を摺接させて前記ガラス基板の表面を研磨する第１摺動工程と、
　前記キャリアおよび他のキャリアのうちの一方のキャリアならびに他のガラス基板を前記両面研磨機の前記定盤上に配置する第２セット工程と、
　前記サンギアおよび前記インターナルギアの双方の歯面に前記一方のキャリアの外周を噛合させた状態で前記サンギアおよび前記インターナルギアを用いて前記一方のキャリアを回転させ、前記研磨パッドの前記研磨面に対して前記他のガラス基板を摺接させて前記他のガラス基板の表面を研磨する第２摺動工程と、
　前記第１摺動工程よりも後であって前記第２摺動工程よりも前に行なわれ、前記サンギアの軸方向に対して平行な方向の位置を高さという場合、前記サンギアの歯面のうちの前記第１摺動工程において前記キャリアが噛合していた部分を第１箇所とし、前記サンギアの歯面のうちの前記第２摺動工程において前記一方のキャリアが噛合するべき部分を第２箇所とし、前記インターナルギアの歯面のうちの前記第１摺動工程において前記キャリアが噛合していた部分を第３箇所とし、前記インターナルギアの歯面のうちの前記第２摺動工程において前記一方のキャリアが噛合するべき部分を第４箇所とすると、前記サンギアの歯面内における前記第２箇所の高さ方向の位置を前記第１箇所と異ならせること、および、前記インターナルギアの歯面内における前記第４箇所の高さ方向の位置を前記第３箇所と異ならせること、のうちの少なくともいずれかを有する高さ変更工程と、を備える、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
　前記高さ変更工程においては、前記サンギアと前記サンギアを支持する部材との間、および前記インターナルギアと前記インターナルギアを支持する部材との間にスペーサー部材がそれぞれ設けられる、
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。
　前記高さ変更工程においては、前記サンギアおよび前記インターナルギアが前記軸方向において上下反転される、
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。
　前記第１摺動工程よりも後であって前記高さ変更工程よりも前に行なわれ、前記サンギアの歯面およびまたは前記インターナルギアの歯面に形成された凹溝の深さを測定する測定工程をさらに備え、
　前記凹溝は、前記第１摺動工程において前記サンギアおよび前記インターナルギアの双方の歯面に前記キャリアの外周が噛合した状態で前記キャリアが回転したことによって形成されたものであり、
　前記測定工程において測定される前記凹溝の深さが前記キャリアの外径に対して百分率で０．１４以上となるまで、前記第１セット工程および前記第１摺動工程は繰り返される、
請求項１から３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。
　前記高さ変更工程が行われた直後の前記第２セット工程および前記第２摺動工程においては、未使用状態にある前記他のキャリアが前記一方のキャリアとして用いられる、
請求項１から４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。