WO2014208266A1 - Ｈｄｄ用ガラス基板の製造方法 - Google Patents

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WO2014208266A1
WO2014208266A1 PCT/JP2014/064306 JP2014064306W WO2014208266A1 WO 2014208266 A1 WO2014208266 A1 WO 2014208266A1 JP 2014064306 W JP2014064306 W JP 2014064306W WO 2014208266 A1 WO2014208266 A1 WO 2014208266A1
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WO
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glass substrate
polishing
brush
groove
polishing brush
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PCT/JP2014/064306
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Inventor
円央 原田
Original Assignee
Hoya株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • 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
    • B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
    • B24B29/005—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents using brushes
    • 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
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for HDD.
  • a glass substrate is used as a disk mounted on a hard disk drive (HDD).
  • HDD hard disk drive
  • Glass substrates are excellent from the viewpoint of high rigidity and high smoothness, and are also used for notebook computers.
  • the end surface of the glass substrate is polished into a mirror surface by a polishing brush. And in order to grind
  • the tip is processed at an acute angle, and when the glass substrates are stacked, the tip also enters the groove formed between the glass substrates, and the end surface is polished to the depth of the groove.
  • the present invention has been made in view of such a conventional problem, and in the polishing step, it is possible to sufficiently polish by removing damage such as contamination, damage, or scratches on the end face of the glass substrate with a small polishing amount. It aims at providing the manufacturing method of the glass substrate for HDD which can be performed.
  • the present inventors formed a plurality of glass substrates having chamfered portions on the top and bottom of the end surface, and formed between the glass substrates.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by using a polishing brush in which the shape of the groove and the shape of the polishing brush satisfy a predetermined relationship, and the present invention has been completed.
  • a plurality of glass substrates having chamfered portions formed on the top and bottom of the end surface are stacked, and a polishing brush is inserted into a groove formed between the glass substrates.
  • Including an end surface polishing step for polishing the groove portion, and the outer shape of the polishing brush is substantially cylindrical, has a long main body portion, and a processed tip portion, and in the laminating direction of the glass substrate.
  • the maximum length of the groove portion is L1
  • the maximum length of the groove portion in the radial direction of the glass substrate is L2
  • the diameter of the main body portion is L3, and the length of L2 from the tip of the polishing brush.
  • the diameter of the polishing brush on the inner side is L4, and the area of the groove in the cross section passing through the center of the glass substrate in the cross section in the stacking direction of the glass substrate is S, and passes through the center of the polishing brush.
  • a polishing brush that has been processed to satisfy the following formulas (1) to (3) is used. It is characterized by that. 0.5L1 ⁇ L3 ⁇ 1.5L1 (1) 0.8S ⁇ T ⁇ 1.5S (2) L4 ⁇ L3 (3)
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated glass substrate.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the shape (dimensions) of the groove and the shape (dimensions) of the polishing brush in a state where a plurality of glass substrates are stacked without a spacer.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the shape (dimensions) of the groove and the shape (dimensions) of the polishing brush in a state where a plurality of glass substrates are laminated via spacers.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an apparatus used in the evaluation of the annular strength.
  • the manufacturing method of the glass substrate of this embodiment has the characteristics in an end surface grinding
  • the end surface polishing step is a step performed on a glass substrate that has undergone a coring step described later, and includes an inner peripheral polishing step for polishing the inner peripheral end surface of the glass substrate and an outer peripheral polishing step for polishing the outer peripheral end surface.
  • a polishing brush described later is used in either one or both of the inner peripheral polishing step and the outer peripheral polishing step.
  • end face polishing using a polishing brush is performed particularly in the inner periphery polishing step.
  • the inner peripheral polishing can be performed using an inner peripheral end surface polishing machine (for example, HPS-02 manufactured by Hadano Machine Mfg. Co., Ltd.), and the outer peripheral polishing can be performed by an outer peripheral end surface polishing machine (for example, Hadano Machine Mfg. Co., Ltd.).
  • BRK-02 manufactured by the company can be used.
  • each symbol indicates the following: 1 glass substrate, 1a chamfered part, 1b side wall part, 2 spacer, 3 groove part, 4 polishing brush, 4a body part, 4b tip part, 5 base, 6 iron ball .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a laminated glass substrate
  • FIG. 1 (a) shows a state in which a plurality of glass substrates 1 are laminated without a spacer
  • FIG. 1 (b) shows a spacer
  • 2 shows a state in which a plurality of glass substrates 1 are stacked via 2.
  • chamfered portions 1a are formed vertically on the end surface of the glass substrate 1 that has undergone the coring process.
  • the groove part 3 is formed between glass substrates by the mutual chamfering part 1a.
  • the groove 3 is a space formed between the laminated glass substrates 1 and is a space defined by the chamfered portions 1a.
  • the side wall portion 1b and the groove portion 3 are polished and mirror-finished by a polishing brush provided in the end surface polishing machine.
  • abrasive grains are used.
  • the abrasive grains are not particularly limited, and for example, a slurry containing an abrasive can be used.
  • the abrasive is not particularly limited, but it is preferable to use cerium oxide having a particle diameter of 1 to 5 ⁇ m and disperse in water to form a slurry.
  • the mixing ratio of water and abrasive is preferably about 1: 9 to 3: 7.
  • FIG. 2 shows a state in which a plurality of glass substrates 1 are stacked without a spacer
  • FIG. 3 shows a state in which a plurality of glass substrates 1 are stacked with a spacer 2 interposed therebetween.
  • the shape (dimension) of the groove and the shape (dimension) of the polishing brush 4 satisfy formulas (1) to (3) described later, The same effect is produced.
  • the polishing brush 4 used in the present embodiment has a substantially cylindrical shape, and has a long main body 4a and a processed tip 4b.
  • the distal end portion 4b only needs to be processed so as to satisfy the expressions (2) and (3) described later, and the shape is not particularly limited.
  • the distal end portion 4b that is reduced in diameter in the distal direction from the main body portion 4a and then processed into a substantially spherical shape at the distal end is illustrated.
  • L1 indicates the maximum length of the groove 3 in the stacking direction of the glass substrate 1
  • L2 indicates the maximum length of the groove 3 in the radial direction of the glass substrate 1.
  • L3 indicates the diameter of the main body 4a
  • L4 indicates the diameter of the polishing brush 4 on the inner side by the length of L2 from the tip of the polishing brush 4.
  • S represents the area of the groove 3 in the cross section passing through the center of the glass substrate among the cross sections in the stacking direction of the glass substrate 1
  • T represents the cross section in the radial direction passing through the center of the polishing brush 4. Of these, the area from the tip to the inside by the length of L2 is shown.
  • the present embodiment is characterized in that the shape of the groove 3 and the shape of the polishing brush 4 satisfy the following expressions (1) to (3).
  • the diameter L3 of the main body is larger than 0.5 times the maximum length L1 of the groove in the glass substrate stacking direction and smaller than 1.5 times. Therefore, the polishing brush provided with such a main body has sufficient rigidity, so that the end surface of the glass substrate can be sufficiently polished without losing the glass substrate when polishing the end surface.
  • the area T from the tip to the inside by the length of L2 is 0. 0 of the groove area S in the cross section of the glass substrate in the stacking direction. It is larger than 8 times and smaller than 1.5 times. Therefore, in the polishing brush having such a tip portion, the tip portion is inserted to a predetermined depth of the groove portion and comes into contact with the surface of the groove portion. At this time, in the case of a polishing brush having a conventional sharp tip shape, the side peripheral surface of the polishing brush is likely to come into contact with the surface of the groove portion. However, in the polishing brush of this embodiment, the surface of the tip portion is the surface of the groove portion. Contact with.
  • the chamfered portion of the glass substrate can be relatively strongly polished as compared with the case where a conventional polishing brush is used. Therefore, for example, even when pits and scratches are formed in the chamfered portion, these can be sufficiently removed with a small amount of polishing, and the end surface of the glass substrate can be mirror-finished.
  • a polishing brush having a tip having a shape as shown in FIG. 2 it is difficult for the tip to reach the back of the groove. Therefore, it is possible to prevent unnecessary polishing up to a region to be removed by a grinding step or a main surface polishing step described later (a region close to the main surface among the end surfaces).
  • the diameter L3 of the main body is larger than the diameter L4 of the polishing brush on the inner side by the length of L2 from the tip of the polishing brush. That is, the polishing brush has a tip portion that is smaller in diameter than the main body portion. Therefore, not the side peripheral surface of the polishing brush, but mainly the tip part contacts the surface of the groove part, and the groove part can be efficiently polished.
  • the dimension of L1 that satisfies the above formulas (1) to (3) is preferably, for example, 0.135 to 0.35 mm
  • the dimension of L2 is preferably 0.065 to 0.175 mm
  • the dimension of L3 is 0.15 to 0.6 mm is preferable
  • the dimension of L4 is preferably 0.01 to 0.35 mm
  • S is preferably 0.04 to 0.05 mm 2
  • T is 0.0003 to 0.05 mm 2 Is preferred.
  • the material of the polishing brush is not particularly limited, but nylon is preferable because it has rigidity with respect to the glass substrate.
  • the length of the polishing brush is not particularly limited, but is preferably 5 to 7 mm from the viewpoint of rigidity with respect to the glass substrate.
  • the method for processing the polishing brush so as to have a shape (dimension) satisfying the above formulas (1) to (3) is not particularly limited, and the tip of the polishing brush is rotated with the sandpaper or the grindstone while rotating the polishing brush before processing.
  • a method of processing by bringing it into contact with a highly rigid dummy glass can be employed.
  • Such a polishing brush is attached to an end surface polishing machine and is brought into contact with the end surface of the glass substrate while rotating.
  • the end surface polishing process which is a characteristic part of the present embodiment, has been described in detail.
  • a grinding process or main surface polishing is performed as a process for polishing the main surface after the end surface polishing process.
  • a process may be included. In these steps, about 1/3 of the thickness of the chamfered portion of the glass substrate is removed. That is, even if the depth of the groove portion is not polished by the polishing brush in the end surface polishing step, the unpolished portion is removed by the step of polishing these main surfaces. Therefore, in the end face polishing step, it is not always necessary to polish the polishing brush by reaching the depth of the groove, so unnecessary work is omitted and the productivity of the glass substrate is improved.
  • the disk processing step is a disk-shaped glass in which a through-hole is formed in the center so that the inner and outer circumferences are concentric circles from a glass substrate obtained by melting, pressing and molding a glass material of a predetermined composition into a plate shape. This is a process of processing into a substrate precursor.
  • the glass material is melted as a glass melting step.
  • the glass material described above can be used as a material of the glass substrate.
  • molten glass is poured into a lower mold and press-molded with an upper mold to obtain a disk-shaped glass substrate precursor.
  • the disk-shaped glass substrate precursor may be produced by cutting a sheet glass formed by, for example, a downdraw method or a float method with a grinding stone, without using press molding.
  • the size of the glass substrate precursor is not particularly limited, and for example, glass substrates having various sizes such as an outer diameter of 2.5 inches, 1.8 inches, 1 inch, and 0.8 inches can be used.
  • the thickness of a glass substrate is not specifically limited, The glass substrate of various thickness, such as 2 mm, 1 mm, and 0.63 mm, can be used.
  • a hole is formed in the center of the press-molded glass substrate precursor in the coring process.
  • the drilling is performed by grinding with a core drill or the like provided with a diamond grindstone or the like in the cutter portion.
  • the outer peripheral end face and the inner peripheral end face corner of the glass substrate precursor are ground with an abrasive wheel such as a drum-shaped diamond to process the inner / outer diameter, and glass A substrate is produced.
  • the end surface polishing step is as described above.
  • the shape of the groove formed when the glass substrates are laminated and the shape of the polishing brush are adjusted so as to satisfy the above formulas (1) to (3).
  • the polishing brush has sufficient rigidity with respect to the glass substrate by satisfying the formula (1).
  • the tip shape of the polishing brush has a shape satisfying the expressions (2) and (3), the tip of the polishing brush is inserted to a predetermined depth of the groove, and the surface of the groove (that is, the glass substrate) Contact the chamfer).
  • the polishing brush of the present invention it is possible to make a mirror surface by removing damage such as contamination, damage, or scratches on the end face of the glass substrate including the chamfered portion with a small amount of polishing.
  • cleaning process 1 cleaning such as HF treatment or strong acid treatment is performed in order to remove the abrasive adhered in the end face polishing step.
  • the HF treatment is, for example, a treatment in which a glass substrate is immersed in a 1% HF solution, taken out after a few minutes, and then sufficiently rinsed with pure water and then dried.
  • the strong acid treatment is a treatment in which, for example, sulfuric acid is used and the glass substrate is immersed to dissolve the abrasive.
  • the main surface polishing step 1 is a step of precisely finishing both main surfaces of the glass substrate, and further reduces the surface roughness of the main surface.
  • the surface roughness is improved and finally the shape of the present embodiment so that the surface roughness finally required in the main surface polishing step 2 described later can be efficiently obtained. Polishing can be performed efficiently. Further, as described above, in the main surface polishing step 1, a portion of the chamfered portion of the end surface of the glass substrate that has not been polished in the end surface polishing step is polished and removed.
  • the machining allowance in the main surface polishing step 1 is preferably 10 to 30 ⁇ m. If it is less than 10 ⁇ m, scratches and defects may not be sufficiently removed. On the other hand, if the thickness exceeds 30 ⁇ m, polishing may be performed more than necessary, which may reduce the production efficiency.
  • the polishing method uses a polishing machine having the same configuration as the polishing machine used in the disk machining process, etc., except that a polishing pad and a polishing liquid are used.
  • the polishing pad is preferably a hard pad having a hardness A of about 80 to 90, for example, urethane foam.
  • the abrasive is preferably cerium oxide having a particle size of 0.6 to 2.5 ⁇ m, dispersed in water and used as a slurry.
  • the mixing ratio of water and abrasive is preferably about 1: 9 to 3: 7.
  • the abrasive is preferably free abrasive grains.
  • the weight applied to the glass substrate by the surface plate of the polishing machine is preferably 90 g / cm 2 to 110 g / cm 2 .
  • the load applied to the glass substrate by the surface plate greatly affects the shape of the outer peripheral edge. As the weight is increased, the inner side of the outer peripheral end portion tends to decrease and increase toward the outer side. Further, when the weight is reduced, the outer peripheral end portion tends to be close to a plane and the surface sagging increases. An appropriate weight can be determined while observing these trends.
  • the rotation speed of the surface plate is 25 to 50 rpm, and the rotation speed of the upper surface plate is 30 to 40% slower than the rotation speed of the lower surface plate.
  • cleaning step 2 It is preferable to provide a cleaning step (cleaning step 2) before the chemical strengthening step described later.
  • a cleaning method such as HF treatment or strong acid treatment is used in the same manner as in the cleaning step 1 in order to remove the abrasive adhered in the main surface polishing step 1.
  • the chemical strengthening step is a step of forming a compressive stress layer and an ion exchange layer in this order on the surface of the glass substrate.
  • the glass substrate is strengthened by a method of immersing it in a chemical strengthening treatment solution.
  • the compressive stress layer can be formed on the surface of the glass substrate, for example, in a region of 5 ⁇ m from the glass substrate surface.
  • an ion exchange layer can be formed on the outer side of the compressive stress layer.
  • the impact resistance of a glass substrate, vibration resistance, heat resistance, etc. can be improved by forming a compressive-stress layer.
  • alkali metal ions such as lithium ions and sodium ions contained in the glass substrate are converted into alkali metals such as potassium ions having a larger ion radius. Replaced by ions. Due to the strain caused by the difference in ion radius, compressive stress is generated in the ion-exchanged region, and the surface of the glass substrate is strengthened.
  • salts can be used as the salt used for the treatment liquid in the chemical strengthening step.
  • nitrates, carbonates, sulfates and the like can be used as the salts.
  • ions to be ion exchanged include sodium and potassium.
  • potassium nitrate is preferable in that it has a low melting point, is easy to handle, and can exchange ions without variation by exchange of potassium ions.
  • the chemical strengthening treatment liquid is heated to a temperature higher than the temperature at which the above components melt.
  • the heating temperature of the chemical strengthening treatment liquid is preferably lower than the glass transition point (Tg) of the glass substrate, and more preferably lower than the glass transition point ⁇ 50 ° C.
  • the main surface polishing step 2 is a step of polishing the surface of the glass substrate after the main surface polishing step 1 more precisely.
  • the machining allowance in this main surface polishing step 2 is preferably 0.3 to 3 ⁇ m.
  • the polishing amount is within this range, minute defects such as minute roughness and undulation generated on the surface and minute scratches generated in the process so far can be efficiently removed.
  • the machining allowance is smaller than 0.3 ⁇ m, scratches generated in the main surface polishing step 1 may remain, and if it is larger than 3 ⁇ m, the end face shape may be broken.
  • the pad used in the main surface polishing step 2 is a soft pad having a hardness of about 65 to 80 (Asker-C), which is softer than the pad used in the main surface polishing step 1.
  • Asker-C urethane foam or suede
  • As the abrasive cerium oxide or the like similar to that in the main surface polishing step 1 can be used.
  • an abrasive having a finer particle size and less variation An abrasive having an average particle size of 40 nm to 70 nm is dispersed in water to form a slurry and used as a polishing liquid.
  • the mixing ratio of water and abrasive is preferably about 1: 9 to 3: 7.
  • the weight applied to the glass substrate by the surface plate of the polishing machine is preferably 90 g / cm 2 to 110 g / cm 2 .
  • the weight applied to the glass substrate by the surface plate greatly affects the shape of the outer peripheral edge as in the main surface polishing step 1, but the shape cannot be changed as efficiently as the main surface polishing step 1 because the polishing rate is slow. .
  • the change in the shape of the outer peripheral end due to the increase / decrease of the weight is the same as in the main surface polishing step 1, and when the weight is increased, the inner side of the outer peripheral end tends to decrease and rise toward the outer side. Further, when the weight is reduced, the outer peripheral end portion tends to be close to a plane and the surface sagging increases.
  • the rotation speed of the surface plate is preferably 15 rpm to 35 rpm, and the rotation speed of the upper surface plate is preferably 30% to 40% slower than the rotation speed of the lower surface plate.
  • the surface roughness of the main surface of the glass substrate that has undergone the main surface polishing step 2 can be in the range of Rmax of 2 to 6 nm and Ra of 0.2 to 0.4 nm.
  • the cleaning process 3 is the last cleaning process in the process of manufacturing a glass substrate, and is generally called a precision cleaning process. Since cleaning is performed after the main surface polishing step 2, batch-type ultrasonic cleaning, physical cleaning with a scrub brush, etc. are performed several times, and finally a rinsing step with ultrapure water is performed, followed by a drying step with IPA vapor or the like. Is preferred. In the batch type ultrasonic cleaning, the cleaning efficiency is improved by using an alkaline detergent. In scrub cleaning, the cleaning effect is further improved by combination with an acid detergent. Brushes having different shapes such as cups and rolls may be used for scrubbing.
  • the glass substrate that has undergone these steps is inspected for scratches, cracks, adhesion of foreign matter, etc. visually or using an optical surface analyzer (for example, “OSA6100” manufactured by KLA-TENCOL), the foreign matter etc. It can be shipped after being stored in a dedicated storage cassette and vacuum packed in a clean environment.
  • an optical surface analyzer for example, “OSA6100” manufactured by KLA-TENCOL
  • the manufacturing method of the glass substrate for HDD which can fully grind
  • polishing process can be provided.
  • a step of chemically strengthening the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface other than the main surface of the glass substrate may be employed, or an edge mitigation process for scratches generated on the glass substrate.
  • a step of subjecting the glass substrate to a hydrogen fluoride immersion treatment may be employed.
  • the inner and outer diameter polishing steps are exemplified by the case where the inner periphery polishing step and the outer periphery polishing step are continuously performed.
  • a grinding step may be provided after the inner periphery polishing step. Good.
  • the grinding step is provided after the inner peripheral polishing step, the main surface of the glass substrate is ground immediately after the inner periphery is polished. Therefore, by performing the end surface polishing step of the present embodiment as the inner peripheral polishing step, it is possible to prevent unnecessary polishing up to a region to be removed in the grinding step (region close to the main surface of the end surface).
  • a plurality of glass substrates having chamfered portions formed on the top and bottom of the end surface are stacked, and a polishing brush is inserted into a groove formed between the glass substrates.
  • Including an end surface polishing step for polishing the groove portion, and the outer shape of the polishing brush is substantially cylindrical, has a long main body portion, and a processed tip portion, and in the laminating direction of the glass substrate.
  • the maximum length of the groove portion is L1
  • the maximum length of the groove portion in the radial direction of the glass substrate is L2
  • the diameter of the main body portion is L3, and the length of L2 from the tip of the polishing brush.
  • the diameter of the polishing brush on the inner side is L4, and the area of the groove in the cross section passing through the center of the glass substrate in the cross section in the stacking direction of the glass substrate is S, and passes through the center of the polishing brush.
  • a polishing brush that has been processed to satisfy the following formulas (1) to (3) is used. It is characterized by that. 0.5L1 ⁇ L3 ⁇ 1.5L1 (1) 0.8S ⁇ T ⁇ 1.5S (2) L4 ⁇ L3 (3)
  • the polishing brush has a main body portion having a diameter L3 that satisfies Expression (1) in relation to the length L1, and has sufficient rigidity with respect to the glass substrate.
  • the tip shape of the polishing brush has a shape satisfying the expressions (2) and (3), the tip of the polishing brush is inserted to a predetermined depth of the groove, and the surface of the groove (that is, the glass substrate) Contact the chamfer).
  • the tip of the polishing brush is bent, and the side peripheral surface is mainly contacted with the surface of the groove portion and is polished.
  • the tip of the brush is mainly in contact with the surface of the groove without being bent.
  • the chamfered portion of the glass substrate is polished relatively strongly as compared with the case of using the conventional polishing brush, and the glass substrate sufficiently including the chamfered portion with a small amount of polishing. It is considered that the end face can be mirrored by removing damage such as contamination, damage, or scratches.
  • the method for manufacturing a glass substrate for HDD preferably includes a step of polishing the main surface after the end surface polishing step.
  • the tip portion is less likely to reach the depth of the groove portion as compared with the prior art, but by including a step of polishing the main surface after the end surface polishing step, the portion at the depth of the groove portion ( Since the portion close to the main surface can be removed by the subsequent main surface polishing step, it is possible to reduce the influence of the unpolished portion on the cleanliness and strength of the glass substrate.
  • the manufacturing method of the glass substrate of this invention is explained in full detail by an Example.
  • the manufacturing method of the glass substrate of this invention is not limited to the Example shown below at all.
  • a glass substrate was prepared by the following method.
  • Disc machining process Glass melting process, pressing process
  • glass material 3.5 wt% of Li 2 O, 10.5wt% of Na 2 O, 0.4wt% of K 2 O, 1.0wt% of MgO, 2.6 wt% of CaO, of 1.0 wt%
  • a molten glass material is press-molded to obtain a disk-shaped glass substrate precursor having an outer diameter of about 66 mm. Produced.
  • the thickness of the glass substrate precursor was 1.05 mm.
  • End face polishing process A plurality of glass substrates obtained by precision machining processes on the inner and outer diameters are stacked, and the inner circumference is rotated at a brush rotational speed of 4000 rpm by an end face polishing machine (BRK-02, manufactured by Hadano Machinery Co., Ltd.) using a nylon polishing brush. The end face was polished. Table 1 shows the dimensions of the groove when the glass substrate was stacked and the dimensions of the polishing brush used. The polishing amount was 10 ⁇ m.
  • Examples 2 to 4 Comparative Examples 1 and 2> A glass substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that in the end surface polishing step, a glass substrate having a polishing brush and a groove having dimensions shown in Table 1 was used. In Example 2 and Example 4, as shown in FIG. 3, the glass substrates were stacked through a spacer having a thickness of 0.2 mm.
  • FIG. 4 is a schematic view of an apparatus used in the evaluation of the annular strength
  • FIG. 4 (a) is an exploded view of the apparatus
  • FIG. 4 (b) is a schematic diagram for explaining a use state of the apparatus.
  • the annular strength is measured by placing a glass substrate 1 on a hollow pedestal 5 having an open top, and placing an iron ball 6 weighing 112 g in the center hole. Then, the load F was applied from above the iron ball, and the load (including the weight of the iron ball) when the glass substrate 1 was broken was evaluated.
  • the dimensions of the grooves formed between the glass substrates in the end surface polishing step and the dimensions of the polishing brush were obtained by Examples 1 to 4 satisfying the expressions (1) to (3).
  • the glass substrate was not cracked even when a load of 6 kgf or more was applied to the vicinity of the center hole as a result of sufficiently removing scratches and the like only by polishing the inner peripheral end face by 10 ⁇ m.
  • the glass substrates obtained in Comparative Examples 1 and 2 that do not satisfy the formulas (1) to (3) cannot sufficiently remove scratches and the like only by polishing the inner peripheral end face by 10 ⁇ m. Cracked when added near the center hole. From this, it has been found that according to the method for producing a glass substrate of the present invention, the end face of the glass substrate can be sufficiently polished with a small polishing amount to remove scratches and the like.
  • the end surface of the glass substrate can be sufficiently polished with a small amount of polishing. Therefore, this invention can be utilized suitably in the field

Abstract

　本発明は、外形が略円柱状であり、基板積層方向の溝部の最大長さをＬ１、径方向の溝部の最大長さをＬ２、本体部の直径をＬ３、ブラシ先端からＬ２の長さ分だけ内側におけるブラシの直径をＬ４、基板積層方向の断面における溝部の面積をＳ、ブラシの径方向の断面のうち先端からＬ２の長さ分だけ内側までの面積をＴとする場合、以下の式（１）～（３）を満たす研磨ブラシを使用するＨＤＤ用ガラス基板の製造方法に関する。　０．５Ｌ１＜Ｌ３＜１．５Ｌ１　・・・　（１）　０．８Ｓ＜Ｔ＜１．５Ｓ　・・・　（２）　Ｌ４＜Ｌ３　・・・　（３）

Description

ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法
　本発明は、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法に関する。
　従来、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に搭載されるディスクとしてガラス基板が使用されている。ガラス基板は高剛性、高平滑性の観点から優れており、ノートパソコンなどにも使用される。
　ところで、ガラス基板の製造方法では、ガラス基板の端面は、研磨ブラシにより研磨されて鏡面化される。そして、端面を効率よく研磨するために、研磨ブラシの毛先を加工するする試みがなされている（特許文献１）。特許文献１に記載の研磨ブラシは、先端が鋭角に加工されており、ガラス基板を重ねた際にガラス基板間に形成される溝部にも先端が入り込み、溝部の奥まで端面を研磨する。
　しかしながら、近年のガラス基板は、記録密度の向上により硬質化される傾向があり、特許文献１に記載の研磨ブラシのように先端を鋭角に加工した細いブラシでは、ガラス基板の剛性に研磨ブラシが負けてしまい、充分に端面を研磨できないという問題がある。また、ガラス基板は、端面研磨工程の後に主表面が研磨されるため、端面のうち主表面に近い領域（ガラス基板を重ねた際にガラス基板間に形成される溝部の深い部分に相当）は、端面研磨工程において充分に研磨する必要性が乏しい。
　本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、研磨工程において少ない研磨量でガラス基板の端面の汚染、ダメージ、またはキズ等の損傷を除去して充分に研磨することができるＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。
特開２００７－１１８１７３号公報
　本発明者らは、端面研磨工程において使用される研磨ブラシの形状に関して鋭意検討した結果、端面の上下に面取り部が形成されたガラス基板を複数枚積層した際に、ガラス基板の間に形成される溝部の形状と、研磨ブラシの形状とが所定の関係を満たすような研磨ブラシを使用することにより、上記課題を解決し得る点を見出し、本発明を完成させた。
　すなわち、本発明のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法は、端面の上下に面取り部が形成されたガラス基板を複数枚積層し、前記ガラス基板の間に形成される溝部に研磨ブラシを挿入して該溝部を研磨する端面研磨工程を含み、前記研磨ブラシとして、外形が略円柱状であり、長尺状の本体部と、加工が施された先端部とを有し、前記ガラス基板の積層方向における前記溝部の最大の長さをＬ１とし、前記ガラス基板の径方向における前記溝部の最大の長さをＬ２とし、前記本体部の直径をＬ３とし、前記研磨ブラシの先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側における前記研磨ブラシの直径をＬ４とし、前記ガラス基板の積層方向の断面のうち、前記ガラス基板の中心を通過する断面における前記溝部の面積をＳとし、前記研磨ブラシの中心を通過する径方向の断面のうち、先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側までの面積をＴとする場合において、以下の式（１）～式（３）を満たす加工が施された研磨ブラシを使用することを特徴とする。
　　　０．５Ｌ１＜Ｌ３＜１．５Ｌ１　　　・・・　（１）
　　　０．８Ｓ＜Ｔ＜１．５Ｓ　　　　　　・・・　（２）
　　　Ｌ４＜Ｌ３　　　　　　　　　　　　・・・　（３）
図１は、積層されたガラス基板の断面図である。 図２は、複数のガラス基板がスペーサーを介さずに積層された状態において、溝部の形状（寸法）と、研磨ブラシの形状（寸法）とを説明するための模式図である。 図３は、スペーサーを介して複数のガラス基板が積層された状態において、溝部の形状（寸法）と、研磨ブラシの形状（寸法）とを説明するための模式図である。 図４は、円環強度の評価において使用する装置の概略図である。
　以下、本発明のガラス基板の製造方法の実施形態について詳細に説明する。本実施形態のガラス基板の製造方法は、端面研磨工程に特徴を有し、その他の工程は特に限定されない。そこで、まずは、端面研磨工程を詳述する。
（端面研磨工程）
　端面研磨工程は、後述するコアリング工程を経たガラス基板に対して行われる工程であり、ガラス基板の内周端面を研磨する内周研磨工程と、外周端面を研磨する外周研磨工程とを含む。本実施形態は、この内周研磨工程および外周研磨工程のいずれか一方または両方の工程において、後述する研磨ブラシを使用する。ガラス基板は、ＨＤＤに組み込む際に、内周端面がクランプに把持される。そして、落下等の衝撃は、把持された部分である内周端面に伝わりやすい。そのため、本実施形態では、特に内周研磨工程において後述する研磨ブラシを用いた端面研磨が行われることが好ましい。なお、内周研磨は、内周端面研磨機（たとえば（株）舘野機械製作所製のＨＰＳ－０２）を用いて行うことができ、外周研磨は、外周端面研磨機（たとえば（株）舘野機械製作所製のＢＲＫ－０２）を用いて行うことができる。
　なお、図面において、各符号は以下を示している：１　ガラス基板、１ａ　面取り部、１ｂ　側壁部、２　スペーサー、３　溝部、４　研磨ブラシ、４ａ　本体部、４ｂ　先端部、５　台座、６　鉄球。
　端面研磨工程では、ガラス基板は、複数枚が積層された状態で研磨される。図１は、積層されたガラス基板の断面図であり、図１（ａ）は、複数のガラス基板１がスペーサーを介さずに積層された状態を示しており、図１（ｂ）は、スペーサー２を介して複数のガラス基板１が積層された状態を示している。図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、コアリング工程を経たガラス基板１の端面には、上下に面取り部１ａが形成されている。複数のガラス基板１が積層される場合、互いの面取り部１ａにより、ガラス基板間には溝部３が形成される。すなわち、溝部３は、積層されたガラス基板１間に形成される間隙であって、互いの面取り部１ａにより規定される空間である。端面研磨工程では、端面研磨機が備える研磨ブラシにより、側壁部１ｂと溝部３とが研磨され、鏡面化される。
　研磨の際には、研磨砥粒が使用される。研磨砥粒としては特に限定されず、たとえば、研磨剤を含むスラリーを用いることができる。研磨剤として特に限定されないが、粒径が１～５μｍの酸化セリウムを使用し、水に分散させてスラリー状にして用いるのが好ましい。また、水と研磨剤との混合比率は、概ね１：９～３：７程度が好ましい。
　図２は、複数のガラス基板１がスペーサーを介さずに積層された状態を示しており、図３は、スペーサー２を介して複数のガラス基板１が積層された状態を示している。本実施形態は、スペーサーを介するか介さないかを問わず、溝部の形状（寸法）と、研磨ブラシ４の形状（寸法）とが後述する式（１）～（３）を満たす場合には、同様の効果を奏する。
　図２および図３に示されるように、本実施形態で使用する研磨ブラシ４は、略円柱状であり、長尺状の本体部４ａと、加工が施された先端部４ｂとを有する。先端部４ｂは、後述する式（２）および式（３）を満たすよう加工されていればよく、形状は特に限定されない。本実施形態では、本体部４ａから先端方向に縮径された後、先端において略球形状に加工された先端部４ｂが例示されている。
　図２および図３において、Ｌ１は、ガラス基板１の積層方向における溝部３の最大の長さを示しており、Ｌ２は、ガラス基板１の径方向における溝部３の最大の長さを示しており、Ｌ３は、本体部４ａの直径を示しており、Ｌ４は、研磨ブラシ４の先端からＬ２の長さ分だけ内側における研磨ブラシ４の直径を示している。また、Ｓは、ガラス基板１の積層方向の断面のうち、ガラス基板の中心を通過する断面における溝部３の面積を示しており、Ｔは、研磨ブラシ４の中心を通過する径方向の断面のうち、先端からＬ２の長さ分だけ内側までの面積を示している。本実施形態では、溝部３の形状と、研磨ブラシ４の形状とが、以下の式（１）～（３）を満たすことを特徴とする。
　　　０．５Ｌ１＜Ｌ３＜１．５Ｌ１　　　・・・　（１）
　　　０．８Ｓ＜Ｔ＜１．５Ｓ　　　　　　・・・　（２）
　　　Ｌ４＜Ｌ３　　　　　　　　　　　　・・・　（３）
　式（１）に示されるように、本体部の直径Ｌ３は、ガラス基板の積層方向における溝部の最大の長さＬ１の０．５倍より大きく、１．５倍よりも小さい。そのため、このような本体部を備える研磨ブラシは充分な剛性を有し、端面を研磨する際にガラス基板に負けず、ガラス基板の端面を充分に研磨することができる。
　式（２）に示されるように、研磨ブラシの径方向の断面のうち、先端からＬ２の長さ分だけ内側までの面積Ｔは、ガラス基板の積層方向の断面における溝部の面積Ｓの０．８倍よりも大きく、１．５倍よりも小さい。そのため、このような先端部を有する研磨ブラシは、先端部が溝部の所定の深さまで挿入されて、溝部の表面と接触する。この際、従来の鋭角な先端形状を有する研磨ブラシの場合には、研磨ブラシの側周面が溝部の表面に接触しやすいが、本実施形態の研磨ブラシでは、先端部分の表面が溝部の表面と接触する。その結果、研磨ブラシによれば、従来の研磨ブラシを使用する場合よりもガラス基板の面取り部を比較的強く研磨することができる。したがって、たとえば面取り部にピットや傷が形成されている場合であっても、これらを少ない研磨量で充分に除去でき、ガラス基板の端面を鏡面化することができる。また、図２に示されるような形状の先端部を有する研磨ブラシの場合、先端が溝部の奥までは到達しにくい。そのため、後述する研削工程や主表面研磨工程により除去される領域（端面のうち主表面に近い領域）まで必要無く研磨することを防ぐことができる。
　式（３）に示されるように、本体部の直径Ｌ３は、研磨ブラシの先端からＬ２の長さ分だけ内側における研磨ブラシの直径Ｌ４よりも大きい。すなわち、研磨ブラシは、本体部よりも縮径された先端部を有する。そのため、研磨ブラシの側周面ではなく主に先端部は溝部の表面に接触し、効率よく溝部を研磨することができる。
　上記式（１）～式（３）を満たすＬ１の寸法としては、たとえば、０．１３５～０．３５ｍｍが好ましく、Ｌ２の寸法としては０．０６５～０．１７５ｍｍが好ましく、Ｌ３の寸法としては０．１５～０．６ｍｍが好ましく、Ｌ４の寸法としては０．０１～０．３５ｍｍが好ましく、Ｓとしては０．０４～０．０５ｍｍ２が好ましく、Ｔとしては０．０００３～０．０５ｍｍ２が好ましい。
　研磨ブラシの材質としては特に限定されないが、ガラス基板に対する剛性を有する点から、ナイロンであることが好ましい。研磨ブラシの長さとしては特に限定されないが、ガラス基板に対する剛性を有する点から、５～７ｍｍであることが好ましい。
　また、研磨ブラシが上記式（１）～式（３）を満たす形状（寸法）となるよう加工する方法としては特に限定されず、加工前の研磨ブラシを回転させながら、先端をサンドペーパーや砥石や高剛性のダミーガラスと接触させることにより加工する方法等を採用することができる。
　このような研磨ブラシは、端面研磨機に装着され、回転しながらガラス基板の端面に接触させられる。
　以上、本実施形態の特徴部分である端面研磨工程について詳述したが、本実施形態のガラス基板の製造方法では、端面研磨工程よりも後に、主表面を研磨する工程として研削工程や主表面研磨工程を含んでもよい。これらの工程では、ガラス基板の面取り部は、厚みの約１／３程度が除去されることとなる。すなわち、端面研磨工程において溝部の奥が研磨ブラシにより研磨されなかったとしても、研磨されなかった部分は、これら主表面を研磨する工程により除去される。したがって、端面研磨工程では、必ずしも溝部の奥まで研磨ブラシを到達させて研磨する必要がないため、不要な作業が省略され、ガラス基板の生産性が向上する。
　次に、本実施形態が採用し得るその他の工程について説明する。なお、本実施形態のガラス基板の製造方法は、その他の工程は特に限定されない。そのため、以下に説明するその他の工程は、例示であり、適宜設計変更を行うことができる。
（円盤加工工程）
　円盤加工工程は、所定の組成のガラス素材を溶融、プレス成形し板状に成形したガラス基板から、内周および外周が同心円となるように、中心部に貫通孔が形成された円盤状のガラス基板前駆体に加工する工程である。
　まず、ガラス溶融工程として、ガラス素材を溶融する。ガラス基板の材料としては、上述したガラス素材を用いることができる。
　次に、プレス工程として、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。なお、円板状のガラス基板前駆体は、プレス成形によらず、たとえばダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。
　ガラス基板前駆体の大きさは特に限定されず、たとえば、外径が２．５インチ、１．８インチ、１インチ、０．８インチなど種々の大きさのガラス基板が使用できる。また、ガラス基板の厚みは特に限定されず、２ｍｍ、１ｍｍ、０．６３ｍｍなど種々の厚みのガラス基板が使用できる。
　プレス成形したガラス基板前駆体は、コアリング加工工程で、中心部に孔が開けられる。孔開けは、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研削することにより行われる。
（内・外径精密加工工程）
　次に、内・外径径精密加工工程として、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面の角部を、たとえば鼓状のダイヤモンド等の研削砥石により研削して内・外径加工し、ガラス基板を作製する。
（端面研磨工程）
　端面研磨工程としては、上記したとおりである。本実施形態では、端面研磨工程において、ガラス基板を積層した際に形成される溝部の形状と研磨ブラシの形状とが上記式（１）～（３）を満たすよう調整される。研磨ブラシは、式（１）を満たすことによりガラス基板に対して充分な剛性を備える。また、研磨ブラシの先端形状は、式（２）および式（３）を満たす形状を有しているため、溝部の所定の深さまで研磨ブラシの先端が挿入され、溝部の表面（すなわちガラス基板の面取り部）と接触する。その結果、本発明の研磨ブラシによれば、少ない研磨量で充分に面取り部を含むガラス基板の端面の汚染、ダメージ、またはキズ等の損傷を除去して鏡面化することができる。
（洗浄工程１）
　洗浄工程１では、端面研磨工程において付着した研磨剤を除去するために、ＨＦ処理、強酸処理などの洗浄が行われる。ＨＦ処理は、たとえばＨＦ１％溶液にガラス基板を浸漬させて数分後に取り出し、その後、純水などで充分にリンスを行った後に乾燥させる処理である。強酸処理は、たとえば硫酸を用い、ガラス基板を浸漬させて研磨剤を溶解させる処理である。
（主表面研磨工程１）
　主表面研磨工程１は、ガラス基板の両主表面を精密に仕上げる工程であり、主表面の面粗さをさらに小さくする。主表面研磨工程１では、後述する主表面研磨工程２で最終的に必要とされる面粗さを効率よく得ることができるように、面粗さを向上させるとともに最終的に本実施形態の形状を効率よく得ることができる研磨を行う。また、上記のとおり、主表面研磨工程１では、ガラス基板の端面の面取り部のうち、端面研磨工程において研磨されなかった部分が研磨されて除去される。
　主表面研磨工程１による取り代は１０～３０μｍとするのが好ましい。１０μｍ未満では、キズや欠陥を充分に除去ができない場合がある。また３０μｍを超える場合は、必要以上に研磨を行うことになり製造効率が低下する場合がある。
　研磨の方法は、研磨パッドと研磨液を使用する以外は円盤加工工程等で使用した研磨機と同一の構成の研磨機を使用する。
　研磨パッドは、硬度Ａで８０から９０程度の硬質パッドでたとえば発泡ウレタンを使用するのが好ましい。パッドの硬度が研磨による発熱により柔らかくなると研磨面の形状変化が大きくなるため硬質パッドを用いるのが好ましい。研磨剤は、粒径が０．６μｍから２．５μｍの酸化セリウムを使用し、水に分散させてスラリー状にして用いるのが好ましい。水と研磨剤との混合比率は、概ね１：９～３：７程度が好ましい。研磨剤は、遊離砥粒であることが好ましい。遊離砥粒を用いて主表面を研磨することで、ガラス基板の主表面の平滑性を向上させることができる。
　研磨機の定盤によるガラス基板への加重は、９０ｇ／ｃｍ２から１１０ｇ／ｃｍ２とするのが好ましい。定盤によるガラス基板への加重は、外周端部の形状に大きく影響する。加重を大きくしていくと、外周端部の内側が下がり外側に向かって上がる傾向を示す。また、加重を小さくしていくと、外周端部は平面に近くなるとともに面ダレが大きくなる傾向を示す。こうした傾向を観察しながら適切な加重を決めることができる。
　また、面粗さを向上させるために、定盤の回転数を２５ｒｐｍから５０ｒｐｍとし、上の定盤の回転数を下の定盤回転数より３０％から４０％遅くするのが好ましい。
（洗浄工程２）
　後述する化学強化工程の前に、洗浄工程（洗浄工程２）を設けることが好ましい。洗浄工程２では、主表面研磨工程１において付着した研磨剤を除去するために、洗浄工程１と同様に、ＨＦ処理、強酸処理などの洗浄方法が用いられる。
（化学強化工程）
　化学強化工程は、ガラス基板の表面に圧縮応力層とイオン交換層とをこの順に形成させる工程である。ガラス基板は、化学強化処理液に浸漬させる方法等により強化される。この方法によって、ガラス基板の表面、たとえば、ガラス基板表面から５μｍの領域に圧縮応力層を形成することができる。また、圧縮応力層のうち、外側にイオン交換層を形成することができる。そして、圧縮応力層を形成することで、ガラス基板の耐衝撃性、耐振動性および耐熱性等を向上させることができる。
　化学強化処理では、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬させることによって、ガラス基板に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが、それよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンに置換される。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域には圧縮応力が発生し、ガラス基板の表面が強化される。
　化学強化工程の処理液に使用する塩としては、公知のものを使用することができる。たとえば、塩としては、硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩などを使用することができる。またイオン交換されるイオンとしてはナトリウムやカリウムなどがある。中でも、硝酸カリウムは融点が低いので扱いやすく、かつカリウムイオンの交換によりばらつきなくイオン交換ができる点で好ましい。
　化学強化処理液は、上記の成分が融解する温度よりも高温になるように加熱される。一方、化学強化処理液の加熱温度が高すぎると、ガラス基板の温度が上がりすぎ、ガラス基板の変形を招く虞がある。このため、化学強化処理液の加熱温度はガラス基板のガラス転移点（Ｔｇ）よりも低い温度が好ましく、ガラス転移点－５０℃よりも低い温度とすることがより好ましい。
（主表面研磨工程２）
　主表面研磨工程２は、主表面研磨工程１後のガラス基板の表面をさらに精密に研磨する工程である。
　この主表面研磨工程２における取り代は０．３～３μｍとするのが好ましい。研磨量をこの範囲とすると、表面に発生した微小な荒れやうねり、これまでの工程で生じた微小な傷痕といった微小な欠陥を効率良く除去することができる。しかし、取り代が０．３μｍより小さいと、主表面研磨工程１において生じた傷が残存する可能性があり、３μｍより大きいと、端面形状が崩れる可能性がある。
　主表面研磨工程２で使用するパッドは、主表面研磨工程１で使用するパッドより柔らかい硬度６５から８０（Ａｓｋｅｒ－Ｃ）程度の軟質パッドで、たとえば発泡ウレタンやスウェードを使用するのが好ましい。研磨剤としては、主表面研磨工程１と同様の酸化セリウム等を用いることができるが、ガラス基板の表面をより滑らかにするため、粒径がより細かくバラツキが少ない研磨剤を用いるのが好ましい。粒径の平均粒子径が４０ｎｍから７０ｎｍの研磨剤を水に分散させてスラリー状にして研磨液として用い、水と研磨剤との混合比率は、１：９～３：７程度が好ましい。
　研磨機の定盤によるガラス基板への加重は、９０ｇ／ｃｍ２から１１０ｇ／ｃｍ２が好ましい。定盤によるガラス基板への加重は、主表面研磨工程１と同様に外周端部の形状に大きく影響するが、研磨速度が遅いため主表面研磨工程１ほど効率的に形状を変化させることはできない。加重の加減による外周端部の形状の変化は、主表面研磨工程１と同様であり、加重を大きくしていくと、外周端部の内側が下がり外側に向かって上がる傾向を示す。また、加重を小さくしていくと、外周端部は平面に近くなるとともに面ダレが大きくなる傾向を示す。外周端部の形状を得るために、こうした傾向を観察しながら加重を決めることができる。定盤の回転数を１５ｒｐｍから３５ｒｐｍとし、上定盤の回転数を下定盤の回転数より３０％から４０％遅くするのが好ましい。
　主表面研磨工程２を経たガラス基板主表面の面粗さは、Ｒｍａｘが２～６ｎｍ、Ｒａが０．２～０．４ｎｍの範囲とすることができる。
（洗浄工程３）
　洗浄工程３は、ガラス基板を製造する工程で最後の洗浄工程であり、一般的には精密洗浄工程ともよばれる。主表面研磨工程２後に行う洗浄であるため、バッチ式の超音波洗浄、スクラブブラシによる物理洗浄などを複数回行い、最後は超純水によるリンス工程を行い、ＩＰＡベーパー等による乾燥工程を行うことが好ましい。バッチ式の超音波洗浄では、アルカリ洗剤を使用することにより洗浄効率が向上する。また、スクラブ洗浄においては酸洗剤との組み合わせによってより洗浄効果が向上する。スクラブにはカップやロール等形状が異なるブラシを用いてもよい。
　これらの工程を経たガラス基板は、キズ、割れ、異物の付着等の有無を、目視や光学表面アナライザ（たとえば、ＫＬＡ－ＴＥＮＣＯＬ社製の「ＯＳＡ６１００」）を用いて検査した後、異物等が表面に付着しないように、清浄な環境中で、専用収納カセットに収納され、真空パックされた後に出荷することができる。
　以上、本実施形態によれば、研磨工程において少ない研磨量でガラス基板の端面を充分に研磨することができるＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することができる。
　なお、本実施形態では、落下強度対策として、ガラス基板の主表面以外の外周端面や内周端面に化学強化処理を行う工程を採用してもよいし、ガラス基板に生じた傷のエッジ緩和処理として、ガラス基板をフッ化水素浸漬処理に供する工程を採用してもよい。
　また、本実施形態では、内・外径研磨工程として、内周研磨工程と外周研磨工程とを連続して行う場合を例示したが、たとえば、内周研磨工程の後に、研削工程を設けてもよい。また、研削工程は、内周研磨工程の前に設けてもよい。内周研磨工程の後に研削工程を設ける場合には、ガラス基板は、内周が研磨された直後に主表面が研削されることとなる。そのため、本実施形態の端面研磨工程を内周研磨工程として行うことにより、研削工程において除去される領域（端面のうち主表面に近い領域）まで必要無く研磨することを防ぐことができる。
　本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
　すなわち、本発明のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法は、端面の上下に面取り部が形成されたガラス基板を複数枚積層し、前記ガラス基板の間に形成される溝部に研磨ブラシを挿入して該溝部を研磨する端面研磨工程を含み、前記研磨ブラシとして、外形が略円柱状であり、長尺状の本体部と、加工が施された先端部とを有し、前記ガラス基板の積層方向における前記溝部の最大の長さをＬ１とし、前記ガラス基板の径方向における前記溝部の最大の長さをＬ２とし、前記本体部の直径をＬ３とし、前記研磨ブラシの先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側における前記研磨ブラシの直径をＬ４とし、前記ガラス基板の積層方向の断面のうち、前記ガラス基板の中心を通過する断面における前記溝部の面積をＳとし、前記研磨ブラシの中心を通過する径方向の断面のうち、先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側までの面積をＴとする場合において、以下の式（１）～式（３）を満たす加工が施された研磨ブラシを使用することを特徴とする。
　　　０．５Ｌ１＜Ｌ３＜１．５Ｌ１　　　・・・　（１）
　　　０．８Ｓ＜Ｔ＜１．５Ｓ　　　　　　・・・　（２）
　　　Ｌ４＜Ｌ３　　　　　　　　　　　　・・・　（３）
　このような構成によれば、研磨ブラシは、長さＬ１との関係において、式（１）を満たす直径Ｌ３の本体部を有しており、ガラス基板に対して充分な剛性を備える。また、研磨ブラシの先端形状は、式（２）および式（３）を満たす形状を有しているため、溝部の所定の深さまで研磨ブラシの先端が挿入され、溝部の表面（すなわちガラス基板の面取り部）と接触する。この際、従来の鋭角な先端形状を有する研磨ブラシの場合には、研磨ブラシの先端がしなってしまい、主に側周面が溝部の表面に接触して研磨されることとなり、充分な圧力が加えられず、表面に付着した微細な傷を除去しきれない場合があったが、本発明の研磨ブラシでは、ブラシ先端がしなることなく、主に先端表面が溝部の表面と接触する。その結果、本発明の研磨ブラシによれば、従来の研磨ブラシを使用する場合よりもガラス基板の面取り部が比較的強く研磨されることとなり、少ない研磨量で充分に面取り部を含むガラス基板の端面の汚染、ダメージ、またはキズ等の損傷を除去して鏡面化することができると考えられる。
　上記構成において、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法は、前記端面研磨工程よりも後に、主表面を研磨する工程を含むことが好ましい。本発明の研磨ブラシでは、従来と比較して先端部分が、溝部の奥までは到達しにくいが、端面研磨工程よりも後に、主表面を研磨する工程を含むことで、溝部の奥の部分（主表面に近い部分）は、後の主表面研磨工程により除去することができるため、未研磨部分がガラス基板の清浄性や強度に影響を与えることを低減することができる。
　以上より、本発明によれば、研磨工程において少ない研磨量でガラス基板の端面を充分に研磨することができるＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を提供することができる。
　以下、本発明のガラス基板の製造方法を実施例により詳述する。なお、本発明のガラス基板の製造方法は、以下に示す実施例になんら限定されるものではない。
＜実施例１＞
　以下の方法によりガラス基板を作製した。
（円盤加工工程）
（ガラス溶融工程、プレス工程）
　ガラス素材として、３．５ｗｔ％のＬｉ２Ｏ、１０．５ｗｔ％のＮａ２Ｏ、０．４ｗｔ％のＫ２Ｏ、１．０ｗｔ％のＭｇＯ、２．６ｗｔ％のＣａＯ、１．０ｗｔ％のＢａＯ、１５．０ｗｔ％のＡｌ２Ｏ３および６６．０ｗｔ％のＳｉＯ２を含むものを用い、溶融したガラス素材をプレス成形して、外径が約６６ｍｍの円板状のガラス基板前駆体を作製した。ガラス基板前駆体の厚みは１．０５ｍｍとした。
（コアリング加工工程）
　円筒状のダイヤモンド砥石を備えたコアドリルを用いてガラス基板前駆体の中心部に直径が２０．５ｍｍの円形の孔（中心孔）を開けた。
（内・外径精密加工工程）
　次に、鼓状のダイヤモンド砥石を用いて、ガラス基板前駆体の外周端面および内周端面を外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍに内・外径加工を行った。続いて、上記円盤加工工程後のガラス基板の外周端面および内周端面を、内外周加工機（ＴＫＶ－１、（株）舘野機械製作所製）により研削した。
（端面研磨工程）
　内・外径精密加工工程により得られたガラス基板を複数積み重ね、ナイロン製の研磨ブラシを採用した端面研磨機（ＢＲＫ－０２、（株）舘野機械製作所製）により、ブラシ回転数４０００ｒｐｍで内周端面を研磨した。ガラス基板を積奏した際の溝部の寸法および、使用した研磨ブラシの寸法は、表１のとおりであった。研磨量は、１０μｍとした。
（洗浄工程１）
　１％ＨＦ溶液にガラス基板を１分間浸漬させた。
（主表面研磨工程１）
　ガラス基板の両主面を、両面研磨機を用い、研磨液として酸化セリウムを含む研磨剤スラリーを用いて４０μｍの取り代で研磨した。
（洗浄工程２）
　１％ＨＦ溶液にガラス基板を１分間浸漬させた。
（化学強化工程）
　硝酸ナトリウム５４ｗｔ％、硝酸カリウム４６ｗｔ％混合した強化塩を４８０℃にて溶融し、ガラス基板を４時間浸漬させた。
（主表面研磨工程２）
　酸化セリウムの代わりに粒径２０ｎｍのコロイダルシリカを用いた以外は主表面研磨工程１と同様の方法により両主表面を研磨した。取り代は２μｍとした。
（洗浄工程３）
　ガラス基板をｐＨ１１のアルカリ水溶液（水酸化ナトリウム　水酸化カリウム混合溶液）により５分間洗浄し、その後、１６０ｋＨｚの超音波を用いたバッチ式超音波洗浄および９５０ｋＨｚの超音波を用いたバッチ式超音波洗浄をそれぞれ５分間行い、さらに、カップスクラブ洗浄を５分間行った後、ＩＰＡによる乾燥を行った。
＜実施例２～４、比較例１～２＞
　端面研磨工程において、表１に示される寸法の研磨ブラシおよび溝部が形成されたガラス基板を使用した以外は、実施例１と同様の方法により、ガラス基板を作製した。なお、実施例２および実施例４においては、図３に示されるように、厚さ０．２ｍｍのスペーサーを介してガラス基板を積み重ねた。
　実施例１～４、比較例１～２により作製されたガラス基板について、以下の評価方法にしたがって、円環強度の評価を行った。結果を表１に示す。
（円環強度の評価）
　図４は、円環強度の評価において使用する装置の概略図であり、図４（ａ）は、装置の分解図、図４（ｂ）は装置の使用状態を説明する模式図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、円環強度は、上部が開口した中空の台座５上にガラス基板１を置き、中心孔に重さ１１２ｇの鉄球６を置き、その後、鉄球の上方より荷重Ｆを加え、ガラス基板１が割れる際の荷重（鉄球の重さを含む）を算出することにより評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、端面研磨工程においてガラス基板間に形成される溝の寸法と、研磨ブラシの寸法とが、式（１）～式（３）を満たす実施例１～４により得られたガラス基板は、内周端面を１０μｍ研磨するだけで、充分に傷等が除去された結果、６ｋｇｆ以上の荷重を中心孔付近に加えた場合でも割れなかった。一方、式（１）～式（３）を満たさない比較例１～２により得られたガラス基板は、内周端面を１０μｍ研磨するだけでは充分に傷等が除去できず、４ｋｇｆ以下の荷重を中心孔付近に加えた場合に割れた。これより、本発明のガラス基板の製造方法によれば、少ない研磨量でガラス基板の端面を充分に研磨して、傷等を除去できることが判った。
　この出願は、２０１３年６月２８日に出願された日本国特許出願特願２０１３－１３６３０３を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
　本発明を表現するために、前述において実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
　本発明のガラス基板の製造方法によれば、少ない研磨量でガラス基板の端面を充分に研磨することができる。そのため、本発明は、たとえば、ＨＤＤ用ガラス基板の分野において好適に利用することができる。

Claims (2)

  1. 　端面の上下に面取り部が形成されたガラス基板を複数枚積層し、前記ガラス基板の間に形成される溝部に研磨ブラシを挿入して該溝部を研磨する研磨工程を含み、
    　前記研磨ブラシとして、
    　　外形が略円柱状であり、
    　　長尺状の本体部と、加工が施された先端部とを有し、
    　　前記ガラス基板の積層方向における前記溝部の最大の長さをＬ１とし、前記ガラス基板の径方向における前記溝部の最大の長さをＬ２とし、前記本体部の直径をＬ３とし、前記研磨ブラシの先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側における前記研磨ブラシの直径をＬ４とし、前記ガラス基板の積層方向の断面のうち、前記ガラス基板の中心を通過する断面における前記溝部の面積をＳとし、前記研磨ブラシの中心を通過する径方向の断面のうち、先端から前記Ｌ２の長さ分だけ内側までの面積をＴとする場合において、以下の式（１）～式（３）を満たす加工が施された研磨ブラシを使用する、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
    　　　０．５Ｌ１＜Ｌ３＜１．５Ｌ１　　　・・・　（１）
    　　　０．８Ｓ＜Ｔ＜１．５Ｓ　　　　　　・・・　（２）
    　　　Ｌ４＜Ｌ３　　　　　　　　　　　　・・・　（３）
  2. 　前記研磨工程よりも後に、主表面を研磨する工程を含む、請求項１記載のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。 
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