JP2009104703A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】化学強化処理による圧縮応力層を十分に残しながら、基板端部の形状を十分にコントロールし得る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を提供すること。
【解決手段】磁気ディスク用ガラス基板１の化学強化処理を行う化学強化工程の後に磁気ディスク用ガラス基板１の端部形状が変化する化学強化後研磨工程を実行する磁気ディスク用ガラス基板１の製造方法及び磁気ディスクの製造方法において、化学強化工程は、化学強化後研磨工程後における端部形状と該端部形状の目標形状との差分が化学強化後研磨工程によって取り除かれる形状を残す制御を行うこととした。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス基板の化学強化処理工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。

情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体の一つであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に用いられる磁気ディスクにおいては、急速な小型化、薄板化、及び記録密度の増加とアクセス速度の高速化が続けられている。ＨＤＤでは、円盤状の基板の上に磁性層を備えた磁気ディスクを高速回転し、この磁気ディスク上に磁気ヘッドを浮上飛行させながら記録と再生を行う。

アクセス速度の高速化に伴って磁気ディスクの回転速度も速くなるため、磁気ディスクには、より高い基板強度が求められる。また記録密度の増加に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移しており、磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量（Ground Height）が８[nm]程度にまで狭くなってきている。このため磁気ディスク面上に凹凸形状があると、磁気ヘッドが衝突するクラッシュ障害や、空気の断熱圧縮または接触により加熱して読み出しエラーを生じるサーマルアスペリティ障害を生じる場合がある。そのため、磁気ディスク用のガラス基板の表面の平滑化が必要であるが、その中でもガラス基板端部の平滑化が重要となっている。

一方、ガラス基板を磁気記録装置に用いるためには、信頼性の確保が必要とされており、ガラス基板の強度を上げる必要がある。そのため、ガラス基板を化学強化し、強度を上げている。しかしながら、化学強化によりガラス基板表面に発生する圧縮応力の影響を受けて、ガラス基板表面のうねりや端部の形状劣化等が発生する。このように、化学強化処理を行うことは、ガラス基板の主表面の平滑性の劣化の原因となり、磁気ヘッドの浮上量のさらなる低減が困難になる。さらに、化学強化処理によって、ガラス基板の表面にコンタミが発生する問題もあった。

かかる課題を解決するための一つの方策として、化学強化処理後にガラス基板の主表面を研磨し、主表面の圧縮応力層を完全に除去、あるいは強度を保つため圧縮応力層を完全に除去することなく僅かな表面層のみを除去することで、ガラス基板の平滑性の向上とコンタミを除去する方法が考えられている（特許文献１参照）。
特開２０００−２０７７３０号公報

しかしながら、化学強化処理後にガラス基板の表面を研磨して除去する方法においては、化学強化処理による圧縮応力層を残すように研磨する必要があり、研磨の取り代量が制限される。また、ガラス基板を平坦化するには、ガラス基板の表面と共に端部も平坦化させる必要があるが、その端部形状のコントロールは、化学強化処理後の研磨で仕上げることが多い。すなわち、ガラス基板の表面の圧縮応力層を確保するためには、研磨の取り代量が制限されてしまい、その結果、化学強化処理後の研磨での端部形状のコントロールが難しくなる問題があった。

すなわち、研磨による端部形状のコントロールは、研磨工程で用いるパッドやスラリー等の工夫や研磨条件の最適化等によって改善することが可能であるが、化学強化処理工程後の研磨においては、研磨による取り代量を多くすることができず、研磨によるコントロールの効果は薄い。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、化学強化処理による圧縮応力層を十分に残しながら、基板端部の形状を十分にコントロールし得る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化処理を行う化学強化工程の後に前記磁気ディスク用ガラス基板の端部形状が変化する化学強化後研磨工程を実行する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記化学強化工程は、前記化学強化後研磨工程の後における前記端部形状と該端部形状の目標形状との差分が前記化学強化後研磨工程によって取り除かれる形状を残す制御を行うことを特徴とする。

この製造方法によれば、化学強化工程において基板端部形状を制御することにより、化学強化後研磨工程における基板端部形状の目標形状との差分が、化学強化工程後に残るようにすることができる。これにより、化学強化後研磨工程後の基板端部形状を目標形状に近付けることができる。

また本発明は、上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法において、前記制御は、前記化学強化工程における、化学強化処理時間の制御、前記化学強化処理に用いられる化学強化液の温度制御又は前記化学強化液の溶融塩組成の制御のいずれかであることが好ましい。この場合には、化学強化時間、化学強化液の温度又は化学強化液の溶融塩組成によって化学強化後の端部形状を制御することができ、端部形状の制御を一段と多様化して行うことができる。

また本発明は、上記磁気ディスク用ガラス基板の制御方法において、前記化学強化工程における制御は、前記磁気ディスク用ガラス基板の端部に発生する***量の制御であることが好ましい。この場合には、化学強化処理において比較的発生し易い端部形状の***を制御することにより、該端部形状を容易に制御することができる。

また本発明の磁気ディスクの製造方法は、磁気ディスク用ガラス基板の化学強化処理を行う化学強化工程の後に前記磁気ディスク用ガラス基板の端部形状が変化する化学強化後研磨工程を実行する工程と、前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成する工程とを含む磁気ディスクの製造方法であって、前記化学強化工程は、前記化学強化後研磨工程の後における前記端部形状と該端部形状の目標形状との差分が前記化学強化後研磨工程によって取り除かれる形状を残す制御を行うことを特徴とする。

この製造方法によれば、化学強化工程において基板端部形状を制御することにより、化学強化後研磨工程における基板端部形状の目標形状との差分が、化学強化工程後に残るようにすることができる。これにより、化学強化後研磨工程後の基板端部形状を目標形状に近付けることができる。

また本発明は、上記磁気ディスクの製造方法において、前記制御は、前記化学強化工程における、化学強化処理時間の制御、前記化学強化処理に用いられる化学強化液の温度制御又は前記化学強化液の溶融塩組成の制御のいずれかであることが好ましい。この場合には、化学強化処理において比較的発生し易い端部形状の***を制御することにより、該端部形状を容易に制御することができる。

また本発明は、上記磁気ディスクの製造方法において、前記化学強化工程における制御は、前記磁気ディスク用ガラス基板の端部に発生する***量の制御であることが好ましい。この場合には、化学強化処理において比較的発生し易い端部形状の***を制御することにより、該端部形状を容易に制御することができる。

本発明によれば、化学強化処理による圧縮応力層を十分に残しながら、基板端部の形状を十分にコントロールし得る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係る磁気ディスクの製造方法は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等に搭載される磁気ディスクを製造するものである。この磁気ディスクは、例えば、垂直磁気記録方式によって高密度の情報信号記録及び再生を行うことができる記録媒体である。また、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、上記磁気ディスクに用いられるガラス基板を製造するものである。

この磁気ディスク用ガラス基板は、外径１５[mm]乃至３０[mm]、内径５[mm]乃至１２[mm]、板厚０．３５[mm]乃至０．５[mm]であり、例えば、「０．８インチ（inch）型磁気ディスク」（内径６[mm]、外径２１．６[mm]、板厚０．３８１[mm]）、「１．０インチ型磁気ディスク」（内径７[mm]、外径２７．４[mm]、板厚０．３８１[mm]）などの所定の直径を有する磁気ディスクとして作製される。また、「２．５インチ型磁気ディスク」、「３．５インチ型磁気ディスク」など磁気ディスクとして作製されるものとしてもよい。なお、ここで、「内径」とは、ガラス基板の中心部の円孔の内径である。

図１は、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により製造される磁気ディスク用ガラス基板１（以下これを単にガラス基板と呼ぶ）の構成を示す斜視図である。

本発明に係るガラス基板１の製造方法は、図１に示すように、中心部に円孔（中心孔）２を有するガラス基板１を製造する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。このガラス基板１は、ガラスからなることにより、鏡面研磨によって優れた平滑性を実現することができ、硬度が高く、また、剛性が高いので、耐衝撃性に優れている。特に、携帯（持運び）用、あるいは、車載用の情報器機に搭載されるハードディスクドライブに使用される磁気ディスクには、高い耐衝撃性が要求されることにより、このような磁気ディスクにおいてガラス基板を用いることには有用性が高い。ガラスは脆性材料であるが、後述する化学強化等の強化処理により、破壊強度を向上させることができる。

このようなガラス基板１の材料として好ましいガラスとしては、アルミノシリケートガラスを挙げることができる。アルミノシリケートガラスは、優れた平滑鏡面を実現することができるとともに、例えば、化学強化を行なうことによって、破壊強度を高めることができるからである。また、このようなガラス基板１の材料として好ましいガラスとしては、結晶化（アモルファス）ガラスを挙げることができる。

アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：６２乃至７５[重量％]、Ａｌ_２Ｏ_３：５乃至１５[重量％]、Ｌｉ_２Ｏ：４乃至１０[重量％]、Ｎａ_２Ｏ：４乃至１２[重量％]、ＺｒＯ_２：５．５乃至１５[重量％]を主成分として含有するとともに、Ｎａ_２ＯとＺｒＯ_２との重量比が０．５乃至２．０、Ａｌ_２Ｏ_３とＺｒＯ_２との重量比が０．４乃至２．５である化学強化用ガラスが好ましい。

また、このようなガラス基板１において、ＺｒＯ_２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起をなくすためには、ＳｉＯ_２を５７乃至７４[mol％]、ＺｒＯ_２を０乃至２．８[mol％]、Ａｌ_２Ｏ_３を３乃至１５[mol％]、ＬｉＯ_２を７乃至１６[mol％]、Ｎａ_２Ｏを４乃至１４[mol％]含有する化学強化用ガラスを使用することが好ましい。このような組成のアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、抗折強度が増加し、圧縮応力層の深さも深く、ヌープ硬度にも優れている。

また、本実施の形態において製造するガラス基板１をなす材料は、前述したものに限定されるわけではない。すなわち、ガラス基板１の材質としては、前述したアルミノシリケートガラスの他に、例えば、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、または、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどを挙げることができる。

本実施の形態においては、ガラス基板１の製造工程において、化学強化工程の後に研磨工程を実行し、この研磨工程においてガラス基板１の端部に生じるロールオフ等を考慮して、その分だけ化学強化工程においてスキージャンプを発生させておくことにより、最終的に平坦な端部を形成するようになっている。

まず、本実施の形態において端部形状を表現する用語「スキージャンプ」、「ロールオフ」、「平坦」の意味を図２を用いて説明する。「スキージャンプ」とは、ガラス基板１の主表面１ａ（図１）の端部において、中央部と比べて***している（盛り上がっている）形状を意味する。また、「ロールオフ」とは、ガラス基板１の主表面１ａの端部において、中央部と比べて下降している（盛り下がっている）形状を意味する。また、「平坦」とは、ガラス基板１の主表面１ａが、中央部と端部とで略同じ形状となっていることを意味する。

すなわち、図２に示すように、ガラス基板１の主表面１ａにおいて、ガラス基板１の中心から半径方向に点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を設定する。このうち、点Ｒ１とＲ２とは、ガラス基板１の中央部（ガラス基板の半径方向における中央付近の位置）に設定する。そして、点Ｒ１とＲ２とを通る直線（端部の目標形状（平坦形状））を引いたとき、主表面１ａ上の点であるＲ２とＲ３の間における当該直線（目標形状）とガラス基板表面との乖離（基板面と直交する方向の乖離）を測定する。そして、その乖離のうち、正方向（盛り上がっている方向）の乖離が最大の点をスキージャンプ点（点Ｓ）、そのときの乖離の大きさをスキージャンプ値Ｓ５とし、負方向（盛り下がっている方向）の乖離が最大の点をロールオフ点（点Ｒ）、また、そのときの乖離の大きさをロールオフ値Ｒ５とする。因みに、点Ｒ３は、ガラス基板１の記録エリアの外周端部からさらに外周方向に一定の距離のマージンをとった位置における、点Ｒ１、Ｒ２の延長線に垂直な境界線Ｌ３を設定した場合における、この境界線Ｌ３と基板端部との交点である。

図２（Ａ）ではスキージャンプ値Ｓ５が正、ロールオフ値Ｒ５がゼロであり、図２（Ｂ）ではスキージャンプ値Ｓ５がゼロ、ロールオフ値Ｒ５が負である。本願では、図２（Ａ）のようにスキージャンプ値Ｓ５が正になる形状をスキージャンプ（主表面の端部が中央部と比べて***した形状）と呼び、図２（Ｂ）のようにスキージャンプ値がゼロでロールオフ値Ｒ５が負になる形状をロールオフ（主表面の端部が中央部と比べて下降した形状）と呼ぶ。そして、スキージャンプ値またはロールオフ値の絶対値が小さいほど端部形状は平坦に近付き、スキージャンプ値およびロールオフ値がともにゼロであれば平坦形状であると定義する。

スキージャンプ値およびロールオフ値の絶対値が過大になる場合、端部形状が悪いために、磁気ヘッドの浮上安定性が悪くなり、また、磁気ディスクの回転安定性が悪くなり、ヘッドクラッシュが発生し磁気ディスクドライブに搭載できなくなるので好ましくない。

スキージャンプまたはロールオフのいずれが生じるか、及びその量は、研磨工程においては、研磨液に含有される研磨砥粒の粒径や、研磨パッドの硬度、研磨条件等によって決定される。また、スキージャンプの発生量は、化学強化工程における化学強化処理時間、化学強化液の温度、化学強化液の配合等の化学強化条件を変更しガラス基板１に入り込むイオン量、イオンの種類等をコントロールすることにより決定することができる。

本実施の形態においては、化学強化工程における化学強化条件をコントロールすることにより、この化学強化処理において発生するスキージャンプ量をコントロールし、化学強化後研磨工程（第２研磨工程）において発生するロールオフの量を予め考慮した化学強化処理が実行される。すなわち、化学強化後研磨工程において発生するロールオフ量を予め測定しておき（または推定し）、このロールオフ量だけ残るように化学強化工程でスキージャンプ量を発生させておくことにより、化学強化後研磨工程の後に得られるガラス基板１として、端部形状にスキージャンプやロールオフが少ない平坦形状を得るようになされている。なお、上記の説明は、ガラス基板１の一方の主表面１ａについて述べたものであるが、他方の主表面１ｂにおいても同様とする。

次に、本実施の形態の化学強化工程及び研磨工程において用いられる化学強化処理装置及び研磨装置について説明する。図３は、化学強化処理装置１０を示す斜視図である。図３に示すように、化学強化工程に用いられる化学強化処理装置１０は、内部に硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムを混合した化学強化溶液１４を貯留する函形状の貯留槽１１及び該貯留槽１１を加熱することにより、化学強化液１４を加熱する加熱手段１９を有する化学強化用塩浴炉１５と、複数のガラス基板１を保持して、貯留槽１１の上部に形成された開口部１２から貯留槽内部にガラス基板１を出し入れすることにより、貯留槽１１に溜められた化学強化液１４にガラス基板１を浸漬させる搬送手段１３とを備える。

搬送手段１３は、金属材料によって構成され、板状の薄板を湾曲させ、突部が長手方向に波状に複数形成された保持部１３ａが設けられ、その保持部１３ａの突部間に形成されたＶ字溝部にはそれぞれ１枚ずつガラス基板１が保持される。そして、１回の化学強化で処理すべき全てのガラス基板１が配置された後、その搬送手段１３と共にガラス基板１が貯留槽１１に所定時間浸漬される。

このように、化学強化処理装置１０においては、化学強化液１４を加熱して化学強化処理するようになされていることにより、金属製の搬送手段１３を用いる必要がある。なお、搬送手段１３としてはガラス基板１の周縁部を保持する構成のものに限られず、例えば、ガラス基板１の中心に形成された円孔２に挿通されてガラス基板１を保持する構成のもの等、種々の構成のものを用いることができる。

また、図４は、本実施の形態に係るガラス基板１の研磨を行うための研磨装置３０を示す斜視図及び断面図である。この研磨装置３０は、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂを研磨する両面研磨装置である。両面研磨装置３０は、研磨パッド４０を用い、ガラス基板１と研磨パッド４０とを相対的に移動させて研磨を行う装置である。

図４（Ａ）は研磨装置３０の駆動機構部を示し、図４（Ｂ）は上下定盤を有する研磨装置３０の主要部を示す断面図である。図４（Ａ）に示すように、研磨装置３０はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動されるインターナルギア３４及び太陽ギア３５を有する研磨用キャリア装着部と、この研磨用キャリア装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤３１及び下定盤３２とを有する。上定盤３１および下定盤３２のガラス基板１と対向する面には、それぞれ後述する研磨パッド４０が貼り付けられている。インターナルギア３４および太陽ギア３５に噛合するように装着した研磨用キャリア３３は遊星歯車運動をして、太陽ギア３５の周囲を自転しながら公転する。

研磨用キャリア３３にはそれぞれ複数のガラス基板１が保持されている。上定盤３１は上下方向に移動可能であって、図４（Ｂ）に示すように、ガラス基板１の表裏の主表面に研磨パッド４０を加圧する。そして研磨砥粒を含有するスラリーを供給しつつ、研磨用キャリア３３の遊星歯車運動と、上定盤３１および下定盤３２が互いに逆回転することにより、ガラス基板１と研磨パッド４０とは相対的に移動して、ガラス基板１の表裏の主表面が研磨される。

前記のごとく構成した研磨装置３０は、研磨液に含有される研磨砥粒と、研磨液を供給されながらガラス基板１と相対的に移動する研磨パッド４０とで構成されるセットを複数セット用いることにより、ガラス基板１の製造工程において段階的に複数回行われるガラス基板１の主表面研磨に用いることができる。本実施の形態においては、後述するように、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂを研磨する工程として、第１研磨工程及び化学強化後研磨工程（第２研磨工程）の各研磨工程を実施する。これらの工程において研磨装置３０の構成はほぼ同様であるが、使用する研磨液（スラリー）に含有される研磨砥粒、および研磨パッド４０の組成が異なる。なお、研磨工程は、本実施の形態のような２回の研磨工程を行う場合に限らず、例えば、化学強化工程の前に２回の研磨工程によって鏡面研磨までを行い、化学強化工程の後に化学強化後研磨工程として第３研磨工程を実行し、この第３研磨工程によって基板端部を平坦化するようにしてもよい。

本実施の形態においては、化学強化工程後研磨工程において発生するロールオフ等の基板端部形状の変化を予め予測し、その分だけ化学強化工程においてスキージャンプ等が生じるような処理を行う。

図５は、本発明の実施の形態に係るガラス基板１の製造工程を含む磁気ディスクの製造工程を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施の形態に係るガラス基板１の製造方法においては、ステップＳＴ１１の素材形成工程において、プレス法またはガラス母材からのスライスなどによって中心孔２（図１）が開けられる前のガラス基板１を形成する。そして、ステップＳＴ１２のラッピング工程において、ガラス基板１の形状及び板厚を整えると共に、主表面をラッピング加工する。ラッピング加工では、両面ラッピング装置とアルミナ砥粒を用いて加工を行い、ガラス基板１の寸法精度と形状精度を所定のものとする。

次に、ステップＳＴ１３において、ガラス基板１に対する形状加工工程を実行する。この形状加工工程では、ガラス基板１に中心孔２を開けるとともに、ディスク端面の面取り等を行い、ステップＳＴ１４において、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂをラッピング加工する。

次に、ステップＳＴ１５において、ガラス基板１の主表面研磨工程（ポリッシング工程）として、第１研磨工程を実行する。この第１研磨工程は、上述のラッピング工程で主表面１ａ、１ｂに残留した傷や歪みの除去を主たる目的とする。この工程は、両面研磨装置と硬質樹脂ポリッシャとを用い、遊星歯車機構を用いて行うことができる。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いることが好ましい。因みに、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂとは、ガラス基板１の表裏二面を意味する。

第１研磨工程（ステップＳＴ１５）が終了すると、ステップＳＴ１６の化学強化工程に進む。この化学強化工程においては、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとを所定比率で混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を４００℃に加熱し、３００℃に予熱された洗浄済みのガラス基板１を約４〜５時間浸漬して行う。この浸漬の際に、ガラス基板１の表面全体が化学強化されるようにするため、図３について上述した化学強化装置において、複数のガラス基板１が端面で保持されるようにこれらを保持部１３ａ（図３）に収納する。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板１の表層のリチウムイオン、ナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオン、カリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板１が強化される。化学強化を終えたガラス基板１を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持する。

この化学強化工程では、上述したように、後述する化学強化後研磨工程においてガラス基板１の端部に研磨により生じる「ロールオフ」を考慮した化学強化処理の条件設定が行われるようになっている。

すなわち、本実施の形態の場合、化学強化処理の時間をコントロールすることにより、基板端部に発生するスキージャンプの量をコントロールする。化学強化処理における処理時間とスキージャンプ値（端部形状変化量）Ｓ５との関係としては、図６に示すような相関関係があることが実験により分かっている。すなわち、スキージャンプ値Ｓ５が例えばマイナスである端部形状に対して化学強化処理を開始すると、その処理時間に応じてスキージャンプ値Ｓ５が大きくなることが分かっている。このような化学強化時間とスキージャンプ値Ｓ５との相関関係によって所望のスキージャンプ値Ｓ５が得られる化学強化時間を設定する。所望のスキージャンプ値Ｓ５とは、後述する化学強化後研磨工程において基板端部に発生するロールオフ値Ｒ５（図２（Ｂ））と絶対値が同じであるスキージャンプ値Ｓ５である。このように、化学強化処理の後段の処理（化学強化後研磨工程）において発生するロールオフ値Ｒ５の分だけその前段階の化学強化処理においてスキージャンプ値Ｓ５を発生させておくことにより、化学強化後研磨工程を終えた最終的な基板端部形状は、ロールオフのない平坦な形状となる。この場合、化学強化処理において発生するスキージャンプは、化学強化による圧縮応力層によって形成されるものである。すなわち、化学強化処理のコントロールによって、圧縮応力層がコントロールされることになる。従って、化学強化処理において基板端部の圧縮応力層を厚く形成してスキージャンプ形状としておくことにより、後段の化学強化後研磨工程においてこの圧縮応力層が研磨される。その結果、化学強化後研磨工程において研磨された後の基板端部では、圧縮応力層が十分に残ることになる。因みに、本実施の形態の化学強化工程では、化学強化によりガラス基板表層に生ずる圧縮応力層の深さが３〜１００〔μｍ〕となり、化学強化によりガラス基板表層に生ずる圧縮応力の知が１〜１５〔kg/mm^２〕となり、かつ、化学強化によりガラス基板内部に生ずる引張応力の値が５．５〔kg/mm^２〕以下となる化学強化条件で行われる。

なお、本実施の形態においては、化学強化条件として時間を変化させることにより、基板端部の形状をコントロールする場合について述べるが、本発明はこれに限られるものではなく、化学強化液の溶融塩組成や温度によってコントロールするようにしてもよい。また、化学強化後研磨工程後の基板端部にスキージャンプが発生する場合には、化学強化工程において、基板端部にロールオフが発生するような制御を行うことになる。

次に、ステップＳＴ１７において、ガラス基板１の主表面１ａ、１ｂの鏡面研磨工程として、化学強化後研磨工程（第２研磨工程）を実行する。この第２研磨工程は、図４に示した研磨装置３０を用いて、主表面１ａ、１ｂを鏡面状に仕上げると共に、ガラス基板１の平滑性の向上とコンタミを除去することを目的とする。この化学強化後研磨工程では、上述したように、化学強化工程において形成された基板端部のスキージャンプが研磨されることにより、化学強化工程において形成された圧縮応力層が十分に残ることとなる。なお、本実施の形態においては、化学強化後研磨工程（第２研磨工程）において鏡面仕上げを行うようになっているが、これに限られるものではなく、化学強化工程前に鏡面仕上げを行い、化学強化後研磨工程では、ガラス基板１の平滑化とコンタミの除去を行うようにしてもよい。すなわち、化学強化後に研磨工程を実施し、この研磨工程において発生するロールオフを考慮して化学強化処理を行うようにすればよい。

次に、急冷を終えたガラス基板１を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄工程（ステップＳＴ１８）を行い、さらに、この硫酸洗浄を終えたガラス基板１を、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、蒸気乾燥の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄を行う。なお、各洗浄槽には超音波を印加する。

以上の工程を経て得られたガラス基板１の表面に対して、ステップＳＴ１９の最終検査工程を実施する。この検査工程においては、ガラス基板１の表面粗さを、走査プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope; SPM)の一種である原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope ; AFM)によって測定し、数値の算出は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に拠る。また、鏡面状態の確認は、電子顕微鏡による観察、光学顕微鏡による観察の双方によって行う。

以上説明した工程（ステップＳＴ１１乃至ステップＳＴ１９）によって磁気ディスク用のガラス基板１の製造が行われた後、製造されたガラス基板１に対して、ステップＳＴ２０における磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成することにより、磁気ディスクを製造する。

ステップＳＴ２０における磁気記録層の形成工程の一例を述べる。上述のステップＳＴ１１乃至ステップＳＴ１９におけるガラス基板１の製造工程によって製造されたガラス基板１の両主表面に、静止対向型のＤＣマグネトロンスパッタリング装置を用いて、Ｎｉ−Ｔａ合金第１下地層、Ｒｕ第２下地層、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ−Ｂ合金磁性層、水素化炭素保護層を順次成膜する。そして、アルコール変性パーフロロポリエーテル潤滑層をディップ法によって成膜する。このようにして、垂直磁気記録方式用の磁気ディスクを製造することができる。なお、磁気記録層の形成方法は、これに限られるものではなく、他の種々の方法や材質を適用することができる。

図７（Ａ）は、第１研磨、化学強化工程及び化学強化後研磨（第２研磨）の順に処理を行った場合の基板端部に残るスキージャンプ値又はロールオフ値と、各処理条件とを示す図表である。図７（Ａ）に示すように、第１研磨工程（ステップＳＴ１５）によって、基板端部には0.104〔μｍ〕のスキージャンプが発生し、さらに化学強化工程（ステップＳＴ１６）において、基板端部には0.164〔μｍ〕のスキージャンプが残る。そして、化学強化後研磨工程（ステップＳＴ１７）を行うことにより、最終的には0.006〔μｍ〕のロールオフが残った。このように、本実施の形態においては、第２研磨工程において、約0.170〔μｍ〕のロールオフが発生することを予め測定しておき、化学強化工程では、0.170〔μｍ〕のスキージャンプ値が残ることを目標に化学強化条件（時間等）を設定することにより、第２研磨工程の後の基板端部形状を平坦形状に近付けることができる。

因みに、図７（Ｂ）は、基板端部形状のコントロールを行わない場合（すなわち、化学強化工程を行わず、第１研磨工程及び第２研磨工程のみを行った場合）の基板端部に残るスキージャンプ値又はロールオフ値を示す図表である。図７（Ｂ）に示すように、化学強化処理による基板端部形状のコントロールを行わない場合には、第２研磨後に0.070〔μｍ〕のロールオフが残ることが分かる。

かくして、本実施の形態の製造方法によれば、化学強化処理により生成された圧縮応力層を十分に残しながら、ガラス基板１の端部形状を一段と平坦化することができる。

本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造工程におけるガラス基板の化学強化処理に適用可能である。

本発明の実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって製造されるガラス基板を示す斜視図 ガラス基板の端部に発生する形状変化を示す略線図 本発明の実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の化学強化工程に用いられる化学強化処理装置を示す斜視図 本発明の実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の研磨工程に用いられる研磨装置を示す斜視図 本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造工程を含む磁気ディスクの製造工程を示すフローチャート 化学処理時間と端部形状変化量との関係を示す特性曲線図 化学強化工程における端部形状の制御を行った場合の端部形状と、化学強化工程による制御を行わなかった場合の端部形状を示す図表

符号の説明

１ ガラス基板
１ａ、１ｂ 主表面
２ 中心孔
１０ 化学強化処理装置
１１ 貯留槽
１２ 開口部
１３ 搬送手段
１３ａ 保持部
１４ 化学強化液
１５ 化学強化用塩浴炉
１９ 加熱手段
３０ 研磨装置
３１ 上定盤
３２ 下定盤
３３ 研磨用キャリア
３５ 太陽ギア
４０ 研磨パッド
Ｓ５ スキージャンプ値
Ｒ５ ロールオフ値

Claims (6)

1. 磁気ディスク用ガラス基板の化学強化処理を行う化学強化工程の後に前記磁気ディスク用ガラス基板の端部形状が変化する化学強化後研磨工程を実行する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
   前記化学強化工程は、前記化学強化後研磨工程の後における前記端部形状と該端部形状の目標形状との差分が前記化学強化後研磨工程によって取り除かれる形状を残す制御を行う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. 前記制御は、前記化学強化工程における、化学強化処理時間の制御、前記化学強化処理に用いられる化学強化液の温度制御又は前記化学強化液の溶融塩組成の制御のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記化学強化工程における制御は、前記磁気ディスク用ガラス基板の端部に発生する***量の制御であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 磁気ディスク用ガラス基板の化学強化処理を行う化学強化工程の後に前記磁気ディスク用ガラス基板の端部形状が変化する化学強化後研磨工程を実行する工程と、前記磁気ディスク用ガラス基板の主表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を形成する工程とを含む磁気ディスクの製造方法であって、
   前記化学強化工程は、前記化学強化後研磨工程の後における前記端部形状と該端部形状の目標形状との差分が前記化学強化後研磨工程によって取り除かれる形状を残す制御を行うことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
5. 前記制御は、前記化学強化工程における、化学強化処理時間の制御、前記化学強化処理に用いられる化学強化液の温度制御又は前記化学強化液の溶融塩組成の制御のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスクの製造方法。
6. 前記化学強化工程における制御は、前記磁気ディスク用ガラス基板の端部に発生する***量の制御であることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の磁気ディスクの製造方法。

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