JP2012216254A - 磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板を回収補助治具のスリットに通すときに、ガラス基板の主面がスリットに接触しないようにして、ガラス基板を回収容器に回収すること。
【解決手段】ガラス基板５０を通すためのスリット２１を有する回収補助治具２０を用いてガラス基板５０を回収容器に回収する回収工程を含む磁気記録媒体用ガラス基板５０の回収方法において、回収工程では、スリット２１の長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリット２１を通過するガラス基板５０の主面５１から離間する側に湾曲する凸弧状である回収補助治具２０を用いる。
【選択図】図５

Description

本発明は、磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法に関する。

近年、ハードディスク等の磁気記録媒体に格納される情報の高密度化に伴い、ヘッドの浮上高さが益々小さくなっており、数百ｎｍの付着物でもヘッドクラッシュやサーマルアスペリティを引き起こすほどである。特に、ＤＦＨ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｌｙｉｎｇ Ｈｅｉｇｈｔ）機構を搭載したヘッドの場合、ヘッドの浮上高さが数ｎｍにまで微小なものとなり、磁気記録媒体の表面平滑性が強く求められる。そのため、磁気記録媒体用ガラス基板に求められる表面粗さ（Ｒａ）は１Å以下のレベルにまでなっている。

一般に、磁気記録媒体用ガラス基板は、円盤加工工程、ラップ工程、研磨工程、化学強化工程、最終洗浄工程、検査工程等を経て製造される。そして、例えばラップ工程や研磨工程が終了すると、図３に例示するように、ガラス基板５０はプロセスキャリアと称される回収容器１０に入れられ、次の工程に移される。このとき、複数のガラス基板５０を相互に接触させずに整列させて回収容器１０に投入できるように、特許文献１に記載されるように、ガラス基板５０を通すためのスリット２１が複数並設された回収補助治具２０が回収容器１０の上に被せられて用いられる。ガラス基板５０を１枚づつスリット２１に通して回収容器１０に投入することにより、ガラス基板５０を回収容器１０に形成された保持溝（図示略）にそれぞれ正確にセットすることができる。

ところが、図４に例示するように、従来、スリット２１は矩形状であり、スリット２１の長手方向に相互に平行な両側縁部は直線状であった。そのため、このスリット２１にガラス基板５０を通すときに、ガラス基板５０の主面がスリット２１に接触し、スリット２１の側縁部に付着している異物（例えば研磨砥粒であるシリカの凝集物等）により基板５０上にキズがつき易くなるという問題があった。そのため、ガラス基板５０の表面品質が低下して、ガラス基板５０の収率低下の一因となっていた。

特開２００７−９５２００号公報（図１）

そこで、本発明の目的は、ガラス基板を回収補助治具のスリットに通すときに、ガラス基板の主面がスリットに接触しないようにして、ガラス基板を回収容器に回収することができる磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法を提供することである。

本発明者は、スリットの形状が矩形状であると、スリットとガラス基板の主面とが相互に平行になって面接触し易いことに着目し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、ガラス基板を通すためのスリットを有する回収補助治具を用いてガラス基板を回収容器に回収する回収工程を含む磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法であって、回収工程では、スリットの長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリットを通過するガラス基板の主面から離間する側に湾曲する凸弧状である回収補助治具を用いることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法である。

この構成によれば、スリットの長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリットを通過するガラス基板の主面から離間する側に湾曲する凸弧状であるから、このスリットにガラス基板を通すときに、ガラス基板の主面がスリットに面で接触してキズがつくという問題が低減される。そのため、ガラス基板の表面品質が高められ、ガラス基板の収率が向上する。

本発明においては、スリットの長手方向の中心軸線から、スリットを通過するガラス基板の外周端部の面取面と外周端面との間の角部に対応する位置までの距離だけ離間したスリット周縁部の点において、接線が前記中心軸線に平行な線に対してなす接線角度θ’が、前記面取面の面取角θよりも大きいことが好ましい。この構成によれば、ガラス基板がスリットを通過するときに、ガラス基板の外周端部の面取面と主面との間の角部（便宜上「主面角部」ということがある）はスリットに接触せず、ガラス基板の外周端部の面取面と外周端面との間の角部（同じく「端面角部」ということがある）がスリットに接触する。そのため、特に発生し易い外周端面近傍へのキズによる主面の表面品質の低下という問題が抑制される。その結果、ガラス基板の主面全体の表面品質が高められ、ガラス基板の収率が向上する。

本発明においては、前記接線角度θ’は４５°〜８０°であることが好ましい。主面角部のスリットへの接触がより確実に抑制されるからである。

本発明においては、スリット周縁部は面取りされていることが好ましい。ガラス基板のスリットへの投入が円滑化するからである。

本発明によれば、ガラス基板を回収補助治具のスリットに通すときに、ガラス基板の主面がスリットに面で接触しないようにして、ガラス基板を回収容器に回収することができる。ガラス基板がスリットに接触する場合は、ガラス基板の角部がスリットに点で接触する。そのため、ガラス基板の表面品質が高められて、磁気記録媒体に格納される情報の高密度化に寄与することができる。

本発明の実施形態に係る磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図である。 本発明の実施形態に係る磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程図である。 本発明の実施形態に係る回収工程で用いられる回収容器及び回収補助治具の概略斜視図である。 従来の回収補助治具のスリット形状を示すための平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る回収補助治具のスリット形状を示すための平面図、（ｂ）は、前記スリットの拡大平面図、（ｃ）は、前記スリットの要部を示すためのさらに拡大した平面図である。 本発明の実施形態に係る他の回収補助治具の平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係る磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図、図２は、本実施形態に係る磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程図である。

本実施形態では、ガラス基板５０は、主たる工程として、円盤加工工程、ラップ工程、１次研磨（粗研磨）工程、２次研磨（精密研磨）工程、化学強化工程、最終洗浄工程、検査工程等を経て製造される。

ガラス基板５０に用いられるガラス素材は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を主成分とするガラス組成物で構成される。ガラス組成物は、マグネシウム、カルシウム及び／又はセリウムを含んでも含まなくてもよい。代表的なガラス組成物は、例えば、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＺｎＯ等を含む。

円盤加工工程では、溶融したガラス素材を金型に流し込んでプレス成形することにより円盤状のガラス基板を作製する。このときのガラス基板の大きさとしては、例えば、外径が２．５インチ、１．８インチ、１．０インチ、０．８インチ等、板厚が、２ｍｍ、１ｍｍ、０．６３ｍｍ等である。また、得られたガラス基板の中心部に、例えばダイヤモンドコアドリル等を用いて円孔を形成し、環状のガラス基板とする。さらに、ガラス基板５０の主面５１と外周端面との間の角部を面取り加工して、ガラス基板５０の外周端部に面取面を形成する。

ラップ工程は、第１ラップ工程と第２ラップ工程とを含む。第１ラップ工程では、ガラス基板の表裏両面を研削し、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度及び厚み等を予備調整する。第２ラップ工程では、第１ラップ工程に続いて、ガラス基板の表裏両面を再び研削し、ガラス基板の全体形状、すなわちガラス基板の平行度、平坦度及び厚み等をさらに微調整する。ラップ工程では、例えばダイヤモンドペレットが貼り付けられた研削板を備える両面研削装置が用いられる。

１次研磨工程では、次の２次研磨工程で最終的に求められる表面粗さ（Ｒａ）が効率よく得られるように、ガラス基板の表裏両面を粗研磨する。この１次研磨工程では、例えば研磨パッドとして発泡ウレタンパッドが貼り付けられた上下一対の定盤を備える両面研磨装置が用いられ、研磨液として例えば酸化セリウムを研磨砥粒として含む研磨液（スラリー）が用いられる。ただし、これに限定されるものではない。

２次研磨工程では、１次研磨工程に続いて、最終的に求められる表面粗さが得られるように、ガラス基板の表裏両面を精密研磨する。この２次研磨工程では、例えば研磨パッドとしてポリウレタン製のスウェードパッドが貼り付けられた上下一対の定盤を備える両面研磨装置が用いられ、研磨液として例えばコロイダルシリカを研磨砥粒として含む研磨液（スラリー）が用いられる。ただし、これに限定されるものではない。

２次研磨工程で用いる研磨砥粒としては、従来一般にガラス研磨の分野で採用されているものを用いることができる。例えば、コロイダルシリカの他、酸化セリウム、炭化ケイ素、ジルコニア、アルミナ等も使用できる。

２次研磨工程で用いる研磨砥粒の粒径は、得られるガラス基板の表面粗さや平滑性等の観点から、平均粒子径が１〜１００ｎｍのものが好ましく、１〜８０ｎｍのものがより好ましく、１〜５０ｎｍのものがさらに好ましく、１〜２０ｎｍのものが特に好ましい。

化学強化工程では、ガラス基板の表面に化学強化層を形成する。例えば、ガラス基板をナトリウムイオンやカリウムイオンの存在する化学強化液に浸漬することにより、ガラス基板の表層に存在するリチウムイオンやナトリウムイオンが化学強化液中のナトリウムイオンやカリウムイオンと置換され、ガラス基板の表層が化学強化層となる。化学強化層には圧縮応力がかかっている。このような化学強化層を形成することにより、最終的に得られるガラス基板５０の耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等が向上する。

最終洗浄工程では、ガラス基板に付着している異物を、例えば、フィルタリングした純水、イオン交換水、超純水、酸性洗剤、中性洗剤、アルカリ性洗剤、有機溶剤、界面活性剤を含んだ各種洗浄剤等を用いて、洗浄し、除去する。

検査工程では、ガラス基板の平坦度や厚みあるいは表面粗さや表面品質等を検査する。そして、検査に合格したガラス基板のみが、ハードディスク等の磁気記録媒体の製造に用いられ、主面に磁気層等が形成される。

そして、本実施形態では、例えばラップ工程や１次研磨工程あるいは２次研磨工程が終了すると、回収工程が行われる。すなわち、図３に示すように、ガラス基板５０はプロセスキャリアと称される回収容器１０に入れられ、次の工程に移される。このとき、複数のガラス基板５０を相互に接触させずに整列させて回収容器１０に投入できるように、ガラス基板５０を通すためのスリット２１が複数並設された回収補助治具２０が回収容器１０の上に被せられて用いられる。ガラス基板５０を１枚づつスリット２１に通して回収容器１０に投入することにより、ガラス基板５０を回収容器１０に形成された保持溝（図示略）にそれぞれ正確にセットすることができる。

そして、本実施形態では、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、回収工程では、スリット２１の長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリット２１を通過するガラス基板５０の主面５１から離間する側に湾曲する凸弧状である回収補助治具２０を用いる。

これにより、スリット２１の長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリット２１を通過するガラス基板５０の主面５１から離間する側に湾曲する凸弧状であるから、このスリット２１にガラス基板５０を通すときに、ガラス基板５０の主面５１がスリット２１に面で接触してキズがつくという問題が低減される。そのため、ガラス基板５０の表面品質が高められ、ガラス基板５０の収率が向上する。

本実施形態によれば、ガラス基板５０を回収補助治具２０のスリット２１に通すときに、ガラス基板５０の主面５１がスリット２１に面で接触しないようにして、ガラス基板５０を回収容器１０に回収することができる。ガラス基板５０がスリット２１に接触する場合は、ガラス基板５０の角部がスリット２１に点で接触する。そのため、ガラス基板５０の表面品質が高められて、磁気記録媒体に格納される情報の高密度化に寄与することができる。

本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、スリット２１の長手方向の中心軸線Ｌ１から、スリット２１を通過するガラス基板５０の外周端部の面取面５２と外周端面５３との間の端面角部に対応する位置までの距離だけ離間したスリット周縁部の点Ｐにおいて、接線Ｌ２が前記中心軸線Ｌ１に平行な線Ｌ３に対してなす接線角度θ’が、前記面取面５２の面取角θよりも大きくされている。

これにより、ガラス基板５０がスリット２１を通過するときに、ガラス基板５０の外周端部の面取面５２と主面５１との間の主面角部はスリット２１に接触せず、ガラス基板５０の外周端部の面取面５２と外周端面５３との間の端面角部がスリット２１に接触する。そのため、特に発生し易い外周端面５３近傍へのキズによる主面５１の表面品質の低下という問題が抑制される。その結果、ガラス基板５０の主面５１全体の表面品質が高められ、ガラス基板５０の収率が向上する。

本実施形態では、前記接線角度θ’は４５°〜８０°とされている。これにより、主面角部のスリット２１への接触がより確実に抑制される。

本実施形態では、スリット周縁部は面取りされている。これにより、ガラス基板５０のスリット２１への投入が円滑化する。

本実施形態では、図５（ａ）に示したような回収補助治具２０の他に、図６に示すような回収補助治具２０を用いてもよい。図５（ａ）に示した回収補助治具２０は、各スリット２１が閉じて独立していたが、図６に示す回収補助治具２０は、各スリット２１が長手方向の中央部で開いて相互に連通している。回収補助治具２０は、分割された回収補助治具２０の第１片２０ａと第２片２０ｂとを対向配置して両端を留め具２０ｃで固定した構造である。回収補助治具２０を分割して成形することにより、第１片２０ａ及び第２片２０ｂが成形し易く、ひいてはガラス基板５０の回収にかかるコストを低減することができるという利点がある。

スリット形状は略楕円形、略長円形等が好適であるが、この限りではない。また、スリット形状は長手方向の中心軸に対して軸対称な形が好ましいが、この限りではない。スリット形状が軸対称な形ではない場合、中心軸は、例えば、スリットの入口面積を長手方向に二等分する軸として定義することができるが、この限りではない。

以下、実施例及び比較例を通して、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例により限定されるものではない。

［ガラス基板の作製］
図２に示した製造工程に従い、下記の組成（質量％）のガラス素材を用いて、外径が約６５ｍｍ（２．５インチ）、内径（円孔の径）が約２０ｍｍ、板厚が１ｍｍの環状のアルミノシリケート製ガラス基板を作製した。ガラス基板の外周端部の面取角θは４５°、面取長さは０．１５ｍｍとした。

（ガラス素材の組成）
・ＳｉＯ_２：５０〜７０％
・Ａｌ_２Ｏ_３：０．１〜２０％
・Ｂ_２Ｏ_３：０〜５％
ただし、ＳｉＯ_２＋Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＝５０〜８５％であり、また、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ＝０．１〜２０％であり、また、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＢａＯ＋ＳｒＯ＋ＺｎＯ＝２〜２０％である。

［回収工程］
表１に示す実施例１〜３及び比較例において、２次研磨工程の終了後に回収工程を行った。すなわち、実施例１〜３においては、図６に示した回収補助治具２０を用い、比較例においては、図４に示した回収補助治具２０を用い、２次研磨が終了した１バッチ１００枚のガラス基板５０…５０を両面研磨装置から回収容器１０に回収した。なお、表１において、スリット間隔とあるのは、隣接するスリット２１，２１の長手方向の中心軸線Ｌ１，Ｌ１間の距離である。

［表面品質の評価］
各実施例及び比較例において、回収容器１０に入れた状態で、化学強化工程、最終洗浄工程、検査工程を行った。そして、検査工程において、ガラス基板５０の表面品質を検査し、評価した。

（主面の検査）
ガラス基板５０の主面５１をシステム精工社製のＨｅ−Ｎｅレーザ光源を用いた表面検査装置「ＳＳＩ−６４０」を用いて検査した。主面５１に、ピット、バンプ、パーティクル、スクラッチ、その他の塵埃又はキズ等の欠陥があるか否かを検査し、サイズが５μｍ以上の欠陥が検出されたものを不良品とした。不良品の数に基き収率を算出し、下記基準で判定した。結果を表１に示す。

（判定基準）
Ａ：収率が９０％超、１００％以下
Ｂ：収率が８７％超、９０％以下
Ｃ：収率が８４％超、８７％以下
Ｄ：収率が８４％以下

（主面角部の検査）
ガラス基板５０の主面角部を、光学顕微鏡を用いて検査した。その結果、主面の検査で不良品と判定されたものは、良品と判定されたものに比べて、一部領域の主面角部及びその近傍にキズ等の欠陥が存在していた。

［結果の考察］
回収補助治具のスリットの側縁部の形状が凸弧状である実施例１〜３は、直線状である比較例に比べて、表面品質の評価結果が優れていた。これは、実施例１〜３では、回収工程において、ガラス基板を回収容器に投入するときに、ガラス基板の主面が回収補助治具のスリットに接触することが抑制されたためと考察される。

実施例１〜３のうちでも、接線角度θ’が６０°、８０°である実施例２、３は、３０°である実施例１よりも、表面品質の評価結果がさらに良好であった。これは、実施例２、３では、接線角度θ’が面取角θよりも大きいから、回収工程において、ガラス基板を回収容器に投入するときに、ガラス基板の主面角部が回収補助治具のスリットに接触することが抑制されたためと考察される。

１０ 回収容器
２０ 回収補助治具
２１ スリット
５０ ガラス基板
５１ 主面
５２ 面取面
５３ 外周端面
Ｌ１ 中心軸線
Ｌ２ 接線
Ｌ３ 中心軸線に平行な線
Ｐ スリット周縁部の点
θ 面取角
θ’ 接線角度

Claims (4)

1. ガラス基板を通すためのスリットを有する回収補助治具を用いてガラス基板を回収容器に回収する回収工程を含む磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法であって、
   回収工程では、スリットの長手方向の側縁部の少なくとも一部が、スリットを通過するガラス基板の主面から離間する側に湾曲する凸弧状である回収補助治具を用いることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法。
2. スリットの長手方向の中心軸線から、スリットを通過するガラス基板の外周端部の面取面と外周端面との間の角部に対応する位置までの距離だけ離間したスリット周縁部の点において、接線が前記中心軸線に平行な線に対してなす接線角度θ’が、前記面取面の面取角θよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法。
3. 前記接線角度θ’は４５°〜８０°であることを特徴とする請求項２に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法。
4. スリット周縁部は面取りされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の回収方法。

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