JP2018200743A - Method for manufacturing glass substrate as base of glass substrate for a magnetic disk, method for manufacturing glass substrate for magnetic disk and fixed abrasive grindstone - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスクの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk mounted on a magnetic disk device such as a hard disk drive (HDD) and a method for manufacturing a magnetic disk.
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の磁気ディスク装置に搭載される情報記録媒体の一つとして磁気ディスクがある。磁気ディスクは、基板上に磁性層等の薄膜を形成して構成されたものであり、その基板として従来はアルミ基板が用いられてきた。しかし、最近では、高記録密度化の追求に呼応して、アルミ基板と比べて磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔をより狭くすることが可能なガラス基板の占める比率が次第に高くなってきている。また、ガラス基板表面は磁気ヘッドの浮上高さを極力下げることができるように、高精度に研磨して高記録密度化を実現している。近年、ＨＤＤの更なる大記録容量化、低価格化の要求は増すばかりであり、これを実現するためには、磁気ディスク用ガラス基板においても更なる高品質化、低コスト化が必要になってきている。 There is a magnetic disk as one of information recording media mounted on a magnetic disk device such as a hard disk drive (HDD). A magnetic disk is configured by forming a thin film such as a magnetic layer on a substrate, and an aluminum substrate has been conventionally used as the substrate. However, recently, in response to the pursuit of higher recording density, the ratio of the glass substrate capable of narrowing the distance between the magnetic head and the magnetic disk as compared with the aluminum substrate is gradually increasing. Further, the surface of the glass substrate is polished with high accuracy so as to increase the recording density so that the flying height of the magnetic head can be reduced as much as possible. In recent years, there has been an increasing demand for HDDs with higher recording capacity and lower prices. In order to achieve this, it is necessary to further improve the quality and cost of glass substrates for magnetic disks. It is coming.
上述したように高記録密度化にとって必要な低フライングハイト（浮上量）化のために磁気ディスク表面の高い平滑性は必要不可欠である。磁気ディスク表面の高い平滑性を得るためには、結局、高い平滑性の基板表面が求められるため、高精度にガラス基板表面を研磨する必要がある。このようなガラス基板を作製するために、研削（ラッピング）処理にて板厚の調整と平坦度（平面度）を低減した後、さらに研磨処理を行って表面粗さや微小うねりを低減することによって、主表面における極めて高い平滑性を実現してきた。 As described above, high smoothness on the surface of the magnetic disk is indispensable for reducing the flying height (flying height) necessary for increasing the recording density. In order to obtain a high smoothness on the surface of the magnetic disk, a substrate surface with a high smoothness is required in the end. Therefore, it is necessary to polish the glass substrate surface with high accuracy. In order to produce such a glass substrate, after adjusting the plate thickness and reducing the flatness (flatness) by grinding (lapping) processing, further polishing processing is performed to reduce surface roughness and microwaviness. The main surface has achieved extremely high smoothness.
ところで、従来、遊離砥粒を用いていた研削（ラッピング）工程（例えば特許文献１等）において、ダイヤモンドパッドを用いた固定砥粒による研削方法が提案されている（例えば特許文献２、特許文献３等）。ダイヤモンドパッドとは、ダイヤモンド粒子や、いくつかのダイヤモンド粒子がガラス、セラミック、金属、または樹脂などのバインダーで固められた凝集体を、樹脂（例えばアクリル系樹脂等）などの支持材を用いて固定したペレットを樹脂等のシートに貼り付けたものである。これ以外にも、ダイヤモンドを含む樹脂の層をシート上に形成した後に、樹脂層に溝を形成して突起状としたものでもよい。なお、ここで言うダイヤモンドパッドは必ずしも一般的な呼び名ではないが、本明細書では便宜上「ダイヤモンドパッド」と呼ぶこととする。 By the way, conventionally, a grinding method using a fixed abrasive using a diamond pad has been proposed in a grinding (lapping) step (for example, Patent Document 1) using loose abrasive grains (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3). etc). A diamond pad is an agglomerate in which diamond particles or some diamond particles are hardened with a binder such as glass, ceramic, metal, or resin, and fixed using a support material such as resin (for example, acrylic resin). The obtained pellets are pasted on a sheet of resin or the like. In addition to this, a resin layer containing diamond may be formed on the sheet, and then a groove may be formed in the resin layer to form a protrusion. In addition, although the diamond pad said here is not necessarily a general name, it shall be called "diamond pad" for convenience in this specification.
従来の遊離砥粒では形状が歪な砥粒が定盤とガラスとの間に介在し不均一に存在するために、砥粒への荷重が一定にならず荷重が集中した場合、定盤表面は鋳鉄による低弾性であるため、ガラスに深いクラックが入り、加工変質層が深く、またガラスの加工表面粗さも大きくなるので、後工程の鏡面研磨工程で多くの除去量が必要であったため、加工コストの削減が困難であった。これに対し、ダイヤモンドパッドを用いた固定砥粒による研削では、シート表面に砥粒が均一に存在しているため、荷重が集中することなく、加えて樹脂を用いて砥粒をシートに固定しているため、砥粒に荷重が加わっても砥粒を固定している樹脂の高弾性作用により、加工面のクラック（加工変質層）は浅く、加工表面粗さの低下が可能となり、後工程への負荷（取代など）が低減され、加工コストの削減が可能になる。
この研削（ラッピング）工程の終了後は、高精度な平面を得るための鏡面研磨加工を行っている。
In conventional loose abrasive grains, abrasive grains with a distorted shape are present between the surface plate and the glass and are non-uniform, so if the load on the abrasive grains is not constant and the load is concentrated, the surface of the surface plate Because of the low elasticity of cast iron, deep cracks enter the glass, the work-affected layer is deep, and the processing surface roughness of the glass also increases, so a large amount of removal was required in the subsequent mirror polishing process. It was difficult to reduce processing costs. In contrast, in grinding with a fixed abrasive using a diamond pad, the abrasive grains are uniformly present on the surface of the sheet, so that the load is not concentrated, and in addition, the abrasive is fixed to the sheet using resin. Therefore, even if a load is applied to the abrasive grains, the high elastic action of the resin fixing the abrasive grains makes the cracks (deformed layer) on the processed surface shallow, and the processed surface roughness can be reduced. The load on the machine (such as machining allowance) is reduced, and processing costs can be reduced.
After completion of this grinding (lapping) step, mirror polishing for obtaining a highly accurate plane is performed.
上述のように、ダイヤモンドパッドを用いた固定砥粒による研削方法によれば、加工面の表面粗さの低下が可能となり、後の鏡面研磨工程への負荷が低減され、ガラス基板の加工コストの削減が可能になるものの、本発明者の検討によれば次のような課題があることが判明した。
例えばフロート法等により製造されたシート状ガラス板を所定の形状に切り出したガラス基板に対して、直接、上記特許文献２に開示されているような従来のダイヤモンドパッドを用いた固定砥粒による研削加工を行う場合、ガラス基板表面はいわゆる鏡面であるため、加工初期に、ダイヤモンド砥粒が基板表面になかなか食い込まず滑ってしまい、研削加工できない時間が発生するという問題がある。これにより生産性が大幅に低下してしまう。
As described above, according to the grinding method using the fixed abrasive using the diamond pad, the surface roughness of the processed surface can be reduced, the load on the subsequent mirror polishing process is reduced, and the processing cost of the glass substrate is reduced. Although reduction is possible, according to the study of the present inventors, it has been found that there are the following problems.
For example, grinding with a fixed abrasive using a conventional diamond pad as disclosed in Patent Document 2 is directly applied to a glass substrate obtained by cutting a sheet-like glass plate manufactured by a float process or the like into a predetermined shape. When processing, since the glass substrate surface is a so-called mirror surface, there is a problem in that the diamond abrasive grains do not easily penetrate the substrate surface and slide in the initial stage of processing, thereby causing a time during which grinding cannot be performed. This greatly reduces productivity.
なお、上記特許文献３には、鏡面板ガラスの固定砥粒研削工程の前に、固定砥粒が研磨作用する程度まで鏡面板ガラス表面を機械的または化学的方法で粗面化（例えばアルミナ等の遊離砥粒を用いたラッピング）する技術が開示されているが、別の工程を追加することになるため、生産性は低下する。しかも、遊離砥粒によるラッピングは、鏡面板ガラスに対して安定した加工が可能であるものの、切り込み（加工変質層）が深く入るため、後の工程の加工負荷が増大するという問題がある。
In the above-mentioned
本発明はこのような従来の課題を解決すべくなされたものであって、その目的は、固定砥粒による研削加工において、研削加工できない時間を減らし、加工速度を落とさずに当該研削加工を行うことが可能で、高品質のガラス基板を低コストで製造可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、およびそれによって得られるガラス基板を利用した磁気ディスクの製造方法を提供することである。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and its purpose is to reduce the time during which grinding cannot be performed in grinding with fixed abrasive grains, and perform the grinding without reducing the processing speed. It is possible to provide a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk capable of manufacturing a high-quality glass substrate at low cost, and a method for manufacturing a magnetic disk using the glass substrate obtained thereby.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
潤滑液と、ダイヤモンド粒子を含む固定砥粒が研削面に配備された定盤とを用いてガラス基板の主表面を研削する研削加工処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記ガラス基板は、主表面が鏡面のガラス基板であり、前記研削加工処理は、研削加工を行う荷重よりも高荷重で前記ガラス基板表面を粗面化する第一段階と、該第一段階の後、前記第一段階の荷重よりも低荷重で前記ガラス基板表面の研削加工を行う第二段階とを有し、前記第一段階と前記第二段階とを有する前記研削加工処理は、同一の装置を用いて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である。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
(Configuration 1)
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a lubricating liquid and a grinding process for grinding a main surface of the glass substrate using a surface plate provided with a fixed abrasive including diamond particles on a grinding surface, The glass substrate is a glass substrate having a mirror surface as a main surface, and the grinding treatment includes a first step of roughening the surface of the glass substrate with a load higher than a load for grinding, and after the first step. And a second stage for grinding the surface of the glass substrate with a lower load than the load of the first stage, and the grinding process having the first stage and the second stage is the same apparatus. This is a method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
（構成２）
前記第一段階における荷重をＰ１（ｇ／ｃｍ２）、前記第二段階における荷重をＰ２（ｇ／ｃｍ２）としたとき、Ｐ１／Ｐ２＝３．０以下であることを特徴とする構成１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
（構成３）
前記第一段階における荷重Ｐ１を維持する時間をｔ１とし、前記第二段階における荷重Ｐ２を維持する時間をｔ２としたとき、ｔ１＜ｔ２であることを特徴とする構成２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
(Configuration 2)
P1 / P2 = 3.0 or less, where P1 (g / cm 2 ) is the load in the first stage and P2 (g / cm 2 ) is the load in the second stage. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs as described in above.
(Configuration 3)
3. The magnetic disk according to Configuration 2, wherein t1 <t2, where t1 is a time for maintaining the load P1 in the first stage and t2 is a time for maintaining the load P2 in the second stage. A method for producing a glass substrate.
（構成４）
投入する前記ガラス基板の表面粗さが、Ｒａで0.05μｍ以下であることを特徴とする構成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である。
(Configuration 4)
4. The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of
（構成５）
前記研削加工処理における加工速度は、３．０μｍ／分〜９．０μｍ／分であることを特徴とする構成１乃至４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である。
（構成６）
前記第二段階終了後のガラス基板の表面粗さが、Ｒａで0.080μｍ〜0.130μｍであることを特徴とする構成１乃至５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である。
(Configuration 5)
5. The magnetic disk glass substrate manufacturing method according to
(Configuration 6)
6. The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of
（構成７）
構成１乃至６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により製造された磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁気記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法である。
(Configuration 7)
A magnetic disk manufacturing method comprising forming at least a magnetic recording layer on a magnetic disk glass substrate manufactured by the method for manufacturing a magnetic disk glass substrate according to any one of
本発明によれば、従来の固定砥粒を用いた研削加工における研削加工できない時間の発生による生産性の低下を改善することができる。また、本発明によれば、加工速度を落とさずに、しかも加工面の表面粗さを低く抑えることが可能となり、後の工程の加工負荷も減らすことができる。これにより、高品質のガラス基板を低コストで製造することが可能である。さらに、それによって得られるガラス基板を利用し、信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of productivity by generation | occurrence | production of the time which cannot be ground in the grinding process using the conventional fixed abrasive can be improved. Further, according to the present invention, it is possible to reduce the surface roughness of the processed surface without reducing the processing speed, and to reduce the processing load of the subsequent process. Thereby, it is possible to manufacture a high-quality glass substrate at low cost. Furthermore, a highly reliable magnetic disk can be obtained using the glass substrate obtained thereby.
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明は、上記構成１にあるように、潤滑液と、ダイヤモンド粒子を含む固定砥粒が研削面に配備された定盤とを用いてガラス基板の主表面を研削する研削加工処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記ガラス基板は、主表面が鏡面のガラス基板であり、前記研削加工処理は、研削加工を行う荷重よりも高荷重で前記ガラス基板表面を粗面化する第一段階と、該第一段階の後、前記第一段階の荷重よりも低荷重で前記ガラス基板表面の研削加工を行う第二段階とを有し、前記第一段階と前記第二段階とを有する前記研削加工処理は、同一の装置を用いて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である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
As described in the
磁気ディスク用ガラス基板は、通常、粗研削工程（粗ラッピング工程）、形状加工工程、精研削工程（精ラッピング工程）、端面研磨工程、主表面研磨工程、化学強化工程、等を経て製造される。
本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、フロート法やダウンドロー法で製造されたシート状ガラスから所定の大きさに切り出して主表面が鏡面のガラス基板を得る。また、これ以外に、溶融ガラスからプレスで作製した主表面が鏡面のガラス基板を用いてもよい。
A glass substrate for a magnetic disk is usually manufactured through a rough grinding process (rough lapping process), a shape processing process, a fine grinding process (fine lapping process), an end surface polishing process, a main surface polishing process, a chemical strengthening process, and the like. .
In the method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention, a glass substrate having a mirror surface is obtained by cutting out from a sheet glass produced by a float method or a downdraw method to a predetermined size. In addition, a glass substrate having a mirror-finished main surface made of molten glass by pressing may be used.
次に、このガラス基板に寸法精度及び形状精度を向上させるための研削加工（ラッピング）を行う。この研削加工は、通常両面ラッピング装置を用い、ダイヤモンド等の硬質砥粒を用いてガラス基板主表面の研削を行う。こうしてガラス基板主表面を研削加工することにより、所定の板厚、平坦度に加工するとともに、所定の表面粗さを得る。 Next, this glass substrate is subjected to grinding (lapping) for improving dimensional accuracy and shape accuracy. This grinding process normally uses a double-sided lapping machine to grind the main surface of the glass substrate using hard abrasive grains such as diamond. By grinding the main surface of the glass substrate in this way, a predetermined plate thickness and flatness are processed, and a predetermined surface roughness is obtained.
本発明は、この研削加工の改善に関わるものである。本発明における研削加工処理は、ダイヤモンド粒子を含む固定砥粒を用いた研削加工であり、たとえば、両面ラッピング装置において、研削工具（固定砥粒砥石）であるダイヤモンドパッドが貼り付けられた上下定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板を密着させ、さらに前記ガラス基板を上下定盤によって所定圧で挟圧しながら、ガラス基板と上下定盤とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の両主表面を同時に研削する。この際、加工作用面を冷却したり、加工を促進するために潤滑液（クーラント）が供給される。 The present invention relates to the improvement of this grinding process. The grinding process in the present invention is a grinding process using fixed abrasive grains containing diamond particles. For example, in a double-sided lapping apparatus, an upper and lower surface plate on which a diamond pad as a grinding tool (fixed abrasive grindstone) is attached. The glass substrate held by a carrier is closely adhered between the glass substrate and the glass substrate and the upper and lower platen are moved relative to each other while the glass substrate is sandwiched between the upper and lower platen at a predetermined pressure. Grind the surface at the same time. At this time, a lubricating liquid (coolant) is supplied to cool the working surface or to promote the processing.
本発明に使用する研削工具（固定砥粒砥石）であるダイヤモンドパッド１は、図４にその構成の概略を示したが、いくつかのダイヤモンド粒子５（図２参照）がガラス、セラミック、金属、または樹脂などのバインダーで固められた凝集体３を樹脂（例えばアクリル系樹脂等）などの支持材６を用いてシート上に固定したものである。また、図１に別の構成の概略を示したが、いくつかのダイヤモンド粒子５（図２参照）がガラス、セラミック、金属、または樹脂などのバインダーで固められた凝集体３を樹脂（例えばアクリル系樹脂等）などの支持材を用いて固定したペレット４をシート２に貼り付けたものである。勿論、図１、図４に示す構成はあくまでも一例であり、本発明はこれに限定する趣旨ではない。例えば、上記凝集体３を含む樹脂の層をシート上に形成した後に、樹脂層に溝を形成して突起状としたダイヤモンドパッドを使用してもよい。
The
上記凝集体３の粒径（平均粒径）や樹脂中の砥粒密度の異なるものを製造することは可能である。
なお、本実施の形態においては、ダイヤモンド固定砥粒が上記凝集体である場合について説明する。従って、本発明において、ダイヤモンド固定砥粒と言った場合は、特に断りのない限り、上記凝集体を意味するものとし、また、ダイヤモンド固定砥粒の平均粒径、及び砥粒密度と言った場合は、上記凝集体の平均粒径、及び樹脂中の上記凝集体密度を意味するものとする。
但し、本発明は、ダイヤモンド固定砥粒が上記凝集体である場合に限定するものではない。ダイヤモンド固定砥粒が凝集体ではなく、ダイヤモンド粒子の粒１個であるようなダイヤモンドパッドを使用することもできる。
It is possible to manufacture the
In the present embodiment, the case where the diamond fixed abrasive is the aggregate will be described. Therefore, in the present invention, when it is referred to as diamond fixed abrasive, unless otherwise specified, it means the above-mentioned aggregate, and when it is referred to as the average particle diameter of diamond fixed abrasive and the abrasive density Means the average particle size of the aggregate and the density of the aggregate in the resin.
However, the present invention is not limited to the case where the diamond fixed abrasive is the aggregate. It is also possible to use a diamond pad in which the diamond fixed abrasive is not an aggregate but a single diamond particle.
本発明における研削加工処理は、上記のとおり、研削加工を行う荷重よりも高荷重で前記ガラス基板表面を粗面化する第一段階と、該第一段階の後、前記第一段階の荷重よりも低荷重で前記ガラス基板表面の研削加工を行う第二段階とを有し、これら第一段階と第二段階とを有する研削加工処理は、同一の装置を用いて行うことを特徴とする。 As described above, the grinding process according to the present invention includes a first stage for roughening the surface of the glass substrate with a load higher than a load for grinding, and a load after the first stage, after the first stage. And a second stage for grinding the surface of the glass substrate with a low load. The grinding process including the first stage and the second stage is performed using the same apparatus.
鏡面ガラス表面をダイヤモンドパッドで直接研削加工するためには、まず、ダイヤモンド砥粒をガラス基板表面に食い込ませるためガラス表面に対して通常の研削加工時よりも高い荷重負荷をかける必要がある。高い負荷はそれだけ砥粒の切り込み深さが深くなるため、ガラス表面の粗さを粗くさせる（粗面化する）ことができる。上記第一段階は、このように鏡面ガラス表面にダイヤモンド砥粒を食い込ませて粗面化する段階である。 In order to directly grind the mirror glass surface with the diamond pad, first, it is necessary to apply a higher load to the glass surface than during normal grinding in order to cause the diamond abrasive grains to penetrate into the glass substrate surface. The higher the load, the deeper the cutting depth of the abrasive grains, the rougher the glass surface can be made (roughened). The first step is a step of roughening the surface of the mirror glass by causing the diamond abrasive grains to penetrate.
このような加工途中の第一段階でガラス表面が粗面化された後には、研削加工に対して高い負荷は必要なく、むしろ負荷を下げて砥粒の切り込み深さを浅くした条件で本来の研削加工（本加工）を行う。上記第二段階はこの本加工を行う段階である。図２は、研削加工時の状態を説明するための模式図であり、ダイヤモンド固定砥粒である凝集体３がガラス基板１０に食い込んで研削している状態を示している（予想図）。 After the glass surface is roughened in the first stage during such processing, there is no need for a high load on the grinding process. Rather, the original condition is achieved by reducing the load and reducing the cutting depth of the abrasive grains. Grinding (main processing) is performed. The second stage is a stage where this main processing is performed. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a state at the time of grinding, and shows a state where aggregates 3 which are diamond fixed abrasive grains are biting into and ground on the glass substrate 10 (predicted view).
以上の第一段階と第二段階とを有する研削加工を行うことにより、加工速度を落とさずに当該研削加工を行うことが可能となる。さらに、それら研削加工の詳細条件を調節することで、仕上がり加工面の表面粗さを低く抑えることも可能となる。
図３は、本発明の研削加工処理における印加荷重のシーケンスの一例を示す図である。
図３の横軸は時間、縦軸は印加荷重である。スタートから荷重を次第に上げていき、荷重がＰ１に達した時点（Ａ点）で一定時間（ｔ１）を維持する。ここまでが上記第一段階であり、ガラス表面を粗面化する。
なお、Ａ点へ至る荷重の印加を多段階のステップに分けて行ってもよい。すなわち、荷重を段階的に（シーケンス図上においては階段状に）上げてもよい。
By performing the grinding process having the first stage and the second stage as described above, it is possible to perform the grinding process without reducing the machining speed. Furthermore, by adjusting the detailed conditions of the grinding process, it is possible to keep the surface roughness of the finished processed surface low.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a sequence of applied loads in the grinding process of the present invention.
The horizontal axis in FIG. 3 is time, and the vertical axis is applied load. The load is gradually increased from the start, and the constant time (t1) is maintained at the time when the load reaches P1 (point A). This is the first stage, and the glass surface is roughened.
Note that the application of the load up to the point A may be performed in multiple steps. That is, the load may be increased stepwise (stepwise on the sequence diagram).
そして、Ｂ点から荷重を次第に下げていき、通常の研削加工荷重Ｐ２に達した時点（Ｃ点）で一定時間（ｔ２）を維持し、Ｄ点で研削加工を終了する。この間が上記第二段階であり、本加工を行う段階である。
なお、ここでいう「荷重Ｐ１，Ｐ２」とは、ある一定の時間維持される値を指しており、上昇途中の荷重などは含まない。
Then, the load is gradually decreased from the point B, and a constant time (t2) is maintained at a point (point C) when the normal grinding load P2 is reached, and the grinding process is ended at the point D. This period is the second stage, which is the stage where the main machining is performed.
The “loads P1 and P2” herein refer to values that are maintained for a certain period of time, and do not include loads that are in the middle of ascent.
上記第一段階における荷重Ｐ１は、１３０〜２００ｇ／ｃｍ２の範囲とすることが好ましい。荷重Ｐ１が１３０ｇ／ｃｍ２よりも小さいと、粗面化が不十分となるので前述の研削加工できない時間を十分に短縮できず、加工速度が低下する恐れがある。すなわち、第一段階後の表面粗さが十分に大きくならないため、第二段階においても固定砥粒が滑ってしまい、研削レートが低下する恐れがある。また、荷重Ｐ１が１３０ｇ／ｃｍ２よりも小さいと、ガラス基板と定盤との間の密着性が不足する場合がある。こうなると、上定盤がガラス基板の上面に作用する荷重と、下定盤がガラス基板の下面に作用する加重の差が大きくなり、ガラス基板の下面の全体または一部が研削されない問題が発生する場合がある。これは、重力の影響によってクーラントが下定盤の上に溜まりやすいため、下定盤とガラス基板との間にクーラントの膜が生じるためと推察される。１３０ｇ／ｃｍ２よりも高い荷重をかけて上下の定盤でしっかりとガラス基板を挟みこむことで、この問題を解消することができる。
一方、荷重Ｐ１が２００ｇ／ｃｍ２よりも大きいと、砥粒による切込みが深くなりすぎて、スクラッチが多く発生し、本加工や後続の研磨工程の取代を大きくする必要が出てくるため加工時間が長くなってしまう恐れがある。また、ガラス基板が割れたりヒビが発生する場合がある。
The load P1 in the first stage is preferably in the range of 130 to 200 g / cm 2 . When the load P1 is smaller than 130 g / cm 2 , roughening becomes insufficient, so that the time during which grinding cannot be performed cannot be sufficiently shortened, and the processing speed may be reduced. That is, since the surface roughness after the first stage does not become sufficiently large, the fixed abrasive grains slip even in the second stage, which may reduce the grinding rate. Moreover, when the load P1 is smaller than 130 g / cm < 2 >, the adhesiveness between a glass substrate and a surface plate may be insufficient. If this happens, the difference between the load that the upper surface plate acts on the upper surface of the glass substrate and the load that the lower surface plate acts on the lower surface of the glass substrate becomes large, and the whole or part of the lower surface of the glass substrate is not ground. There is a case. This is presumably because the coolant is likely to accumulate on the lower surface plate due to the influence of gravity, so that a coolant film is formed between the lower surface plate and the glass substrate. This problem can be solved by applying a load higher than 130 g / cm 2 and firmly sandwiching the glass substrate between the upper and lower surface plates.
On the other hand, if the load P1 is larger than 200 g / cm 2, the cutting time due to the abrasive grains becomes too deep and a lot of scratches are generated, so that it is necessary to increase the machining allowance for the main processing and the subsequent polishing step. May become longer. In addition, the glass substrate may be broken or cracked.
また、上記第二段階における荷重Ｐ２は、５０〜１２０ｇ／ｃｍ２の範囲とすることが好ましい。第一段階よりも低い荷重であって前記範囲内の荷重で粗面化された表面を研削加工することで、加工面の表面粗さを低く抑えることが可能になる。
また、Ｐ１／Ｐ２は１．２０以上であることが好ましい。こうすることで、加工速度をより高くするとともに粗さを低減することができる。より具体的には、研削加工後の表面粗さを０．１２μｍ以下とすることができる。
また、Ｐ１／Ｐ２＝３．０以下であることが好ましい。Ｐ１／Ｐ２が３．０より大きいと、第一段階から第二段階に移行する際に一時的にガラス基板と定盤との間の密着性が不足し、ガラス基板の下面の全体または一部が研削されない問題が発生する場合がある。
Further, load P2 in the second stage, is preferably in the range of 50 to 120 / cm 2. By grinding the surface that is lower than the first stage and roughened with a load within the above range, the surface roughness of the processed surface can be kept low.
Further, P1 / P2 is preferably 1.20 or more. By doing so, it is possible to increase the processing speed and reduce the roughness. More specifically, the surface roughness after grinding can be made 0.12 μm or less.
Moreover, it is preferable that P1 / P2 = 3.0 or less. When P1 / P2 is larger than 3.0, the adhesion between the glass substrate and the surface plate is temporarily insufficient when shifting from the first stage to the second stage, and the whole or part of the lower surface of the glass substrate. There may be a problem that the material is not ground.
また、加工開始から上記Ａ点（荷重Ｐ１）に至る第一段階の荷重印加速度（傾きｋ）を、0.5〜15g/(cm2・sec)とすることが好ましい。傾きｋが0.5g/(cm2・sec)より小さい（印加速度が遅い）場合、低い荷重のため砥粒が滑って食い込まず、むしろ砥粒が磨耗することになり、第一段階での粗面化が不十分となったり、加工レートが低下したりするなど研削能力が劣化するので好ましくない。一方、傾きｋが15g/(cm2・sec)より大きい（印加速度が速い）場合、ガラス基板に対して砥粒に急激な負荷が印加されるため、砥粒が破砕して研削能力が低下したり、ガラス基板が割れる恐れがある。さらに、研削パッドの使用可能回数（ライフ）の観点から、4g/(cm2・sec)以上とするとより好ましい。 Moreover, it is preferable that the first stage load application speed (inclination k) from the start of processing to the point A (load P1) is 0.5 to 15 g / (cm 2 · sec). When the slope k is smaller than 0.5 g / (cm 2 · sec) (applying speed is slow), the abrasive grains do not slip and bite due to the low load. This is not preferable because the grinding ability deteriorates such as insufficient surfaceization and a reduction in the processing rate. On the other hand, when the inclination k is greater than 15 g / (cm 2 · sec) (applying speed is fast), a sharp load is applied to the abrasive grains on the glass substrate, so that the abrasive grains are crushed and the grinding ability is reduced. Or the glass substrate may break. Furthermore, from the viewpoint of the number of times the grinding pad can be used (life), it is more preferable to set it to 4 g / (cm 2 · sec) or more.
また、上記第一段階における荷重Ｐ１で粗面化する時間ｔ１は、例えば１０〜６００秒の範囲とすることが好ましい。ｔ１が１０秒より短いと、ガラス主表面への砥粒の食い込みが不十分となり加工速度が遅くなる恐れがある。一方、ｔ１が６００秒より長いと、深いスクラッチが発生しやすくなり、仕上りの主表面が粗くなる恐れがある。 Further, the time t1 for roughening with the load P1 in the first stage is preferably in the range of 10 to 600 seconds, for example. When t1 is shorter than 10 seconds, the abrasive grains are not sufficiently bited into the glass main surface, which may slow the processing speed. On the other hand, if t1 is longer than 600 seconds, deep scratches are likely to occur, and the finished main surface may become rough.
また、Ｂ点（荷重Ｐ１）から荷重を次第に下げていき、通常の研削加工荷重Ｐ２に達するＣ点までの時間は、例えば１０〜９０秒の範囲とすることが好ましい。ＢＣ間の時間が１０秒より短いと、急激な荷重変動により基板平坦度が悪化する可能性がある。このような場合、上述の荷重Ｐ１が１３０ｇ／ｃｍ２よりも小さい場合と同様のメカニズムによって、上定盤がガラス基板の上面に作用する荷重と、下定盤がガラス基板の下面に作用する加重の差が一時的に大きくなると思われる。そのため、ガラス基板の全体または一部が適正に研削されないために、平坦度が悪い部分が残ると推察される。
一方、ＢＣ間の時間が９０秒より長くなると、Ｐ１（第一段階）からＰ２（第二段階）に移行する間にガラスが過剰に研削されるため板厚のコントロールが難しくなったり、深いスクラッチが発生して仕上りの主表面粗さが増大する恐れがある。
Further, the load is gradually decreased from point B (load P1), and the time to point C reaching the normal grinding load P2 is preferably in the range of 10 to 90 seconds, for example. If the time between BCs is shorter than 10 seconds, the substrate flatness may be deteriorated due to a rapid load fluctuation. In such a case, the load that acts on the upper surface of the glass substrate and the load that the lower surface plate acts on the lower surface of the glass substrate by the same mechanism as in the case where the load P1 is smaller than 130 g / cm 2 . The difference is likely to increase temporarily. For this reason, the whole or part of the glass substrate is not properly ground, and it is assumed that a portion with poor flatness remains.
On the other hand, if the time between BCs is longer than 90 seconds, the glass is excessively ground during the transition from P1 (first stage) to P2 (second stage), making it difficult to control the plate thickness or deep scratches. May occur and the finished main surface roughness may increase.
また、上記第二段階における荷重Ｐ２で研削加工を行う時間ｔ２は、３０秒以上とすることが好ましい。荷重Ｐ２にて一定量を加工しないと荷重Ｐ１で形成した溝を取りきれず、それがスクラッチとして残る恐れがある。ｔ２の上限は、研削加工処理での仕上がり品質等を考慮して適宜決定される。
なお、ｔ１＜ｔ２とすると、仕上がりの粗さを低下させることができるので好ましい。ｔ１≧ｔ２であると、加工後に表面粗さが低くならない場合がある。すなわち、本発明では高い研削レートと加工後の低粗さを両立できる技術であるが、低荷重による第二段階の加工時間が不足すると、第一段階によって粗くなった粗さを第二段階で低くしきれなくなることがある。また、スクラッチが残留する恐れがある。これらは後に続く研磨工程の取代増加などにより解消できるものの、製造コスト上昇の一因となりうる。
また、Ｐ１×ｔ１（面積）＜Ｐ２×ｔ２（面積）であることが好ましい。こうすることで、研削処理後の表面粗さを十分に低減することが可能になる。
Moreover, it is preferable that time t2 which grinds with the load P2 in the said 2nd stage shall be 30 second or more. If a certain amount is not processed with the load P2, the groove formed with the load P1 cannot be removed, which may remain as a scratch. The upper limit of t2 is appropriately determined in consideration of the finished quality in the grinding process.
Note that t1 <t2 is preferable because the roughness of the finish can be reduced. If t1 ≧ t2, the surface roughness may not be lowered after processing. That is, in the present invention, it is a technology that can achieve both a high grinding rate and a low roughness after processing. However, if the processing time of the second stage due to low load is insufficient, the roughness roughened by the first stage is reduced in the second stage. It may become impossible to keep it low. In addition, scratches may remain. These can be eliminated by increasing the allowance for subsequent polishing processes, but can contribute to an increase in manufacturing costs.
Further, it is preferable that P1 × t1 (area) <P2 × t2 (area). By doing so, the surface roughness after the grinding process can be sufficiently reduced.
また、本発明においては、研削加工処理全体における加工速度は、２．０μｍ／分以上、より好ましくは３．０μｍ／分以上とすることが好ましい。この範囲であれば、加工速度を落とさずに研削加工を行なうことが可能である。なお、上記研削加工処理全体における加工速度とは、全研削厚みを全加工時間（第一段階と第二段階を含む）で除した値のことを云う。 In the present invention, the processing speed in the entire grinding processing is preferably 2.0 μm / min or more, more preferably 3.0 μm / min or more. Within this range, it is possible to perform grinding without reducing the processing speed. The processing speed in the entire grinding processing means a value obtained by dividing the total grinding thickness by the total processing time (including the first stage and the second stage).
また、本発明においては、上記ダイヤモンド固定砥粒の平均粒径が２０〜４０μｍであることが好適である。さらに、ダイヤモンド固定砥粒の個々の粒径は、１０〜５０μｍであることが好ましい。上記ダイヤモンド砥粒の平均粒径あるいは個々の粒径が上記を下回ると鏡面状ガラス基板に対する切り込みが浅くなりガラス基板への食い込みが進行しない。一方、上記ダイヤモンド砥粒の平均粒径あるいは個々の粒径が上記を上回ると仕上りの粗さが粗くなるため後工程の取り代負荷が大きくなる。
なお、前にも説明したとおり、ここでダイヤモンド固定砥粒とは、前記凝集体を意味する。また、凝集体に含まれる個々のダイヤモンド粒子の大きさは、平均粒径で１〜５μｍであることが好ましい。
Moreover, in this invention, it is suitable that the average particle diameter of the said diamond fixed abrasive is 20-40 micrometers. Furthermore, the individual particle size of the diamond fixed abrasive is preferably 10 to 50 μm. When the average particle diameter or individual particle diameter of the diamond abrasive grains is below the above, the cut into the mirror-like glass substrate becomes shallow and the biting into the glass substrate does not proceed. On the other hand, if the average particle diameter or individual particle diameter of the diamond abrasive grains exceeds the above, the roughness of the finish becomes rough, so that the machining allowance load in the subsequent process increases.
In addition, as previously demonstrated, a diamond fixed abrasive means the said aggregate here. Moreover, it is preferable that the magnitude | size of each diamond particle contained in an aggregate is 1-5 micrometers by an average particle diameter.
なお、本発明において、上記平均粒径（D50）とは、レーザー回折法により測定された粒度分布における粉体の集団の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径（以下、「累積平均粒子径（５０％径）」と呼ぶ。）を言う。本発明において、累積平均粒子径（５０％径）は、具体的には、粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定して得られる値である。 In the present invention, the average particle size (D50) is 50% when the cumulative curve is determined with the total volume of the powder population in the particle size distribution measured by the laser diffraction method as 100%. The particle size (hereinafter referred to as “cumulative average particle size (50% diameter)”). In the present invention, the cumulative average particle diameter (50% diameter) is specifically a value obtained by measurement using a particle diameter / particle size distribution measuring apparatus.
以上説明したように、本発明では、研削処理は、同じ固定砥粒砥石（ダイヤモンドパッド）を使用し、一度のプロセスにおいて「通常研削より高い荷重＋通常荷重」を連続的に行う。そして、生産性を上げるために、基板を交換して、同様のプロセスが繰り返される。このとき、投入基板の主表面が鏡面であるために、固定砥粒砥石の表面にスラッジが溜まりやすいことを突き止めた。従来のようなラッピング後のガラス基板を加工する場合、投入基板の表面粗さが大きいため、研削加工によって砥石表面に蓄積されるスラッジは、次々に投入される新たなガラス基板表面によって除去されるが、本発明のような鏡面のガラス基板を直接研削加工する場合にはその効果が得られない。
すなわち、生産性向上のために同じ固定砥粒砥石を用いて多数回の処理を行う場合は、研削砥粒の突き出し量を精密に制御することが必要であることを突き止めた。
As described above, in the present invention, the same fixed abrasive grindstone (diamond pad) is used for the grinding treatment, and “load higher than normal grinding + normal load” is continuously performed in one process. And in order to raise productivity, the board | substrate is replaced | exchanged and the same process is repeated. At this time, since the main surface of the input substrate was a mirror surface, it was found that sludge tends to accumulate on the surface of the fixed abrasive grindstone. When processing a glass substrate after lapping as in the prior art, since the surface roughness of the input substrate is large, sludge accumulated on the surface of the grindstone by grinding is removed by a new glass substrate surface that is input one after another. However, the effect cannot be obtained when the mirror glass substrate as in the present invention is directly ground.
That is, it has been found that it is necessary to precisely control the protruding amount of the abrasive grains when the same fixed abrasive grindstone is used for a number of times in order to improve productivity.
本発明における研削処理では、研削砥粒（つまりダイヤモンド固定砥粒）の突出し量が好適に調整された研削砥石を用いて、ガラス基板主表面の研削を行うことが好適である。 In the grinding treatment in the present invention, it is preferable to grind the main surface of the glass substrate using a grinding wheel in which the protruding amount of grinding abrasive grains (that is, diamond fixed abrasive grains) is suitably adjusted.
たとえば上記研削砥粒の突出し量が低い研削砥石を用いると、研削砥石の表面にスラッジが溜まることによって、砥粒がガラス表面に接触することが阻害されてしまい、ガラス表面に対して十分に作用できない（ガラス表面に対する作用が弱い）砥粒が多く存在するため、上述の部分的な研削不良が発生し、結果的に加工後の平坦度不良の発生率が高まる。 For example, if a grinding wheel with a low protruding amount of the above-mentioned grinding abrasive is used, sludge accumulates on the surface of the grinding stone, which prevents the abrasive from contacting the glass surface and acts sufficiently on the glass surface. Since there are many abrasive grains that cannot be applied (weak effect on the glass surface), the above-mentioned partial grinding failure occurs, and as a result, the occurrence rate of flatness failure after processing increases.
これに対して、研削砥粒の突出し量が好適に調整された研削砥石を用いると、砥石の表面にスラッジが溜まっても、砥粒がガラス表面に接触することが阻害されることを抑制できるため、ガラス表面に研削砥粒が安定的に作用するようになり、研削ムラのない安定した研削加工を行えるようになる。 On the other hand, when a grinding wheel with a suitably adjusted amount of grinding abrasive grains is used, even if sludge accumulates on the surface of the grinding stone, it is possible to prevent the abrasive grains from being inhibited from contacting the glass surface. For this reason, the abrasive grains stably act on the glass surface, and stable grinding can be performed without grinding unevenness.
上記の研削砥石の研削砥粒の突出し量は、以下のようにして測定することができる。
研削加工実施前の上下定盤の研削砥石（通常、円盤状に形成されている）に対して、内周から外周までの距離を１００％としたとき、内周から１０％、５０％、９０％の位置から、それぞれ２．５ｍｍ×２．５ｍｍの大きさの合計６サンプル（パッド片）を切り出す。この６サンプルのそれぞれについて、例えばレーザー顕微鏡を用いて得られた観察画像から任意の研削砥粒の例えば５個を選択し、砥粒と砥粒周辺の樹脂部との高低差を測定し、全砥粒の高低差の平均値をもってその研削砥石の研削砥粒の突出し量と定義する。
The protrusion amount of the abrasive grains of the grinding wheel can be measured as follows.
10%, 50%, 90% from the inner circumference when the distance from the inner circumference to the outer circumference is defined as 100% with respect to the grinding wheel of the upper and lower surface plates before grinding (usually formed in a disk shape). A total of 6 samples (pad pieces) each having a size of 2.5 mm × 2.5 mm are cut out from the% positions. For each of these six samples, for example, five of the arbitrary abrasive grains are selected from the observation image obtained using a laser microscope, for example, and the height difference between the abrasive grains and the resin portion around the abrasive grains is measured. The average value of the height difference of the abrasive grains is defined as the protruding amount of the abrasive grains of the grinding wheel.
研削砥粒の突出し量を調整するためには、例えばドレス処理によって行うことが可能である。具体的には、たとえば、研削加工に使用する両面研削装置をドレス処理にも適用し、上下定盤に配備されたダイヤモンドパッドのような研削砥石表面に、適当な厚みバラツキに管理された砥石を接触させ、両面研削装置の上下定盤を回転させた状態でドレス処理を行うことができる。ドレス処理に用いる砥石の材質は特に制約されないが、例えばアルミナ砥石などが好適である。また、この場合、厚みバラツキの異なる複数の砥石を用いて、段階的にドレス処理を行うようにしてもよい。 In order to adjust the protruding amount of the abrasive grains, for example, dressing can be performed. Specifically, for example, a double-sided grinding device used for grinding is also applied to dressing processing, and a grinding wheel with an appropriate thickness variation is applied to the surface of a grinding wheel such as a diamond pad arranged on an upper and lower surface plate. The dressing process can be performed in a state where the upper and lower surface plates of the double-side grinding apparatus are rotated. The material of the grindstone used for the dressing process is not particularly limited, but for example, an alumina grindstone is suitable. In this case, the dressing process may be performed step by step using a plurality of grindstones having different thickness variations.
本発明において、研削加工処理に投入するガラス基板の主表面は鏡面であり、表面粗さは、通常はＲａで0.05μｍ以下、より好ましくは0.001〜0.01μｍである。本発明では特に、研削処理に投入するガラス基板の表面粗さＲａが０．００１〜０．０１μｍと極めて低い板ガラスとすることができるため、後工程の取代を最小限に抑制できるので、低コストな磁気ディスクガラス基板を製造することが可能である。
また、本発明において、上記第一段階終了後のガラス基板の表面粗さは、概ねＲａで0.100〜0.150μｍの範囲である。この範囲に粗面化されることにより、続く第二段階の研削加工が良好に行われる。
また、本発明においては、上記第二段階終了後のガラス基板の表面粗さが、Ｒａで0.080〜0.130μｍの範囲に仕上がる。このように仕上がりの粗さを低く抑えることが可能となるので、後の工程の加工負荷を減らすことができる。
In the present invention, the main surface of the glass substrate to be put into the grinding process is a mirror surface, and the surface roughness is usually 0.05 μm or less, more preferably 0.001 to 0.01 μm in Ra. In the present invention, in particular, since the surface roughness Ra of the glass substrate to be put into the grinding process can be a plate glass as extremely low as 0.001 to 0.01 μm, it is possible to suppress the cost of the subsequent process to a minimum, thereby reducing the cost. It is possible to manufacture a simple magnetic disk glass substrate.
In the present invention, the surface roughness of the glass substrate after completion of the first stage is generally in the range of 0.100 to 0.150 μm in Ra. By roughening the surface in this range, the subsequent second-stage grinding is favorably performed.
Moreover, in this invention, the surface roughness of the glass substrate after completion | finish of said 2nd step is finished in the range of 0.080-0.130 micrometer by Ra. Thus, it is possible to keep the roughness of the finish low, so that the processing load of the subsequent process can be reduced.
以上説明したように、本発明の研削加工処理においては、従来の固定砥粒を用いた研削加工における研削加工できない時間の発生による生産性の低下を改善することができ、また、第一段階と第二段階とを有する研削加工処理は、同一の装置を用いて連続して行うことができるので、生産性を上げることが可能である。また、本発明の研削加工処理によれば、加工速度を落とさずに、しかも加工面の表面粗さを低く抑えることが可能となり、後の工程の加工負荷も減らすことができる。 As described above, in the grinding process of the present invention, it is possible to improve the decrease in productivity due to the occurrence of time that cannot be ground in the conventional grinding process using the fixed abrasive, and the first stage and Since the grinding process having the second stage can be continuously performed using the same apparatus, productivity can be increased. Further, according to the grinding process of the present invention, it is possible to keep the surface roughness of the processed surface low without reducing the processing speed, and to reduce the processing load in the subsequent process.
本発明においては、ガラス基板を構成するガラス（の硝種）は、アモルファスのアルミノシリケートガラスとすることが好ましい。このようなガラス基板は表面を鏡面研磨することにより平滑な鏡面に仕上げることができ、また加工後の強度が良好である。このようなアルミノシリケートガラスとしては、例えば、ＳｉＯ2 を主成分としてＡｌ2Ｏ3を２０重量％以下含むガラスが好ましい。さらに、ＳｉＯ2 を主成分としてＡｌ2Ｏ3を１５重量％以下含むガラスとするとより好ましい。具体的には、ＳｉＯ2 を６２重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3を５重量％以上１５重量％以下、Ｌｉ2 Ｏを４重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2 Ｏを４重量％以上１２重量％以下、ＺｒＯ2 を５．５重量％以上１５重量％以下、主成分として含有するとともに、Ｎａ2Ｏ／ＺｒＯ2 の重量比が０．５以上２．０以下、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＺｒＯ2 の重量比が０．４以上２．５以下であるリン酸化物を含まないアモルファスのアルミノシリケートガラスを用いることができる。
また、このアルミノシリケートガラスとしては、重量％で表して、
ＳｉＯ2 ５８〜６６％、Ａｌ2Ｏ3 １３〜１９％、Ｌｉ2Ｏ ３〜 ４．５％、Ｎａ2Ｏ ６〜１３％、Ｋ2Ｏ ０〜 ５％、Ｒ2Ｏ １０〜１８％、（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％、（ただし、ＴｉＯ2＋ＣｅＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3＋ＭｎＯ＝０．０１〜３％）の組成を含有する化学強化用ガラスを使用することができる。
In the present invention, the glass constituting the glass substrate is preferably an amorphous aluminosilicate glass. Such a glass substrate can be finished to a smooth mirror surface by mirror polishing the surface, and the strength after processing is good. As such an aluminosilicate glass, for example, a glass containing SiO 2 as a main component and containing 20 wt% or less of Al 2 O 3 is preferable. Furthermore, it is more preferable to use glass containing SiO 2 as a main component and containing 15% by weight or less of Al 2 O 3 . Specifically, SiO 2 is 62 wt% to 75 wt%, Al 2 O 3 is 5 wt% to 15 wt%, Li 2 O is 4 wt% to 10 wt%, and Na 2 O is 4 wt%. % To 12% by weight, ZrO 2 is contained in an amount of 5.5% to 15% by weight as a main component, and the weight ratio of Na 2 O / ZrO 2 is 0.5 to 2.0, Al 2 O An amorphous aluminosilicate glass containing no phosphorus oxide and having a 3 / ZrO 2 weight ratio of 0.4 to 2.5 can be used.
Moreover, as this aluminosilicate glass, it represents by weight%,
SiO 2 58~66%, Al 2 O 3 13~19%, Li 2
MgO 0 to 3.5%,
TiO 2 0 to 2%, CeO 2 0 to 2%, Fe 2 O 3 0 to 2%, MnO 0 to 1% (however, TiO 2 + CeO 2 + Fe 2 O 3 + MnO = 0.01 to 3%) A chemically strengthened glass containing composition can be used.
また、耐熱性ガラスとしては、例えば、モル％表示にて、ＳｉＯ２を５０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３を０〜５％、ＢａＯを０〜２％、Ｌｉ２Ｏを０〜３％、ＺｎＯを０〜５％、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを合計で３〜１５％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯを合計で１４〜３５％、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５およびＨｆＯ２を合計で２〜９％、含み、モル比［（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）］が０．８５〜１の範囲であり、且つモル比［Ａｌ２Ｏ３／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）］が０〜０．３０の範囲であるガラスを好ましく用いることができる。
また、ＳｉＯ２を５６〜７５モル％、Ａｌ２Ｏ３を１〜９モル％、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏからなる群から選ばれるアルカリ金属酸化物を合計で６〜１５モル％、ＭｇＯ、ＣａＯおよびＳｒＯからなる群から選ばれるアルカリ土類金属酸化物を合計で１０〜３０モル％、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５およびＴａ２Ｏ５からなる群から選ばれる酸化物を合計で０％超かつ１０モル％以下、含むガラスであってもよい。
本発明において、ガラス組成におけるＡｌ２Ｏ３の含有量が１５重量％以下であると好ましい。さらには、Ａｌ２Ｏ３の含有量が５モル％以下であるとなお好ましい。
As the heat-resistant glass, for example, in mol%, the SiO 2 50 to 75%, the Al 2 O 3 0~5%, 0~2 % of BaO, 0 to 3% of Li 2 O, ZnO 0-5%, Na 2 O and K 2 O in total 3-15%, MgO, CaO, SrO and BaO in total 14-35%, ZrO 2 , TiO 2 , La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 and HfO 2 are included in a total amount of 2 to 9%, and the molar ratio [(MgO + CaO) / (MgO + CaO + SrO + BaO)] is in the range of 0.85 to 1. And glass having a molar ratio [Al 2 O 3 / (MgO + CaO)] in the range of 0 to 0.30 can be preferably used.
Further, the total amount of alkali metal oxides selected from the group consisting of 56 to 75 mol% SiO 2 , 1 to 9 mol% Al 2 O 3 , Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 6 to 15 mol. %, MgO, 10 to 30 mol% in total of alkaline earth metal oxide selected from the group consisting of CaO and SrO, ZrO 2, TiO 2, Y 2
In the present invention, the content of Al 2 O 3 in the glass composition is preferably 15% by weight or less. Furthermore, still preferably Al 2 O 3 content is 5 mol% or less.
なお、従来は、研削工程は、粗研削工程（第１の研削工程）と精研削工程（第２の研削工程）の２段階を経て行われることが一般的であるが、本発明による研削加工処理を適用することで、１回の工程で行うことが可能である。 Conventionally, the grinding process is generally performed through two stages, a rough grinding process (first grinding process) and a fine grinding process (second grinding process). By applying the treatment, it is possible to carry out in one step.
この研削加工の終了後は、高精度な平面を得るための鏡面研磨加工を行う。本発明においては、研削加工において、従来の遊離砥粒方式に対し、本発明による固定砥粒方式を適用したことにより、加工表面粗さの低下が可能となったため、後の鏡面研磨加工工程での除去量が少なくて済み、加工負荷が低減され、加工コストの削減が可能になる。 After the grinding process is finished, mirror polishing is performed to obtain a highly accurate plane. In the present invention, in the grinding process, by applying the fixed abrasive method according to the present invention to the conventional free abrasive method, the processing surface roughness can be reduced. The amount of removal can be reduced, the processing load is reduced, and the processing cost can be reduced.
ガラス基板の鏡面研磨方法としては、酸化セリウムやコロイダルシリカ等の金属酸化物の研磨材を含有するスラリー（研磨液）を供給しながら、ポリウレタン等のポリシャの研磨パッドを用いて行うのが好適である。高い平滑性を有するガラス基板は、たとえば酸化セリウム系研磨材を用いて研磨した後（第１研磨加工）、さらにコロイダルシリカ砥粒を用いた仕上げ研磨（鏡面研磨）（第２研磨加工）によって得ることが可能である。 As a mirror polishing method for a glass substrate, it is preferable to use a polishing pad of a polisher such as polyurethane while supplying a slurry (polishing liquid) containing a metal oxide abrasive such as cerium oxide or colloidal silica. is there. A glass substrate having high smoothness is obtained, for example, by polishing with a cerium oxide-based abrasive (first polishing process) and then with final polishing (mirror polishing) (second polishing process) using colloidal silica abrasive grains. It is possible.
本発明においては、鏡面研磨加工後のガラス基板の表面は、算術平均表面粗さＲａが０．２ｎｍ以下、さらに好ましくは０．１３ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。なお、本発明においてＲａ、Ｒｍａｘというときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に準拠して算出される粗さのことである。
また、本発明において表面粗さ（例えば、最大粗さＲｍａｘ、算術平均粗さＲａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で５μｍ×５μｍの正方形エリアを測定したときに得られる表面形状の表面粗さとすることが実用上好ましい。なお、触針式表面粗さ計を用いて測定してもよい。
In the present invention, the surface of the glass substrate after mirror polishing is preferably a mirror surface having an arithmetic average surface roughness Ra of 0.2 nm or less, more preferably 0.13 nm or less. In the present invention, Ra and Rmax are roughnesses calculated in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS) B0601.
In the present invention, the surface roughness (for example, maximum roughness Rmax, arithmetic average roughness Ra) is the surface roughness of the surface shape obtained when a square area of 5 μm × 5 μm is measured with an atomic force microscope (AFM). It is preferable for practical use. In addition, you may measure using a stylus type surface roughness meter.
本発明においては、第１研磨加工後、第２研磨加工前に、化学強化処理を施すことが好ましい。化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化処理されたガラス基板は耐衝撃性に優れているので、例えばモバイル用途のＨＤＤに搭載するのに特に好ましい。化学強化塩としては、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属硝酸塩を好ましく用いることができる。 In the present invention, it is preferable to perform a chemical strengthening treatment after the first polishing process and before the second polishing process. As a method of the chemical strengthening treatment, for example, a low-temperature ion exchange method in which ion exchange is performed in a temperature range not exceeding the glass transition temperature is preferable. The chemical strengthening treatment is a process in which a molten chemical strengthening salt is brought into contact with a glass substrate, whereby an alkali metal element having a relatively large atomic radius in the chemical strengthening salt and a relatively small atomic radius in the glass substrate. This is a treatment in which an alkali metal element is ion-exchanged, an alkali metal element having a large ion radius is permeated into the surface layer of the glass substrate, and compressive stress is generated on the surface of the glass substrate. Since the chemically strengthened glass substrate is excellent in impact resistance, it is particularly preferable for mounting on a HDD for mobile use, for example. As the chemical strengthening salt, alkali metal nitrates such as potassium nitrate and sodium nitrate can be preferably used.
また、本発明は、以上の磁気ディスク用ガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法についても提供する。本発明において磁気ディスクは、本発明による磁気ディスク用ガラス基板の上に少なくとも磁性層を形成して製造される。磁性層の材料としては、異方性磁界の大きな六方晶系であるＣｏＣｒＰｔ系やＣｏＰｔ系強磁性合金を用いることができる。磁性層の形成方法としてはスパッタリング法、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によりガラス基板の上に磁性層を成膜する方法を用いることが好適である。またガラス基板と磁性層との間に、下地層を介挿することにより磁性層の磁性グレインの配向方向や磁性グレインの大きさを制御することができる。例えば，Ｃｒ系合金など立方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面に沿って配向させることができる。この場合、面内磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。また、例えば、ＲｕやＴｉを含む六方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面の法線に沿って配向させることができる。この場合、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。下地層は磁性層同様にスパッタリング法により形成することができる。 The present invention also provides a method for manufacturing a magnetic disk using the above glass substrate for a magnetic disk. In the present invention, the magnetic disk is manufactured by forming at least a magnetic layer on the magnetic disk glass substrate according to the present invention. As a material for the magnetic layer, a hexagonal CoCrPt-based or CoPt-based ferromagnetic alloy having a large anisotropic magnetic field can be used. As a method of forming the magnetic layer, it is preferable to use a method of forming a magnetic layer on a glass substrate by a sputtering method, for example, a DC magnetron sputtering method. Further, by interposing an underlayer between the glass substrate and the magnetic layer, the orientation direction of the magnetic grains of the magnetic layer and the size of the magnetic grains can be controlled. For example, by using a cubic base layer such as a Cr-based alloy, for example, the magnetization easy direction of the magnetic layer can be oriented along the magnetic disk surface. In this case, a magnetic disk of the in-plane magnetic recording system is manufactured. Further, for example, by using a hexagonal underlayer containing Ru or Ti, for example, the easy magnetization direction of the magnetic layer can be oriented along the normal of the magnetic disk surface. In this case, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk is manufactured. The underlayer can be formed by sputtering as with the magnetic layer.
また、磁性層の上に、保護層、潤滑層をこの順に形成するとよい。保護層としてはアモルファスの水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマＣＶＤ法により保護層を形成することができる。また、潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル化合物の主鎖の末端に官能基を有する潤滑剤を用いることができる。取り分け、極性官能基として水酸基を末端に備えるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とすることが好ましい。潤滑層はディップ法により塗布形成することができる。
本発明によって得られるガラス基板を利用することにより、信頼性の高い磁気ディスクを得ることができる。
In addition, a protective layer and a lubricating layer may be formed in this order on the magnetic layer. As the protective layer, an amorphous hydrogenated carbon-based protective layer is suitable. For example, the protective layer can be formed by a plasma CVD method. Further, as the lubricating layer, a lubricant having a functional group at the end of the main chain of the perfluoropolyether compound can be used. In particular, it is preferable that the main component is a perfluoropolyether compound having a terminal hydroxyl group as a polar functional group. The lubricating layer can be applied and formed by a dip method.
By using the glass substrate obtained by the present invention, a highly reliable magnetic disk can be obtained.
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
以下の（１）基板準備工程、（２）形状加工工程、（３）端面研磨工程、（４）主表面研削加工処理、（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）、（６）化学強化工程、（７）主表面研磨工程（第２研磨工程）を経て本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
Example 1
The following (1) substrate preparation step, (2) shape processing step, (3) end surface polishing step, (4) main surface grinding processing, (5) main surface polishing step (first polishing step), (6) chemistry A glass substrate for a magnetic disk of this example was manufactured through a strengthening step and (7) a main surface polishing step (second polishing step).
（１）基板準備工程
フロート法により製造された厚さ１ｍｍのアルミノシリケートガラスからなる大板ガラスを準備し、正方形の小片となるようにダイヤモンドカッターを用いて裁断した。次いで、ダイヤモンドカッターを用いて、外径６５ｍｍ、中心部に内径２０ｍｍの円孔を有する円盤形状に加工した。このアルミノシリケートガラスとしては、重量％で表して、
ＳｉＯ2 ５８〜６６％、Ａｌ2Ｏ3 １３〜１９％、Ｌｉ2Ｏ ３〜 ４．５％、Ｎａ2Ｏ ６〜１３％、Ｋ2Ｏ ０〜 ５％、Ｒ2Ｏ １０〜１８％、（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％、（ただし、ＴｉＯ2＋ＣｅＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3＋ＭｎＯ＝０．０１〜３％）の組成を含有する化学強化用ガラスを使用した。
(1) Substrate preparation process A large plate glass made of aluminosilicate glass having a thickness of 1 mm manufactured by the float method was prepared, and was cut using a diamond cutter so as to form square pieces. Next, using a diamond cutter, it was processed into a disk shape having a circular hole with an outer diameter of 65 mm and an inner diameter of 20 mm at the center. This aluminosilicate glass is expressed in weight%
SiO 2 58~66%, Al 2 O 3 13~19%, Li 2
MgO 0 to 3.5%,
TiO 2 0 to 2%, CeO 2 0 to 2%, Fe 2 O 3 0 to 2%, MnO 0 to 1% (however, TiO 2 + CeO 2 + Fe 2 O 3 + MnO = 0.01 to 3%) A chemically strengthened glass containing composition was used.
（２）形状加工工程
次に、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。なお、一般に、２．５インチ型ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、外径が６５ｍｍの磁気ディスクを用いる。
(2) Shape processing step Next, predetermined chamfering was performed on the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface. In general, a 2.5-inch HDD (hard disk drive) uses a magnetic disk having an outer diameter of 65 mm.
（３）端面研磨工程
次いで、公知のブラシ研磨方法により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の端面（内周、外周）の表面を研磨した。
(3) End surface polishing step Next, the surface of the end surface (inner periphery, outer periphery) of the glass substrate was polished by a known brush polishing method while rotating the glass substrate.
（４）主表面研削加工処理
この主表面研削加工処理は両面ラッピング装置を用い、ダイヤモンドパッドが貼り付けられた上下定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板をセットして行なった。ダイヤモンドパッドとしては、複数のダイヤモンド粒子をガラスでビトリファイド結合させた凝集体を樹脂で固定して固定砥粒とした固定砥粒砥石を使用した。ここで、凝集体の平均粒径は約２５μｍ、凝集体中の個々のダイヤモンド粒子の平均粒径（D50）は２．５μｍとした。また、潤滑液を使用しながら行った。なお、研削加工処理前のガラス基板の主表面は鏡面であった。また、主表面の粗さを触針式粗さ計で測定したところ、Raで５ｎｍであった。
(4) Main surface grinding process This main surface grinding process was performed by using a double-sided lapping apparatus and setting a glass substrate held by a carrier between upper and lower surface plates to which diamond pads were attached. As the diamond pad, a fixed abrasive grindstone was used in which agglomerates obtained by vitrifying and bonding a plurality of diamond particles with glass were fixed with a resin to obtain a fixed abrasive. Here, the average particle size of the aggregate was about 25 μm, and the average particle size (D50) of the individual diamond particles in the aggregate was 2.5 μm. Moreover, it carried out using the lubricating liquid. The main surface of the glass substrate before the grinding process was a mirror surface. Moreover, when the roughness of the main surface was measured with a stylus type roughness meter, the Ra was 5 nm.
具体的には、定盤の回転数を１０〜１００ｒｐｍの範囲で適宜選択し、ガラス基板への荷重は、図３に示すシーケンスに従って印加した。本実施例では、第一段階（粗面化）の荷重（Ｐ１）を１５０ｇ／ｃｍ２、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を１００ｇ／ｃｍ２にそれぞれ設定して、上記ラッピング装置のサンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を加工した。
なお、図３における傾きｋは１０ｇ／（ｃｍ２・ｓｅｃ）、ｔ１は６０秒、ＢＣ間の時間は１５秒、ｔ２はｔ１よりも長い２００秒とした。
上記研削加工処理を終えたガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽（超音波印加）に順次浸漬して、超音波洗浄を行なった。
Specifically, the number of rotations of the surface plate was appropriately selected in the range of 10 to 100 rpm, and the load on the glass substrate was applied according to the sequence shown in FIG. In this embodiment, the first stage (roughening) load (P1) is set to 150 g / cm 2 and the second stage (main processing) load (P2) is set to 100 g / cm 2 , respectively. By rotating the sun gear and the internal gear, both surfaces of the glass substrate housed in the carrier were processed.
The slope k in FIG. 3 was 10 g / (cm 2 · sec), t1 was 60 seconds, the time between BCs was 15 seconds, and t2 was 200 seconds longer than t1.
The glass substrate that had been subjected to the grinding process was sequentially immersed in each washing bath (applied with ultrasonic waves) of neutral detergent and water to perform ultrasonic cleaning.
この研削加工処理では、１回の処理（１バッチ）につき５０枚の加工を行なった。加工後のガラス基板について、触針式表面粗さ計を用いて、表面粗さの測定を行った。表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１、表２に示した。なお、上記研削加工処理全体における加工速度は、全研削厚みを全加工時間（第一段階と第二段階を含む）で除した値である。また、暗室中において集光ランプを用いて、主表面にスクラッチが発生したガラス基板の数をカウントすることによりスクラッチの評価を実施した。 In this grinding process, 50 sheets were processed per process (1 batch). About the glass substrate after a process, the surface roughness was measured using the stylus type surface roughness meter. Tables 1 and 2 show the measurement results of the surface roughness (Ra) and the processing speed in the entire grinding processing. The processing speed in the entire grinding process is a value obtained by dividing the total grinding thickness by the total processing time (including the first stage and the second stage). Moreover, scratch evaluation was performed by counting the number of glass substrates on which the main surface was scratched using a condenser lamp in a dark room.
（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）
次に、上述した研削加工で残留した傷や歪みを除去するための第１研磨工程を両面研磨装置を用いて行なった。両面研磨装置においては、研磨パッドが貼り付けられた上下研磨定盤の間にキャリアにより保持したガラス基板を密着させ、このキャリアを太陽歯車（サンギア）と内歯歯車（インターナルギア）とに噛合させ、上記ガラス基板を上下定盤によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板の研磨面との間に研磨液を供給して回転させることによって、ガラス基板が定盤上で自転しながら公転して両面を同時に研磨加工するものである。具体的には、ポリシャとして硬質ポリシャ（硬質発泡ウレタン）を用い、第１研磨工程を実施した。研磨液としては酸化セリウムを研磨剤として水に分散させたものを用いた。
(5) Main surface polishing step (first polishing step)
Next, the 1st grinding | polishing process for removing the damage | wound and distortion which remain | survived by the grinding process mentioned above was performed using the double-side polish apparatus. In a double-side polishing machine, a glass substrate held by a carrier is closely attached between an upper and lower polishing surface plate to which a polishing pad is attached, and this carrier is engaged with a sun gear (sun gear) and an internal gear (internal gear). The glass substrate is sandwiched between upper and lower surface plates. Thereafter, a polishing liquid is supplied and rotated between the polishing pad and the polishing surface of the glass substrate, whereby the glass substrate revolves while rotating on the surface plate to simultaneously polish both surfaces. Specifically, a hard polisher (hard foamed urethane) was used as the polisher, and the first polishing step was performed. As the polishing liquid, a cerium oxide dispersed in water as an abrasive was used.
（６）化学強化工程
次に、上記洗浄を終えたガラス基板に化学強化を施した。化学強化処理は、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムを混合して溶融させた化学強化液を用意し、この化学強化溶液中にガラス基板を浸漬することによって行なった。
(6) Chemical strengthening step Next, chemical strengthening was performed on the glass substrate after the cleaning. The chemical strengthening treatment was performed by preparing a chemical strengthening solution in which potassium nitrate and sodium nitrate were mixed and melted, and immersing the glass substrate in this chemical strengthening solution.
（７）主表面研磨工程（第２研磨工程）
次いで上記の第１研磨工程で使用したものと同じ両面研磨装置を用い、ポリシャを軟質ポリシャ（スウェード）の研磨パッドに替えて第２研磨工程を実施した。この第２研磨工程は、上述した第１研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、表面粗さをさらに低下させて平滑な鏡面に仕上げるための鏡面研磨加工である。研磨液としてはコロイダルシリカを水に分散したものを使用した。上記第２研磨工程を終えたガラス基板を適宜洗浄し、乾燥した。
(7) Main surface polishing step (second polishing step)
Next, using the same double-side polishing apparatus as that used in the first polishing step, the second polishing step was performed by replacing the polisher with a polishing pad of soft polisher (suede). This second polishing step is a mirror polishing process for maintaining a flat surface obtained in the above-described first polishing step and further reducing the surface roughness to obtain a smooth mirror surface. As the polishing liquid, a dispersion of colloidal silica in water was used. The glass substrate after the second polishing step was appropriately washed and dried.
また、上記工程を経て得られたガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒｍａｘ＝１．５３ｎｍ、Ｒａ＝０．１３ｎｍと超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、そのガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び電子顕微鏡で分析したところ、鏡面状であり、突起や傷等の表面欠陥は観察されなかった。
また、得られたガラス基板の外径は６５ｍｍ、内径は２０ｍｍ、板厚は０．６３５ｍｍであった。
こうして、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
Further, when the surface roughness of the main surface of the glass substrate obtained through the above steps was measured with an atomic force microscope (AFM), it had an ultra-smooth surface with Rmax = 1.53 nm and Ra = 0.13 nm. A glass substrate was obtained. Moreover, when the surface of the glass substrate was analyzed with an atomic force microscope (AFM) and an electron microscope, it was specular and surface defects such as protrusions and scratches were not observed.
The obtained glass substrate had an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 20 mm, and a plate thickness of 0.635 mm.
Thus, a glass substrate for magnetic disk of this example was obtained.
（実施例２）
上記実施例１の研削加工処理において、第一段階（粗面化）の荷重（Ｐ１）を１３０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、研削面のスクラッチ、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１に示した。
(Example 2)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the first stage (roughening) load (P1) was set to 130 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 1 shows the measurement results of the processing speed in the entire grinding process by scratching the ground surface of the glass substrate after grinding.
（実施例３）
上記実施例１の研削加工処理において、第一段階（粗面化）の荷重（Ｐ１）を２００ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、研削面のスクラッチ、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１に示した。
Example 3
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the first stage (roughening) load (P1) was set to 200 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 1 shows the measurement results of the processing speed in the entire grinding process by scratching the ground surface of the glass substrate after grinding.
（実施例４）
上記実施例１の研削加工処理において、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を５０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、実施例１と同様にして測定した表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表２に示した。
(Example 4)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the load (P2) in the second stage (main process) was set to 50 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 2 shows the surface roughness (Ra) measured for the glass substrate after grinding in the same manner as in Example 1 and the measurement results of the processing speed in the entire grinding processing.
（実施例５）
上記実施例１の研削加工処理において、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を７０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、実施例１と同様にして測定した表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表２に示した。
(Example 5)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the load (P2) in the second stage (main process) was set to 70 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 2 shows the surface roughness (Ra) measured for the glass substrate after grinding in the same manner as in Example 1 and the measurement results of the processing speed in the entire grinding processing.
（実施例６）
上記実施例１の研削加工処理において、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を１２０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、実施例１と同様にして測定した表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表２に示した。
(Example 6)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the load (P2) in the second stage (main process) was set to 120 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 2 shows the surface roughness (Ra) measured for the glass substrate after grinding in the same manner as in Example 1 and the measurement results of the processing speed in the entire grinding processing.
（実施例７）
上記実施例１の研削加工処理において、第一段階（粗面化）の荷重（Ｐ１）を１２０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、研削面のスクラッチ、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１に示した。
(Example 7)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the first stage (roughening) load (P1) was set to 120 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 1 shows the measurement results of the processing speed in the entire grinding process by scratching the ground surface of the glass substrate after grinding.
（実施例８）
上記実施例１の研削加工処理において、第一段階（粗面化）の荷重（Ｐ１）を２１０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、研削面のスクラッチ、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１に示した。
(Example 8)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the first stage (roughening) load (P1) was set to 210 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 1 shows the measurement results of the processing speed in the entire grinding process by scratching the ground surface of the glass substrate after grinding.
（実施例９）
上記実施例１の研削加工処理において、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を４０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、実施例１と同様にして測定した表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表２に示した。
Example 9
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the load (P2) in the second stage (main process) was set to 40 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 2 shows the surface roughness (Ra) measured for the glass substrate after grinding in the same manner as in Example 1 and the measurement results of the processing speed in the entire grinding processing.
（実施例１０）
上記実施例１の研削加工処理において、第二段階（本加工）の荷重（Ｐ２）を１３０ｇ／ｃｍ２に設定したこと以外は実施例１と同様にして研削加工処理を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、実施例１と同様にして測定した表面粗さ（Ｒａ）と、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表２に示した。
(Example 10)
In the grinding process of Example 1, the grinding process was performed in the same manner as in Example 1 except that the load (P2) in the second stage (main process) was set to 130 g / cm 2 . And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 2 shows the surface roughness (Ra) measured for the glass substrate after grinding in the same manner as in Example 1 and the measurement results of the processing speed in the entire grinding processing.
（比較例）
上記実施例１の研削加工処理において、荷重を１００ｇ／ｃｍ２に設定して、最初から研削加工（本加工）を実施した。そして、研削加工処理以外は実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を得た。
研削加工後のガラス基板について、研削面のスクラッチ、研削加工処理全体における加工速度の測定結果を表１に示した。
(Comparative example)
In the grinding process of Example 1, the load was set to 100 g / cm 2 and the grinding process (main process) was performed from the beginning. And the glass substrate for magnetic discs was obtained like Example 1 except the grinding process.
Table 1 shows the measurement results of the processing speed in the entire grinding process by scratching the ground surface of the glass substrate after grinding.
上記表１、表２の結果から、以下のことがわかる。
１．上記第一段階を設けず、荷重を研削加工（本加工）の荷重に設定して、最初から研削加工（本加工）を実施した比較例においては、研削加工できない時間が長くなり、加工速度が低下してしまう。
２．これに対し、本発明の実施例によれば、従来の固定砥粒を用いた研削加工における研削加工できない時間を減らし、加工速度を落とさずに研削加工を行うことが可能となる。さらに、研削加工の条件を調節することで加工面の表面粗さを低く抑えることも可能になる。特に、第一段階における荷重Ｐ１を、１３０〜２００ｇ／ｃｍ２の範囲とし、第二段階における荷重Ｐ２を、５０〜１２０ｇ／ｃｍ２の範囲とすることにより、良好な結果が得られる。
なお、第一段階における荷重Ｐ１が１３０ｇ／ｃｍ２よりも小さいと（実施例７）、研削加工できない時間を十分に短縮できず、加工速度が低下してしまう。一方、荷重Ｐ１が２００ｇ／ｃｍ２よりも大きいと（実施例８）、砥粒による切込みが深くなりすぎて、スクラッチが発生し、本加工や後続の研磨工程の取代を大きくする必要が出てくるため全体の加工時間が長くなってしまう。つまり、Ｐ１は、加工速度の観点から１３０ｇ／ｃｍ２以上が好ましく、スクラッチの観点から２００ｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。
また、Ｐ１／Ｐ２の値については、上記結果から、１．２０以上、または、３以下であることが好ましい。
From the results of Tables 1 and 2, the following can be understood.
1. In the comparative example in which the first stage is not provided and the load is set to the load of the grinding process (main process) and the grinding process (main process) is performed from the beginning, the time during which the grinding process cannot be performed becomes longer, and the processing speed is increased. It will decline.
2. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, it is possible to reduce the time during which grinding cannot be performed in conventional grinding using fixed abrasive grains, and to perform grinding without reducing the processing speed. Furthermore, it is possible to keep the surface roughness of the processed surface low by adjusting the grinding conditions. In particular, good results can be obtained by setting the load P1 in the first stage in the range of 130 to 200 g / cm 2 and the load P2 in the second stage in the range of 50 to 120 g / cm 2 .
If the load P1 in the first stage is smaller than 130 g / cm 2 (Example 7), the time during which grinding cannot be performed cannot be sufficiently shortened, and the processing speed decreases. On the other hand, when the load P1 is larger than 200 g / cm 2 (Example 8), the cut by the abrasive grains becomes too deep, and scratches are generated, so that it is necessary to increase the allowance for the main processing and the subsequent polishing step. Therefore, the entire processing time becomes long. That is, P1 is preferably 130 g / cm 2 or more from the viewpoint of processing speed, and is preferably 200 g / cm 2 or less from the viewpoint of scratch.
Moreover, about the value of P1 / P2, it is preferable from the said result that it is 1.20 or more or 3 or less.
また、その他の例（比較例）として、Ｐ１を100（ｇ／ｃｍ２）、Ｐ２を130（ｇ／ｃｍ２）としてその他は実施例１と同様にしてガラス基板を処理し、評価したところ、Raが0.132μｍとなり、後続の研磨工程の取代を大きくする必要が出てくるため、製造コストを下げられないことがわかった。 In addition, as another example (comparative example), P1 was 100 (g / cm 2 ), P2 was 130 (g / cm 2 ), and the others were processed and evaluated in the same manner as in Example 1. Ra became 0.132 μm, and it became necessary to increase the allowance for the subsequent polishing process, and it was found that the manufacturing cost could not be reduced.
また、表２の実施例のそれぞれの条件を用いて、常に新しいガラス基板を使用するようにして、連続５０バッチの連続加工を行い、合計２５００枚の加工後のガラス基板について調査したところ、実施例９の条件においてのみ、主表面の一部が研削されていない基板が１枚見つかった。このような未研削の基板は、スクラッチ検査と同じ方法を用いて発見することができる。
また、実施例４の条件からＰ１のみを１６０（ｇ／ｃｍ２）、１４０（ｇ／ｃｍ２）と変化させて同様の連続加工を行ったところ（それぞれ実施例１１、１２とする。それぞれのＰ１／Ｐ２は、３．２、２．８となる）、１４０（ｇ／ｃｍ２）とした場合は上記のような未研削の基板は見つからなかったが、１６０（ｇ／ｃｍ２）とした場合には１枚見つかった。
すなわち、実施例４、９、１１、１２の結果より、Ｐ１／Ｐ２が３より大きくなると、連続加工をした際に、未研削の基板が発生する恐れがあることがわかった。
Moreover, using each condition of the Example of Table 2, it continuously carried out 50 batches of continuous processing so that a new glass substrate was always used, and a total of 2500 processed glass substrates were investigated. Only under the conditions of Example 9, one substrate was found in which a part of the main surface was not ground. Such an unground substrate can be found using the same method as the scratch inspection.
Moreover, when the same continuous processing was performed by changing only P1 from the conditions of Example 4 to 160 (g / cm 2 ) and 140 (g / cm 2 ) (referred to as Examples 11 and 12, respectively). When P1 / P2 is 3.2, 2.8) and 140 (g / cm 2 ), an unground substrate as described above was not found, but 160 (g / cm 2 ). In some cases, one was found.
That is, from the results of Examples 4, 9, 11, and 12, it was found that when P1 / P2 is larger than 3, an unground substrate may be generated during continuous processing.
また、実施例１において使用したダイヤモンドパッドにおける研削砥粒（凝集体）の突き出し量を、０．３μｍ〜８μｍの間で変化させた。
この点以外は、実施例１と同様にして研削処理を連続して行い、得られた２５００枚のガラス基板の表面観察結果を以下の表３に示した。
Moreover, the protrusion amount of the abrasive grains (aggregates) in the diamond pad used in Example 1 was changed between 0.3 μm and 8 μm.
Except for this point, the grinding process was continuously performed in the same manner as in Example 1, and the surface observation results of the obtained 2500 glass substrates are shown in Table 3 below.
上記表３の結果から、研削処理に使用するダイヤモンドパッドの表面において、研削砥粒の突き出し量は、とりわけ０．５μｍ〜７μｍの範囲であることが好ましい。 From the results of Table 3 above, it is preferable that the protruding amount of the abrasive grains is particularly in the range of 0.5 μm to 7 μm on the surface of the diamond pad used for the grinding treatment.
（磁気ディスクの製造）
上記実施例１で得られた磁気ディスク用ガラス基板に以下の成膜工程を施して、垂直磁気記録用磁気ディスクを得た。
すなわち、上記ガラス基板上に、Ｔｉ系合金薄膜からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ合金薄膜からなる軟磁性層、Ｒｕ薄膜からなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ合金からなる垂直磁気記録層、カーボン保護層、潤滑層を順次成膜した。保護層は、磁気記録層が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのもので、水素化カーボンからなり、耐磨耗性が得られる。また、潤滑層は、アルコール変性パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤をディップ法により形成した。
得られた磁気ディスクについて、ＤＦＨヘッドを備えたＨＤＤに組み込み、８０℃かつ８０％ＲＨの高温高湿環境下においてＤＦＨ機能を作動させつつ１ヶ月間のロードアンロード耐久性試験を行ったところ、特に障害も無く、良好な結果が得られた。
(Manufacture of magnetic disk)
The following film formation process was performed on the magnetic disk glass substrate obtained in Example 1 to obtain a magnetic disk for perpendicular magnetic recording.
That is, an adhesion layer made of a Ti-based alloy thin film, a soft magnetic layer made of a CoTaZr alloy thin film, an underlayer made of a Ru thin film, a perpendicular magnetic recording layer made of a CoCrPt alloy, a carbon protective layer, and a lubricating layer are sequentially formed on the glass substrate. A film was formed. The protective layer is for preventing the magnetic recording layer from deteriorating due to contact with the magnetic head, and is made of hydrogenated carbon, and provides wear resistance. The lubricating layer was formed by dipping a liquid lubricant of alcohol-modified perfluoropolyether.
The obtained magnetic disk was installed in an HDD equipped with a DFH head, and a load / unload durability test was conducted for one month while operating the DFH function in a high temperature and high humidity environment of 80 ° C. and 80% RH. There were no particular obstacles and good results were obtained.
１ ダイヤモンドパッド
２ シート
３ 凝集体
４ ペレット
５ ダイヤモンド粒子
６ 支持材
１０ ガラス基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ガラス基板は、主表面が鏡面のガラス基板であり、
前記研削加工処理は、研削加工を行う荷重よりも高荷重で前記ガラス基板表面を粗面化する第一段階と、該第一段階の後、前記第一段階の荷重よりも低荷重で前記ガラス基板表面の研削加工を行う第二段階とを有し、
前記第一段階と前記第二段階とを有する前記研削加工処理は、同一の装置を用いて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。 A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, which includes a grinding process for grinding a main surface of a glass substrate using a lubricating liquid and a surface plate provided with fixed abrasive grains containing diamond particles on a grinding surface,
The glass substrate is a glass substrate whose main surface is a mirror surface,
The grinding process includes a first stage of roughening the surface of the glass substrate with a load higher than a load for grinding, and after the first stage, the glass with a load lower than the load of the first stage. A second stage of grinding the substrate surface,
The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, wherein the grinding process including the first stage and the second stage is performed using the same apparatus.
A method for producing a magnetic disk, comprising forming at least a magnetic recording layer on the glass substrate for a magnetic disk produced by the method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1.
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