JP3351419B2 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 - Google Patents
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Description
を情報記録媒体用ガラス基板に加工する製造方法に関す
る。さらには、フロートガラスを薄皮研磨した情報記録
媒体用ガラス基板およびそれを組み込んだ情報記録装置
に関する。
ィスクに代表される情報記録装置には、記録容量の増大
が要求され続けている。情報記録装置の記録容量を増加
させるためには、情報記録媒体の記録密度を高め、か
つ、記録面積を増やす必要がある。そこで、従来情報記
録媒体には、表面平滑性の高いガラス製の基板が好ま
れ、その両面がデータ記録面として利用されてきた。ガ
ラス基板の製造方法には、フロート法による板状ガラス
(フロートガラス)を円盤状に切り出す方法、または熔
融ガラスを型に流し込んで円盤状に成形する方法があ
る。現在では、均質のガラスを一度に大量に製造できる
ことから、ガラス基板には、主にフロートガラスが利用
されている。
て簡単に説明する。まず、珪砂などのガラス原料を熔融
炉で融かし、その熔融ガラスを熔融スズ(Sn)の槽に連続
的に排出する。熔融ガラスは、スズよりも比重が小さい
ため、熔融スズ中に浮く。この熔融スズ中に浮いた熔融
ガラスを冷却ライン方向から一定の速度で引っ張ること
で、熔融ガラスは板状に成形される。したがって、フロ
ートガラスの下面(ボトム面)には、熔融スズが接触し
40μm程度浸透する。一方、フロートガラスの上面
(トップ面)には、熔融スズは直接接触しないが、雰囲
気中に気化したスズが浸透するため、トップ面にも数μ
m程度のスズ浸透層が形成される。熔融スズの槽から引
き出された板状ガラスは、冷却ラインに送られ、ボトム
面が搬送ローラーと接する。そして、十分に冷却された
後、適当な大きさに切断され、パレットに積載される。
て情報記録媒体用ガラス基板(以下、単に「ガラス基
板」とする)に加工される。
が採取できるサイズに切断する。 2.円盤加工工程ガラスカッターで円形のカッター線
(クラック)を入れ、クラックを進展させてガラスディ
スクを切り出す。 3.面取り加工工程ガラスディスクの外周面および内周
面のエッジを面取りする。 4.エッジ研磨加工工程ガラスディスクの外周面および
内周面のエッジを所望の形状に成形する。 5.粗研磨加工工程データ記録面を粒度の荒い研磨剤で
所望の厚さまで研磨する。 6.仕上げ研磨加工工程データ記録面に残る研磨傷や異
物を取り除き、鏡面に仕上げる。 7.洗浄工程ガラスディスクに付着する異物などを取り
除く。
厚さが規格内に収まっているか、また傷や異物の付着が
ないかを検査される。この厚さの許容範囲は大変狭く、
品種によって多少の差はあるが、±8μm程度である。
フロートガラスは、表面平滑性は極めて高いが、厚さの
ばらつきがマイクロメートルオーダーと大きいため、上
記5.粗研磨加工工程なしにガラス基板として利用する
ことはできない。
求品質が多様化しており、情報記録容量の大きさよりも
コスト面が重要視される場合もある。このような場合、
従来のように記録容量の大きさだけではなく、製造コス
トを如何に抑制するかを検討する必要がある。
基板の厚さを調整するために、5.粗研磨加工工程が設
けられている。この粗研磨加工工程では、研磨パッドを
ガラスディスクに押圧しつつ回転させ、そこに研磨剤を
注入してガラスディスクの表面を徐々に研削する。その
ため、研磨面に研磨傷(微小クラック)が発生する。研
磨傷の大きさはマイクロメートルオーダーであり、デー
タ記録面においては、研磨傷が情報記録密度を低下させ
る要因となる。データ記録面に要求される表面平滑性は
ナノメートルオーダーあり、そのために6.仕上げ研磨
加工工程が設けられている。
て高いので、成形後その表面に傷が発生しなければ、厚
さの問題を除けば、そのままガラス基板として利用でき
るものである。このように厚さが問題となるのは、情報
記録媒体用ガラス基板の両面をデータ記録面として利用
するためである。たとえば、その一面だけをデータ記録
面とするのであれば、厚さの許容範囲が拡がり、厚さ不
良が発生し難くなり、結果としてガラス基板の製造コス
トが低下する。
題点に着目してなされたものである。その目的とすると
ころは、フロートガラスの一面のみをデータ記録面とし
て利用することにより、ガラス基板の加工工程数を減ら
し、製造コストを引き下げ、かつ、安定的に供給して、
情報化社会の進展に貢献することにある。
に、請求項1に記載の発明のガラス基板の製造方法は、
研磨工程として、研磨パッドを用いる仕上げ研磨工程ま
たは酸溶液とアルカリ溶液に交互に浸漬することにより
研削する仕上げ研磨工程のいずれかのみを有し、前記仕
上げ研磨工程においてフロートガラスの一面を5μm以
上30μm以下研磨し、前記仕上げ研磨工程以外の工程
において前記フロートガラスの一面を加工治具と実質的
に非接触にする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法で
ある。
方法は、請求項1に記載の発明において、仕上げ研磨工
程以外の工程で加工治具と非接触にされたフロートガラ
スの一面がトップ面であるものである。
いて、詳細に説明する。
ボトム面が搬送ローラーと接触するため、その接触部分
にマイクロメートルオーダーの傷が発生し易い。一方、
トップ面はフロートガラスの運搬時に吸盤と接触し、ま
たパレット中で合紙と接触する。そのため、ボトム面ほ
どではないがトップ面にも若干の傷が発生する。したが
って、ボトム面またはトップ面のどちらをデータ記録面
とする場合でも、傷を除去するための研磨は必要であ
る。トップ面の傷はボトム面より浅いため、トップ面を
データ記録面とすることが好ましい。本発明者らの数多
くの実験によれば、ガラスディスクの一面を5μm以上
研磨すれば、トップ面の傷はほぼ完全に除去されること
が明らかとなった。
μm程度のスズ浸透層が形成されているため、ガラスデ
ィスクの一面の研磨厚さが5μmであると、スズ浸透層
はトップ面では除去されるが、ボトム面に残存すること
になる。そのため、ガラス基板が薄くまた剛性の低い場
合は、反りが発生する場合がある。そこで、ボトム面の
スズ浸透層も除去するため、ガラスディスクの一面を3
5〜40μm研磨することが好ましい。また、上記5.
粗研磨加工工程で発生する研磨傷の深さは10μm程度
であり、これを取り除くためには、6.仕上げ研磨加工
工程での研磨厚さが2〜3倍必要といわれている。この
点に鑑みれば、ガラスディスクの一面の研磨厚さが40
μm以下であってもガラス基板として利用できるのは、
この発明特有の効果である。したがって、ガラスディス
クの一面の研磨厚さは、5μm以上である必要があり、
40μm以下さらには35μm以下であることが好まし
い。
は、上述の1.素板切断工程〜7.洗浄工程の各処理を
行う必要があるが、5.粗研磨加工工程は不要である。
粗研磨加工工程が不要なのは、フロートガラスの高い均
質性と表面平滑性とに由来する。フロートガラス以外の
ガラスは、熔融状態からの冷却速度が早く部分的な温度
のばらつきが大きいため、表面層と内部層で組成や密度
が異なるなど均質性に欠ける。とくに表面層は、組成が
部分的にばらつくなど均質性が低い。そのため、表面層
を研磨しても、ガラスディスクの表面平滑性は高くなら
ず却って反りが発生する場合もある。そこで、表面層を
除去し、均質な内部層を露出させるため、ガラスディス
クの表面を100μm以上研磨する必要があった。この
発明では、フロートガラスを使用することにより、5.
粗研磨加工工程が不要となり、ガラス基板の加工工程を
短縮することができる。また、研磨傷が発生しないこと
から、6.仕上げ研磨加工工程における研磨厚さを40
μm以下にすることもできる。さらには、ガラス基板の
一面だけをデータ記録面として使用することから、5.
粗研磨加工工程を省略しても、フロートガラスの厚さの
ばらつきに由来する問題が生じることはない。
来の加工工程を一部省略するものであるから、その加工
装置には、従来のものがそのまま利用可能である。
ガラスの一面をデータ記録面として特定し、その一面と
加工治具とが6.仕上げ研磨加工工程以外で実質的に接
触しないようにする。ここで、実質的に接触しないと
は、データ記録面の主要部分に傷を発生させないことを
いう。具体的には、3.面取り加工工程や4.エッジ研
磨加工工程において、ガラスディスクの内周から2〜
2.5mm以内をチャックで固定することが例示される。
このチャックで固定される部分(以下、「チャック部」
という)は、情報記録装置に組み込まれるとスペーサで
覆われる部分である。そのため、データ記録部すなわち
データ記録面の主要部となることができず、傷の有無が
問題とならない部分である。
いて、フロートガラスの一面を加工治具と実質的に非接
触にするには、つぎの方法によれば実現できる。1.素
板切断工程においては、フロートガラスを切断テーブル
に載せ、ガラスカッターでカッター線(クラック)を入
れ、クラックを進展させて所定寸法に切断する。このと
き、切断テーブルと接触していない面(以下、「非接触
面」という)をデータ記録面にする。そのため、切断テ
ーブルに載せる前に、トップ面を確認しておくことが好
ましい。切断後フロートガラスは、エッジまたは/およ
び切断テーブルと接触した面(以下、「接触面」とい
う)でのみ接触するケースに入れられるか、あるいは1
枚ずつ個別につぎの加工工程に送られる。このとき、フ
ロートガラスの非接触面と接触面を区別するためにマー
クをつけてもよい。非接触面にマーキングする場合は、
ガラス用のマーキングペンを使用することが好ましい。
面チャックで固定し、円形にガラスカッターでクラック
を入れる。つぎにガラスディスクを切り出すため、外周
部および内周部をバーナーで加熱して、熱膨張によりク
ラックを進展させる。切り出されたガラスディスクは、
上記同様にして非接触面に傷がつかないようにしてつぎ
の加工工程に運ばれる。
全面チャックで、また非接触面のチャック部に回し板を
当てることで面取り装置に固定する。ガラスディスクを
固定した状態で、砥石車をガラスディスクの外周面と内
周面に接触させ、面取りを行う。加工処理後、つぎの加
工工程への移動は、上記同様にして行う。
ずつ個別に加工する枚葉式、あるいは複数枚を一度に加
工するバッチ式のどちらでも加工処理できる。枚葉式の
場合は、上記3.面取り加工工程と同様にして、ガラス
ディスクを固定する。一方、バッチ式の場合は、ガラス
ディスクのチャック部にのみ当接する回し板を介在させ
ることで、1本の回転軸に複数のガラスディスクを固定
できる。加工処理後、つぎの加工工程への移動は、上記
同様にして行う。
えば特開2000−105922公報に記載の枚葉式ま
たはバッチ式の研磨装置を用いて、ガラスディスクの非
接触面を5μm以上研磨する。この際、接触面と非接触
面は、基本的には同じ厚さ研磨されるが、研磨パッドの
硬度や形状を変えると、それらの研磨厚さを個別に代え
ることができる。加工処理後、つぎの加工工程への移動
は、上記同様にして行う。
を1枚ずつ個別に、その内周面に爪を引っかけて、フッ
酸水溶液槽、アルカリ水溶液槽、純水槽、イソプロピル
アルコール(IPA)槽およびIPA蒸気乾燥槽に順次
浸漬する。
過ぎず、これに限定するものではない。たとえば、1.
素板切断工程においては、ガラスカッターでカッター線
を入れる前に、非接触面に表面コーティング膜を塗布し
ておいてもよい。これにより、非接触面がさらに傷つき
難くなる。
スカッターに代えてレーザを使用してもよい。この場合
は、レーザを照射することによりフロートガラスの表面
に熱膨張部分を形成させ、それをフッ酸溶液のような侵
食性の強い溶液中に浸漬する。酸溶液中では、熱膨張に
より密度の小さくなった部分が酸の侵食によって選択的
に溶出するため、ガラスディスクが切り出される。さら
に、ガラスディスクのエッジが酸で侵食され滑らかにな
るため、3.面取り加工が不要になる。
と研磨剤を使用せずに、ガラスディスクを酸溶液とアル
カリ溶液に交互に浸漬することにより、その一面を5μ
m以上研削してもよい。この場合は、エッチングによる
研削であるため、研磨傷が全く発生せず、非接触面がト
ップ面であればデータ記録面に傷が残存する可能性が極
めて小さくなる。
定法にしたがい、アルミニウム/クロム/クロムモリブ
デン合金からなる下地膜、コバルト・白金・クロム合金
/クロムモリブデン/コバルト・白金・クロム合金から
なる磁性膜、水素添加炭素からなる保護膜などをスパッ
タ装置で順次形成され、情報記録媒体を構成する。さら
に、この情報記録媒体は、定法にしたがい情報記録装置
に組み込まれる。
体的に説明する。
15mmのアルミノシリケート組成からなるフロートガラ
スを使用した。この素板のトップ面には、パレット積み
込み時の吸盤とパレット内での合紙以外は接触していな
いことを確認した。このフロートガラスに対して、つぎ
の加工処理を行いガラス基板を製造した。
面が非接触面となるよう上にして、切断テーブルに乗せ
た。この非接触面にガラスカッターでクラックを入れ、
80×80mmに切断した。このガラスの非接触面にマー
キングペンでマークを入れた後、このガラスをそのコー
ナー部が貫入するスリットを備えた樹脂ケースに入れ、
つぎの加工工程に運搬した。
面チャックに接触させて、上記ガラスをカッター装置に
固定した。カッター線を非接触面に入れ、つづいて外周
のカッター線にバーナー火炎を当てて、熱膨張により外
周部のクラックを進展させた。内周部も同様にして、外
径65.0mm、内径20.0mmのガラスディスクを切り
出した。そして、このガラスディスクをエッジで保持す
る樹脂ケースに入れ、つぎの加工工程に運搬した。
面を全面チャックに接触させ、非接触面のチャック部に
回し板を当てて、ガラスディスクを面取り装置に固定し
た。このガラスディスクのエッジに砥石車を当接して、
面取りを行った。面取り後、ガラスディスクと接触面で
のみ接触する樹脂ケースに入れ、つぎの加工工程に運搬
した。
当接する回し板をガラスディスクの間に介在させて、1
本の回転軸に数十枚のガラスディスクを固定した。この
回転軸を回転させながら、反対方向に回転するロールブ
ラシを接近させ、ロールブラシとガラスディスクのエッ
ジが接触するようにした。この状態で、酸化セリウムの
懸濁液を塗布し、エッジ研磨した。エッジ研磨後、ガラ
スディスクとその接触面でのみ接触する樹脂ケースに入
れ、つぎの加工工程に運搬した。
略した。
て、一度に9枚の仕上げ研磨を行った。砥粒には、酸化
セリウム(平均粒径:約1.0μm)を使用し、FRP
製のキャリア23内に設置したガラスディスク1の両面
を研磨した。研磨パッド31には、スウェードパッド
(第一レース社製 商品名シーガル1900)を用い
た。仕上げ研磨後、ガラスディスクとその接触面でのみ
接触する樹脂ケースに入れ、つぎの加工工程に運搬し
た。
別にステンレス製の爪に引っかけ、その内周面でのみ接
触するようにして、フッ酸水溶液(0.1重量%)槽、ア
ルカリ水溶液(0.1重量%)槽、純水槽、イソプロピル
アルコール(IPA)槽およびIPA蒸気乾燥槽に順次
各2分間浸漬してガラス基板を得た。
非接触面すなわちデータ記録面に傷や異物が付着してい
ないか目視で検査した。目視検査では、検査ライト(Ca
bin社製 スライド映写機)を光源として非接触面に投光
し、反射光の散乱を観察することにより、傷または異物
の有無を判断した。
において、ガラスディスクを20/10μm(両面/非
接触面)研磨した。研磨時間は10分であった。9枚の
ガラス基板の内、目視検査で良品と判断されたものは、
8枚であった。
において、ガラスディスクを40/20μm(両面/非
接触面)研磨した。研磨時間は20分であった。9枚の
ガラス基板の内、目視検査で良品と判断されたものは、
8枚であった。
において、ガラスディスクを60/30μm(両面/非
接触面)研磨した。研磨時間は30分であった。9枚の
ガラス基板の内、目視検査で良品と判断されたものは、
9枚であった。
いて、ガラスディスクの研磨を行わなかった以外は実施
例1と同様にして、ガラス基板を製造した。目視検査の
結果、良品と判断されたものはなかった。
工程において、データ記録面が非接触面とならないよう
にした。具体的には、2.円盤加工工程および3.面取
り加工工程においてデータ記録面のチャック部以外の部
分に回し板を当て、また各工程間の運搬にはガラス基板
の両面と接触する樹脂ケースを使用した。それ以外は、
比較例1と同様にして、ガラス基板を製造した。このガ
ラス基板を10枚サンプリングしたところ、目視検査で
データ記録面が良品と判断されたものはなかった。
面が非接触面とならないようにした以外は、実施例1と
同様にして10枚のガラス基板を製造した。目視検査の
結果、データ記録面が良品と判断されたものはなかっ
た。
面が非接触面とならないようにした以外は、実施例2と
同様にして10枚のガラス基板を製造した。目視検査の
結果、データ記録面が良品と判断されたものは2枚であ
った。
面が非接触面とならないようにした以外は、実施例3と
同様にして10枚のガラス基板を製造した。目視検査の
結果、良品と判断されたものは6枚であった。
面が非接触面とならないようにした以外は、実施例4と
同様にして10枚のガラス基板を製造した。目視検査の
結果、良品と判断されたものは10枚であった。
「表1」に示す。◎
り、以下のことが判る。実施例1と比較例1とを対比す
ることにより、トップ面が非接触面であっても、6.仕
上げ研磨加工で5μm以上研磨しなければ、データ記録
面として使用できないことが判る。
ことにより、データ記録面を非接触面とすることによ
り、6.仕上げ研磨加工工程における研磨厚さが大きく
低減されることが判る。
るため、つぎのような効果を奏する。請求項1に記載の
発明によれば、6.仕上げ研磨工程においてフロートガ
ラスの一面を5μm以上30μm以下研磨し、それ以外
の工程において前記一面を加工治具と実質的に非接触に
するので、ガラス基板の傷歩留まりを下げることなく、
データ記録面の研磨厚さを低減することができる。
の発明の効果に加えて、非接触面がトップ面であるの
で、データ記録面の研磨厚さが最小となる。
Claims (2)
- 【請求項1】研磨工程として、研磨パッドを用いる仕上
げ研磨工程または酸溶液とアルカリ溶液に交互に浸漬す
ることにより研削する仕上げ研磨工程のいずれかのみを
有し、前記仕上げ研磨工程においてフロートガラスの一
面を5μm以上30μm以下研磨し、前記仕上げ研磨工
程以外の工程において前記フロートガラスの一面を加工
治具と実質的に非接触にする情報記録媒体用ガラス基板
の製造方法。 - 【請求項2】前記仕上げ研磨工程以外の工程において、
加工治具と非接触にされた前記フロートガラスの一面が
トップ面である請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス
基板の製造方法。
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