JP2011210311A - 磁気ディスク用ガラス基板およびその評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＨＤＤにおいて、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。
【解決手段】ガラス基板は、中心からの径方向の位置と板厚から下記式で求められるパラメータＭが、所定の範囲内にある。

【選択図】なし

Description

本発明は磁気ディスク用ガラス基板およびその評価方法に関するものである。

近年、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。

このような磁気記録技術のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）は、ディスク状の基板の表面に磁性体薄膜からなる磁気記録層を有した磁気ディスク（磁気記録媒体）と、磁気ディスクを高速で回転させるスピンドルモータと、スイングアームの先端に取り付けられ、磁気ディスクの磁気記録層に磁気データを読み書きする磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気ディスク上の半径方向に移動する位置決め装置とを主な構成要素としている（特許文献１）。

磁気ディスクの両主表面に形成された磁気記録層に対してそれぞれ磁気ヘッドが対向配置されるので、１つの磁気ディスクにつき２つの磁気ヘッドを備えているのが、一般的な構成である。ここで、磁気記録媒体用基板としては、かつてはアルミニウム基板が広く用いられてきた。

しかしながら、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、近年は、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板の需要が高まっている。

ガラス基板は、従来、例えば、特許文献２の段落〔０００４〕に示すように、ガラスを円盤状に形成して面取りを行い、端面および主表面を研磨し、その後に耐衝撃性や耐振動性を向上させるための化学強化処理を施すことにより製造されていた（特許文献２）。

このようにして製造されたガラス基板は、両面に磁性層等の記録層を設けることにより、磁気記録媒体として利用されてきた。

ここで、磁気ディスク用ガラス基板は、磁気ディスクに要求される板厚に応じて所定の板厚になるように形成されるが、回転の際のブレやそれに伴うＴＭＲ（Track Mis Resistration）を防止するため、ガラス基板の板厚は、一定値であるのが好ましい。

ガラス基板の板厚の定義としては、従来、ガラス基板上の一点、或いは複数点で測定された両主表面間の距離で示されていた（特許文献３）。

なお、磁気ディスク用ガラス基板は通常、大量生産されるものであり、板厚にバラつきが生じるため、バラつきが所定の数値範囲（寸法公差）に収まるように製造される。

特開２００１−２４３７３５号公報 特開２０００−０７６６５２号公報 特開平８−１４７６９１号公報

ここで、近年のＨＤＤにおける高記録密度化および高速回転化の加速により、従来よりもさらにＴＭＲの影響、すなわちディスクのFlatteringにより磁気ディスク上を浮上する磁気ヘッドが、その半径／トラック位置情報を記録しているTrack情報を含むサーボ情報を見失う現象が著しくなる傾向がある。

これは、記録密度向上による狭トラック幅化、そして高速回転によるディスクの機械的振動による読み取りエラーが主たる原因である。

そのため、磁気ディスク用ガラス基板には、磁気ディスクの狭トラック幅化、ＨＤＤの高速回転により、磁気ヘッドがTrack情報を含むサーボ情報を見失わないように、安定して回転できるよう、ガラス基板の板厚も、従来に比べてより精度の高いものが求められており、その要求は一般的に８０ＧＢ以上／５，４００ｒｐｍ以上の性能を有するＨＤＤにおいて顕著になってくる。

ところが、従来の板厚の定義で寸法公差を管理して、磁気ディスク用ガラス基板を製造した場合であっても、このガラス基板を磁気ディスクとしＨＤＤを製造したときに、サーボ情報を見失う現象を完全に防止することができない場合があった。

即ち、同一の板厚を有する磁気ディスク用ガラス基板であっても、前記したようなＴＭＲの影響を排除できるものと、できないものとが混在しており、これまでただ単にガラス基板上の一点、或いは複数点で測定された両主表面間の距離というパラメータだけでは、その良し悪しを明確に区分けができない場合が存在しており、ＴＭＲと平面形状との因果関係を明確にできなかった。

本発明は、このような問題点の改善の為になされたものであり、その目的は、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気ディスク用ガラス基板を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来の板厚の定義は両主表面における特定の点（一点ないし数点）の距離を表す指標に過ぎず、両主表面全体の板厚の分布を反映したものではないことに着目した。

即ち、従来の板厚の定義では、主表面の位置によって板厚にばらつきや偏りがある場合でも、測定点での板厚が同じであれば、板厚は同じものとして評価されることに着目した。

そこで、本発明者はさらに検討を重ねた結果、板厚を評価する指標として、板厚の分布、特にディスク半径位置に対する板厚情報を考慮した指標を用いることにより、ＴＭＲと板厚との因果関係を把握できることを見出し、本発明をするに至った。

具体的には、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）中心からの径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータが、所定の範囲内にあることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。

（構成２）前記パラメータは、中心からの径方向の位置とディスク１周分における板厚差異、或いは板厚を掛けた値を有することを特徴とする構成１記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成３）内孔を有し、前記パラメータは、内孔から外周に向けて螺旋状に中心からの径方向の位置と板厚の関係を求めた値を有することを特徴とする構成２記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成４）前記パラメータは、以下の式（１）（２）で表されるＭ値であることを特徴とする構成２または３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成５）前記パラメータは、以下の式（３）で表されるＭ値であることを特徴とする構成２または３のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成６）前記所定の範囲は、前記Ｍ値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする構成４または５のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成７）前記ＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性は、Axial Displacement３ｓであることを特徴とする構成６記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成８）前記所定の範囲は、前記Ｍ値とAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値になっている平坦部における、前記Ｍ値の上限以内の範囲であることを特徴とする構成７に記載の磁気ディスク用ガラス基板。

（構成９）構成１〜８のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板と、前記ガラス基板の主表面に設けられた下地層、磁性層、保護層、潤滑層と、を有することを特徴とする磁気記録媒体。

（構成１０）中心からの径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１１）前記パラメータは、中心からの径方向の位置とディスク１周分における板厚差異、或いは板厚を掛けた値を有することを特徴とする構成１０記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１２）前記パラメータは、ガラス基板の内孔から外周に向けて螺旋状に中心からの径方向の位置と板厚を求めた値を有することを特徴とする構成１１記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１３）前記パラメータは、以下の式（１）（２）で表されるＭ値であることを特徴とする構成１１または１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１４）前記パラメータは、以下の式（３）で表されるＭ値であることを特徴とする構成１１または１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１５）前記所定の範囲は、前記Ｍ値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする構成１３または１４のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１６）前記ＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性は、Axial Displacement３ｓであることを特徴とする構成１５に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１７）前記所定の範囲は、前記Ｍ値とAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値になっている平坦部における、前記Ｍ値の上限以内の範囲であることを特徴とする構成１６に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。

（構成１８）構成１０〜１７のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法を工程に有する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。

本発明によれば、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことを実現できる磁気ディスク用ガラス基板を提供することができる。

図１（ａ）はガラス基板１の平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は磁気記録媒体１００を示す断面図である。 ガラス基板１の製造方法の詳細を示すフローチャートである。 図２のステップ１０９の詳細を示すフローチャートである。 図２のステップ１０９を説明するための図である。 図２のステップ１０９を説明するための図である。 ＴＭＲ特性（Axial Displacement３ｓ）の測定システム５１を示す概念図である。 Ｍ値とAxial Displacement３ｓの相関図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態に係るガラス基板１の構造について簡単に説明する。

図１（ａ）に示すように、ガラス基板１は、円板形状を有する本体３を有し、本体３の中心には内孔５が形成されている。

図１（ｂ）に示すように、本体３は、実質的に平滑な主表面７ａ、７ｂを有している。

主表面７ａ、７ｂは、情報を記録再生するための層が形成される面であり、例えば図１（ｃ）に示すように、主表面７ａ、７ｂの一方または両方に、下地層１８ａ、磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、ガラス基板１は、磁気記録媒体１００（磁気ディスク）となる(少なくとも磁性層１８ｂは記録層として必要）。

また、図１（ｂ）に示すように、本体３は主表面７ａ、７ｂに対して直交している内周端面１１および外周端面９を有している。

内周端面１１および外周端面９は面取されており、それぞれ内周面取面１３および外周面取面１５が設けられている。

さらに、本体３は表面に化学強化層１７が形成されている。

化学強化層１７の詳細については後述するが、例えば、ガラス基板１の原料となるガラスのイオンの一部を、よりイオン半径の大きいイオンに置換し、圧縮応力層とした層である。

ガラス基板１は、中心からの径方向の位置と板厚（主表面７ａと主表面７ｂ間の距離）から求められるパラメータが、所定の範囲内に収まるような形状となっているが、詳細は後述する。

次に、図１〜図７を参照して、ガラス基板１の製造方法について説明する。

なお、以下の説明では、製造工程中におけるガラスを「ガラス基材１ａ」と称し、完成品を「ガラス基板１」と称することにする。

まず、図２に示すように、原料となるガラスを円板状に成形してガラス基材１ａを製造する（ステップ１０１）。

原料となるガラスとしては例えばフロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラス等が挙げられる。

なお、以下の実施形態ではプレス法で製造されたガラスを例に説明する。

次に、ガラス基材１ａの板厚調整のため、研削装置２１を用いて主表面７ａ、７ｂを研削（第１ラッピング）する（ステップ１０２）。
研削は、例えば両面ラッピング装置とアルミナ等の砥粒を用いて行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの中心に内孔５（図１参照）を形成する（ステップ１０３）。
内孔５の形成は、例えばコアドリルを用いて行う。

なお、シートガラスを用いた場合は、ステップ１０１〜１０３は行わず、代わりに、カッターを用いてシート形状から円板形状にガラスを切り出し、さらに内孔５を切り出す工程（カッティング工程）を行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの端面のクラックを除去するため、内周端面１１および外周端面９の面取を行う（ステップ１０４）。面取は、例えばダイヤモンド砥粒が付着した砥石を用いて行う。

なお、面取後に主表面７ａ、７ｂを研削（第２ラッピング）する工程を追加してもよい。これにより、内孔５の形成や面取によって生じた凹凸を研削でき、研磨の際の負担を軽減できる。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａの内周端面１１および外周端面９の研磨、即ち端面研磨を行う（ステップ１０５）。
端面研磨は例えば回転ブラシを用いて行う。

次に、図２に示すように、ガラス基材１ａに化学強化を行い、化学強化層１７を形成する（ステップ１０６）。

具体的には、化学強化液にガラスを浸漬し、化学強化液に含まれているイオンのうち、ガラスに含まれているイオンよりもイオン半径が大きいイオンを、ガラスに含まれている当該イオンとイオン交換して化学強化層１７を形成する。

次に、化学強化が終わると、ガラス基材１ａを洗浄して表面の化学強化液を除去した後、図２に示すように、ガラス基材１ａの主表面７ａ、７ｂの平坦度と表面粗さを調整する（実質的に平滑にする）ため、主表面７ａ、７ｂを研磨する（ステップ１０７）。

研磨は、例えば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。研磨液は、例えば、酸化セリウムや酸化ランタン等の砥粒を水に分散させてスラリーとしたものが用いられる。

研磨が終了すると、ガラス基材１ａを洗浄し、製造中に表面に付着した研磨剤や不純物を除去する（ステップ１０８）。

具体的にはスクラブ洗浄、超音波洗浄等の物理的な洗浄や、フッ化物、有機酸、過酸化水素、界面活性剤等を用いた薬液洗浄が挙げられる。

ここで、ステップ１０１〜１０８のうち、特に(１)ステップ１０２（第一ラッピング）および面取（ステップ１０４）後に行われる場合がある（２）第２ラッピング、そして（３）ステップ１０７（研磨工程）においては、本願において着目しているディスクバランス／ＴＭＲ特性を左右する板厚バラツキを発生させ易い工程であるため、例えば(１)のステップ１０２では投入する素材の板厚差異を<１００μｍにし、かつ素材を保持するキャリアホルダーへの入り枚数を所定数以上（>90%の充填率）するなどして加工圧力が枚バッチ加工毎に変化するのを抑制すること、また加工荷重を研削の段階（例えば初期／中期／末期）に応じて可変することなどにより、全加工ステップにおける第1加工段階で出来る限り板厚がばらつくことを抑制することが必要である。特に素材の元の厚みに対し加工（或いは研削）取り代が最も大きい工程はこのステップ１０２であることが多いため、板厚バラツキを抑えるためには、ステップ１０２が最も留意を要する工程である。

また（２）第２ラッピングにおいても前記（１）と同様の配慮をなす必要があるが、投入するワーク（第１ラッピング加工済み）の板厚差異を<10μｍにすることが望ましい。

さらに（３）研磨工程においても前記（２）と同様の配慮をなす必要があるが、投入するワーク（ステップ１０６化学強化済み）の板厚差異を<5μｍにすることが望ましい。

最後に、製品検査（板厚の検査）を行う（ステップ１０９）。

ここで、ステップ１０９の詳細について、図３〜図７を参照して説明する。

前述のように、ガラス基板１は、中心からの径方向の位置と板厚（主表面７ａと主表面７ｂ間の距離）の関係から求められるパラメータが、所定の範囲内に収まるような形状となっているが、それを評価するために、板厚を測定してパラメータを求め、パラメータが所定の範囲内にあるか否かを判定する。

具体的には、以下の手順で検査を行う。
まず、図３に示すように、公知の板厚測定装置等を用いて、ガラス基板１の板厚（主表面７ａと主表面７ｂ間の距離）を、中心からの径方向の位置ごとに、ガラス基板１の主表面全面に渡って所定の数だけ測定する（ステップ２０１）。

この際、図４に示すように、内周端の所定の位置から外周端の所定の位置まで、測定点２２が螺旋状に一周する形状を描くように板厚を測定するのが望ましい。

このように測定することで、ガラス基板１の主表面全面に渡って中心からの径方向の位置ごとにムラなく板厚データを得ることができる。

次に、図３に示すように、測定した径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータであるＭ値を計算する。（ステップ２０２）。

Ｍ値とは、最初の測定位置における板厚と各測定位置の板厚差と、測定位置の半径との掛け算（測定位置におけるモーメントに相当する値）の総和を意味し、以下の式（１）（２）で表される。

なお、測定した径方向の位置と板厚の関係の例および式（１）を図５に示す。

なお、ここでの「サンプリング数」とは、使用する板厚測定系における測定プローブの横方向サイズ或いは横方向分解能を１サンプリング単位とするものであり、例えば非接触測定機器ではレーザスポット径、或いはそれにより決定される横方向分解能が１サンプリング単位である。

なお、式（１）（２）は、その形から明らかなように、外周に近い部分（ｒが大きい部分）の板厚差、即ち、外周近傍の板厚のバラツキの影響が、内周近傍の板厚のバラツキよりも大きく現れるような式になっている。

すなわちディスクFlatteringは、外周側の変位量の方が内周側よりも大きく（内周側はスピンドルに保持されており、剛性が外周側のそれよりも大きいため）、Ｍ値が大きくなることから、外周近傍の板厚のバラツキの方が、内周近傍の板厚のバラツキよりもディスクバランス／ＴＭＲ特性に与える影響が大きいためである。

また、上記した式（１）（２）では板厚差Δｔとして、最初の測定位置における板厚と、各測定位置の板厚差を用いているが、Δｔではなく、単に各測定位置の板厚を用いてもよく、具体的には式（３）に示す式としてもよい。

次に、測定したＭ値から、ガラス基板１のディスクバランス／ＴＭＲ特性が所定の範囲内にあるか否かを判定し、範囲内にある場合は良品として扱い、範囲外の場合は不良品として扱う（ステップ２０３）。

具体的には、図７に示すようなＭ値とAxial Displacement３ｓとの関係から、Ｍ値が一定の範囲内であるか否かを判定し、一定の範囲内にある場合は良品として扱い、範囲外の場合は不良品として扱う。

なお、Axial Displacement３ｓとは、基板振動測定データ（振動波形）を回転数ごとにかつ周波数ごとに積分して平均値＋３ｓのトラック位置決め誤差量を求めたものであり、３ｓおよびｓ^２は例えば以下の式（４）（５）で求められる。

ここで、図７に示すようなＭ値とAxial Displacement３ｓとの関係を求める方法について簡単に説明する。
まず、検査対象となるガラス基板１を所定の枚数分製造し、Ｍ値を求める。

次に、ガラス基板１の表面に磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、磁気記録媒体１００を製造し、図６に示す測定システム５１を用いて所定の回転数、所定の測定位置でAxial Displacement３ｓを求める。

測定システム５１について簡単に説明すると、測定システム５１はヘッド５３を備えたレーザードップラー速度計（ＬＤＶ）５５と、レーザードップラー速度計５５が測定したデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）する変換部５７を有している。

次に、Ｍ値と、ディスクバランス／ＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓとの関係をプロットして図７に示すような相関図を作成する。
以上がステップ１０９の詳細である。

このように、本実施形態によれば、ガラス基板１は、中心からの径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータ（Ｍ値）が、ディスクバランス／ＴＭＲ特性の要求を満たす所定の範囲内にある。

そのため、ガラス基板１は、ＨＤＤとしたときに、磁気ディスクに記録されているTrack情報を含むサーボ情報を安定に読み出すことができる。

以下、実施例に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。

（実施例）
以下の手順により外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍの磁気ディスク用ガラス基板を製造して板厚を測定し、Ｍ値とディスクバランス／ＴＭＲ特性の相関を求めた。

まず、以下の工程に従ってガラス基板１を１００枚製造した。

（１）形状加工工程及び第１ラッピング工程
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。

本実施例においては、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：５８重量％〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５重量％〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３重量％〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４重量％〜１３重量％を主成分として含有するガラスを使用した。

次いで、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。

なお、ラッピングの際には、板厚バラツキを発生させないようにするため、投入する素材の板厚差異を<１００μｍにし、かつ素材を保持するキャリアホルダーへの入り枚数を所定数以上（>90%の充填率）にして加工圧力が枚バッチ加工毎に変化するのを抑制した。また加工荷重を研削の段階（初期／中期／末期）に応じて可変することにより、ラッピング加工段階で出来る限り板厚がばらつくことを抑制するようにした。

（２）切り出し工程（コアリング、チャンファリング）
次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した（チャンファリング）。

（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。

なお、第２ラッピング工程においても第１ラッピング工程と同様に、板厚のばらつきを発生させないようにするため、投入するワーク（第１ラッピング加工済み）の板厚差異を<10μｍにした。

（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周端面および内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。

（５）主表面研磨工程（第１研磨工程）
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。

この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。

なお、主表面研磨工程においても第１ラッピング工程と同様に、板厚のばらつきを発生させないようにするため、投入するワーク（第１ラッピング加工済み）の板厚差異を<５μｍにした。

（６）化学強化工程
次に、前述のラッピング工程および研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を４００℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００℃に予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行った。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオンおよび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およびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００μｍであった。

化学強化処理を終えたガラス基板を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した１０重量％硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。

（７）主表面研磨工程（最終研磨工程）
次に、最終研磨工程として、第２研磨工程を施した。この第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒（平均粒子径０．８μｍ）を用いた。この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡの各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。

上記のように、第１ラッピング工程、切り出し工程、第２ラッピング工程、端面研磨工程、第１研磨工程、化学強化工程および第２研磨工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用基板を得た。

研磨が終了すると、ガラス基材１ａを洗浄し、製造中に表面に付着した研磨剤や不純物を除去し、１００枚のガラス基板１を完成させた。

次に、１００枚のガラス基板１の板厚を、キーエンス社製ＬＫ−Ｇ１５（測定ヘッド）／ＬＫ−Ｇ３００１（測定コントローラ）で構成される非接触式レーザ変位計（スポットサイズ：２０ｕｍ）を用いて、図４に示すように内周から外周に向けて螺旋状に測定した。なお、螺旋の形状はアルキメデス螺旋（一様螺旋）とし、サンプリングポイントは２０μｍ毎に合計８，５５０，０００点とした（半径位置 ｒ=１３．０〜３２．０ｍｍの範囲を測定）。なお、８，５５０，０００点という測定点数は以下の式から決定している。

測定点数Ｎ：N={π（３２^２−１３^２）}／π(０．０１^２) = ８，５５０，０００
即ち、上記式において３２、１３は半径位置（ｍｍ）の両端を示し、０．０１はスポットサイズの半径（ｍｍ）を示す。

次に、測定した板厚と位置情報を元に、式（１）（２）からＭ値を求めた。

次に、ガラス基板１の表面に磁性層１８ｂ、保護層１８ｃ、潤滑層１８ｄを設けることにより、磁気記録媒体１００を製造し、図６に示す測定システムを用いて回転数：５，４００ｒｐｍ／測定位置ｒ：３０ｍｍの条件においてAxial Displacement３ｓを求めた。

次に、Ｍ値と、ディスクバランス／ＴＭＲ特性を示すAxial Displacement３ｓとの関係をプロットした。

図７から明らかなように、Ｍ値とAxial Displacement３ｓの間に強い相関が見られた。

具体的には図７ではＭ値（×１０^６）ｍｍ^３が２０以下の範囲でAxial Displacement３ｓが０．００５μｍで一定となり、Ｍ値（×１０^６）ｍｍ^３が２０を超えると急激にAxial Displacement３ｓが大きくなっていた。

即ち、図７ではＭ値（×１０^６）ｍｍ^３が２０以内であればAxial Displacement３ｓが一定値に低く抑えられているため、ディスクバランス／ＴＭＲ特性が良好なガラス基板におけるＭ値の上限は２０になる。

以上の結果より、本発明のパラメータ（Ｍ値）を元にガラス基板１の板厚をディスクバランス／ＴＭＲ特性（Axial Displacement３ｓ）の要求を満たす形状にすることが可能であることが分かった。

上述した実施形態では、本発明を磁気記録媒体用のガラス基板１に適用した場合について説明したが、本発明は何らこれに限定されることなく、板厚を規定する必要がある全てのディスク状の記録媒体に適用できる。

１……………ガラス基板
３……………本体
５……………内孔
７ａ…………主表面
１７…………化学強化層
１８ｂ………磁性層

Claims (18)

1. 中心からの径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータが、所定の範囲内にあることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
2. 前記パラメータは、
   中心からの径方向の位置とディスク１周分における板厚差異、或いは板厚を掛けた値を有することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
3. 内孔を有し、
   前記パラメータは、
   内孔から外周に向けて螺旋状に中心からの径方向の位置と板厚の関係を求めた値を有することを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板。
4. 前記パラメータは、
   以下の式（１）（２）で表されるＭ値であることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
   

   
5. 前記パラメータは、
   以下の式（３）で表されるＭ値であることを特徴とする請求項２または３のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
   

   
6. 前記所定の範囲は、前記Ｍ値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする請求項４または５のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
7. 前記ＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性は、Axial Displacement３ｓであることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク用ガラス基板。
8. 前記所定の範囲は、前記Ｍ値とAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値になっている平坦部における、前記Ｍ値の上限以内の範囲であることを特徴とする請求項７に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板と、
   前記ガラス基板の主表面に設けられた下地層、磁性層、保護層、潤滑層と、
   を有することを特徴とする磁気記録媒体。
10. 中心からの径方向の位置と板厚の関係から求められるパラメータが、所定の範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
11. 前記パラメータは、
    中心からの径方向の位置とディスク１周分における板厚差異、或いは板厚を掛けた値を有することを特徴とする請求項１０記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
12. 前記パラメータは、
    ガラス基板の内孔から外周に向けて螺旋状に中心からの径方向の位置と板厚を求めた値を有することを特徴とする請求項１１記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
13. 前記パラメータは、
    以下の式（１）（２）で表されるＭ値であることを特徴とする請求項１１または１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
    

    
14. 前記パラメータは、
    以下の式（３）で表されるＭ値であることを特徴とする請求項１１または１２のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
    

    
15. 前記所定の範囲は、前記Ｍ値とディスクバランスまたはＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性の相関により規定される範囲であることを特徴とする請求項１３または１４のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
16. 前記ＴＭＲ（Track Mis Resistration）特性は、Axial Displacement３ｓであることを特徴とする請求項１５に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
17. 前記所定の範囲は、前記Ｍ値とAxial Displacement３ｓの相関図において、Axial Displacement３ｓが一定値になっている平坦部における、前記Ｍ値の上限以内の範囲であることを特徴とする請求項１６に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法。
18. 請求項１０〜１７のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の評価方法を工程に有する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。

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