JP5056961B2 - 磁気記録媒体用ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板とその製造方法に関する。

近年の磁気ディスクの高記録密度化にともない、磁気記録媒体用ガラス基板への要求特性は年々厳しくなっている。磁気ディスクの高記録密度化を達成するため、ガラス基板の主平面の面積を有効活用するべく、磁気ヘッドをガラス基板の端部まで通過させるようになってきている。また、大容量の情報を磁気ディスクへ速く記録再生するため、磁気ディスクの回転速度を高速化する検討も行われている。

磁気ヘッドをガラス基板の端部まで通過させる、磁気ディスクの回転速度を高速化させる場合、磁気記録媒体用ガラス基板の形状（例えば、板厚分布、端部形状、平坦度など）に乱れがあると、磁気ヘッドの浮上姿勢が乱され、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触することにより発生する障害が生じるおそれがある。

磁気記録媒体用ガラス基板の形状、特に板厚を制御する技術として、磁気記録媒体用ガラス基板の同一ガラス基板面内における板厚分布を所定の形状に制御したガラス基板（特許文献１）、同一ロットで研磨加工された磁気記録媒体用ガラス基板間の板厚バラツキを低減するキャリア（特許文献２）、が提案されている。

しかし、特許文献１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の板厚分布（以下、平行度と称す。）は、中央部から外側面に向かってガラス基板の板厚が薄くなるように主平面を傾斜させた形状であり、外部衝撃によるガラス基板の割れを防止することを目的としており、磁気ヘッドの浮上姿勢を安定化させ、磁気ヘッドによる磁気ディスクへの記録再生を信頼性高く行うことについては記載も示唆もない。また、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度と研磨加工の関係を調べたものでもない。

特許文献２に記載のキャリアは、軟質パッドを用いた研磨加工にのみ有効であり、ガラス基板保持部とギア部をそれぞれ異なる材質と厚みに設計することにより、ガラス基板が軟質パッドへ沈み込むことを抑制し、ガラス基板にかかる研磨加工の荷重が不均一とならないようにして、ガラス基板の研磨量を制御し、同一ロット内の板厚バラツキを低減するものであるが、研磨加工された磁気記録媒体用ガラス基板間の平行度を向上させるものではない。

特開２００６−３１８５８３号公報 特開２００９−２１４２１９号公報

本発明は、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板の提供を目的とする。また、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を生産性高く研磨するガラス基板の研磨方法、及び該研磨方法を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法の提供を目的とする。

本発明は、中心部に円孔を有する円盤形状の磁気記録媒体用ガラス基板であって、前記磁気記録媒体用ガラス基板は内周側面と外周側面と両主平面とを有し、レーザ干渉計を用いて測定する磁気記録媒体用ガラス基板の少なくとも記録再生領域における前記両主平面の平行度が、２．５μｍ以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。

また、ガラス基板を研磨する前の両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状は、内周端における上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との距離をＤｉｎとし、外周端における上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との距離をＤｏｕｔとしたとき、ＤｏｕｔからＤｉｎを引いたΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）が−３０μｍ〜＋２３μｍであり、研磨液の温度Ｔｓは、ドレス処理に用いるドレス水の温度Ｔｄに対し、ＴｓからＴｄを引いたΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）が−５℃〜＋７℃であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法を提供する。

本発明の研磨方法を用いた研磨工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法によれば、板厚の均一性に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を高い生産性で製造できる。本発明の平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板の上に、磁性層などの薄膜を形成して製造した磁気ディスクは、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）試験において、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触することにより発生する障害をなくすことができる、または低減できる。

磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図。 磁気記録媒体用ガラス基板の断面斜視図。 磁気記録媒体用ガラス基板の平行度をレーザ干渉計で測定した例。（ａ）レーザ干渉計で観察された干渉縞本数と、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度との関係。（ｂ）レーザ干渉計で観察された干渉縞の画像（干渉縞本数が、１本、７本、１２本の画像）。 両面研磨装置の概略図。 上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状測定位置を示す概略図。 ガラス基板を研磨する前の両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状が、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）＞０であるときの形状を模式的に表す断面図。 ガラス基板を研磨する前の両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状が、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）＜０であるときの形状を模式的に表す断面図。 上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状測定結果（例１〜例５）。 上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状測定結果（例６〜例９）。 研磨液温度とドレス水温度の差（ΔＴｓｄ）とガラス基板の平行度の関係を表すグラフ。 磁気記録媒体用ガラス基板の微小うねりＷｑと平行度との関係を表すグラフ。

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下に記載される実施形態に限らない。

まず、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板１０の斜視図を図１に、磁気記録媒体用ガラス基板１０を切断したものの断面斜視図を図２に示す。図１と図２において各符号は、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面１０１、内周側面１０２、外周側面１０３、内周面取り部１０４、外周面取り部１０５をそれぞれ示す。図２中、Ａ１とＡ６は磁気記録媒体用ガラス基板の外径側領域の板厚、Ａ２とＡ５は磁気記録媒体用ガラス基板の中間領域の板厚、Ａ３とＡ４は磁気記録媒体用ガラス基板の内径側領域の板厚をそれぞれ示す。

磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度は、磁気記録媒体用ガラス基板の各領域における板厚（例えば、Ａ１〜Ａ６）が均一であると優れており、各領域における板厚が不均一（板厚のバラツキが大きい）であると劣るようになる。

磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度は、マイクロメータ、レーザ変位計、レーザ干渉計などの測定機を用いて測定できる。前記測定機の中でも、レーザ干渉計は、光の波長を物差しとしているので高精度に平行度を測定できる。また、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度を、１回のデータ取得で測定できるため、測定効率に優れる。そのため、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度測定機として、レーザ干渉計は好適に使用される。

図３に、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度を、本発明の実施例で用いたレーザ干渉計（フジノン社製、製品名：平面測定用フィゾー干渉計、Ｇ１０２）で測定した例を示した。磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度の測定は、両主平面から反射した反射光の位相差により形成される干渉縞を観察し、得られた干渉縞を解析することにより行う。レーザ干渉計で観察される明暗の干渉縞は等高線となっており、その間隔は光源の波長と入射角により決定される。

図３の（ａ）に、本発明の実施例で用いたレーザ干渉計で観察された干渉縞の本数と、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度との関係を、図３の（ｂ）に、レーザ干渉計で観察された干渉縞の画像（干渉縞本数が、１本、７本、１２本の画像）を示した。観察される干渉縞本数が少ないほど、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度は優れている、つまり、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度を測定した領域の板厚が均一であり、ガラス基板面内の板厚分布に優れることを意味する。

観察された干渉縞本数が１本の場合、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度は０．３２μｍであり、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度を測定した領域の板厚分布は０．３２μｍ以下で形成されている。平行度が３．２μｍ以下である磁気記録媒体用ガラス基板の干渉縞本数は、１０本以下である。

磁気記録媒体用ガラス基板の上に、磁性層などの薄膜を形成して製造した磁気ディスクのＨＤＤ（ハードディスクドライブ）試験結果を表１に示した。外径側領域における微小うねりＷｑが０．４ｎｍを超えると、磁気ヘッドの浮上姿勢が乱され、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触して障害が発生する。外径側領域における微小うねりＷｑの値が小さいほど、磁気ヘッドの浮上姿勢は安定化する。

本発明において、微小うねりＷｑとは、光散乱方式表面観察機を用いて測定する、４０μｍ〜５０００μｍ間の周期を有する微小うねりである。微小うねりＷｑは、波長４０５ｎｍのレーザ光を測定対象物の表面に６０°の角度で入射し、測定対象物からの反射光を検出し、主平面の高さ情報を得て測定する。測定領域は１．０ｍｍ幅で、円周方向に一周した領域にて行う。測定領域の円周方向の位置（磁気記録媒体用ガラス基板の中心からの位置）は、任意に選択できる。

本発明者らは、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度と外径側領域における微小うねりＷｑとの間に相関関係があること見出した。図１１に、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度と微小うねりＷｑの関係を調べた結果を示した。外径側領域の微小うねりＷｑが０．４ｎｍ以下の磁気記録媒体用ガラス基板を得るには、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度は２．５μｍ以下である。

一般に、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程は、以下の工程を含む。（１）フロート法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面にラッピング加工を行う。（３）ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う。（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨を行っても良い。（５）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。（６）磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。

なお、上記磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、各工程間にガラス基板洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面のエッチング（工程間エッチング）を実施してもよい。更に、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。

本発明において、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。また、本発明のガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでも良く、プレス成形法で造られたものでもよい。

本発明は、（４）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う工程に関し、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨加工に係るものである。

図４は、両面研磨装置２０の概略図である。図４において、１０は磁気記録媒体用ガラス基板、３０は上定盤の研磨面、４０は下定盤の研磨面、５０はキャリア、２０１は上定盤、２０２は下定盤、２０３はサンギア、２０４はインターナルギア、をそれぞれ示す。

磁気記録媒体用ガラス基板１０は、キャリア５０のガラス基板保持部に保持された状態で、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との間に狭持され、ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の両主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。

両面研磨装置２０は、サンギア２０３とインターナルギア２０４をそれぞれ所定の回転比率で回転駆動することにより、キャリア５０を自転させながらサンギア２０３の周りを公転するように移動させる（遊星駆動させる）とともに、上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれ所定の回転数で回転駆動して、ガラス基板を研磨する。

上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板と対向する面には、研磨パッドが装着されている。上定盤２０１と下定盤２０２に装着された研磨パッドは、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０をそれぞれ所定の形状とするため、ドレス治具を用いてドレス処理が施される。ドレス処理は、ドレス治具と研磨パッドとの間にドレス水を供給するとともに、ドレス治具と研磨パッドを相対的に動かして、研磨パッドの表面（上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０となる面）を削ることにより行われる。

ドレス処理を施した研磨パッドの表面の形状、つまり、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０は、真直度計、ダイヤルゲージ、ストレートエッジと隙間ゲージ、などを用いて測定される。真直度計を用いた研磨面の形状測定は、上定盤２０１や下定盤２０２を両面研磨装置に取り付けた状態で計測できる。

図５に、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状測定位置を示した。形状測定は、真直度計の測定子が研磨面３０、４０の内周端（Ｘ２、Ｘ３）と外周端（Ｘ１、Ｘ４）を通過するように走査させて行う。

ガラス基板を研磨する前の上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状の模式的形状断面図を、図６と図７に示した。図６と図７において、Ｄｉｎは内周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離、Ｄｏｕｔは外周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離、ΔＨ１は上定盤の研磨面３０の最大高低差、ΔＨ２は下定盤の研磨面４０の最大高低差、をそれぞれ表す。外周端（Ｘ１とＸ４）より内周端（Ｘ２、Ｘ３）が高いときは最大高低差ΔＨをプラス値とし、外周端（Ｘ１とＸ４）より内周端（Ｘ２、Ｘ３）が低いときは最大高低差ΔＨをマイナス値とする。

内周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離をＤｉｎとし、外周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離をＤｏｕｔとしたとき、ＤｏｕｔからＤｉｎを引いたΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）は、下定盤の研磨面４０の最大高低差ΔＨ２から上定盤の研磨面３０の最大高低差ΔＨ１を引くことにより求められ、ΔＤ＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ＝ΔＨ２−ΔＨ１となる。

図６は、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）＞０である研磨面の形状を模式的に表した断面図であり、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、内当り状態の研磨面形状である。図７は、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）＜０である研磨面の形状を模式的に表した断面図であり、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、外当り状態の研磨面形状である。

真直度計を用いて測定した、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状測定結果を図８と図９に示した（本発明の実施例）。図８と図９において、上段のプロファイルは上定盤の研磨面３０の形状測定結果、下段のプロファイルは下定盤の研磨面４０の形状測定結果である。研磨面の形状測定結果から、外周端（Ｘ１とＸ４）を基準点とした最高高さ（Ｈｍａｘ）と最低高さ（Ｈｍｉｎ）を求め、最大高低差ΔＨ（＝Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）を算出する。

図８の例１を用い、研磨面の形状測定結果について更に説明する。例１において、上定盤の研磨面３０は、最高高さ（Ｈｍａｘ）は＋４９.２μｍ、最低高さ（Ｈｍｉｎ）は−０．１μｍであるため、上定盤の研磨面３０の最大高低差ΔＨ１（＝Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）は＋４９.３μｍとなる。例１において、下定盤の研磨面４０は、最高高さ（Ｈｍａｘ）は＋７３．２μｍ、最低高さ（Ｈｍｉｎ）は−１．２μｍであるため、下定盤の研磨面３０の最大高低差ΔＨ２（＝Ｈｍａｘ−Ｈｍｉｎ）は＋７４．４μｍとなる。ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ＝ΔＨ２−ΔＨ１）は＋２５μｍであり、図８の例１の研磨面は、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る内当り状態である（図６に示した形状）。

両面研磨装置２０を用いてガラス基板を研磨加工し、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得るには、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）は−３０μｍ〜＋２３μｍである。

ΔＤが−３０μｍ未満の場合（例えば、−４０μｍ）、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当るため、ガラス基板に対する研磨加工の圧力が研磨面の外周端側で高くなる。また、研磨されるガラス基板の周速は研磨面の内周端側より外周端側で速くなる。そのため、研磨加工されるガラス基板の研磨量は、研磨面の外周端側を通過するとき多くなり、同一ガラス基板面内の研磨量や、同一ロット内で研磨されたガラス基板間の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなる。

ΔＤが＋２３μｍを超える場合、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当りすぎてしまい、上定盤２０１と下定盤２０２を安定的に回転駆動できず、研磨加工の圧力をガラス基板に対して均一に負荷できなくなり、ガラス基板の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなる。

ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）は、−２５μｍ〜＋２３μｍが好ましく、−２３μｍ〜＋２３μｍが更に好ましく、−１０μｍ〜＋２０μｍが特に好ましい。

ドレス処理は、ドレス治具と研磨面３０、４０との間にドレス水を供給するとともに、ドレス治具と研磨面３０、４０を相対的に動かして、研磨面３０、４０を削ることにより行われる。上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、ドレス水の温度Ｔｄと上定盤２０１の温度Ｔｐの温度差ΔＴｐｄ（Ｔｐ−Ｔｄ）を調整することにより、所定の形状に形成できる。本明細書において、特にことわりのない限り、上定盤２０１と下定盤２０２とは、同じ温度に制御されるものとする。

ドレス水の温度Ｔｄが上定盤２０１の温度Ｔｐより低い場合、上定盤２０１は上定盤の研磨面側で収縮し、下定盤２０２は下定盤の研磨面側で収縮するため、ドレス処理を行うときの上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、外当り状態の研磨面形状（図７に示した形状）となる。研磨面を外当り状態としてドレス処理を行うと、研磨面の外周端側が多く削られ、ドレス処理を施した後、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、内当り状態の研磨面形状（図６に示した形状）に形成される。

ドレス水の温度Ｔｄが上定盤２０１の温度Ｔｐより高い場合、上定盤２０１は上定盤の研磨面側で膨張し、下定盤２０２は下定盤の研磨面側で膨張するため、ドレス処理を行うときの上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、内当り状態の研磨面形状（図６に示した形状）となる。研磨面を内当り状態としてドレス処理を行うと、研磨面の内周端側が多く削られ、ドレス処理を施した後、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、外当り状態の研磨面形状（図７に示した形状）に形成される。

上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）を−３０μｍ〜＋２３μｍに形成するには、ΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）を−３℃〜＋５℃とすることが好ましい。

ΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）を−３℃未満（例えば、−６℃）でドレス処理すると、形成される上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）が＋２３μｍを超える研磨面形状となるおそれがあり、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当りすぎてしまい、上定盤２０１と下定盤２０２を安定的に回転駆動できず、研磨加工の圧力をガラス基板に対して均一に負荷できなくなり、ガラス基板の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。

ΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）が＋５℃を超えた状態でドレス処理すると、形成される上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、ΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）が−３０μｍ未満の研磨面形状となり、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当るためにガラス基板に対する研磨加工の圧力が外周端側で高くなる、研磨しているガラス基板の周速が内周端側に比べて外周端側で速くなる、などの理由から、研磨加工される磁気記録媒体用ガラス基板は外周端側を通過するときに研磨量が多くなり、同一ガラス基板面内の研磨量や、同一ロットで研磨されたガラス基板間の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。

ドレス水の温度Ｔｄと上定盤２０１の温度Ｔｐの温度差ΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）は、−３℃〜＋５℃が好ましく、−２℃〜＋４℃が特に好ましい。

ドレス処理により、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状をそれぞれ所定の形状に形成した後、ガラス基板の研磨加工を行う。

磁気記録媒体用ガラス基板１０は、キャリア５０のガラス基板保持部に保持された状態で、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との間に狭持され、ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の両主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。

ガラス基板を研磨加工しているときの上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、ガラス基板の両主平面に供給する研磨液の温度Ｔｓと上定盤２０１の温度Ｔｐの温度差ΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）を調整することにより制御できる。

研磨液の温度Ｔｓが上定盤２０１の温度Ｔｐより低い場合、上定盤２０１は上定盤の研磨面側で収縮し、下定盤２０２は下定盤の研磨面側で収縮するため、ガラス基板を研磨加工しているときの上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、外当り状態の研磨面形状（図７に示した形状）となる。

研磨液の温度Ｔｓが上定盤２０１の温度Ｔｐより高い場合、上定盤２０１は上定盤の研磨面側で膨張し、下定盤２０２は下定盤の研磨面側で膨張するため、ガラス基板を研磨加工しているときの上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状は、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当る、内当り状態の研磨面形状（図６に示した形状）となる。

ガラス基板の両主平面に供給する研磨液の温度Ｔｓと上定盤２０１の温度Ｔｐの温度差ΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）は、−６℃〜＋１０℃が好ましい。

ΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）が−６℃未満（例えば、−１０℃）でガラス基板を研磨加工すると、外周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当りすぎるため、研磨面の外周端側でガラス基板の研磨量が多くなり、同一ガラス基板面内の研磨量や、同一ロットで研磨加工したガラス基板間の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。

ΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）が＋１０℃を超えた状態でガラス基板を研磨加工すると、内周端側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当りすぎるため、上定盤２０１と下定盤２０２を安定的に回転駆動できず、研磨加工の圧力をガラス基板に対して均一に負荷できなくなり、ガラス基板の研磨量にバラツキが生じ、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。

ガラス基板の両主平面に供給する研磨液の温度Ｔｓと上定盤２０１の温度Ｔｐの温度差ΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）は、−６℃〜＋１０℃が好ましく、−６℃〜＋８℃が更に好ましく、−５℃〜＋７℃が特に好ましい。

上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０の形状を所定の形状とするドレス処理で使用するドレス水の温度Ｔｄは、ガラス基板を研磨する前の研磨面の形状に影響を及ぼし、ガラス基板の研磨加工に用いる研磨液の温度Ｔｓは、ガラス基板を研磨しているときの研磨面の形状に影響を及ぼす。そのため、ドレス水の温度Ｔｄと研磨液の温度Ｔｓとの温度差ΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）は、所定の温度範囲に調整されて、ガラス基板を研磨することが好ましい。ドレス水の温度Ｔｄと研磨液の温度Ｔｓとの温度差ΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）は、−６℃〜＋１０℃が好ましい。

図１０に、ドレス水の温度Ｔｄと研磨液の温度Ｔｓとの温度差ΔＴｓｄと、研磨された
ガラス基板の平行度との関係を調べた結果を示した（実施例）。ΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ
）が−５℃未満の場合、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくな
るおそれがある。また、ΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）が＋７℃を超える場合、平行度に優
れる磁気記録媒体用ガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。

本発明の研磨工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法により、レーザ干渉計を用いて測定する磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度が２．５μｍ以下である、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板を生産性高く製造できる。

更に、本発明の研磨工程を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法により、同一ロットで研磨加工された磁気記録媒体用ガラス基板間の平行度のバラツキが１．５μｍ以下である磁気記録媒体用ガラス基板を生産性高く製造できる。同一ロットで研磨加工された磁気記録媒体用ガラス基板間の両主平面の平行度のバラツキは、１．５μｍ以下であり、１．２μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以下が更に好ましく、０．８μｍ以下が特に好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。

［磁気記録媒体用ガラス基板の調整］
外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板用に、フロート法で成形されたＳｉＯ_２を主成分とするガラス基板をドーナツ状円形ガラス基板（中央部に円孔を有する円盤形状ガラス基板）に加工した。

このドーナツ状円形ガラス基板の内周側面と外周側面を、面取り幅０．１５ｍｍ、面取り角度４５°の磁気記録媒体用ガラス基板が得られるように面取り加工し、その後アルミナ砥粒を用いて、ガラス基板上下主平面のラッピングし、砥粒を洗浄除去した。

次に、内周側面と内周面取り部を研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を用いて研磨し、内周側面と内周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように内周端面を研磨加工した。内周端面研磨を行ったガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、砥粒を洗浄除去する。

内周端面研磨後のガラス基板の外周側面と外周面取り部を、研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を用いて研磨し、外周側面と外周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように外周端面を研磨加工した。外周端面研磨後のガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、砥粒を洗浄除去される。

［磁気記録媒体用ガラス基板の１次〜３次研磨］
端面加工後のガラス基板は、研磨具として硬質ウレタン製の研磨パッドと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液（平均粒子直径、以下、平均粒径と略す、約１．３μｍの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物）を用いて、２２Ｂ型両面研磨装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ２２Ｂ−６ＰＶ−４ＭＨ）、または１６Ｂ型両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により上下主平面を１次研磨した。メインの研磨加工圧力は８．３ｋＰａ（８５ｇ／ｃｍ ^２ ）、定盤回転数は３０ｒｐｍ（２２Ｂ型）、４５ｒｐｍ（１６Ｂ型）とし、研磨量は上下主平面の厚さ方向で計４０μｍとなるように研磨時間を設定して研磨した。研磨後のガラス基板は、酸化セリウムを洗浄除去した後、平行度を測定した。

１次研磨工程において、両面研磨装置の上定盤と下定盤に装着した研磨パッドは、ガラス基板を研磨する前に、ダイヤモンド砥粒を含有するペレットからなるドレス治具を用いてドレス処理し、所定の研磨面に形成させる。ドレス処理を施した研磨パッドの研磨面の形状は、真直度計（Ｈｉｔｚハイテクノロジー社製、製品名：ＨＳＳ−１７００）を用いて測定した。

ドレス処理が施された上定盤と下定盤の研磨面の形状は、研磨面上に真直度計を設置し（図５に示したＸ線上を沿うように）、真直度計の測定子が研磨面の外周端（Ｘ１とＸ４）と内周端（Ｘ２とＸ３）を通過するように走査させて測定した。ドレス処理を施した研磨パッドの研磨面を真直度計で測定した結果から、上定盤の研磨面の最大高低差ΔＨ１、下定盤の研磨面の最大高低差ΔＨ２、ΔＤ（＝ΔＨ２−ΔＨ１＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）を求めた。

研磨されたガラス基板の平行度は、レーザ干渉計（フジノン社製、製品名：Ｇ１０２）を用いて測定した。平行度は、図３に示したように、ガラス基板両主平面からの反射光の位相差により形成される干渉縞本数を観察し、観測された干渉縞本数に０．３２を積算し、平行度を算出した。平行度の測定は、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板の記録再生領域を含むように測定領域を設定した。本実施例では、測定領域を、円盤中心部から１０．０ｍｍ〜３２．５ｍｍに設定して測定した。平行度は、２２Ｂ型両面研磨装置で研磨した場合は１ロット（１８０枚）につき６枚のガラス基板を抜き取って測定し、１６Ｂ型両面研磨装置で研磨した場合は１ロット（１００枚）につき５枚のガラス基板を抜き取って測定した。

表１の例１〜例５に、各研磨面の形状（ΔＨ１、ΔＨ２、ΔＤ）を有する両面研磨装置で研磨したガラス基板の平行度の測定結果を示す。例２は１６Ｂ型両面研磨装置でガラス基板を研磨した結果、それ以外の例１、例３、例４、例５は２２Ｂ型両面研磨装置でガラス基板を研磨した結果である。表１において、例２〜例４は実施例、例１及び例５は比較例である。また、図８の例１〜例５に、ガラス基板を研磨する前の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状測定結果（真直度計のプロファイル）を示した。

両面研磨装置の研磨面の形状を表すΔＤが−３０μｍ〜＋２３μｍである例２〜例４において、ガラス基板の平行度は２．５μｍ以下、同一ロットで研磨加工されたガラス基板間の平行度のバラツキ（最大平行度値と最少平行度値との差）は１．５μｍ以下であった

表２の例６〜例９に、各上定盤の温度Ｔｐとドレス水の温度Ｔｄで、ドレス処理を行ったときに形成される研磨面の形状（ΔＨ１、ΔＨ２、ΔＤ）を示した。例７は１６Ｂ型両面研磨装置、それ以外の例６、例８、例９は２２Ｂ型両面研磨装置に関する結果である。表２において、例７と例８は実施例、例６と例９は比較例である。本実施例において、ドレス水の温度Ｔｄは、両面研磨装置に供給される前のドレスの温度である。

ΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）が−３℃〜＋５℃である例７と例８において、ドレス処理後の研磨面の形状ΔＤが−３０μｍ〜＋２３μｍに形成されている。

図１０に、研磨液の温度Ｔｓとドレス水の温度Ｔｄとの差ΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）を各温度差に設定し、ガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の平行度を示した。本実施例において、研磨液の温度Ｔｓは、両面研磨装置に供給される前の研磨液の温度である。ΔＴｓｄが−５℃〜＋７℃となるように研磨液の温度Ｔｓを設定し、研磨されたガラス基板の平行度は２．５μｍ以下であった。

１次研磨後のガラス基板は、研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、上記の酸化セリウム砥粒よりも平均粒径が小さい酸化セリウム砥粒を含有する研磨液（平均粒径約０．５μｍの酸化セリウムを主成分とする研磨液組成物）を用いて、両面研磨装置により上下主平面を研磨し、酸化セリウムを洗浄除去した。

２次研磨後のガラス基板は、仕上げ研磨（３次研磨）を行う。仕上げ研磨（３次研磨）の研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、コロイダルシリカを含有する研磨液（一次粒子の平均粒径が２０〜３０ｎｍのコロイダルシリカを主成分とする研磨液組成物）を用いて、両面研磨装置により上下主平面を研磨加工した。

３次研磨を行ったガラス基板を、仕上げ研磨の研磨液と同じｐＨに調整した溶液に浸漬し、アルカリ性洗剤によるスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄、を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気にて乾燥した。

ガラス基板を洗浄乾燥した後、磁気記録媒体用ガラス基板の平行度を測定した。磁気記録媒体用ガラス基板の平行度は、１次研磨後のガラス基板と同じ方法で測定した。例２〜例４の研磨面の形状を有する両面研磨装置で研磨したガラス基板を、２次研磨、３次研磨して得られた磁気記録媒体用ガラス基板の平行度は１．５μｍ以下であり、同一ロットで研磨加工されたガラス基板間の平行度のバラツキ（最大平行度値と最少平行度値との差）は１．０μｍ以下であった。また、図１０に示した、ΔＴｓｄが−６℃〜＋１０℃となるように研磨液の温度Ｔｓを設定して研磨加工したガラス基板を、２次研磨、３次研磨して得られた磁気記録媒体用ガラス基板の平行度は１．５μｍ以下であり、同一ロットで研磨加工されたガラス基板間の平行度のバラツキ（最大平行度値と最少平行度値との差）は１．０μｍ以下であった。

平行度を測定した磁気記録媒体用ガラス基板の微小うねりＷｑを、光散乱方式表面観察機（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製、製品名：Ｃａｎｄｅｌａ６１００）を用いて測定した。微小うねりＷｑの測定領域は、磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の外径側領域（円盤中心部から３０．５ｍｍ〜３１．５ｍｍの位置）に設定して測定した。磁気記録媒体用ガラス基板の平行度と外径側領域の微小うねりＷｑをプロットした相関グラフを、図１１に示した。平行度が２．５μｍを超えると、外径側領域の微小うねりＷｑが０．４ｎｍを超えるようになる。

磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成して製造した磁気ディスクのＨＤＤ試験結果を表１に示した。外径側領域における微小うねりＷｑが０．４ｎｍを超えると、磁気ヘッドの浮上姿勢が乱され、磁気ヘッドが磁気記録媒体に接触し、ＨＤＤの障害が発生する。磁気記録媒体用ガラス基板の平行度と外径側領域の微小うねりＷｑの相関グラフより、ＨＤＤ試験結果で磁気ヘッドの障害を発生させない磁気記録媒体用ガラス基板の平行度は２．５μｍ以下であることが分かる。

本発明は、板形状を有するガラス基板を研磨する工程を有するガラス基板の製造方法に適用できる。板形状を有するガラス基板としては、磁気記録媒体用、フォトマスク用、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用などのガラス基板が具体的なものとして挙げられる。

１０：磁気記録媒体用ガラス基板、１０１：磁気記録媒体用ガラス基板の主平面、１０２：内周側面、１０３：外周側面、１０４：内周面取り部、１０５：外周面取り部、
Ａ１とＡ６：磁気記録媒体用ガラス基板の外径側領域の板厚、Ａ２とＡ５：磁気記録媒体用ガラス基板の中間領域の板厚、Ａ３とＡ４：磁気記録媒体用ガラス基板の内径側領域の板厚、
２０：両面研磨装置、３０：上定盤の研磨面、４０：下定盤の研磨面、５０：キャリア、２０１：上定盤、２０２：下定盤、２０３：サンギア、２０４：インターナルギア、
Ｘ：研磨面の形状測定位置、Ｘ２とＸ３：研磨面３０、４０の内周端、Ｘ１とＸ４：研磨面３０、４０の外周端、
Ｄｉｎ：内周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離、Ｄｏｕｔ：外周端における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離、ΔＨ１：上定盤の研磨面３０の最大高低差、ΔＨ２：下定盤の研磨面４０の最大高低差。

Claims (4)

1. 板形状を有するガラス基板に形状を付与する形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研削工程と、前記主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有する磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法において、
   前記研磨工程は、両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との間に板形状を有するガラス基板を保持したキャリアを配置し、ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面と下定盤の研磨面を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨するものであり、
   前記上定盤及び前記下定盤は、内周端と外周端のある円盤形状を有するものであり、
   前記上定盤と前記下定盤のガラス基板と対向する面には研磨パッドが装着されており、前記研磨パッドは上定盤の研磨面と下定盤の研磨面をそれぞれ所定の形状とするため、ドレス治具を用いてドレス処理が施され、
   ガラス基板を研磨する前の両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状は、内周端における上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との距離をＤｉｎとし、外周端における上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との距離をＤｏｕｔとしたとき、ＤｏｕｔからＤｉｎを引いたΔＤ（＝Ｄｏｕｔ−Ｄｉｎ）が−３０μｍ〜＋２３μｍであり、前記研磨液の温度Ｔｓは、前記ドレス処理に用いるドレス水の温度Ｔｄに対し、ＴｓからＴｄを引いたΔＴｓｄ（＝Ｔｓ−Ｔｄ）が−５℃〜＋７℃であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
2. 両面研磨装置を用いたガラス基板の研磨工程は、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状を形成するドレス処理工程を有し、前記ドレス処理に用いるドレス水の温度Ｔｄは、上定盤の温度Ｔｐに対し、ＴｐからＴｄを引いたΔＴｐｄ（＝Ｔｐ−Ｔｄ）が−３℃〜＋５℃である請求項１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
3. 両面研磨装置を用いたガラス基板の研磨工程において、前記研磨液の温度Ｔｓは、上定盤の定盤温度Ｔｐに対し、ＴｓからＴｐを引いたΔＴｓｐ（＝Ｔｓ−Ｔｐ）が−６℃〜＋１０℃である請求項１または２に記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法で製造した磁気記録媒体用ガラス基板であって、レーザ干渉計を用いて測定する前記磁気記録媒体用ガラス基板の少なくとも記録再生領域における両主平面の平行度が、２．５μｍ以下である磁気記録媒体用ガラス基板。

Images