JP5781845B2 - Ｈｄｄ用ガラス基板、ｈｄｄ用ガラス基板の製造方法、及びｈｄｄ用磁気記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、ＨＤＤ用ガラス基板、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法、及びＨＤＤ用磁気記録媒体に関する。

従来、情報記憶装置に搭載される情報記録媒体の１つとして、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に搭載されるＨＤＤ用磁気記録媒体が知られている。近年、ＨＤＤ用磁気記録媒体は、記録容量の増大が強く要請されている。そのため、記録密度の増大や、記録領域の拡大が急務となっている。記録領域の拡大のためには、記録媒体の主表面の平滑領域をできるだけ広く確保する必要がある。ところが、記録媒体を製造するためのＨＤＤ用ガラス基板の製造過程における研磨条件等に起因して、ガラス基板の外周端部が垂れ下りの形状（垂れ）となったり、反り返りの形状（反り）となったりすることがある。その結果、記録媒体もまた外周端部が垂れや反りとなって、記録媒体の主表面を浮上走行する磁気ヘッドが記録媒体の外周端部で傾き、ヘッドの姿勢が不安定となってクラッシュが起きるという問題がある。それゆえ、ＨＤＤ用磁気記録媒体においては、外周端部のクラッシュを抑制し、記録領域を拡大するためには、外周端部の垂れや反りの影響を低減しなければならない。

特に昨今は高密度記録化が進行し、例えば２．５インチの記録媒体１枚で、記録容量が５００ＧＢ、面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上というようなＨＤＤ用磁気記録媒体の出現が予想されている。それに伴い、ヘッド機構も改良が進み、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）と称されるヘッド機構が知られている。ＤＦＨは、ヘッドの装着箇所に特殊な金属を用い、金属の熱膨張によってヘッドを記録媒体に対して微小距離で突出させる技術である。このようなＤＦＨヘッド機構では、ヘッドと記録媒体との間隙は数ｎｍ程度まで小さくなり、ヘッドクラッシュがより起き易くなる。それゆえ、ＤＦＨヘッド機構を備えるＨＤＤに搭載される、例えば面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上のＨＤＤ用磁気記録媒体においては、外周端部のクラッシュを抑制し、記録領域を拡大するためには、外周端部の垂れや反りの影響をより一層低減しなければならない。

特許文献１には、ＨＤＤ用ガラス基板の垂れ等の抑制のために、ガラス基板の研磨条件や研磨材を最適化する様々な技術が提案されているが、十分とはいえない状況である。

特開２００９−１６０６７６号公報

本発明の目的は、たとえＤＦＨヘッド機構を備えるＨＤＤに搭載されるような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、外周端部のヘッドクラッシュを抑制し、もって記録領域の拡大に寄与する、ＨＤＤ用ガラス基板、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法、及びＨＤＤ用磁気記録媒体を提供することである。

本発明者等は、ＨＤＤの稼働中に磁気ヘッドが記録媒体の径方向に移動する移動速度に比べて、記録媒体の周方向の回転速度が十分大きいので、外周端部のヘッドクラッシュを抑制するためには、記録媒体の外周端部における周方向の表面状態の変動を抑制することが重要であることに着目した。そして、その観点から、記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量それ自体ではなく、記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さいことや、表面の平坦度の指標であるＴＩＲ（Total Indicated Runout）が記録媒体の外周端部の周方向において小さいことが有効であることを見出して本発明を完成した。

すなわち、本発明の一局面は、面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上のＨＤＤ用磁気記録媒体の製造に用いられるＨＤＤ用ガラス基板であって、ガラス基板の主表面に定義された基準面からのガラス基板の外周端部の高さのズレ量をＡとしたときに、式（１）に従って算出されるＡの周方向のバラツキＸが３％以下であり、かつ、ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲが０．４μｍ以下であることを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板である。

バラツキＸ（％）＝｛（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）｝×１００…式（１）
（式（１）中、ＭＡＸはＡの周方向の最大値、ＭＩＮはＡの周方向の最小値を表す。）

このような構成のＨＤＤ用ガラス基板によれば、ＨＤＤ用ガラス基板の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さく、かつ、ＨＤＤ用ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいので、このＨＤＤ用ガラス基板から製造されるＨＤＤ用磁気記録媒体もまた外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さくなり、かつ、外周端部の周方向のＴＩＲが小さくなる。したがって、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部における周方向の表面状態の変動が抑制され、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部のヘッドクラッシュが抑制される。その結果、たとえ面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上というような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、十分な記録領域の拡大が図られる。

なお、「ガラス基板の主表面に定義された基準面」とは、例えば、ガラス基板の外周端部よりもガラス基板の中心に近い位置にあるガラス基板の主表面上の任意の３点を含む面をいう。

また、「ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲ」とは、例えば、ガラス基板の外周端部の主表面に最適にフィットした平面を最小二乗法で求め、ガラス基板の外周端部の高さを周方向に測定し、高さが前記平面よりも上方にある最高点（Ｐ）と下方にある最低点（Ｖ）との差の絶対値（Ｐ−Ｖ値）をいう。

本発明のＨＤＤ用ガラス基板においては、前記バラツキＸが２％以下及び／又は前記周方向ＴＩＲが０．３μｍ以下であることが好ましい。

このような構成のＨＤＤ用ガラス基板によれば、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキがさらに小さくなり、及び／又は、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の周方向のＴＩＲがさらに小さくなるので、より一層十分な記録領域の拡大が図られる。

本発明のＨＤＤ用ガラス基板においては、ガラス基板の外周端部は、ガラス基板の半径をＲとしたときに、ガラス基板の中心から０．９８５Ｒの位置であることが好ましい。

このような構成のＨＤＤ用ガラス基板によれば、ＨＤＤ用磁気記録媒体の主表面の記録領域が記録媒体の最外部位である外周端面に近接する位置まで極めて広く確保される。

本発明の他の一局面は、回転する下研磨皿と、下研磨皿の上方空間を水平方向に揺動する上研磨皿との間に、ガラス基板の外径よりも大きい内径を有するリング状冶具に収容されたガラス基板を配置して、ガラス基板を自転させながら、ガラス基板の両面を上下の研磨皿で研磨する研磨工程と、回転するガラス基板の外周端部をガラス基板の両面側から研磨パッドで挟み込み、研磨パッドが受ける反力からガラス基板の外周端部の形状を検知し、検知結果に基いて研磨パッドによる挟み込み圧力を制御しながら、ガラス基板の外周端部の両面を研磨パッドで研磨する外周端部研磨工程とを含むことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法である。

このような構成のＨＤＤ用ガラス基板の製造方法によれば、ＨＤＤ用ガラス基板の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さく、かつ、ＨＤＤ用ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいＨＤＤ用ガラス基板を良好に製造することができる。

本発明のさらに他の一局面は、前記ＨＤＤ用ガラス基板の主表面の上に記録層が設けられたことにより製造されたことを特徴とするＨＤＤ用磁気記録媒体である。

このような構成のＨＤＤ用磁気記録媒体によれば、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さく、かつ、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいので、たとえ面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上というような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、十分な記録領域の拡大が図られる。

本発明によれば、たとえＤＦＨヘッド機構を備えるＨＤＤに搭載されるような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、外周端部のヘッドクラッシュを抑制し、記録領域の拡大に寄与することができるため、ＨＤＤ用磁気記録媒体の記録容量の増大要請に十分対応できる。

本発明の実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板の製造工程図である。 第１及び第２ラッピング工程で用いられる両面研削機の主要部の構成を示す部分側面図である。 図２のIII−III線に沿う矢視図であって下定盤の平面図である。 第１ポリッシング工程で用いられるオスカー研磨機の主要部の構成を示す縦断面図である。 （ａ）はガラス基板を遊嵌合したリング状冶具が配置されたオスカー研磨機の下研磨皿の平面図、（ｂ）はガラス基板を遊嵌合したリング状冶具の拡大水平断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はオスカー研磨機の動作を示す平面図である。 （ａ）はオスカー研磨機でガラス基板が連続的に自転した場合のガラス基板の主表面の高低マップ、（ｂ）はオスカー研磨機でガラス基板が不連続的に自転した場合のガラス基板の主表面の高低マップ、（ｃ）はガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲを比較して示す説明図である。 （ａ）は外周端部研磨工程で用いられる外周端部研磨機の主要部の構成を示す部分側面図、（ｂ）はガラス基板の外周端部が反り形状の場合の外周端部研磨工程の作用を示す説明図、（ｃ）はガラス基板の外周端部が垂れ形状の場合の外周端部研磨工程の作用を示す説明図である。 （ａ）はガラス基板の主表面の高低マップ、（ｂ）は線ｂによる縦断面図であってガラス基板の外周端部が反り形状の場合の外周端部研磨工程の作用を示す説明図、（ｃ）は線ｃによる縦断面図であってガラス基板の外周端部が垂れ形状の場合の外周端部研磨工程の作用を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板の斜視図である。 前記ＨＤＤ用ガラス基板の部分拡大側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

＜ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法＞
図１に示した工程図を参照して、ＨＤＤ用ガラス基板の製造方法を説明する。

［ガラス溶融工程］
まず、ガラス溶融工程として、ガラス素材を溶融する。ガラス基板の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、ＣａＯを主成分としたソーダライムガラス；ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ）を主成分としたアルミノシリケートガラス；ボロシリケートガラス；Ｌｉ_２Ｏ−ＳｉＯ_２系ガラス；Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス；Ｒ’Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス（Ｒ’＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等を使用することができる。これらのなかでも、アルミノシリケートガラスやボロシリケートガラスは、耐衝撃性や耐振動性に優れるため特に好ましい。

［成型工程］
次に、成型工程として、溶融したガラス素材を下型に流し込み、上型によってプレス成形して円板状のガラス基板（ブランクス）を得る。なお、ブランクスは、プレス成形によられず、例えばダウンドロー法やフロート法等で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。

ガラス基板、すなわちブランクスの大きさに限定はない。例えば、外径が２．５インチ、１．８インチ、１インチ、０．８インチ等の種々の大きさのガラス基板がある。ガラス基板の厚みにも限定はない。例えば、２ｍｍ、１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６３ｍｍ等の種々の厚みのガラス基板がある。

［熱処理工程］
次に、熱処理工程として、プレス成型や切り出しによって作製されたガラス基板を耐熱部材のセッターと交互に積層し、高温の電気炉を通過させることにより、ガラス基板の反りの低減やガラスの結晶化を促進させる。

［第１ラッピング工程］
次に、第１ラッピング工程として、ガラス基板の両表面を研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度及び厚みを予備調整する。

［コアリング加工工程］
次に、コアリング加工工程として、第１ラッピング工程後のガラス基板の中心部に円形の穴を開ける。穴開けは、例えば、カッター部にダイヤモンド砥石等を備えたコアドリル等で研削することにより行う。

［内・外径加工工程］
次に、内・外径加工工程として、ガラス基板の外周端面及び内周端面を、例えばダイヤモンド等を用いた鼓状の研削砥石により研削することで内・外径加工する。

［第２ラッピング工程］
次に、第２ラッピング工程として、ガラス基板の両表面を再び研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度及び厚みを微調整する。

第１及び第２ラッピング工程では、図２及び図３に示すように、遊星歯車機構を利用した両面研削機と称される公知の研削機１０が使用できる。両面研削機１０は、互いに平行になるように上下に配置された円盤状の上定盤１１と下定盤１２とを備えており、互いに逆方向に回転する。この上下の定盤１１，１２の対向するそれぞれの面にガラス基板の主表面を研削するためのダイヤモンドペレット１３，１４が貼り付けられている。上下の定盤１１，１２の間には、下定盤１２の回転軸の周囲に設けてあるサンギア１５と下定盤１２の外周に円環状に設けてあるインターナルギア１６とに結合して回転する複数のキャリア１７が配設されている。このキャリア１７には、複数の穴１８が形成されており、この穴１８にガラス基板（図示せず）が遊嵌合されて保持される。上下の定盤１１，１２、サンギア１５及びインターナルギア１６は、それぞれ別駆動で動作する。

研削機１０の研削動作はおよそ次のようにして行われる。すなわち、上下の定盤１１，１２が互いに逆方向に回転すると、ダイヤモンドペレット１３，１４を介して上下の定盤１１，１２間に挟まれているキャリア１７は、複数のガラス基板を保持した状態で、自転しながら定盤１１，１２の回転中心に対して下定盤１２と同じ方向に公転する。このように動作している研削機１０に対して、上定盤１１のダイヤモンドペレット１３とガラス基板との間、及び、下定盤１２のダイヤモンドペレット１４とガラス基板との間に研削液を供給することにより、ガラス基板の研削が行われる。

この両面研削機１０を使用する際、ガラス基板に加わる定盤１１，１２の加重及び定盤１１，１２の回転数を所望の研削状態に応じて適宜調整する。第１及び第２ラッピング工程における加重は、６０ｇ／ｃｍ^２から１２０ｇ／ｃｍ^２とするのが好ましい。また、定盤１１，１２の回転数は、１０ｒｐｍから３０ｒｐｍ程度とし、上定盤１１の回転数を下定盤１２の回転数よりも３０％から４０％程度遅くするのが好ましい。定盤１１，１２による加重を大きくし、定盤１１，１２の回転数を速くすると、研削量は多くなるが、加重が大きすぎると面粗さが良好とならず、回転数が速すぎると平坦度が良好とならない。また、定盤１１，１２の加重を小さくし、定盤１１，１２の回転数を遅くすると、研削量が少なくなり、製造効率が低くなる。

第２ラッピング工程を終えた時点で、ガラス基板の大きなうねり、欠け、ひび等の欠陥はほぼ除去される。また、ガラス基板の主表面の面粗さは、Ｒａが０．２μｍから０．４μｍ程度とするのが好ましく、主表面の平坦度は、７〜１０μｍが好ましい。このような面状態にしておくことで、次の第１ポリッシング工程での研磨を効率よく行うことができる。

なお、第１ラッピング工程では、第２ラッピング工程を効率よく行うことができるように大まかにガラス基板の大きなうねり、欠け、ひび等を除去する。そのため、第２ラッピング工程で使用する粗さ＃１３００メッシュから＃１７００メッシュより粗い＃８００メッシュから＃１２００メッシュ程度のダイヤモンドペレット１３，１４を使用するのが好ましい。第１ラッピング工程を終えた時点でのガラス基板の主表面の面粗さは、Ｒａが０．４μｍから０．８μｍ程度とするのが好ましく、主表面の平坦度は、１０〜１５μｍが好ましい。

また、第１及び第２ラッピング工程の後、ガラス基板の表面に残った研削液やガラス粉を除去するための洗浄工程を行うことが好ましい。

なお、本実施形態で用いる表面粗さは、原子間力顕微鏡（デジタルインスツルメンツ社製ナノスコープ）を用いて、１μｍ×１μｍの範囲を測定した値である。また、本実施形態で用いる平坦度は、平坦度測定装置で測定した値であり、ガラス基板の表面の最も高い位置（Ｐ）と最も低い位置（Ｖ）との高低差（Ｐ−Ｖ値）である。

［端面研磨加工工程］
次に、端面研磨加工工程として、第２ラッピング工程を終えたガラス基板の外周端面及び内周端面を、端面研磨機を用いて研磨加工する。

［第１ポリッシング工程］
次に、第１ポリッシング工程として、ガラス基板の両表面を研磨加工する。第１ポリッシング工程では、図４から図６に示すようなオスカー研磨機２０を用い、最終的に本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板の形状を効率よく得ることができるようにガラス基板５０を研磨する。オスカー研磨機２０は、回転する下研磨皿２１と、下研磨皿２１の上方空間を水平方向（Ｘ←→Ｘ）に揺動する上研磨皿２２とを備えている。そして、上下の研磨皿２１，２２の間に、ガラス基板５０の外径よりも大きい内径を有するリング状冶具２３に収容されたガラス基板５０を配置して、ガラス基板５０を自転させながら、ガラス基板５０の両面を上下の研磨皿２１，２２で研磨する。

オスカー研磨機２０では、上下の研磨皿２１，２２の間に研磨対象物であるガラス基板５０を置いた状態で、研磨液を供給しながら、下研磨皿２１を自転させ、上研磨皿２２を左右に揺動させることで、ガラス基板５０が上下の研磨皿２１，２２の形状を転写するように研磨される。条件によっては、ガラス基板５０の自転を促すことができる。その結果、同心円の点対象形状のガラス基板５０を製造することができる。すなわち、ガラス基板５０の周方向の表面状態の変動を抑制することができる。本実施形態では、外径が２．５インチ（６３．５ｍｍ）のガラス基板５０を例にして説明するが、ガラス基板５０の大きさに限定はない。

本実施形態では、上下の研磨皿２１，２２は直径が１０００ｍｍであり、対向するそれぞれの面に弾性に富むスウェード（図５（ａ）に下研磨皿２１のスウェード２４のみ図示）が貼り付けられている。図５（ｂ）に示すような樹脂材料で製造したリング状冶具２３（内径６５ｍｍ、外径６７ｍｍ、厚み０．５ｍｍ）にガラス基板５０を遊嵌合して保持する。これを１００セット下研磨皿２１のスウェード２４の上に置く。そして、上研磨皿２２でガラス基板５０を挟み込み、研磨液として、酸化セリウムやコロイダルシリカを砥粒（研磨材）として含有するスラリーを供給しながら、下研磨皿２１を自転させ、上研磨皿２２を任意の範囲で左右に揺動させる。これにより、ガラス基板５０は上下の研磨皿２１，２２の相対運動によってリング状冶具２３内で自転し、両表面が周方向に研磨される。

ガラス基板５０が連続的に自転した場合は、図７（ａ）に示すように、ガラス基板５０の主表面５１の周方向の平坦度が向上し、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板５０の主表面５１の周方向のＴＩＲが小さくなる。一方、ガラス基板５０が不連続的に自転した場合は、図７（ｂ）に示すように、ガラス基板５０の主表面５１の周方向の平坦度が低下し、図７（ｃ）に示すように、ガラス基板５０の主表面５１の周方向のＴＩＲが大きくなる。なお、図７（ｃ）の周方向ＴＩＲは、図７（ａ）及び図７（ｂ）に破線で示すガラス基板の外周端部における値である。

ガラス基板５０の主表面５１の周方向のＴＩＲは、例えば、白色光の干渉を利用して表面形状を測定する方式（例えば、Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製の「Ｏｐｔｉｆｌａｔ」）や、被測定面に対して斜めにレーザー光を入射することで垂直入射方式に比べて高い反射率を得ることができ、粗い面形状においても測定が可能な方式（例えば、ＴＲＯＰＥＬ社製の「Ｆｌａｔ Ｍａｓｔｅｒ ＦＭ１００ＸＲＡ」）等により測定することができる。

［化学強化工程］
次に、化学強化工程として、ガラス基板を化学強化処理液に浸漬することにより、ガラス基板の主表面、外周端面及び内周端面に化学強化層（応力層）を形成する。ガラス基板の主表面に化学強化層を形成することにより、ガラス基板の反りや主表面の粗面化を防止することができる。ガラス基板の外周端面及び内周端面に化学強化層を形成することにより、ガラス基板の耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。

化学強化工程は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬することによってガラス基板に含まれるリチウムイオン、ナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンをそれよりイオン半径の大きなカリウムイオン等のアルカリ金属イオンで置換するイオン交換法により行われる。イオン半径の違いによって生じる歪みにより、イオン交換された領域に圧縮応力が発生し、ガラス基板の主表面、外周端面及び内周端面が応力層によって強化される。ガラス基板の表面が応力層で強化される結果、ガラス基板の耐衝撃性がより一層改善される。

化学強化処理液に特に制限はなく、公知の化学強化処理液を用いることができる。通常、カリウムイオンを含む溶融塩又はカリウムイオンとナトリウムイオンとを含む溶融塩を用いることが一般的である。カリウムイオンやナトリウムイオンを含む溶融塩としては、カリウムやナトリウムの硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩やこれらの混合溶融塩が挙げられる。これらのなかでも、融点が低く、ガラス基板の変形を防止できるという観点から、硝酸塩を用いることが好ましい。

［外周端部研磨工程］
次に、外周端部研磨工程として、ガラス基板の外周端部の両面を研磨加工する。外周端部研磨工程では、図８（ａ）に示すような外周端部研磨機３０を用い、最終的に本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板の形状を得ることができるようにガラス基板５０の外周端部を研磨する。外周端部研磨機３０は、回転軸３１と、上下一対の研磨パッド３２，３３とを備えている。そして、回転軸３１に装着されて回転するガラス基板５０の外周端部をガラス基板５０の両面側から研磨パッド３２，３３で挟み込み、研磨パッド３２，３３が受ける反力からガラス基板５０の外周端部の形状を検知し、検知結果に基いて研磨パッド３２，３３による挟み込み圧力を制御しながら、ガラス基板５０の外周端部の反りや垂れが解消されて平坦になるように、ガラス基板５０の外周端部の両面を上下一対の研磨パッド３２，３３で研磨する。

第１ポリッシング工程後のガラス基板５０の表面を、例えば光学式欠陥検査装置（ＫＬＡ社製の「ＯＳＡ７１２０」）を用いることで、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように、ガラス基板５０の外周端部の反り返りの形状（反り）（図９（ｂ））や、垂れ下りの形状（垂れ）（図９（ｃ））を把握することができる。本実施形態では、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように、ガラス基板５０を両主表面５１，５１側から弾性に富む研磨パッド３２，３３で挟み込み、研磨液として、コロイダルシリカを砥粒として含有するスラリーを供給しながら、研磨を実行する。その際、回転しているガラス基板５０の外周端部の垂れや反りの度合いを研磨パッド３２，３３に内蔵させた圧力センサー（図示せず）で読み取り、その結果に応じてガラス基板５０の外周端部が反りや垂れが解消されて平坦になるように研磨パッド３２，３３の挟み込み圧力（つまり研磨加重）を部分的に調整する。これにより、ガラス基板５０の外周端部の垂れ量や反り量（つまりガラス基板５０の主表面５１に定義された基準面からの高さのズレ量Ａ）の周方向のバラツキＸを小さくすることができる。

このような外周端部研磨工程は、ガラス基板５０の大きさに拘らず、ガラス基板５０の主表面５１の記録領域を可能な限り最外周まで広げて使用する場合に、特に有効な手段となる。

前記オスカー研磨機２０を用いた第１ポリッシング工程と、この外周端部研磨機３０を用いた外周端部研磨工程とを含むＨＤＤ用ガラス基板の製造方法によれば、後述するように、ＨＤＤ用ガラス基板５０の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキＸが小さく、かつ、ＨＤＤ用ガラス基板５０の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいＨＤＤ用ガラス基板５０を良好に製造することができる。

［第２ポリッシング工程］
次に、第２ポリッシング工程として、化学強化工程後のガラス基板の両表面をさらに精密に研磨加工する。第２ポリッシング工程では、図２及び図３に示した、第１及び第２ラッピング工程で使用する両面研削機１０と類似の構成の両面研磨機を使用する。

第２ポリッシング工程では、ダイヤモンドペレット１３，１４に代えて、第１ポリッシング工程で使用するスウェードよりも軟らかい硬度６５から８０（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）程度の軟質の研磨パッドを使用する。この研磨パッドは、例えば発泡ウレタンやスウェードを使用するのが好ましい。

研磨液としては、第１ポリッシング工程と同様の酸化セリウム等を砥粒（研磨材）として含有するスラリーを用いることができる。ただし、ガラス基板の表面をより滑らかにするために、砥粒の粒径がより細かくバラツキが少ない研磨液を用いるのが好ましい。例えば、平均粒径が４０ｎｍから７０ｎｍのコロイダルシリカを砥粒（研磨材）として水に分散させてスラリー状にしたものを研磨液として用いることが好ましい。水と砥粒との混合比率は、概ね１：９から３：７程度が好ましい。

上下の定盤によるガラス基板への加重は、９０ｇ／ｃｍ^２から１１０ｇ／ｃｍ^２とするのが好ましい。また、上下の定盤の回転数は、１５ｒｐｍから３５ｒｐｍとし、上定盤の回転数を下定盤の回転数よりも３０％から４０％程度遅くするのが好ましい。

第２ポリッシング工程の研磨条件を適宜調整することにより、ガラス基板の主表面の平坦度を３μｍ以下、ガラス基板の主表面の面粗さＲａを０．１ｎｍまで小さくすることができる。

第２ポリッシング工程での研磨量は２μｍから５μｍとするのが好ましい。研磨量をこの範囲とすることにより、ガラス基板の表面に発生した微小な荒れやうねり、あるいはこれまでの工程で発生した微小なキズ痕といった微小欠陥を良好に除去することができる。

［洗浄工程］
次に、洗浄工程として、第２ポリッシング工程後のガラス基板をスクラブ洗浄する。ただし、スクラブ洗浄に限られず、ポリッシング工程後のガラス基板の表面を清浄にできる洗浄方法であればいずれの洗浄方法でも構わない。

スクラブ洗浄されたガラス基板に対して、必要により、超音波による洗浄及び乾燥処理が行われる。乾燥処理は、ガラス基板の表面に残る洗浄液をＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等を用いて除去した後、ガラス基板の表面を乾燥させる処理である。例えば、スクラブ洗浄後のガラス基板に水リンス洗浄工程を２分間行ない、洗浄液の残渣を除去する。次に、ＩＰＡ洗浄工程を２分間行い、ガラス基板の表面に残る水をＩＰＡにより除去する。最後に、ＩＰＡ蒸気乾燥工程を２分間行い、ガラス基板の表面に付着している液状のＩＰＡをＩＰＡ蒸気により除去しつつ乾燥させる。

ガラス基板の乾燥処理としてはこれに限定されるわけではなく、スピン乾燥、エアーナイフ乾燥等、ガラス基板の乾燥方法として一般的に知られたいずれの乾燥方法でも構わない。

［検査工程］
次に、検査工程として、ガラス基板のキズ、割れ、異物の付着等の有無を目視にて検査する。目視では判別できない場合は、光学表面アナライザ（例えば、ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＬ社製の「ＯＳＡ６１００」）を用いて検査を行う。

検査工程で良品と判別されたガラス基板は、異物等が表面に付着しないように、清浄な環境の中で、専用収納カセットに収納され、真空パックされた後、ＨＤＤ用ガラス基板として出荷される。

＜ＨＤＤ用ガラス基板＞
次に、前記のようにして製造されたＨＤＤ用ガラス基板について説明する。図１０に示すように、本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０は、ガラス基板５０の主表面５１に定義された基準面からのガラス基板５０の外周端部の高さのズレ量をＡとしたときに、式（１）に従って算出されるＡの周方向のバラツキＸが３％以下である。

バラツキＸ（％）＝｛（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）｝×１００…式（１）
（式（１）中、ＭＡＸはＡの周方向の最大値、ＭＩＮはＡの周方向の最小値を表す。）

ここで、「ガラス基板５０の主表面５１に定義された基準面」とは、例えば、ガラス基板５０の外周端部よりもガラス基板５０の中心に近い位置にあるガラス基板５０の主表面５１上の任意の３点を含む面をいう。

具体的には、図１１に例示するように、ガラス基板５０の外径が２．５インチ（６３．５ｍｍ）であるとして、ガラス基板５０の中心Ｏから半径方向にｒ１（例えば２２．２５ｍｍ）の点とｒ２（例えば２７．２５ｍｍ）の点とｒ３（例えば３１．２７ｍｍ）の点とにおけるガラス基板５０の主表面５１の高さを接針式計測機を用いて測定する。ｒ１における主表面５１の高さとｒ２における主表面５１の高さとを結び、得られた直線を基準面の高さとする。この基準面の高さからｒ３（ガラス基板５０の外周端部）における主表面５１の高さがどの程度ズレているかを測定する。ｒ３における主表面５１の高さがマイナス側にズレているときは、ガラス基板５０の外周端部に垂れが残っており、プラス側にズレているときは、反りが残っていると判断される。

ズレ量Ａは、つまり垂れ量又は反り量であって、この値が小さいほどガラス基板５０は外周端部まで平坦であると判断される。そして、本実施形態では、このズレ量Ａそれ自体を問題としているのではなく（ズレ量Ａが小さいことに越したことはないが）、ズレ量Ａの周方向のバラツキＸを問題としている。そして、式（１）に従って算出されるバラツキＸを３％以下に規定しているのである。

なお、周方向のバラツキＸを算出するためのズレ量Ａのサンプル数は８個程度が好ましい。また、ズレ量Ａを測定する部位は、相互に等間隔であることが好ましい。例えば、ズレ量Ａのサンプル数が８個の場合は、３６０度を８等分した４５度間隔でズレ量Ａを測定することが好ましい。

また、本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０は、ガラス基板５０の外周端部の周方向のＴＩＲが０．４μｍ以下である。

ここで、「ガラス基板５０の外周端部の周方向のＴＩＲ」とは、例えば、ガラス基板５０の外周端部の主表面５１に最適にフィットした平面を最小二乗法で求め、ガラス基板５０の外周端部の高さを周方向に測定し、高さが前記平面よりも上方にある最高点（Ｐ）と下方にある最低点（Ｖ）との差の絶対値（Ｐ−Ｖ値）をいう。

本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０によれば、ＨＤＤ用ガラス基板５０の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキＸが小さく、かつ、ＨＤＤ用ガラス基板５０の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいので、このＨＤＤ用ガラス基板５０から製造されるＨＤＤ用磁気記録媒体もまた外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さくなり、かつ、外周端部の周方向のＴＩＲが小さくなる。したがって、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部における周方向の表面状態の変動が抑制され、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部のヘッドクラッシュが抑制される。その結果、たとえ面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上というような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、十分な記録領域の拡大が図られる。つまり、本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０は、ＨＤＤ用磁気記録媒体の記録容量の増大要請に十分対応することができる。したがって、面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上のＨＤＤ用磁気記録媒体の製造に十分良好に用いることができる。

本実施形態では、前記バラツキＸは２％以下及び／又は前記周方向ＴＩＲは０．３μｍ以下が好ましい。ＨＤＤ用ガラス基板５０から製造されるＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキがさらに小さくなり、及び／又は、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の周方向のＴＩＲがさらに小さくなって、より一層十分な記録領域の拡大が図られるからである。

一方、前記バラツキＸが３％を超えたり、前記周方向ＴＩＲが０．４μｍを超えると、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部のヘッドクラッシュが起き易くなり、リードライトエラーの発生数が急激に増大する。

本実施形態では、前記バラツキＸや前記周方向ＴＩＲが測定される、ガラス基板５０の外周端部は、図１１に例示するように、ガラス基板５０の半径をＲとしたときに、ガラス基板５０の中心Ｏから０．９８５Ｒの位置であることが好ましい。例えば、ガラス基板５０の外径が２．５インチ（６３．５ｍｍ）であれば、Ｒ＝３１．７５ｍｍであるから、ガラス基板５０の中心Ｏから半径方向に３１．２７ｍｍの位置ｒ３において、前記バラツキＸや前記周方向ＴＩＲを測定することが好ましい。ＨＤＤ用ガラス基板５０から製造されるＨＤＤ用磁気記録媒体の主表面の記録領域が記録媒体の最外部位である外周端面に近接する位置まで極めて広く確保されるからである。

＜ＨＤＤ用磁気記録媒体＞
次に、前記ＨＤＤ用ガラス基板５０を用いて製造されたＨＤＤ用磁気記録媒体について説明する。本実施形態に係るＨＤＤ用磁気記録媒体は、前記ＨＤＤ用ガラス基板５０の主表面５１の上に記録層としての磁性膜が設けられたことにより製造されたものである。磁性膜は主表面５１の上に直接に又は間接に形成されてよい。磁性膜はガラス基板５０の片面に又は両面に形成されてよい。

磁性膜の形成方法としては従来公知の方法を用いることができ、例えば磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂をガラス基板５０上にスピンコートして形成する方法や、スパッタリングや無電解めっきにより形成する方法等が挙げられる。スピンコート法での膜厚は約０．３μｍ〜１．２μｍ程度、スパッタリング法での膜厚は０．０４μｍ〜０．０８μｍ程度、無電解めっき法での膜厚は０．０５μｍ〜０．１μｍ程度であり、薄膜化及び高密度化の観点からは、スパッタリング法や無電解めっき法による膜形成が好ましい。

磁性膜に用いる磁性材料としては特に限定はなく、従来公知のものが使用できる。なかでも、高い保持力を得るために結晶異方性の高いＣｏを基本材料とし、残留磁束密度を調整する目的でＮｉやＣｒを加えたＣｏ系合金等が好適である。具体的には、Ｃｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＳｉＯ等が好ましい。

磁性膜は、非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、ＣｒＶ等）で分割し、ノイズの低減を図った多層構成（例えば、ＣｏＰｔＣｒ／ＣｒＭｏ／ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒＰｔＴａ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＰｔＴａ等）としてもよい。

前記磁性材料の他、フェライト系や鉄−希土類系のものや、ＳｉＯ_２、ＢＮ等からなる非磁性膜中に、Ｆｅ、Ｃｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＰｔ等の磁性粒子を分散させた構造のグラニュラー等でもよい。

磁性膜は、内面型及び垂直型のいずれの記録形式であってもよい。

磁気ヘッドの滑りをよくするために磁性膜の表面に潤滑剤を薄くコーティングしてもよい。潤滑剤としては、例えば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系等の溶媒で希釈したもの等が挙げられる。

本実施形態では、必要に応じて、記録層としての磁性膜の他に、下地層や保護層を設けてもよい。ＨＤＤ用磁気記録媒体における下地層は磁性膜に応じて選択される。下地層の材料としては、例えば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌ、Ｎｉ等の非磁性金属からなる群より選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。Ｃｏを主成分とする磁性膜の場合は、磁気特性の向上等の観点から、Ｃｒ単体やＣｒ合金であることが好ましい。下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を積層した複数層構造としても構わない。例えば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／ＣｒＶ、ＮｉＡｌ／Ｃｒ、ＮｉＡｌ／ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ／ＣｒＶ等の多層下地層とすることができる。

保護層は、磁性膜の摩耗や腐食を防止するために設けられる。保護層としては、例えば、Ｃｒ層、Ｃｒ合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層等が挙げられる。これらの保護層は、下地層や磁性膜等と共に、インライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一又は異種の層からなる多層構造としてもよい。

前記保護層上に、あるいは前記保護層に代えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、前記保護層に代えて、Ｃｒ層の上にテトラアルコキシシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成することにより、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）層を形成してもよい。

以上のように、基板として本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０を用いて製造されたＨＤＤ用磁気記録媒体をＨＤＤに用いることで、ＨＤＤの高速回転時の磁気ヘッドの動作を安定にすることができる。

すなわち、本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板５０を用いて製造されたＨＤＤ用磁気記録媒体によれば、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の垂れ量や反り量の周方向のバラツキが小さく、かつ、ＨＤＤ用磁気記録媒体の外周端部の周方向のＴＩＲが小さいので、高速回転時の磁気ヘッドの動作を安定にすることができる。そのため、たとえ面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上というような面記録密度が高いＨＤＤ用磁気記録媒体であっても、十分な記録領域の拡大が図られ、ＨＤＤ用磁気記録媒体の記録容量の増大要請に十分対応できる。

なお、本実施形態では、ラッピング工程及びポリッシング工程は、２回に分けて行ったが、これに限らず、１回のみ行ってもよい。また、化学強化工程を第２ポリッシング工程の前に行ったが、状況に応じて第２ポリッシング工程の後に行ってもよい。また、状況に応じて化学強化工程を省略することもできる。

さらに、落下強度対策として、ガラス基板の主表面以外の外周端面や内周端面の強化を行ってもよいし、ガラス基板に生じたキズのエッジ緩和処理として、ガラス基板をＨＦ浸漬処理に供してもよい。

本実施形態に係るＨＤＤ用ガラス基板は、ＨＤＤ用磁気記録媒体の製造用途に限定されるものではなく、例えば、光磁気ディスクや光ディスク等の製造用途にも用いることができる。

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

＜ＨＤＤ用磁気記録媒体の製造＞
図１の製造工程に従って、アルミノシリケートガラスをガラス素材とする、外径が２．５インチ（６３．５ｍｍ）、内径が２０ｍｍ、厚みが０．８３ｍｍのＨＤＤ用ガラス基板を製造した。その場合、第１ポリッシング工程のオスカー研磨機２０の研磨動作を種々制御することにより、及び、外周端部研磨工程の外周端部研磨機３０の研磨動作を種々制御することにより、表１に示すように、前記バラツキＸ及び前記周方向ＴＩＲが相互に異なるガラス基板（実施例１〜４及び比較例１〜３）を製造した。

そして、ガラス基板を洗浄した後、ガラス基板の両主表面の上に磁性膜（記録層）を設けて磁気記録媒体とした。すなわち、ガラス基板側から、Ｃｒ合金からなる密着層、ＣｏＦｅＺｒ合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる配向制御下地層、ＣｏＣｒＰｔ合金からなる垂直型磁気記録層、Ｃ系の保護層、及びＦ系からなる潤滑層を順次スパッタ装置により成膜することにより、垂直型記録形式のＨＤＤ用磁気記録媒体を製造した。総膜厚は約１００ｎｍであった。

＜ＨＤＤ用磁気記録媒体の評価＞
作製した磁気記録媒体について、それぞれサンプル枚数を１０，０００枚として、リードライトエラーテストを行い、エラーの発生枚数を記録し、下記基準で評価した。結果を表１に示す。

（評価基準）
◎：エラー発生枚数が０〜５（申し分のない優良品質）
○：エラー発生枚数が６〜１０（良品）
△：エラー発生枚数が１１〜２０（使用できないことはないが品質不良率が高い）
×：エラー発生枚数が２１以上（不良品）

＜結果の考察＞
比較例１が結果に劣っていたのは、周方向ＴＩＲが０．４μｍを超えていたためと考えられる。比較例２が結果に劣っていたのは、ズレ量のバラツキが３％を超えていたためと考えられる。比較例３がさらに結果に劣っていたのは、ズレ量のバラツキが３％を超え、かつ、周方向ＴＩＲが０．４μｍを超えていたためと考えられる。これらに対し、ズレ量のバラツキが３％以下であり、かつ、周方向ＴＩＲが０．４μｍ以下であった実施例１〜４は、評価結果に優れていた。なかでも、ズレ量のバラツキが２％以下、及び／又は、周方向ＴＩＲが０．３μｍ以下であった実施例１〜３は、評価結果に特に優れていた。

１０ 両面研削機
２０ オスカー研磨機
３０ 外周端部研磨機
５０ ガラス基板
５１ 主表面

Claims (6)

1. 面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上のＨＤＤ用磁気記録媒体の製造に用いられるＨＤＤ用ガラス基板であって、
   垂れ形状のガラス基板の主表面に定義された基準面からのガラス基板の外周端部の垂れ量をＡとしたときに、式（１）に従って算出されるＡの周方向のバラツキＸが３％以下であり、かつ、
   ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲが０．４μｍ以下であることを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板。
   バラツキＸ（％）＝｛（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）｝×１００…式（１）
   （式（１）中、ＭＡＸはＡの周方向の最大値、ＭＩＮはＡの周方向の最小値を表す。）
2. 面記録密度が６３０Ｇｂ／平方インチ以上のＨＤＤ用磁気記録媒体の製造に用いられるＨＤＤ用ガラス基板であって、
   反り形状のガラス基板の主表面に定義された基準面からのガラス基板の外周端部の反り量をＡとしたときに、式（１）に従って算出されるＡの周方向のバラツキＸが３％以下であり、かつ、
   ガラス基板の外周端部の周方向のＴＩＲが０．４μｍ以下であることを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板。
   バラツキＸ（％）＝｛（ＭＡＸ−ＭＩＮ）／（ＭＡＸ＋ＭＩＮ）｝×１００…式（１）
   （式（１）中、ＭＡＸはＡの周方向の最大値、ＭＩＮはＡの周方向の最小値を表す。）
3. 前記バラツキＸが２％以下及び／又は前記周方向ＴＩＲが０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＨＤＤ用ガラス基板。
4. ガラス基板の外周端部は、ガラス基板の半径をＲとしたときに、ガラス基板の中心から０．９８５Ｒの位置であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＨＤＤ用ガラス基板。
5. 回転する下研磨皿と、下研磨皿の上方空間を水平方向に揺動する上研磨皿との間に、ガラス基板の外径よりも大きい内径を有するリング状冶具に収容されたガラス基板を配置して、ガラス基板を自転させながら、ガラス基板の両面を上下の研磨皿で研磨する研磨工程と、
   回転するガラス基板の外周端部をガラス基板の両面側から研磨パッドで挟み込み、ガラス基板の外周端部の垂れ量及び反り量を研磨パッドに内蔵された圧力センサーで検知し、検知結果に基いて研磨パッドによる挟み込み圧力を制御しながら、ガラス基板の外周端部の両面を研磨パッドで研磨する外周端部研磨工程とを含むことを特徴とするＨＤＤ用ガラス基板の製造方法。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載のＨＤＤ用ガラス基板の主表面の上に記録層が設けられたことにより製造されたことを特徴とするＨＤＤ用磁気記録媒体。