JP6193388B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法、並びに固定砥粒砥石 - Google Patents

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。

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。

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、研削加工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。

ところで、従来、遊離砥粒を用いていた研削工程（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シート上に固定したものである。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、本明細書では説明の便宜上「ダイヤモンドパッド」と呼ぶこととする。

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。
この研削加工工程の終了後は、高精度な平面を得るための鏡面研磨加工を行っている。

特開２００１−６１６１号公報 特開２０１２−４３４９２号公報 特開２００９−９９２４９号公報 特開２００３−５３４１３７号公報

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。
従来、固定砥粒による研削加工において、研削加工速度を高めようとする場合、固定砥粒の密度を高めることが行われていた（特許文献２参照）。しかし、本発明者の検討によると、固定砥粒の密度を高めただけでは加工速度を増加できない場合があることが判明した。また、同じ砥粒密度のダイヤモンドパッドを使用しても加工速度にバラツキがあることが判明した。

本発明者はこの原因について検討したところ、固定砥粒密度を変化させた場合に、ペレット中の固定砥粒の分散状態が悪くなる場合があり、このとき各固定砥粒に加わる荷重が不均一となり、とくに加工初期段階において加工が進まず、加工速度が低下することが判明した。特に、フロート法等により製造されたガラス板に対して、直接、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、加工開始時に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（デッドタイム）が発生するため、上記の課題が顕著に発生する。また、砥粒密度が同じでも、固定砥粒の分散状態が異なる場合があり、これが原因で加工速度に影響を及ぼすことがある。

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、加工速度を高めて安定した研削加工を行うことが可能で、高品質のガラス基板を製造できる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。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、固定砥粒砥石の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いてガラス基板を研削加工した場合の加工速度との間に相関関係があることを見出した。そこで、このような相関関係を予め求めておき、この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択し、この選択した固定砥粒砥石を用いることにより、加工速度を高めて安定した研削加工を行うことが可能であることを見出した。特に主表面が鏡面状のガラス基板に対する研削加工に好適であることも見出した。
すなわち、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、固定砥粒砥石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、前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いて前記ガラス基板を研削加工した場合の加工速度との相関関係を予め求めておき、この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択し、この選択した固定砥粒砥石を用いて前記研削加工処理を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。

（構成２）
潤滑液と、固定砥粒砥石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、前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離は８０μｍ〜２００μｍであ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。

（構成３）
前記平均砥粒間距離が、８０μｍ〜２００μｍ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。
（構成４）
前記固定砥粒の平均粒子径が、１５μｍ〜５０μｍ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。

（構成５）
前記固定砥粒はダイヤモンド砥粒粒子を含むことを特徴とする構成１乃至４に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
（構成６）
前記固定砥粒は、砥粒粒子又は、複数の砥粒粒子がバインダーで固められた砥粒凝集体であることを特徴とする構成１乃至５に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

（構成７）
前記ガラス基板は、研削加工開始時に主表面が鏡面状のガラス基板であることを特徴とする構成１乃至６に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
（構成８）
加工荷重が、50g/cm²〜200g/cm²であることを特徴とする構成１乃至７に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。

（構成９）
構成１乃至８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。

本発明によれば、上記構成によって従来の課題を解決し、固定砥粒による研削加工において、加工速度を高めて安定した研削加工を行うことが可能である。また、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。

固定砥粒砥石（ダイヤモンドパッド）の構成の一例を示す概略断面図である。 研削加工時の状態を説明するための模式図である。 固定砥粒砥石上の平均砥粒間距離の計測箇所の一例を示す図である。 平均砥粒間距離と研削レートとの関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を詳述する。
磁気ディスク用ガラス基板は、通常、形状加工工程、研削工程、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シート状板ガラスを用いてもよい。本発明は、研削加工開始時に主表面が鏡面状のガラス基板を使用する場合に好適である。

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を行う。この研削加工は、通常両面研削装置を用い、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。

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、例えば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、両面研削装置において、例えば固定砥粒砥石として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。

本発明に使用する固定砥粒砥石として、例えばダイヤモンドパッドを使用することができ、図１にその構成の概略を示した。図１に示されるダイヤモンドパッド１は、複数のダイヤモンド粒子４（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砥粒凝集体（集結砥粒あるいは凝集砥粒と呼ばれることもある。）２を樹脂（例えばアクリル系樹脂等）などの支持材３を用いて固定したものである。勿論、図１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、ダイヤモンド砥粒凝集体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たダイヤモンドパッドを使用してもよい。また、上記砥粒凝集体ではなくて、例えば単一のダイヤモンド粒子をそのまま支持材に分散させたものでもよい。

上記凝集体の粒径（平均粒径）や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、固定砥粒あるいは単に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、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、及び砥粒密度を意味するものとする。

本発明における研削加工処理は、上記構成１にあるとおり、潤滑液と、固定砥粒砥石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であって、前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いて前記ガラス基板を研削加工した場合の加工速度との相関関係を予め求めておき、この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択し、この選択した固定砥粒砥石を用いて前記研削加工処理を行うことを特徴とするものである。

前にも説明したとおり、従来は、砥粒密度や砥粒粒径などが同一の固定砥粒砥石を使用しても、砥粒の分散状態によっては加工速度にバラツキがあり安定した研削性能が得られなかった。要するに、ダイヤモンドパッド等の固定砥粒砥石の研削性能は、実際に使ってみないと分らないというのが現状であった。その理由として、例えば、砥粒と樹脂とは材料の違いにより物性が大きく異なるため、製造工程において均一に分散させることが比較的難しいことが挙げられる。

本発明者は、従来技術の課題を解決するため鋭意検討した結果、固定砥粒砥石の研削面における固定砥粒の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いてガラス基板を研削加工した場合の加工速度との間に相関関係があることを見出したものである。そこで、このような相関関係を予め求めておき、この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択する。そして、この所定の平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択して用いることにより、加工速度が高く且つ安定した研削性能が得られるため、加工速度を高めて安定した研削加工を行うことが可能である。
要するに、固定砥粒砥石表面（研削加工面）において、固定砥粒間の距離が適切に制御されている固定砥粒砥石を用いることによって、研削加工における加工速度を安定に且つ高めることが可能である。また、本発明は、特に主表面が鏡面状のガラス基板に対する研削加工に好適である。

本発明において、固定砥粒砥石の平均砥粒間距離とは、以下のようにして求められた値である。
（１）例えばダイヤモンドパッド等の固定砥粒砥石の表面（研削面）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察する。
（２）本発明においては、１．２５ｍｍ×０．８２５ｍｍ（＝１．０３ｍｍ^２）の矩形領域を測定範囲とする。

なお、上記測定範囲は一例であって、測定範囲を決定する際には、１つの測定範囲の中に１５個以上の固定砥粒が含まれるように決定する。詳細は後述するが、平均砥粒間距離は複数の値を求めて平均して算出するため、こうすることで平均砥粒間距離を安定して算出することができる。
もし、設定した測定範囲に１５個以上の固定砥粒が含まれていない場合には、別の測定範囲を設定する。なお、このときカウントする固定砥粒は、測定範囲内で観察された固定砥粒のうち、円で近似して直径を求めたときに当該直径が固定砥粒の平均粒子径（D50）より大きなもののみについて数をカウントする。固定砥粒の平均粒子径は予め求めておけばよい。平均粒子径以上の固定砥粒に着目して集計する理由は、それ以外の砥粒は研削加工への寄与が極めて少ないためである。すなわち、固定砥粒の大部分が砥石に埋もれて研削面からの突出量が小さいものや、砥粒の大きさ自体が小さいものは、加工への寄与が極めて少ないからである。これらもカウントしてしまうと、加工レートとの相関が得られない恐れがある。

なお、本発明において、上記平均粒子径（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。この累積平均粒子径（５０％径）は、具体的には粒子径・粒度分布測定装置などを用いて測定可能な値である。

また、計測結果の信頼性を高めるために、複数の測定箇所を設けることが望ましい。本発明では、図３に示すように、１つの円環形状の固定砥粒砥石の研削面において、内周部、中周部、外周部、のそれぞれについて２箇所ずつ測定領域を設ける。当該２箇所については、固定砥粒砥石の中心に対して点対照になるように設けることが好ましい。そして上記測定箇所を、上下の定盤それぞれについて設ける。この結果、１つの研削装置について、合計１２箇所の測定範囲を設けることになる。

（３）それぞれの測定範囲に存在する複数個の砥粒のうち、任意の１つの砥粒に着目し、その砥粒から最も近い距離にある砥粒を選び出し、砥粒の中心間の距離を計測する。そして、測定範囲内に存在する全ての砥粒について同様の計測を行い、得られた複数の砥粒間距離の計測値を平均した値を、その測定範囲の砥粒間距離とする。そして、同様に１２箇所全てについて計測して平均した値を固定砥粒砥石の「平均砥粒間距離」とする。

本発明においては、上記固定砥粒がダイヤモンド砥粒凝集体であることが好ましい。この場合、ダイヤモンド砥粒粒子１個の平均粒子径（Ｄ５０）が、１〜１０μｍ程度であることが好適である。また、ダイヤモンド砥粒凝集体の平均粒子径（Ｄ５０）は、１５μｍ〜５０μｍ程度であることが好適である。ダイヤモンド砥粒の平均粒子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の研削加工が進行し難くなる恐れがある。一方、ダイヤモンド砥粒の平均粒子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おそれがある。

本発明においては、上記のように、予め求めた、平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いてガラス基板を研削加工した場合の加工速度との相関関係に基づき、所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石が選択されるが、この平均砥粒間距離は、例えば８０μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましい。平均砥粒間距離が小さすぎると、加工速度との相関関係がなくなるばかりでなく、平均砥粒間距離が近すぎて加工速度が低下し生産性が大幅に悪化する場合がある。一方、平均砥粒間距離が遠すぎても、加工速度との相関関係がなくなり、加工速度が低下してしまう。

また、支持材中に含有される前記固定砥粒の研削面における密度は、１０〜４０個/mm²程度の範囲であることが好ましい。
また、固定砥粒砥石における固定砥粒の含有量は、５〜８０体積％であることが好ましい。固定砥粒の含有量が上記範囲を逸脱（超過及び不足のいずれも）すると、いずれも加工時間の増大を招いてコスト高となる場合がある。

本発明における研削加工処理においては、加工時の荷重は、50g/cm²〜200g/cm²とすることが好ましい。この範囲より小さい場合、加工速度が低くなりすぎて生産性が悪化する恐れがある。また、この範囲より大きい場合、スクラッチが発生する場合がある。
なお、鏡面状のガラス基板表面を固定砥粒砥石で研削加工する場合、まず、例えば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ことが好適である。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。

このような加工初期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研削加工を行うことが望ましい。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、ダイヤモンド砥粒４の凝集体２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）。

上記加工開始時ないしは加工初期段階における荷重は、例えば１３０〜２００ｇ／ｃｍ^２の範囲とすることが好ましい。荷重が１３０ｇ／ｃｍ^２よりも小さいと研削加工できない時間（デッドタイム）を十分に短縮できず、加工速度が低下してしまう。一方、荷重が２００ｇ／ｃｍ^２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、続く後の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。
また、ガラス表面が粗面化された後の段階における荷重は、例えば５０〜１２０ｇ／ｃｍ^２の範囲とすることが好ましい。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。

また、本発明においては、研削加工処理における加工速度は、概ね５０〜１６０μｍ／分の範囲とすることが好適である。したがって、上述の相関関係から、このような加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択することが望ましい。

本発明において、研削加工処理に投入するガラス基板の表面は鏡面状態であり、表面粗さは、例えばＲａで0.001〜0.01μｍである。
また、本発明においては、研削加工処理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とが好ましい。このように仕上がりの粗さを低く抑えることで、後の工程の加工負荷を減らすことができる。

本発明によれば、プロセスの設計変更によって研削加工に投入される前の元材の板厚が変更されたり、加工後の目標板厚が変更されたり、また、元材にバラツキが生じたりするなどして、取代を変えざるを得ない場合であっても、加工速度を制御できるので研削加工時間を一定にすることができる。これにより、多数の研削装置を用いて大量生産するときにおいて、前処理〜研削処理〜後処理というプロセス連鎖の中でもガラス基板の移動が時間的ロスなどの無駄なく計画的に実施できるため、生産効率を飛躍的に向上させることが可能となる。このことは、磁気ディスク用ガラス基板の製造のような大量生産が前提となる場合において極めて有効である。

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、重量％で表して、ＳｉＯ2 ５８〜６６％、Ａｌ2Ｏ3 １３〜１９％、Ｌｉ2Ｏ ３〜 ４．５％、Ｎａ2Ｏ ６〜１３％、Ｋ2Ｏ ０〜 ５％、ＭｇＯ ０〜 ３．５％、ＣａＯ０〜７％、の組成を有する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、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、Ｌｉ2Ｏを４重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2Ｏ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、Ａｌ2Ｏ3 ／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、次世代の熱アシスト磁気記録用の磁気ディスクに用いられる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。

以上説明した研削加工処理の終了後は、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、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。

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。

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、本発明において算術平均粗さＲａ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（上記算術平均粗さＲａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で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。

本発明においては、化学強化処理を施してもよい。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。

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気記録層（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、上記磁気記録層の上に、保護層、潤滑層を形成してもよい。保護層としてはアモルファスの炭素系保護層が好適である。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。
本発明によって得られる磁気ディスク用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。

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）
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。

（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、７０ｍｍ×７０ｍｍの正方形の小片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、内径２０ｍｍの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、ＳｉＯ₂ ５８〜６６％、Ａｌ₂Ｏ₃ １３〜１９％、Ｌｉ₂Ｏ３〜 ４．５％、Ｎａ₂Ｏ_６〜１３％、Ｋ₂Ｏ ０〜 ５％、ＭｇＯ ０〜 ３．５％、ＣａＯ ０〜７％を含有する化学強化用ガラスを使用した。

（２）形状加工工程
次に、ダイヤモンド砥石を用いてガラス基板の中央部分に孔を空けると共に、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。
（３）端面研磨工程
次いで、ブラシ研磨により、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）を研磨した。

（４）主表面研削加工処理
この主表面研削加工処理は両面研削装置を用い、固定砥粒砥石として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。両面研削装置においては、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、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、ダイヤモンドパッドとガラス基板の研削面との間に研削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削加工するものである。
ダイヤモンドパッドは、ダイヤモンド砥粒の凝集体からなる固定砥粒を含み、凝集体の平均粒子径は約２５μｍ、ダイヤモンド砥粒の平均粒径（D50）は約２．５μｍであった。このダイヤモンドパッドを複数枚準備した。また、潤滑液を使用しながら行った。また、定盤の回転数、ガラス基板への荷重は、適宜調整して行った。

この研削加工処理は、上記各ダイヤモンドパッドにおける固定砥粒の平均砥粒間距離を前述の方法によって求めておき、各ダイヤモンドパッドを使用して各１００００枚の加工を行なった。
そして、各ダイヤモンドパッドの砥粒間距離（平均砥粒間距離）と、当該ダイヤモンドパッドを用いてガラス基板を研削加工した場合の加工速度（研削レート）との相関関係を求めた。結果を下記表１及び表２に示した。表１においては、砥粒密度の値も併せて示した。また、表１及び表２に基づき、砥粒間距離（平均砥粒間距離）と加工速度（研削レート）との関係をグラフにしたものを図４に示した。
なお、上記研削加工速度は、全研削厚みを全加工時間で除した値である。

（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、研削工程と同様の構成の両面研磨装置を用いて行なった。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分散した純水とし、荷重、研磨時間は適宜設定した。上記第１研磨工程を終えたガラス基板を超音波洗浄し、乾燥した。

（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。化学強化は硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合した化学強化液を用意し、この化学強化溶液を加熱して溶融させた溶解液中に上記洗浄・乾燥済みのガラス基板を浸漬して化学強化処理を行なった。

（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（発泡ポリウレタン製）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、例えばガラス基板主表面の表面粗さをＲａで０．２ｎｍ程度以下の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分散した純水とし、荷重、研磨時間は適宜設定した。上記第２研磨工程を終えたガラス基板を超音波洗浄し、乾燥した。

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、そのガラス基板の主表面は鏡面状であり、レーザー式の表面欠陥解析装置を用いて調べたところ異常突起や傷等の表面欠陥は観察されなかった。ま、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。

上記表１、表２の結果から、以下のことがわかる。
加工速度（研削レート）は砥粒密度との関係性は低く，砥粒間距離（平均砥粒間距離）との相関が高い。特に、砥粒間距離（平均砥粒間距離）が、８０μｍ〜２００μｍの範囲で研削レートと良い相関がみられる（図４参照）。
したがって、この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択して用いることにより、加工速度が高く且つ安定した研削性能が得られるため、加工速度を高めて安定した研削加工を行うことが可能である。
なお、ダイヤモンド砥粒の平均粒径（D50）が１．５μｍで凝集体の平均粒子径（D50）が１５μｍの場合と、ダイヤモンド砥粒の平均粒径（D50）が９μｍで凝集体の平均粒子径（D50）が５０μｍの場合についても同様に調査したところ、平均砥粒間距離が８０μｍ〜２００μｍの範囲で研削レートと良い相関がみられた。

（磁気ディスクの製造）
上記実施例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、保護層、潤滑層を順次成膜した。保護層は、水素化カーボン層を成膜した。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。

１ ダイヤモンドパッド
２ 砥粒凝集体（集結砥粒）
３ 支持材
４ ダイヤモンド粒子
１０ ガラス基板

Claims (19)

1. 潤滑液と、固定砥粒砥石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、
   前記ガラス基板を上下定盤によって挟圧しながら前記ガラス基板の主表面を研削し、
   前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、
   前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いて前記ガラス基板を研削加工した場合の加工速度との相関関係を予め求めておき、
   この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択し、この選択した固定砥粒砥石を用いて前記研削加工処理を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。
2. 潤滑液と、固定砥粒砥石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、
   前記ガラス基板を上下定盤によって挟圧しながら前記ガラス基板の主表面を研削し、
   前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、
   前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離は８０μｍ〜２００μｍであ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。
3. 前記平均砥粒間距離が、８０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記固定砥粒の平均粒子径が、１５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項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。
5. 前記固定砥粒はダイヤモンド砥粒粒子を含むことを特徴とする請求項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。
6. 前記固定砥粒は、砥粒粒子又は、複数の砥粒粒子がバインダーで固められた砥粒凝集体であることを特徴とする請求項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。
7. 前記ガラス基板は、研削加工開始時に主表面が鏡面状のガラス基板であることを特徴とする請求項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。
8. 加工荷重が、50g/cm²〜200g/cm²であることを特徴とする請求項１乃至７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。
9. 潤滑液と、固定砥粒砥石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ガラス基板の製造方法であって、
   前記ガラス基板は、磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板であり、
   前記ガラス基板を上下定盤によって挟圧しながら前記ガラス基板の主表面を研削し、
   前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、
   前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離と、当該固定砥粒砥石を用いて前記ガラス基板を研削加工した場合の加工速度との相関関係を予め求めておき、
   この求めた相関関係に基づき所望の加工速度が得られる平均砥粒間距離を有する固定砥粒砥石を選択し、この選択した固定砥粒砥石を用いて前記研削加工処理を行うことを特徴とするガラス基板の製造方法。
10. 潤滑液と、固定砥粒砥石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ガラス基板の製造方法であって、
    前記ガラス基板は、磁気ディスク用ガラス基板の元となるガラス基板であり、
    前記ガラス基板を上下定盤によって挟圧しながら前記ガラス基板の主表面を研削し、
    前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、
    前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離は８０μｍ〜２００μｍであることを特徴とするガラス基板の製造方法。
11. 前記平均砥粒間距離が、８０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする請求項９に記載のガラス基板の製造方法。
12. 前記固定砥粒の平均粒子径が、１５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
13. 前記固定砥粒はダイヤモンド砥粒粒子を含むことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
14. 前記固定砥粒は、砥粒粒子又は、複数の砥粒粒子がバインダーで固められた砥粒凝集体であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
15. 請求項９乃至１４のいずれかに記載のガラス基板の製造方法により製造されたガラス基板の主表面に対し、少なくとも研磨処理を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。
16. 請求項１乃至８、及び請求項１５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。
17. 固定砥粒砥石が研削面に配備された上下定盤によってガラス基板を挟圧しながら前記ガラス基板の主表面を研削する研削加工処理に用いられる固定砥粒砥石であって、
    前記固定砥粒砥石は、支持材中に含有させた固定砥粒を含み、
    前記固定砥粒はダイヤモンド砥粒粒子を含み、
    前記固定砥粒砥石の研削面における前記固定砥粒の平均砥粒間距離は８０μｍ〜２００μｍであることを特徴とする固定砥粒砥石。
18. 前記固定砥粒は、砥粒粒子又は、複数の砥粒粒子がバインダーで固められた砥粒凝集体であることを特徴とする請求項１７に記載の固定砥粒砥石。
19. 前記固定砥粒の平均粒子径が、１５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の固定砥粒砥石。

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