CN107093433B - 磁盘用玻璃基板和磁盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供磁盘用玻璃基板及其制造方法、磁盘及其制造方法。所述制造方法具有研磨处理，在该研磨处理中，利用一对研磨垫夹着玻璃基板，一边向所述研磨垫和所述玻璃基板之间供给含有研磨粒的研磨液一边使其相对地滑动，由此对所述玻璃基板的主表面进行研磨，关于所述磁盘用玻璃基板，在以大概10nm的间隔取得了主表面的斜率的样本的情况下，斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下。

Description

磁盘用玻璃基板和磁盘
本申请是申请号为201380045657.3(国际申请号为PCT/JP2013/067944)、申请日为2013年6月8日、发明名称为“磁盘用玻璃基板、磁盘”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及磁盘用玻璃基板和磁盘。
背景技术
如今，在个人计算机或DVD(Digital Versatile Disc)记录装置等中内置有用于记录数据的硬盘装置(HDD：Hard Disk Drive)。特别是在笔记本型个人计算机等以移动性为前提的设备中使用的硬盘装置中，使用在玻璃基板上设置有磁记录层的磁盘，利用在磁盘的面上方略微悬浮的磁头对磁记录层记录或读取磁记录信息。作为该磁盘的基板，由于具有比金属基板(铝基板)等更难以发生塑性变形的性质，因而优选使用玻璃基板。
另外，应增大硬盘装置中存储容量的要求，寻求磁记录的高密度化。例如使用垂直磁记录方式进行磁记录信息区域(记录位(bit))的微细化，在垂直磁记录方式中，使磁记录层中的磁化方向相对于基板的面为垂直方向。垂直磁记录方式的磁盘在金属基板或玻璃基板上依次成膜有例如附着层、软磁性层(SUL：Soft Under Layer)、基底层、磁记录层、保护层、润滑层等。通过采取垂直磁记录方式，可以增大1张盘片基板中的存储容量。进一步，为了进一步增大存储容量，还进行通过使磁头的记录再现元件部更加突出，从而极大地缩短其与磁记录层之间的距离，进一步提高信息的记录再现精度(提高S/N比)。另外，这种磁头的记录再现元件部的控制被称作DFH(Dynamic Flying Height：动态飞行高度)控制机构，配备该控制机构的磁头被称作DFH头。与这种DFH头组合用于HDD的磁盘用玻璃基板为了避免与磁头或从磁头进一步突出的记录再现元件部之间的碰撞和接触，按照使基板的表面凹凸极小的方式进行制作。
另一方面，已知有，磁盘用玻璃基板的表面形状对在基板上成膜的磁记录层中的磁性粒的特定的晶面，例如Co(002)面或Ru(002)面的晶体取向方差(Δθ50；晶体相对于垂直方向的偏差)产生影响。Δθ50被计算为如下情况中的峰值的半值宽度，即，使用X-射线衍射装置进行θ/2θ的测定，从磁记录层的晶面的峰值顶起测定2θ值，将2θ固定并进行了θ扫描。该晶体取向方差Δθ50是表示易磁化轴的方差的指标，该值越小越优选。通过改善Δθ50(使其接近零)，能够使磁特性良好，并提高信噪比(SNR)，因此，能够进一步提高记录密度。
关于晶体取向方差(Δθ50)，在对比文件1中记载了如下的磁盘用玻璃基板：以提高磁记录层的晶体取向方差(Δθ50)以及提高SNR为目的，并不是以表面粗糙度Ra为基准，而是使方均根倾斜角的值成为规定值以下(例如为5度以下，更优选为3度以下)。
此外，在对比文件2中记载了设表面粗糙度Ra满足Ra≤0.15nm，并且使平均倾斜角为2度以下的磁盘用玻璃基板。通过采用该基板，能够降低Δθ50从而降低介质噪声(使用130Gbpsi相当的TMR头，按照825kbpi的线记录密度来评价)。另外，在线记录密度为825kbpi的情况下，记录位长度(以下，表示基于线记录密度的计算值)在30nm程度。
现有技术文献
专利文献
【专利文献1】日本特开2009-140584号
【专利文献2】日本特开2008-293552号
发明内容
发明所要解决的问题
另外，本发明人获知：当如上述各对比文件所述，使用使磁盘用玻璃基板(以下，简称作“基板”)的主表面的表面粗糙度或主表面的方均根倾斜角(或者，平均倾斜角)的值成为规定值以下的基板制作了磁盘时，虽然使主表面的表面粗糙度或方均根倾斜角的值足够小，并使Δθ50足够小，但是，有时对于被高记录密度化的磁盘而言，再现信号的SNR未必能提高。也就是说获知，虽然随着基板的主表面的表面粗糙度或方均根倾斜角的值降低到某种程度，在该基板的基础上制作出的磁盘的再现信号的SNR变得良好，但是，即使比该程度进一步降低主表面的表面粗糙度或方均根倾斜角，有时磁盘的再现信号的SNR也不会提高。
近年来，例如，为了实现例如2.5英寸尺寸且600GB/P以上的高记录密度，磁头的记录再现元件部的突出量增加，与磁盘之间的间隙变得极小，结果能够进行利用比以往更高的高记录密度的写入。今后，认为磁盘的进一步的高记录密度化将得到发展，并认为来自被高记录密度化的磁盘的再现信号的SNR的提高变成更重要的要素。
因此，本发明的目的在于提供能够使比以往被更高记录密度化的磁盘的再现信号的SNR提高的磁盘用玻璃基板和磁盘。
用于解决问题的手段
本申请的发明人为了明了虽然充分缩小了主表面的表面粗糙度或主表面的方均根倾斜角(或者平均倾斜角)的值，但却没有看到被高记录密度化的磁盘的SNR的提高的原因，详细调查了各种基板的主表面的表面性状。结果得知，有时即使主表面的表面粗糙度或主表面的方均根倾斜角(或者，平均倾斜角)的值在相同程度，磁盘的再现信号的SNR也不同。
因此，关于各种基板的表面形状，在并不着眼于主表面的倾斜角的平均值(方均根倾斜角或平均倾斜角)，而是着眼于各个斜率的值时，可知对于被高记录密度化的磁盘的SNR表现出相对低的倾向的基板的主表面，规定值以上的微小间隔的斜率的频次高。另外，斜率是指例如在基板的主表面上的表面性状中，采用了主表面上的规定的微小间隔的2点的情况下，将该2点中的高度的变化量除以微小间隔的长度而得到的值。
本申请的发明人对于在由于主表面的斜率的偏差而使得局部地存在大斜率的情况下磁盘的SNR不提高的理由，进行了以下的考察。
即，可认为当在基板的主表面存在大斜率时，形成在存在该大斜率的基板上的位置的正上方的磁记录层的晶体取向方向相对于垂直方向大幅倾斜，或者，晶体不会恰当地外延生长而变成缺陷，但是，认为该问题在以往的记录位长度(例如，上述的30nm左右)的情况下，不会作为再现噪声而变得显著。参照图1对该点进行说明。图1是用于说明在记录位长度长的情况(C1)和记录位长度短的情况(C2)下的、基板上存在大斜率的部位的情况的影响的图。如图1的C1所示，在记录位长度长的情况下，可以推断即使是在基板上为大斜率的位置的正上方存在相对于垂直方向大幅倾斜或者变成缺陷的磁性粒的情况下，由于包含在1个记录位长度中的其他许多磁性粒形成了正确的磁场，因此，整体上能读出正确的信号，不会给信号质量造成影响。
另一方面，如图1的C2所示，当由于高记录密度化使得记录位长度变短时，在基板上为大斜率的位置的正上方存在相对于垂直方向大幅倾斜或者变成缺陷的磁性粒的情况下，该磁性粒带来的影响相对增高，来自包含该磁性粒的区域的再现信号不再正确(也就是说，变成噪声)的可能性增高。也就是说，可以推断在记录位长度短的情况下，由于在基板的主表面局部地存在大斜率，造成磁盘的SNR得不到提高。可认为磁盘的SNR得不到提高这一问题通过以例如2000kbpi以上的线记录密度(例如，大概12.70nm以下的记录位长度)进行记录而首次变得明显。尤其是对于被高记录密度化的磁盘，由于记录位长度变得极短，因此上述问题变得明显。
另外，本申请的发明人对在被高记录密度化的磁盘的再现信号的SNR中产生了差异的磁盘的Δθ50进行了比较，没有发现明显的差异。整体上来看对SNR造成影响的大斜率的基板上的部位少，因此，可认为在计算Δθ50时，没有通过X-射线衍射装置检测出。也就是说，可认为虽然Δθ50是通过X-射线衍射装置观察到的峰值的半值宽度，但是，这只不过是表示易磁化轴的偏差的一个指标，例如即使是相同的半值宽度，根据X-射线强度低的区域中的θ的扩展度的宽窄，易磁化轴的偏差也会不同。
本申请的发明人认为，在基板的主表面局部地存在大斜率的情况下，作为以往再现噪声不明显的理由，还由于附着层以及SUL的合计膜厚(也就是说，非晶态层的膜厚)大。参照图2对该点进行说明。图2是用于说明在基板与磁记录层之间的膜厚厚的情况(C1)和膜厚薄的情况(C2)下的基板上存在大斜率的部位的情况的影响的图。
以往，可认为由于通过溅射等成膜的附着层(例如，CrTi)或SUL(例如，FeCoTaZr)等非晶态金属层的合计膜厚比较大(例如，在50nm左右以上)，因此，存在如下的效果：即使在基板上局部地存在为大斜率的不规整部位的情况下，在成膜后对于该不规整部位，非晶态金属的膜也会对基板上的不规整部位进行调整(也就是说，降低斜率)，由此，磁记录层中的磁性粒的晶体的取向变得良好(图2的C1)。
但是，近年来，以降低由SUL自身的磁性引起的噪声为目的，进行了例如将SUL薄膜化成30nm以下的程度等，降低基板上的不规整部位的斜率的效果变弱(图2的C2)。因此，磁盘的SNR得不到提高这一上述问题变得更明显。
本发明的发明人根据上述考察，进行了深刻研究，结果发现，通过在磁盘用玻璃基板的主表面的表面性状中，限制规定值以上的斜率的频次，能够解决上述问题，从而完成了发明。
更具体而言，本发明的第1观点是一种磁盘用玻璃基板，所述磁盘用玻璃基板的特征在于，在以10nm的间隔取得了主表面的斜率的样本的情况下，斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下。
上述磁盘用玻璃基板优选为上述斜率的平方的值在0.004以上的频次在10％以下。
上述磁盘用玻璃基板优选为非晶态玻璃。
上述磁盘用玻璃基板优选为由玻璃化温度在650℃以上的玻璃构成。
上述磁盘用玻璃基板优选为所述主表面的算术平均粗糙度Ra在0.15nm以下。
本发明的第2观点是一种磁盘，所述磁盘的特征在于，在上述磁盘用玻璃基板的表面至少形成有磁记录层。
本发明的第3观点是一种具有一对平坦的主表面的磁盘用玻璃基板，所述磁盘用玻璃基板的特征在于，确定在以10nm的间隔取得了所述主表面的斜率的样本的情况下的斜率的平方的平均值的最大值，并且确定斜率的平方的值在0.004nm以上的频次的最大值，以使得在所述主表面的上方形成磁记录层而制作出磁盘后，对该磁记录层以2000kbpi以上的线记录密度进行了信号的写入时的再现信号的信噪比变成良好的级别。
发明的效果
根据本发明的磁盘用玻璃基板和磁盘，能够使被高记录密度化的磁盘的再现信号的SNR提高。
附图说明
图1是用于说明在记录位长度长的情况和记录位长度短的情况下的、磁盘用玻璃基板上存在大斜率的部位的情况的影响的图。
图2是用于说明在基板与磁记录层之间的膜厚厚的情况和膜厚薄的情况下的、基板上存在大斜率的部位的情况的影响的图。
图3是用于说明磁盘用玻璃基板的主表面的斜率的测定方法的图。
图4是在第1研磨处理中使用的研磨装置(双面研磨装置)的立体分解图。
图5是在第1研磨处理中使用的研磨装置(双面研磨装置)的截面图。
具体实施方式
以下，详细说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法。
[磁盘用玻璃基板]
作为本实施方式中的磁盘用玻璃基板的材料，可以使用铝硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、硼硅酸盐玻璃等。尤其是从能够实施化学强化并且能够制作主表面平坦度和基板强度优异的磁盘用玻璃基板这些方面考虑，可以优选使用铝硅酸盐玻璃。若为非晶态的铝硅酸盐玻璃则进一步优选。
对本实施方式的磁盘用玻璃基板的组成不作限定，但本实施方式的玻璃基板优选为由如下组成构成的非晶态的铝硅酸盐玻璃：换算成氧化物基准，以摩尔％表示，含有50％～75％的SiO2；1～15％的Al2O3；合计为5％～35％的选自Li2O、Na2O和K2O中的至少1种成分；合计为0％～20％的选自MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO中的至少1种成分；以及合计为0％～10％的选自ZrO2、TiO2、La2O3、Y2O3、Ta2O5、Nb2O5和HfO2中的至少1种成分。
此外，本实施方式的玻璃基板优选为由如下组成构成的非晶态态的铝硅酸盐玻璃：以质量％表示，具有57～75％的SiO2；5～20％的Al2O3(其中，SiO2和Al2O3的合计量在74％以上)；合计为超过0％且在6％以下的ZrO2、HfO2、Nb2O5、Ta2O5、La2O3、Y2O3和TiO2；超过1％且在9％以下的Li2O；5～18％的Na2O(其中，质量比Li2O/Na2O在0.5以下)；0～6％的K2O；0～4％的MgO；超过0％且在5％以下的CaO(其中，MgO和CaO的合计量在5％以下，并且CaO的含量比MgO的含量多)；以及0～3％的SrO+BaO。
此外，本实施方式的玻璃基板以氧化物为基准的质量％来表示，还可以是：
SiO2：45.60～60％、
Al2O3：7～20％、
B2O3：1.00以上且小于8％、
P2O5：0.50～7％、
TiO2：1～15％、
RO的合计量为5～35％(其中，R为Zn以及Mg)。
在该情况下，进一步优选为采用CaO的含量在3.00％以下；BaO的含量在4％以下；以及不含有PbO、As2O3、Sb2O3、Cl－、NO－、SO2－、F－成分的玻璃组成(第2玻璃组成)。通过对这种玻璃实施晶化处理，能够制成如下的晶化玻璃：作为主晶相，含有选自RAl2O4、R2TiO4(其中R为选自Zn、Mg的一种以上)的一种以上，主晶相的晶粒径在0.5nm～20nm的范围，晶化度在15％以下，且比重在2.95以下。
即，也可以是如下的晶化玻璃：含有SiO2：45.60～60％、以及Al2O3：7～20％、以及B2O3：1.00～小于8％、以及P2O5：0.50～7％、以及TiO2：1～15％、以及RO的合计量为5～35％(其中，R是Zn以及Mg)的各成分，CaO的含量在3.00％以下，BaO的含量在4％以下，不含有PbO成分、As2O3成分、Sb2O3成分以及Cl－、NO－、SO2－、F－成分，作为主晶相，含有选自RAl2O4、R2TiO4(其中，R是选自Zn、Mg中的1种以上)中的一种以上，主晶相的晶体粒径在0.5nm～20nm的范围，晶化度在15％以下，且比重在2.95以下。
此外，在本实施方式中使用的玻璃的组成例如是，
此时，优选为上述组成的合计至少在92摩尔％以上的玻璃组成(第1玻璃组成)。通过对这种玻璃实施晶化处理，能够制成主晶体成为顽辉石及/或其固态溶液的晶化玻璃。
本实施方式中的磁盘用玻璃基板是圆环状的薄板玻璃基板。磁盘用玻璃基板的尺寸没有限制，但是，例如优选为公称直径为2.5英寸的磁盘用玻璃基板。
本实施方式的磁盘用玻璃基板的主表面在以大概10nm的间隔取得了斜率的样本的情况下，斜率的平方的平均值在0.0025以下，并且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下。更优选的是，斜率的平方的值在0.004以上的频次在10％以下。通过使主表面为这种形状，由此在主表面上形成有大斜率的部位变得极少，因此，几乎不存在形成在磁盘用玻璃基板上的磁记录层的晶体取向相对于与主表面垂直的方向大幅倾斜，或者晶体不适当生长的情况。
另外，仅通过缩小玻璃基板的主表面的斜率的偏差，无法实现本发明的课题。虽然也存在通过缩小主表面的斜率的偏差(斜率的方差等)使得主表面中的大斜率的频次变小的倾向，但是，斜率本身的分布并不限于遵从正态分布，因此，即使在存在相同程度的斜率的偏差的情况下，也可能会产生包含大斜率的频次大不相同的情况。当包含大斜率的频次增大时，存在大斜率的部位的磁信号有可能会变成噪声。因此，除了通过使斜率的平方的平均值在规定值以下，还使斜率的平方的值在一定量以上的频次降低，从而能够得到在主表面上大斜率少的玻璃基板。
尤其是，关于被高记录密度化的磁盘，虽然记录位长度变得非常地短，但是，即使在该情况下，磁盘的再现信号的SNR也会变得良好。
对磁盘用玻璃基板(以下，仅称作“基板”。)的主表面的斜率的测定方法进行说明。在对主表面的斜率进行测定时，使用AFM(原子力显微镜)进行。使用AFM观察到的数据是在基板的测定面(x-y平面)等间隔排列的高度Z(x，y)的数据。
例如，如图3所示，对在基板的主表面上将1μm×1μm的测定区域沿x方向以及y方向分别分割成512个后的位置的高度Z(x，y)的值进行测定，根据大概10nm(更正确来说，9.76nm)间隔的Z(x，y)的值，并根据下述式(1)，计算方均根斜率Sdq。
本发明的“斜率的平方的平均值”是取方均根斜率Sdq的平方所得的值。
【式1】
另一方面，相邻的采样位置的微小间隔(大概10nm)的主表面的斜率dq通过下述式2表示。
本发明的“斜率的平方的值”是取斜率dq的平方所得的值。
【式2】
另外，相邻的采样位置的距离优选为接近被高记录密度化的磁盘的记录位长度。按照接近记录位长度的分辨率来测定斜率，从而，在测量值与磁记录层的包含于1个记录位中的磁性粒的晶体取向之间很容易取得相关，进而也很容易取得与再现信号的SNR之间的相关。例如，采样位置的间隔优选为假定的记录位长度(例如，在2000kbpi以上的记录密度中，大概在12.70nm以下)的一半～2倍程度。
在本发明中，例如，“斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下”是指斜率的平方的值在0.004以上的采样的数量与在主表面上取得的斜率的平方的值的采样的比率(或者比例)在15％以下。
本实施方式的磁盘用玻璃基板在以大概10nm的间隔进行了采样的情况下，斜率的平方的平均值在0.0025以下，并且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下，因此，在以该玻璃基板为基础制作出磁盘时，磁盘的SNR提高。
另外，如上所述，从能够高精度地对主表面进行平滑化，并容易降低大角度的倾斜的频次的方面考虑，优选将本实施方式的磁盘用玻璃基板制成非晶态玻璃。此外，通过对上述非晶态玻璃进行化学强化，能够在表层形成压缩应力层，提高磁盘用玻璃基板的耐冲击性。
本实施方式的磁盘用玻璃基板也可以是晶化玻璃(水晶玻璃)。通过使其为晶化玻璃，能够提高玻璃基板的硬度从而提高耐冲击性。
[磁盘用玻璃基板的制造方法]
以下，按照每个工序说明本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法。但是，也可以对各处理的顺序适当进行调换。
(1)玻璃坯板的成型和粗磨削处理
例如在利用浮法形成板状玻璃之后，从该板状玻璃切出规定形状的玻璃坯板，作为磁盘用玻璃基板的基础。也可以代替浮法，而通过使用了上模和下膜的冲压成型来成型出玻璃坯板。另外，玻璃坯板不限于上述方法，可以使用下拉(downdraw)法、再拉(redraw)法、熔融法等公知的制造方法进行制造。
另外，对于玻璃坯板的两个主表面，根据需要，可以进行使用了游离磨粒的粗磨削加工。
(2)内孔形成处理
例如，使用圆筒状的钻头，在玻璃坯板的中心部形成内孔，制成圆环状的玻璃坯板。
(3)形状加工处理
内孔形成处理之后，进行形状加工处理，在端部(外周端部和内周端部)形成倒角部。在形状加工处理中，对于圆环状的玻璃坯板的外周端部和内周端部，例如通过使用金刚石磨粒的砂轮等实施倒角，形成倒角部。此外，此时也可以同时调整外径以及内径。
(4)端面研磨处理
接着，进行圆环状的玻璃坯板的端面研磨。
在端面研磨中，利用刷光(brushing)研磨对玻璃坯板的内周侧的侧壁面(端面)和外周侧的侧壁面(端面)进行镜面抛光。此时，使用含有氧化铈或氧化锆等微粒作为游离磨粒的浆料。通过进行端面研磨，进行除去在玻璃坯板的侧壁面附着灰尘等的污染、破损或伤痕等的损伤，由此可以防止热粗糙的产生、防止产生钠、钾等的导致腐蚀的离子析出。
(5)精磨削处理
在精磨削处理中，使用具备行星齿轮机构的双面磨削装置对圆环状的玻璃坯板的主表面进行磨削加工。磨削的余量例如为几μm～100μm左右。双面磨削装置具有上下一对定盘(上定盘和下定盘)，在上定盘和下定盘之间夹持圆环状的玻璃坯板。并且，对上定盘或下定盘的任意一方或两方进行移动操作，使玻璃坯板和各定盘进行相对移动，由此可以对玻璃坯板的两个主表面进行磨削。作为定盘，可以使用在其表面粘贴有利用树脂固定了金刚石等磨粒的固定磨粒的定盘。
(6)第1研磨(主表面研磨)处理
接着，对磨削后的玻璃坯板的主表面实施第1研磨。第1研磨的余量例如为1μm～50μm左右。第1研磨的目的在于通过利用固定磨粒进行的磨削进行残留在主表面的伤痕和失真的去除、起伏和微小起伏的调整。作为在第1研磨中使用的游离磨粒，例如使用悬浮在浆料中的氧化铈磨粒、或者氧化锆磨粒等(粒子尺寸：直径为1～2μm左右)。
(6-1)研磨装置
对于第1研磨处理中使用的研磨装置，参照图4和图5进行说明。图4是在第1研磨处理中使用的研磨装置(双面研磨装置)的立体分解图。图5是在第1研磨处理中使用的研磨装置(双面研磨装置)的截面图。另外，与该研磨装置同样的构成也可以适用于上述磨削处理中使用的磨削装置中。
如图4所示，研磨装置具有上下一对定盘、即上定盘40和下定盘50。上定盘40和下定盘50之间夹持圆环状的玻璃坯板G，通过对上定盘40或下定盘50中的任意一方或两方进行移动操作，使玻璃坯板G和各定盘进行相对移动，由此可以对该玻璃坯板G的两个主表面进行研磨。
参照图4和图5对研磨装置的构成进一步进行具体说明。
研磨装置中，在下定盘50的上表面和上定盘40的底面上，作为整体安装有圆环形状的平板的研磨垫10。载具30具有设置在外周部且与太阳齿轮61和内齿轮62啮合的齿部31、和用于容纳保持玻璃坯板G的1个或多个孔部32。太阳齿轮61、在外边缘设置的内齿轮62和圆板状的载具30作为整体构成以中心轴CTR为中心的行星齿轮机构。圆板状的载具30在内周侧与太阳齿轮61啮合，且在外周侧与内齿轮62啮合，同时容纳保持1块或多块玻璃坯板G(工件)。在下定盘50上，载具30作为行星齿轮在进行自转的同时进行公转，使玻璃坯板G和下定盘50进行相对移动。例如，若太阳齿轮61沿CCW(逆时针)的方向旋转，则载具30沿CW(顺时针)的方向旋转，内齿轮62沿CCW的方向旋转。其结果使研磨垫10和玻璃坯板G之间产生相对运动。可以同样地使玻璃坯板G和上定盘40进行相对移动。
上述相对运动的动作中，上定盘40被以规定的负荷朝向玻璃坯板G(即在铅直方向上)按压，研磨垫10被朝向玻璃坯板G按压。另外，通过未图示的泵将研磨液(浆料)从研磨液供给罐71经由1根或多根配管72供给至玻璃坯板G和研磨垫10之间。通过该研磨液中含有的研磨件对玻璃坯板G的主表面进行研磨。
另外，对研磨垫可以使用任意的材料，但是，优选使用由聚氨酯的树脂抛光材料构成的研磨垫。
另外，在该研磨装置中，出于对玻璃坯板G设定所期望的研磨负荷的目的，优选调整施加给玻璃坯板G的上定盘40的负荷。从实现高研磨速度的观点出发，负荷优选为50g/cm2以上，更优选为70g/cm2以上，进一步优选为90g/cm2以上。并且从减少刮擦以及品质稳定化的观点出发，研磨负荷优选为180g/cm2以下，更优选为160g/cm2以下，进一步优选为140g/cm2以下。即，负荷优选为50g/cm2～180g/cm2，更优选为70g/cm2～160g/cm2，进一步优选为90g/cm2～140g/cm2。
研磨加工时的研磨液的供给速度因研磨垫10、研磨液的组成和浓度、玻璃坯板G的尺寸的不同而不同，但从提高研磨速度的观点出发，研磨加工时的研磨液的供给速度优选为500ml/分钟～5000ml/分钟，更优选为1000ml/分钟～4500ml/分钟，进一步优选为1500ml/分钟～4000ml/分钟。研磨垫10的转速优选为10rpm～50rpm，更优选为20rpm～40rpm，进一步优选为25rpm～35rpm。
在第1研磨处理中，对于玻璃坯板的主表面的表面凹凸，进行研磨使得粗糙度(Ra)为0.5nm以下且使微观波纹度(MW-Rq)为0.5nm以下。此处，微观波纹度可以以RMS(Rq)值表示，RMS(Rq)值是作为主表面的区域中的波段为100μm～500μm的粗糙度而算出的，例如可以使用光学式的表面形状测定装置进行计测。
主表面的粗糙度以根据JIS B0601：2001所规定的算术平均粗糙度Ra表示，例如可以用AFM进行计测。在本申请中，可以使用在1μm×1μm见方的测定区域中按照512×512像素的分辨率进行测定时的算术平均粗糙度Ra。
(7)化学强化处理
接着，对第1研磨后的玻璃坯板进行化学强化。
作为化学强化液，可以使用例如硝酸钾和硫酸钠的混合液等。
由此，将玻璃坯板浸渍于化学强化液中，由此玻璃坯板的表层的锂离子和钠离子分别被置换成化学强化液中的离子半径相对大的钠离子和钾离子，玻璃坯板得到强化。
(8)第2研磨处理
接着，使用与第1研磨相同的双面研磨装置对经过化学强化且被充分清洗的玻璃坯板实施最终研磨。此时，树脂抛光材料使用软质抛光材料(绒面革)的研磨垫(例如，ASKERC硬度为75的发泡聚氨酯)。研磨垫的硬度优选为ASKER C硬度为60～90的范围内。该第2研磨处理是用于维持在上述第1研磨处理中得到的平坦的表面，且例如使玻璃基板主表面的表面粗糙度Ra成为0.15nm以下的平滑的镜面的镜面研磨加工。作为研磨液，使用分散有胶态氧化硅(平均粒径(D50)为10～50nm)的RO水，并以规定的含量添加了硫酸铝并使其溶解而得到的研磨液。硫酸铝的浓度优选为0.001～1摩尔/L。另外，此处，平均粒径(D50)是指在以通过光散射法测定出的粒度分布中的粉体集群的总体积作为100％而求出累积曲线时，该累积曲线成为50％的点的粒径，例如使用粒径/粒度分布测定装置进行测定而得到的值。
接着，直接使用相同的双面研磨装置进行漂洗处理。在漂洗处理中，例如，使用如下的漂洗液：使向研磨垫与玻璃基板之间供给的处理液为RO水，并适量添加硫酸铝并使其溶解。硫酸铝的浓度可以与上述相同。
将结束了上述漂洗处理的玻璃基板浸渍在清洗槽中，进行超声波清洗并干燥。由此能够得到磁盘用玻璃基板。另外，通过在酸性的清洗液中的清洗，主表面会变得粗糙，主表面的倾斜角的偏差会恶化，因此最好使用中性或者碱性的清洗液。另外，在使用中性或者碱性的清洗液时，清洗液的pH优选在6～11的范围内。此外，优选不使用pH在5以下的酸性的清洗液。
通过第2研磨处理以及漂洗处理，然后经过清洗，能够得到主表面上的斜率的偏差小且大斜率的频次低的磁盘用玻璃基板。即，在以大概10nm的间隔取得了斜率的样本的情况下，得到斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在10％以下的磁盘用玻璃基板。另外，关于主表面的斜率的大小，还可以通过研磨时间、漂洗时间以及清洗时间来适当进行调整。
以上，按照每个处理说明了本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法，但是，处理的顺序也不限于上述顺序。此外，也可以根据其用途或者玻璃组成而省略化学强化处理。
[磁盘]
磁盘是在本实施方式的磁盘用玻璃基板上具有磁记录层的磁记录介质。
磁盘例如具有如下结构：在磁盘用玻璃基板(下面适当称为“基板”)的主表面上，自靠近主表面的一侧起至少依次层积有附着层、基底层、磁记录层、保护层、润滑层。
例如，将基板导入进行了抽真空后的成膜装置内，利用DC磁控溅射法在Ar气氛中，在基板的主表面上依次成膜出附着层至磁记录层。作为附着层可以使用例如CrTi，作为基底层可以使用例如CrRu。作为磁记录层，可以使用例如CoPt系合金。上述成膜后，例如通过CVD法使用C2H4成膜出保护层，在同一腔室内，进行对表面导入氮的氮化处理，由此能够形成磁记录介质。之后，例如通过浸渍涂布法在保护层上涂布PFPE(パーフルオロポリエーテル(全氟聚醚))，由此能够形成润滑层。
此外，在附着层与磁记录层之间，可以利用溅射法(包括DC磁控管溅射法、RF磁控管溅射法等)、真空蒸镀法等公知的成膜方法形成SUL(软磁性层)、种子层、中间层等。上述各层的详细内容可以参照例如日本特开2009－110626号的第[0027]～[0032]段。
另外，如前所述，通过使用本实施方式的磁盘用玻璃基板，即使SUL的膜厚在30nm以下，也能够得到高的SNR。
另外，本实施方式的磁盘用玻璃基板的组成还可以是，作为必要成分含有从由SiO2、Li2O、Na2O、以及MgO、CaO、SrO和BaO构成的组中选择的一种以上的碱土金属氧化物，CaO的含量相对于MgO、CaO、SrO和BaO的合计含量的摩尔比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))在0.20以下，玻璃化温度在650℃以上。这种组成的磁盘用玻璃基板适用于在能源辅助磁记录用磁盘中使用的磁盘用玻璃基板。
关于能源辅助磁记录用磁盘，考虑优选使用高Ku磁性材料形成磁记录层。例如，磁记录层可以为包含以Fe及/或Co与Pt的合金为主要成分的磁性材料的L10有序合金。为了得到这种磁记录层，进行如下的退火处理，即在基板的主表面对以Fe及/或Co与Pt的合金为主要成分的磁性材料进行了成膜后，被有序化。此处，上述退火处理通常在500℃的高温下进行。因此，当构成基板的玻璃缺乏耐热性时，在高温下会发生变形，平坦性被破坏。与此相对，上述组成的基板示出了优异的耐热性(作为玻璃化温度在650℃以上)，因此，在退火处理后，也能够维持高的平坦性。
此外，本实施方式的磁盘用玻璃基板也可以是晶化玻璃。
在通过晶化处理制作晶化玻璃时，例如，也可以进行如下的处理。具体而言，例如，在多个玻璃基板各自的玻璃基板之间夹持盘状的被称作设置器(setter)的板，放入到加热炉中进行热处理。设置器也能够为陶瓷制。在热处理中，例如，在核形成温度下保持规定时间，之后，在晶体生长温度下保持规定时间，由此使玻璃基板晶化。核形成以及晶体生长的温度和时间可以根据玻璃基板的玻璃组成适当设定。在加热后的冷却中，优选调整冷却速度，以使得在玻璃基板中不产生失真或挠曲。
晶化后的玻璃基板例如能够使用通过粉末X-射线衍射法获得的衍射强度分布来判定是否晶化。另外，从缩小玻璃基板的主表面的表面粗糙度这一点出发，优选使晶相的平均晶粒径在10nm以下的晶体析出。
被晶化的玻璃(以下，称作晶化玻璃)是一种对非晶质的玻璃进行加热由此使晶体在玻璃内部析出的结构的材料，能够与非晶质玻璃区分开来。
在本实施方式中，作为晶化处理后的玻璃基板的杨氏模量，优选为100GPa以上，更优选为120GPa以上。由此，能够制成抗折强度和耐冲击性高的玻璃基板。从提高耐冲击性的观点考虑，所述晶化处理后的玻璃基板的抗折强度优选在7kgf以上，尤其优选在8kgf以上。由此，作为面向10000rpm以上的高速旋转的HDD(硬盘驱动装置)，能够获得适宜的磁盘用玻璃基板。
[实施例、比较例]
为了确认本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的效果，使用制成的磁盘用玻璃基板，制作了2.5英寸的磁盘。制作出的磁盘用玻璃基板的玻璃组成1如下所述。
(玻璃组成1)
以质量％表示，是由具有65.08％的SiO2、15.14％的Al2O3、3.61％的Li2O、10.68％的Na2O、0.35％的K2O、0.99％的MgO、2.07％的CaO、1.98％的ZrO2、0.10％的Fe2O3的组成构成的非晶态的铝硅酸盐玻璃，玻璃化温度在510℃。
[实施例、比较例的磁盘用玻璃基板的制作]
按照顺序进行本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的各处理。
此处，
(1)的玻璃坯板的成型使用了冲压成型方法。在粗磨削中，使用了氧化铝系游离磨粒。
(4)的端面研磨中，使用氧化铈作为游离磨粒，利用研磨刷进行了研磨。
(5)的精磨削中，使用磨削装置进行磨削，该磨削装置中，将利用树脂结合剂固定了金刚石磨粒的固定磨粒粘贴在定盘上。
(6)的第1研磨中，使用图4和图5的研磨装置研磨了60分钟。使用了硬质聚氨酯垫作为平均粒径为1μm的氧化铈磨粒研磨垫。
(7)的化学强化中，使用硝酸钾(60重量％)与硝酸钠(40重量％)的混合液等作为化学强化液，将化学强化液的温度设为350℃，使预先预热到200℃的玻璃坯板在化学强化液内浸渍4小时。
(8)的第2研磨中，使用与图4和图5同样的另一研磨装置进行了研磨。抛光材料使用了软质抛光材料(绒面革)的研磨垫(ASKER C硬度为75的发泡聚氨酯)。作为研磨液，使用了分散有胶态氧化硅(平均粒径(D50)为30μm)的RO水，并以0.01摩尔/L的含量添加硫酸铝并使其溶解而得到的研磨液。负荷为100g/cm2，将研磨余量设为5μm。接着，直接使用相同研磨装置进行漂洗处理。在漂洗处理中，使用了以向研磨垫与玻璃坯板之间供给的处理液作为RO水，并以0.01摩尔/L的含量添加硫酸铝并使其溶解而得到的漂洗液。负荷为100g/cm2，将处理时间设为5分钟。将结束了上述漂洗处理的玻璃基板浸渍在分别充满了中性洗涤剂、碱性清洗液(pH在10以下)、纯水、IPA的清洗槽中，进行超声波清洗，之后通过IPA(蒸汽干燥)进行了干燥。由此能够得到磁盘用玻璃基板。制作成的磁盘用玻璃基板是公称2.5英寸(内径为20mm、外径为65mm、板厚为0.635mm)的磁盘用的基板。
利用第2研磨的研磨时间以及清洗时间来调整主表面的斜率，由此，得到了表1的实施例以及比较例的磁盘用玻璃基板。使用AFM测定了制成的磁盘用玻璃基板的主表面的表面性状。如与图3关联地所说明地，对将制作成的磁盘用玻璃基板的主表面上的1μm×1μm的测定区域沿x方向以及y方向分别分割成512个后的位置的高度进行测定，算出了以大概10nm(准确来说，1000/512*5＝9.76nm)为间隔的斜率的平方的平均值、以及斜率的平方的值在0.004以上的频次。另外，将测定位置设为距中心22mm的主表面上，计算出了2次的测定结果的平均值。
其结果是，斜率的平方的平均值大于0.0025、以及斜率的平方的平均值在0.0025以下且斜率的平方的值在0.004以上的频次超过15％的为比较例(表1的比较例1，2)，斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下的为实施例(表1的实施例1，2)。
另外，关于实施例的磁盘用玻璃基板，当使用AFM，在1μm×1μm见方的测定区域中，按照512×512像素的分辨率测定了算术平均粗糙度Ra时，全部在0.15nm以下。
[实施例、比较例的磁盘的制作]
接着根据比较例以及实施例的磁盘用玻璃基板，制作了磁盘。
另外，如下进行了对磁盘用玻璃基板的成膜。首先，使用进行抽真空后的成膜装置，利用DC磁控溅射法在Ar气氛中，在基板上依次成膜出了附着层、SUL、前基底层、基底层、磁记录层、辅助记录层、保护层、润滑层。另外，在没有特别预先说明的情况下，成膜时的Ar气体压力在0.6Pa下进行。作为附着层，将Cr－50Ti成膜4nm。作为SUL，夹持0.7nm的Ru层，分别将92Co－3Ta－5Zr成膜10nm。作为前基底层，将Ni－10W成膜8nm。作为基底层，在0.6Pa下将Ru成膜10nm的基础上，再在5Pa下将Ru成膜10nm。作为磁记录层，在3Pa下将90(72Co－10Cr－18Pt)－5(SiO2)－5(TiO2)成膜15nm。作为辅助记录层，将62Co－18Cr－15Pt－5B成膜6nm。作为保护层，通过CVD法使用C2H4成膜4nm，并对表层进行了氮化处理。作为润滑层，通过浸渍涂布法使用PFPE(パーフルオロポリエーテル(全氟聚醚))，形成1nm。
通过以上的制造工序，得到了与比较例以及实施例的磁盘用玻璃基板对应的磁盘。
通过平面TEM对磁记录层的磁性粒的粒径(直径)进行了调查，平均为8nm。此外，通过截面TEM对成膜状态进行了确认，CrTi和SUL在非晶态状态下看不到晶界等，但是，从NiW至辅助记录层观察到了晶界，并观察到了呈列状进行了晶体生长的情形。
[实施例、比较例的磁盘的评价]
按照以下的条件，对制作成的磁盘进行了再现信号的SNR(信噪比)的测定。另外，使用了DFH机构搭载头。利用DFH机构将记录再现元件部的前端与磁盘表面之间的距离设定为1nm。
·信号写入时的线记录密度为2000kbpi
·磁盘的转速为5400rpm
另外，在将Ref(基准)设为比较例1的SNR时，SNR的评价基准如下。○以及○○、○○○为合格。
○○○：Ref+0.5[dB]≤SNR
○○：Ref+0.3[dB]≤SNR
○：Ref<SNR<Ref+0.3[dB]
×：Ref同等以下
【表1】
根据表1的结果可知，关于斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下的实施例，作为磁盘，得到了良好的SNR。关于斜率的平方的值在0.004以上的频次在10％以下的实施例，作为磁盘，得到了更良好的SNR。这是由于，实施例的磁盘用玻璃基板上的倾斜整体变小，并且包含大倾斜的频次低，因此，几乎不存在实施例的形成在磁盘用玻璃基板上的磁记录层的晶体取向相对于与主表面垂直的方向大幅倾斜，或者晶体不恰当生长的情况。
[在不同的玻璃组成中的评价]
接着，为了进一步确认本实施方式的磁盘用玻璃基板的制造方法的效果，使用与上述组成1不同的组成2的磁盘用玻璃基板，制作了2.5英寸的磁盘。磁盘用玻璃基板的制作方法与组成1的情况(即，上述(1)～(8))相同。玻璃的组成2如下所述。另外，作为使用于在能源辅助磁记录用磁盘中使用的磁盘用玻璃基板的玻璃的组成，优选玻璃的组成2。
(玻璃的组成2)
65摩尔％(64.7质量％)的SiO2、6摩尔％(10.13质量％)的Al2O3、1摩尔％(0.5质量％)的Li2O、9摩尔％(9.24质量％)的Na2O、17摩尔％(11.35质量％)的MgO、0摩尔％(0质量％)的CaO、0摩尔％(0质量％)的SrO、0摩尔％(0质量％)的BaO、2摩尔％(4.08质量％)的ZrO2。
另外，是CaO的含量相对于MgO、CaO、SrO以及BaO的合计含量的摩尔比(CaO/(MgO+CaO+SrO+BaO))为0，且玻璃化温度为671℃的非晶态的铝硅酸盐玻璃。
根据上述玻璃组成2的玻璃，制作出了使第2研磨处理中的研磨时间与实施例1的情况相同的磁盘用玻璃基板(实施例6)。其结果是，与实施例1相同，斜率的平方的平均值在0.0025以下、且斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下。由此，在根据实施例6制作出磁盘的情况下，与实施例1的情况相同，也可认为几乎不存在磁记录层的晶体取向相对于与主表面垂直的方向大幅倾斜，或者晶体不恰当生长的情况，可以期待能够得到与实施例1同样良好的SNR。
以上，详细说明了本发明的磁盘用玻璃基板、磁盘，但是，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，当然可以进行各种改良和变更。
标号说明
10：研磨垫；30：载具；40：上定盘；50：下定盘；61：太阳齿轮；62：内齿轮；71：研磨液供给罐；72：配管。

Claims (9)

1.一种磁盘用玻璃基板，其特征在于，
在根据使用原子力显微镜对磁盘用玻璃基板的主表面上的1μm×1μm的测定区域进行测定得到的、对于垂直的2个方向x、y各自的9.76nm间隔的高度Z，算出了斜率的平方的平均值和斜率的平方的值的情况下，
所述斜率的平方的平均值在0.0025以下、且所述斜率的平方的值在0.004以上的频次在15％以下，
其中，A为测定区域的面积，所述斜率的平方的平均值是对由式(1)算出的方均根斜率Sdq进行平方而得到的值，所述斜率的平方的值是对由式(2)算出的斜率dq进行平方而得到的值，所述斜率是在所述磁盘用玻璃基板的主表面上的表面性状中，采用了主表面上的规定间隔的2点的情况下，将该2点处的高度的变化量除以所述规定间隔的长度而得到的值，
作为所述主表面上波段为100μm～500μm的粗糙度而算出的方均根高度在0.5nm以下。
2.根据权利要求1所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述磁盘用玻璃基板由非晶态玻璃构成。
3.根据权利要求1所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述磁盘用玻璃基板在2000kbpi以上的线记录密度的磁盘中使用。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述主表面的算术平均粗糙度Ra在0.15nm以下。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述磁盘用玻璃基板由玻璃化温度在650℃以上的玻璃构成。
6.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述磁盘用玻璃基板在能源辅助磁记录用磁盘中使用。
7.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述斜率的平方的值在0.004以上的频次在10％以下。
8.根据权利要求1～3中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板，其特征在于，
所述磁盘用玻璃基板在表层具有压缩应力。
9.一种磁盘，其特征在于，
所述磁盘在权利要求1～8中的任意一项所述的磁盘用玻璃基板的表面至少成膜有磁记录层。
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