JP2004083294A - Glass substrate for magnetic disk, magnetic disk and manufacturing method therefor - Google Patents

Glass substrate for magnetic disk, magnetic disk and manufacturing method therefor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass substrate for a magnetic disk capable of obtaining a magnetic disk having high magnetic anisotropy and high recording density even when the glass substrate is used. <P>SOLUTION: The glass substrate for the magnetic disk which has a texture formed on the main surface to give magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate is provided with a main surface shape having a ratio Ra(r)/Ra(c) of 2 or more in at least 3.9-1,000 nm shape wave length region on the main surface of the glass substrate. Where, Ra(c) is center line average roughness in the disk circumferential direction and Ra(r) is center line average roughness in the disk radial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録媒体及び磁気記録媒体用ガラス基板に関し、特にHDD(ハードディスクドライブ)等に搭載される磁気ディスク及び磁気ディスク用ガラス基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、情報記録技術、特に磁気記録技術は、急速なIT産業の発達に伴い飛躍的な技術革新が要請されている。HDD等に搭載される磁気ディスクでは、高容量化の要請により40Gbit/in〜100Gbit/in以上の情報記録密度を実現できる技術が求められている。
磁気ディスクでは、磁気記録ヘッドの浮上飛行方向の磁気特性が特に優れていることが求められる。このため、例えば特開昭62−273619号等では、アルミ合金等の金属基板表面上に磁気異方性を付与するテクスチャを形成した上で、磁性層を成膜することによって、半径方向の磁気特性に対比して、磁気記録ヘッドの浮上飛行方向の磁気特性を向上させるなどされてきた。
ところで、近年、HDDのモバイル化、小型化の要請から、高剛性で耐衝撃性に優れ、また高い表面平滑性が得られるガラス基板が注目されている。
さらに、ガラス基板の場合であれば、耐衝撃性に優れているので、アルミ合金製基板のようにNiP等の金属膜を被着して剛性を補強する必要が無く、製造工程が短縮できるので、廉価な磁気ディスクを提供でき、また、小型化が容易であるという利点がある。
例えば、本出願人は、特開2002−32909号公報において、ガラス基板上に円周状のテクスチャを形成し、この上に磁性層等をスパッタリングした磁気記録媒体に関して開示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板の場合においても、半径方向の磁気特性に比べて、円周方向の磁気特性が優れていることが望まれる。例えば40Gbit/inch以上の記録密度を達成する場合では、残留磁化膜厚積による磁気異方性比(MrtOR)は1.2以上であることが求められる。また、50Gbit/inch以上の記録密度を得るためには、MrtORは1.3以上、特に、60Gbit/inch以上の高記録密度領域ではMrtORは1.35以上が望ましいとされている。
なお、上述のMrtORとは、残留磁化膜厚積(Mrt)から算出する磁気異方性比OR(Oriented Ratio)のことである。磁気記録媒体主表面上の任意の点において、円周方向の残留磁化膜厚積をMrt(c)、半径方向の残留磁化膜厚積をMrt(r)としたときに、Mrt(r)に対するMrt(c)の比Mrt(c)/Mrt(r)をMrtORとして定める。ここで、Mrtとは、Mr(残留磁化)とt(媒体の磁性層厚さ)との積のことである。
すなわち、MrtORがほぼ1であれば、円周方向と半径方向の磁気特性がほぼ等しい、等方性の磁気記録媒体であり、MrtORが1を越えて大きくなるに従って、円周方向の磁気異方性が向上していることを示している。
【0004】
ところが、原因については未だ明らかではないが、アルミ合金製基板や、NiP等の金属膜を被着した基板など、金属表面上に磁気異方性を付与するテクスチャを形成した場合とは異なり、ガラス基板表面上に直接、磁気異方性を付与するテクスチャを形成し、この上に磁性層を形成した場合では、MrtORは1.0〜1.1程度しか得られなかったため、HDDの高容量化と低価格化を阻害する要因となっていた。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第一に、ガラス基板を用いた場合であっても1.2以上のMrtORが得られ、40Gbit/in以上の記録密度が達成できる、耐衝撃性に優れた、廉価な磁気ディスクの得られる磁気ディスク用ガラス基板を提供すること、第二に、ガラス基板を用いた場合であっても1.2以上のMrtORが得られ、40Gbit/in以上の記録密度が達成できる、耐衝撃性に優れた、廉価な磁気ディスクを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者が様々な観点からガラス基板について鋭意検討した結果、磁気ディスク用ガラス基板上に直接、磁気異方性を付与するためのテクスチャを形成する場合、ガラス基板表面形状の中でも、特定の形状波長が磁気異方性の発現及びMrtORの高低に関与していることを見い出し、そして、この特定の形状波長における表面形状を所定の形状に調節することによって、ガラス基板上に直接テクスチャを形成した場合であっても、高い磁気異方性比が得られることを見い出した。
そしてさらに、磁気異方性比と関連性のある形状波長の帯域幅について検討したところ、例えば形状波長が3.9nm〜1000nmの帯域における表面形状と、MrtORとの関係に顕著な相関関係があることを見い出した。
すなわち、本発明は、前記課題を解決するため、以下の構成を有する。
【0006】
(構成1)基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャが主表面に形成された磁気ディスク用ガラス基板であって、該ガラス基板主表面の少なくとも3.9nm〜1000nmの形状波長領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
(構成2)基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャが主表面に形成された磁気ディスク用ガラス基板であって、該ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
(構成3)構成1又は2に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を設けることを特徴とする磁気ディスク。
【0007】
(構成4)ガラス基板主表面上に、該基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャを形成する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、予め、前記ガラス基板主表面の少なくとも3.9nm〜1000nmの形状波長領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成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。
(構成5)ガラス基板主表面上に、該基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャを形成する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、予め、前記ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成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。
(構成6)構成4又は5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ガラス基板上に、少なくとも磁性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。
【0008】
構成1にあるように、磁気異方性を付与するテクスチャをガラス基板の主表面に形成する場合でも、該ガラス基板主表面の特定の形状波長域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することにより、高い磁気異方性が得られる。
図1は本発明者が行ったRa(r)/Ra(c)とMrtORとの相関関係に関する検討結果を示している。
図1の●で示されている結果は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面形状の内、形状波長が3.9nm〜1000nmの帯域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対する半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比、Ra(r)/Ra(c)と、この基板上に磁性層を含む層を形成した磁気ディスクが備えるMrtORとの関係である。また、図中▲で示されている結果は、19.5nm〜5000nmの帯域におけるRa(r)/Ra(c)と、MrtORとの関係であり、図中×で示されている結果は、39.0nm〜10000nmの帯域におけるRa(r)/Ra(c)と、MrtORとの関係である。
ここで表面形状は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて測定している。図1の●で示されている結果は、上述のように形状波長が3.9nm〜1000nmの帯域における結果であるが、これは上記原子間力顕微鏡を用いて、磁気ディスク用ガラス基板主表面の1μm×1μmを測定領域とし、その測定領域を256×256のメッシュで区画して得たデータを基に算出した表面形状数値である。▲で示されているデータはガラス基板主表面の5μm×5μmの領域を、×で示されているデータは10μm×10μmの領域を、それぞれ256×256のメッシュで区画して得たデータを基に算出した表面形状数値である。
【0009】
図1に示す結果から、●で示される主表面形状を備える磁気ディスク用ガラス基板については、Ra(r)/Ra(c)とMrtORとの間には再現性良く、高い相関関係が認められる。
一方、▲で示される主表面形状を備える磁気ディスク用ガラス基板については、Ra(r)/Ra(c)とMrtORとの間にバラツキが大きく、Ra(r)/Ra(c)の大小関係とMrtORの大小関係が順不同であり、従って、ガラス基板主表面上に、MrtORと因果関係に関して不適切な形状波長が含まれているガラス基板であることが判る。また、同じようなRa(r)/Ra(c)を備えるガラス基板表面であっても、MrtORのバラツキが大きく、再現性が悪い。
また、×で示される形状を備える磁気ディスク用ガラス基板については、MrtORとの間に因果関係は認められず、MrtORに寄与しない形状波長が多く含まれていると考えられる。また、同じようなRa(r)/Ra(c)を備えるガラス基板表面であっても、MrtORのバラツキが大きく、再現性が悪い。
以上のように、ガラス基板上に直接、前記テクスチャを形成する場合においては、例えば3.9〜1000nmの形状波長領域において、前記Ra(r)/Ra(c)が2以上の表面形状を備えるガラス基板が好適であり、この場合、再現性良く、MrtORは1.2以上が得られる。更には、Ra(r)/Ra(c)は4以上の主表面形状を備えるガラス基板が好適であり、この場合、再現性良く、MrtORは1.3以上が得られる。
【0010】
このように特定の形状波長域において特定の表面形状を有するガラス基板主表面とすることで、良好な磁気異方性が得られるようになる理由については、詳細には解明されていないが、磁性層を構成する磁性粒子のグレインサイズと、ガラス基板主表面の特定の形状波長域における形状との間に相互作用が発生しているものと考えられる。
たとえばMrtORが1.2以上を求められる40Gbit/in以上の記録密度の磁気ディスクの場合、磁性粒子のグレインサイズは5nm〜15nm程度に微細化されている。磁性層に磁気異方性を付与するガラス基板主表面上のテクスチャは、磁性粒子グレインを所定方向に配向するよう作用していると考えられるが、本発明のガラス基板では、テクスチャ形状のうち、磁性粒子のグレイン配向に関与しない形状周波数帯域を除いた、すなわち磁性粒子のグレイン配向に特に作用する形状波長帯域の形状を特定しているので、高い作用効果が得られるものと考えられる。
従って本発明は、40Gbit/in以上の記録密度を達成するための磁性粒子の配向性を向上させる作用があると考えられ、ガラス基板上に直接テクスチャを形成した場合であっても、高い磁気異方性が得られるようになる。
【0011】
また、構成2にあるように、ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、前記Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することにより、高い磁気異方性が得られる。前述のように、例えば3.9nm〜1000nmの形状波長領域における表面形状は、ガラス基板主表面の1μm×1μmを測定領域とし、その測定領域を256×256のメッシュで区画して得たデータを基に得られる。
本発明では、1μm×1μmの領域のガラス基板主表面において、前記Ra(r)/Ra(c)が2以上の表面形状を備えるガラス基板が好適であり、この場合、再現性良く、MrtORは1.2以上が得られる。更には、Ra(r)/Ra(c)が4以上の主表面形状を備えるガラス基板が好適であり、この場合、再現性良く、MrtORは1.3以上が得られる。本発明において、ガラス基板の主表面形状は、たとえば原子間力顕微鏡(AFM)で測定することができる。この原子間力顕微鏡は、本発明で特定された主表面形状の形状波長領域を高精度に測定できるので好適である。また、1μm×1μmの領域のような微小領域を高精度に測定することができる。
なお、スタイラス(触針)を用いた触針式粗さ計、例えば、ランクテーラーホブソン社製タリステップや、テンコール(Tencor)等では、スタイラスの先端形状が数μm〜数十μm程度もあるので、本発明における形状波長領域に対して正確に測定を行うことができず、また、事実上1μm×1μm領域以下での測定はできない。また、光学式表面粗さ計等の表面粗さ計も、原子間力顕微鏡に比べて水平分解能が悪いため、実用上、本発明における形状波長領域を正確に測定することができず、また、事実上1μm×1μm領域以下での測定はできない。
【0012】
原子間力顕微鏡(AFM)は、カンチレバー(探針)先端の原子と、計測表面上の原子との間の原子間力を測定することにより、精密に表面形状を測定することができる。本発明においては、原子間力顕微鏡(AFM)のカンチレバー(探針)の先端曲率半径は10nm以下とすることが好ましい。10nm以下であれば、本発明で特定されたガラス基板主表面形状の形状波長帯域を高精度に測定でき、また1μm×1μmの微小な領域を高精度に測定することができる。
なお、1μm×1μmの領域の測定に当っては、測定領域を256×256以上のメッシュで区画して得たデータを基に算出した表面形状特性値を用いる事が好ましい。このように測定することで、前にも述べたようにRa(r)/Ra(c)とMrtORとの間に高い相関関係を得ることができるので、好適なMrtORを得るためのガラス基板主表面形状を特定することができる。勿論、測定領域を例えば512×512以上のメッシュで区画して得た結果を用いれば、更に高精度な結果が得られるので好ましい。
【0013】
構成4にあるように、ガラス基板主表面上にテクスチャを形成するにあたって、予め、ガラス基板主表面の少なくとも3.9nm〜1000nmの形状波長領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成することにより、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。ここで、Ra(r)/Ra(c)と磁気異方性との相関関係とは、たとえば前述の図1に示したような相関関係のことである。
また、構成5にあるように、予め、ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成することにより、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。
本発明により、ガラス基板主表面上に直接テクスチャを形成し、その上に磁性層を形成した場合は、好適な磁気異方性が得られ、40Gbit/in以上の高記録密度が達成できる。また、本発明によりこのような磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造することにより、大量生産した場合においても、個体毎のMrtORのバラツキを小さくする事ができるので、生産歩留まり(検査歩留まり)が向上し、品質の安定した、廉価な磁気ディスクを製造する事ができる。特に、歩留まりが向上する事により、検査不良品となる磁気ディスクを減らせるので、産業廃棄物を抑制し、地球環境の保全にも寄与できる。
【0014】
本発明においては、所定の磁気異方性を得るため、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定したRa(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するために、ガラス基板主表面上にテクスチャを施す。このテクスチャを形成する工程としては、たとえばテープ式枚葉研磨方法を用いて、研磨しながら形成するのが好ましい。この場合、遊離砥粒方式、或いは、固定砥粒方式を用いることができる。砥粒としては、例えば、ダイヤモンド砥粒等が挙げられる。遊離ダイヤモンド砥粒を用いた枚葉式研磨方法で前記テクスチャを形成した場合、面内のテクスチャ均一性が高く、MrtORの面内バラツキが小さな磁気ディスクを提供する事ができるので好ましい。
テープ式枚葉研磨方法を実施する装置の例としては、図3に示すようなテープ式テクスチャ装置(概略図)が挙げられる。図3の装置は、後述の実施例で使用する装置である。このテープ式テクスチャ装置によると、スピンドル101に固定されたガラス基板1を回転させるとともに、スラリー(砥粒)滴下口102より研磨剤をテープ103に供給し、ガラス基板1の両主表面をローラー104に巻き付けられたテープ103によって挟むことで、ガラス基板1の主表面に円周状のテクスチャを形成する。テープ103が巻きつけられたローラー104は、一定の回転速度で回転しており、常にテープ103の新しい面がガラス基板1に接触するようにしている。この場合、スピンドル101を揺動させることができるようになっている。
このテープ式テクスチャ装置における、基板回転速度(スピンドル回転速度)とテクスチャ加工時間とを調節することで、ガラス基板の主表面形状を調節することができる。具体的には、基板回転速度(rpm)とテクスチャ加工時間(sec)との積(rpm×sec)を所定範囲とすることで、前記Ra(r)/Ra(c)の値が2以上である表面形状を付与できるように、ガラス基板主表面形状を調節することが可能である。下記表1に、上記基板回転速度とテクスチャ加工時間を様々に調整した場合におけるRa(r)/Ra(c)の値の結果を示す。
【0015】
【表1】

Figure 2004083294
表1の結果より、基板回転速度とテクスチャ加工時間との積が、略3500(rpm×秒)〜12000(rpm×秒)とした場合において、Ra(r)/Ra(c)の値が2以上となり好適であることが判る。
テクスチャ形状としては、磁性層に対して磁気記録ヘッドの浮上飛行方向に磁気異方性を付与するよう形成することが好ましいが、磁気ディスクの場合、磁気記録ヘッドの走行方向は円周方向であるので、円周状の規則性を持ったテクスチャ、あるいは、これに交差する形状成分を持つクロステクスチャ、楕円状テクスチャ、らせん状テクスチャまたはこれら形状成分の複合形態であってよい。中でも円周状のテクスチャは、磁性粒子を磁気記録ヘッドの走行方向へ配列させる作用が高いので好ましい。
本発明において、前記テクスチャを形成する磁気ディスク主表面の位置については、磁気ディスクの記録再生領域であることが好ましい。CSS(Contact Startand Stop)記録再生方式におけるCSSゾーンやLUL(Load Unload)記録再生方式におけるLULゾーンなど、記録再生を行わない領域での主表面形状で特定した場合、主表面形状の面内バラツキなどで記録再生領域の形状と異なる場合があるので好ましくない。
【0016】
なお、ガラス基板として下記の化学強化基板を用いる場合、テクスチャは化学強化後に行うことが好ましい。化学強化においては、イオン交換の過程で、ガラス基板主表面形状が乱される場合がある。
本発明において、ガラス基板に用いる硝種としては特に限定を設けないが、ガラス基板の材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノシリケートガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は結晶化ガラス等のガラスセラミックス等が挙げられる。なお、アルミノシリケートガラスは、耐衝撃性や耐振動性に優れるための特に好ましい。アルミノシリケートガラスとしては、SiO: 62〜75wt%、Al: 5〜15wt%、LiO:4〜10wt%、NaO: 4〜12wt%、ZrO: 5.5〜15wt%を主成分として含有すると共に、NaO/ZrOの重量比が0.5〜2.0、Al/ZrOの重量比が0.4〜2.5である化学強化用ガラス等が好ましい。また、ZrOの未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起を無くすためには、モル%表示で、SiOを57〜74%、ZnOを0〜2.8%、Alを3〜15%、LiOを7〜16%、NaOを4〜14%含有する化学強化用ガラス等を使用することが好ましい。
このようなアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、ガラス基板表面に圧縮応力層を設けることができ、抗折強度や、剛性、耐衝撃性、耐振動性、耐熱性に優れ、高温環境下にあってもNaの析出がないとともに、平坦性を維持し、ヌープ硬度にも優れる。化学強化方法としては、従来より公知の化学強化法であれば特に限定されない。ガラス基板の化学強化は、加熱した化学強化溶融塩にガラス基板を浸漬し、ガラス基板表層のイオンを化学強化溶融塩中のイオンでイオン交換して行う。
【0017】
ガラス基板の直径サイズついては特に限定はないが、実用上、モバイル用途のHDDとして使用されることの多い2.5インチサイズ以下の小型磁気ディスクに対しては、耐衝撃性が高く、40Gbit/in以上の情報記録密度が得られ、かつ廉価な磁気ディスクを提供できる本発明は有用性が高く好適である。
また、ガラス基板の厚さは、0.1mm〜1.5mm程度が好ましい。特に、0.1mm〜0.9mm程度の薄型基板により構成される磁気ディスクの場合では、耐衝撃性が高くかつ廉価な磁気ディスクを提供できる本発明は有用性が高く好適である。
前記構成3又は構成6にあるように、本発明の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することにより、本発明の磁気ディスクが得られる。本発明において、テクスチャを施されたガラス基板上に、成膜を行って磁気ディスクとする場合、以下のように、テクスチャを施されたガラス基板上に、シード層、下地層、オンセット層、磁性層、保護層、潤滑層を設けた磁気ディスクとするのが好適である。
シード層としては、例えば、Al系合金、Cr系合金、NiAl系合金、NiAlB系合金、AlRu系合金、AlRuB系合金、AlCo系合金、FeAl系合金等のbccまたはB2結晶構造型合金等を用いることにより、磁性粒子の微細化を図ることができる。特に、AlRu系合金、中でもAl:30〜70at%、残部がRuの配合量の合金であれば、磁性粒子の微細化作用に優れているので好ましい。
【0018】
下地層としては、Cr系合金、CrMo系合金、CrV系合金、CrW系合金、CrTi系合金、Ti系合金等の磁性層の配向性を調整する層を設けることができる。特に、CrW系合金、中でも、W:5〜40at%、残部がCrの配合量の合金は、磁性粒子の配向を整える作用に優れているので好ましい。
オンセット層としては、磁性層と同様の結晶構造をもつ非磁性材料を用いることにより、磁性層のエピタキシャル成長を助けることができる、例えば、磁性層がCo系合金材料からなる場合は、非磁性のhcp結晶構造をもつ材料、例えば、CoCr系合金、CoCrPt系合金、CoCrPtTa系等を用いる。
本発明においては、磁性層はCo系のhcp結晶構造をもつ合金であることが好ましい。特に、CoCrPtB合金磁性層の場合、前記テクスチャにより磁性粒子グレインが好適に配向するので好ましい。
保護層としては、例えば、カーボン保護膜などが挙げられる。
保護層上には、潤滑層を形成してもよく、潤滑層を形成する潤滑剤としては、PFPE(パーフロロポリエーテル)化合物が好適である。
【0019】
本発明において、ガラス基板上に各層を成膜する方法については、公知の技術を用いることができる。中でも、スパッタリング法は、各層の膜厚を薄くできるので好ましい。
本発明の磁気ディスクは、磁気抵抗効果(MR)型再生素子を備える磁気ヘッドに対して用いると有用性が高い。MR型再生素子は、記録信号に対する感度が高く、高い再生出力が得られるので、40Gbit/in以上の情報記録密度の磁気ディスクに好適である。MR型再生素子としては、AMR素子、GMR素子、TMR素子等が挙げられる。
なお、本発明において、前述の残留磁化膜厚積Mrt(c)とMrt(r)については適宜設定できるが、双方ともに0.5memu/cc以下であることが望ましい。0.5memu/ccを越えると、媒体ノイズが大きくなり、MR型再生素子には不向きである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態についてさらに具体的に説明する。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1
本実施例の磁気ディスク用ガラス基板1は、化学強化されたアルミノシリケートガラスに研磨及びテクスチャが施された基板である。この磁気ディスク用ガラス基板1を使用した本実施例の磁気ディスク10は、図2に示すように、シード層2、下地層3、磁性層4、保護層5、潤滑層6を順次積層してなる。
本実施例においては、前述の図1の相関関係に基づいて、MrtOR=1.32が得られるよう、前記Ra(r)/Ra(c)を6と選定し、この表面形状が得られる様に、磁気ディスク用ガラス基板1を製造した。
本実施例では、以下の(1)粗ラッピング工程(粗研削工程)、(2)形状加工工程、(3)精ラッピング工程(精研削工程)、(4)端面鏡面加工工程、(5)第1研磨工程、(6)第2研磨工程、(7)化学強化工程、(8)テクスチャ工程、を経て磁気ディスク用ガラス基板1を製造し、更に、得られた磁気ディスク用ガラス基板1に(9)成膜工程を施すことにより、磁気ディスク10を製造した。
【0021】
(1)粗ラッピング工程
まず、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより直径66mmφ、厚さ1.5mmの円盤状のアルミノシリケートガラスからなるガラス基板を得た。なお、この場合、ダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状のガラス基板を得てもよい。このアルミノシリケートガラスとしては、SiO:58〜75重量%、Al:5〜23重量%、LiO:3〜10重量%、NaO:4〜13重量%を含有する化学強化ガラスを使用した。次いで、ガラス基板に寸法精度及び形状精度の向上させるためラッピング工程を行った。このラッピング工程は両面ラッピング装置を用い、粒度#400の砥粒を用いて行なった。具体的には、はじめに粒度#400のアルミナ砥粒を用い、荷重を100kg程度に設定して、上記ラッピング装置のサンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を面精度0〜1μm、表面粗さ(Rmax)6μm程度にラッピングした。
(2)形状加工工程
次に、円筒状の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、外周端面の研削をして直径を65mmφとした後、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板端面の表面粗さは、Rmaxで4μm程度であった。なお、一般に、2.5インチ型HDD(ハードディスクドライブ)では、外径が65mmの磁気ディスクを用いる。
【0022】
(3)精ラッピング工程
次に、砥粒の粒度を#1000に変え、ガラス基板表面をラッピングすることにより、表面粗さをRmaxで2μm程度、Raで0.2μm程度とした。上記ラッピング工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽(超音波印加)に順次浸漬して、超音波洗浄を行なった。
(4)端面鏡面加工工程
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)の表面の粗さを、Rmaxで1μm、Raで0.3μm程度に研磨した。そして、上記端面鏡面加工を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
(5)第1研磨工程
次に、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去するため第1研磨工程を両面研磨装置を用いて行なった。両面研磨装置においては、研磨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、このキャリアをサンギアと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番によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板の研磨面との間に研磨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磨加工するものである。以下、実施例で使用する両面研磨装置としては同一装置を用いた。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、研磨工程を実施した。研磨条件は、研磨液としては酸化セリウム(平均粒径1.3μm)を研磨剤として分散したRO水とし、荷重:100g/cm、研磨時間:15分とした。上記第1研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、IPA(イソプロピルアルコール)、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
【0023】
(6)第2研磨工程
次に第1研磨工程で使用したものと同じタイプの両面研磨装置を用い、ポリシャを軟質ポリシャ(スウェードパット)に変えて、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、例えば表面粗さRaを1.0〜0.3μm程度以下まで低減させることを目的とするものである。研磨条件は、研磨液としては酸化セリウム(平均粒径0.8μm)を分散したRO水とし、荷重:100g/cm、研磨時間を5分とした。上記第2研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
(7)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380℃に加熱し、上記洗浄・乾燥済みのガラス基板を約4時間浸漬して化学強化処理を行なった。化学強化を終えたガラス基板を硫酸、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
次に、上記洗浄を終えたガラス基板表面の目視検査及び光の反射・散乱・透過を利用した精密検査を実施した。その結果、ガラス基板表面に付着物による突起や、傷等の欠陥は発見されなかった。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=2.13nm、Ra=0.20nmと超平滑な表面を持つ磁気ディスク用ガラス基板を得た。また、ガラス基板の外径は65mm、内径は20mm、板厚は0.635mmであった。
【0024】
(8)テクスチャ工程
前述の図3に示したテープ(Tape)式のテクスチャ装置を用いて、研磨、及び円周状テクスチャ処理を施した。図3の装置において、支点aを中心とし、ローラ104の軸にそれぞれ固定した板状の部材105,105が動くことによってガラス基板1を挟みつけている。この時、ガラス基板1に負荷される加重は板状の部材105間に張られたバネ106の力により決定する。加重は張力計107により測定される。なお、テープには織物タイプのテープを、硬質研磨剤には平均粒径0.125μmの多結晶ダイヤモンドが分散剤に溶かしてあるスラリーを用いて行った。
このときのテクスチャ加工条件は以下のとおりである。
加工圧力  10g/mm
基板回転速度  150rpm
テープの送り速度 3mm/sec
テクスチャ加工時間 50秒
従ってこのときの、基板回転速度×テクスチャ加工時間は、7500(rpm×秒)である。
テクスチャ加工後、ガラス基板の主表面形状の測定を行った。表面形状は、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて、高精細な評価のできるタッピングモードで測定した。測定範囲は1μm×1μmの磁気ディスク用ガラス基板主表面である。AFM測定に用いたカンチレバー(探針)の先端曲率半径は、高精度の測定結果が得られるよう、10nmの先端曲率半径を備えるものを選定して測定した。測定結果は、縦横を256×256個のメッシュに区画し、256×256個のデータを用いて、表面形状特性値を算出した。
その結果、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板表面には円周状のテクスチャが形成されており、後記表2に示すように、Ra(r)/Ra(c)は6.01であった。なお、中心線平均粗さRaの定義は、日本工業規格(JIS)B0601の規定に従った。表面形状特性値の算出に当たっては、形状波長が3.9nm〜1000nmの形状波長帯域にある形状を用いた。また、測定に用いたディスクの半径位置は、2.5インチ型磁気ディスクの記録再生領域である、半径=22mmの主表面である。
【0025】
(9)成膜工程
枚葉式スパッタリング装置を用いて、上記テクスチャを施されたガラス基板上に、シード層2、下地層3、磁性層4、保護層5及び潤滑層6を順次形成した。シード層2は、CrTi薄膜(膜厚300オングストローム)からなる第1のシード層2aと、AlRu薄膜(膜厚:400オングストローム)からなる第2のシード層2bを形成した。下地層3は、CrW薄膜(膜厚:100オングストローム)で、磁性層の結晶構造を良好にするために設けた。なお、このCrW薄膜は、Cr:90at%、W:10at%の組成比で構成されている。
磁性層4は、CoPtCrB合金からなり、膜厚は、200オングストロームである。この磁性層のCo、Pt、Cr、B の各含有量は、Co:73at%、Pt:7at%、Cr:18at%、B:2at%である。なお、磁性粒子グレインサイズをTEM(透過型電子顕微鏡)の平面撮影で調査したところ平均7nmであった。
保護層5は、磁性層4が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのもので、膜厚50オングストロームの水素化カーボンからなる。潤滑層6は、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、膜厚は9オングストロームである。
【0026】
次に、得られた磁気ディスクの磁気特性及び信頼性を以下のようにして評価した。
〔磁気特性評価〕
磁気特性は、VSM(振動試料型磁化測定法)により測定した。磁気ディスクの半径=22mm位置を中心として8mm直径の円形試料を切り出し、基板の円周方向、基板の半径方向にそれぞれ外部磁場を印加(±10kOe)して磁化曲線を求め、基板の円周方向及び半径方向のMrt(残留磁化膜厚積)を算出した。
その結果については後記表2に示すように、MrtORは1.32を得ることができた。
〔信頼性評価〕
得られた磁気ディスクについて、グライド特性評価を行ったところ、タッチダウンハイトは、4.5nmであった。タッチダウンハイトは、浮上しているヘッドの浮上量を順に下げていき(例えば磁気ディスクの回転数を低くしていく)、磁気ディスクと接触し始める浮上量を求めて、磁気ディスクの浮上量の能力を測るものであるが、通常、40Gbit/in以上の記録密度が求められるHDDでは、タッチダウンハイトは5nm以下であることが求められる。
また、ヘッド浮上時の浮上量を12nmとし、70℃、80%RH環境下で、ヘッドのロード・アンロード動作を繰り返して行うLUL耐久性について試験したところ、60万回のLUL連続試験後でも、ヘッドクラッシュや、サーマルアスペリティなどの故障は発生しなかった。通常に使用されるHDDでは、LUL回数が60万回を越えるには10年間程度の使用が必要とされている。
【0027】
実施例2
本実施例では、図1の相関関係を基に、MrtORが1.3を得られるよう、前記Ra(r)/Ra(c)を4と選定し、この表面形状が得られるように磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクの製造を行った。具体的には、実施例1のテクスチャ工程において、基板回転速度を150rpm、テクスチャ加工時間を30秒とした。従って、本実施例においては、基板回転速度×テクスチャ加工時間は、4500(rpm×秒)である。この点以外は、実施例1と同様にして磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造し、実施例1と同様な評価を行った。結果については表2に示す。
実施例3
本実施例では、図1の相関関係を基に、MrtORが1.2を得られるよう、前記Ra(r)/Ra(c)を2.3と選定し、この表面形状が得られるように磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクの製造を行った。具体的には、実施例1のテクスチャ工程において、基板回転速度を120rpm、テクスチャ加工時間を30秒とした。従って、本実施例においては、基板回転速度×テクスチャ加工時間は、3600(rpm×秒)である。この点以外は、実施例1と同様にして磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造し、実施例1と同様な評価を行った。結果については表2に示す。
【0028】
比較例1
本比較例では、実施例1のテクスチャ工程において、基板回転速度を1000rpm、テクスチャ加工時間を30秒とし、基板回転速度×テクスチャ加工時間は、30000(rpm×秒)であること以外は、実施例1と同様にして磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造し、実施例1と同様な評価を行った。結果については表2に示す。
比較例2
実施例1においてテクスチャ工程を行わなかった点以外は、実施例1と同様にして磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造し、実施例1と同様な評価を行った。結果については表2に示す。
【0029】
【表2】
Figure 2004083294
表2の結果を対比すると、図1に示された相関関係と同様な、Ra(r)/Ra(c)とMrtORの関係が得られている事が判る。本発明実施例により、前記Ra(r)/Ra(c)を2以上とすることによって、MrtORは1.2以上が得られるようになり、前記Ra(r)/Ra(c)を4以上とすることによって、MrtORは1.3以上が得られるようなることが確認された。すなわち、ガラス基板主表面に、所定の形状波長領域における前記Ra(r)/Ra(c)が2以上となる表面形状を設けることにより、高い磁気異方性を有して高密度記録を可能とする磁気ディスクが得られることが判る。
【0030】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ガラス基板上に少なくとも磁性層を形成したときに、磁性層に高い磁気異方性を付与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。また、このようにガラス基板を用いた場合であっても、高い磁気異方性を備えることで高密度記録を達成でき、しかも耐衝撃性に優れ、廉価な磁気ディスクを提供することができる。また、前述の図1のように、前記Ra(r)/Ra(c)とMrtORとの相関関係を予め求めておくことにより、再現性よく、所定のMrtORを備える磁気ディスクを製造する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Ra(r)/Ra(c)とMrtORとの相関関係を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態による磁気ディスクの層構成を模式的に示す断面図である。
【図3】実施例で用いるテープ式テクスチャ装置の概略構成を示す(a)側面図と(b)斜視図である。
【符号の説明】
1  磁気ディスク用ガラス基板
2  シード層
3  下地層
4  磁性層
5  保護層
6  潤滑層
10 磁気ディスク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic recording medium and a glass substrate for a magnetic recording medium, and more particularly to a magnetic disk mounted on an HDD (hard disk drive) or the like and a glass substrate for a magnetic disk.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Today, information recording technology, particularly magnetic recording technology, is required to undergo dramatic technological innovation with the rapid development of the IT industry. For magnetic disks mounted on HDDs and the like, 40 Gbit / in2~ 100Gbit / in2There is a need for a technology that can achieve the above information recording density.
A magnetic disk is required to have particularly excellent magnetic characteristics in the flying flight direction of a magnetic recording head. For this reason, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-273819, a magnetic layer is formed on a metal substrate surface of an aluminum alloy or the like by forming a texture for imparting magnetic anisotropy, and then a magnetic layer is formed. Compared to the characteristics, the magnetic characteristics of the magnetic recording head in the flying flight direction have been improved.
By the way, in recent years, due to demands for mobile and miniaturized HDDs, glass substrates that have high rigidity, excellent impact resistance, and high surface smoothness have been receiving attention.
Further, in the case of a glass substrate, since it is excellent in impact resistance, there is no need to apply a metal film such as NiP to reinforce the rigidity as in the case of an aluminum alloy substrate, and the manufacturing process can be shortened. There is an advantage that an inexpensive magnetic disk can be provided and miniaturization is easy.
For example, the present applicant discloses in JP-A-2002-32909 a magnetic recording medium in which a circumferential texture is formed on a glass substrate and a magnetic layer or the like is sputtered thereon.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Even in the case of a glass substrate, it is desired that the magnetic properties in the circumferential direction be superior to the magnetic properties in the radial direction. For example, 40Gbit / inch2In order to achieve the above recording density, the magnetic anisotropy ratio (MrtOR) based on the product of the residual magnetization film thickness is required to be 1.2 or more. In addition, 50Gbit / inch2In order to obtain the above recording density, MrtOR is 1.3 or more, particularly, 60 Gbit / inch.2In the high recording density region described above, it is considered that MrtOR is desirably 1.35 or more.
The above-mentioned MrtOR is a magnetic anisotropy ratio OR (Oriented Ratio) calculated from the product of the residual magnetization film thickness (Mrt). At any point on the main surface of the magnetic recording medium, when the product of the thickness of the residual magnetization in the circumferential direction is Mrt (c) and the product of the thickness of the residual magnetization in the radial direction is Mrt (r), the relationship to Mrt (r) is obtained. The ratio Mrt (c) / Mrt (r) of Mrt (c) is defined as MrtOR. Here, Mrt is a product of Mr (residual magnetization) and t (magnetic layer thickness of the medium).
That is, if MrtOR is approximately 1, the magnetic recording medium is an isotropic magnetic recording medium having substantially the same magnetic properties in the circumferential direction and the radial direction. As MrtOR exceeds 1 and increases, the magnetic anisotropy in the circumferential direction increases. This indicates that the performance has been improved.
[0004]
However, although the cause is not yet clear, unlike a case where a texture that imparts magnetic anisotropy is formed on a metal surface, such as an aluminum alloy substrate or a substrate on which a metal film such as NiP is applied, glass is used. When a texture for imparting magnetic anisotropy is formed directly on the substrate surface and a magnetic layer is formed thereon, only about 1.0 to 1.1 of MrtOR was obtained. It was a factor that hindered price reduction.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is that, first, even when a glass substrate is used, an MrtOR of 1.2 or more is obtained, and 40 Gbit / in2To provide a glass substrate for a magnetic disk which can achieve the above recording density, is excellent in impact resistance, and can obtain an inexpensive magnetic disk. Second, even when a glass substrate is used, it is 1.2 or more. Of 40 Gbit / in2An object of the present invention is to provide an inexpensive magnetic disk which can achieve the above recording density, is excellent in impact resistance, and is inexpensive.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on the glass substrate from various viewpoints, the present inventor has found that when a texture for imparting magnetic anisotropy is directly formed on a glass substrate for a magnetic disk, a specific shape among the glass substrate surface shapes is used. It was found that the wavelength was involved in the development of magnetic anisotropy and the level of MrtOR, and the texture was formed directly on the glass substrate by adjusting the surface shape at this specific shape wavelength to a predetermined shape. Even in this case, it has been found that a high magnetic anisotropy ratio can be obtained.
Further, when the bandwidth of the shape wavelength related to the magnetic anisotropy ratio is examined, for example, there is a remarkable correlation between the surface shape in the band of the shape wavelength of 3.9 nm to 1000 nm and MrtOR. I found something.
That is, the present invention has the following configurations in order to solve the above-mentioned problems.
[0006]
(Configuration 1) A glass substrate for a magnetic disk in which a texture for imparting magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate is formed on a main surface, and a shape wavelength of at least 3.9 nm to 1000 nm on the main surface of the glass substrate. Main surface shape in which the ratio Ra (r) / Ra (c) of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction is 2 or more in the region. A glass substrate for a magnetic disk, comprising:
(Constitution 2) A glass substrate for a magnetic disk in which a texture for imparting magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate is formed on a main surface, and 1 μm × 1 μm × divided into a plurality of sections on the main surface of the glass substrate. The ratio Ra (r) / Ra (c) of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in the region of 1 μm is 2 or more. A glass substrate for a magnetic disk having a surface shape.
(Structure 3) A magnetic disk characterized in that at least a magnetic layer is provided on the magnetic disk glass substrate according to structure 1 or 2.
[0007]
(Structure 4) A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, comprising a step of forming a texture on a main surface of a glass substrate to impart magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate, wherein the glass substrate is The ratio Ra (r) / of the center line average roughness Ra (デ ィ ス ク r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in the shape wavelength region of at least 3.9 nm to 1000 nm on the main surface. A correlation between Ra (c) and magnetic anisotropy is obtained in advance, and the value of Ra (r) / Ra (c) is selected based on the correlation in order to obtain a predetermined magnetic anisotropy. And forming a texture giving a surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c).
(Structure 5) A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, comprising a step of forming a texture on a main surface of a glass substrate to impart magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the glass substrate, wherein the glass substrate is The ratio Ra (r) of the center line average roughness Ra (に 対 す る r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in an area of 1 μm × 1 μm allocated to a plurality of sections on the main surface. ) / Ra (c) and the correlation between the magnetic anisotropy and the value of the Ra (r) / Ra (c) based on the correlation in order to obtain a predetermined magnetic anisotropy. And forming a texture giving a surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c).
(Structure 6) A method for manufacturing a magnetic disk, comprising forming at least a magnetic layer on a glass substrate manufactured by the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to structure 4 or 5.
[0008]
As in Configuration 1, even when a texture for imparting magnetic anisotropy is formed on the main surface of a glass substrate, the center line average roughness in the circumferential direction of the disk in a specific shape wavelength region of the main surface of the glass substrate. High magnetic anisotropy can be obtained by having a main surface shape in which the ratio Ra (r) / Ra (c) of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to Ra (c) is 2 or more. .
FIG. 1 shows the results of a study conducted by the present inventor on the correlation between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR.
The results indicated by ● in FIG. 1 indicate that the center line average roughness Ra (c) in the circumferential direction of the disk in the band having a shape wavelength of 3.9 nm to 1000 nm among the main surface shapes of the magnetic disk glass substrate. Is the ratio of the center line average roughness Ra (r) in the radial direction to the ratio, Ra (r) / Ra (c), and the relationship between MrtOR provided in the magnetic disk having a layer including a magnetic layer formed on the substrate. Further, the results indicated by ▲ in the figure are the relationship between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR in the band of 19.5 nm to 5000 nm, and the results indicated by × in the figure are: It is a relationship between Ra (r) / Ra (c) in a band of 39.0 nm to 10000 nm and MrtOR.
Here, the surface shape is measured using an atomic force microscope (AFM). The results indicated by ● in FIG. 1 are the results in the band having the shape wavelength of 3.9 nm to 1000 nm as described above, and this is obtained by using the atomic force microscope described above. Is a surface shape numerical value calculated based on data obtained by defining 1 μm × 1 μm as a measurement region and dividing the measurement region by a 256 × 256 mesh. The data indicated by ▲ is based on data obtained by partitioning a 5 μm × 5 μm area on the main surface of the glass substrate, and the data indicated by × is obtained by partitioning a 10 μm × 10 μm area with a 256 × 256 mesh. Is the numerical value of the surface shape calculated.
[0009]
From the results shown in FIG. 1, with respect to the magnetic disk glass substrate having the main surface shape indicated by ●, a high correlation is observed between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR with good reproducibility. .
On the other hand, with respect to the magnetic disk glass substrate having the main surface shape indicated by ▲, there is a large variation between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR, and the magnitude relationship of Ra (r) / Ra (c). It can be seen that the magnitude relationship between MrtOR and MrtOR is in no particular order, and therefore the glass substrate has a shape wavelength that is inappropriate on the main surface of the glass substrate with respect to the causal relationship with MrtOR. Further, even on a glass substrate surface having the same Ra (r) / Ra (c), the variation of MrtOR is large, and the reproducibility is poor.
Further, regarding the glass substrate for a magnetic disk having the shape indicated by x, no causal relationship was observed with MrtOR, and it is considered that many shape wavelengths that do not contribute to MrtOR are included. Further, even on a glass substrate surface having the same Ra (r) / Ra (c), the variation of MrtOR is large, and the reproducibility is poor.
As described above, when the texture is directly formed on the glass substrate, for example, the Ra (r) / Ra (c) has a surface shape of 2 or more in a shape wavelength region of 3.9 to 1000 nm. A glass substrate is preferable. In this case, the reproducibility is good and the MrtOR is 1.2 or more. Further, a glass substrate having a main surface shape of Ra (r) / Ra (c) of 4 or more is preferable. In this case, reproducibility is good and MrtOR is 1.3 or more.
[0010]
Although the reason why a magnetic substrate having a specific surface shape in a specific shape wavelength region and a glass substrate main surface can obtain good magnetic anisotropy has not been elucidated in detail, it has not been elucidated in detail. It is considered that an interaction occurs between the grain size of the magnetic particles constituting the layer and the shape of the main surface of the glass substrate in a specific shape wavelength range.
For example, 40 Gbit / in which requires MrtOR of 1.2 or more2In the case of the magnetic disk having the above recording density, the grain size of the magnetic particles is reduced to about 5 nm to 15 nm. The texture on the glass substrate main surface that imparts magnetic anisotropy to the magnetic layer is considered to act to orient the magnetic particle grains in a predetermined direction, but in the glass substrate of the present invention, of the texture shape, Since the shape frequency band that does not contribute to the grain orientation of the magnetic particles is excluded, that is, the shape of the shape wavelength band that particularly affects the grain orientation of the magnetic particles is specified, it is considered that a high effect can be obtained.
Therefore, the present invention provides a 40 Gbit / in2It is considered that there is an effect of improving the orientation of magnetic particles for achieving the above recording density, and high magnetic anisotropy can be obtained even when a texture is formed directly on a glass substrate. .
[0011]
Further, as in Configuration 2, by having a main surface shape in which Ra (r) / Ra (c) is 2 or more in a 1 μm × 1 μm area allocated to a plurality of sections on the glass substrate main surface. And high magnetic anisotropy can be obtained. As described above, the surface shape in the shape wavelength region of, for example, 3.9 nm to 1000 nm is obtained by dividing the measurement region by a mesh of 256 × 256 with a measurement region of 1 μm × 1 μm of the main surface of the glass substrate. Obtained from the base.
In the present invention, a glass substrate having a surface shape where Ra (r) / Ra (c) is 2 or more on the main surface of the glass substrate in a region of 1 μm × 1 μm is preferable. In this case, the reproducibility is good and MrtOR is 1.2 or more is obtained. Further, a glass substrate having a main surface shape with Ra (r) / Ra (c) of 4 or more is suitable. In this case, reproducibility is good and MrtOR is 1.3 or more. In the present invention, the main surface shape of the glass substrate can be measured by, for example, an atomic force microscope (AFM). This atomic force microscope is suitable because it can measure the shape wavelength region of the main surface shape specified in the present invention with high accuracy. Further, a minute area such as an area of 1 μm × 1 μm can be measured with high accuracy.
In the case of a stylus-type roughness meter using a stylus (a stylus), for example, Taristep manufactured by Rank Taylor Hobson, Tencor, or the like, the tip shape of the stylus is several μm to several tens μm. In the present invention, accurate measurement cannot be performed in the shape wavelength region, and measurement in a region of 1 μm × 1 μm or less cannot be practically performed. In addition, surface roughness meters such as an optical surface roughness meter also have a lower horizontal resolution than an atomic force microscope, so that in practice, the shape wavelength region in the present invention cannot be accurately measured. Actually, measurement in a region of 1 μm × 1 μm or less cannot be performed.
[0012]
An atomic force microscope (AFM) can precisely measure a surface shape by measuring an atomic force between an atom at a tip of a cantilever (probe) and an atom on a measurement surface. In the present invention, the radius of curvature of the tip of the cantilever (probe) of the atomic force microscope (AFM) is preferably 10 nm or less. When the thickness is 10 nm or less, the shape wavelength band of the glass substrate main surface shape specified in the present invention can be measured with high accuracy, and a minute region of 1 μm × 1 μm can be measured with high accuracy.
In the measurement of an area of 1 μm × 1 μm, it is preferable to use a surface shape characteristic value calculated based on data obtained by dividing the measurement area by a mesh of 256 × 256 or more. By performing such measurement, a high correlation can be obtained between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR as described above. The surface shape can be specified. Of course, it is preferable to use a result obtained by partitioning the measurement area by, for example, a mesh of 512 × 512 or more, since a more accurate result can be obtained.
[0013]
As described in Configuration 4, in forming a texture on the main surface of the glass substrate, the center line average roughness Ra (in the circumferential direction of the disk) in the shape wavelength region of at least 3.9 nm to 1000 nm on the main surface of the glass substrate in advance. A correlation between the ratio Ra (r) / Ra (c) of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to c に 対 す る) and the magnetic anisotropy is obtained in advance to obtain a predetermined magnetic anisotropy. For this purpose, the value of Ra (r) / Ra (c) is selected based on the correlation, and a texture is formed to give a surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c). Thereby, the glass substrate for a magnetic disk according to the present invention can be manufactured. Here, the correlation between Ra (r) / Ra (c) and the magnetic anisotropy is, for example, the correlation as shown in FIG.
Further, as described in Configuration 5, the center in the disk radial direction with respect to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in a 1 μm × 1 μm area previously allocated to a plurality of sections on the main surface of the glass substrate. The correlation between the magnetic anisotropy and the ratio Ra (r) / Ra (c) of the linear average roughness Ra (r) is determined in advance, and based on the correlation, a predetermined magnetic anisotropy is obtained. The magnetic disk according to the present invention by selecting the value of Ra (r) / Ra (c) and forming a texture giving the surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c). Glass substrates can be manufactured.
According to the present invention, when a texture is formed directly on the main surface of a glass substrate and a magnetic layer is formed thereon, a suitable magnetic anisotropy can be obtained, and 40 Gbit / in.2The above high recording density can be achieved. Further, by manufacturing such a glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk according to the present invention, even in the case of mass production, the variation of MrtOR for each individual can be reduced, so that the production yield (inspection yield) is reduced. It is possible to manufacture an inexpensive magnetic disk with improved quality and stability. In particular, by improving the yield, it is possible to reduce the number of magnetic disks that are defective in inspection, thereby suppressing industrial waste and contributing to the preservation of the global environment.
[0014]
In the present invention, in order to obtain a predetermined magnetic anisotropy, the value of Ra (r) / Ra (c) is selected based on the correlation, and the selected value of Ra (r) / Ra (c) is selected. In order to give the surface shape, texture is applied on the main surface of the glass substrate. As a step of forming the texture, it is preferable to form the texture while polishing, for example, using a tape-type single wafer polishing method. In this case, a loose abrasive method or a fixed abrasive method can be used. Examples of the abrasive grains include diamond abrasive grains. When the texture is formed by a single-wafer polishing method using free diamond abrasive grains, it is preferable because a magnetic disk with high in-plane texture uniformity and small in-plane variation of MrtOR can be provided.
As an example of an apparatus for performing the tape-type single wafer polishing method, there is a tape-type texture apparatus (schematic diagram) as shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 3 is an apparatus used in embodiments described later. According to this tape-type texturing apparatus, the glass substrate 1 fixed to the spindle 101 is rotated, and at the same time, an abrasive is supplied to the tape 103 from the slurry (abrasive) dropping port 102, and both main surfaces of the glass substrate 1 are A circumferential texture is formed on the main surface of the glass substrate 1 by being sandwiched between the tapes 103 wound around the glass substrate 1. The roller 104 around which the tape 103 is wound is rotating at a constant rotation speed so that a new surface of the tape 103 always contacts the glass substrate 1. In this case, the spindle 101 can be swung.
The main surface shape of the glass substrate can be adjusted by adjusting the substrate rotation speed (spindle rotation speed) and the texturing time in this tape-type texture device. Specifically, by setting the product (rpm × sec) of the substrate rotation speed (rpm) and the texture processing time (sec) in a predetermined range, the value of Ra (r) / Ra (c) is 2 or more. It is possible to adjust the glass substrate main surface shape so that a certain surface shape can be provided. Table 1 below shows the results of the values of Ra (r) / Ra (c) when the substrate rotation speed and the texture processing time were variously adjusted.
[0015]
[Table 1]
Figure 2004083294
From the results in Table 1, when the product of the substrate rotation speed and the texture processing time is approximately 3500 (rpm × sec) to 12000 (rpm × sec), the value of Ra (r) / Ra (c) is 2 As described above, it is understood that the method is preferable.
The texture shape is preferably formed so as to impart magnetic anisotropy to the magnetic layer in the flying flight direction of the magnetic recording head, but in the case of a magnetic disk, the running direction of the magnetic recording head is the circumferential direction. Therefore, it may be a texture having a circumferential regularity, a cross texture having an intersecting shape component, an elliptical texture, a spiral texture, or a composite form of these shape components. Among them, the circumferential texture is preferable because it has a high effect of arranging the magnetic particles in the running direction of the magnetic recording head.
In the present invention, the position of the main surface of the magnetic disk on which the texture is formed is preferably a recording / reproducing area of the magnetic disk. When specified by the main surface shape in a non-recording / reproducing area, such as a CSS zone in a CSS (Contact / Start / Stop) recording / reproducing method or an LUL zone in a LUL (Load / Unload) recording / reproducing method, in-plane variation of the main surface shape, etc. In some cases, the shape may be different from the shape of the recording / reproducing area.
[0016]
When the following chemically strengthened substrate is used as the glass substrate, it is preferable to perform the texture after the chemical strengthening. In chemical strengthening, the shape of the main surface of the glass substrate may be disturbed in the course of ion exchange.
In the present invention, the type of glass used for the glass substrate is not particularly limited, and examples of the material of the glass substrate include, for example, aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, and quartz. Glass, chain silicate glass, glass ceramics such as crystallized glass, and the like are included. In addition, aluminosilicate glass is particularly preferable because it has excellent shock resistance and vibration resistance. As the aluminosilicate glass, SiO2: 62 ~ 75wt% 、 Al2O3: 5 ~ 15wt%, Li2O: 4 to 10 wt%, Na2O: 4-12 wt%, ZrO2: Containing not less than 5.5 to 15 wt% as a main component and Na2O / ZrO2Weight ratio of 0.5 to 2.0, Al2O3/ ZrO2Is preferably a glass for chemical strengthening having a weight ratio of 0.4 to 2.5. Also, ZrO2In order to eliminate protrusions on the glass substrate surface caused by undissolved substances of257-74%, ZnO20 to 2.8%, Al2O33-15%, LiO27-16%, Na2It is preferable to use glass for chemical strengthening containing 4 to 14% of O.
Such an aluminosilicate glass can be provided with a compressive stress layer on the surface of the glass substrate by chemical strengthening, and is excellent in bending strength, rigidity, impact resistance, vibration resistance, heat resistance, and in high temperature environments. In this case, there is no precipitation of Na, flatness is maintained, and Knoop hardness is excellent. The chemical strengthening method is not particularly limited as long as it is a conventionally known chemical strengthening method. Chemical strengthening of the glass substrate is performed by immersing the glass substrate in a heated chemically strengthened molten salt and ion-exchanging ions in the surface layer of the glass substrate with ions in the chemically strengthened molten salt.
[0017]
There is no particular limitation on the diameter of the glass substrate. However, in practice, a small magnetic disk of 2.5 inches or less, which is often used as a HDD for mobile use, has high impact resistance and 40 Gbit / in.2The present invention, which can provide the above information recording density and can provide an inexpensive magnetic disk, has high utility and is suitable.
Further, the thickness of the glass substrate is preferably about 0.1 mm to 1.5 mm. In particular, in the case of a magnetic disk constituted by a thin substrate having a thickness of about 0.1 mm to 0.9 mm, the present invention, which can provide an inexpensive magnetic disk with high impact resistance, is highly useful and suitable.
As in Configuration 3 or Configuration 6, the magnetic disk of the present invention is obtained by forming at least a magnetic layer on the glass substrate for a magnetic disk of the present invention. In the present invention, when a magnetic disk is formed by forming a film on a textured glass substrate, a seed layer, an underlayer, an onset layer, It is preferable to use a magnetic disk provided with a magnetic layer, a protective layer, and a lubricating layer.
As the seed layer, for example, a bcc or B2 crystal structure type alloy such as an Al alloy, a Cr alloy, a NiAl alloy, a NiAlB alloy, an AlRu alloy, an AlRuB alloy, an AlCo alloy, and an FeAl alloy is used. This makes it possible to reduce the size of the magnetic particles. In particular, an AlRu-based alloy, in particular, an alloy having an Al content of 30 to 70 at% and a balance of Ru is preferable because it is excellent in the effect of miniaturizing the magnetic particles.
[0018]
As the underlayer, a layer for adjusting the orientation of the magnetic layer such as a Cr-based alloy, a CrMo-based alloy, a CrV-based alloy, a CrW-based alloy, a CrTi-based alloy, or a Ti-based alloy can be provided. In particular, CrW-based alloys, particularly alloys with a W content of 5 to 40 at% and the balance of Cr being included, are preferred because they are excellent in adjusting the orientation of the magnetic particles.
By using a nonmagnetic material having the same crystal structure as the magnetic layer as the onset layer, the epitaxial growth of the magnetic layer can be assisted. For example, when the magnetic layer is made of a Co-based alloy material, a nonmagnetic material is used. A material having an hcp crystal structure, for example, a CoCr-based alloy, a CoCrPt-based alloy, a CoCrPtTa-based material, or the like is used.
In the present invention, the magnetic layer is preferably an alloy having a Co-based hcp crystal structure. In particular, in the case of a CoCrPtB alloy magnetic layer, the magnetic particles are preferably oriented by the texture, which is preferable.
Examples of the protective layer include a carbon protective film.
A lubricating layer may be formed on the protective layer, and a PFPE (perfluoropolyether) compound is suitable as a lubricant for forming the lubricating layer.
[0019]
In the present invention, a known technique can be used for forming each layer on a glass substrate. Among them, the sputtering method is preferable because the thickness of each layer can be reduced.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The magnetic disk of the present invention is highly useful when used for a magnetic head having a magnetoresistive (MR) reproducing element. Since the MR type reproducing element has high sensitivity to a recording signal and can obtain a high reproducing output, 40 Gbit / in2It is suitable for a magnetic disk having the above information recording density. Examples of the MR reproducing element include an AMR element, a GMR element, a TMR element and the like.
In the present invention, the above-mentioned remnant magnetization film thickness products Mrt (c) and Mrt (r) can be set as appropriate, but it is preferable that both are 0.5 memu / cc or less. If it exceeds 0.5 memu / cc, the medium noise increases, and it is not suitable for an MR reproducing element.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to examples. Note that the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
The glass substrate 1 for a magnetic disk of the present embodiment is a substrate obtained by polishing and texturing chemically strengthened aluminosilicate glass. As shown in FIG. 2, the magnetic disk 10 of this embodiment using the glass substrate 1 for a magnetic disk has a seed layer 2, an underlayer 3, a magnetic layer 4, a protective layer 5, and a lubricating layer 6, which are sequentially laminated. Become.
In the present embodiment, Ra (r) / Ra (c) is selected to be 6 based on the above-described correlation shown in FIG. 1 so that MrtOR = 1.32, and this surface shape is obtained. Then, a glass substrate 1 for a magnetic disk was manufactured.
In the present embodiment, the following (1) rough lapping step (rough grinding step), (2) shape processing step, (3) fine lapping step (fine grinding step), (4) mirror face end processing step, (5) 1 polishing step, (6) second polishing step, (7) chemical strengthening step, and (8) texturing step, to produce a glass substrate 1 for a magnetic disk. 9) The magnetic disk 10 was manufactured by performing a film forming process.
[0021]
(1) Rough lapping process
First, a disc-shaped glass substrate made of aluminosilicate glass having a diameter of 66 mm and a thickness of 1.5 mm was obtained from a molten glass by direct pressing using an upper mold, a lower mold, and a body mold. In this case, in addition to the direct press, a disk-shaped glass substrate may be obtained by cutting a sheet glass formed by a down-draw method or a float method with a grinding wheel. As this aluminosilicate glass, SiO 22: 58-75% by weight, Al2O3: 5 to 23% by weight, Li2O: 3 to 10% by weight, Na2O: Chemically strengthened glass containing 4 to 13% by weight was used. Next, a lapping process was performed on the glass substrate to improve dimensional accuracy and shape accuracy. This lapping step was performed using a double-sided lapping apparatus and abrasive grains having a grain size of # 400. Specifically, first, using alumina abrasive grains having a grain size of # 400, setting the load to about 100 kg, and rotating the sun gear and the internal gear of the wrapping device, both surfaces of the glass substrate housed in the carrier are exposed. Lapping was performed to an accuracy of 0 to 1 μm and a surface roughness (Rmax) of about 6 μm.
(2) Shape processing process
Next, a hole was made in the central portion of the glass substrate using a cylindrical grindstone, and the outer peripheral end surface was ground to a diameter of 65 mmφ. Then, the outer peripheral end surface and the inner peripheral end surface were subjected to predetermined chamfering. At this time, the surface roughness of the end face of the glass substrate was about 4 μm in Rmax. In general, a 2.5-inch HDD (hard disk drive) uses a magnetic disk having an outer diameter of 65 mm.
[0022]
(3) Fine wrapping process
Next, the particle size of the abrasive grains was changed to # 1000, and the surface of the glass substrate was wrapped to make the surface roughness about 2 μm in Rmax and about 0.2 μm in Ra. The glass substrate after the lapping step was sequentially immersed in each of washing tanks (ultrasonic application) of a neutral detergent and water to perform ultrasonic cleaning.
(4) Mirror finish process
Next, the surface roughness of the end surface (inner circumference, outer circumference) of the glass substrate was polished to about 1 μm in Rmax and about 0.3 μm in Ra while rotating the glass substrate by brush polishing. Then, the surface of the glass substrate which had been subjected to the end surface mirror finishing was washed with water.
(5) First polishing step
Next, a first polishing step was performed using a double-side polishing apparatus in order to remove scratches and distortion remaining in the above-described lapping step. In a double-side polishing apparatus, a glass substrate held by a carrier is brought into close contact between an upper and lower platen to which a polishing pad is attached, and this carrier is meshed with a sun gear and an internal gear, and the glass substrate is pinched by an upper and lower standard. . Then, by supplying a polishing liquid between the polishing pad and the polishing surface of the glass substrate and rotating the glass substrate, the glass substrate revolves while rotating on the surface plate to simultaneously grind both surfaces. Hereinafter, the same apparatus was used as the double-side polishing apparatus used in the examples. Specifically, a polishing step was performed using a hard polisher (hard urethane foam) as the polisher. The polishing conditions were as follows: a polishing liquid was RO water in which cerium oxide (average particle size: 1.3 μm) was dispersed as an abrasive; a load: 100 g / cm2Polishing time: 15 minutes. The glass substrate after the first polishing step was sequentially immersed in each of a cleaning tank of a neutral detergent, pure water, pure water, IPA (isopropyl alcohol), and IPA (steam drying), ultrasonically cleaned, and dried. .
[0023]
(6) Second polishing step
Next, a second polishing step was performed using a double-side polishing apparatus of the same type as that used in the first polishing step, and changing the polisher to a soft polisher (Sweed Pad). The second polishing step aims at reducing, for example, the surface roughness Ra to about 1.0 to 0.3 μm or less while maintaining the flat surface obtained in the first polishing step. is there. The polishing conditions were as follows: a polishing liquid was RO water in which cerium oxide (average particle size: 0.8 μm) was dispersed; load: 100 g / cm2The polishing time was 5 minutes. The glass substrate having been subjected to the second polishing step was sequentially immersed in cleaning tanks of a neutral detergent, pure water, pure water, IPA and IPA (steam drying), ultrasonically cleaned, and dried.
(7) Chemical strengthening process
Next, the glass substrate after the above-mentioned cleaning was chemically strengthened. For the chemical strengthening, a chemical strengthening solution in which potassium nitrate and sodium nitrate were mixed was prepared, the chemical strengthening solution was heated to 380 ° C., and the washed and dried glass substrate was immersed for about 4 hours to perform a chemical strengthening treatment. The chemically strengthened glass substrate was sequentially immersed in cleaning tanks of sulfuric acid, a neutral detergent, pure water, pure water, IPA, and IPA (steam drying), ultrasonically cleaned, and dried.
Next, a visual inspection of the surface of the glass substrate after the cleaning and a precision inspection using reflection, scattering, and transmission of light were performed. As a result, no defects such as protrusions and scratches were found on the surface of the glass substrate. When the surface roughness of the main surface of the glass substrate obtained through the above steps was measured by an atomic force microscope (AFM), the glass substrate had an ultra-smooth surface of Rmax = 2.13 nm and Ra = 0.20 nm. A glass substrate for a magnetic disk was obtained. The outer diameter of the glass substrate was 65 mm, the inner diameter was 20 mm, and the plate thickness was 0.635 mm.
[0024]
(8) Texture process
Polishing and circumferential texture processing were performed using the tape-type texture device shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 3, the glass substrate 1 is sandwiched by the movement of plate-like members 105, 105 fixed to the shaft of the roller 104 about the fulcrum a. At this time, the load applied to the glass substrate 1 is determined by the force of the spring 106 stretched between the plate-like members 105. The load is measured by the tensiometer 107. The tape was a woven tape, and the hard abrasive was a slurry in which polycrystalline diamond having an average particle size of 0.125 μm was dissolved in a dispersant.
The texture processing conditions at this time are as follows.
Processing pressure 10g / mm2
Substrate rotation speed @ 150rpm
Tape feed speed 3 mm / sec
Texture processing time 50 seconds
Therefore, the substrate rotation speed × texture processing time at this time is 7500 (rpm × sec).
After the texture processing, the main surface shape of the glass substrate was measured. The surface shape was measured using an AFM (Atomic Force Microscope) in a tapping mode that enables high-definition evaluation. The measurement range is the main surface of the magnetic disk glass substrate of 1 μm × 1 μm. The tip radius of curvature of the cantilever (probe) used in the AFM measurement was measured by selecting a tip having a tip radius of curvature of 10 nm so as to obtain a highly accurate measurement result. The measurement results were obtained by dividing the length and width into 256 × 256 meshes, and calculating the surface shape characteristic values using the 256 × 256 data.
As a result, a circumferential texture was formed on the surface of the glass substrate for a magnetic disk of this example, and as shown in Table 2 below, Ra (r) / Ra (c) was 6.01. . The definition of the center line average roughness Ra conformed to the provisions of Japanese Industrial Standard (JIS) B0601. In calculating the surface shape characteristic value, a shape having a shape wavelength in a shape wavelength band of 3.9 nm to 1000 nm was used. The radial position of the disk used for the measurement is the main surface with a radius of 22 mm, which is the recording / reproducing area of the 2.5-inch magnetic disk.
[0025]
(9) Film forming process
Using a single-wafer sputtering apparatus, a seed layer 2, a base layer 3, a magnetic layer 4, a protective layer 5, and a lubricating layer 6 were sequentially formed on the textured glass substrate. As the seed layer 2, a first seed layer 2a made of a CrTi thin film (thickness: 300 angstroms) and a second seed layer 2b made of an AlRu thin film (thickness: 400 angstroms) were formed. The underlayer 3 was a CrW thin film (thickness: 100 angstroms) and was provided to improve the crystal structure of the magnetic layer. Note that this CrW thin film is composed of a composition ratio of Cr: 90 at% and W: 10 at%.
The magnetic layer 4 is made of a CoPtCrB alloy and has a thickness of 200 angstroms. The contents of Co, Pt, Cr, and B in this magnetic layer are Co: 73 at%, Pt: 7 at%, Cr: 18 at%, and B: 2 at%. The grain size of the magnetic particles was examined by TEM (transmission electron microscope) plane photographing and found to be 7 nm on average.
The protective layer 5 is for preventing the magnetic layer 4 from deteriorating due to contact with the magnetic head, and is made of hydrogenated carbon having a thickness of 50 Å. The lubricating layer 6 is formed by dipping a liquid lubricant of perfluoropolyether and has a thickness of 9 angstroms.
[0026]
Next, the magnetic properties and reliability of the obtained magnetic disk were evaluated as follows.
(Evaluation of magnetic properties)
The magnetic properties were measured by VSM (vibration sample type magnetization measurement method). A circular sample having a diameter of 8 mm is cut out with the radius of the magnetic disk at a position of 22 mm as the center, and an external magnetic field is applied (± 10 kOe) in the circumferential direction of the substrate and in the radial direction of the substrate to determine a magnetization curve. And the radial direction Mrt (residual magnetization film thickness product) was calculated.
As a result, as shown in Table 2 below, MrtOR was able to obtain 1.32.
[Reliability evaluation]
When the glide characteristics of the obtained magnetic disk were evaluated, the touchdown height was 4.5 nm. The touchdown height is obtained by sequentially lowering the flying height of the flying head (for example, by lowering the rotation speed of the magnetic disk), obtaining the flying height at which the magnetic disk starts to contact, and calculating the flying height of the magnetic disk. It measures performance, but usually 40Gbit / in2In the HDD requiring the above recording density, the touchdown height is required to be 5 nm or less.
Further, when the flying height at the time of flying of the head was set to 12 nm and the load and unloading operations of the head were repeated under the environment of 70 ° C. and 80% RH, the LUL durability was tested. No failure such as head crash or thermal asperity occurred. In the case of a HDD that is normally used, it is necessary to use the HDD for about 10 years before the number of LUL operations exceeds 600,000.
[0027]
Example 2
In the present embodiment, the Ra (r) / Ra (c) is selected as 4 based on the correlation shown in FIG. 1 so that MrtOR is 1.3, and the magnetic disk is formed so as to obtain this surface shape. Glass substrates for use and magnetic disks were manufactured. Specifically, in the texture process of Example 1, the substrate rotation speed was 150 rpm, and the texture processing time was 30 seconds. Therefore, in the present embodiment, the substrate rotation speed × texture processing time is 4500 (rpm × sec). Except for this point, a glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk were manufactured in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 2 shows the results.
Example 3
In the present embodiment, Ra (r) / Ra (c) is selected to be 2.3 based on the correlation shown in FIG. 1 so as to obtain MrtOR of 1.2. A glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk were manufactured. Specifically, in the texturing step of Example 1, the substrate rotation speed was 120 rpm, and the texturing time was 30 seconds. Therefore, in this embodiment, the substrate rotation speed × texture processing time is 3600 (rpm × sec). Except for this point, a glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk were manufactured in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 2 shows the results.
[0028]
Comparative Example 1
In this comparative example, in the texturing step of Example 1, the substrate rotation speed was set to 1000 rpm, the texture processing time was set to 30 seconds, and the substrate rotation speed × texture processing time was 30,000 (rpm × second). A glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk were manufactured in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 2 shows the results.
Comparative Example 2
A glass substrate for a magnetic disk and a magnetic disk were manufactured in the same manner as in Example 1 except that the texturing step was not performed in Example 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. Table 2 shows the results.
[0029]
[Table 2]
Figure 2004083294
Comparing the results in Table 2, it can be seen that the same relationship between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR as the correlation shown in FIG. 1 is obtained. According to the embodiment of the present invention, by setting the ratio of Ra (r) / Ra (c) to 2 or more, it becomes possible to obtain MrtOR of 1.2 or more, and to set the Ra (r) / Ra (c) to 4 or more. As a result, it was confirmed that MrtOR of 1.3 or more was obtained. That is, by providing the glass substrate main surface with a surface shape in which Ra (r) / Ra (c) is 2 or more in a predetermined shape wavelength region, high density recording is possible with high magnetic anisotropy. It can be seen that a magnetic disk having the following condition is obtained.
[0030]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a glass substrate for a magnetic disk capable of imparting high magnetic anisotropy to a magnetic layer when at least a magnetic layer is formed on the glass substrate. In addition, even when a glass substrate is used, high-density recording can be achieved by providing high magnetic anisotropy, and an inexpensive magnetic disk with excellent impact resistance can be provided. Also, as shown in FIG. 1 described above, by previously obtaining the correlation between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR, it is possible to manufacture a magnetic disk having a predetermined MrtOR with good reproducibility. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a correlation between Ra (r) / Ra (c) and MrtOR.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a layer configuration of the magnetic disk according to the embodiment of the present invention.
3A is a side view and FIG. 3B is a perspective view showing a schematic configuration of a tape-type texture device used in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Glass substrate for magnetic disk
2 Seed layer
3 Underlayer
4 Magnetic layer
5 Protective layer
6 Lubricant layer
10 magnetic disk

Claims (6)

基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャが主表面に形成された磁気ディスク用ガラス基板であって、
該ガラス基板主表面の少なくとも3.9nm〜1000nmの形状波長領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
A magnetic disk glass substrate in which a texture for imparting magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate is formed on a main surface,
The ratio Ra (r) of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in at least the shape wavelength region of 3.9 nm to 1000 nm on the main surface of the glass substrate. r) / Ra (c) is a glass substrate for a magnetic disk, having a main surface shape of 2 or more.
基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャが主表面に形成された磁気ディスク用ガラス基板であって、
該ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)が2以上である主表面形状を有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
A magnetic disk glass substrate in which a texture for imparting magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate is formed on a main surface,
The ratio of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in an area of 1 μm × 1 μm allocated to a plurality of sections on the main surface of the glass substrate. A glass substrate for a magnetic disk, having a main surface shape in which Ra (r) / Ra (c) is 2 or more.
請求項1又は2に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を設けることを特徴とする磁気ディスク。A magnetic disk, comprising: a glass layer for a magnetic disk according to claim 1, wherein at least a magnetic layer is provided. ガラス基板主表面上に、該基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャを形成する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
予め、前記ガラス基板主表面の少なくとも3.9nm〜1000nmの形状波長領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成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。
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising a step of forming a texture on a main surface of a glass substrate to impart magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate,
The ratio of the center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in at least the shape wavelength region of 3.9 nm to 1000 nm on the main surface of the glass substrate. A correlation between Ra (r) / Ra (c) and magnetic anisotropy is obtained in advance, and the Ra (r) / Ra (c) is determined based on the correlation in order to obtain a predetermined magnetic anisotropy. A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, comprising: selecting a value of (a) and forming a texture that gives a surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c).
ガラス基板主表面上に、該基板上に設ける磁性層に磁気異方性を付与するテクスチャを形成する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
予め、前記ガラス基板主表面の複数の区画に割り振られた1μm×1μmの領域における、ディスク円周方向の中心線平均粗さRa(c )に対するディスク半径方向の中心線平均粗さRa( r)の比Ra(r)/Ra(c)と、磁気異方性との相関関係を求めておき、所定の磁気異方性を得るために、前記相関関係に基づいて前記Ra(r)/Ra(c)の値を選定し、選定した前記Ra(r)/Ra(c)の値の表面形状を付与するテクスチャを形成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。
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising a step of forming a texture on a main surface of a glass substrate to impart magnetic anisotropy to a magnetic layer provided on the substrate,
The center line average roughness Ra (r) in the disk radial direction with respect to the center line average roughness Ra (c) in the disk circumferential direction in an area of 1 μm × 1 μm previously allocated to a plurality of sections on the main surface of the glass substrate. The correlation between the ratio Ra (r) / Ra (c) and the magnetic anisotropy is determined in advance, and the Ra (r) / Ra is determined based on the correlation in order to obtain a predetermined magnetic anisotropy. A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, comprising selecting a value of (c) and forming a texture giving a surface shape of the selected value of Ra (r) / Ra (c).
請求項4又は5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ガラス基板上に、少なくとも磁性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。A method for manufacturing a magnetic disk, comprising: forming at least a magnetic layer on a glass substrate manufactured by the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 4.
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