JP2006021259A - 磁気ディスク基板の研磨方法および磁気ディスク媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 表面粗さの更なる低減を行い、コロイダルシリカの残留によるヘッド衝突を無くすことのできる、磁気ディクス基板の研磨方法を提供すること。
【解決手段】 コロイダルシリカを含む研磨剤６１を供給しながらめっき基板５９表面のめっき層を仕上げ研磨する。研磨量は、５００nm以上が望ましく、主加工圧80ｇ／cm²以上とする。仕上げ研磨が終了した後、バルブ６４を閉じ、純水供給用のバルブ６５を開いて純水６２を供給することにより基板５９上のコロイダルシリカを含む研磨剤６１を簡易的に取り除く。次に、研磨剤供給バルブ６４を開き、洗浄研磨用に調合したコロイダルシリカ無しの一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤を供給しながら洗浄研磨を実施する。研磨量は、１nm以上が望ましく、主加工圧３０ｇ／cm²以下とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば磁気ディスク記憶装置に使用される磁気ディスク基板の研磨方法および磁気ディスク媒体に関する。

現在、ハードディスクの基板としては、Ni−Pめっきを施したアルミ基板や、ガラス基板が広く用いられている。このような基板には、高記録密度化に伴い、その表面平滑性を確保するため、粗さ低減の要求が強まっている。

基板は一般に、形状加工工程、研削工程、研磨工程、洗浄工程を経て製造される。基板の表面の平滑性は、主に研磨工程で使用する研磨パッド、研磨砥粒の種類や粒径を選定することによって所望な表面に仕上げられている。特にNi−Pめっき基板の仕上げ研磨としては、両面研磨装置を使用し、ポリウレタン系の研磨布とコロイダルシリカを含んだ研磨剤で加工し、仕上げを行っている(例えば、特許文献1参照)。Ni−Pめっき基板の表面粗さを小さくするためには、研磨剤に混入させるコロイダルシリカの粒径を小さくすることが有効である。現在はコロイダルシリカの砥粒径は、20nm程度まで微細化が進んでいる。

しかしながら、20nm程度まで微細化されたコロイダルシリカを使用すると、Ni−Pめっき基板上のコロイダルシリカの残留が問題となり、従来の洗浄工程ではこの残留コロイダルシリカを十分に取り去ることが難しくなっている。そのため、Ni−Pめっき基板上に磁性層を形成してなる磁気ディスク媒体を組み込んだハードディスクドライブにおいて信号の読書きを行うヘッドと衝突してしまうおそれが高い。さらに、高密度化の進展に伴い、更なる表面粗さの低減要求も強まっている。

また、垂直磁気記録方式においては、軟磁性層をめっきにより形成する技術の開発が行われている。めっき軟磁性層としては、Ni低Pめっき、NiCoPめっき、NiFePめっき、NiCoFePめっき、Ni低Bめっき、NiCoBめっき、NiFeBめっき、NiCoFeBめっきが有力とされている。

垂直磁気記録方式においては、高密度化により、現在の基板以上に表面粗さの低減と、コロイダルシリカの残渣除去によるヘッドの浮上安定性向上が強く望まれている。

さらに、高密度化による基板の表面粗さのさらなる低減と、コロイダルシリカの残渣除去によるヘッドの浮上安定性向上等を実現すべく、例えば、特許文献２に記載されるような、基板表面を低加重でリンスすることによって基板作成時に発生する微小突起を除去する技術、特許文献３に記載されるような、２段階研磨を実施する技術が知られている。

特開２００１−８９７４９号公報 特開平１０−１５２６７４号公報 特開平９−３３０５１８号公報

しかしながら、上述した従来の技術では、表面粗さの低減とヘッドの浮上安定性向上とが必ずしも満足すべきものが得られていない、というのが現状であった。

本発明は、上記した従来技術の問題点である表面粗さの更なる低減を行い、また、コロイダルシリカの残留によるヘッド衝突を無くすことのできる、磁気ディクス基板の研磨方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、研磨剤としてコロイダルシリカを用いた磁気ディスク基板の研磨方法であって、主加工圧80g／cm²以上、研磨量0.5μm以上とする仕上げ研磨を実施した後、主加工圧30g／cm²以下の洗浄研磨を実施することを特徴とする。

ここで、前記磁気ディスク基板は、Ni−Pめっき磁気ディスク基板、NiCoPめっき磁気ディスク基板、NiFePめっき磁気ディスク基板、NiCoFePめっき磁気ディスク基板、NiBめっき磁気ディスク基板、NiCoBめっき磁気ディスク基板、NiFeBめっき磁気ディスク基板、およびNiCoFeBめっき磁気ディスク基板のいずれかとすることができる。

さらに前記洗浄研磨においては、前記仕上げ研磨工程において使用した研磨剤の成分からコロイダルシリカのみを除去した研磨液を使用することができる。

さらに、上記いずれかの研磨方法で製作したNi−Pめっき基板を用いて製作した磁気ディスク媒体を特徴とする。

さらに、上記いずれかの研磨方法で製作した軟磁性めっき基板を用いて製作した垂直記録方式の磁気ディスク媒体を特徴とする。

なお、上記の洗浄研磨は、従来の研磨工程の後に最終仕上げの研磨と、残留したコロイダルシリカの洗浄を同時に行うことを特徴とする。研磨剤としてコロイダルシリカを用いた磁気ディスク基板の仕上げ研磨に際して、主加工圧80g／cm²以上、研磨量0.5μm以上としたのは、主加工圧80g／cm²未満、研磨量0.5μm未満では、表面粗さを十分に小さくすることができないからである。また、洗浄研磨に際して、主加工圧30g／cm²以下としたのは、主加工圧30g／cm²を越えると、十分な表面平滑性が得られないからである。

なお、洗浄研磨において、パッドは前記仕上げ研磨工程において使用したものと同等のものを用い、研磨剤としては、前記仕上げ研磨工程において使用した研磨剤の成分からコロイダルシリカのみを除去した研磨液を使用することができる。

本発明によれば、従来コロイダルシリカを含む研磨剤で研磨していたときの表面粗さよりも、さらに表面粗さを低減することができ、記録密度の向上が可能となった。また、本発明によれば、研磨時に発生するコロイダルシリカの残渣を研磨時に除去することができ、複雑な後洗浄を行うことなく、従来の後洗浄工程で清浄性の高いNi−Pめっき基板の製造が可能となった。さらに、コロイダルシリカの残留によるヘッド衝突を無くすことができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。
本発明における磁気ディスク基板は、Ni−Pめっき磁気ディスク基板、NiCoPめっき磁気ディスク基板、NiFePめっき磁気ディスク基板、NiCoFePめっき磁気ディスク基板、NiBめっき磁気ディスク基板、NiCoBめっき磁気ディスク基板、NiFeBめっき磁気ディスク基板、およびNiCoFeBめっき磁気ディスク基板のいずれかとすることができる。

図1に本発明により研磨を行うための両面研磨装置を示す。
両面研磨装置５１は水平方向に回転可能に設置され、かつその上面にドーナツ状の研磨布53を装着する下定盤５２と、この下定盤５２の上方位置にこの下定盤５２と対向同軸状に配置されると共に水平方向に回転可能及び垂直方向に昇降可能に保持され、かつ下面にドーナツ状の研磨布５５を装着した上定盤５４と、各研磨布５３、５５間において研磨布５３、５５の軸心位置に配置される太陽歯車５６の径方向外方位置に同心状に配置される内歯歯車５７と、この内歯歯車５７及び太陽歯車５６と両歯車に歯合いされ下定盤５２の研磨布５３上に載置された状態で両歯車５６、５７間に配置される外歯歯車にて形成されると共に基板５９を保持する基板保持具５８と、上定盤５４から基板５９の上面にコロイダルシリカを含む研磨剤６１と純水６２をバルブ６４、６５、スラリー溜め６０およびパイプ６３を介して供給、停止できるスラリー供給手段１２を具備して構成される。

上記のように構成される両面研磨装置５１において、基板５９を基板保持体５８の基板装着用穴に配置し、そして、基板５９の上下面に上下の研磨布５３、５５を押し当てた状態にして、コロイダルシリカを含む研磨剤６１を供給しながら太陽歯車５６を回転駆動すると共に、上下の定盤５２、５４を相互に逆方向に回転駆動することにより、基板保持体５８を自転させながら太陽歯車５６の周りで公転させて基板５９の両面を研磨加工する。

まず、仕上げ研磨工程を実施する。コロイダルシリカを研磨剤とし、一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤と調合して仕上げ研磨用スラリーとする。これらの研磨材の粒径は、表面粗さを低減するために、平均粒径が小さいほどよく、６０nm以下であることが望ましい。そして、両面研磨装置５１の研磨剤供給用のバルブ６４を開き、研磨剤６１を供給しながら前述のめっき基板表面のめっき層を仕上げ研磨する。本工程における研磨量は、５００nm以上が望ましく、主加工圧80ｇ／cm²以上とし、研磨条件に対する研磨レートによって、所望の研磨量を研磨するのに必要な研磨時間を算出して実施する。研磨が終了した後、もしくは、両面研磨装置51の太陽歯車５６、上下の定盤５２、５４が減速中にバルブ６４を閉じ、純水供給用のバルブ６５を開いて純水６２を供給することにより基板５９上のコロイダルシリカを含む研磨剤６１を簡易的に取り除く。その表面粗さは、Ra＝０．３nm以下であることが望ましい。

次に洗浄研磨を実施する。まず、前述の仕上げ研磨を実施した研磨剤において使用した一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤にコロイダルシルカを加えることなく、この一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤を洗浄研磨の研磨剤として使用する。研磨装置は、前記仕上げ研磨を行った両面研磨装置５１を用い、研磨剤供給バルブ６４を開き、洗浄研磨用に調合したコロイダルシリカ無しの一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤を供給しながら洗浄研磨を実施する。本工程における研磨量は、１nm以上が望ましく、主加工圧３０ｇ／cm²以下とし、研磨条件に対する研磨レートによって、所望の研磨量を研磨するのに必要な研磨時間を算出して実施する。その表面粗さは、Ra＝０．２nm以下であることが望ましい。研磨が終了した後、もしくは、両面研磨装置５１の太陽歯車５６、上下の定盤５２、５４が減速中に研磨剤供給バルブ６４を閉じ、純水供給バルブ６５を開いて純水６２を供給することにより基板５６上の一般的な有機酸を用いた酸性エッチング剤による研磨剤を簡易的に取り除く。

また、垂直記録方式用のめっき軟磁性基板においては耐酸性が弱いため、アルカリ性に調合した研磨剤を用いるが、その研磨工程、及び方法は前述の方法と同一である。

図2に本発明のめっき基板上に非磁性シード層、磁気記録層、保護層を形成した磁気ディスク媒体の断面模式図を示す。１０はめっき基板、２０は非磁性シード層、３０は磁気記録層、４０は保護層である。

（実施例１）
以下に本発明の実施例を記す。
Ni−Pめっき基板の基体として３．５インチφのAｌ−5Mg（wt％）合金を用い、P濃度１２．５％のNi−高Pめっき液を用いてP濃度12．5wt％、膜厚９μmのNi−高P層を形成した基板を用いて研磨を実施した。

コロイダルシリカを含む研磨剤としては、砥粒径２０nmである日本ミクロコーティング（株）の５０８５ＳＤ３０を用いた。表1に仕上げ研磨における研磨条件と、そのときの研磨速度を示す。

また、本発明方法で洗浄研磨を行う研磨剤としては、日本ミクロコーティング（株）の５０８５ＳＤ３０からコロイダルシリカを除いたコロイダルシリカ無しの研磨剤を用いた。表2に洗浄研磨における研磨条件と、そのときの研磨速度を示す。

その後、純水によるブラシスクラブ洗浄、超純水による超音波洗浄（ディップ方式）を行いＩＰＡベーパーによる乾燥を行った。

本発明方法の実施例及び従来例（表１の仕上げ研磨のみのもの）の表面粗さと、コロイダルシリカの残渣の有無を測定した結果を表3に示す。表面粗さの測定は、ＡＦＭにて１０μm×１０μmの表面粗さＲａを測定した。また、コロイダルシリカの残渣については、ＡＦＭにて３０μm×３０μmの表面粗さ測定を１０ポイント行い、高さ２０nm程度の突起の検出有無で判定を行った。

（実施例２）
垂直記録用の軟磁性めっき基板の基体として３．５インチφのAｌ−５Mg（wt％）合金を用い、P濃度４．５％のNi−低Pめっき液を用いてP濃度４．５wt％、膜厚３μmのNi−低P層を形成した基板を用いて研磨を実施した。

コロイダルシリカを含む研磨剤としては、砥粒径２０nmである日本ミクロコーティング（株）の５０８５ＨＳＤ３０（ＰＨ８）を用いた。表４に仕上げ研磨における研磨条件と、そのときの研磨速度を示す。

また、本発明方法で洗浄研磨を行う研磨剤としては、日本ミクロコーティング（株）の５０８５ＨＳＤ３０からコロイダルシリカを除いたコロイダルシリカ無しの研磨剤を用いた。表5に洗浄研磨における研磨条件と、そのときの研磨速度を示す。

その後、純水によるブラシスクラブ洗浄、超純水による超音波洗浄（ディップ方式）を行いＩＰＡべーパーによる乾燥を行った。

本発明方法の実施例及び従来例（表４の仕上げ研磨のみのもの）の表面粗さと、コロイダルシリカの残渣の有無を測定した結果を表６に示す。表面粗さの測定は、ＡＦＭにて１０μm×１０μmの表面粗さＲａを測定した。また、コロイダルシリカの残渣については、ＡＦＭにて３０μm×３０μmの表面粗さ測定を１０ポイント行い、高さ２０nm程度の突起の検出有無で判定を行った。

本発明による研磨の実施形態に用いる両面研磨装置の概略図である。 本発明による磁気ディスク媒体の実施形態の構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１０ めっき基板
２０ 非磁性シード層
３０ 磁気記録層
４０ 保護層
５１ 両面研磨装置
５２ 下定盤
５３，５５ 研磨布
５４ 上定盤
５６ 太陽歯車
５７ 内歯歯車
５８ 基板保持具
５９ 基板
６０ スラリー溜め
６１ 研磨剤
６２ 純水
６３ パイプ
６４，６５ バルブ

Claims (5)

1. 研磨剤としてコロイダルシリカを用いた磁気ディスク基板の研磨方法であって、
   主加工圧80g／cm²以上、研磨量0.5μm以上とする仕上げ研磨を実施した後、主加工圧30g／cm²以下の洗浄研磨を実施することを特徴とする磁気ディスク基板の研磨方法。
2. 前記磁気ディスク基板は、Ni−Pめっき磁気ディスク基板、NiCoPめっき磁気ディスク基板、NiFePめっき磁気ディスク基板、NiCoFePめっき磁気ディスク基板、NiBめっき磁気ディスク基板、NiCoBめっき磁気ディスク基板、NiFeBめっき磁気ディスク基板、およびNiCoFeBめっき磁気ディスク基板のいずれか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基板の研磨方法。
3. 前記洗浄研磨においては、前記仕上げ研磨工程において使用した研磨剤の成分からコロイダルシリカのみを除去した研磨液を使用することを特徴とする請求項1に記載の磁気ディスク基板の研磨方法。
4. 請求項1乃至３のいずれかの研磨方法で製作したNi−Pめっき基板を用いて製作した磁気ディスク媒体。
5. 請求項１乃至３のいずれかの研磨方法で製作した軟磁性めっき基板を用いて製作した垂直記録方式の磁気ディスク媒体。
   

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