JP2006088314A - 磁気ディスク用基板および磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、研磨用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行う際に、研磨用キャリアの形状、材質、硬度を問わず適用し得、ガラス基板の外端面への傷の発生を防止しうる磁気ディスク用基板の製造方法、そのような方法によって得られる優れた特性の磁気ディスク用ガラス基板、その基板を用いた磁気ディスクの製造方法および磁気ディスクを提供するものである。ガラス基板のガラスがアルカリ金属を含有する場合には、ナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考えられる磁性膜、保護膜などへの突起物の発生を防止し得る。
【解決手段】 ガラス基板を研磨用キャリアにより保持して研磨するに際して、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングした研磨用キャリアを用いて研磨する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、磁気ディスク用基板および磁気ディスクの製造方法に関する。

磁気ディスク装置はコンピュータの外部記憶装置としてコストパフォーマンスの優位性から著しい成長を遂げ、さらなる成長が期待されている。磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクの基板としては従来よりアルミニウム系基板が用いられているが、耐衝撃性に優れ、平滑性が得られ易い等の点から、化学強化ガラス、結晶化ガラス等のガラス基板が多く用いられるようになりつつある。すなわち、アルミニウム系基板は磁気特性に優れた磁気ディスクを得やすいが、研磨加工等の機械的処理の過程において塑性変形を伴うため、平滑性に難がある。これに対して、ガラス基板は表面の硬度が高く、上記のような塑性変形を伴わないため、平滑性が得られ易い。

従来、これらのガラス基板の表面を研磨するに際して、研磨装置の歯車と噛み合う駆動用のギアを外周に形成した研磨用キャリアを用いて、この研磨用キャリアの複数の円形保持孔にガラス基板を入れて、研磨用キャリアを研磨装置に装着する。そして、研磨は研磨装置の上定盤および下定盤によりガラス基板が保持された状態で、上定盤および下定盤を逆回転させることにより行われるのが通常である。このような研磨用キャリアは、たとえばガラス織布にエポキシ樹脂を含浸、乾燥して得たプリプレグを所定枚数重ねて一体に加熱加圧成形して得られる（特許文献１）。このように、研磨用キャリアは高い剛性を得るために繊維強化樹脂で形成されるのが一般的である。しかしながら、このような研磨用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行うと、ガラス基板の外端面（すなわち外周側面）に研磨用キャリアの円形保持孔の内周面との接触による傷が発生してしまう。

このガラス基板の外端面の傷は、これまで次のような問題点が指摘されてきた。
つまり、ガラス基板をポリカーボネート等から成る収納容器に出し入れする際に、その外端面に発生した傷が原因となり、収納容器の内周面とガラス基板の外端面とが接触し、外端面から発塵したパーティクルがガラス基板または磁気ディスクの表面に付着し、これによってサーマルアスフェリティーを発生させてしまう点である。

そこで、この問題を解決するために種々の検討がなされてきており、たとえば、研磨用キャリアの内側を、硬度１００以下の材料からなるようにすること（特許文献１）、およびノッチ形状にすること（特許文献２）、研磨用キャリアの保持孔の直径をガラス基板の直径よりも0.4〜2.0mm大きくなるようにすること（特許文献３）、ガラス基板の半径rに対する研磨キャリア保持孔の半径Rの比（R/r）の値を1.030以上とすること、等が提案されている。

さらに、このガラス基板の外端面の傷は、次のような問題点も指摘されている。
磁気ディスクの基板として使用されているガラス基板には、主なアルカリ金属として化学強化ガラスにはナトリウムが、結晶化ガラスにはリチウムが含まれている。これらの金属イオンは、そのイオン半径が小さいことから移動し易く、特に高温高湿下では移動し易い。そのメカニズムは明確にはなっていないが、磁気ディスクの表面に移動してきたナトリウムイオンやリチウムイオンが周囲の物質と反応して、水酸化物や炭酸塩等の様々な化合物を形成し、磁気ディスク表面に突起物を形成するので、浮上中のヘッドと衝突してヘッドクラッシュを起こす可能性がある。また、磁性膜を腐食することにより磁性膜の特性を劣化させ、記録・再生時にエラーを発生させたり、この結果としてヘッドクラッシュを起こす可能性が指摘されている。さらに、これらのアルカリ金属イオンがヘッド側に付着することにより、磁気ヘッド素子自体を腐食させる可能性や、ヘッドクラッシュを起こす可能性も指摘されている。
これらナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物は、磁気ディスクの内外周端面に多く、そして特に外端面の傷の部分に多い。すなわち、ガラス基板の外端面の傷は磁気ディスク装置の信頼性を損なわせる可能性が高いことが明らかとなっている。

この問題を解決するための手段としては、ガラス基板の外端面においてアルカリ金属イオンの不溶化処理もしくはアルカリ金属含有量の低減処理との少なくとも一方が施され、ガラス基板の主面が不溶化処理または低減処理後にポリッシュ加工を施す方法が開示されている（特許文献５）。

特開２０００−２８８９２２号公報 特開２０００−２８８９２１号公報 特開２０００−８４８３４号公報 特開２０００−３２６１５６号公報 特開２００１−２３１５５号公報

特許文献１、２，３，４によって開示された研磨キャリアは、ガラス基板外端面の傷を低減させ、収納容器の内周面との接触によって発塵するパーティクルの低減に対しては一定の効果はあるものの、上述したナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物を完全に無くすに至る傷の個数には達していないことが本発明者により見出された。

また、それらの研磨キャリアは、研磨用キャリアの形状、材質、硬度を限定させてしまい、さらに、度重なる使用によって磨耗してしまうと使用不可となってしまい、研磨コスト低減を妨げる要因となりうる。

また、特許文献５によって開示された方法は、ガラス基板の外端面の不溶化処理もしくはアルカリ金属含有量の低減処理を施した後に主面のポリッシュ加工を行うため、ポリッシュ加工時にガラス基板の外端面に研磨用キャリアの円形保持孔の内周面との接触による傷が発生してしまい、上述したナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物を完全に無くすに至る傷の個数には達していないことが判明した。

本発明は、研磨用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行う際に、研磨用キャリアの形状、材質、硬度を問わず適用し得、ガラス基板の外端面への傷の発生を防止し、ナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考える突起物の発生を防止しうる磁気ディスク用基板の製造方法、ならびにそのような方法によって得られる優れた特性の磁気ディスク用ガラス基板、さらにその磁気ディスク用ガラス基板に磁性記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法および磁気ディスクを提供するものである。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の発明を提供する。
（１）ガラス基板を研磨用キャリアにより保持して研磨するに際して、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングした研磨用キャリアを用いて研磨することを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法；
（２）樹脂が熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂である（１）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（３）熱可塑性樹脂がポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ＡＢＳもしくはポリスチレン樹脂である（２）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（４）熱硬化性樹脂がエポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルもしくはポリイミド樹脂である（２）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（５）樹脂が繊維強化されていない（１）〜（４）のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（６）樹脂コーティングの厚さが１０μｍ〜１ｍｍである（１）〜（５）のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（７）研磨用キャリアが繊維強化樹脂により形成されている（１）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（８）ガラス基板のガラスがアルカリ金属を含有するガラスである（１）〜（７）のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（９）アルカリ金属がリチウムである（８）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（１０）（１）〜（９）のいずれか記載の磁気ディスク用基板に磁性記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法；
（１１）繊維強化樹脂により形成されているガラス基板研磨用キャリアであり、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングしてなるガラス基板研磨用キャリア；ならびに
（１２）（１）〜（９）の何れか１項に記載の磁気ディスク用基板の製造方法を用いて製造した磁気ディスク用基板であって、外端面全周を倍率１２０倍の光学顕微鏡にて観察したときに見られる外端面の傷の合計が１００個以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板、
である。

本発明によれば、研磨用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行う際に、ガラス基板の外端面への傷の発生を防止しうる磁気ディスク用基板の製造方法、ならびにそのような方法によって得られる優れた特性の磁気ディスク用ガラス基板、さらにその磁気ディスク用ガラス基板に磁性記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法および磁気ディスクを提供することができる。

本発明の磁気ディスク用基板の製造方法においては、ガラス基板を研磨用キャリアにより保持して研磨するに際して、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングした研磨用キャリアを用いて研磨する。

本発明におけるガラス基板としては、通常磁気ディスク基板として用いられるアモルファス、化学強化もしくは結晶化ガラスを用いることができ、たとえばソーダライム、アルミノシリケート、リチウムシリケート、リチウムアルミノシリケート、アルミノホウケイ酸、等のガラスが挙げられる。化学強化ガラスとしては、高温で溶融塩と接触させ、ガラス中のアルカリイオンと溶融塩中の別種アルカリイオンをイオン交換させ、その圧縮応力により強化されたものが好適である。また、結晶化ガラスとしては、たとえばガラスを制御された条件下で再加熱して、多数の微小な結晶を析出成長させて得られるものが挙げられる。結晶化ガラスとしては、たとえばＡl₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ系、Ｂ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｌｉ₂Ｏ系、等が挙げられる。本発明においては、ガラス基板の外端面の傷の発生を防止し、ガラス基板のガラスがアルカリ金属を含有する場合に、ナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考える磁性膜、保護膜などへの突起物の発生を防止し得る。このようなガラス基板の厚みは、通常０．１〜２ｍｍ程度から選択される。

本発明における研磨は、研磨用キャリアを用いて行うものであれば、ラッピングもしくはポリシングのいずれも含み得る。ラッピングはポリッシングの前加工として位置付けられ、通常、アモルファス、化学強化ガラスの場合、遊離砥粒を水等に分散させた研磨スラリーを介してガラス基板表面と定盤を擦り合わせることにより行われる。ポリッシングの場合には、アモルファス、化学強化、結晶化ガラスのいずれの場合も、研磨スラリーが用いられ、砥粒としては酸化セリウム、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、等が挙げられるが、研磨速度等の点から酸化セリウムが好適である。

本発明においては、これらの研磨自体は常法によることができるが、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングした研磨用キャリアを用いて研磨することが必要である。樹脂コーティングにおける樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ＡＢＳもしくはポリスチレン樹脂、等の熱可塑性またはエポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルもしくはポリイミド樹脂、等の熱硬化性樹脂が挙げられるが、エポキシ樹脂が最も好適である。そして、これらの樹脂は繊維強化されていないのが好適である。樹脂コーティングの厚さは１０μｍ〜１ｍｍ程度から選択される。

一方、本発明において樹脂コーティングされる研磨用キャリア自体は、繊維強化樹脂により形成されているのが通常である。この繊維強化樹脂における樹脂としても、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ＡＢＳもしくはポリスチレン樹脂、等の熱可塑性またはエポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルもしくはポリイミド樹脂、等の熱硬化性樹脂が挙げられるが、樹脂コーティングにおける樹脂と同一である必要はない。また、繊維強化樹脂における繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維等が一般的である。

さらに、本発明は、上記のように、繊維強化樹脂により形成されているガラス基板研磨用キャリアであり、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティング（好適には繊維強化されていない樹脂コーティング）してなるガラス基板研磨用キャリア、を提供するものである。

得られた磁気ディスク用基板は、研磨後（研磨がラッピングの場合には、ついで、内径孔に面する内周側端面と外周側の端面とをそれぞれ面取り加工し、得られた内周側端面および外周側端面を鏡面にポリッシュ加工し、さらにガラス基板の主面のポリッシング行った後）に、常法により洗浄、乾燥され、磁気ディスクの作製に供される。たとえば、まず基板上に、必要に応じて、ヘッド走行方向にテクスチャー溝を形成するためにテクスチャリング処理を行う。ついで、この基板上にスパッタリング法により、Ｃｒ合金からなる下地膜を形成する。そして、この下地膜の上にCo系合金からなる磁性記録層が、たとえば１０〜１００ｎｍ程度の膜厚で形成される。この磁性記録層の上に、さらに耐食性、耐摺動性等を向上させるためにカーボン等の保護膜を形成するのが好ましい。カーボンとしては、たとえばスパッタリング法により水素化カーボン、ＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボン、等を１〜５０ｎｍ程度の膜厚で形成する。そして、このカーボン保護膜の表面には、潤滑層として、たとえばパーフルオロポリエーテルまたはその末端をエステル化もしくはアミド化した修飾したものを溶媒で希釈してスプレー、ディップ、スピンコート等により、膜厚０．５〜５ｎｍ程度に塗布することにより、耐久性、信頼性等をさらに向上しうる。

このようにして、本発明方法で得られる磁気ディスク用ガラス基板は外端面の傷の個数が少ないものであり、この磁気ディスク用ガラス基板を用いて磁気ディスクを作製すると、ナトリウムイオンやリチウムイオンの移動に起因すると考えられる磁性膜、保護膜などへの突起物の発生を防止し得る。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限りこれらの実施例に限定されるものではない。

Ｉ．実施例および比較例において、ガラス基板の端面の傷の発生状況は、光学顕微鏡の 倍率を１２０倍に設定し、外端面全周を光学顕微鏡により観察して行った。

II．磁気ディスクの表面に発生する突起物の発生状況は以下の手順で確認した。
（１）ガラス基板を磁気ディスク製造工程に投入し、磁気ディスクを得る。
（２）磁気ディスクを磁気ディスクドライブ内に収容し、温度８５℃、湿度９０％の 恒温恒湿の環境に放置する。
（３）２４０時間放置した後、磁気ディスクドライブ内から磁気ディスクを取り出す 。
（４）取り出した磁器ディスクの外周部をハロゲン光目視で観察して測定する。磁気 ディスクの表面に発生している突起物はハロゲン光目視すると外周部が白く曇 っているようにみえる。この外周部の白く曇った部分の発生度合いを次のよう に０〜５段階までのレベル判定する。
レベル０：白曇り箇所なし
レベル１：周方向５ｍｍ以下の白曇り箇所が面当たり２箇所まで発生。
レベル１．５：周方向５ｍｍ以下の白曇り箇所が面当たり３〜４箇所発生。
レベル２：周方向５ｍｍ以下の白曇り箇所が面当たり５〜１０箇所発生。
レベル３：周方向５ｍｍ以下の白曇り箇所が面当たり１１箇所以上発生、もしく は周方向５ｍｍより大きい外周白曇り箇所が全周の３分の１未満に発生。
レベル４：周方向５ｍｍより大きい外周白曇り箇所が全周の３分の１以上、５分 の４未満に発生。
レベル５：周方向５ｍｍより大きい外周白曇り箇所が全周の５分の４以上に発生 。

実施例１
内側面に樹脂コーティングを施した研磨用キャリア（材質はガラス繊維強化エポキシ樹脂）を用いて、２．５インチのリチウムシリケート系結晶化ガラス基板のポリッシングを行った。この樹脂コーティング（強化繊維なし）はエポキシ樹脂（コニシボンドEセット：２液混合化学反応型エポキシ樹脂系接着剤）を用いて、厚さ５０μｍで形成された。ポリッシングにおいて、酸化セリウム研磨スラリー（濃度１０質量％）を供給して、定盤回転数３５ｒｐｍ、加工圧力７０ｇ/ｃｍ²（約６，８６４Ｐａ）、時間４０分間であった。ついで、洗浄した後、乾燥し、得られたガラス基板の外端面の傷の発生状況を観察したところ、傷の個数は１７個であった。
次に、得られた基板を、ダイアモンドスラリーと不織布を用いてテクスチャー処理した後、スパッタリング装置に装填し、クロム合金からなる下地膜とコバルト合金からなる磁性膜をスパッタリングにより基板両面に形成し、その上にＣＶＤ法によりダイアモンドライクカーボン膜を形成し、さらにその上に潤滑剤としてＦｏｎｂｌｉｎ Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製）をコーティングし、磁気記録媒体を作成した。スパッタリングにより形成した膜の合計厚さは９０ｎｍであり、ＣＶＤで形成した膜の厚さは１０ｎｍであった。
この磁気ディスクはレベル０で、磁気ディスクの表面において突起物は観察されなかった。

比較例１
ガラス基板と接触しうる突起を形成したノッチ付研磨用キャリアを用いた以外は、実施例１と同様にして、ガラス基板および磁気ディスクを作製した。得られたガラス基板の外端面の傷の発生状況を観察したところ、傷の個数は１９８個であった。得られた磁気ディスクは、レベル２〜３で、磁気ディスクの表面において突起物が観察された。

比較例２
内側面に樹脂コーティングを施していない研磨用キャリアを用いた以外は、実施例１と同様にして、ガラス基板および磁気ディスクを作製した。得られたガラス基板の外端面の傷の発生状況を観察したところ、傷の個数は３７６個であった。得られた磁気ディスクは、レベル４〜５で、磁気ディスクの表面において多数の突起物が観察された。

研磨用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行う際に、研磨用キャリアの形状、材質、硬度を問わず適用し得、ガラス基板の外端面への傷の発生を防止しうる磁気ディスク用基板の製造方法、ならびにそのような方法によって得られる優れた特性の磁気ディスク用ガラス基板、さらにその磁気ディスク用ガラス基板に磁性記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法および磁気ディスクを提供しうる。

Claims (12)

1. ガラス基板を研磨用キャリアにより保持して研磨するに際して、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングした研磨用キャリアを用いて研磨することを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
2. 樹脂が熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂である請求項１記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
3. 熱可塑性樹脂がポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ＡＢＳもしくはポリスチレン樹脂である請求項２記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
4. 熱硬化性樹脂がエポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルもしくはポリイミド樹脂である請求項２記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
5. 樹脂が繊維強化されていない請求項１〜４のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
6. 樹脂コーティングの厚さが１０μｍ〜１ｍｍである請求項１〜５のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
7. 研磨用キャリアが繊維強化樹脂により形成されている請求項１記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
8. ガラス基板のガラスがアルカリ金属を含有するガラスである請求項１〜７のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
9. アルカリ金属がリチウムである請求項８記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
10. 請求項１〜９のいずれか記載の磁気ディスク用基板に磁性記録層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
11. 繊維強化樹脂により形成されているガラス基板研磨用キャリアであり、ガラス基板の外端面と接触しうる内側面を樹脂コーティングしてなるガラス基板研磨用キャリア。
12. 請求項１〜９の何れか１項に記載の磁気ディスク用基板の製造方法を用いて製造した磁気ディスク用基板であって、外端面全周を倍率１２０倍の光学顕微鏡にて観察したときに見られる外端面の傷の合計が１００個以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。