JP2006088320A - 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】 磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くするために、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるまで効率的に研磨しうる方法を提供する。
【解決手段】 ラップ定盤を用いてガラス基板をラッピングにより研磨するに際して、定盤精度を１８０μｍ以下に設定して、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるまで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。さらには、この磁気ディスク用基板に磁性記録層を形成することにより磁気ディスクを得る。
【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おいては、磁気ヘッドは磁気ディスクが回転しているときには、基板表面から一定の高さに浮上している。そして、最近の高記録密度化の要請とともにこの高さは低くなっており、磁気ヘッドの磁力が基板上の磁気薄膜層の小さい面積のみに対して機能し、高密度化を可能にする。一方で、磁気ヘッドと基板表面との接触による装置の誤作動等の危険性は高まることになる。このようなヘッド浮上高さを低くする（低グライドハイト化）ためには磁気ディスク表面の平滑性が重要である。

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、磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くするために種々の検討がなされている。たとえば、研磨パッドの表面粗さを選定して、ガラス基板の微小うねりが特定の値になるようにすることが提案されている（特許文献１）。また、ガラス基板の表面粗さ、微小うねりを所定の範囲・関係にすること（特許文献２）、さらには表面の微小うねりが周期０．１〜５ｍｍ、振幅０．１〜１ｎｍであるガラス基板（特許文献３）が提案されている。

特開２００２−９２８６７号公報 特開２００２−１６３８１８号公報 特開２０００−２０７７３３号公報

本発明は、磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くするために、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるように効率的に研磨しうる方法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）ラップ定盤を用いてガラス基板をラッピングにより研磨するに際して、定盤精度を１８０μｍ以下に設定して、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるまで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）定盤精度が１５０μｍ以下である（１）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（３）定盤精度が８０μｍ以下である（２）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（４）定盤精度が５０μｍ以下である（３）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（５）ガラス基板の平坦度（TIR値）が４μｍ以下である（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）ガラス基板の平坦度（TIR値）が３μｍ以下である（５）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（７）ガラス基板の微小うねり値が０．５ｎｍ以下である（１）〜（６）のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（８）ガラス基板の微小うねり値が０．３ｎｍ以下である（７）記載の磁気ディスク用基板の製造方法；
（９）（１）〜（８）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；
（１０）磁気ディスクのグライドアバランチ値が５．５ｎｍ以下である（９）記載の磁気ディスクの製造方法；
（１１）磁気ディスクのグライドアバランチ値が３ｎｍ以下である（９）記載の磁気ディスクの製造方法；
（１２）（１）〜（８）のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法により形成されてなる、磁気ディスク用基板；ならびに
（１３）（９）〜（１１）のいずれか記載の磁気ディスク用基板を用いて形成されてなる磁気ディスク、
である。

本発明によれば、磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くするために、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるように効率的に研磨しうる方法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、ラップ定盤を用いてガラス基板をラッピングにより研磨するに際して、定盤精度を１８０μｍ以下に設定して、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるまで研磨する。

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。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。

本発明においては、ガラス基板はラップ定盤を用いてラッピングにより平坦度（TIR値）が５μｍ以下、好ましくは４μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下、になるように研磨される。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、水等に分散させた遊離砥粒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、結晶化ガラスの場合には遊離砥粒ではなくダイアモンドペレットやダイアモンドプレート等の固定砥粒が用いられる。砥粒としては酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、等が挙げられるが、研磨速度等の点から酸化アルミニウムが好適である。本発明においては、このラッピング自体は常法によることができるが、定盤精度を１８０μｍ以下に設定することが必要である。定盤精度の調整自体は常法によることができる。
が挙げられる。このような定盤精度は、好ましくは１５０μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以下、そして最も好ましくは５０μｍ以下が選択される。

本発明においては、上記のようにラッピングに際して、定盤精度を１８０μｍ以下に設定することにより、得られるガラス基板の平坦度（TIR値）を容易に５μｍ以下とすることができる。この平坦度（TIR値）（Total Indicated Runout）は、最適にフィットした平面に対する基板表面上の最高点と最低点との差を示す頂上/谷の測定結果を示す。
上記のラッピング加工を施したガラス基板は、次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て面取り部が形成される。以上のように処理したガラス基板の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た後、さらにガラス基板の主面を鏡面に最終的なポリッシング加工が施される。その後さらに常法により洗浄・乾燥され、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。

このポリッシングにより、ガラス基板の微小うねり値を容易に０．５ｎｍ以下、好ましくは０．３ｎｍ以下、とすることができる。この微小うねり値は、基板表面が波形形状であり、周期がｍｍオーダーで、振幅がｎｍオーダーのものをいい、「OPTIFLAT」（ADE Phase Shift社製）（フィルター５ｍｍ）により測定され、Ｗａ値で表される。測定対象とする微小うねり周期は０．１〜５ｍｍである。

得られた磁気ディスク用基板は、ついで常法により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、本発明方法により得られる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、磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くしうる（低グライドハイト化）。この磁気ディスクのヘッド浮上高さは、グライドアバランチ値で表され、磁気ディスクの凸部が検査ヘッドに衝突し始めるときの検査ヘッドの浮上高さの値によって表される。本発明の磁気ディスク用ガラス基板を用いて、磁気ディスクを作成すると、たとえば５．５ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以下、さらに好ましくは３ｎｍ以下、のグライドアバランチ値を得ることができる。

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。

実施例中、基板の微小うねりおよび平坦度（TIR値）、定盤精度ならびにグライドアバランチ値の測定は次の測定装置を用いて行った。

（１）微小うねり：「OPTIFLAT」（ADE Phase Shift社製）
うねりの周期 ０．１〜５ｍｍ
（２）平坦度（TIR値）：レーザ干渉計式形状測定器Zygo GPI−XP（Zygo社製）
（３）定盤精度： 市販の定盤平面度測定器
（４）グライドアバランチ値：グライドハイトテスター
グライドアバランチ値の測定に際しては、検査ディスクのヘッド浮上高さを、磁気ディスクの回転速度と浮上高さとの関係を予め測定しておく。任意の半径位置に固定し、磁気ディスクの回転速度を次第に変化させていき、検査ヘッドからの信号が高くなったときの回転速度から、そのときの浮上高さがわかる。その立ち上がり点をグライドアバランチ値とする。
実施例１
２．５インチのリチウムシリケート系結晶化ガラス基板を用いて、ラッピングを行った。ダイアモンド砥石を用いて、定盤精度を１５０μｍに設定した。定盤回転数１５ｒｐｍ、加工圧力１００ｇ/ｃｍ²（約９，８０６Ｐａ）で所定厚みが得られるまで行った。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た後、さらにガラス基板の主面を鏡面に最終的なポリッシング加工を施した。ついで、洗浄した後、乾燥し、微小うねりおよび平坦度（TIR）を測定したところ、微小うねり０．３７５ｎｍ、平坦度（TIR）４．９８μｍであった。このガラス基板を、スパッタにより、基板温度２００℃で、下地層としてＣｒ６０ｎｍ、磁性記録層としてＣｏ₁₃Ｃｒ₆Ｐｔ₃Ｔａ合金２０ｎｍ、保護層としてダイアモンドライクカーボン１０ｎｍを逐次成膜し、さらにパーフルオロポリエーテル系潤滑層３ｎｍをディップ法で塗布して、磁気ディスクを作製した。この磁気ディスクのグライドアバランチ値は５．５ｎｍであった。
実施例２
定盤精度を６０μｍとした以外は、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。ガラス基板の微小うねり０．２５０ｎｍ、平坦度（TIR）２．３０μｍであった。一方、磁気ディスクのグライドアバランチ値は５．０ｎｍであった。
比較例１
定盤精度を７５０μｍとした以外は、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。ガラス基板の微小うねり０．９０９ｎｍ、平坦度（TIR）１０．０４μｍであった。一方、磁気ディスクのグライドアバランチ値は６．２５ｎｍであった。
比較例２
定盤精度を３２５μｍとした以外は、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。ガラス基板の微小うねり０．７４４ｎｍ、平坦度（TIR）６．３０μｍであった。一方、磁気ディスクのグライドアバランチ値は５．７５ｎｍであった。

磁気ディスクのヘッド浮上高さを低くするために、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるように効率的に研磨しうる方法を提供することができる。

Claims (13)

1. ラップ定盤を用いてガラス基板をラッピングにより研磨するに際して、定盤精度を１８０μｍ以下に設定して、ガラス基板の平坦度（TIR値）が５μｍ以下になるまで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. 定盤精度が１５０μｍ以下である請求項１記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
3. 定盤精度が８０μｍ以下である請求項２記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
4. 定盤精度が５０μｍ以下である請求項３記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
5. ガラス基板の平坦度（TIR値）が４μｍ以下である請求項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. ガラス基板の平坦度（TIR値）が３μｍ以下である請求項５記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
7. さらにポリッシングして得られるガラス基板の微小うねり値が０．５ｎｍ以下である請求項１〜６のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
8. ガラス基板の微小うねり値が０．３ｎｍ以下である請求項７記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
9. 請求項１〜８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。
10. 磁気ディスクのグライドアバランチ値が５．５ｎｍ以下である請求項９記載の磁気ディスクの製造方法。
11. 磁気ディスクのグライドアバランチ値が３ｎｍ以下である請求項９記載の磁気ディスクの製造方法。
12. 請求項１〜８のいずれか記載の磁気ディスク用基板の製造方法により形成されてなる、磁気ディスク用基板。
13. 請求項９〜１１のいずれか記載の磁気ディスク用基板を用いて形成されてなる磁気ディスク。