JP2009245516A - 磁気ディスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ガラス基板の端部を洗浄し、ガラス基板の端部の異物を除去することによって、磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上、並びに生産コストの低減が可能な磁気ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明にかかる磁気ディスクの製造方法の構成は、円板形状のガラス基板１００を用いた磁気ディスクの製造方法であって、ガラス基板の端部に、洗浄液を高圧で噴射する洗浄工程を含むことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コンピュータ等の記録媒体として用いられる磁気ディスクの製造方法に関するものである。

近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板として、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、従来多く用いられてきたアルミニウム基板に代えて基板主表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板が用いられるようになってきている。

また、磁気ディスクには高記録密度化が要求されており、近年、磁気ディスクの情報記録密度は２００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２程度までの高記録密度化が達成されている。この高記録密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、巨大磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきていて、磁気ヘッドの基板（磁気ディスク）からの浮上量が２０ｎｍから５ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このように、磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量（磁気的スペーシング）を低浮上量化することによって、スペーシングロスを改善してＳＮ比（シグナルノイズ比）を向上させることができ、更なる高記録密度化を達成することが可能となっている。

上記の磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。ヘッドクラッシュとは、磁気ヘッドが磁気ディスク表面の突起に衝突することによって物理的に損傷する障害である。サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸或いは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。

従って、磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、塵埃や異物を完全に除去する高度な洗浄が求められている。

上記のような状況において、従来からも、基板端面（端部）の平滑性についての重要性が認められていた。例えば特許文献１には、基板の端面（端部）に形成された面取部および側壁部の表面性状が粗いとパーティクルの発生および吸着を招き、そのパーティクルが基板主表面に付着することにより凸部形成の原因となると説明している。そして特許文献１では、端面（端部）を鏡面に到るまで平滑に研磨することにより、上記問題を解決できるとしている。

端部の加工では、基板の内周および外周の主表面と端部との間に面取部を形成する研削工程を行い、続いて、端部と上記面取部を研磨する研磨工程を行なうことができる。まず、従来の研削技術を参照すると、例えば特許文献２には、回転砥石を備える研削装置が開示されている。回転砥石に形成された研削溝は、目的の端部・面取部の形状に沿ったテーパ状に形成されている。そして、上記文献では、回転砥石とガラス素板とを相対回転させながら、回転砥石の外周面とガラス素板の外周端部または内周端部とを接触させることで、研削溝の形状に沿った目的の端部・面取部を一挙に形成している。
特開平１０−１５４３２１号公報 特開２００４−７９００９号公報

しかし、特許文献１に記載されているように、端部を鏡面に到るまで平滑に研磨するということは技術的には可能であるが、かかる工程に時間を要するため、ガラス基板の生産効率が著しく低下してしまう。その結果、ガラス基板の製造コストが増大し、市場で要求される価格を満たすことができなくなってしまう。そして、ガラス基板の製造コストが増大することにより、かかるガラス基板を用いて製造する磁気ディスクにおいてもコストが増大してしまう。したがって、現状において、端部を鏡面に到るまで平滑に研磨するということは、コスト面から極めて困難である。

また、特許文献２に記載のような、テーパ状研削溝を設けた回転砥石によって、外周端部または内周端部の端部と両方の面取部とを一挙に研削するという従来の方式では、砥石とガラス基板とは、短い接触部分にて線接触するため、粗い砥石を使わなければ加工能率が稼げなかった。このため、粗い砥石を使って研削を行うと、形成される面取部は、当然ながら粗い面になってしまう。そして、この粗い面を研磨して鏡面化する場合には、相当に長時間の研磨が必要であり、上述と同様にガラス基板の製造コストが増大してしまう。

ところで、ガラス基板の製造施設において製造されたガラス基板は、磁気ディスクの製造施設に輸送される。そして、一般に磁気ディスク製造工程においては、ガラス基板に付着しているパーティクルを除去するため、まずガラス基板を洗浄する洗浄工程が行われる。

上記の洗浄工程の主な洗浄の種類としては、（１）表面に付着した有機物を除去するための薬品による洗浄、（２）比較的大きな異物（０．１μｍ〜０．５μｍ）を除去するためのブラシ、スポンジ等による物理的な力を加えるスクラブ洗浄、（３）小さな異物（０．１μｍ以下）を除去するための純水および超音波による洗浄、が挙げられる。そして、洗浄後のガラス基板は、温水やＩＰＡ、スピンによって乾燥される。

しかし、上記の洗浄工程は主にガラス基板の主表面の洗浄を目的として行われている。特に、（２）の洗浄は、主表面のみに行われているため、外周端部および内周端部には比較的大きな異物（０．１μｍ〜０．５μｍ）が残存してしまう。これを除去するために、端部もブラシ等で洗浄するという選択肢も考えられるが、上述したように、端部は研磨されていない、または研磨されていたとしてもガラス基板の主表面ほどの鏡面に到っていないため、端部は粗くなっている。

したがって、かかる端部をブラシ等で擦ると、粗いやすり状になっている端部によってブラシが削られてしまう。その結果、削られたブラシの塵がパーティクルとなり、ガラス基板に付着し、ガラス基板を汚染してしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、ガラス基板の端部を洗浄し、ガラス基板の端部の異物を除去することによって、磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上、並びに生産コストの低減が可能な磁気ディスクの製造方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気ディスクの製造方法の代表的な構成は、円板形状のガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法であって、ガラス基板の端部に、洗浄液を高圧で噴射する洗浄工程を含むことを特徴とする。

かかる構成により、ブラシ、スポンジ等を用いることなく、ガラス基板の端部に物理的な力（衝撃）を加えることが可能となる。また、洗浄に洗浄液を用いることにより、衝撃によってガラス基板から剥離しやすくなった異物を、洗浄液の流れによって除去することが可能である。したがって、ブラシ等を用いないためパーティクルを発生させるおそれがなく、ガラス基板の端部を洗浄し、異物を除去することができる。その結果、磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上することが可能となる。

上記の円板形状のガラス基板には、ガラス基板と同心の円柱状貫通孔である内孔が設けられており、ガラス基板の端部はガラス基板の内周端部または外周端部のいずれか一方または両方であるとよい。これにより、ガラス基板の内周端部または外周端部のいずれか一方または両方の異物の除去が可能となる。

上記の洗浄工程では、ガラス基板を回転させながら、ノズルから洗浄液を高圧で端部に噴射するとよい。

ガラス基板の端部は面積が狭小であるため、ノズルからの洗浄液を手動で端部に噴射することは困難であり、作業者への負担が増してしまう。したがって、上記のようにガラス基板を回転させることで、ノズルを固定した状態でガラス基板の端部を洗浄することが可能となり、端部の異物を確実に除去し、かつ作業者の負担を削減することができる。なお、上記のガラス基板の回転の方向は、ガラス基板中心を通る法線を軸とした方向である。

上記の洗浄工程では、更に、ロール状のブラシまたはスポンジを回転させながらガラス基板の主表面に接触させるとよい。

かかる構成により、ガラス基板の主表面と端部の洗浄を同時に行うことが可能となる。したがって、主表面の洗浄と端部の洗浄を異なる工程で行う場合に比べて、洗浄工程に要する時間を削減することができるため、生産効率を低下させることなく、ガラス基板の品質の向上が可能となる。

上記のロール状のブラシまたはスポンジは、内孔に対向する位置に凹部を有しており、凹部にノズルを配置することにより、内周端部に洗浄液を高圧で噴射するとよい。

上記の構成により、ロール状のブラシまたはスポンジを回転させた状態でも、内孔に対向する位置に空間が形成されるため、この空間を利用してノズル先端を内周端面に近接させることができる。なお、上記の凹部は、ブラシまたはスポンジの表面を後退させてもよいが、ブラシ又はスポンジを不連続にした切れ目として設けてもよい。

本発明によれば、ガラス基板の端部を洗浄し、ガラス基板の端部の異物を除去することによって、磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上、並びに生産コストの低減が可能な磁気ディスクの製造方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（実施形態）
以下に、本発明にかかる磁気ディスクの製造方法の実施形態について説明する。この磁気ディスクは、０．８インチ型ディスク（内径６ｍｍ、外径２１．７ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．０インチ型ディスク（内径７ｍｍ、外径２７．４ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．８インチ型磁気ディスク（内径１２ｍｍ、外径４８ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍ）などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。また、２．５インチ型ディスクや３．５インチ型ディスクとして製造してもよい。

図１は、本実施形態にかかる磁気ディスクに用いられるガラス基板を説明する図である。図１（a）は磁気ディスク用ガラス基板の斜視図である。ガラス基板１００は円板形状であり、その周囲を外周１３０と呼ぶ。また、ガラス基板１００の中央には、ガラス基板１００と同心の円柱状貫通孔である内孔１２０が設けられていて、その輪郭を内周１４０と呼ぶ。主表面１１０は、情報を記録再生するための領域であるため、記録ヘッドが浮上走行するために実質的に平滑になっている。

図１（ｂ）は、図１（a）のＸ−Ｘ断面図である。ガラス基板１００は、情報の記録再生領域となる主表面１１０と、当該主表面１１０に対して直交している外周端部１３２および内周端部１４２を備えている。外周端部１３２は、端面１３２ａと、当該主表面１１０と端面１３２ａとの間に介在している面取面１３２ｂとを備えている。また、内周端部１４２も同様に端面１４２ａおよび面取面１４２ｂを備えている。なお、端面１３２ａ、１４２ａと面取面１３２ａ、１４２ｂとの境界が不明瞭となる場合もあるため、本実施形態は端面１３２ａ、１４２ａとその両側の面取面１３２ａ、１４２ｂがあわせて１つの曲面を構成する場合も含むものとする。

ガラス基板１００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、ソーダアルミノケイ酸ガラス、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などが挙げられるが、中でもアルミノシリケートガラスが好適である。

ガラス基板１１０は、例えばアモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型し、このガラスディスクに主表面を荒削りする第１および第２ラッピング工程（研削工程）、端部形状を形成するコアリングおよびフォーミング（切り出し工程）、端部をブラシなどを用いて研磨する端部研磨工程、主表面を鏡面研磨する第１および第２研磨工程、化学強化工程などを順次施して形成することができる。なお上記の工程およびその順序は例示であって、全ての工程を施さなくてもよく、また工程の順序は必ずしも上記の通りでなくてもよい。

上記のようにしてガラス基板の製造施設において製造されたガラス基板１００は、磁気ディスクの製造施設に輸送される。そして、一般に磁気ディスク製造工程においては、ガラス基板１００（ガラス基板）に付着しているパーティクルを除去するため、まずガラス基板１００を洗浄する洗浄工程が行われる。

図２は、本実施形態におけるガラス基板の洗浄工程を説明する図である。図２（ａ）は、かかる洗浄に用いる装置の正面図であり、図２（ｂ）は、その側面図である。図２（ａ）に示すように、ガラス基板１００の主表面１１０には、ブラシ回転軸２２０によって回転するロールブラシ２１０が接触しており、潤沢な洗浄液を供給しながら、ガラス基板１００およびロールブラシ２１０が共に直交方向に回転する。これにより、ガラス基板１００の主表面１１０はロールブラシ２１０から物理的な力を加えられ（スクラブ洗浄）、比較的大きな異物（０．１μｍ〜０．５μｍ）が除去される。なお、本実施形態においてはロールブラシ２１０を用いてガラス基板１００の主表面１１０の洗浄を行っているが、これに限定されるものではなく、パーティクルの付着の強度に応じてロール状のスポンジ等を用いることも可能である。

外周端部１３２には外周端部用高圧シャワーノズル２３０から、また、内周端部１４２には内周端部用高圧シャワーノズル２４０から、洗浄液が高圧で噴射される。これにより、外周端部１３２および内周端部１４２に物理的な力（衝撃）を加え、比較的大きな異物（０．１μｍ〜０．５μｍ）を除去することができる。なお、本実施形態においては、０．２〜０．３ＭＰａの圧力を加えて洗浄液を噴射しているが、これに限定されるものではなく、パーティクルの付着の強度に応じて圧力を変更することが可能である。

上記のガラス基板１００の製造工程において説明した如く、ガラス基板１００の外周端部１３２および内周端部１４２は「（３）端部研磨工程」において研磨をされているものの、主表面１１０のように鏡面に到るまでの研磨は施されていない。このため、外周端部１３２および内周端部１４２は粗くなっており、ブラシ等によるスクラブ洗浄を施すとブラシが削られてしまい、削られたブラシの塵がパーティクルとなってしまう。

したがって、本実施形態のように洗浄液を高圧で噴射することにより、ブラシ等を用いることによるパーティクルの発生を防ぎ、外周端部１３２および内周端部１４２を洗浄し、異物を除去することができる。かかる洗浄に洗浄液を用いることにより、衝撃によって剥離しやすくなった異物を、洗浄液の流れによって除去することが可能である。

また、外周端部用高圧シャワーノズル２３０および内周端部用高圧シャワーノズル２４０からの洗浄液の噴射時にガラス基板１００が回転していることにより、外周端部用高圧シャワーノズル２３０および内周端部用高圧シャワーノズル２４０を固定した状態で外周端部１３２および内周端部１４２を洗浄することできる。したがって、ノズルからの洗浄液を手動で端部に噴射するという作業者への負担を削減し、かつ外周端部１３２および内周端部１４２の異物を確実に除去することが可能となる。

更に、上記の構成により、ガラス基板１００の主表面１１０および外周端部１３２、内周端部１４２の洗浄を同時に行うことができる。したがって、生産効率を低下させることなく、ガラス基板１００の品質の向上が可能となり、ひいては最終製品である磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上することができる。

また、図２（ｂ）に示すように、ロールブラシ２１０は、内孔１２０に対向する位置に凹部２１０ａを有しており、内周端部用高圧シャワーノズル２４０はかかる凹部２１０ａに配置されている。すなわち、ロールブラシ２１０の内孔１２０に対向する位置（外周）は、凹状に窪んだ形状となっている。かかる構成により、内周端部用高圧シャワーノズル２４０のロールブラシ２１０への接触を低減することができる。したがって、かかる接触によるロールブラシ２１０の劣化を防止することが可能となる。なお、本実施形態においては、ロールブラシ２１０に凹部２１０ａを有する構成としているが、これに限定されるものではなく、ロールブラシ２１０の内孔に対向する位置を切断することにより切れ目を設けてもよい。これによっても、内周端部用高圧シャワーノズル２４０のロールブラシ２１０への接触を低減することが可能である。

図３は、従来におけるガラス基板の洗浄工程を説明する図である。図３（ａ）は、かかる洗浄に用いる装置の正面図であり、図３（ｂ）は、その側面図である。なお、上述した実施形態と機能が実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。かかる従来におけるガラス基板の洗浄工程においては、ガラス基板１００の主表面１１０のみの洗浄を行うため、ロールブラシ２１２は、加工が施されていない単純なロール状である。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、従来におけるガラス基板の洗浄工程では、ガラス基板１００の主表面１１０はロールブラシ２１２と接触することによってスクラブ洗浄が施され、比較的大きな異物（０．１μｍ〜０．５μｍ）が除去される。しかしながら、外周端部１３２および内周端部１４２には洗浄が施されないため、洗浄工程後のガラス基板１００の外周端部１３２および内周端部１４２には異物が残存した状態となってしまう。

したがって、従来の洗浄工程を施したガラス基板１００を用いて磁気ディスクを製造すると、外周端部１３２および内周端部１４２に残存した異物がガラス基板１００の主表面１１０に付着することにより凸部形成の原因となってしまう。その結果、磁気ディスクの歩留まりが低下してしまう。

したがって、本発明によれば、外周端部１３２および内周端部１４２を洗浄することが可能であり、外周端部１３２および内周端部１４２の異物を除去し、磁気ディスクの歩留まりおよび信頼性の向上、並びに生産コストの低減に有効である。

上記説明した洗浄工程により、ガラス基板１００を得ることができる。以下に、かかるガラス基板１００を用いた磁気ディスクの製造方法について説明する。

ガラス基板上に、真空引きを行った成膜装置を用いて、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、付着層から連続層まで順次成膜を行った。付着層は、ＣｒＴｉとした。軟磁性層は、第１軟磁性層、第２軟磁性層の組成はＣｏＣｒＦｅＢとし、スペーサ層の組成はＲｕとした。前下地層の組成はｆｃｃ構造のＮｉＷ合金とした。下地層は、第１下地層は高圧Ａｒ下でＲｕを成膜し、第２下地層は低圧Ａｒ下でＲｕを成膜した。非磁性グラニュラー層の組成は非磁性のＣｏＣｒ−ＳｉＯ_２とした。第１磁気記録層は粒界部に複合酸化物（複数の種類の酸化物）の例としてＣｒ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−Ｃｒ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した。第２磁気記録層は、粒界部に複合酸化物の例としてＳｉＯ_２とＴｉＯ_２を含有し、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２のｈｃｐ結晶構造を形成した。連続層の組成はＣｏＣｒＰｔＢとした。媒体保護層はＣＶＤ法によりＣ_２Ｈ_４およびＣＮを用いて成膜し、潤滑層はディップコート法によりＰＦＰＥを用いて形成した。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、コンピュータ等の記録媒体として用いられる磁気ディスクの製造方法として利用することができる。

本実施形態にかかる磁気ディスクに用いられるガラス基板を説明する図である。 本実施形態におけるガラス基板の洗浄工程を説明する図である。 従来におけるガラス基板の洗浄工程を説明する図である。

符号の説明

１００…ガラス基板、１１０…主表面、１２０…内孔、１３０…外周、１３２…外周端部１３２ａ…外周端面、１３２ｂ…外周面取面、１４０…内周、１４２…内周端部、１４２ａ…内周端面、１４２ｂ…内周面取面、２１０…ロールブラシ、２１０ａ…凹部、２１２…ロールブラシ、２２０…ブラシ回転軸、２３０…外周端部用高圧シャワーノズル、２４０…内周端部用高圧シャワーノズル

Claims (5)

1. 円板形状のガラス基板を用いた磁気ディスクの製造方法であって、
   前記ガラス基板の端部に、洗浄液を高圧で噴射する洗浄工程を含むことを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
2. 前記円板形状のガラス基板には、該ガラス基板と同心の円柱状貫通孔である内孔が設けられており、
   前記ガラス基板の端部は該ガラス基板の内周端部または外周端部のいずれか一方または両方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の製造方法。
3. 前記洗浄工程では、前記ガラス基板を回転させながら、ノズルから前記洗浄液を高圧で端部に噴射することを特徴とする請求項２に記載の磁気ディスクの製造方法。
4. 前記洗浄工程では、更に、ロール状のブラシまたはスポンジを回転させながら前記ガラス基板の主表面に接触させることを特徴とする請求項３に記載の磁気ディスクの製造方法。
5. 前記ロール状のブラシまたはスポンジは、前記内孔に対向する位置に凹部を有しており、
   前記凹部に前記ノズルを配置することにより、前記内周端部に前記洗浄液を高圧で噴射することを特徴とする請求項４に記載の磁気ディスクの製造方法。

Images