JP2010108592A - 磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスク - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、原子間力顕微鏡を用いて2μm×2μm角で256×256ピクセルの解像度で測定したガラス基板の主表面の算術平均粗さ(Ra)が0.12nm以下であり、波長632nmのヘリウムネオンレーザ光を前記ガラス基板の主表面に照射しながら掃引した際の入射光と反射光との間の波長のずれを用いて検出された、平面視で0.1μm〜0.6μmの大きさ、かつ、0.5nm〜2nmの深さとして検出された欠陥が24cm2当たり10個未満であることを特徴とする。
【選択図】なし
Description
図1は、実施の形態1に係る磁気ディスク用ガラス基板を示す図であり、(a)は側面図であり、(b)は表面に存在する欠陥を説明するための図であり、(c)は表面の粗さを説明するための図である。
図3は、実施の形態2に係る磁気ディスク用ガラス基板の表面に存在する欠陥を説明するための図である。
本実施の形態では、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について説明する。
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクの製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクは、3.5インチ型ディスク(φ89mm)、2.5インチ型ディスク(φ65mm)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。
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング(研削)加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス(結晶化ガラス)を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした(コアリング)。そして内周端面及び外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した(チャンファリング)。
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行った。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
次に、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いた。
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
次に、前述の端面研磨工程及び第1主表面研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化処理(イオン交換処理)を施した。化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を400℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を300℃に予熱し、化学強化溶液中に約3時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行った。
次に、主表面研磨工程として、第2研磨工程を施した。この第2研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この第2研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第1研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒(平均粒子径5nm〜80nm)を用いたスラリーを使用した。
この第2研磨工程を終えたガラス基板を、酸洗浄、アルカリ洗浄純水、IPAの各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
研磨工程において使用する研磨液に含まれる添加剤を洗浄工程において使用する洗浄液に含めなかったこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作製した。
洗浄工程において使用する洗浄液中のクエン酸の含有量を0.005重量%に調整したこと以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作製した。
実施例、比較例で得られたそれぞれのガラス基板について、図2に示す光学式欠陥検査装置(KLA−Tencor社製、商品名:OSA6100)で欠陥を検査した。このとき、測定条件としては、レーザパワ25mWのレーザ波長405nm、レーザスポット径5μmとし、ガラス基板の中心から15mm〜31.5mmの間の領域を測定した。0.1μm以上0.3μm以下のサイズとして検出された欠陥のうち、固着している欠陥の個数(24cm2当たり)を表1に示す。
実施例、比較例で得られたそれぞれのガラス基板について、原子間力顕微鏡を用いて2μm×2μm角で256×256ピクセルの解像度で測定して表面粗さ(算術平均粗さ(Ra))を求めた。結果を表1に示す。
耐久性試験は、磁気ディスクをLUL(ロード・アンロード)方式のHDD装置に搭載して行った。具体的には、磁気記録装置に、上記磁気ディスクと、巨大磁気抵抗効果型再生素子(GMR素子)を備えたDFHヘッドとを装着し、ヘッド浮上量を6nmでロード・アンロード試験を規定回数(200万回)実施することにより耐久性試験を行った。結果を表1に示す。
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクの製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクは、3.5インチ型ディスク(φ89mm)、2.5インチ型ディスク(φ65mm)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。
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング(研削)加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス(結晶化ガラス)を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした(コアリング)。そして内周端面及び外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した(チャンファリング)。
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行った。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
次に、ガラス基板の外周端面及び内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いた。
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。
次に、前述の端面研磨工程及び第1主表面研磨工程を終えたガラス基板に、化学強化処理(イオン交換処理)を施した。化学強化は、硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を400℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を300℃に予熱し、化学強化溶液中に約3時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行った。
次に、主表面研磨工程として、第2研磨工程を施した。この第2研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この第2研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第1研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細なコロイダルシリカ砥粒(平均粒子径5nm〜80nm)を用いたスラリーを使用した。
この第2研磨工程を終えたガラス基板を、酸洗浄、アルカリ洗浄純水、IPAの各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
研磨工程において使用する研磨液に含まれる添加剤を洗浄工程において使用する洗浄液に含めない点と、化学強化処理工程前に第2研磨工程を行った以外は、実施例1と同様にしてガラス基板を作製した。
研磨条件、洗浄条件を種々変更してそれぞれの磁気ディスク用ガラス基板を作製した。
ガラス基板について、図5に示す装置でレーザドップラー法により欠陥を検査した。このとき、検査装置としては、ThoT Model42000(ThoT社製)を用いた。平面視で0.1μm以上0.6μm以下のサイズで0.5nm以上2nm以下の深さの欠陥の個数を求めた。結果を表2に示す。
実施例、比較例で得られたそれぞれのガラス基板について、原子間力顕微鏡を用いて2μm×2μm角で256×256ピクセルの解像度で測定して表面粗さ(算術平均粗さ(Ra))を求めた。結果を表2に示す。
磁気記録装置に、上記磁気ディスクと、巨大磁気抵抗効果型再生素子(GMR素子)を備えたDFHヘッドとを装着し、磁気ヘッド浮上時の浮上量を10nmとし、磁気記録装置内の環境を70℃、80%RHの高温高湿環境下で、ヘッドのロード・アンロード動作を繰り返し行った。
得られた磁気ディスクを70℃80%RHの高温高湿環境下に120時間放置後、その磁気ディスクを取り出し。高輝度ハロゲンランプ下での目視検査と、50倍の倍率を有する光学顕微鏡検査とで、磁気ディスク表面の腐食発生の有無を検査した。
なお、評価基準は以下のようにした。
(1平方センチあたりの輝点数)
◎=0個
○=1個〜2個
△=3個〜5個
×=6個〜10個
××=11個以上
1a 表面
1b 付着物
1c 凸欠陥
1d 凹欠陥
2 穴部
11,12 レーザ
13 検出器
21 磁気ディスク用ガラス基板
21a 表面
21b 付着物
21c 凸欠陥
21d 凹欠陥
22 ナノピット
23 磁性層
24 クラック
31 レーザ
32 検出器
Claims (6)
- 原子間力顕微鏡を用いて2μm×2μm角で256×256ピクセルの解像度で測定したガラス基板の主表面における算術平均粗さ(Ra)が0.12nm以下であり、波長632nmのヘリウムネオンレーザ光を前記ガラス基板の主表面に照射しながら掃引した際の入射光と反射光との間の波長のずれを用いて検出された、平面視で0.1μm以上0.6μm以下のサイズ、かつ、0.5nm以上2nm以下の深さとして検出された欠陥の個数が24cm2当たり10個未満であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
- 前記ガラス基板の主表面における最大谷深さ(Rv)に対する算術平均粗さ(Ra)の比(Ra/Rv)が0.15以上であることを特徴とする請求項1記載の磁気ディスク用ガラス基板。
- 前記ガラス基板は、中央に穴部を有する円盤形状であり、中心から最外周までの距離を100%としたときの中心から80%以上90%以下の範囲内の主表面における算術平均粗さ(RaO)と、10%以上20%以下の範囲内の主表面における算術平均粗さ(RaI)との差(RaO−RaI)が0.01nm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
- 前記ガラス基板は、主表面と端面とを有しており、
前記主表面と端面とには、圧縮応力層が存在しており、
前記主表面の圧縮応力層深さが端面の圧縮応力層深さよりも浅いことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層が形成されていることを特徴とする磁気ディスク。
- 上記磁気ディスクは、少なくとも隣接する記録トラックが磁気的に分離されたパターンド媒体であることを特徴とする請求項5記載の磁気ディスク。
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