JP2012079371A - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および情報記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス基板の内端面を含む全ての領域を洗浄することが可能な情報記録媒体用ガラス基板の製造方法およびその情報記録媒体用ガラス基板を備えた情報記録媒体を提供する。
【解決手段】洗浄工程において、超音波を走査させながらガラス基板1の洗浄を行なっている。これにより、ガラス基板1の全面を同時に洗浄することが可能となる。特に、ガラス基板1の孔1Hの内端部にも超音波が入り込むことにより、内端部の清浄度を向上させることができる。
【選択図】図6
【解決手段】洗浄工程において、超音波を走査させながらガラス基板1の洗浄を行なっている。これにより、ガラス基板1の全面を同時に洗浄することが可能となる。特に、ガラス基板1の孔1Hの内端部にも超音波が入り込むことにより、内端部の清浄度を向上させることができる。
【選択図】図6
Description
本発明は、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および情報記録媒体に関し、特に、情報記録媒体の製造に用いられる情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、およびその情報記録媒体用ガラス基板を備えた情報記録媒体に関する。
磁気ディスク等の情報記録媒体は、コンピュータ等にハードディスクとして搭載される。情報記録媒体は、情報記録媒体用ガラス基板(以下、ガラス基板ともいう)から製造される。ガラス基板の主表面上に、磁気、光、または光磁気等の性質を利用した記録層を含む磁気薄膜層が形成される。記録層が磁気ヘッドによって磁化されることによって、所定の情報が磁気ディスク等の情報記録媒体に記録される。
ハードディスクは年々記録密度が向上している。それに伴いハードディスクに使用される基板の品質も高度化している。具体的には、耐衝撃性、高清浄度、高平坦度でありこれらを同時に達成させる必要がある。
耐衝撃性に関しては従来のアルミニウム基板に代わり、ガラス基板が用いられている。高平坦度に関しては研磨剤にコロイダルシリカなどの微粒子を使用することにより達成されている。
高清浄度についてもこれまで様々な洗浄方法が検討されている。この中で、ガラス基板の主表面(記録面)を洗浄する方法については、多く提案されている。しかし、ハードディスクの表面のみならず端面、特に内端面での清浄度も求められるようになってきている。ハードディスクの内端面は記録を行なわないものの、内端面に汚れが存在すると、その汚れにより記録面が汚染される。この課題を解決する方法として下記の特許文献1に、超音波を斜めにして、ハードディスクの照射する洗浄方法が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の洗浄方法では、ガラス基板の主表面のみが洗浄され、主表面とは反対側の面の洗浄、および、内端面の洗浄は不十分であった。
本発明は、上記の実情に鑑みて為されたものであって、ガラス基板の内端面を含む全ての領域を洗浄することが可能な情報記録媒体用ガラス基板の製造方法およびその情報記録媒体用ガラス基板を備えた情報記録媒体を提供することを目的とする。
この発明に基づいた情報記録媒体用ガラス基板の製造方法においては、円形ディスク形状で中心に穴を有するガラス基板の表面に磁気記録層が形成される情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、上記ガラス基板を洗浄液中に保持し、板状の振動板および一方向に延びる超音波振動ユニットを含む超音波発生装置から超音波を発生させて上記ガラス基板を洗浄する工程を有し、上記超音波の周波数は900kHz以上であり、上記振動板に対向配置されるとともに、上記ガラス基板の上記表面に対して、上記超音波振動ユニットの長手方向が平行となるように、複数の上記超音波振動ユニットを配置し、複数の上記超音波振動ユニットを上記洗浄液の液面に対して上記超音波振動ユニットからの超音波の進行方向を走査させながら、上記ガラス基板を上記洗浄液中で洗浄する。
他の形態においては、上記ガラス基板は上記洗浄液中に主面が対向するように複数が整列保持され、超音波の進行方向の走査角度(θ)は、t/r<tanθ<R/Dである。ただし、tは上記ガラス基板の厚さ(mm)、rは上記ガラス基板の穴の直径(mm)、Rは上記ガラス基板の外径(mm)、Dは整列保持される基板間隔(mm)である。
他の形態においては、上記ガラス基板の上記表面が、上記洗浄液の上記液面に対して垂直となるように、上記ガラス基板が上記洗浄液中に保持される。
他の形態においては、上記ガラス基板は上記洗浄液中に複数枚保持され、上記ガラス基板の保持間隔をD(mm)とすると、D≦10mmである。
他の形態においては、上記振動板の厚みは、上記超音波の波長をλとすると、λ/2の整数倍である。
他の形態においては、上記振動板は、上記振動板内の超音波波長が共振する厚さである第1の領域と、並列配置された上記超音波振動ユニットについて、隣接する上記超音波振動ユニットからの位相が異なる振動の上記振動板への影響が小さくなるように、上記振動板内の超音波の振動波長よりも厚さ方向の距離を共振しない厚さである第2の領域とを含む。
他の形態においては、上記ガラス基板の外端部の表面粗さ(Ra)は、0.5μm以下であり、上記洗浄液中で上記ガラス基板は、保持部材により保持され、上記保持部材は、フッ素樹脂製ある。
この発明に基づいた情報記録媒体においては、上述の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって得られたガラス基板と、上記ガラス基板の上記主表面上に形成された磁気薄膜層とを備える。
本発明によれば、ガラス基板の内端面を含む全ての領域を洗浄することが可能な情報記録媒体用ガラス基板の製造方法およびその情報記録媒体用ガラス基板を備えた情報記録媒体を提供することが可能となる。
本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
[ガラス基板1・磁気ディスク10]
図1および図2を参照して、まず、本実施の形態に基づく情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって得られるガラス基板1、およびガラス基板1を備えた磁気ディスク10について説明する。図1は、磁気ディスク10(図2参照)に用いられるガラス基板1を示す斜視図である。図2は、情報記録媒体として、ガラス基板1を備えた磁気ディスク10を示す斜視図である。
図1および図2を参照して、まず、本実施の形態に基づく情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって得られるガラス基板1、およびガラス基板1を備えた磁気ディスク10について説明する。図1は、磁気ディスク10(図2参照)に用いられるガラス基板1を示す斜視図である。図2は、情報記録媒体として、ガラス基板1を備えた磁気ディスク10を示す斜視図である。
図1に示すように、磁気ディスク10に用いられるガラス基板1(情報記録媒体用ガラス基板)は、中心に孔1Hが形成された環状の円板形状を呈している。ガラス基板1は、表主表面1A、裏主表面1B、内周端面1C、および外周端面1Dを有している。
ガラス基板1の大きさは、たとえば0.8インチ、1.0インチ、1.8インチ、2.5インチ、または3.5インチである。ガラス基板の厚さは、破損防止の観点から、たとえば0.30〜2.2mmである。本実施の形態におけるガラス基板の大きさは、外径が約64mm、内径が約20mm、厚さが約0.8mmである。ガラス基板の厚さとは、ガラス基板上の点対象となる任意の複数の点で測定した値の平均によって算出される値である。
図2に示すように、磁気ディスク10は、上記したガラス基板1の表主表面1A上に磁気薄膜層2が形成されることによって構成される。図2中では、表主表面1A上にのみ磁気薄膜層2が形成されているが、裏主表面1B上にも磁気薄膜層2が形成されていてもよい。
磁気薄膜層2は、磁性粒子を分散させた熱硬化性樹脂をガラス基板1の表主表面1A上にスピンコートすることによって形成される(スピンコート法)。磁気薄膜層2は、ガラス基板1の表主表面1Aに対してスパッタリング法、または無電解めっき法等により形成されてもよい。
ガラス基板1の表主表面1Aに形成される磁気薄膜層2の膜厚は、スピンコート法の場合は約0.3μm〜1.2μm、スパッタリング法の場合は約0.04μm〜0.08μm、無電解めっき法の場合は約0.05μm〜0.1μmである。薄膜化および高密度化の観点からは、磁気薄膜層2はスパッタリング法または無電解めっき法によって形成されるとよい。
磁気薄膜層2に用いる磁性材料としては、特に限定はなく従来公知のものが使用できるが、高い保持力を得るために結晶異方性の高いCoを基本とし、残留磁束密度を調整する目的でNiやCrを加えたCo系合金などが好適である。また、熱アシスト記録用に好適な磁性層材料として、FePt系の材料が用いられてもよい。
また、磁気記録ヘッドの滑りをよくするために磁気薄膜層2の表面に潤滑剤を薄くコーティングしてもよい。潤滑剤としては、たとえば液体潤滑剤であるパーフロロポリエーテル(PFPE)をフレオン系などの溶媒で希釈したものが挙げられる。
さらに、必要により下地層や保護層を設けてもよい。磁気ディスク10における下地層は磁性膜に応じて選択される。下地層の材料としては、たとえば、Cr、Mo、Ta、Ti、W、V、B、Al、またはNiなどの非磁性金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料が挙げられる。
また、下地層は単層とは限らず、同一または異種の層を積層した複数層構造としても構わない。たとえば、Cr/Cr、Cr/CrMo、Cr/CrV、NiAl/Cr、NiAl/CrMo、NiAl/CrV等の多層下地層としてもよい。
磁気薄膜層2の摩耗や腐食を防止する保護層としては、たとえば、Cr層、Cr合金層、カーボン層、水素化カーボン層、ジルコニア層、シリカ層などが挙げられる。これらの保護層は、下地層、磁性膜など共にインライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、これらの保護層は、単層としてもよく、あるいは、同一または異種の層からなる多層構成としてもよい。
上記保護層上に、あるいは上記保護層に替えて、他の保護層を形成してもよい。たとえば、上記保護層に替えて、Cr層の上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布し、さらに焼成して酸化ケイ素(SiO2)層を形成してもよい。
[ガラス基板の製造方法]
次に、図3に示すフローチャート図を用いて、本実施の形態におけるガラス基板(情報記録媒体用ガラス基板)の製造方法について説明する。
次に、図3に示すフローチャート図を用いて、本実施の形態におけるガラス基板(情報記録媒体用ガラス基板)の製造方法について説明する。
本実施の形態におけるガラス基板の製造方法は、(1)粗ラッピング工程(ステップS10)、(2)形状加工工程(ステップ20)、(3)粗面化工程(ステップ30)、(4)精ラッピング工程(ステップ40)、(5)端面研磨工程(ステップ50)、(6)主表面研磨工程(ステップ60)、(7)化学強化工程(ステップ70)、および(8)洗浄工程(ステップS80)を経ることによって得られたガラス基板(図1におけるガラス基板1に相当)に対して、磁気薄膜形成工程(ステップS90)が実施されてもよい。磁気薄膜形成工程(ステップS90)によって、磁気ディスク10が得られる。
以下、これらの各ステップS10〜S90について順に説明する、以下には、各ステップS10〜S80間に適宜行なわれる簡易的な洗浄については記載していない。
(1) 粗ラッピング工程(ステップS10)
溶融ガラスを、上型、下型、および胴型を用いてダイレクトプレスし、直径66mmφ、厚さ1.2mmの円盤状のガラス基板を得た。ガラス基板のガラス素材は、たとえばアルミノシリケートガラスである。ダイレクトプレス法以外に、ダウンドロー法、フロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出し、円盤状のガラス基板を得ても良い。
溶融ガラスを、上型、下型、および胴型を用いてダイレクトプレスし、直径66mmφ、厚さ1.2mmの円盤状のガラス基板を得た。ガラス基板のガラス素材は、たとえばアルミノシリケートガラスである。ダイレクトプレス法以外に、ダウンドロー法、フロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出し、円盤状のガラス基板を得ても良い。
アルミノシリケートガラスの組成は、SiO2が58質量%〜75質量%、Al2O3が5質量%〜23質量%、Li2Oが3質量%〜10質量%、Na2Oが4質量%〜13質量%を主成分として含有している。
次に、ガラス基板に対して、ラッピング加工を施した。このラッピング加工は、寸法精度および形状精度の向上を目的としている。このラッピング工程は、両面ラッピング装置を用いて行い、砥粒の粒度を#400(粒径約40〜60μm)で行なった。詳しくは、研磨装置において粒度#400のアルミナ砥粒を用い、上定盤の荷重を100kg程度に設定することによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を面精度0μm〜1μm、表面粗さRmaxで6μm程度に仕上げた。
(2) 形状加工工程(ステップS20)
次に、形状加工工程においては、外周端面および内周端面の研削を行ない、外径を65mm、内径(中心部の孔1Hの直径)を20mmとした後、外周端面および内周端面の所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板の端面の面粗さは、Rmaxで2μm程度であった。なお、一般的に、2.5インチ型のハードディスクには、外径が65mmのガラス基板が用いられる。
次に、形状加工工程においては、外周端面および内周端面の研削を行ない、外径を65mm、内径(中心部の孔1Hの直径)を20mmとした後、外周端面および内周端面の所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板の端面の面粗さは、Rmaxで2μm程度であった。なお、一般的に、2.5インチ型のハードディスクには、外径が65mmのガラス基板が用いられる。
(3) 粗面化工程(第1研削工程:ステップS30)
この粗面化工程においては、平面研磨機による遊離砥粒研磨を用いる機械的方法を適用した。遊離砥粒研磨を用いてガラス基板の表面全体が、略均一の表面粗さ(Ra=0.01μm〜0.4μm程度)になるように研磨加工を施した。なお、粗面化工程において目標とする表面粗さは、後述する精ラッピング工程で使用する固定砥粒の粒度との関係で決めることが好ましい。
この粗面化工程においては、平面研磨機による遊離砥粒研磨を用いる機械的方法を適用した。遊離砥粒研磨を用いてガラス基板の表面全体が、略均一の表面粗さ(Ra=0.01μm〜0.4μm程度)になるように研磨加工を施した。なお、粗面化工程において目標とする表面粗さは、後述する精ラッピング工程で使用する固定砥粒の粒度との関係で決めることが好ましい。
(4) 精ラッピング工程(第2研削工程:ステップS40)
この精ラッピング工程においては、粗面化されたガラス基板の主表面に対して、固定砥粒研磨パッドを用いて研削した。この精ラッピング工程では、粗面化されたガラス基板をラッピング装置にセットして、ダイヤモンドシートを用いてガラス基板の表面をラッピングした。ガラス基板の表面粗さRaは、0.1μm以下で、平坦度は7μm以下とすることができた。
この精ラッピング工程においては、粗面化されたガラス基板の主表面に対して、固定砥粒研磨パッドを用いて研削した。この精ラッピング工程では、粗面化されたガラス基板をラッピング装置にセットして、ダイヤモンドシートを用いてガラス基板の表面をラッピングした。ガラス基板の表面粗さRaは、0.1μm以下で、平坦度は7μm以下とすることができた。
このように、事前にガラス基板の主表面が粗面化工程で粗面化されているため、微細な固定砥粒の引っ掛かりがガラス基板の主表面に形成される。これにより、固定砥粒がガラス基板の表面を滑る不具合を防止することができる。この場合、本精ラッピング工程における加工レートは、表面研磨開始から高い加工レートで実現できるものとなっている。
(5) 端面研磨工程(ステップS50)
端面研磨工程においては、ブラシ研磨方法により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の外周端面および内周端面の表面の粗さを、Rmaxで0.4μm、Raで0.1μm程度になるように研磨した。そして、このような端面研磨を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
端面研磨工程においては、ブラシ研磨方法により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の外周端面および内周端面の表面の粗さを、Rmaxで0.4μm、Raで0.1μm程度になるように研磨した。そして、このような端面研磨を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
(6) 主表面研磨工程(第1研磨工程、第2研磨工程:ステップS60)
主表面研磨工程においては、まず、精ラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第1研磨工程を、上述した両面研磨装置を用いて行なった。この第1研磨工程においては、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを用いて、以下の条件の下ガラス基板表面の主表面の研磨を行なった。
主表面研磨工程においては、まず、精ラッピング工程で残留した傷や歪みを除去するための第1研磨工程を、上述した両面研磨装置を用いて行なった。この第1研磨工程においては、ポリッシャがスウェードパッドである研磨パッドを用いて、以下の条件の下ガラス基板表面の主表面の研磨を行なった。
研磨液 :酸化セリウム(平均粒径1.3μm)+水
荷 重 :80g/cm2〜100g/cm2
研磨時間:30分〜50分
除去法 :35μm〜45μm
次に、上記ガラス基板を洗浄し付着している研磨剤を除去した。洗浄方法は、HFを1質量%、硫酸を3質量%混合させた液で、80kHzの超音波を照射させた。その後、中性洗剤で120kHz超音波洗浄、最後に純粋でリンスを行ない、IPA乾燥させた。
荷 重 :80g/cm2〜100g/cm2
研磨時間:30分〜50分
除去法 :35μm〜45μm
次に、上記ガラス基板を洗浄し付着している研磨剤を除去した。洗浄方法は、HFを1質量%、硫酸を3質量%混合させた液で、80kHzの超音波を照射させた。その後、中性洗剤で120kHz超音波洗浄、最後に純粋でリンスを行ない、IPA乾燥させた。
続いて、ガラス基板に対して、第2研磨工程を行なった。この第2研磨工程においては、軟質ポリッシャ(スウェード)である研磨パッドを用いて、ガラス基板の主表面の研磨を行なった。なお、研磨剤としては、第1研磨工程で用いた酸化セリウムよりも微細なシリカ砥粒を用いた。
(7) 化学強化工程(ステップS70)
化学強化工程においては、上述した主表面研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施した。この場合、ガラス基板の表面に存在するイオン(たとえば、アルミノシリケートガラス使用の場合、Li+およびNa+)よりもイオン半径の大きなイオン(Na+およびK+)にイオン交換を行なった。
化学強化工程においては、上述した主表面研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施した。この場合、ガラス基板の表面に存在するイオン(たとえば、アルミノシリケートガラス使用の場合、Li+およびNa+)よりもイオン半径の大きなイオン(Na+およびK+)にイオン交換を行なった。
ここでは、ガラス基板の表面において(たとえば、ガラス基板表面から約5μmまで)、イオン半径の大きい原子とイオン交換を行なって、ガラス基板の表面に圧縮応力を与えることで、ガラス基板の剛性を向上させている。
(8) 洗浄工程(ステップS80)
次に、図4から図6を参照して、洗浄工程について説明する。まず、図4および図5を参照して、本実施の形態に用いる基板洗浄装置1000について説明する。この基板洗浄装置100は、洗浄槽100の槽本体200の底部に振動板310が設けられ、振動板310の裏面に複数の超音波振動ユニット320が設けられている。振動板310および複数の超音波振動ユニット320により超音波発生装置300が構成される。本実施の形態の形態では、超音波の周波数は900kHz以上である。
次に、図4から図6を参照して、洗浄工程について説明する。まず、図4および図5を参照して、本実施の形態に用いる基板洗浄装置1000について説明する。この基板洗浄装置100は、洗浄槽100の槽本体200の底部に振動板310が設けられ、振動板310の裏面に複数の超音波振動ユニット320が設けられている。振動板310および複数の超音波振動ユニット320により超音波発生装置300が構成される。本実施の形態の形態では、超音波の周波数は900kHz以上である。
洗浄槽200の上部には、排水受部500が設けられている。槽本体200の下部には、洗浄液供給口200aが設けられ、排水受部500の下部には、洗浄液排水口500aが設けられている。洗浄槽200内には、洗浄物およびパーティクルの性質に応じて純水或いはアルコール系の化学洗浄液等の洗浄液600が満たされている。
振動板310は、板状の形状を有し、超音波振動ユニット320は、一方向に延びる直方体形状を有している。超音波振動ユニット320は、振動板310に接するように対向配置されるとともに、ガラス基板1の表面に対して、超音波振動ユニット320の長手方向が平行となるように配置されている。また、超音波振動ユニット320は、洗浄液600の液面Wに対して超音波振動ユニット320からの超音波の進行方向を走査させながら、ガラス基板1を洗浄液600中で洗浄している。これにより、ガラス基板1に対して斜め方向に超音波を進行させることで、ガラス基板1の内周端面1Cを良好に洗浄可能としている。超音波の進行方向を走査する点については、後述する。
各超音波振動ユニット320は、超音波発振機Mにより超音波を発振させて振動板310に振動を与えて、洗浄液600に直進流を発生させている。なお、各超音波振動ユニット320が静止状態では、直進流は、振動板310に対して垂直方向に発生する。
上記基板洗浄装置1000において、ガラス基板1は、記ガラス基板1の表面が、洗浄液600の液面Wに対して垂直となり、それぞれのガラス基板1の表面が対向するように複数収容されるとともに、図5に示すように、超音波振動ユニット320の長手方向に沿っても複数枚収容されている。この構成を採用することで、ガラス基板の設置が容易となり、また、基板洗浄装置1000の構成も簡単な構成となる。また、好ましくは、ガラス基板1の保持間隔をD(mm)とすると、D≦10mmである。
再び、図4を参照して、ガラス基板1の外周端面1Dの表面粗さ(Ra)は、0.5μm以下であり、洗浄液600中でガラス基板1は、保持部材700により保持されている。この保持部材700は、フッ素樹脂製であると良い。外周端面1Dを平滑にすることで、洗浄中に超音波のエネルギーを受けて、ガラス基板1が回転し、洗浄斑(ムラ)の発生の低減を期待することができる。なお、保持部材700の最下端部と振動板310の表面との間の距離(X)は、20mm以上設けることが好ましい。
洗浄液600は、超音波振動によって洗浄槽200の開口部に盛り上がり、洗浄槽200内から溢れ出した洗浄液600は、排水受部500に流れ込む。排水受部500に流れ込んだ洗浄液600は、循環ポンプPでフィルタFを介して、洗浄液排水口500aから洗浄液供給口200aを経て槽内に供給されている。洗浄液600は循環使用される。
ガラス基板1は上記洗浄液600中に主面が対向するように複数が整列保持され、超音波の進行方向の走査角度(θ)は、t/r<tanθ<R/D(図6参照)であることが好ましい。これにより、超音波振動ユニット320の中央が、ガラス基板1の中心の孔1Hを通過する条件となる(図6中の矢印U1)。ただし、tは上記ガラス基板1の厚さ(mm)、rは上記ガラス基板1の穴1Hの直径(mm)、Rは上記ガラス基板1の外径(mm)、Dは整列保持される基板間隔(mm)である。なお、ガラス基板1の基板間隔D(mm)は、2.0mm≦R≦10.0mm程度である。図6中において、白抜きの矢印U2は、振動板310から進行する超音波の進行方向であり、図7および図8で説明するように複数の振動ユニットの位相を制御することで振動ユニット320の上面に垂直な方向から傾斜させている。
また、具体的には、ガラス基板1に対する、超音波振動ユニット320の走査角度(θ)は、2.3°≦θ≦10°であると良い。
複数の超音波振動ユニット320から、ガラス基板1へのそれぞれの超音波の位相を変化させる方法として、図7および図8に示す方法が挙げられる。図8に示すように、複数の超音波振動ユニット320のそれぞれの位相を段階的に変化させることで、図7に示すように、超音波の全体としての波面320Uの進行方向を走査し(傾斜させて)、ガラス基板1の洗浄を行なう。
なお、図9に示すように、超音波振動ユニット320には、その長手方向に沿って複数の振動子321が配列されている。なお、振動子321は、図9に示すように筐体内に収容してユニット化するだけでなく、振動子321を、直接振動板に固定してもかまわない。
また、振動板310の厚みは、超音波の波長をλとすると、λ/2の整数倍であることが好ましい。これにより振動板310を効率良く振動させることができる。
たとえば、振動板310は、振動板310内の超音波波長が共振する厚さである第1の領域(図10の領域A1,図11の領域A3,図12の領域A5,図13の領域A7)と、並列配置された超音波振動ユニット320について、隣接する超音波振動ユニット320からの位相が異なる振動の振動板310への影響が小さくなるように、振動板310内の超音波の振動波長よりも厚さ方向の距離を共振しない厚さである第2の領域(図10の領域A2,図11の領域A4,図12の領域A6,図13の領域A8)とを含むことが好ましい。これにより、隣接する超音波振動ユニット320からの影響を小さくすることができる。
振動板310と超音波振動ユニット320との配置パターンとして、図10から図13に示す配置パターンが挙げられる。図10に示す振動板310Aは、各超音波振動ユニット320に対応して、波状に成形されている。具体的には、各超音波振動ユニット320の幅に対応した凹凸形状を有し、超音波振動ユニット320に対向する箇所が凸部(領域A1)となり、波長のλ/2の厚さを有している。
図11に示す振動板310Bは、超音波振動ユニット320に対応して、波状に成形されれている。振動板310Bは、振動板310Aとは上限が逆に配置され、超音波振動ユニット320に対向する箇所が凸部(領域A3)となり、波長のλ/2の厚さを有している。
図12に示す振動板310Cは、各超音波振動ユニット320に対応して、波状に成形されている。具体的には、各超音波振動ユニット320の幅に対応した凹凸形状を有し、超音波振動ユニット320に対向する箇所が凹部(領域A5)となり、波長のλ/2の厚さを有している。
図13に示す振動板310Dは、超音波振動ユニット320に対応して、波状に成形されれている。振動板310Dは、振動板310Cとは上限が逆に配置され、超音波振動ユニット320に対向する箇所が凹部(領域A7)となり、波長のλ/2の厚さを有している。凹部には、超音波振動ユニット320が収容されている。
以上の(1)粗ラッピング工程(ステップS10)、(2)形状加工工程(ステップ20)、(3)粗面化工程(ステップ30)、(4)精ラッピング工程(ステップ40)、(5)端面研磨工程(ステップ50)、(6)主表面研磨工程(ステップ60)、(7)化学強化工程(ステップ70)、および(8)洗浄工程(ステップ80)を経ることによってガラス基板1(図1参照)が得られた。なお、主表面研磨工程における第2研磨工程は、化学強化工程の後に行なっても良い。
(9) 磁気薄膜形成工程(ステップS90)
洗浄工程が完了したガラス基板(図1に示すガラス基板1に相当)の両主表面(またはいずれか一方の主表面)に対し、磁気薄膜層が形成される。磁気薄膜層は、Cr合金からなる密着層、CoFeZr合金からなる軟磁性層、Ruからなる配向制御下地層、CoCrPt合金からなる垂直磁気記録層、C系からなる保護層、およびF系からなる潤滑層が順次成膜されることによって形成される。磁気薄膜層の形成によって、図2に示す磁気ディスク10に相当する垂直磁気記録ディスクを得ることができる。
洗浄工程が完了したガラス基板(図1に示すガラス基板1に相当)の両主表面(またはいずれか一方の主表面)に対し、磁気薄膜層が形成される。磁気薄膜層は、Cr合金からなる密着層、CoFeZr合金からなる軟磁性層、Ruからなる配向制御下地層、CoCrPt合金からなる垂直磁気記録層、C系からなる保護層、およびF系からなる潤滑層が順次成膜されることによって形成される。磁気薄膜層の形成によって、図2に示す磁気ディスク10に相当する垂直磁気記録ディスクを得ることができる。
本実施の形態における磁気ディスクは、磁気薄膜層から構成される垂直磁気ディスクの一例である。磁気ディスクは、いわゆる面内磁気ディスクとして磁性層等から構成されてもよい。
[作用・効果]
本実施の形態によれば、洗浄工程において、複数の超音波振動ユニット320を洗浄液600の液面Wに対して超音波振動ユニット320からの超音波Uの位相をずらせながら、超音波全体としての進行方向を走査して(傾斜させて)、ガラス基板1を洗浄液600中で洗浄している。これにより、ガラス基板1の全面を同時に洗浄することが可能となる。特に、ガラス基板1の孔1Hの内端部にも超音波が入り込むことにより、ガラス基板1の内周端面1Cの全面の洗浄が可能となり、内周端面1Cの清浄度を向上させることができる。
本実施の形態によれば、洗浄工程において、複数の超音波振動ユニット320を洗浄液600の液面Wに対して超音波振動ユニット320からの超音波Uの位相をずらせながら、超音波全体としての進行方向を走査して(傾斜させて)、ガラス基板1を洗浄液600中で洗浄している。これにより、ガラス基板1の全面を同時に洗浄することが可能となる。特に、ガラス基板1の孔1Hの内端部にも超音波が入り込むことにより、ガラス基板1の内周端面1Cの全面の洗浄が可能となり、内周端面1Cの清浄度を向上させることができる。
[実施例・比較例]
(実施例1)
実施例1では、上記製造方法で製造したガラス基板1を、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。洗浄工程において、振動板には図10に示すパターン化された振動板310Aを用いた。なお、光学式端面検査機を用いたガラス基板1の穴1Hにおける欠陥数(異物数)の測定方法を、図14に示す。
(実施例1)
実施例1では、上記製造方法で製造したガラス基板1を、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。洗浄工程において、振動板には図10に示すパターン化された振動板310Aを用いた。なお、光学式端面検査機を用いたガラス基板1の穴1Hにおける欠陥数(異物数)の測定方法を、図14に示す。
この測定方法においては、欠陥(異物)P1に検査光L1が照射された場合、散乱光が反射鏡M1により集光レンズR1に到達することで、欠陥(異物)の数量が測定される。光学的散乱検査で入射する検査光L1の波長λは、633nmである。
(実施例2)
実施例2では、上記製造方法で製造したガラス基板1を、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。洗浄工程において、振動板には図6に示すパターン化されていない振動板310を用いた。それ以外は、実施例1と同じである。
実施例2では、上記製造方法で製造したガラス基板1を、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。洗浄工程において、振動板には図6に示すパターン化されていない振動板310を用いた。それ以外は、実施例1と同じである。
(実施例3)
ガラス基板1の内周端面1C、および外周端面1DのRaを2μmとし、実施例2と同様の製造方法でガラス基板1を製造した。なお、各端面のRaは,端面研磨工程(S50)で調整した。
ガラス基板1の内周端面1C、および外周端面1DのRaを2μmとし、実施例2と同様の製造方法でガラス基板1を製造した。なお、各端面のRaは,端面研磨工程(S50)で調整した。
(実施例4)
図6に示す超音波の走査角度を下記(式1)範囲から外れるように洗浄させた。具体的にはθを30°で洗浄した。t/r<tanθ<R/D・・・(式1)
(比較例1)
実施例1と同様の加工で、超音波を走査させずに洗浄し、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。
図6に示す超音波の走査角度を下記(式1)範囲から外れるように洗浄させた。具体的にはθを30°で洗浄した。t/r<tanθ<R/D・・・(式1)
(比較例1)
実施例1と同様の加工で、超音波を走査させずに洗浄し、光学式端面検査機で欠陥数を測定した。
実施例1〜4および比較例1における光学式端面検査機で測定した欠陥数を図15に示す。実施例1の結果が一番良く、欠陥数は「5」、次いで実施例2の欠陥数「13」、次いで実施例3の欠陥数「20」、次いで実施例4の欠陥数「42」であった。比較例は最も悪く、欠陥数は「57」であった。
以上、本発明に基づいた実施の形態および各実施例について説明したが、今回開示された実施の形態および各実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 ガラス基板、1A 表主表面、1B 裏主表面、1C 内周端面、1D 外周端面、1H 孔、2 磁気薄膜層、10 磁気ディスク、100 洗浄槽、200 槽本体、200a 洗浄液供給口、300 超音波発生装置、310,310A,310B,310C,310D 振動板、320 超音波振動ユニット、321 振動子、500 排水受部、500a 洗浄液排水口、600 洗浄液、700 保持部材、1000 基板洗浄装置。
Claims (8)
- 円形ディスク形状で中心に穴を有するガラス基板の表面に磁気記録層が形成される情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板を洗浄液中に保持し、板状の振動板および一方向に延びる超音波振動ユニットを含む超音波発生装置から超音波を発生させて前記ガラス基板を洗浄する工程を有し、
前記超音波の周波数は900kHz以上であり、
前記振動板に対向配置されるとともに、前記ガラス基板の前記表面に対して、前記超音波振動ユニットの長手方向が平行となるように、複数の前記超音波振動ユニットを配置し、
複数の前記超音波振動ユニットを前記洗浄液の液面に対して前記超音波振動ユニットからの超音波の進行方向を走査させながら、前記ガラス基板を前記洗浄液中で洗浄する、情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 前記ガラス基板は前記洗浄液中に主面が対向するように複数が整列保持され、
超音波の進行方向の走査角度(θ)は、t/r<tanθ<R/Dである、請求項1に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
ただし、tは前記ガラス基板の厚さ(mm)、rは前記ガラス基板の穴の直径(mm)、Rは前記ガラス基板の外径(mm)、D(mm)は整列保持される基板間隔である。 - 前記ガラス基板の前記表面が、前記洗浄液の前記液面に対して垂直となるように、前記ガラス基板が前記洗浄液中に保持される、請求項1または2に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記ガラス基板は前記洗浄液中に複数枚保持され、
前記ガラス基板の保持間隔をD(mm)とすると、D≦10mmである、請求項1〜3のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 前記振動板の厚みは、前記超音波の波長をλとすると、λ/2の整数倍である、請求項1から4のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記振動板は、
前記振動板内の超音波波長が共振する厚さである第1の領域と、
並列配置された前記超音波振動ユニットについて、隣接する前記超音波振動ユニットからの位相が異なる振動の前記振動板への影響が小さくなるように、前記振動板内の超音波の振動波長よりも厚さ方向の距離を共振しない厚さである第2の領域とを含む、請求項1〜5に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 前記ガラス基板の外端部の表面粗さ(Ra)は、0.5μm以下であり、
前記洗浄液中で前記ガラス基板は、保持部材により保持され、
前記保持部材は、フッ素樹脂製である、請求項1から6のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 請求項1から7のいずれかに記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法によって得られたガラス基板と、
前記ガラス基板の前記主表面上に形成された磁気薄膜層と、を備える、
情報記録媒体。
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WO2014077177A1 (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-22 | Hoya株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
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