JP2013114730A - 磁気記録媒体用基板、磁気記録媒体、磁気記録媒体用基板の製造方法及び表面検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板であって、その主面における表面粗さは、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)で1Å以下であり、且つ、表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)が15%以下である。
【選択図】図4
Description
(1) 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板であって、
その主面における表面粗さは、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)で1Å以下であり、
且つ、前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)が15%以下であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。
(2) 前項(1)に記載の磁気記録媒体用基板の面上に、少なくとも磁性層を有する磁気記録媒体。
(3) 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板の製造方法であって、
前記磁気記録媒体用基板の主面における表面粗さを、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)で1Å以下とし、
且つ、前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)が15%以下となるように、
前記磁気記録媒体用基板の主面に対して研削加工及び研磨加工を施す工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。
(4) 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板の表面検査方法であって、
前記磁気記録媒体用基板の主面における表面粗さとして、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)を求めるステップと、
前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)を求めるステップと、
前記Rq値が1Å以下、且つ、前記P値が15%以下となる磁気記録媒体用基板を良品と判定するステップとを含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の表面検査方法。
(5) 前項(4)に記載の表面検査方法を用いた検査工程を含む磁気記録媒体用基板の製造方法。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
次に、本発明を適用した磁気記録媒体用基板の製造方法について詳細に説明する。
本発明を適用して製造される磁気記録媒体用基板は、中心孔を有する円盤状の基板であり、磁気記録媒体は、この基板の面上に、磁性層、保護層及び潤滑膜等を順次積層した磁気ディスクからなる。また、HDD(磁気記録再生装置)では、この磁気記録媒体の中心部をスピンドルモータの回転軸に取り付けて、スピンドルモータにより回転駆動される磁気記録媒体の面上を磁気ヘッドが浮上走行しながら、磁気記録媒体に対して情報の書き込み又は読み出しを行う。
このうち、1次主面研削工程では、図5に示すようなラッピングマシーン10を用いて、ガラス基板Wの両主面(最終的に磁気記録媒体の記録面となる面)に研削加工を施す。すなわち、このラッピングマシーン10は、上下一対の定盤11,12を備え、互いに逆向きに回転する定盤11,12の間で複数枚のガラス基板Wを挟み込みながら、これらガラス基板Wの両主面を定盤11,12に設けられた研削パッドにより平滑に研削する。
内外周端面研削工程では、図6に示すような研削加工装置30を用いて、ガラス基板Wの中心孔の内周端面及びガラス基板Wの外周端面に対して研削加工を施す。すなわち、この研削加工装置30は、内周砥石31及び外周砥石32を備え、互いの中心孔を一致させた状態でスペーサを挟んで複数枚のガラス基板Wを積層した積層体を軸回りに回転させながら、各ガラス基板Wの中心孔に挿入された内周砥石31と、各ガラス基板Wの外周に配置された外周砥石32とで各ガラス基板Wを径方向に挟み込み、これら内周砥石31及び外周砥石32を積層体とは逆向きに回転させる。これにより、ガラス基板Wの内径と外径の同心度を確保しながら、内周砥石31により各ガラス基板Wの内周端面を研削すると同時に、外周砥石32により各ガラス基板Wの外周端面を研削する。
内周端面研磨工程では、図7に示すようなポリッシングマシーン40を用いて、ガラス基板Wの中心孔の内周端面に対して研磨加工を施す。すなわち、このポリッシングマシーン40は、内周研磨ブラシ41を備え、上記積層体を軸回りに回転させると共に、各ガラス基板Wの中心孔に挿入された内周研磨ブラシ41をガラス基板Wとは逆向きに回転させながら上下方向に移動操作する。このとき、内周研磨ブラシ41に研磨液を滴下する。そして、この内周研磨ブラシ41により各ガラス基板Wの内周端面を研磨する。同時に、上記内外周端面研削工程において面取り加工が施された内周端面のエッヂ部分(チャンファー面)も研磨される。なお、研磨液については、例えば酸化ケイ素(コロイダルシリカ)砥粒や酸化セリウム砥粒を水に分散してスラリー化したものなどを用いることができる。
2次主面研削工程では、上記1次主面研削工程と同様に、上記図1に示すようなラッピングマシーン10及び研削パッドを用いて、ガラス基板Wの両主面に研削加工を施す。すなわち、互いに逆向きに回転する上下一対の定盤11,12の間で複数枚のガラス基板Wを挟み込みながら、これらガラス基板Wの両主面を定盤11,12に設けられた研削パッドにより平滑に研削する。
外周端面研磨工程では、上記図8に示すようなポリッシングマシーン50を用いて、ガラス基板Wの外周端面に対して研磨加工を施す。すなわち、このポリッシングマシーン50は、回転シャフト51及び外周研磨ブラシ52を備え、互いの中心孔を一致させた状態でスペーサを挟んで複数枚のガラス基板Wを積層した積層体を、各ガラス基板Wの中心孔に挿入された回転シャフト51によって軸回りに回転させると共に、各ガラス基板Wの外周端面に接触させた外周研磨ブラシ52を積層体とは逆向きに回転させながら上下方向に移動操作する。このとき、外周研磨ブラシ52に研磨液を滴下する。そして、この外周研磨ブラシ52により各ガラス基板Wの外周端面を研磨する。同時に、上記内外周研削工程において面取り加工が施された外周端面のエッヂ部分(チャンファー面)も研磨される。なお、研磨液については、例えば酸化セリウム砥粒を水に分散してスラリー化したものなどを用いることができる。
1次主面研磨工程では、図9に示すようなポリッシングマシーン60を用いて、ガラス基板Wの両主面に研磨加工を施す。すなわち、このポリッシングマシーン60は、上下一対の定盤61,62を備え、互いに逆向きに回転する定盤61,62の間で複数枚のガラス基板Wを挟み込みながら、これらガラス基板Wの両主面を定盤61,62に設けられた研磨パッドにより研磨し、更に平滑度を上げていく。
2次主面研磨工程では、上記1次主面研磨工程と同様に、上記図9に示すようなポリッシングマシーン60を用いて、ガラス基板Wの両主面に研磨加工を施す。すなわち、互いに逆向きに回転する定盤61,62の間で複数枚のガラス基板Wを挟み込みながら、これらガラス基板Wの両主面を定盤61,62に設けられた研磨パッドにより研磨し、表面の最終的な仕上げを行う。
以上のような研削加工及び研磨加工が施されたガラス基板Wは、最終洗浄工程及び検査工程に送られる。そして、最終洗浄工程では、例えば超音波を併用した洗剤(薬品)による化学的洗浄などの方法を用いて、ガラス基板Wを洗浄し、上記工程において使用した研磨剤等の除去を行う。
次に、本発明の実施形態として図11に示す磁気記録媒体について説明する。
なお、図11は、本発明を適用した磁気記録媒体の一例を示す断面図である。
この磁気記録媒体は、図11に示すように、上記本発明の数値範囲を満足する磁気記録媒体用基板(非磁性基板)1の上に、軟磁性下地層2と、第1の配向制御層3と、第2の配向制御層8と、垂直磁性層4と、保護層5とを順次積層し、その上に潤滑膜6を設けた構造を有している。
図12は、上記本発明の磁気記録媒体を用いたHDD(磁気記録再生装置)の一例を示すものである。
このHDDは、上記図11に示す本発明の磁気記録媒体80と、磁気記録媒体80を回転駆動させる媒体駆動部81と、磁気記録媒体80に情報を記録再生する磁気ヘッド82と、磁気ヘッド82を磁気記録媒体80に対して相対運動させるヘッド駆動部83と、記録再生信号処理系84とを備えている。
実施例1では、先ず、外径65mm、中央孔20mm、厚さ0.80mmの円盤状ガラス基板(オハラ社製、TS−10SX)を用いた。
実施例2では、上記第2主面研削工程において、定盤の回転数を27rpm、加工圧力を90g/cm2として30分間研磨を行い、円盤状ガラス基板の片面当たりの研磨量は約1.5μmとした。それ以外は、上記実施例1と同様の条件で実施例2の円盤状ガラス基板を製造した。
比較例1では、上記2次主面研削工程において、定盤の回転数を25rpm、加工圧力を120g/cm2として10分間研削を行い、円盤状ガラス基板の片面当たりの研削量を約10μmとした。また、上記第2主面研磨工程において、定盤の回転数を25rpm、加工圧力を110g/cm2とした。それ以外は、上記実施例1と同様の条件で比較例1の円盤状ガラス基板を製造した。
そして、これら実施例1,2及び比較例1で製造した円盤状ガラス基板の表面について、表面粗さRq及びうねりとPSDとの関係を測定した。また、測定には、Candela OSA6300(米国、KLA−Tencor社製)を用い、測定条件は以下のとおりとした。その測定結果を表2及び図13に示す。
基板回転数:10000回転/分
測定範囲:半径19〜25mm、回転角0〜360°
測定ステップ:4μm
サンプリング頻度:5.46°
レーザー走査方法:スパイラル
次に、実施例1,2比較例1の各円盤状ガラス基板を用いて磁気記録媒体を製造した。
具体的には、先ず、各円盤状ガラス基板を、DCマグネトロンスパッタ装置(アネルバ社製C−3040)の成膜チャンバ内に収容して、到達真空度1×10−5Paとなるまで成膜チャンバ内を排気した後、このガラス基板の上に、Crターゲットを用いて層厚10nmの密着層を成膜した。また、この密着層の上に、Co−20Fe−5Zr−5Ta{Fe含有量20原子%、Zr含有量5原子%、Ta含有量5原子%、残部Co}のターゲットを用いて100℃以下の基板温度で、層厚25nmの軟磁性層を成膜し、この上に層厚0.7nmのRu層を成膜した後、更にこの上に層厚25nmのCo−20Fe−5Zr−5Taからなる軟磁性層を成膜して、これを軟磁性下地層とした。
そして、作製した実施例1,2及び比較例1の磁気記録媒体について、熱式浮上量可変素子がヘッドのスライダに形成された磁気ヘッドを用いて、シグナルのグランドレベル強度の評価を行った。評価条件は以下のとおりである。その評価結果を図14に示す。
基板回転数:7200回転/分
測定位置:半径22.4mm
評価ヘッド:熱式浮上量可変素子内蔵型MRヘッド
ヘッド浮上高さの可変量:1nm/10mW
10…ラッピングマシーン 11,12…定盤 20A,20B…ダイヤモンドパッド 20a…ラップ面 21…凸部 22…基材 30…研削加工装置 31…内周砥石 32…外周砥石 40…ポリッシングマシーン 41…内周研磨ブラシ 50…ポリッシングマシーン 51…回転シャフト 52…外周研磨ブラシ 60…ポリッシングマシーン 61,62…定盤 71…下定盤 72…上定盤 73…キャリア 74…開口部 75…凹部 76…遊星ギア部 77…太陽ギア部 78…固定ギア部 W…ガラス基板
80…磁気記録媒体 81…媒体駆動部 82…磁気ヘッド 83…ヘッド駆動部 84…記録再生信号処理系
そして、作製した実施例1,2及び比較例1の磁気記録媒体について、熱式浮上量可変素子がヘッドのスライダに形成された磁気ヘッドを用いて、シグナルのグランドレベル強度の評価を行った。評価条件は以下のとおりである。その評価結果を図14に示す。なお、実施例2については、同一条件で製造した2枚の磁気記録媒体について評価を行った。
基板回転数:7200回転/分
測定位置:半径22.4mm
評価ヘッド:熱式浮上量可変素子内蔵型MRヘッド
ヘッド浮上高さの可変量:1nm/10mW
Claims (5)
- 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板であって、
その主面における表面粗さは、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)で1Å以下であり、
且つ、前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)が15%以下であることを特徴とする磁気記録媒体用基板。 - 請求項1に記載の磁気記録媒体用基板の面上に、少なくとも磁性層を有する磁気記録媒体。
- 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板の製造方法であって、
前記磁気記録媒体用基板の主面における表面粗さを、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)で1Å以下とし、
且つ、前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)が15%以下となるように、
前記磁気記録媒体用基板の主面に対して研削加工及び研磨加工を施す工程を含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の製造方法。 - 中心孔を有する円盤状の磁気記録媒体用基板の表面検査方法であって、
前記磁気記録媒体用基板の主面における表面粗さとして、円周方向のうねりの空間周期(L)が10〜1000μmの範囲における二乗平均平方根粗さ(Rq)を求めるステップと、
前記表面粗さについてスペクトル解析を行い、その空間周期(L)を横軸[μm]とし、そのパワースペクトル密度(PSD)を縦軸[k・Å2・μm](kは定数)とした両対数グラフ上に表される曲線Sにおいて、空間周期(L)が10μmとなる点Aと、空間周期(L)が1000μmとなる点Bとを結ぶ線分Zの縦軸方向の成分をHとし、この線分Zに対して曲線Sの縦軸方向の成分が最大となる変位をΔHとしたときに、ΔH/H×100[%]で表される値(P)を求めるステップと、
前記Rq値が1Å以下、且つ、前記P値が15%以下となる磁気記録媒体用基板を良品と判定するステップとを含むことを特徴とする磁気記録媒体用基板の表面検査方法。 - 請求項4に記載の表面検査方法を用いた検査工程を含む磁気記録媒体用基板の製造方法。
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