JP2016115378A - 磁気記録媒体用ガラス基板、および磁気記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気記録媒体の読み書きを安定的に行う、磁気記録媒体用ガラス基板を提供する。【解決手段】磁性層が形成される主平面を有する、磁気記録媒体用ガラス基板であって、ガラス基板の主平面の表層における第１３族元素の原子濃度の合計をＣ１（原子％）、表層におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ２（原子％）、ガラス基板の内部における第１３族元素の合計をＣ３（原子％）、ガラス基板の内部におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ４（原子％）としたときに、下記の式（１）で表されるＲ１が０．３０〜０．９０である。【選択図】なし

Description

本発明は、磁気記録媒体用ガラス基板、および磁気記録媒体に関する。

磁気記録媒体用ガラス基板は、さらなる記録密度の高密度化を図るために、表面粗さを小さくし、表面に存在する欠陥を少なくすることが求められている。例えば特許文献１には、添加剤を含む研磨液を用いてガラス基板の主平面を研磨すること、添加剤を含む洗浄液を用いて研磨したガラス基板を洗浄することにより、高記録密度磁気ディスク用の基板に好適な磁気ディスク用ガラス基板を製造することが記載されている。研磨後のガラス基板の主平面に磁性層などの膜を成膜することにより磁気記録媒体が得られる。

ＷＯ２０１０／０３８７４１Ａ１

磁気記録媒体の高密度化により、磁気記録媒体の読み書きを行うヘッドの磁気記録媒体からの浮上高さ（以下、単に「ヘッドの浮上高さ」ともいう）の低減が要望されている。

磁気記録媒体の高密度化に伴い、ヘッドの浮上高さを低減し、磁気記録媒体の読み書きを安定的に行うことが困難となる問題が生じてきた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、磁気記録媒体の読み書きを安定的に行うことができる、磁気記録媒体用ガラス基板の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
磁性層が形成される主平面を有する、磁気記録媒体用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の前記主平面の表層における第１３族元素の原子濃度の合計をＣ１（原子％）、前記表層におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ２（原子％）、前記ガラス基板の内部における第１３族元素の合計をＣ３（原子％）、前記ガラス基板の内部におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ４（原子％）としたときに、下記の式（１）で表されるＲ１が０．３０〜０．９０である、磁気記録媒体用ガラス基板が提供される。

本発明の一態様によれば、磁気記録媒体の読み書きを安定的に行うことができる、磁気記録媒体用ガラス基板が提供される。

本発明の一実施形態による磁気記録媒体用ガラス基板を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板を用いた磁気記録媒体を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態によるガラス基板における各元素の原子濃度の測定に用いるＸ線光電子分光装置を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。本明細書において、数値範囲を表す「〜」はその前後の数値を含む範囲を意味する。

図１は、本発明の一実施形態による磁気記録媒体用ガラス基板を示す斜視図である。磁気記録媒体用ガラス基板１０（以下、単に「ガラス基板１０」ともいう）は、円盤状であって、中央部に円孔１３を有する。ガラス基板１０は、第１主平面１１および第２主平面１２を有する。

図２は、本発明の一実施形態によるガラス基板を用いた磁気記録媒体を示す断面図である。磁気記録媒体２０は、ガラス基板１０、磁性層２１、保護層２２、および潤滑層２３などを有する。磁性層２１、保護層２２、および潤滑層２３は、この順で、ガラス基板１０の第１主平面１１に形成されるが、ガラス基板１０の第２主平面１２に形成されてもよく、これらの両主平面（第１主平面１１および第２主平面１２）に形成されてもよい。

磁性層２１は、垂直磁気記録用のものであってよく、この場合、記録面に対して垂直な磁化容易軸を有する。記録密度向上の観点から、記録方式は、エネルギーアシスト磁気記録方式が望ましい。

磁性層２１は、垂直磁気記録用のものである場合、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔのうちの少なくとも１種類を含む材料で形成され、例えばＣｏＣｒＰｔ系合金で形成される。磁性層２１は、グラニューラ構造とするため、ＣｏＣｒＰｔ系合金などの磁性材料に対し、酸化物、半金属元素、または金属元素を添加したものであることが好ましい。酸化物としては、例えばＳｉＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｔａ_２Ｏ_５、またはＴｉＯ_２が用いられる。半金属元素としては、例えばＢが用いられる。金属元素としては、例えばＣｒ、Ｃｕ、Ｔａ、またはＺｒが用いられる。

磁性層２１は、非磁性層と交互に積層されてもよい。これにより、磁性層２１を反強磁性交換結合させることができる。非磁性層は、例えばＲｕまたはＲｕ合金で形成され、例えば０．６〜１．２ｎｍの厚さを有する。

磁性層２１とガラス基板１０との間には、下地層がさらに形成されてもよい。磁性層２１が垂直磁気記録用のものである場合、下地層は、Ｃｏ、Ｆｅ、またはＮｉなどの軟磁性材料で形成され、ヘッドからの記録磁界を環流させる役割を果たす。軟磁性材料としては、ＦｅＣｏ系合金、ＦｅＮｉ系合金、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＣｒ系合金、ＦｅＴａ系合金、ＦｅＭｇ系合金、ＦｅＺｒ系合金、ＦｅＣ系合金、ＦｅＮ系合金、ＦｅＳｉ系合金、ＦｅＰ系合金、ＦｅＮｂ系合金、ＦｅＨｆ系合金、またはＦｅＢ系合金などが用いられる。

ガラス基板１０と下地層との間には、密着層がさらに形成されてもよい。密着層は、ガラス基板１０の吸着ガスや吸着水分、ガラス基板１０からの拡散成分などによる下地層の腐食を抑制する。密着層の材料としては、Ｃｒ、Ｃｒ合金、Ｔｉ、またはＴｉ合金などが用いられる。密着層の厚さは例えば２〜４０ｎｍである。密着層の形成方法としては、例えばスパッタ法などが用いられる。

磁性層２１と下地層との間には、配向制御層がさらに形成されてもよい。配向制御層は、磁性層の結晶粒を微細化し、記録再生特性を向上させる。配向制御層の材料としては、Ｒｕ、Ｒｕ合金、ＰｔとＡｕとＡｇとの少なくとも１つを含む材料、ＣｏＣｒ系合金、Ｔｉ、またはＴｉ合金が用いられる。配向制御層は、垂直磁気記録用の磁性層２１のエピタキシャル成長を容易にする機能、および下地層と磁性層との磁気交換結合を断つ機能を有する。

配向制御層と下地層との間には、シード層がさらに形成されてもよい。シード層は、配向制御層の結晶粒径を制御する。シード層は、例えばＮｉＷ系合金で形成される。

保護層２２は、磁性層２１の腐食を防止し、且つ、ヘッドとの接触による磁性層２１の傷の発生を防止する。保護層２２の材料としては、Ｃ、ＺｒＯ_２、またはＳｉＯ_２などが用いられる。保護層２２の形成方法としては、例えばスパッタ法、またはＣＶＤ法などが用いられる。

潤滑層２３は、ヘッドとの摩擦を低減する。潤滑層２３の材料としては、パーフルオロポリエーテル、フッ素化アルコール、またはフッ素化カルボン酸などが用いられる。潤滑層２３の形成方法としては、例えばディップ法、またはスプレー法などが用いられる。

磁気記録媒体２０の記録密度は、例えば６６０Ｇｂｉｔ／ｉｎ^２、７５０Ｇｂｉｔ／ｉｎ^２、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ^２のいずれでもよく、１Ｔｂｉｔ／ｉｎ^２を超えてもよい。

図３は、本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。図３に示すように、ガラス基板の製造方法は、素板加工工程Ｓ１１、第１ラップ工程Ｓ１２、面取工程Ｓ１３、端面研磨工程Ｓ１４、第２ラップ工程Ｓ１５、第１研磨工程Ｓ１６、第１洗浄工程Ｓ１７、第２研磨工程Ｓ１８、および第２洗浄工程Ｓ１９を有する。

素板加工工程Ｓ１１は、ガラス素板を加工することにより、中央部に円孔を有する円盤状のガラス基板を得る。ガラス素板は、例えばフロート法、フュージョン法、プレス成形法、ダウンドロー法、リドロー法などで成形される。

第１ラップ工程Ｓ１２では、ガラス基板の両主平面を研削する。ガラス基板の両主平面を同時に研削する両面研削装置が用いられる。この両面研削装置は、例えば酸化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、ホウ化炭素、ダイヤモンドなどの遊離砥粒を用いて、ガラス基板の両主平面を同時に研削する。尚、一部のラップ工程は、素板加工工程の前に実施されてもよい。

面取工程Ｓ１３は、面取砥石でガラス基板の端面（内周端面および外周端面）を研削することにより、ガラス基板の端面に面取り部（例えば２つの傾斜部および垂直部）を形成する。各傾斜部はガラス基板の主平面に対して斜めとされ、垂直部はガラス基板の主平面に対して垂直とされ、２つの傾斜部を接続する。尚、各傾斜部は平面でなくてもよく、丸みを帯びた曲面でもよい。

端面研磨工程Ｓ１４は、２つの傾斜部および垂直部を研磨することにより、２つの傾斜部および垂直部における加工変質層を除去する。端面研磨方法としては、ブラシ研磨、スポンジ研磨、粘性流体研磨、磁性流体研磨などが挙げられる。

尚、複数の端面研磨工程が順次行われてもよく、一部の端面研磨工程は第２ラップ工程Ｓ１５の後、第１研磨工程Ｓ１６の前に行われてもよい。複数の端面研磨工程の間には、洗浄工程や乾燥工程が行われてよい。

第２ラップ工程Ｓ１５では、ガラス基板の両主平面を研削する。ガラス基板の両主平面を同時に研削する両面研削装置が用いられる。この両面研削装置は、例えばダイヤモンド砥粒などの固定砥粒を用いて、ガラス基板の両主平面を同時に研削する。

第１研磨工程Ｓ１６では、ガラス基板の両主平面を研磨する。ガラス基板の両主平面を同時に研磨する両面研磨機が用いられてよい。両面研磨機は、例えば酸化セリウムなどの研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。

第１洗浄工程Ｓ１７では、第１研磨工程Ｓ１６の後、第２研磨工程Ｓ１８の前に行われ、第１研磨工程Ｓ１６においてガラス基板に付着した付着物（例えば研磨屑、研磨砥粒）などを洗い落とす。

第２研磨工程Ｓ１８では、ガラス基板の両主平面を研磨する。ガラス基板の両主平面を同時に研磨する両面研磨機が用いられてよい。第２研磨工程Ｓ１８の詳細については後述する。

第２洗浄工程Ｓ１９は、第２研磨工程Ｓ１８の後に行われ、第２研磨工程Ｓ１８においてガラス基板に付着した付着物などを洗い落とす。第２洗浄工程Ｓ１９の詳細については後述する。

尚、ガラス基板の製造方法は、図３に示すものに限定されない。例えば各工程の順序は、図３に示す順序に限定されない。また、図３に示す複数の工程のうちの一部の工程が実施されなくてもよい。また、図３に示す工程以外の工程（例えば化学強化工程）が実施されてもよい。

化学強化工程は、例えば第１研磨工程Ｓ１６と第２研磨工程Ｓ１８との間、または第２研磨工程Ｓ１８の後に行われる。化学強化工程では、ガラス表面に含まれる小さなイオン半径のイオン（例えばＬｉイオンやＮａイオン）を大きなイオン半径のイオン（例えばＫイオン）に置換し、ガラス表面から所定の深さの強化層を形成する。強化層には圧縮応力が残留するため、傷が付きにくい。

次に、第２研磨工程Ｓ１８について詳説する。第２研磨工程Ｓ１８では、酸性の研磨液を用いる。ガラス表層に含まれるアルカリ金属や第２族元素、第１３族元素などのイオンが溶出し、研磨速度が向上する。アルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋなどが挙げられる。第２族元素としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどが挙げられる。第１３族元素としては、例えばＢ、Ａｌ、Ｇａなどが挙げられる。これらのイオンが溶出した層を表面改質層と呼ぶ。表面改質層の表面は研磨によって平坦とされる。

研磨液のｐＨは、例えば３〜５である。研磨液のｐＨが５以下の場合、イオンの溶出速度が速く、研磨速度が十分に向上する。研磨液のｐＨが３以上の場合、研磨後の表面改質層の厚さが薄いため、詳しくは後述するが第２洗浄工程Ｓ１９において表面改質層の一部を除去した後の表面荒れが抑制できる。

研磨液に含まれる酸としては、例えばクエン酸、酢酸、グリコール酸（ヒドロキシ酢酸）、メトキシ酢酸、シアン酢酸、マロン酸、メチルマロン酸、リンゴ酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、アスコルビン酸、フタル酸、コハク酸、アスパラギン酸、乳酸、酒石酸、グルコン酸、グルタル酸、アジピン酸、グルタミン酸、およびイミノニ酢酸のうちの少なくとも１つが用いられる。これらのうち、特に、酸隔離定数の負の常用対数（ｐＫ_ａ）が３〜５であるクエン酸、酢酸、グリコール酸、メトキシ酢酸、マロン酸、リンゴ酸、フマル酸、アスコルビン酸が好ましい。

研磨液に分散させる研磨砥粒としては、例えばコロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、コロイダルセリア、およびコロイダル酸化アルミニウムの少なくとも１つが用いられる。これらの研磨砥粒の粒子径は、例えば１０〜４０ｎｍである。研磨砥粒の粒子径が１０ｎｍ以上の場合、研磨砥粒の表面活性が小さく、研磨砥粒のガラス基板への付着が抑制でき、研磨砥粒の除去が容易である。一方、研磨砥粒の粒子径が４０ｎｍ以下の場合、研磨面の表面荒れが抑制できる。

次に、第２洗浄工程Ｓ１９について説明する。第２洗浄工程Ｓ１９では、ｐＨ１２〜１３．５、４０〜６０℃のアルカリ洗浄液（以下、「強アルカリ洗浄液」ともいう）を用いて１回以上ガラス基板を洗浄する。強アルカリ洗浄液による総洗浄時間は、例えば３０秒〜５分である。表面改質層が強アルカリ洗浄液に溶けて薄くなり、表面改質層の一部が除去される。強アルカリ洗浄液を用いた洗浄は、超音波洗浄であることが好ましい。

強アルカリ洗浄液に含まれるアルカリとしては、例えばＮａＯＨ、またはＫＯＨが好ましい。

強アルカリ洗浄液には、通常のアルカリ洗浄液（アルカリ性洗剤溶液）に含まれる界面活性剤やビルダーは含まれなくてもよい。

第２洗浄工程Ｓ１９では、強アルカリ洗浄液による洗浄の後、通常のアルカリ洗浄液による洗浄を行ってもよい。また、第２洗浄工程Ｓ１９では、純水による洗浄を行ってもよい。

第２洗浄工程Ｓ１９の後、乾燥工程が行われてよい。乾燥工程では、例えばＩＰＡ乾燥を行ってよい。

図３に示す製造方法により、図１に示すガラス基板１０が得られる。本実施形態によれば、酸性の研磨液によって表面改質層を形成し、表面改質層の一部を強アルカリ洗浄液によって除去する。これにより、ガラス基板の表層（例えば表面改質層の残部など）における元素組成とガラス基板の内部における元素組成との比が適正な範囲に調整できる。ガラス基板の表層や内部における元素組成は、市販のＸ線光電子分光装置を用いて測定できる。

図４は、本発明の一実施形態によるガラス基板における各元素の原子濃度の測定に用いるＸ線光電子分光装置を示す図である。Ｘ線光電子分光装置３０は、Ｘ線源３１と、検出器３２とを有する。ガラス基板１０の主平面の表層における各元素の原子濃度は、ガラス基板１０の主平面に対する検出器３２の角度θを１５°として測定する。一方、ガラス基板１０の内部における各元素の原子濃度は、Ｘ線光電子分光装置内でイオンスパッタリングを実施し表面改質層を完全に除去した後、上記角度θを７５°として測定する。ガラス基板１０の内部における各元素の原子濃度は、酸性の研磨液や強アルカリ洗浄液を用いる前のガラス基板の各元素の原子濃度と略同じである。イオンスパッタリングには、例えばＣ_６０イオンスパッタ銃を用いる。

本実施形態では、ガラス基板１０の主平面の表層における第１３族元素の原子濃度の合計をＣ１（原子％）、上記表層におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ２（原子％）、ガラス基板１０の内部における第１３族元素の合計をＣ３（原子％）、ガラス基板１０の内部におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ４（原子％）としたときに、下記の式（１）で表されるＲ１が０．３０〜０．９０である。

式（１）の右辺の分子（Ｃ１／Ｃ２）は、上記表層における第１３族元素の原子濃度の合計Ｃ１を、上記表層におけるＳｉ元素の原子濃度Ｃ２で規格化した値を表す。式（１）の右辺の分子は、酸性の研磨液を用いることで減少し、その後に強アルカリ洗浄液を用いることで元の値に近づく。

一方、式（１）の右辺の分母（Ｃ３／Ｃ４）は、上記内部における第１３族元素の原子濃度の合計Ｃ３を、上記内部におけるＳｉ元素の原子濃度Ｃ４で規格化した値を表す。式（１）の右辺の分母は、酸性の研磨液や強アルカリ洗浄液を用いることでほとんど変化しない。

Ｒ１が０．９０以下である場合、第１３族元素のイオンの溶出が多く、ガラス基板１０の主平面に付くＯＨ基が多い。ガラス基板１０の主平面のＯＨ基が多いため、磁性層２１などの膜とガラス基板１０との密着性が良い。磁性層２１などの膜の剥離が抑制でき、磁気記録媒体２０の読み書きを行うヘッドの磁気記録媒体２０からの浮上高さが低減できる。

また、Ｒ１が０．３０以上である場合、ガラス基板１０の主平面に存在するＯＨ基が多過ぎず、ゴミなどの有機物の付着が抑制できる。有機物が付着すると、磁性層２１などの膜とガラス基板１０との密着性が悪化する。

ガラス基板１０の両主平面のうち少なくとも一方においてＲ１が０．３０〜０．９０であればよい。Ｒ１が０．３０〜０．９０である主平面に、磁性層２１などの膜が形成される。

Ｒ１は、好ましくは０．３５〜０．９０、より好ましくは０．３５〜０．８０、さらに好ましくは０．３５〜０．７０である。

尚、ガラス基板１０は、第１３族元素として、ＡｌおよびＢの少なくとも一方を含めばよく、両方を含まなくてもよい。

本実施形態では、上記表層におけるアルカリ金属の原子濃度の合計をＣ５（原子％）、上記表層における第２族元素の原子濃度の合計をＣ６（原子％）、ガラス基板１０の内部におけるアルカリ金属の原子濃度の合計をＣ７（原子％）、ガラス基板１０の内部における第２族元素の原子濃度の合計をＣ８（原子％）としたときに、下記の式（２）で表されるＲ２が０．２０〜０．９０である。

式（２）の右辺の分子（（Ｃ５＋Ｃ６）／Ｃ２）は、上記表層におけるアルカリ金属および第２族元素の原子濃度の合計（Ｃ５＋Ｃ６）を、上記表層におけるＳｉ元素の原子濃度Ｃ２で規格化した値を表す。式（２）の右辺の分子は、酸性の研磨液を用いることで減少し、その後に強アルカリ洗浄液を用いることで元の値に近づく。

一方、式（２）の右辺の分母（（Ｃ７＋Ｃ８）／Ｃ４）は、上記内部におけるアルカリ金属および第２族元素の原子濃度の合計（Ｃ７＋Ｃ８）を、上記内部におけるＳｉ元素の原子濃度Ｃ４で規格化した値を表す。式（２）の右辺の分母は、酸性の研磨液や強アルカリ洗浄液を用いることでほとんど変化しない。

Ｒ２が０．９０以下である場合、ガラス基板１０の主平面の表層におけるアルカリ金属および第２族元素が少なく、これらの元素と、硫酸ガスや炭酸ガスなどとの反応が抑制できる。この反応が生じると、硫酸塩や炭酸塩などの凸状欠陥がガラス基板１０の主平面に形成される。本実施形態によれば、凸状欠陥の形成が抑制でき、ヘッドの浮上高さが低減できる。また、ヘッドと磁気記録媒体２０との衝突が回避できる。

また、Ｒ２が０．２０以上である場合、ガラス基板１０の出荷後、磁性層２１などの膜の成膜の直前に行われるアルカリ洗浄工程においてガラス基板１０の主平面の表面粗さの変化が抑制できる。これは、Ｒ２が０．２０以上の場合、第２洗浄工程Ｓ１９によって表面改質層の厚さが十分に薄くなっており、予め表面改質層が十分に除去されているためである。

Ｒ２は、好ましくは０．４０〜０．９０、より好ましくは０．５０〜０．９０、さらに好ましくは０．５５〜０．９０、特に好ましくは０．５５〜０．７５である。

ガラス基板１０は、例えば酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６２〜７４％、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３のいずれか１成分以上を５〜３０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を合計で０〜１０％含有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのいずれか１成分以上を合計で０〜２３％含む。

［例１〜４］
例１〜４では、異なる組成のガラスＡ〜Ｄを用意した以外、同じ条件で外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６ｍｍのガラス基板を製造した。また、例１〜４では、製造された各ガラス基板を用いて磁気記録媒体を製造した。磁気記録媒体の製造条件は同一とした。

ガラスＡは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６６％、Ａｌ_２Ｏ_３を１０％、ＭｇＯを３％、ＣａＯを４％、Ｌｉ_２Ｏを７％、Ｎａ_２Ｏを１０％含む。

ガラスＢは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６５％、Ａｌ_２Ｏ_３を９％、ＺｒＯ_２を３％、Ｌｉ_２Ｏを１２％、Ｎａ_２Ｏを１１％含む。

ガラスＣは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６５％、Ａｌ_２Ｏ_３を１１％、ＺｒＯ_２を２％、Ｌｉ_２Ｏを１３％、Ｎａ_２Ｏを６％、Ｋ_２Ｏを３％含む。

ガラスＤは、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６６％、Ａｌ_２Ｏ_３を１１％、Ｂ_２Ｏ_３を８％、ＭｇＯを５％、ＣａＯを５％、ＳｒＯを５％含む。

素板加工工程Ｓ１１では、ガラスＡ〜ガラスＤで形成されるガラス素板を加工することにより、中央部に円孔を有する円盤状のガラス基板を得た。

第１ラップ工程Ｓ１２では、両面研削装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により各ガラス基板の両主平面を研削した。遊離砥粒としては、平均粒径が１．５μｍの酸化アルミニウム砥粒を用いた。両主平面の板厚方向における総研削量は約３００μｍであった。

面取工程Ｓ１３では、面取砥石で各ガラス基板の端面（内周端面および外周端面）を研削することにより、各ガラス基板の端面に２つの傾斜部および垂直部を形成した。各傾斜部の傾斜角は４５°とした。

端面研磨工程Ｓ１４では、２つの傾斜部および垂直部をブラシ研磨することにより、２つの傾斜部および垂直部における加工変質層を除去した。

第２ラップ工程Ｓ１５では、両面研削装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により各ガラス基板の両主平面を研削した。固定砥粒としては、平均粒径が４μｍのダイヤモンド砥粒を用いた。両主平面の板厚方向における総研削量は１３６μｍであった。

第２ラップ工程Ｓ１５の後、研削された各ガラス基板を、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態で超音波洗浄した。

第１研磨工程Ｓ１６では、両面研磨装置により各ガラス基板の両主平面を研磨した。研磨液としては、平均粒径０．８〜１μｍの酸化セリウム砥粒を含むものを用いた。研磨パッドとしては、スエードパッドを用いた。両主平面の板厚方向における総研磨量は２５μｍであった
第１洗浄工程Ｓ１７では、各ガラス基板を純水に浸漬した後、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態で超音波洗浄した。次いで、純水によるリンスの後、硫酸７１．４質量％、過酸化水素水７．７質量％の水溶液を８０°に加温し、その水溶液に各ガラス基板を浸漬して洗浄を行った。その後、純水によるリンスを行った。

第２研磨工程Ｓ１８では、両面研削装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により各ガラス基板の両主平面を研磨した。研磨砥粒としては一次粒子の平均粒径が１５ｎｍのコロイダルシリカを用い、このコロイダルにクエン酸を加えてｐＨを４．０に調整したものを研磨液として用いた。研磨パッドは、ショアＡ硬度が６０°、密度が０．６２ｇ／ｃｍ^３のスエードパッドを使用した。研磨の後、純水で水洗した。

第２洗浄工程Ｓ１９では、各ガラス基板をｐＨ１２、４０℃のＮａＯＨ水溶液に浸漬した状態で２分間超音波洗浄を実施した。次いで、純水によるリンス後、ｐＨ１０の洗剤にてスクラブ洗浄を行い、続いてｐＨ１２のアルカリ性洗剤溶液にて超音波洗浄を室温で３分実施した。その後、純水によるリンス、ＩＰＡ乾燥を実施した。

製造した各ガラス基板の各元素の原子濃度は、Ｘ線光電子分光装置（アルバック ファイ社製、ＥＳＣＡ５５００）により測定した。

はじめに、ガラス基板の表層における各元素の原子濃度を、下記（Ａ）〜（Ｂ）の方法で求めた。（Ａ）Pass Energyを１１７．４ｅＶ、Energy Stepを０．５ｅＶ／ｓｔｅｐ、検出器のアパーチャーを直径８００μｍの円形、角度θを１５°としてＸＰＳスペクトルを取得する。（Ｂ）解析ソフト（ソフト名：マルチパック）を用い、ＸＰＳスペクトルの各元素のピークの積分強度から原子濃度を求める。このとき、ピークのバックグラウンド除去にはShirley法を適用する。

次に、ガラス基板の内部における各元素の原子濃度を、下記（Ｃ）〜（Ｅ）の方法で求めた。（Ｃ）Ｃ_６０イオンスパッタリングによる深さ方向組成分析を実施する。このとき、各原子の濃度が深さ方向で一定となる領域まで測定を行う。なお、Ｃ_６０イオンスパッタリングではガラス基板の正確な深さ方向分析が可能となる。（Ｄ）イオンスパッタリング実施面について、Pass Energyを１１７．４ｅＶ、Energy Stepを０．５ｅＶ／ｓｔｅｐ、検出器のアパーチャーを直径８００μｍの円形、角度θを７５°としてＸＰＳスペクトルを取得する。（Ｅ）解析ソフト（ソフト名：マルチパック）を用い、ＸＰＳスペクトルの各元素のピークの積分強度から原子濃度を求める。このとき、ピークのバックグラウンド除去にはShirley法を適用する。

最後に、これらの測定結果を用いて、上記式（１）で表されるＲ１、および上記式（２）で表されるＲ２を算出する。

製造した各ガラス基板の主平面の表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡（ＳＩＩ社製、ＳＰＡ４００）により測定した。測定エリアは一辺１μｍの正方形、測定周波数は１Ｈｚ、測定点は１辺あたり２５６点として、全面で６５５３６点とした。測定モードはタッピングモードとした。表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡に付属するソフトを用いて傾き補正（２次曲面補正）を行った後に算出した。ここで、表面粗さＲａとは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１）に記載の算術平均粗さである。

製造した各ガラス基板を用いて下記（Ｆ）〜（Ｉ）の工程を実施することにより、磁気記録媒体を製造した。

（Ｆ）各ガラス基板を、ｐＨ１２、４０℃のＮａＯＨ水溶液に浸漬した状態で１０分間、４０ｋＨｚの超音波洗浄を行った。その後、純水によるリンス、ＩＰＡ乾燥を行った。その後、各ガラス基板の主平面の表面粗さを上記原子間力顕微鏡により測定し、（Ｆ）の工程の前後での表面粗さＲａの変化ΔＲａを求めた。ここで、（Ｆ）の工程の後の表面粗さＲａをＲａ１、（Ｆ）の工程の前の表面粗さＲａ２とすると、ΔＲａはΔＲａ＝Ｒａ１−Ｒａ２の式から求められる。

（Ｇ）インライン型スパッタリング装置により、密着層としてのＣｒ層（層厚１０ｎｍ）、下地層としてのＣｏ−Ｆｅ−Ｚｒ−Ｔａ合金層（層厚３０ｎｍ）、シード層としてのＮｉＷ合金層（層厚１０ｎｍ）、配向制御層としてのＲｕ層（層厚１０ｎｍ）、磁性層としてのグラニュラ構造層（層厚１０ｎｍ）、非磁性層としてのＲｕ層（層厚０．６ｎｍ）、磁性層としてのグラニュラ構造層（層厚６ｎｍ）をこの順でガラス基板の主平面に成膜した。各グラニュラ構造層は、ＣｏＣｒＰｔ合金にＳｉＯ_２を添加したものである。

（Ｈ）ＣＶＤ法により、保護層としてのカーボン膜（膜厚３ｎｍ）を成膜した。

（Ｉ）ディップ法により、パーフルオロポリエーテルの潤滑層（層厚２ｎｍ）を形成した。

製造した磁気記録媒体は、グライドハイトと、エキストラビットとで評価した。

グライドハイトは、磁気記録媒体上の凸状欠陥の高さを評価するものである。磁気記録媒体を回転させ、所定の高さにヘッドを浮上させる。ヘッドが凸状欠陥と衝突したときの衝撃を電気信号に変換することで、凸状欠陥の高さが評価できる。ヘッドとしては、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）機能を有する磁気ヘッドを使用した。浮上高さ５ｎｍの場合に衝撃がないものを「Ａ」、浮上高さ１０ｎｍの場合には衝撃がないが浮上高さ５ｎｍの場合には衝撃があるものを「Ｂ」、浮上高さ１０ｎｍの場合に衝撃があるものを「Ｃ」とする。

エキストラビットは、磁気記録媒体上のトラックに沿って記録された複数のデータをヘッドで読み、ヘッドからの出力信号が閾値を超えたデータの個数をカウントすることで、磁気記録媒体の品質を評価する。ヘッドとしては、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）機能を有する磁気ヘッドを使用した。ヘッドの浮上高さは１ｎｍに設定した。ヘッドからの出力信号が閾値を超えたデータの平均個数が０．４未満のものを「Ａ」、０．４以上０．６未満のものを「Ｂ」、０．６以上のものを「Ｃ」とする。

［例５］
比較例１では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりに下記の洗浄工程を行った以外、実施例２と同じ条件でガラス基板、および磁気記録媒体を製造し、評価した。

比較例１では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりの洗浄工程として、純水で２分間超音波洗浄を実施した。次いで、純水によるリンスの後、ｐＨ１０のアルカリ性洗剤溶液によるスクラブ洗浄を行い、その後、純水にて室温で２分間超音波洗浄を実施した。その後、純水によるリンス、ＩＰＡ乾燥を実施した。

［例６］
比較例２では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりに下記の洗浄工程を行った以外、実施例３と同じ条件でガラス基板、および磁気記録媒体を製造し、評価した。

比較例２では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりの洗浄工程として、純水で２分間超音波洗浄を実施した。次いで、純水によるリンスの後、ｐＨ１０のアルカリ性洗剤溶液によるスクラブ洗浄を行い、その後、純水にて室温で２分間超音波洗浄を実施した。その後、純水によるリンス、ＩＰＡ乾燥を実施した。

［例７］
比較例３では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりに下記の洗浄工程を行った以外、実施例３と同じ条件でガラス基板、および磁気記録媒体を製造し、評価した。

比較例３では、第２洗浄工程Ｓ１９の代わりの洗浄工程として、純水で２分間超音波洗浄を実施した。次いで、純水によるリンスの後、ｐＨ５の溶液によるスクラブ洗浄を行い、その後、純水にて室温で２分間超音波洗浄を実施した。その後、純水によるリンス、ＩＰＡ乾燥を実施した。

［評価結果］
例１〜７において用意したガラスの種類、および評価結果を表１に示す。

表１から明らかなように例１〜４では、第２洗浄工程Ｓ１９において強アルカリ洗浄液による洗浄を実施したため、Ｒ１およびＲ２を適切な範囲に収めることができた。よって、ΔＲａが０．０３以下と小さく、且つ、グライドハイトの評価およびエキストラビットの評価が良かった。一方、例５〜６では、Ｒ１およびＲ２が小さ過ぎ、ΔＲａが０．０５以上と大きかった。特に例６では、グライドハイトの評価およびエキストラビットの評価も悪かった。また、例７では、Ｒ１が大き過ぎ、エキストラビットの評価が悪かった。

以上、磁気記録媒体用ガラス基板、および磁気記録媒体の実施形態などを説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

１０ 磁気記録媒体用ガラス基板
１１ 第１主平面
１２ 第２主平面
２０ 磁気記録媒体
２１ 磁性層
２２ 保護層
２３ 潤滑層

Claims (4)

1. 磁性層が形成される主平面を有する、磁気記録媒体用ガラス基板であって、
   前記ガラス基板の前記主平面の表層における第１３族元素の原子濃度の合計をＣ１（原子％）、前記表層におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ２（原子％）、前記ガラス基板の内部における第１３族元素の合計をＣ３（原子％）、前記ガラス基板の内部におけるＳｉ元素の原子濃度をＣ４（原子％）としたときに、下記の式（１）で表されるＲ１が０．３０〜０．９０である、磁気記録媒体用ガラス基板。
   

   
2. 前記表層におけるアルカリ金属の原子濃度の合計をＣ５（原子％）、前記表層における第２族元素の原子濃度の合計をＣ６（原子％）、前記ガラス基板の内部におけるアルカリ金属の原子濃度の合計をＣ７（原子％）、前記ガラス基板の内部における第２族元素の原子濃度の合計をＣ８（原子％）としたときに、下記の式（２）で表されるＲ２が０．２０〜０．９０である、請求項１に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
   

   
3. 酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ_２を６２〜７４％、Ａｌ_２Ｏ_３およびＢ_２Ｏ_３のいずれか１成分以上を５〜３０％、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯのいずれか１成分以上を合計で０〜１０％含有し、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２ＯおよびＫ_２Ｏのいずれか１成分以上を合計で０〜２３％含む、請求項１または２に記載の磁気記録媒体用ガラス基板。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板を用いた、磁気記録媒体。

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