JP5153405B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および磁気ディスク製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のある構成によれば、ガラス基板の主表面を粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨工程の後でガラス基板の主表面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、粗研磨工程と鏡面研磨工程との間にガラス基板を洗浄する洗浄工程とを含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、粗研磨工程では、フッ素含有量が5重量%以下である希土類酸化物を主成分とする研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を粗研磨し、鏡面研磨工程では、希土類酸化物を主成分とする研磨材と異なる研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を鏡面研磨し、洗浄工程では、ガラス基板を、アスコルビン酸と、100ppm以上1000ppm以下のフッ素イオンと、3重量%以上の硫酸とを含有する洗浄液に接触させて、希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去するとともに、鏡面研磨工程におけるガラス基板主表面の取代よりも小さな取代で、ガラス基板主表面をエッチング処理することを特徴とする。
また、本発明の別の構成によれば、ガラス基板の主表面を粗研磨する粗研磨工程と、粗研磨工程の後に粗研磨工程で使用される研磨材と異なる研磨材を用いてガラス基板の主表面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、粗研磨工程と鏡面研磨工程との間にガラス基板を洗浄する洗浄工程とを含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、粗研磨工程では、フッ素含有量が5重量%以下である希土類酸化物を主成分とする研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を粗研磨し、洗浄工程では、ガラス基板を、アスコルビン酸と、100ppm以上1000ppm以下のフッ素イオンと、3重量%以上の硫酸とを含有する洗浄液に接触させて、希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去することを特徴とする。
上述の洗浄工程では、ガラス基板の主表面に存在する希土類酸化物を主成分とする研磨材に含まれる研磨砥粒の数が、2個/cm2以下となるように希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去することが好ましい。
本発明の別の観点によれば、本発明による磁気ディスク製造方法は、上述のいずれかの方法を用いて製造したガラス基板に少なくとも磁性層を形成することを特徴とする。
実施例1にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、(1)荒ずり工程、(2)端面鏡面研磨工程、(3)ラッピング工程、(4)第1研磨工程(主表面粗研磨工程)、(5)洗浄工程(粗研磨後洗浄工程)、(6)第2研磨工程(主表面鏡面研磨工程)、(7)洗浄工程(鏡面研磨後洗浄工程)、(8)化学強化工程、を有する。以下、これらの工程を詳細に説明する。
まず、プレス法で成型したガラスディスクを、比較的粗いダイヤモンド砥石で研削加工した。素材となるガラス組成物として、SiO2を62重量%以上75重量%以下、Al2O3を5重量%以上15重量%以下、Li2Oを4重量%以上10重量%以下、Na2Oを4重量%以上12重量%以下、ZrO2を5.5重量%以上15重量%以下を主成分として含有するとともに、Na2O/ZrO2の重量比が0.5以上2.0以下、Al2O3/ZrO2の重量比が0.4以上2.5以下であるガラス組成物を利用した。このガラス組成物は、リン酸化物や、CaOやMgOといったアルカリ土類金属酸化物を含まないガラスである。具体的にはHOYA株式会社製のアモルファスのアルミノシリケートガラスであるN5ガラス(商品名)を用いた。
次いで、ブラシ研磨により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の端面の表面粗さを、Rmaxで1μm、Raで0.3μm程度に鏡面研磨した。研磨材としては酸化セリウム研磨材を用いた。その後ガラス基板の表面を水洗浄した。
次に、ガラス基板にラッピング処理を施した。このラッピング工程は、寸法精度及び形状精度の向上を目的としている。ラッピング処理は、ラッピング装置を用いて行い、砥粒の粒度を#400、#1000と替えて2回行った。詳しくは、はじめに、粒度#400のアルミナ砥粒を用い、内転ギアと外転ギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面の主表面を面精度0〜1μm、表面粗さ(Rmax)6μm程度にラッピングした。次いで、アルミナ砥粒の粒度を#1000に替えてラッピングを行い、表面粗さ(Rmax)2μm程度とした。ラッピング処理を終えたガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
次に、第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去を目的とするもので、研磨装置を用いて行った。詳しくは、ポリウレタン製の硬質研磨パッドを用い、第1研磨工程を実施した。
セリウム研磨材による研磨後の磁気ディスク用ガラス基板の洗浄工程を行った。ガラス基板を、アスコルビン酸と、100ppm以上1000ppm以下のフッ素イオンと、3重量%以上の硫酸とを含有する洗浄液に浸漬し、希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去した。このとき超音波を併用した。
次に、第1研磨工程で使用したのと同様の研磨装置を用い、研磨パッドを硬質研磨パッドから軟質研磨パッドに替えて、第2研磨工程を実施した。この第2研磨工程で行う処理は、上述した第1研磨工程で得られた平坦な主表面を維持しつつ、例えば主表面の表面粗さRmaxが6nm程度以下である平滑な鏡面に仕上げる鏡面研磨処理である。
次に、第2研磨工程(主面鏡面研磨工程)を終えたガラス基板の洗浄処理を下記の通りに行った。第2研磨工程を終えたガラス基板を乾燥(自然乾燥を含む)させることなく、水中で保管し、湿潤状態のまま次の洗浄工程へ搬送した。研磨残渣が残った状態のままガラス基板を乾燥させてしまうと、洗浄処理により研磨材を除去することが困難になる場合があるからである。
洗浄工程を終えたガラス基板に化学強化処理を施した。化学強化処理は、化学強化塩を化学強化処理槽に入れ、保持部材で保持したガラス基板を溶融させた化学強化塩に浸漬して行う。化学強化処理の具体的方法は、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムを混合した化学強化塩を用意し、この化学強化塩を400℃に加熱して溶融させ、300℃に予熱された洗浄済みのガラス基板を約3時間浸漬して行った。このように、化学強化溶融塩にガラス基板を浸漬処理することによって、ガラス基板表層のリチウム、ナトリウムは、化学強化溶融塩中のナトリウム、カリウムにそれぞれ置換され、ガラス基板は化学強化される。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約100μmであった。化学強化処理を終えたガラス基板を、硫酸洗浄、中性洗剤洗浄、純水洗浄、アルコール洗浄、アルコール蒸気乾燥の順に洗浄及び乾燥工程を行った。
上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板上に少なくとも下地層、微細化促進層、および磁気記録層をこの順に備える垂直磁気記録に用いる磁気ディスクを製造する。微細化促進層としてコバルト(Co)、クロム(Cr)および少なくとも1つの貴金属元素を含有する結晶粒子の間に非磁性物質を含むグラニュラー構造の非磁性層を形成する。磁気記録層として少なくともコバルト(Co)を含有する結晶粒子の間に非磁性物質を含むグラニュラー構造の強磁性層を形成する。磁気記録層の成膜にあたっては、スパッタリング法、特にDCマグネトロンスパッタリング法を好ましく用いることができる。
得られた磁気ディスクを、最高記録密度が1平方インチ当り60ギガビットとされるロードアンロード方式のハードディスクドライブ(HDD)に搭載した。このハードディスクドライブに搭載される磁気ヘッドの浮上量は10nmであり、スライダーはNPABスライダー(負圧スライダー)が採用されている。再生素子は磁気抵抗効果型再生素子である。このハードディスクドライブで試験を行ったところ、ヘッドクラッシュ障害、サーマルアスペリティ障害、フライスティクション障害が生じることがなく、安全に記録再生を行うことができた。ロードアンロード動作を60万回繰り返したが、故障することもなかった。
次に、本発明の実施形態に係る参考的実験を行ったので付記する。
次に、実施例1において、化学強化工程の後であって、磁気ディスク製造工程の前に、テープ研磨処理を行った磁気ディスク用ガラス基板、磁気ディスクを製造した。ディスク状のガラス基板の表面にテープ研磨処理を行うことにより、ディスクの円周方向に配向する筋状の溝からなるテクスチャを形成した。具体的には、化学強化処理を行ったガラス基板の表面に、樹脂繊維の織物からなる研磨テープを当接させ、ダイヤモンド砥粒を供給しながら、ガラス基板を回転させることにより、ガラス基板の表面に微細なテクスチャを形成した。このテクスチャ形成処理を終えたガラス基板の表面を原子間力顕微鏡で観察したところ、表面粗さは実施例1と同様であったが、その表面には精緻なテクスチャ形状が形成されていた。テクスチャを構成する筋はディスクの円周方向に沿って配向していた。テクスチャ形状を乱すような、凸部、凹部や異物の噛み込みにより形成される傷なども見られなかった。このガラス基板上に実施例1と同様に成膜を行い磁気ディスクを製造した。
Claims (4)
- ガラス基板の主表面を粗研磨する粗研磨工程と、
前記粗研磨工程の後で前記ガラス基板の主表面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、
前記粗研磨工程と鏡面研磨工程との間に前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程とを含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記粗研磨工程では、フッ素含有量が5重量%以下である希土類酸化物を主成分とする研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を粗研磨し、
前記鏡面研磨工程では、前記希土類酸化物を主成分とする研磨材と異なる研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を鏡面研磨し、
前記洗浄工程では、前記ガラス基板を、アスコルビン酸と、100ppm以上1000ppm以下のフッ素イオンと、3重量%以上の硫酸とを含有する洗浄液に接触させて、前記希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去するとともに、前記鏡面研磨工程におけるガラス基板主表面の取代よりも小さな取代で、ガラス基板主表面をエッチング処理することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 - ガラス基板の主表面を粗研磨する粗研磨工程と、
前記粗研磨工程の後に該粗研磨工程で使用される研磨材と異なる研磨材を用いて前記ガラス基板の主表面を鏡面研磨する鏡面研磨工程と、
前記粗研磨工程と鏡面研磨工程との間に前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程とを含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記粗研磨工程では、フッ素含有量が5重量%以下である希土類酸化物を主成分とする研磨材をガラス基板に供給し、研磨布とガラス基板とを相対的に移動させてガラス基板の主表面を粗研磨し、
前記洗浄工程では、前記ガラス基板を、アスコルビン酸と、100ppm以上1000ppm以下のフッ素イオンと、3重量%以上の硫酸とを含有する洗浄液に接触させて、前記希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 - 前記洗浄工程では、前記ガラス基板の主表面に存在する希土類酸化物を主成分とする研磨材に含まれる研磨砥粒の数が、2個/cm2以下となるように前記希土類酸化物を主成分とする研磨材を溶解除去することを特徴とする請求項2記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
- 請求項1から3までのいずれかに記載の方法を用いて製造したガラス基板に少なくとも磁性層を形成することを特徴とする、磁気ディスク製造方法。
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