JP6452639B2 - 磁気ディスク用基板および磁気ディスク - Google Patents
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Description
基板の把持や搬送の際に、端面が擦れて微小な欠けを生じ、発塵したり、割れたりするおそれがあるため、基板は外周の端部に面取りが施される。例えば、特許文献1には、基板の主表面と面取り面とのなす角を48°以上80°以下とすることが記載されている。
また、治具との接触部を起点として、磁気ディスクの主表面上に放射状に飛び散ったような痕跡を有する欠陥も観察された。詳細に分析したところ、磁気ディスクに用いられる磁性膜や中間層等の金属成分が混ざったものであった。この原因としては、プラズマCVD法やイオンビームデポジション(IBD)法によってダイヤモンドライクカーボン(DLC)の保護膜を成膜する際に基板にかけられるバイアス電圧によって、保持治具と磁気ディスクの接点においてアーク放電が発生したことが原因であることが判明した。現在、保護膜については薄膜化を実現するため、上記の成膜方法が主流となっているが、より緻密な膜を得るためにバイアス電圧は増加傾向にあると推察される。
このように、従来の基板では、面取部で保持治具と接触した時に、様々なトラブルが発生する場合があった。
磁気ディスクの生産では、1つの成膜装置において複数の保持治具を用いて、投入された多数の基板を順々に保持して成膜室に搬送し、成膜を行っている。このとき、厳密には保持治具の形は全て同じではなく微妙に異なっている場合がある。また、保持治具は繰り返し用いられるため、成膜開始からの時間によって表面の状態が変化する。例えば、時間が経過するに連れて冶具の表面への膜組成の成分の堆積量が増加すると、基板と接触したときに異物として剥離しやすくなる。これらの複雑な要因により、基板ごとに保持冶具との接触点の位置や、剥離する異物にバラツキが生じる。本発明者らは、接触点が基板の主表面近傍である場合に、上記問題が顕著となることを見出し、端部の形状を工夫することにより接触点の位置の確率的な揺らぎをなくし、上記問題を低減することができることを見出した。
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、前記2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記主表面の外側輪郭線から前記境界部までの径方向の距離は10μm以上である、ことを特徴とする。
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、前記2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記側壁面と前記面取り面とがなす稜線から前記境界部までの基板の厚さ方向における距離は10μm以上である、ことを特徴とする。
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、当該2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記境界部は曲率半径が1μm以上の丸みを帯びている、ことを特徴とする。
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記面取り面は、第1の傾斜面と、前記第1の傾斜面に接続する第2傾斜面と、を備え、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したときに、前記第1の傾斜面と前記第2傾斜面との境界部は、前記第1の傾斜面と前記第2傾斜面との境界部は、曲率半径が1μm以上50μm以下の丸みを帯びている、ことを特徴とする。
磁気ディスク用基板は、円板形状であって、外周と同心の円形の中心孔がくり抜かれたリング状である。磁気ディスク用基板の両面の円環状領域に磁性層(記録領域)が形成されることで、磁気ディスクが形成される。磁気ディスク用基板として、金属基板(アルミニウム合金基板や、NiP系合金をメッキしたアルミニウム合金基板)やガラス基板を用いることができる。特に、金属基板等に比べて塑性変形し難い性質を持つガラス基板が好適に用いられる。以降の説明では、磁気ディスク用基板としてガラスを用いる場合について説明するが、磁気ディスク用基板は、金属基板であってもよい。
本実施形態の基板1には、端面の主表面と接続される部分に2段階の面取り面が設けられている。すなわち、基板1は、主表面10と、端面20とを有し、端面20は、側面21と、第1傾斜面22と、第2傾斜面23とを有する。図2に示すように、主表面10および側壁面21に垂直な断面において、面取り面は、主表面10と側壁面21とを接続する2つの直線部分(第1傾斜面22および第2傾斜面23)を有する。
第2傾斜面23は、第1傾斜面22と側壁面21とを接続している。第2傾斜面23は、主表面10および側壁面21に垂直な断面において直線となる部分を有する。
第1傾斜面22と第2傾斜面23とにより稜線Eが環状に形成されている。稜線Eは第1傾斜面22と第2傾斜面23とを接続する接続部であり、第1傾斜面22と第2傾斜面23との境界部である。稜線Eは、主表面10よりも基板1の厚さ方向内側に設けられている。稜線Eは基板1の表面において、外側に凸形状をなす。
なお、図4に示すように、主表面10と側壁面21との間の面取り部がラウンド型だと、基板と冶具との相対位置のバラツキによって基板の治具との接点が面取り部の任意の位置となり得るため、面取り部の把持治具との接点が主表面10の近傍になる場合がある。面取り部の治具との接点が主表面10の近傍となった場合、製造される磁気ディスク用基板において、この接点を起点として主表面上に異物が付着し、あるいは欠陥が形成されるおそれがある。
これに対し、本実施形態においては、基板1と冶具30との相対位置にバラツキがあったとしても、基板1と治具30との接点が常に稜線Eの位置となる。このため、基板1と治具30との接点を主表面10から充分に離すことができ、主表面10への異物の付着や欠陥の形成を抑制することができる。
θ1<110°であると、基板1が稜線Eで冶具30により保持させにくくなる。基板1が稜線Eで保持されず、第1傾斜面22や主表面10の外側輪郭線Cで保持されると、冶具30との当接部において、冶具30に付着していた異物が剥がれ、剥落物が生じた場合、剥落物が主表面10まで届くおそれがある。
一方、θ1>170°であると、基板1と冶具30とが当接する稜線Eからの剥落物の軌跡を主表面10から充分に離すことができず、剥落物が主表面10へ付着するおそれがある。
ここで、第1傾斜面22は円形の主表面10の外側輪郭線Cに沿って設けられており、主表面10を上底、稜線Eを含む平面を下底とし、中心軸が基板10の中心軸と一致する円錐台の側面形状をなしている。鈍角θ1は、この円錐台の側面の母線と主表面10とのなす鈍角である。すなわち、鈍角θ1は、基板1の径方向の断面(基板1の中心軸を含む平面)における、第1傾斜面22と主表面10とのなす角である。
ここで、第2傾斜面23は、稜線Eを含む平面を上底、第2傾斜面23と側壁面21とのなす稜線Fを含む平面を下底とし、中心軸が基板10の中心軸と一致する円錐台の側面形状をなしており、鈍角θ2は、この円錐台の側面の母線と主表面10とのなす鈍角である。すなわち、鈍角θ2は、基板1の径方向の断面(中心軸を含む平面)における、第2傾斜面23と主表面10とのなす角である。
ここで、θ3は、第1傾斜面22を形成する円錐台の側面の母線と、第2傾斜面23を形成する円錐台の側面の母線とのなす鈍角である。すなわち、鈍角θ3は、基板1の径方向の断面(基板1の中心軸を含む平面)における、第1傾斜面22と第2傾斜面23とのなす角である。このとき、θ3+θ1−θ2=180°である。
ここで、θ4は、第2傾斜面23を形成する円錐台の側面の母線と、側壁面21とのなす鈍角である。すなわち、鈍角θ4は、基板1の径方向の断面(基板1の中心軸を含む平面)における、第2傾斜面23と側壁面21とのなす角である。このとき、θ1+θ3+θ4=450°である。
次に、磁気ディスク用基板の例として、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を説明する。先ず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となる磁気ディスク用ガラスブランクをプレス成形により作製する(プレス成形処理)。ここで、磁気ディスク用ガラスブランク(以降、単にガラスブランクという)は、プレス成形により作製される円形状のガラス板であって、中心孔がくり抜かれる前の形態である。
本実施形態の形状加工処理では、円孔形成処理後のガラス基板の端部に対して2段階の面取り加工を行う。これにより、ガラス基板の端面には、主表面10と直交している側壁面21と、主表面10と側壁面21とを繋ぐ2段階の面取り面(第1傾斜面22および第2傾斜面23)が形成される。
例えば、1段階目の面取り加工において第2傾斜面23を形成した後に、2段階目の面取り加工において角度を変えて第1傾斜面22を形成することで、主表面10の外側輪郭線Cおよび稜線Eが形成される。
また、1段階目の面取り加工において第1傾斜面22を形成した後に、2段階目の面取り加工において角度を変えて第2傾斜面23を形成してもよい。
次に、形状加工されたガラス基板に対して端面研磨を行う(端面研磨処理)。端面研磨の行われたガラス基板に、固定砥粒による研削を行う(研削処理)。次に、ガラス基板の主表面に第1研磨を行う(第1研磨処理)。次に、ガラス基板に対して化学強化を行う(化学強化処理)。次に、化学強化されたガラス基板に対して第2研磨を行う(第2研磨処理)。以上の処理を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
以下、本発明に係る実験例について説明する。
実施例1〜3では、基板に2段階の面取り加工を行い、基板を製造した。実施例1〜3では、表1に示すようにθ1、θ2、θ3、θ4を変えて基板を製造した。得られた基板を図3に示すような冶具で保持し、複数の真空チャンバーを備えた成膜装置を用いて、下地層、磁性層、保護層を順次形成した。なお、下地層と磁性層はスパッタリング法で、DLCの保護層は基板にバイアスをかけながらプラズマCVD法によって成膜した。それぞれ10000枚の磁気ディスクを製造した。
〔比較例〕
比較例1では1段階の面取り加工により主表面に対する面取り角度がθ2かつ側壁面に対する角度がθ4の傾斜面のみを形成した。
比較例2では、図4に示すように、面取り部が断面形状において曲率半径Rが150μmのラウンド型となるように形成した総型砥石を用いて基板に面取り加工を施した。
下地層、磁性層、保護層を形成した後の基板の主表面をレーザー式の表面欠陥検査装置を用いて検査し、磁気ディスクの主表面上に検出された異物や欠陥を目視及びSEMを用いて詳細に調査することによって、保持治具に堆積した膜が剥がれたことによる異物(特定の異物)、又は、アーク放電による放射状欠陥(特定の欠陥)が観察された基板の枚数を計測した。
結果を表1に示す。
比較例1では、主表面と面取り面との境界において基板と把持時具とが接触し、この接点を起点として主表面上に異物が付着し、あるいは欠陥が形成されたものと考えられる。
比較例2では、異物又は欠陥を有する基板数が実施例よりも大幅に増加した。比較例2のように面取り部がラウンド型だと、基板の把持治具との接点が面取り部の任意の位置となり得るため、基板と把持冶具との相対位置のバラツキによって面取り部の把持治具との接点が主表面10の近傍になる場合がある。このため、面取り部の把持治具との接点が主表面10の近傍となった磁気ディスク用基板において、この接点を起点として主表面上に異物が付着し、あるいは欠陥が形成されたものと考えられる。
これに対して、実施例1〜9では、基板と把持冶具との相対位置にバラツキがあったとしても、面取り部の把持治具との接点が常に稜線Eの位置となったため、接点と主表面とを充分な距離に離すことができ、異物の付着や欠陥の形成を抑制することができたものと考えられる。
Claims (10)
- 磁気ディスク用基板であって、
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、前記2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記主表面の外側輪郭線から前記境界部までの径方向の距離は10μm以上である、磁気ディスク用基板。 - 磁気ディスク用基板であって、
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、前記2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記側壁面と前記面取り面とがなす稜線から前記境界部までの基板の厚さ方向における距離は10μm以上である、磁気ディスク用基板。 - 磁気ディスク用基板であって、
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したとき、前記面取り面は、2つの直線部分を有するとともに、当該2つの直線部分の境界部は凸形状をなし、
前記境界部は曲率半径が1μm以上の丸みを帯びている、磁気ディスク用基板。 - 前記主表面と、前記2つの直線部分のうち前記主表面に近い方の直線とのなす鈍角をθ1、としたとき、130°≦θ1≦170°である、請求項1又は2に記載の磁気ディスク用基板。
- 前記2つの直線部分のなす鈍角をθ3としたとき、110°≦θ3≦170°である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板。
- 前記2つの直線部分のうち前記側壁面に近い方の直線と、前記側壁面とのなす鈍角をθ4としたとき、130°≦θ4≦170°である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板。
- 前記境界部は曲率半径が1μm以上の丸みを帯びている、請求項1、2、4〜6のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板。
- 磁気ディスク用基板であって、
主表面と、
前記磁気ディスク用基板の外周部に存在する側壁面と、
前記主表面と前記側壁面との間に存在する面取り面とを有し、
前記面取り面は、第1の傾斜面と、前記第1の傾斜面に接続する第2傾斜面と、を備え、
前記主表面および側壁面に垂直な断面で断面視したときに、前記第1の傾斜面と前記第2傾斜面との境界部は、曲率半径が1μm以上50μm以下の丸みを帯びている、磁気ディスク用基板。 - 前記第2の傾斜面は、前記第1の傾斜面に対して前記側壁面の側に位置し、前記断面視したときに、前記第2の傾斜面と前記側壁面とのなす鈍角をθ 4 としたとき、130°≦θ 4 ≦170°である、請求項8に記載の磁気ディスク用基板。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の磁気ディスク用基板の主表面の上方に少なくとも磁性層が設けられたことを特徴とする、磁気ディスク。
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