JPH08297834A - Magnetic disk - Google Patents

Magnetic disk

Info

Publication number
JPH08297834A
JPH08297834A JP10705196A JP10705196A JPH08297834A JP H08297834 A JPH08297834 A JP H08297834A JP 10705196 A JP10705196 A JP 10705196A JP 10705196 A JP10705196 A JP 10705196A JP H08297834 A JPH08297834 A JP H08297834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
substrate
disk
magnetic
fine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10705196A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takao Nakamura
孝雄 中村
Shinya Sekiyama
伸哉 関山
Masaki Oura
正樹 大浦
Yoshiki Kato
義喜 加藤
Noriaki Okamoto
紀明 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10705196A priority Critical patent/JPH08297834A/en
Publication of JPH08297834A publication Critical patent/JPH08297834A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To embody a magnetic disk which has an excellent CSS characteristic in spite of making the flying height of a magnetic head smaller than heretofore and with which a head crash hardly arises and high reliability is obtd. CONSTITUTION: This magnetic disk has magnetic films for recording information formed of thin films, a protective film and a lubricating film on a nonmagnetic substrate. The magnetic disk has projecting parts nearly smoothed in the surface as the magnetic surface characteristics thereof. The load ratio ΔLi at the cut face Δhi (preferably 5 to 10nm from the extreme peak part on the surface of projecting part) of the depth corresponding to the deformation rate at the peak parts from the extreme peak parts on the surface of a three-dimensional curve expressing the surface characteristic of the magnetic disk is specified to 0.1 to 10%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク及び
その製造方法と製造装置並びに磁気ディスク装置に係
り、特に記録媒体を薄膜磁性金属層とした場合に好適
な、磁気ディスク及びその製造方法と製造装置並びに磁
気ディスク装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk, a manufacturing method and manufacturing apparatus therefor, and a magnetic disk apparatus, and more particularly to a magnetic disk suitable for a thin-film magnetic metal layer as a recording medium, and a manufacturing method and manufacturing method therefor. The present invention relates to a device and a magnetic disk device.

【0002】〔従来の技術〕高密度大容量の磁気ディス
クにおいては、非磁性ディスク基板上に形成される磁気
記録媒体が、従来の磁性粉を樹脂で結合したいわゆる塗
布膜から、磁性金属をディスク基板上に蒸着やスパッタ
リング等で直接薄膜として形成するいわゆる薄膜磁性金
属層に移ってきた。
2. Description of the Related Art In a high-density and large-capacity magnetic disk, a magnetic recording medium formed on a non-magnetic disk substrate is formed by coating a magnetic metal from a so-called coating film obtained by binding conventional magnetic powder with a resin. It has moved to a so-called thin film magnetic metal layer which is directly formed on the substrate as a thin film by vapor deposition, sputtering or the like.

【0003】そして、磁気ディスク装置を駆動するに際
しては、予め静止状態の磁気ディスク(以下、単にディ
スクと略称)表面に、特定荷重の磁気ヘッド(以下、単
にヘッドと略称)が弾性的に接触、押圧されており、ス
タート時においては、ディスクが回転するにしたがい、
ヘッドはディスク表面を摺動し始め、回転数が毎分数10
00回転という高速回転に達すると、ヘッドの摺動面とデ
ィスクとの間に生じる空気流による動圧効果によってヘ
ッドはディスク表面から所定間隔浮上する。
When the magnetic disk drive is driven, a magnetic head (hereinafter simply referred to as "head") having a specific load elastically comes into contact with the surface of a magnetic disk (hereinafter simply referred to as "disk") in a stationary state. It is pressed, and at the start, as the disc rotates,
The head begins to slide on the disk surface, and the rotation speed is several tens of minutes per minute.
When a high speed rotation of 00 rotation is reached, the head floats above the disk surface by a predetermined distance due to the dynamic pressure effect of the air flow generated between the sliding surface of the head and the disk.

【0004】ディスク装置では、この浮上した状態でヘ
ッドがディスクの半径方向に任意に移動できるよう構成
されており、ディスク表面の任意の位置でデータの読書
が行われる。一方、停止時においては、ディスクが減速
回転に入るが、それにしたがいヘッドは再びディスク表
面を摺動し始め、接触し、押圧された状態で停止する。
このような駆動方式を通常コンタクト・スタート・スト
ップ(ontact tart top、略してCSS)と称し
ている。
In the disk device, the head can be arbitrarily moved in the radial direction of the disk in this floating state, and data reading is performed at an arbitrary position on the disk surface. On the other hand, at the time of stop, the disk starts decelerating rotation, and accordingly, the head again starts to slide on the disk surface, comes into contact with it, and stops in the pressed state.
Such driving method normally contact start stop (C ontact S tart S top, short CSS) is referred to as.

【0005】つまり、このCSS駆動方式においてヘッ
ドの摺動面は、ディスク表面を停止→摺動→浮上→摺動
→停止の状態となり、駆動する毎にこの周期を繰返すこ
とになる。このヘッドの浮上性を容易にするため、ディ
スク表面には一般に回転する周方向に微細な溝が形成さ
れている。
That is, in this CSS drive system, the sliding surface of the head is in the state of stopping the disk surface → sliding → floating → sliding → stopping, and this cycle is repeated each time it is driven. In order to facilitate the floating property of the head, fine grooves are generally formed in the circumferential direction of rotation on the disk surface.

【0006】図10はディスク80の断面構造を示したも
のであるが、通常この種の溝は、磁性膜を形成する前に
ディスク基板30の表面に予めテクスチャ加工と称される
表面研磨処理が施されて形成されており、かかる凹凸面
を有する基板表面上に薄膜磁性金属層32、さらにその上
に保護膜33、潤滑膜(図示せず)等が形成されて、下地
基板の表面状態に倣った溝がディスク表面に形成される
ことになる。
FIG. 10 shows the cross-sectional structure of the disk 80. Normally, this type of groove is subjected to a surface polishing treatment called texturing in advance on the surface of the disk substrate 30 before forming a magnetic film. The thin film magnetic metal layer 32 is further formed on the surface of the substrate having such an uneven surface, and a protective film 33, a lubricating film (not shown) and the like are formed on the thin film magnetic metal layer 32, so that the surface condition of the underlying substrate is improved. The copied groove will be formed on the surface of the disk.

【0007】ディスク基板表面のテクスチャ加工は、C
SS駆動方式を採用する上で重要な研磨技術であり、例
えば、特開昭62−219227号に記載されているようにディ
スク基板の表面凹凸の最大面粗さを0.02〜0.1μmとす
ることにより、非磁性金属膜(Cr膜)の膜厚を薄くす
ることができるようになり生産性が向上し、しかもCS
S試験の結果として、2万回にてディスク表面に傷が見
られなかったが、最大面粗さが0.1μm以上になるとヘ
ッドクラッシュが生じ易く、テクスチャ加工を施さない
場合にはCSSが5000回を過ぎると傷が生じ、ヘッドク
ラッシュを起こしたと述べられている。
The texture processing of the disk substrate surface is performed by C
This is an important polishing technique in adopting the SS drive method. For example, by setting the maximum surface roughness of the surface irregularities of the disk substrate to 0.02 to 0.1 μm as described in JP-A-62-219227. , The non-magnetic metal film (Cr film) can be thinned to improve productivity, and CS
As a result of the S test, no scratch was found on the disk surface after 20,000 times, but when the maximum surface roughness was 0.1 μm or more, a head crash was likely to occur, and CSS was performed 5000 times without texturing. It is said that scratches were caused after passing and the head crash occurred.

【0008】従来のテクスチャ加工装置の一例を挙げれ
ば、例えば特開昭54−23294号に記載されているよう
に、図12に示すような技術がある。つまり、回転する
ディスク基板30の両面に、それぞれリール6の回転に従
って上下方向に走行する研磨テープ4をコンタクトロー
ラ8で挟むようにして互いに矢印方向に押圧しながらデ
ィスク基板の半径方向に往復摺動することにより、ディ
スク基板の両面を同時に加工する装置が知られている。
As an example of a conventional texture processing apparatus, there is a technique as shown in FIG. 12 as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-23294. That is, on both sides of the rotating disk substrate 30, the polishing tapes 4 running vertically as the reel 6 rotates are sandwiched between the contact rollers 8 and pressed in the directions of the arrows so as to slide back and forth in the radial direction of the disk substrate. A device for processing both surfaces of a disk substrate at the same time is known.

【0009】なお、図7及び図8は、それぞれ基板30と
その上を走行する研磨テープ4との位置関係を示したも
ので、図7は正面図、そして図8はその側面図を模式的
に示したものである。この種のテクスチャ加工によれ
ば、研磨テープによって、図11に示すように研磨むら
などのない微細溝37を形成することができるが、この形
成に伴って、溝の肩部に不安定な盛り上がり部36を生
じ、この盛り上がり部36が微細突部として表面に残る問
題があった。
7 and 8 show the positional relationship between the substrate 30 and the polishing tape 4 running thereon, FIG. 7 being a front view and FIG. 8 being a side view thereof. It is shown in. According to this type of texturing, a fine groove 37 having no polishing unevenness can be formed by the polishing tape as shown in FIG. 11, but with this formation, an unstable swelling is formed on the shoulder portion of the groove. There is a problem that the portion 36 is formed and the raised portion 36 remains on the surface as a fine protrusion.

【0010】そこで、例えば特開昭62−248133号にみら
れるように、第1の研磨加工で通常のテクスチャ加工を
施し、次いで第1の研磨工程よりも小さい砥粒による第
2の研磨工程で研磨することにより、ディスク基板表面
に形成した微細な溝を除去することなく、第1の研磨工
程で基板表面に生じた突起のみを除去するという方法が
提案されている。
Therefore, as can be seen in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-248133, a first texturing process is applied to a normal texturing process, and then a second texturing process is carried out using smaller abrasive grains than the first photofinishing process. It has been proposed to remove only the protrusions formed on the substrate surface in the first polishing step without removing fine grooves formed on the disk substrate surface by polishing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来か
らもテクスチャ加工によるディスク基板に形成した微細
溝に対して、最大面粗さの規定や、ヘッド浮上性を考慮
した基板上の突起に対する規定が示されているが、CS
S特性やヘッド粘着特性に対する最適なテクスチャ加工
面の表面性状については依然として不明であり、ヘッド
クラッシュ等の問題は未だ解決されていない。
As described above, with respect to the fine grooves formed in the disk substrate by the conventional texturing, the maximum surface roughness is regulated and the protrusion on the substrate in consideration of the head floating property is taken into consideration. Regulations are shown, but CS
The optimum surface properties of the textured surface for S characteristics and head adhesion characteristics are still unknown, and problems such as head crash have not been solved yet.

【0012】特に最近の磁気ディスクの高密度、大容量
化の進展はめざましく、これに伴いCSSによるディス
ク面上でのヘッドの浮上量は小さくなる一方で、例えば
ディスク回転によりヘッドがディスク面上に浮上した状
態でのディスク面とヘッド摺動面との間隙(いわゆる浮
上量)は0.2μm、或いはそれ以下と、より狭い条件が
要求されている。
In particular, the recent progress in high density and large capacity of magnetic disks has been remarkable, and accompanying this, the flying height of the head on the disk surface due to CSS has been reduced, while the head has moved to the disk surface due to, for example, disk rotation. A narrower condition is required such that the gap between the disk surface and the head sliding surface in the floating state (so-called flying amount) is 0.2 μm or less.

【0013】したがって、この厳しい条件をテクスチャ
加工によって実現するためには、当然のことながら溝形
成により、その肩部に盛り上がった突部の高さを、この
浮上量以下とし、ヘッドの浮上時にヘッドが突部に接触
するのを避けねばならず、極めて厳しいディスク表面の
性状が要求される。単に突部とヘッド摺動面との接触を
回避するのであれば、ヘッド摺動面の形状、ヘッド荷
重、ディスク回転数等を変化させて、十分なヘッドの浮
上量を確保すればよい。
Therefore, in order to realize this strict condition by the texturing, it is natural that the height of the protrusion raised on the shoulder portion is set to be equal to or less than the floating amount by forming the groove, and the head is lifted when the head is floated. Must be prevented from coming into contact with the protrusion, and extremely strict disk surface properties are required. If the contact between the protrusion and the head sliding surface is simply avoided, it is sufficient to change the shape of the head sliding surface, the head load, the number of rotations of the disk, etc. to secure a sufficient flying height of the head.

【0014】しかしながら、前述のとおりディスク装置
の記録密度が高くなるに従って浮上量を小さくする必要
があることから(理想的にはヘッドと磁性膜とを限りな
く密接させたい)、またヘッド摺動時におけるこの突部
の変形量、摩擦摩耗量を少なくする上からも突部の高さ
を揃えて均一化し、ヘッド摺動面との接触面積を大きく
し、さらに摺動屑を回避するためにも深溝を有すること
が必要となる。
However, as described above, the flying height must be reduced as the recording density of the disk device increases (ideally, the head and the magnetic film should be in intimate contact with each other as much as possible). In order to reduce the amount of deformation and the amount of friction and wear of this protrusion, the heights of the protrusions are made uniform, the contact area with the head sliding surface is increased, and sliding debris is also avoided. It is necessary to have deep grooves.

【0015】そこで、前述のとおり、従来からも溝形成
により生じた突部の高さを均一に揃えるためにディスク
基板表面の研摩工程を第1、第2の2段工程に分け、第
2工程で突部を研磨して揃えることを試みているもの
の、ヘッドの浮上量が小さい場合のCSS特性、ヘッド
粘着特性に対する最適なテクスチャ加工の表面性状につ
いては不明であり、ヘッドクラッシュ等の問題は依然と
して解決されていない。
Therefore, as described above, in order to make the heights of the protrusions formed by the groove formation uniform, the polishing process of the disk substrate surface is divided into the first and second two-step processes, and the second process is used. Although it is attempting to polish and align the protrusions with each other, it is unclear about the CSS texture when the flying height of the head is small and the surface texture of the optimum texturing for the head adhesive property, and the problems such as head crash still remain. Not resolved.

【0016】すなわち、十分な研磨により突部の高さを
均一に揃えようとすると、ディスク表面(厳密には突部
のヘッド摺動面と接触する研磨面)に対するヘッドの摺
動面積が増大することにより、ヘッドの浮上性が低下
し、しかもヘッド摺動面にディスク面上の潤滑剤(一般
に潤滑膜が形成されている)や雰囲気中の水分が付着
し、これらが表面張力により集積され、遂にはヘッドの
摺動面がディスク面に吸着した状態となり、ディスク回
転不能やヘッド部の損傷等を引起すという新たな問題が
生じる。
That is, if the heights of the protrusions are made uniform by sufficient polishing, the sliding area of the head with respect to the disk surface (strictly speaking, the polishing surface that contacts the head sliding surface of the protrusion) increases. As a result, the flying property of the head is lowered, and the lubricant (generally a lubricating film is formed) on the disk surface and the moisture in the atmosphere adhere to the head sliding surface, and these are accumulated by surface tension, Eventually, the sliding surface of the head is attracted to the disk surface, which causes new problems such as disk incapability and head damage.

【0017】したがって、本発明の目的は、これら従来
の問題点を解消することにあり、その第1の目的は、ヘ
ッド浮上量を従来より小さくしてもCSS特性に優れ、
ヘッドクラッシュが生じにくい改良された磁気ディスク
を、第2の目的は、その製造方法を、第3の目的は、そ
れを製造する装置を、そして第4の目的は、この磁気デ
ィスクと磁気ヘッド駆動装置とが一体に装着された磁気
ディスク装置を、それぞれ提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve these problems of the prior art. The first object of the present invention is to provide excellent CSS characteristics even if the head flying height is made smaller than the conventional one.
An improved magnetic disk in which head crash is less likely to occur, a second purpose is a manufacturing method thereof, a third purpose is an apparatus for manufacturing the same, and a fourth purpose is to drive the magnetic disk and the magnetic head. It is to provide a magnetic disk device in which the device is integrally mounted.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的は、
(1)少なくともその主表面に微細な凹凸形状の表面加
工層を有する非磁性基板と、この凹凸面に倣って前記非
磁性基板上に順次形成された少なくとも薄膜磁性金属層
とその保護層とを有して成る磁気ディスクにおいて、前
記非磁性金属基板表面加工層における凸部の表面性状と
して、ほぼ表面が平滑化された凸部を有すると共に、そ
の表面形状を表わす3次元負荷曲線において、表面の最
頂部からCSS時にヘッド荷重より受ける頂部変形量相
当の深さの切断面における負荷比率が0.1〜10%である
非磁性基板を有して成る磁気ディスクにより、また、好
ましくは、(2)少なくともその主表面に微細な凹凸形
状の表面加工層を有する非磁性基板と、この凹凸面に倣
って前記非磁性基板上に順次形成された少なくとも薄膜
磁性金属層とその保護層とを有して成る磁気ディスクに
おいて、前記非磁性金属基板表面加工層における凸部の
表面性状として、高さが数nm〜数10nmでほぼその表面が
平滑化された凸部を有すると共に、その表面形状を表わ
す3次元負荷曲線において、凸部表面の最頂部から5〜
10nmの深さの切断面における負荷比率が0.1〜10%であ
る非磁性基板を有して成る磁気ディスクにより、より好
ましくは、(3)上記非磁性金属表面加工層における表
面形状の3次元負荷曲線が、極表面において平坦な形状
を有して成る磁気ディスクにより、そして更に好ましく
は、(4)上記非磁性金属基板表面加工層における表面
性状として、ヘッドスライダ摺動面幅相当内に深さが少
なくとも100nmの凹部微細深溝と、断面曲線の対象性を
表示するRsk≦−0.7とを有して成る磁気ディスクによ
り、達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to:
(1) At least a non-magnetic substrate having a finely textured surface processing layer on its main surface, and at least a thin-film magnetic metal layer sequentially formed on the non-magnetic substrate following the irregular surface and its protective layer. In the magnetic disk having the above-mentioned non-magnetic metal substrate surface-processing layer, the surface texture of the convex portion has a convex portion whose surface is substantially smoothed, and in the three-dimensional load curve representing the surface shape, A magnetic disk comprising a non-magnetic substrate having a load ratio of 0.1 to 10% at a cut surface having a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS from the top, and (2) at least A non-magnetic substrate having a finely textured surface processing layer on its main surface, at least a thin-film magnetic metal layer sequentially formed on the non-magnetic substrate along the irregular surface, and its protective layer. In a magnetic disk having a layer, as the surface texture of the convex portion in the non-magnetic metal substrate surface-treated layer, with a height of several nm to several tens nm and a convex portion whose surface is substantially smoothed, In the three-dimensional load curve showing the surface shape, 5 to 5 from the top of the convex surface
A magnetic disk comprising a non-magnetic substrate having a load ratio of 0.1 to 10% on a cut surface having a depth of 10 nm, more preferably (3) a three-dimensional load of the surface shape in the non-magnetic metal surface processing layer. A magnetic disk having a curved surface having a flat shape on the pole surface, and more preferably (4) the surface texture of the non-magnetic metal substrate surface processing layer has a depth corresponding to the width of the head slider sliding surface. Is achieved by a magnetic disk comprising recessed fine deep grooves of at least 100 nm and R sk ≤-0.7 indicating the symmetry of the cross-section curve.

【0019】上記本発明の第2の目的は、(1)予め鏡
面加工された非磁性基板の表面を、第1、第2の2段階
研磨工程で研磨することにより、非磁性基板表面に凹凸
加工層を形成する工程と、前記研磨工程により形成され
た凹凸加工層上に薄膜磁性金属層を形成する工程と、前
記薄膜磁性金属層上に保護膜を形成する工程とを含む磁
気ディスクの製造方法において、前記第1の研磨工程と
して、前記基板上の少なくとも磁気ヘッドの摺動面幅相
当の単位幅内に、凹部として所定の深溝を有する微細溝
を設け、前記第2の研磨工程として、前記微細溝形成に
よりその肩部に盛り上がり形成された凸部を、その頂部
から所定量研磨し、かかる凸部の表面を平滑化するに際
し、前記頂部からの研磨量の終点検出として、その表面
形状を表わす3次元負荷曲線において表面凸部最頂部が
CSS時にヘッド荷重により受ける頂部変形量相当の深
さの切断面における負荷比率を求め、この値が0.1〜10
%の範囲内で研磨を終了して成る磁気ディスクの製造方
法により、また、好ましくは、(2)予め鏡面加工され
た非磁性基板の表面を、第1、第2の2段階研磨工程で
研磨することにより、非磁性基板表面に凹凸加工層を形
成する工程と、前記研磨工程により形成された凹凸加工
層上に薄膜磁性金属層を形成する工程と、前記薄膜磁性
金属層上に保護膜を形成する工程とを含む磁気ディスク
の製造方法において、前記第1の研磨工程として、前記
基板上の少なくとも磁気ヘッドの摺動面幅相当の単位幅
内に、凹部として所定の深溝を有する微細溝を設け、前
記第2の研磨工程として、前記微細溝形成によりその肩
部に盛り上がり形成された凸部を、その頂部から所定量
研磨し、かかる凸部の表面を平滑化するに際し、前記頂
部からの研磨量の終点検出として、その表面形状を表わ
す3次元負荷曲線において凸部表面最頂部から5〜10nm
の深さの切断面における負荷比率を求め、この値が、0.
1〜10%の範囲内で研磨を終了して成る磁気ディスクの
製造方法により、より好ましくは、(3)上記第1の研
磨工程として、非磁性基板の両面へ同時に、第1の研磨
テープで所定の第1の加圧力で押圧し、この研磨テープ
を前記非磁性基板の円周方向へ走行させると共に、半径
方向へ揺動させながら往復動させ、研磨面に加工液を供
給しながら、前記非磁性基板を前記第1の研磨テープと
の相対速度が所定の第1の相対速度になるように回転さ
せることによって前記非磁性基板を加工したのち、洗浄
し、次いで上記第2の研磨工程として、前記非磁性基板
の両面へ同時に、前記第1の研磨テープよりも砥粒径の
小さい第2の研磨テープを前記第1の加圧力よりも小さ
い第2の加圧力で押圧し、この研磨テープを前記非磁性
基板の円周方向へ走行させると共に、半径方向へ揺動さ
せながら往復動させ、研磨面に加工液を供給しながら、
前記非磁性基板を前記第2の研磨テープとの相対速度が
前記第1の相対速度よりも大きい所定の第2の相対速度
になるように回転させることによって前記非磁性基板を
加工したのち、洗浄するようにして成る磁気ディスクの
製造方法により、達成される。
The second object of the present invention is as follows. (1) The surface of a non-magnetic substrate that has been mirror-finished in advance is polished in the first and second two-step polishing steps, so that the surface of the non-magnetic substrate becomes uneven. Manufacturing of a magnetic disk including a step of forming a processing layer, a step of forming a thin film magnetic metal layer on the uneven processing layer formed by the polishing step, and a step of forming a protective film on the thin film magnetic metal layer. In the method, as the first polishing step, a fine groove having a predetermined deep groove as a recess is provided in at least a unit width corresponding to the sliding surface width of the magnetic head on the substrate, and as the second polishing step, The protrusion formed by the formation of the fine groove on the shoulder is polished by a predetermined amount from the top, and when smoothing the surface of the protrusion, the surface shape is detected as the end point detection of the polishing amount from the top. Third order Surface protrusions highest portion is determined load ratio in a cross section of the top part deformation quantity equivalent depth to receive the head load at CSS in load curve, the value is 0.1 to 10
%, Preferably by (2) polishing the surface of the non-magnetic substrate that has been mirror-finished in advance by the first and second two-step polishing steps. By doing so, a step of forming an unevenness processing layer on the surface of the non-magnetic substrate, a step of forming a thin film magnetic metal layer on the unevenness processing layer formed by the polishing step, and a protective film on the thin film magnetic metal layer. In the method of manufacturing a magnetic disk including a step of forming, in the first polishing step, a fine groove having a predetermined deep groove as a recess is formed in a unit width at least corresponding to a sliding surface width of the magnetic head on the substrate. Providing, as the second polishing step, when a convex portion formed on the shoulder portion by the fine groove formation is polished by a predetermined amount from the top thereof to smooth the surface of the convex portion, Of polishing amount As point detection, 5 to 10 nm from the surface of the protrusion highest portion in the three-dimensional load curve representing the surface shape
The load ratio on the cut surface at the depth of is calculated and this value is 0.
According to the method for producing a magnetic disk which is completed by polishing within the range of 1 to 10%, more preferably, (3) the first polishing step is performed on both surfaces of the non-magnetic substrate simultaneously with the first polishing tape. While pressing with a predetermined first pressure, the polishing tape is run in the circumferential direction of the non-magnetic substrate and is reciprocated while being swung in the radial direction to supply the working liquid to the polishing surface, The non-magnetic substrate is processed by rotating the non-magnetic substrate so that the relative speed to the first polishing tape becomes a predetermined first relative speed, and then washed, and then as the second polishing step. At the same time, a second polishing tape having an abrasive grain size smaller than that of the first polishing tape is pressed against both surfaces of the non-magnetic substrate with a second pressing force smaller than the first pressing force. Run in the circumferential direction of the non-magnetic substrate Together it is, is reciprocated while being swung radially, while supplying a machining fluid to the polishing surface,
The non-magnetic substrate is processed by rotating the non-magnetic substrate so that the relative speed to the second polishing tape becomes a predetermined second relative speed which is higher than the first relative speed, and then the non-magnetic substrate is cleaned. This is achieved by the method for manufacturing a magnetic disk configured as described above.

【0020】上記本発明の第3の目的は、ディスク基板
を回転自在に支持することのできる基板支持具と、前記
基板の両面へ同時に、第1の研磨加工を行なうための、
研磨テープを所定の加圧力で押圧することができるよう
にしたコンタクトローラユニット、前記研磨テープを巻
き取るためのテープ巻き取りモータ、前記コンタクトロ
ーラユニットを前記基板の半径方向へ揺動させることの
できる往復動手段を有する第1の加工ヘッドと、さらに
第2の研磨加工を行なう前記基板支持具の反対側に配設
された前記第1の加工ヘッドと同じ構造を有する第2の
加工ヘッドと、前記基板を前記研磨テープとの相対速度
が所定値になるようにして回転させることのできる基板
回転手段と、前記両加工ヘッドの間に配設され、前記基
板を洗浄することのできる基板洗浄手段と、少なくとも
前記両加工ヘッドの動作タイミング及び基板回転手段を
制御することのできる制御装置とを具備して成る磁気デ
ィスクの製造装置により、達成される。
A third object of the present invention is to provide a substrate support tool capable of rotatably supporting a disk substrate, and to simultaneously perform the first polishing process on both surfaces of the substrate.
A contact roller unit capable of pressing the polishing tape with a predetermined pressure, a tape winding motor for winding the polishing tape, and the contact roller unit can be swung in the radial direction of the substrate. A first processing head having a reciprocating means, and a second processing head having the same structure as the first processing head disposed on the opposite side of the substrate support for performing the second polishing processing; Substrate rotating means capable of rotating the substrate so that the relative speed of the substrate to the polishing tape becomes a predetermined value, and substrate cleaning means disposed between the both processing heads and capable of cleaning the substrate. And a controller for controlling the operation timing of at least the processing heads and the substrate rotating means, at least. More, it is achieved.

【0021】そして、上記本発明の第4の目的は、
(1)同一回転軸上に、所定間隔で複数の磁気ディスク
が装着され、しかもこれら各ディスクの少なくとも一方
の面上に、磁気ヘッドが搭載されたヘッドスライダがデ
ィスクの静止及び回転初期状態において所定の押圧力で
弾性的に接触及び摺動し、ディスクの高速回転により浮
上し、かつ、ディスクの半径方向に往復駆動するCSS
駆動方式により情報の記録読み出しを行なうヘッド駆動
装置を備えた磁気ディスク装置において、前記磁気ディ
スクとディスク上を摺動浮上するヘッドスライダとの関
係における前記磁気ディスク摺動面の表面性状が、非磁
性基板から成る磁気ディスク基板表面の凹凸加工層の表
面状態に倣った表面性状を有し、このディスク基板表面
の性状として、ほぼ表面が平滑化された凸部を有すると
共に、その表面形状を表わす3次元負荷曲線において、
表面の最頂部からCSS時にヘッド荷重より受ける頂部
変形量相当の深さの切断面における負荷比率が0.1〜10
%である非磁性基板を有して成る磁気ディスク装置によ
り、また、好ましくは、(2)上記ディスク基板表面の
性状として、高さが数nm〜数10nmでその表面が平滑化さ
れた凸部を有すると共に、その表面形状を表す3次元負
荷曲線において、凸部表面の最頂部から5nmの深さの断
面における負荷比率が0.1〜10%である非磁性基板を有
して成る磁気ディスク装置により、より好ましくは、
(3)上記ディスク基板表面の性状としての3次元負荷
曲線が、極表面において平坦な形状を有して成る磁気デ
ィスク装置により、更に好ましくは、(4)上記ディス
ク基板表面の性状として、ヘッドスライダ摺動面の幅内
に深さが少なくとも100nmの凹部微細深溝と、断面曲線
の対象性を表示するRsk≦−0.7とを有して成る磁気デ
ィスク装置により、更により好ましくは、(5)ヘッド
スライダとディスク表面との接触面積をS、ヘッド荷重
をWとしたときの面圧W/Sと、CSS駆動によるディ
スク基板表面の微細凸部の降伏強度をσとしたとき、ヘ
ッドスライダのディスク摺動面での初期状態が、σ≧W
/Sの関係を維持する接触状態となるディスク摺動面を
有して成る磁気ディスク装置により、達成される。
The fourth object of the present invention is as follows.
(1) A plurality of magnetic disks are mounted on the same rotary shaft at predetermined intervals, and a head slider having a magnetic head mounted on at least one surface of each of the disks is fixed in a stationary and initial rotating state of the disk. CSS that elastically contacts and slides with the pressing force of the disk, floats by high-speed rotation of the disk, and reciprocally drives in the radial direction of the disk.
In a magnetic disk device equipped with a head drive device for recording and reading information by a drive system, the surface texture of the magnetic disk sliding surface in relation to the magnetic disk and a head slider slidingly floating on the disk is non-magnetic. It has a surface texture that follows the surface condition of the uneven processing layer on the surface of the magnetic disk substrate made of a substrate, and the surface texture of this disk substrate has a convex portion whose surface is substantially smoothed, and 3 In the dimensional load curve,
The load ratio from the top of the surface to the cut surface at a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS is 0.1 to 10
%, And preferably (2) as a property of the surface of the disk substrate, a convex portion having a height of several nm to several tens nm and having the surface smoothed. And a non-magnetic substrate having a load ratio of 0.1 to 10% in a cross section having a depth of 5 nm from the top of the convex surface in a three-dimensional load curve representing the surface shape. , And more preferably,
(3) A magnetic disk device having a three-dimensional load curve as a characteristic of the surface of the disk substrate having a flat shape on the extreme surface, and more preferably (4) a head slider as the characteristic of the surface of the disk substrate. Even more preferably, a magnetic disk drive comprising concave fine deep grooves having a depth of at least 100 nm within the width of the sliding surface and R sk ≦ −0.7 indicating the symmetry of the cross-sectional curve, (5) When the contact area between the head slider and the disk surface is S, the surface pressure W / S when the head load is W, and the yield strength of the fine protrusions on the disk substrate surface by CSS driving is σ, the disk of the head slider is The initial state on the sliding surface is σ ≧ W
This is achieved by a magnetic disk device having a disk sliding surface that is in a contact state that maintains the relationship of / S.

【0022】ここで、上記本発明に至る本発明者らの検
討結果について以下に詳述する。
Here, the results of the study by the present inventors leading to the present invention will be described in detail below.

【0023】CSSによって、ディスクの最表面は、磁
気ヘッドの搭載されたヘッドスライダの摺動によりナノ
メータ(nm)オーダの寸法で変化し、この変化によって
ディスク表面が平滑化し、ヘッドに及ぼす水平抵抗力が
増大しヘッドクラッシュが生じ、あるいはCSSにおけ
る停止時にヘッド粘着を生じ、ディスク回転不能などの
事故が生じる問題を経験した。このため、テクスチャ加
工によるディスク基板の加工面に対しては、ただ単に最
大面粗さや、凸部の高さの規定では磁気ディスクのCS
S特性やヘッドクラッシュ等の耐摺動特性を説明するこ
とができないことがわかった。最大面粗さよりも、平均
面からの凸部の形状や表面凹凸形状の溝の形状も含めた
全体的な性質、さらに後述するように3次元的な負荷曲
線の性質が重要であることに対して従来から何の配慮も
なされておらず、ヘッドクラッシュやCSS特性を改善
すべき下地基板の表面凹凸形状について最も重要な提示
が何もなされていないことに気付いた。
The CSS causes the outermost surface of the disk to change in a dimension of the order of nanometer (nm) due to the sliding of the head slider on which the magnetic head is mounted, and this change smoothes the disk surface and the horizontal resistance force exerted on the head. And the head crashes when the CSS is stopped, or the head sticks when the CSS is stopped, causing an accident such as a disk rotation failure. Therefore, with respect to the processed surface of the disk substrate by texture processing, the maximum surface roughness and the height of the convex portion are simply defined by the CS of the magnetic disk.
It was found that the S characteristics and the sliding resistance characteristics such as head crash cannot be explained. In contrast to the maximum surface roughness, the overall property including the shape of the convex portion from the average surface and the shape of the groove of the surface irregularity, and the property of the three-dimensional load curve are more important as described later. Therefore, no attention has been given to the prior art, and it has been found that the most important presentation has not been made regarding the surface ruggedness of the underlying substrate for which head crash and CSS characteristics should be improved.

【0024】磁気ディスク装置85は、図20にその一部
断面斜視図を示すように、一般には複数の磁気ディスク
80が所定間隔で同一回転軸に装着固定されており、それ
ぞれのディスクの両面に情報の記録、読み出しを行う磁
気ヘッド81が設置されている。図21は、上記図20の
ディスク装置におけるディスク80とヘッド81(ヘッドス
ライダとも称す)との関係を模式的に示した説明図で、
ヘッド81は、アーム84の先端に固定され、ディスクが静
止状態及び回転初期状態にあるときはアーム84の弾性力
がディスク面上に押圧され、接触及び摺動状態である
が、ディスクが高速回転状態になるとヘッド81は、ディ
スク80との空気流の効果でサブミクロンの浮上量で浮上
した状態となる。
The magnetic disk device 85 is generally composed of a plurality of magnetic disks, as shown in the partial sectional perspective view of FIG.
80 are mounted and fixed on the same rotary shaft at predetermined intervals, and magnetic heads 81 for recording and reading information are installed on both sides of each disk. 21 is an explanatory view schematically showing the relationship between the disk 80 and the head 81 (also referred to as a head slider) in the disk device shown in FIG.
The head 81 is fixed to the tip of the arm 84, and when the disk is stationary or in the initial state of rotation, the elastic force of the arm 84 is pressed onto the disk surface to bring it into contact and slide, but the disk rotates at high speed. In this state, the head 81 is in a state of floating with a submicron flying height due to the effect of the air flow with the disk 80.

【0025】これらの状態を具体的に示したのが図23
で、図23(a)は、ディスクの停止及び摺動時におけ
る接触状態、図23(b)は、ディスクの高速回転時に
おける浮上状態を示している。また、ヘッド81の形状
は、図22に一例を示すように、ヘッドの両側にディス
ク面と摺動するスライダ82を有する。
FIG. 23 specifically shows these states.
23A shows a contact state when the disc is stopped and sliding, and FIG. 23B shows a floating state when the disc rotates at a high speed. The shape of the head 81 has sliders 82 that slide on the disk surface on both sides of the head, as shown in FIG.

【0026】このヘッドスライダ面82の寸法は、一例と
して幅wが0.4mm、長さlが4mmであり、このヘッドス
ライダの長さl(エル)方向がディスクの円周方向と同
一方向になるように設置されている。したがって、ディ
スク表面の凹凸形状は、少なくともヘッドスライダ幅
w、すなわち0.4mmの寸法、あるいは0.4mm以上の寸法に
対する形状が問題である。
As an example of the dimensions of the head slider surface 82, the width w is 0.4 mm and the length l is 4 mm, and the length l (el) direction of this head slider is the same as the circumferential direction of the disk. Is installed as. Therefore, the uneven shape of the disk surface is problematic at least for the head slider width w, that is, a dimension of 0.4 mm or a dimension of 0.4 mm or more.

【0027】ここで、テクスチャ加工した基板表面の断
面形状の測定法について説明する。この断面形状は、表
面粗さ計タリステップ(ランクテーラーホブソン社製)
を用い、この触針形状が0.1μm×2.5μmのスタイラス
を使用して、下地基板の半径方向にヘッドスライダ幅w
(例えば0.4mm)の長さ、あるいはヘッドスライダ幅0.4
mm以上の長さで測定した曲線である。タリステップから
の出力信号をA/D変換し、コンピュータ処理により、
サンプリング間隔を40nmとして求めた。
A method of measuring the cross-sectional shape of the textured substrate surface will be described. This cross-sectional shape is a Talystep surface roughness meter (Rank Taylor Hobson)
Using a stylus whose stylus shape is 0.1 μm × 2.5 μm, the head slider width w
(Eg 0.4mm) or head slider width 0.4
It is a curve measured with a length of mm or more. The output signal from the Taristep is A / D converted, and by computer processing,
The sampling interval was 40 nm.

【0028】微細突部とは、図29に示すように、ディ
スク基板の近似的に円周方向、あるいは螺旋状に形成し
たテクスチャ加工面に対して、この基板の半径方向に測
定した上記の断面曲線について、その断面曲線の中心線
Cから凸方向、すなわち微細な高さの個々の山(本発明
では凸部と称している)を示す。また、微細突部の高さ
pは、半径方向に計測した単位長Lにおける個々の山
の中での最高の頂部と中心線との距離を表わす。
As shown in FIG. 29, the fine protrusion means the above-mentioned cross section measured in the radial direction of the disk substrate with respect to the textured surface formed in an approximately circumferential direction or in a spiral shape. Regarding the curve, the convex direction from the center line C of the cross-sectional curve, that is, individual peaks having a minute height (referred to as convex portions in the present invention) are shown. Further, the height R p of the fine projection represents the distance between the highest peak of the individual peaks in the unit length L measured in the radial direction and the center line.

【0029】また、テクスチャ加工面の表面性状とし
て、テクスチャ断面曲線の対称性を周知の表示法にした
がって次の式で求められるRskで表わした。断面曲線を
函数Y(i)とすると、次の一般式で表わすことができ
る。
As the surface texture of the textured surface, the symmetry of the texture section curve is represented by R sk obtained by the following formula according to a well-known display method. If the sectional curve is a function Y (i), it can be expressed by the following general formula.

【0030】[0030]

【数1】 [Equation 1]

【0031】すなわち、対称性を表わすRskが、負の場
合には断面曲線の溝の成分が大きく、また正の場合には
突部の成分が大きいことを表わしている。Rsk=0の場
合は、突部の成分と溝の成分とが等しく断面曲線が中心
線Cに対して、対称であることを示す。
That is, when R sk indicating symmetry is negative, the groove component of the cross-sectional curve is large, and when it is positive, the protrusion component is large. When R sk = 0, it means that the component of the protrusion and the component of the groove are equal, and the sectional curve is symmetrical with respect to the center line C.

【0032】ここで、テクスチャ加工した表面の凹凸状
態を3次元的に測定する方法を図30を用いて説明す
る。図30(a)は後述するSTM(Scanning Tunne
lingMicroscope)によるテクスチャ表面の3次元表面
測定Gの結果を示したものであり、これから、3次元表
面を平均面に平行な面H(最外表面から深さΔhiの
面)で等間隔で切断し、これらの切断面積を凹凸加工層
より深い基準面Eにおける全体の面積で除した面積比
(ΔLi)をそれぞれの切断面に対してグラフ化したも
のが図30(b)である。すなわち、この図30(b)
が3次元で表わした負荷曲線である。
Here, a method for three-dimensionally measuring the texture of the textured surface will be described with reference to FIG. FIG. 30A shows an STM (scanning tunnel) described later.
3G shows the result of three-dimensional surface measurement G of the textured surface by a ling Microscope. From this, the three-dimensional surface is cut at a plane H parallel to the average plane (plane from the outermost surface to a depth Δhi) at equal intervals. FIG. 30 (b) is a graph of the area ratio (ΔLi) obtained by dividing these cut areas by the total area of the reference plane E deeper than the uneven processing layer for each cut surface. That is, FIG. 30 (b)
Is a three-dimensional load curve.

【0033】この3次元の負荷曲線は、一般に図31に
示すように2次元の断面曲線に対するアボットの負荷曲
線、ABBOTT−FIRESTONE(OR BEA
RING RATIO)CURVEと同様の内容である
が、これを3次元に展開したものである。このアボット
の負荷曲線は、軸受等の摺動特性を評価するために用い
られている。本発明者らは、ヘッドとディスクとの接触
現象を、ヘッド摺動面の状態、ディスク表面の状態、さ
らにCSSでのヘッドとディスクとの運動状態を詳細に
観察し、また測定した結果、CSS等の摺動特性に対す
るディスク表面を高精度に評価する方法として、STM
による3次元の負荷曲線が非常に有効であることを見い
だした。
This three-dimensional load curve is generally an Abbott load curve, ABBOTT-FIRSTONE (OR BEA, for a two-dimensional sectional curve as shown in FIG.
RING RATIO) It has the same contents as CURVE, but is developed in three dimensions. This Abbott load curve is used to evaluate the sliding characteristics of the bearing and the like. The present inventors have observed the contact phenomenon between the head and the disk in detail with respect to the state of the head sliding surface, the state of the disk surface, and the motion state of the head and the disk in CSS, and as a result of the measurement, As a method to evaluate the disk surface with high accuracy for sliding characteristics such as STM
It has been found that the three-dimensional load curve according to Eq.

【0034】つまり、この負荷曲線は、前記図30
(a)、(b)に示したように、表面の3次元形状Gの
基準面積Eに対して、3次元形状の頂部から一定間隔に
表面形状を切断し、この切断面Hによる3次元形状のそ
れぞれの切断面積の合計を基準面積Eで割った値を百分
率で切断面毎に表わした曲線を示す。表面形状の頂部に
おいては、切断面による切断面積は小さく、切断面積比
が小さい。すなわち、この表面上に摺動体があると、摺
動の初期では表面形状の頂部のみで摺動体を支持するの
で受圧面積が小さく、面圧が大きくなるので、摺動体に
より頂部は摩擦摺動し、減耗や変形が生じやすい。
That is, this load curve is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the surface shape is cut at regular intervals from the top of the three-dimensional shape with respect to the reference area E of the three-dimensional shape G on the surface, and the three-dimensional shape by the cut surface H is obtained. A curve obtained by dividing the sum of the respective cut areas by the reference area E in each cut surface is shown. At the top of the surface shape, the cut area by the cut surface is small, and the cut area ratio is small. That is, if there is a sliding body on this surface, since the sliding body is supported only by the top portion of the surface shape at the initial stage of sliding, the pressure receiving area is small and the surface pressure is large, so the sliding portion causes the top portion to frictionally slide. , Wear and deformation easily occur.

【0035】したがって、表面形状の頂部の切断面積比
が大きな表面、すなわち3次元の負荷曲線において、切
断面積比が小さい範囲で、負荷曲線の勾配が小さい表面
形状を現わす表面では、受圧面積が初期状態で大きく、
摺動体を支持するそれぞれの微細突部の面圧が小さくな
るので、耐摺動特性が良くなる。このように、3次元の
負荷曲線は、摺動体に対する摺動される表面の表面性状
について、負荷能力を表わす評価方法の一つである。
Therefore, on the surface having a large cutting area ratio at the top of the surface shape, that is, in the three-dimensional load curve, in the range where the cutting area ratio is small, the surface showing the surface shape with a small gradient of the load curve shows the pressure receiving area. Large in the initial state,
Since the surface pressure of each fine protrusion that supports the sliding body is reduced, the sliding resistance is improved. As described above, the three-dimensional load curve is one of the evaluation methods that express the load capability with respect to the surface texture of the surface to be slid on the sliding body.

【0036】またテクスチャ表面の3次元表面の測定法
として、SEM(Scanning Electron Microscope)
を応用した測定原理を図24に示す。すなわち同図にし
たがって説明すると、2個の2次電子検出器A、Bによ
って、電子プローブの入射角θ(試料の傾き)における
それぞれの信号強度a、bを検出し、入射角0(平面に
照射)の時の信号強度an、bnとして、下記の一般式
As a method for measuring the three-dimensional surface of the textured surface, SEM (Scanning Electron Microscope) is used.
FIG. 24 shows the measurement principle to which is applied. That is, to explain according to the figure, the two secondary electron detectors A and B detect the signal intensities a and b at the incident angle θ (inclination of the sample) of the electron probe, and the incident angle 0 (on a plane) is detected. (Irradiation) as the signal intensity an, bn

【0037】[0037]

【数2】tanθ=k{(a2−b2)/(an+bn)2} (ここでkは定数) からθを求める。このようにして求められた試料の傾斜
を積分していくことにより、X軸方向の表面形状を計測
することができる。例えば、この種の測定装置としてエ
リオニクス社製の電子線表面形態解析装置を挙げること
ができる。さらに、Y方向に走査すれば3次元表面の形
状を測定できる。
## EQU2 ## θ is calculated from tan θ = k {(a 2 −b 2 ) / (an + bn) 2 }, where k is a constant. By integrating the inclination of the sample thus obtained, the surface shape in the X-axis direction can be measured. For example, an electron beam surface morphology analyzer manufactured by Elionix Inc. can be cited as this type of measuring device. Furthermore, if scanning in the Y direction, the shape of the three-dimensional surface can be measured.

【0038】本発明は以上のような知見に基づいてなさ
れたものであるが、更に具体的にその検討内容を以下に
詳述する。磁気ディスクの基板は、周知のように非磁性
基板である例えばアルミニウム合金や陽極酸化アルミニ
ウム、Ni−Pめっき等を被覆したアルミニウム合金、
またガラスやプラスチック等の基板から成り、特性向上
の一要因として、その表面に多数の均一な微細溝、微細
突部を形成することが必要とされている。
The present invention has been made on the basis of the above findings. The details of the study will be described in more detail below. As is well known, the substrate of the magnetic disk is a non-magnetic substrate such as an aluminum alloy, anodized aluminum, or an aluminum alloy coated with Ni-P plating,
Further, it is necessary to form a large number of uniform fine grooves and fine protrusions on the surface of the substrate, which is made of a substrate such as glass or plastic and is one factor for improving the characteristics.

【0039】これらの微細溝、微細突部は、上記基板面
にダイヤモンドバイトや微細砥粒等の切削研磨工具によ
り微細溝を形成することによって、溝部の肩部には、前
述の図11に示したような盛り上がり部36が形成され
る。これらの微細突部の盛り上がり高さは、溝37の深さ
や大きさによって設定され、微細溝の数は、微細砥粒の
密度や工具送り等の加工条件により設定される。
These fine grooves and fine protrusions are formed on the surface of the substrate with a cutting and polishing tool such as a diamond bite or fine abrasive grains so that the shoulders of the groove portions are shown in FIG. The raised portion 36 is formed. The rising height of these fine protrusions is set by the depth and size of the groove 37, and the number of fine grooves is set by the processing conditions such as the density of fine abrasive grains and tool feed.

【0040】ここで、磁気ディスクの表面性状として必
須な要点は、ヘッドクラッシュを生じないで、かつ電気
特性、CSS特性、ヘッド粘着特性等の磁気ディスクの
諸特性を満足することである。磁気ディスクは高密度化
を達成するためヘッド浮上隙間が狭くなるのでヘッドと
ディスクとの衝突を回避するためディスク表面は超平滑
面が要求される。
Here, the essential point as the surface properties of the magnetic disk is that head crush does not occur and that various characteristics of the magnetic disk such as electric characteristics, CSS characteristics, and head adhesion characteristics are satisfied. In order to achieve a high density of the magnetic disk, the head flying gap is narrowed, so that the disk surface is required to have an ultra-smooth surface in order to avoid collision between the head and the disk.

【0041】一方、ヘッドアクセス時間を短縮する必要
から、ヘッド81とディスク80とは既に図23に示したよ
うに停止時には接触し、ディスクの回転とともに浮上す
る、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ(以下C
SSと略記する)を行う。このため、ディスク80表面が
平滑面すなわち表面粗さが非常に小さい場合には、停止
時にヘッドとディスクとはディスク面上の潤滑剤83ある
いは雰囲気の水分によりヘッド粘着を生じ、ディスク回
転時にヘッド支持のジンバルやアームの破損また回転駆
動不能となる問題があった。
On the other hand, since it is necessary to shorten the head access time, the head 81 and the disk 80 are in contact with each other at the time of stop as shown in FIG. 23 and float with the rotation of the disk, so-called contact start stop (hereinafter referred to as C).
Abbreviated as SS). Therefore, when the surface of the disk 80 is a smooth surface, that is, the surface roughness is very small, the head and the disk are adhered to each other by the lubricant 83 on the disk surface or moisture in the atmosphere when the disk is stopped, and the head is supported when the disk is rotated. There was a problem that the gimbal and arm were damaged and could not be rotated.

【0042】図13、図14及び図32に、本発明者ら
により実験した結果を示す。研磨テープを用い下地基板
上に形成したテクスチャ加工(詳細は後で説明する)に
よる微細突部の高さ、テクスチャ断面曲線の対称性並び
に3次元断面負荷比率と、ヘッド浮上特性及びヘッド粘
着力との関係を示す。
The results of experiments conducted by the present inventors are shown in FIGS. 13, 14 and 32. The height of the fine projections, the symmetry of the texture section curve, and the three-dimensional section load ratio, the head flying characteristics, and the head adhesiveness, which are formed by the texture processing (details will be described later) formed on the base substrate using the polishing tape. Shows the relationship.

【0043】つまり、図13は突部高さと、浮上特性と
してのヘッド浮上高さHt0及びヘッド粘着力の指標とし
てのヘッド接線力Ftとの関係を、図14は対称性Rsk
と、そしてまた図32は3次元断面負荷比率(最頂部か
ら5nmの接断面深さにおける)と同じく浮上高さHt0
びヘッド接線力Ftとの関係を、それぞれ示したもので
あり、測定方法については、以下のとおりである。
That is, FIG. 13 shows the relationship between the protrusion height, the head flying height H t0 as the flying characteristic, and the head tangential force F t as an index of the head adhesive force, and FIG. 14 shows the symmetry R sk.
FIG. 32 shows the relationship between the three-dimensional sectional load ratio (at the tangential sectional depth of 5 nm from the top) and the flying height H t0 and the head tangential force F t , respectively. The method is as follows.

【0044】(1)ヘッド浮上高さHt0の測定:原理的
には図20のディスク装置85と同じ構成から成り、ヘッ
ド81にAEセンサを搭載しておき、ディスク80の回転始
動に伴って、ヘッド81は浮上を開始し、ディスク面との
接触状態を検出しているAEセンサからの出力信号が急
減したディスク回転数を測定する。一方、ディスクの回
転数によるヘッドの浮上特性を予め調べておき、ヘッド
の浮上開始高さHt0を測定する。
(1) Measurement of head flying height H t0 : In principle, the head has the same structure as the disk device 85 of FIG. 20, an AE sensor is mounted on the head 81, and when the disk 80 starts rotating. , The head 81 starts to float, and the disk rotation speed at which the output signal from the AE sensor detecting the contact state with the disk surface sharply decreases is measured. On the other hand, the flying characteristics of the head depending on the number of revolutions of the disk are previously checked, and the flying start height H t0 of the head is measured.

【0045】(2)ヘッド接線力Ftの測定:ディスク
が1回転(1r/min)する間におけるヘッドの摺動抵
抗力をヘッド81の支持アーム84に設置した歪ゲージで測
定する。
(2) Measurement of head tangential force F t : The sliding resistance force of the head during one revolution (1 r / min) of the disk is measured by a strain gauge installed on the support arm 84 of the head 81.

【0046】この結果から、浮上高さHt0が小さく、接
線力Ftが小さいというヘッド浮上特性とヘッド粘着力
との両方を同時に満足するに好適な表面性状の有効な範
囲が存在することがわかる。つまり、微小突起Rpにつ
いてみれば図13に示したように数nm〜数10nmの範囲
で、より好ましくは矢印を付した領域内が望ましく、対
称性Rskについては、図14からその値が負となる領
域、好ましくは矢印で示したRsk≦−0.7の領域が望ま
しい。
From this result, there is an effective range of surface properties suitable for simultaneously satisfying both the head flying characteristic and the head adhesiveness, that is, the flying height H t0 is small and the tangential force F t is small. Recognize. That is, as shown in FIG. 13, the small protrusions R p are preferably in the range of several nm to several tens of nm, more preferably in the region indicated by the arrow, and the symmetry R sk is shown in FIG. A negative region, preferably a region of R sk ≦ −0.7 indicated by an arrow is desirable.

【0047】また、3次元断面負荷比率との関係につい
てみれば、図32に示したように有効な負荷比率の下限
は浮上特性から、そして上限はヘッド粘着力(ヘッド接
線力Ftで表示)で規制され、好ましくは0.1〜10%、よ
り好ましくは0.24〜8.5%であった。
As for the relationship with the three-dimensional cross-section load ratio, as shown in FIG. 32, the lower limit of the effective load ratio is from the flying characteristics, and the upper limit is the head adhesive force (indicated by the head tangential force F t ). It was regulated by 0.1 to 10%, more preferably 0.24 to 8.5%.

【0048】さらに、上記の表面性状とCSS特性との
関係について、図27〜図28を用いて説明する。図2
7(a)は、微細な砥粒を用いて下地基板にテクスチャ
加工を施した表面の断面形状を表わし、微細突部が、ば
らつきをもって存在している。
Further, the relationship between the above surface texture and CSS characteristics will be described with reference to FIGS. 27 to 28. Figure 2
7 (a) shows the cross-sectional shape of the surface of the underlying substrate that is textured using fine abrasive grains, and fine protrusions are present with variations.

【0049】このテクスチャ加工面の3次元の負荷曲線
は、図27(b)に示すように、切断面積比が小さい範
囲、すなわち図27(b)のA部の範囲で、負荷曲線の
勾配が大きい。この図27(a)のような表面上を磁気
ヘッドがCSSを繰り返すと、微細突部はヘッドスライ
ダ面との接触が少なく、このため面圧W/S(W:ヘッ
ド荷重、S:ヘッドスライダとディスク表面との真実接
触面積)が大きくなるので、減耗あるいは変形が激しく
生じ、微細突部を形成した下地基板上に成膜した厚さ数
nmの潤滑膜や厚さ数10nmの保護膜が、多大なダメージを
受ける。
As shown in FIG. 27 (b), the three-dimensional load curve of this textured surface shows that the gradient of the load curve is in the range where the cutting area ratio is small, that is, in the range of part A in FIG. 27 (b). large. When the magnetic head repeats CSS on the surface as shown in FIG. 27 (a), the fine protrusions are less in contact with the head slider surface, so that the surface pressure W / S (W: head load, S: head slider). The actual contact area between the disk and the disk surface) becomes large, resulting in severe wear or deformation, and the number of thicknesses formed on the underlying substrate on which minute protrusions are formed.
The lubrication film with a thickness of 10 nm and the protective film with a thickness of several 10 nm are greatly damaged.

【0050】一方、CSSによる微細突部の減耗あるい
は変形は、微細突部の降伏強さをσとすると、σ<W/
Sの状態では、激しく生じ、またσ≧W/Sとなる状態
で少なくなる。そこで、CSSによって微細突部が減耗
し、あるいは変形することによって、真実接触面積が増
大し、前記のσ≧W/Sを満足する真実接触面積Sにな
り、このとき、仮に保護膜や潤滑膜が損なわれずに形成
されていれば、微細突部の減耗や変形はほとんど無くな
り、安定した表面になる。
On the other hand, the wear or deformation of the fine protrusion due to CSS is σ <W /, where σ is the yield strength of the fine protrusion.
In the state of S, it occurs violently and decreases in the state of σ ≧ W / S. Therefore, the wear and deformation of the fine protrusions caused by CSS increases the true contact area, resulting in the true contact area S satisfying the above σ ≧ W / S. If it is formed without being damaged, wear and deformation of the fine protrusions are almost eliminated, and a stable surface is obtained.

【0051】したがって、図27(a)に示す断面形状
の下地基板を、さらに表面加工し、図28(a)に示す
ような微細突部を平滑化した、モデル的に台形の形状に
形成する。ヘッドスライダとディスク表面との真実接触
面積を大きくし、初期状態でσ≧W/Sとなる真実接触
面積の表面形状にすれば、微細突部の面圧が小さくなる
ので、CSSにより微細突部の減耗や変形はほとんど無
くなり、磁気ディスクとして安定した高信頼度の表面を
得ることになる。この図28(a)に示す表面形状の3
次元の負荷曲線は、図28(b)のようになり、図28
(b)のA部に示すごとく極表面での負荷曲線の勾配が
非常に小さくなっていることがわかる。
Therefore, the underlying substrate having the cross-sectional shape shown in FIG. 27A is further surface-processed to form a model trapezoidal shape in which fine protrusions as shown in FIG. 28A are smoothed. . If the true contact area between the head slider and the disk surface is increased to make the surface shape of the true contact area such that σ ≧ W / S in the initial state, the surface pressure of the fine projection becomes small. Almost no wear or deformation is obtained, and a stable and highly reliable surface can be obtained as a magnetic disk. The surface shape 3 shown in FIG.
The dimensional load curve is as shown in FIG.
It can be seen that the slope of the load curve on the pole surface is very small, as shown in part A of (b).

【0052】本発明者らの実験では、図27(a)に示
すような3次元の表面形状を有する従来のテクスチャ加
工面について、一例としてヘッドスライダ面に対応する
面(例えば0.4mm×0.4mmの面)での3次元の負荷曲線
は、表面形状の頂部から5nm〜10nm、すなわち切断面の
深さ5nm〜10nmでの切断面積比が0.1%以下であり、こ
のような下地基板を用いた磁気ディスクでは、CSS回
数2000回以下でヘッドクラッシュを生じた。
In the experiments conducted by the present inventors, a conventional textured surface having a three-dimensional surface shape as shown in FIG. 27 (a) corresponds to the head slider surface (for example, 0.4 mm × 0.4 mm). 3D load curve on the surface) is 5 nm to 10 nm from the top of the surface shape, that is, the cut area ratio at the cut surface depth of 5 nm to 10 nm is 0.1% or less, and such a base substrate was used. In the magnetic disk, head crash occurred when the CSS number was 2000 times or less.

【0053】一方、本発明のテクスチャ加工した、図2
8(a)に示すような表面、すなわち切断面の深さ5nm
〜10nmでの切断面積比が0.1〜10%である3次元の負荷
曲線の表面を有する下地基板を用いた磁気ディスクで
は、CSS回数が20000回以上で保護膜及び潤滑膜とも
それぞれの機能を維持し、安定した表面状態を保ってい
た。
On the other hand, the texture-processed material of the present invention, as shown in FIG.
The surface as shown in 8 (a), that is, the depth of the cut surface is 5 nm
In a magnetic disk using a base substrate having a three-dimensional load curve surface with a cutting area ratio of 0.1 to 10% at ~ 10 nm, the protective film and lubricating film maintain their respective functions when the CSS count is 20000 or more. However, the surface condition was stable.

【0054】さらに、CSSによる磁気ディスク表面の
詳細な変化を調べた。本発明者らの実験では、テクスチ
ャ加工した基板に対して、コンタクト・スタート・スト
ップCSS試験を行った基板表面では、図15に示すC
SS試験したディスク表面のSEM観察から測定した表
面形状、また図16に示すディスク極表面の3次元の負
荷曲線から、初期状態の微細突部の頂部は磁気ヘッドの
摺動の繰り返しによって平滑化され、この際のヘッドと
ディスクとの接触する微細突部の面積が増大することが
わかった。
Further, detailed changes of the magnetic disk surface due to CSS were examined. In the experiments conducted by the present inventors, the contact start / stop CSS test was performed on the textured substrate.
From the surface shape measured from the SEM observation of the disk surface subjected to the SS test, and from the three-dimensional load curve of the disk pole surface shown in FIG. 16, the top of the fine protrusion in the initial state was smoothed by repeated sliding of the magnetic head. It has been found that the area of the fine protrusions in contact with the head and the disk at this time increases.

【0055】つまり、図15(a)は初期状態における
表面形状を、そして図15(b)はCSSによる摺動の
繰り返しにより表面が変形した後の状態を、それぞれ示
している。また、図16における負荷曲線Bは、図15
(a)の初期状態における特性を、そして負荷曲線A
は、図15(b)の摺動の繰り返し後における特性をそ
れぞれ示している。
That is, FIG. 15 (a) shows the surface shape in the initial state, and FIG. 15 (b) shows the state after the surface has been deformed by repeated sliding by CSS. Further, the load curve B in FIG.
The characteristics of (a) in the initial state, and the load curve A
Shows the characteristics after repeated sliding in FIG. 15 (b).

【0056】ここで例えば、CSS回数が2万回での表
面の変化は、図15(b)のA部に示すように磁気ヘッ
ドのスライダ面との接触によって初期状態の頂部から高
さ5〜10nm微細突部が変化し、また図16に示すこの時
のディスク表面の3次元の負荷曲線から微細突部が初期
状態の頂部から5〜10nm変化すると、磁気ヘッドと接触
する切断面積化は0.1%〜数%になっていた。
Here, for example, the change of the surface when the number of CSS times is 20,000, the height from the top in the initial state is 5 to 5 due to the contact with the slider surface of the magnetic head as shown in part A of FIG. 15 (b). If the fine protrusion changes by 10 nm and the fine protrusion changes from the top of the initial state by 5 to 10 nm from the three-dimensional load curve of the disk surface at this time shown in FIG. 16, the cutting area contact with the magnetic head becomes 0.1. It was about a few percent to a few percent.

【0057】すなわち、微細突部の高さが数10nm以上で
あると、磁気ヘッドの浮上特性を劣化させ、ヘッドクラ
ッシュを生じる要因となり、また微細突部が数nm以下で
あっても、切断面積比が小さい場合、CSS試験のヘッ
ド摺動時でのヘッド荷重を支持する基板面、すなわち微
細突部の負荷面積が少なくCSS回数とともに即時に平
滑化され、ヘッド接線力が増大することによりヘッドク
ラッシュを生じやすくなる。
That is, if the height of the fine protrusions is several tens of nm or more, the flying characteristics of the magnetic head are deteriorated, which causes a head crash, and even if the fine protrusions are several nm or less, the cutting area is small. When the ratio is small, the substrate surface that supports the head load when the head is slid in the CSS test, that is, the load area of the fine protrusions is small, the surface is smoothed immediately with CSS times, and the head tangential force increases, causing a head crash. Is likely to occur.

【0058】また、微細突部の負荷面積が少ないと、ヘ
ッド荷重を受ける微細突部の面圧が大きくなるので微細
突部が減小もしくは減耗しやすく、基板表面に形成され
た数nmの潤滑剤層や保護膜層が損傷等を受けやすくな
り、また切断面積比が10%以上で負荷面積が大きい場
合、磁気ヘッドによる基板上の微細突部の変化は少ない
が、接触面積が大きくなるため潤滑剤や雰囲気の水分の
影響でヘッド粘着が生じ易く、またCSS時の磁気ヘッ
ドの摺動抵抗が増大し、磁気ヘッドのジンバルやアーム
の破壊、ディスク回転の困難などの問題を生じた。
Further, when the load area of the fine protrusions is small, the surface pressure of the fine protrusions which receives the head load becomes large, so that the fine protrusions are easily reduced or worn, and the lubrication of several nm formed on the substrate surface is performed. If the agent layer or the protective film layer is easily damaged, and if the cutting area ratio is 10% or more and the load area is large, the change of the fine protrusions on the substrate by the magnetic head is small, but the contact area becomes large. Head adhesion is likely to occur due to the influence of the lubricant and moisture in the atmosphere, and the sliding resistance of the magnetic head during CSS increases, causing problems such as gimbal and arm destruction of the magnetic head, and difficulty in rotating the disk.

【0059】したがって、テクスチャ加工した基板の表
面性状は、ヘッドの浮上特性やヘッド荷重、ヘッド摺動
による摩擦摩耗による表面変化を考慮し、上述の結果か
ら、微細突部の高さは数nm〜数10nmとし、表面粗さが数
nmRa〜数10nmRa、かつ断面曲線の対称性Rskが負で、
好ましくは−0.7以下、さらに好ましくは−1以下の表
面、あるいは3次元の負荷曲線において、微細突部の最
頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける頂部変形量
相当の深さでの切断面、実用的には、頂部から5〜10nm
での切断面の切断面積比が0.1〜10%である表面が望ま
しい。
Therefore, the surface texture of the textured substrate takes into consideration the flying characteristics of the head, the head load, and the surface change due to frictional wear caused by head sliding. Surface roughness of several tens of nm
nmR a to several tens of nmR a , and the symmetry R sk of the cross section curve is negative,
The surface is preferably -0.7 or less, more preferably -1 or less, or, in a three-dimensional load curve, a cut surface at a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS from the top of the fine protrusion, practical. 5-10 nm from the top
A surface having a cutting area ratio of 0.1 to 10% is desirable.

【0060】この観点から、磁気ディスク用基板に対し
て最適な表面は、図6に示すように、基板表面に疑似的
に円周方向の微細溝を形成し、すなわちテクスチャ加工
した基板面の断面形状で、微細突部の高さが数nm〜数10
nmでかつ均一に平滑化され、表面粗さが数nmRa〜数10n
mRa(望ましくは5nm〜9nmRa)、かつ断面曲線の対称
性Rsk≦−1、頂部から5〜10nmでの切断面積比が0.1
〜10%である。
From this point of view, the optimum surface for the magnetic disk substrate is, as shown in FIG. 6, a pseudo circumferential fine groove formed on the substrate surface, that is, a textured cross section of the substrate surface. The shape is such that the height of the fine protrusion is several nm to several tens.
nm and uniformly smoothed, and the surface roughness is several nm Ra to several tens n.
mR a (preferably 5 nm to 9 nm Ra ), and the symmetry of the cross-section curve R sk ≦ -1, the cutting area ratio at the top 5 to 10 nm is 0.1.
~ 10%.

【0061】そしてまた、ディスク上での円滑なヘッド
摺動を維持するためには、ディスク表面の凹凸加工層に
図6に示したような深溝Vが、スライダ幅を単位幅とし
た場合、この幅内に必ず存在することが重要であり、こ
の深溝Vの深さが少なくとも100nmあれば有効であるこ
とがわかった。
Further, in order to maintain the smooth head sliding on the disk, in the case where the deep groove V as shown in FIG. It is important that the groove V always exists within the width, and it has been found that it is effective if the depth of the deep groove V is at least 100 nm.

【0062】[0062]

【作用】磁気ディスク基板上に形成された微細突部の高
さは数nm〜数10nmとし、表面粗さが数nmRa〜数10nm
a、かつ断面曲線の対称性Rskが−0.7以下、好ましく
は−1以下の表面、特に3次元の負荷曲線において、微
細突部の最頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける
頂部変形量相当の深さでの切断面、実用的には、頂部か
ら5〜10nmでの切断面の切断面積比が0.1〜10%である
表面性状を有するディスク面は、磁気ヘッドのCSS時
にヘッドのスライダ面と接触し、好ましいヘッド荷重を
受ける。
[Function] The height of the fine protrusion formed on the magnetic disk substrate is several nm to several tens nm, and the surface roughness is several nm Ra to several tens nm.
On the surface of Ra , and the symmetry Rsk of the cross-section curve is -0.7 or less, preferably -1 or less, especially on a three-dimensional load curve, the amount of top deformation corresponding to the top load received by the head load during CSS from the top of the fine protrusions. A cut surface at a depth, practically, a disk surface having a surface texture with a cut area ratio of the cut surface of 5 to 10 nm from the top being 0.1 to 10% is the same as the slider surface of the head during CSS of the magnetic head. Contact and receive a preferred head load.

【0063】また、ディスク面の表面凹凸は磁気ディス
ク表面上に塗布された潤滑膜を保持すると同時に、磁気
ヘッドとの粘着を防止し、ディスク面の深溝でヘッドの
摺動により生じた摺動屑を回避する作用がある。さら
に、多数の微細突部がヘッドスライダ面に接し、ヘッド
摺動による表面変化が起こる頂部から実用的に好ましい
5〜10nmにおいて切断面積比が0.1〜10%であるので、
個々の微細突部の面圧が小さくなり、CSSを繰り返す
ことによる微細突部の変化、すなわち変形や減耗が少な
く、初期状態の表面性状を維持する。さらに、微細突部
の高さは数nm〜数10nmであり、磁気ヘッドの浮上隙間
(定常状態での磁気ヘッドと磁気ディスク表面との隙
間)150〜250nmに対して非常に小さく、磁気ディスクの
組立精度、回転精度や磁気ヘッドの浮上変動を考慮して
も充分に余裕を以て磁気ヘッドは浮上し、磁気ヘッドの
衝突によるヘッドクラッシュは生じない。
Further, the surface irregularities of the disk surface retain the lubricating film applied on the surface of the magnetic disk and at the same time prevent adhesion with the magnetic head, and slide debris generated by sliding of the head in the deep groove of the disk surface. There is an action to avoid. Further, since a large number of fine protrusions are in contact with the head slider surface, and the cutting area ratio is 0.1 to 10% at 5 to 10 nm which is practically preferable from the top where surface change due to head sliding occurs,
The surface pressure of the individual fine protrusions becomes small, and changes in the fine protrusions due to repeated CSS, that is, deformation and wear are small, and the surface texture in the initial state is maintained. Furthermore, the height of the fine protrusions is several nm to several tens of nm, which is extremely small compared to the flying gap of the magnetic head (the gap between the magnetic head and the magnetic disk surface in the steady state) of 150 to 250 nm. Even if the assembling accuracy, the rotation accuracy, and the floating fluctuation of the magnetic head are taken into consideration, the magnetic head floats with a sufficient margin, and the head crash due to the collision of the magnetic head does not occur.

【0064】したがって、磁気ディスクの表面に成膜さ
れた厚さ数nmの保護膜や潤滑膜の減耗や損傷はほとんど
なく、ヘッド粘着も発生せず、CSSの繰り返しによる
ヘッド接線力の増加もなく、ヘッド浮上特性、耐摺動特
性に対する信頼性の高い磁気ディスクを得ることができ
る。
Therefore, the protective film and the lubricating film having a thickness of several nm formed on the surface of the magnetic disk are hardly worn or damaged, head adhesion does not occur, and head tangential force does not increase due to repeated CSS. It is possible to obtain a magnetic disk having high reliability with respect to head flying characteristics and sliding resistance characteristics.

【0065】[0065]

【実施例】【Example】

〈実施例1〉ディスク基板として、内径40mm、外径130m
mのアルミ合金板を用い、この両面に厚さ10μmのNi−
Pめっきを施し、表面粗さ2〜3nmRa以下に平滑研磨
した後、研磨テープによって溝形状が図17に示すよう
に、微細溝の肩部に生じた微細突部の高さが数nm〜数10
nmと均一で、表面粗さ5〜8nmRa、かつ断面曲線の対
称性Rskが−1〜−2となうように研磨した。なお、図
17の断面形状の測定は、表面粗さ計タリステップを用
い、触針形状0.1×2.5μmにより溝に対して直角方向に
測定して行った。これらディスク基板の具体的な作製法
については、後で詳述する。
<Example 1> A disk substrate having an inner diameter of 40 mm and an outer diameter of 130 m
Aluminum alloy plate of m is used.
After P-plating and smooth polishing to a surface roughness of 2 to 3 nm Ra or less, a groove shape is formed by a polishing tape as shown in FIG. Number 10
The surface roughness was 5 nm to 8 nm Ra , and the cross-sectional curve symmetry R sk was -1 to -2. The cross-sectional shape in FIG. 17 was measured by using a surface roughness meter Taristep and measuring with a stylus shape of 0.1 × 2.5 μm in a direction perpendicular to the groove. A specific method of manufacturing these disk substrates will be described later in detail.

【0066】図9に磁気ディスクの断面構造を示すよう
に、このようにして得られたディスク基板上に、厚さ約
300nmのCr系非磁性金属下地膜31及び厚さ約60nmのCo
−Ni系磁性薄膜媒体32を、それぞれスパッタリングで
順次形成し、さらに厚さ約50nmのカーボン保護膜33を、
そしてその上に潤滑膜34を順次形成した。
As shown in the sectional structure of the magnetic disk in FIG. 9, the thickness of the disk substrate thus obtained is about
300 nm of Cr-based non-magnetic metal base film 31 and 60 nm of Co
-Ni-based magnetic thin film media 32 are sequentially formed by sputtering, respectively, and a carbon protective film 33 having a thickness of about 50 nm is further formed.
Then, a lubricating film 34 was sequentially formed on it.

【0067】このようにして製造した磁気ディスクの表
面形状は、図18に示すように、前記図17のディスク
基板のそれとほとんど同じであり、表面粗さ5.5nmR
a(基板上では5.3nmRa)、微細突部の高さRpは19nm
(同20nm)であり、また、断面形状の対称性Rskもほと
んど同じであった。
As shown in FIG. 18, the surface shape of the magnetic disk thus manufactured is almost the same as that of the disk substrate of FIG. 17, and the surface roughness is 5.5 nmR.
a (5.3 nm Ra on the substrate), the height R p of the fine protrusion is 19 nm
(At the same 20 nm), and the symmetry R sk of the cross-sectional shape was almost the same.

【0068】この磁気ディスクを図20の磁気ディスク
装置85と同様に複数枚組込み、ヘッド浮上隙間0.2μm
にて浮上試験した結果、ヘッドとディスク表面との接触
は検知されず、良好な浮上特性を示し、CSS回数によ
る磁気ディスク表面形状の変化はほとんど認められなか
った。
As with the magnetic disk device 85 shown in FIG. 20, a plurality of magnetic disks are incorporated, and the head floating clearance is 0.2 μm.
As a result of the flying test, the contact between the head and the disk surface was not detected, good flying characteristics were exhibited, and almost no change in the magnetic disk surface shape due to the number of CSSs was observed.

【0069】図19は、本実施例のCSS回数とヘッド
接線力(単位はニュートンN)との関係を従来の比較例
と対比して示した特性曲線図である。曲線Cが本実施
例、曲線Dが比較例であり、この図から明らかなように
本実施例の場合、3万回のCSS回数においてもヘッド
接線力の増大はほとんどなく、ヘッド粘着の問題も生じ
なくなり、磁気ディスク及び磁気ディスク装置の信頼性
を大幅に向上させることができた。
FIG. 19 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the number of CSSs and the head tangential force (unit: Newton N) in this embodiment in comparison with the conventional comparative example. The curve C is the present example and the curve D is the comparative example. As is clear from this figure, in the case of the present example, the head tangential force hardly increases even with 30,000 CSS times, and there is also a problem of head adhesion. It did not occur, and the reliability of the magnetic disk and the magnetic disk device could be greatly improved.

【0070】比較例として曲線Dに示すように、従来技
術によって下地基板に図5に示すような断面形状微細溝
を形成した磁気ディスクでは、CSS回数とともにヘッ
ド接線力Dは増大し、磁気ヘッドの破損、ヘッドクラッ
シュ等の問題があった。また、CSS回数とともにディ
スク表面の断面形状は、本発明と比較すると著しく変化
していることが分かる。
As a comparative example, as shown by the curve D, in the magnetic disk in which the fine groove of the cross-sectional shape as shown in FIG. 5 is formed on the underlying substrate by the conventional technique, the head tangential force D increases with the number of CSSs, and the magnetic head There were problems such as damage and head crash. Further, it can be seen that the cross-sectional shape of the disk surface changes remarkably with the number of CSSs as compared with the present invention.

【0071】ここで、上記本実施例の基板の作製法につ
いて、以下に具体的に説明する。アルミ合金ディスク基
板の両面に無電解めっき法によりNi−Pめっき膜を厚
さ10μm形成し、表面粗さ0.01μmRmax以下に平滑研
磨した。次いで、第1の研磨工程として、粒度#3000の
アルミナ砥粒の研磨テープで表面加工し、Ni−Pめっ
き基板面に微細溝を形成する。
Here, the method of manufacturing the substrate of the present embodiment will be specifically described below. A Ni-P plated film having a thickness of 10 μm was formed on both surfaces of an aluminum alloy disk substrate by an electroless plating method, and smooth-polished to a surface roughness of 0.01 μm R max or less. Then, as a first polishing step, surface processing is performed with a polishing tape of alumina abrasive grains having a grain size of # 3000 to form fine grooves on the surface of the Ni-P plated substrate.

【0072】この表面加工法は、例えば特開昭54−2329
4号に示されているように、図12に示す基板30の両面
に研磨テープ4をコンタクトローラ8で押圧し、基板を
回転させながら研磨テープをリール6で巻き取りなが
ら、かつ研磨テープが基板全面に摺動するように基板上
を往復摺動させ、基板両面に近似的に円周状、あるいは
螺旋状の微細な溝を形成する。
This surface processing method is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 54-2329.
As shown in No. 4, the polishing tape 4 is pressed by the contact rollers 8 on both surfaces of the substrate 30 shown in FIG. 12, the polishing tape is wound on the reel 6 while rotating the substrate, and the polishing tape is By reciprocally sliding on the substrate so that it slides over the entire surface, fine grooves approximately circular or spiral are formed on both surfaces of the substrate.

【0073】つぎに、基板面上には、高さ100nm以上の
異常な微細突部が数カ所生じ、特に深い溝の肩部に生じ
やすく、これがヘッド浮上特性の劣化要因、さらにはヘ
ッドクラッシュ事故の要因となる。このため、第2の研
磨工程として、上記第1の研磨工程における研磨テープ
よりも粒度の小さい研磨テープを用いて第1の研磨工程
と同様に表面加工した。この第2の研磨工程の表面加工
の結果、異常な微細突部の高さは低減し、さらに多数の
微細突部の頂部が平滑化され、図6に示すように微細突
部Hが平滑化され、しかも周期的に深溝Vの形成された
断面形状の表面を形成することができた。
Next, on the surface of the substrate, abnormal fine protrusions having a height of 100 nm or more are formed at several places, especially in the shoulder portion of the deep groove, which is a cause of deterioration of the head flying characteristic and further head crash accident. It becomes a factor. Therefore, in the second polishing step, a surface treatment was performed in the same manner as in the first polishing step, using a polishing tape having a smaller grain size than the polishing tape in the first polishing step. As a result of the surface processing of the second polishing step, the height of the abnormal fine protrusions is reduced, the tops of many fine protrusions are smoothed, and the fine protrusions H are smoothed as shown in FIG. Moreover, it was possible to form a surface having a cross-sectional shape in which deep grooves V were formed periodically.

【0074】なお、上記第1、第2の研磨工程の間に、
第1の工程の表面加工による加工屑などの基板表面の汚
れを除去するため、基板の表面洗浄工程を設けた。な
お、第2の研磨工程においては、研磨終点を検出する手
段として、前述の3次元負荷曲線を図24のSEMの原
理に基づいて求め、図30に示したSTMによる負荷曲
線から微細突部の最頂部から5〜10nmの深さで切断した
切断面積負荷比率が0.1〜10%となる条件を満たすとこ
ろを終点とした。
During the first and second polishing steps,
A substrate surface cleaning step was provided in order to remove stains on the surface of the substrate such as processing scraps resulting from the surface processing in the first step. In the second polishing step, as a means for detecting the polishing end point, the above-mentioned three-dimensional load curve is obtained based on the principle of SEM in FIG. 24 and the load curve by STM shown in FIG. The point where the cutting area load ratio obtained by cutting at a depth of 5 to 10 nm from the top was 0.1 to 10% was determined as the end point.

【0075】〈実施例2〉以下、本発明の磁気ディスク
を製造する際に好適なディスク基板表面のテクスチャ加
工装置の一実施例を図面に従って説明する。
<Embodiment 2> An embodiment of a texture processing apparatus for the surface of a disk substrate suitable for manufacturing the magnetic disk of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0076】(1)加工装置構成の説明:第1図は本発
明の基板表面をテクスチャ加工する装置の一実施例を示
す正面図、図2は、この装置の要部を示す平面図、図3
は、図1における基板洗浄手段の詳細を示す正面図、図
4は、この基板洗浄手段の側面図である。
(1) Description of processing apparatus configuration: FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an apparatus for texturing a substrate surface according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a main part of this apparatus. Three
FIG. 4 is a front view showing details of the substrate cleaning means in FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the substrate cleaning means.

【0077】まず、この基板加工装置の概要を、図1
(a)を用いて説明すると、この装置は、被加工物であ
る基板2を回転自在に支持することができる基板支持具
1と、基板2の両面へ同時に、第1の研磨テープ4を所
定の加圧力で押圧することができるようにした1組のコ
ンタクトローラユニットC、第1の研磨テープ4を巻き
取るためのテープ巻き取りモータ7、コンタクトローラ
ユニットCを基板2の半径方向へ揺動することができる
揺動手段W、コンタクトローラユニットCを基板2の半
径方向へ往復動させることができる往復動手段Rを有
し、基板支持具の一方側に配設された第1の加工ヘッド
H1と、この第1の加工ヘッドH1と同一の構成を有
し、基板支持具に対して第1の加工ヘッドH1と反対側
に配設され、第1の研磨テープの代わりにこれよりも砥
粒径の小さい第2の研磨テープを装着した第2の加工ヘ
ッドH2とからなる一対の加工ヘッドと、前記基板2
を、前記第1、第2研磨テープとの相対速度が所定値に
なるようにして回転させることができる基板回転手段に
係る基板駆動モータ3と、両加工ヘッドの間に配設さ
れ、基板を洗浄することができる基板洗浄手段Sと前記
両加工ヘッドH1、H2、基板駆動モータ3、基板洗浄
手段Sを制御することができる制御装置17を具備した基
板加工装置である。なお、図1(b)は、図1(a)の
第1ヘッドH1を主体とした要部拡大図である。
First, an outline of this substrate processing apparatus is shown in FIG.
Explaining using (a), this apparatus is a substrate support 1 capable of rotatably supporting a substrate 2 which is a workpiece, and a first polishing tape 4 on both sides of the substrate 2 at a time. Set of contact roller units C capable of being pressed by the pressing force, a tape winding motor 7 for winding the first polishing tape 4, and the contact roller unit C swinging in the radial direction of the substrate 2. A first processing head disposed on one side of the substrate support, which has a swinging means W capable of moving and a reciprocating means R capable of reciprocating the contact roller unit C in the radial direction of the substrate 2. H1 and the first processing head H1 have the same configuration, and are arranged on the side opposite to the first processing head H1 with respect to the substrate support, and instead of the first polishing tape, they are more abrasive. 2nd small particle size A pair of machining heads of a second machining head H2 Metropolitan wearing the tape, the substrate 2
Is disposed between both the processing heads and the substrate drive motor 3 relating to the substrate rotating means that can rotate the relative speed of the first and second polishing tapes at a predetermined value. This is a substrate processing apparatus including a substrate cleaning means S capable of cleaning, both the processing heads H1 and H2, a substrate drive motor 3, and a controller 17 capable of controlling the substrate cleaning means S. It should be noted that FIG. 1B is an enlarged view of a main part mainly including the first head H1 of FIG.

【0078】さらに、上記の加工ヘッドH1を例に、そ
の要部拡大平面図である図2(a)及びその要部平面図
(一部断面を含む)を用いて詳細に説明する。この加工
ヘッドH1は、前記往復動手段Rに前記基板2の軸方向
に移動可能に支持された一対の平行板バネ10、11と、そ
の平行板バネ10、11を移動し、研磨テープ4の巻き取り
によるバックテンションの影響を無くし、所定の微小な
加圧力の設定を可能とする加圧移動手段23と、基板加工
時の基板形状精度の影響による微小な加圧力の変動を応
答性良く補正する加圧力補正手段50(例えば、圧電アク
チュエータ等)と、上記平行板バネ10、11に取り付けら
れ、上記基板2の両側に設置されかつ中心軸が上記基板
2の半径方向に向けて取り付けられたコンタクトローラ
8、9と、上記往復動手段Rに取り付けられかつ上記研
磨テープ4を上記基板と上記コンタクトローラとの間に
摺動する研磨テープ駆動装置7と、上記平行板バネ10、
11に取り付けられた応力測定手段12、13とその応力測定
手段の出力に応じて上記加圧移動手段23及び加圧力補正
手段50を制御する制御装置17とを設ける。
Further, the above processing head H1 will be described in detail with reference to FIG. 2A which is an enlarged plan view of a main part thereof and a plan view (including a partial cross section) of the main part. The processing head H1 moves a pair of parallel leaf springs 10 and 11 supported by the reciprocating means R so as to be movable in the axial direction of the substrate 2, and the parallel leaf springs 10 and 11 to move the polishing tape 4 Pressurizing and moving means 23 that eliminates the influence of back tension due to winding and enables setting of a predetermined minute pressing force, and corrects minute fluctuations of the pressing force due to the influence of the substrate shape accuracy during substrate processing with good responsiveness. Attached to the parallel leaf springs 10 and 11 and the pressing force correction means 50 (for example, a piezoelectric actuator or the like), which are installed on both sides of the substrate 2 and whose central axes are attached in the radial direction of the substrate 2. Contact rollers 8 and 9, a polishing tape driving device 7 attached to the reciprocating means R and sliding the polishing tape 4 between the substrate and the contact roller, and the parallel leaf spring 10.
A stress measuring means (12, 13) attached to the (11) and a control device (17) for controlling the pressure moving means (23) and the pressing force correcting means (50) according to the output of the stress measuring means are provided.

【0079】したがって、この基板加工装置において
は、加圧力の微小な変動要因である研磨テープの巻き取
りによるバックテンションの変動、すなわち供給及び巻
き取りリール5、6に巻かれた研磨テープの径が加工と
共に変化し、テープの張力が変わることにより、加圧力
が変動する。この変動量を、常に応力測定手段12によっ
て測定し、その変化量に応じて、平行板バネ10、11を加
圧移動手段23により調整すれば、研磨テープの張力の変
動にかかわらず、コンタクトローラ8、9の基板2に対
する加圧力を一定にすることができる。また、加工時に
基板の円周方向のうねりや、基板の半径方向のそりによ
る加圧力の変動に対しては、加圧力の補正の応答性を良
くするため圧電アクチュエータ等の加圧力補正手段50に
よって微小な加圧力を応答性良く補正することができ
る。以上の機能によって、微細溝を精度良く形成するこ
とが可能となった。
Therefore, in this substrate processing apparatus, the fluctuation of the back tension due to the winding of the polishing tape, which is a slight fluctuation factor of the applied pressure, that is, the diameter of the polishing tape wound around the supply and winding reels 5 and 6 is reduced. The pressure changes as the tape tension changes as the tape is processed. This variation is always measured by the stress measuring means 12, and if the parallel leaf springs 10 and 11 are adjusted by the pressure moving means 23 according to the variation, the contact roller is irrespective of the variation in the tension of the polishing tape. The pressure applied to the substrate 2 by 8 and 9 can be made constant. Further, in order to improve the responsiveness of the correction of the pressing force with respect to the waviness in the circumferential direction of the substrate during the processing and the fluctuation of the pressing force due to the warp in the radial direction of the substrate, the pressing force correction means 50 such as a piezoelectric actuator is used. A minute pressing force can be corrected with good response. With the above functions, it becomes possible to form fine grooves with high precision.

【0080】第1の加工ヘッドH1は、基板支持具1の
一方側(図1(a)において右側)に配設されており、
基板2の両面に第1の研磨工程で微細溝(例えば、深さ
約0.1μmの微細溝)を形成するために使用されるもの
である。この加工ヘッドH1は基板2の両面側にくるよ
うに配設された2個1組のコンタクトローラユニットC
のそれぞれに装着されている第1の研磨テープ4を下方
から上方へ巻き取るテープ巻き取りモータ7aとコンタ
クトローラユニットCを半径方向へ揺動させることがで
きる揺動手段Wと、半径方向へ往復動させることができ
る往復動手段Rとからなっている。
The first processing head H1 is disposed on one side of the substrate support 1 (right side in FIG. 1A),
It is used to form fine grooves (for example, fine grooves having a depth of about 0.1 μm) on both surfaces of the substrate 2 in the first polishing process. This processing head H1 is a set of two contact roller units C arranged so as to come to both sides of the substrate 2.
A tape winding motor 7a for winding the first polishing tape 4 mounted on each of the above from the lower side to the upper side, and a swinging means W capable of swinging the contact roller unit C in the radial direction, and reciprocating in the radial direction. And a reciprocating means R that can be moved.

【0081】前記コンタクトローラユニットCのそれぞ
れは、第1の研磨テープ4を基板2へ押圧するに使用さ
れるコンタクトローラ8と、平行板バネ10を介してコン
タクトローラ8へ所定の加圧力を負荷することができる
加圧用モータ14とからなるものであり、前記平行板バネ
10には加圧力を検出するための歪ゲージ12が接着されて
おり、また、前記加圧用モータ14は、平行板バネ10を基
板2面と垂直方向に変位されることにより、加圧力が負
荷することができ、加圧力補正圧電アクチュエータ50
は、加工時の微小な加圧力の変動を応答性良く補正する
ことができるようになっている。
Each of the contact roller units C applies a predetermined pressure force to the contact roller 8 via the contact roller 8 used to press the first polishing tape 4 against the substrate 2 and the parallel leaf spring 10. And the parallel plate spring.
A strain gauge 12 for detecting a pressing force is adhered to the pressing member 10. The pressing motor 14 is loaded with the pressing force by displacing the parallel leaf spring 10 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2. Can press force compensation piezoelectric actuator 50
Is capable of correcting minute fluctuations in pressing force during processing with good responsiveness.

【0082】前記揺動手段Wは、揺動用モータ16と、こ
の揺動用モータ16の軸と第1の加工ヘッドH1とを連結
するクランク55とからなっている。また、前記往復動手
段Rは、往復動用モータ15の回転を第1の加工ヘッドH
1へネジ伝達して、この加工ヘッドを往復動させるもの
である。
The swinging means W comprises a swinging motor 16 and a crank 55 that connects the shaft of the swinging motor 16 and the first machining head H1. Further, the reciprocating means R controls the rotation of the reciprocating motor 15 to the first machining head H.
The screw is transmitted to 1 to reciprocate the machining head.

【0083】第2の加工ヘッドH2は、前述したよう
に、第1の研磨テープの代わりに第2の研磨テープを装
着した以外は前記第1の加工ヘッドと同一の構成を有
し、基板支持具の他方側(図1(a)において左側)に
配設されており、第1の加工ヘッドによって基板の両面
に形成された微細溝の盛り上がりを除去する第2の研磨
工程のために使用されるものである。
The second processing head H2 has the same structure as that of the first processing head except that the second polishing tape is mounted instead of the first polishing tape, as described above, and supports the substrate. It is disposed on the other side of the tool (left side in FIG. 1A) and is used for the second polishing step for removing the protrusions of the fine grooves formed on both sides of the substrate by the first processing head. It is something.

【0084】さらに、図1にしたがって、前記加工ヘッ
ドの構成を詳細に説明する。1は水平に設置された基板
取付用回転軸、2は被加工物である基板、3は回転軸を
回転するための駆動モータ、21は回転可能に支持された
ネジ、15はネジ21を回転するための往復移動用モータ、
22は基板の半径方向すなわち矢印Aの方向に移動可能に
支持された往復移動台で、往復移動台22には雌ネジが設
けられ、その雌ネジはネジ21に螺合しており、ネジ21、
モータ15で往復移動手段Rを構成している。23は往復移
動台22に矢印A方向に移動可能に支持された移動体、16
は往復移動台22に固定された振動装置で、振動装置16に
よって移動体23が微小振幅で振動される。
Further, the structure of the processing head will be described in detail with reference to FIG. 1 is a rotating shaft for mounting a substrate horizontally installed, 2 is a substrate which is a workpiece, 3 is a drive motor for rotating the rotating shaft, 21 is a screw rotatably supported, and 15 is a screw 21 Reciprocating motor for
Reference numeral 22 denotes a reciprocating carriage supported so as to be movable in the radial direction of the substrate, that is, the direction of arrow A. The reciprocating carriage 22 is provided with a female screw, and the female screw is screwed into the screw 21. ,
The motor 15 constitutes the reciprocating means R. Reference numeral 23 is a moving body supported by the reciprocating carriage 22 so as to be movable in the direction of arrow A, 16
Is a vibrating device fixed to the reciprocating carriage 22, and the vibrating device 16 vibrates the moving body 23 with a minute amplitude.

【0085】図2にて更に詳細に説明すると、24は移動
体23に回転可能に支持されたネジ、14はネジ24を回転す
るための加圧用モータ、10、11は移動体23に基板2の軸
方向すなわち矢印Bの方向に移動可能に支持された一対
の平行板バネで、平行板バネ10、11の支持台51には雌ネ
ジが設けられ、その雌ネジはネジ24に螺合しており、ネ
ジ24、モータ14で加圧移動手段を構成している。
More specifically, referring to FIG. 2, 24 is a screw rotatably supported by the moving body 23, 14 is a pressurizing motor for rotating the screw 24, and 10 and 11 are the moving body 23 and the substrate 2. A pair of parallel leaf springs movably supported in the axial direction of arrow B, that is, the direction of arrow B, is provided with a female screw on the support base 51 of the parallel leaf springs 10 and 11, and the female screw is screwed into the screw 24. In addition, the screw 24 and the motor 14 constitute a pressure moving means.

【0086】また、基板の円周方向うねりや半径方向の
そりが悪い場合には、加工時に加圧力の変動が生じる。
このため、平行板バネ10、11は加圧力補正圧電アクチュ
エータ50を設けた支持台51に設置し、支持台51に雌ネジ
を設け、この雌ネジを前記のごとくネジ24に螺合する。
Further, when the undulation in the circumferential direction or the warp in the radial direction of the substrate is bad, the applied pressure fluctuates during processing.
For this reason, the parallel leaf springs 10 and 11 are installed on the support base 51 provided with the pressure correction piezoelectric actuator 50, the support base 51 is provided with a female screw, and this female screw is screwed into the screw 24 as described above.

【0087】8、9は平行板バネ10、11に回転可能に取
り付けられたコンタクトローラで、コンタクトローラ
8、9は基板2の両側に設置されかつ中心軸が基板の半
径方向に向けて取り付けられている。
Reference numerals 8 and 9 denote contact rollers rotatably attached to the parallel leaf springs 10 and 11. The contact rollers 8 and 9 are provided on both sides of the substrate 2 and have central axes directed in the radial direction of the substrate. ing.

【0088】18a、18bは、移動体23に取り付けられた制
動トルクモータ、5a、5bはモータ18a、18bの出力軸に
取り付けられた供給リール、7a、7bは移動体23に取り
付けられた巻取り用モータ、6a、6bはモータ7a、7b
の出力軸に取り付けられた巻取りリール、4a、4bはポ
リエステルフィルムなどの基材にダイヤモンど砥粒やア
ルミナ砥粒などの微細な砥粒を樹脂などのバインダーに
より接着保持した研磨テープで、研磨テープ4a、4bの
両端は供給リール5a、5b、巻取りリール6a、6bに固
定されており、モータ18a、18b、供給リール5a、5b、
モータ7a、7b、巻取りリール6a、6bで研磨テープ駆
動装置を構成しており、基板とコンタクトローラとの間
を研磨テープ4a、4bが通過している。
18a and 18b are braking torque motors attached to the moving body 23, 5a and 5b are supply reels attached to the output shafts of the motors 18a and 18b, and 7a and 7b are windings attached to the moving body 23. Motors, 6a and 6b are motors 7a and 7b
The take-up reels 4a and 4b attached to the output shaft of the are polishing tapes in which fine abrasive grains such as diamond abrasive grains and alumina abrasive grains are adhered and held by a binder such as a resin to a substrate such as a polyester film. Both ends of the tapes 4a and 4b are fixed to the supply reels 5a and 5b and the take-up reels 6a and 6b, and the motors 18a and 18b, the supply reels 5a and 5b,
The motors 7a and 7b and the take-up reels 6a and 6b constitute a polishing tape driving device, and the polishing tapes 4a and 4b pass between the substrate and the contact roller.

【0089】12、13は平行板バネ10、11に取り付けられ
た歪ゲージ、17はモータ3、14、15等を制御する制御装
置で、制御装置17は歪ゲージ12、13の出力に応じてモー
タ14、及び加圧力補正圧電アクチュエータを制御し、平
行板バネ10、11を移動する。
Reference numerals 12 and 13 are strain gauges attached to the parallel leaf springs 10 and 11, 17 is a control device for controlling the motors 3, 14, 15 and the like. The control device 17 responds to the outputs of the strain gauges 12 and 13. The parallel leaf springs 10 and 11 are moved by controlling the motor 14 and the pressurizing force correction piezoelectric actuator.

【0090】つぎに図1(a)における基板の洗浄手段
Sについて、以下、図3及び図4を用いて具体的に説明
する。図3はその要部説明用正面図、図4はその側面図
である。基板洗浄手段は、基板の両面を同時に洗浄する
回転スクラバ(ブラシもしくはスポンジ製)61と、これ
ら回転スクラバ61に回転を与えるスクラバ駆動モータM
と、回転スクラバを破線位置61′と実線位置との間で往
復させることができるエアシリンダ(図示せず)と、液
槽65とからなっている。60は加工液及び洗浄液を供給す
る供給部である。
Next, the substrate cleaning means S in FIG. 1A will be specifically described below with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a front view for explaining the main part, and FIG. 4 is a side view thereof. The substrate cleaning means includes a rotary scrubber (made of brush or sponge) 61 that simultaneously cleans both sides of the substrate, and a scrubber drive motor M that rotates the rotary scrubber 61.
, An air cylinder (not shown) capable of reciprocating the rotary scrubber between a broken line position 61 'and a solid line position, and a liquid tank 65. Reference numeral 60 is a supply unit that supplies the processing liquid and the cleaning liquid.

【0091】(2)上記装置の動作説明:まず、図1
(a)の加工装置の基板支持具1に基板2を取り付け
る。制御装置17に、第1の研磨工程を実施するために加
圧力、相対速度、振動振幅、往復回数などの加工条件を
設定する。
(2) Description of the operation of the above apparatus: First, referring to FIG.
The substrate 2 is attached to the substrate support 1 of the processing apparatus of (a). Processing conditions such as a pressing force, a relative speed, a vibration amplitude, and the number of reciprocations are set in the control device 17 in order to carry out the first polishing process.

【0092】ここで、基板加工装置をONにすると、モ
ータ3により基板を回転すると同時に、第1の加工ヘッ
ドH1が、揺動用モータ16によって設定揺動振幅で揺動
し、研磨テープ駆動装置7で研磨テープ4a、4bを一定
力で巻き取り、基板への加圧力が設定第1の加圧力に成
るように調整され、かつ往復移動手段Rにより往復移動
台22を往復移動すれば、研磨テープ4a、4bによって基
板2の表面に微細溝が形成される。この間、基板駆動モ
ータ3によって、基板2の回転数が、この基板2と第1
の研磨テープ4との相対速度が設定第1の相対速度にな
るように調整されている。このようにして加工が進行し
ている間、供給部60から基板へ加工液が連続的に供給さ
れる。
Here, when the substrate processing apparatus is turned on, the substrate is rotated by the motor 3, and at the same time, the first processing head H1 is oscillated by the oscillating motor 16 at the set oscillation amplitude, and the polishing tape driving device 7 When the polishing tapes 4a, 4b are wound with a constant force with the pressure applied to the substrate to be the set first pressure, and the reciprocating means R reciprocates the reciprocating table 22, the polishing tape Fine grooves are formed on the surface of the substrate 2 by 4a and 4b. During this period, the rotation speed of the substrate 2 is controlled by the substrate drive motor 3 to
The relative speed with respect to the polishing tape 4 is adjusted to be the set first relative speed. While the processing is proceeding in this way, the processing liquid is continuously supplied from the supply unit 60 to the substrate.

【0093】そして、研磨テープ4a、4bの張力が変動
して、平行板バネ10、11が変形したとしても、制御装置
17が歪ゲージ12、13の出力に応じて、すなわち平行板バ
ネ10、11の変形量に応じてモータ14を制御するので、平
行板バネ10、11がその変形量に応じて研磨テープ4a、
4bの張力の変動にかかわらず、コンタクトローラ8、
9の基板2に対する加圧力を一定にすることができるの
で、微小な加圧力を常に維持することができるから、小
さな、かつ均一な微細溝を形成することができる。
Even if the tension of the polishing tapes 4a and 4b fluctuates and the parallel leaf springs 10 and 11 are deformed, the control device
Since the motor 17 controls the motor 14 according to the outputs of the strain gauges 12 and 13, that is, according to the deformation amount of the parallel leaf springs 10 and 11, the parallel leaf springs 10 and 11 have the polishing tape 4a,
Contact roller 8, regardless of the fluctuation of tension in 4b,
Since the pressing force of the substrate 9 on the substrate 2 can be made constant, a minute pressing force can be always maintained, so that small and uniform fine grooves can be formed.

【0094】さらに、基板2の回転による加圧力の変動
に対して、また加工ヘッドを基板2の半径方向に摺動す
ることによる加圧力の変動に対しては、すなわち基板2
の円周方向うねりや半径方向の真直度、そりの影響によ
って加圧力が変動するが、これらに対しては、加圧力の
変動量を制御装置17の指令によって、即時に加圧力補正
圧電アクチュエータ50により補正することができる。
Further, with respect to the fluctuation of the pressing force due to the rotation of the substrate 2 and the fluctuation of the pressing force due to the sliding of the processing head in the radial direction of the substrate 2, that is, the substrate 2
The pressing force fluctuates due to the influence of the circumferential waviness, the straightness in the radial direction, and the warp. However, in response to these, the amount of fluctuation of the pressing force is immediately corrected by the command of the control device 17 to correct the pressing force. Can be corrected by.

【0095】そして、第1の加工ヘッドが設定往復回数
だけ往復動すると、この加工ヘッドH1は後退(図1に
おいて右側へ移動)し、60からの加工液の供給が停止す
る。
When the first machining head reciprocates a set number of times, the machining head H1 retracts (moves to the right in FIG. 1), and the supply of machining fluid from 60 is stopped.

【0096】つぎに、図3、図4に示したように破線位
置にあった回転スクラバ61′が実線位置の61まで上昇
し、スクラバ駆動モータMによって、この回転スクラバ
61が回転する。基板2も回転し、供給部60から洗浄液が
供給され、基板2が洗浄される。この洗浄が終了する
と、回転スクラバ61が破線位置61′まで下降し、洗浄液
の供給が停止する。
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotary scrubber 61 'that was at the broken line position rises to 61, which is the solid line position, and the scrubber drive motor M drives this rotary scrubber 61'.
61 rotates. The substrate 2 also rotates, the cleaning liquid is supplied from the supply unit 60, and the substrate 2 is cleaned. When this cleaning is completed, the rotary scrubber 61 descends to the broken line position 61 ', and the supply of the cleaning liquid is stopped.

【0097】それから、第2の研磨工程を実施するため
に図1(a)の基板支持具1を介して第1の加工ヘッド
H1と反対側に配置された第2の加工ヘッドH2が前進
し、この加工ヘッドによって、前記第1の加工ヘッドH
1と同様にして基板2が加工される。
Then, in order to carry out the second polishing step, the second processing head H2 arranged on the side opposite to the first processing head H1 is moved forward through the substrate support 1 of FIG. 1 (a). , The first processing head H by this processing head
The substrate 2 is processed in the same manner as 1.

【0098】すなわち、モータ3により基板を回転する
と同時に、第2の加工ヘッドH2が、揺動用モータ16に
よって設定揺動振幅で揺動し、研磨テープ駆動装置7で
研磨テープ62a、62bを一定力で巻き取り、基板への加圧
力が設定第2の加圧力になるように調整され、かつ往復
移動手段により往復移動台63を往復移動すれば、研磨テ
ープ62a、62bによって基板2の表面上に存在している微
細突部を除去し、平滑化する。
That is, at the same time when the substrate is rotated by the motor 3, the second processing head H2 is oscillated by the oscillating motor 16 at a set oscillating amplitude, and the polishing tape drive unit 7 applies a constant force to the polishing tapes 62a and 62b. And the pressure applied to the substrate is adjusted to the set second pressure, and when the reciprocating table 63 is reciprocated by the reciprocating means, the tapes 62a and 62b are applied to the surface of the substrate 2. The existing fine protrusions are removed and smoothed.

【0099】この間、基板駆動モータ3によって、基板
2の回転数が、この基板2と第2の研磨テープとの相対
速度が設定第2の相対速度になるように調整されてい
る。このようにして加工が進行している間、供給部60か
ら基板へ加工液が連続的に供給される。そして、第2の
加工ヘッドH2が設定往復回数だけ往復動すると、この
加工ヘッドは後退(図1において左側へ移動)し、加工
液の供給が停止する。最後に、さきと同様にして基板2
が基板洗浄手段Sによって洗浄されると、基板加工装置
がOFFになる。
During this period, the substrate drive motor 3 adjusts the rotation speed of the substrate 2 so that the relative speed between the substrate 2 and the second polishing tape becomes the set second relative speed. While the processing is proceeding in this way, the processing liquid is continuously supplied from the supply unit 60 to the substrate. Then, when the second machining head H2 reciprocates the set number of times of reciprocation, this machining head retracts (moves to the left side in FIG. 1) and the supply of the machining liquid is stopped. Finally, the substrate 2
When the substrate is cleaned by the substrate cleaning means S, the substrate processing apparatus is turned off.

【0100】基板支持具1から基板2を取り外せば、所
望の微細溝が形成される。さらに、磁性媒体、保護膜、
潤滑膜を形成すれば、褶動特性に優れた磁気ディスクを
得ることができる。
When the substrate 2 is removed from the substrate support 1, the desired fine grooves are formed. In addition, magnetic media, protective film,
By forming the lubricating film, it is possible to obtain a magnetic disk having excellent sliding characteristics.

【0101】(3)上記装置による基板研磨加工の例:
Al合金基板上に厚さ約10μmにNi−Pめっきした基
板2に微細溝を形成した具体例を、図5、図6を用いて
説明する。
(3) Example of substrate polishing by the above apparatus:
A specific example in which fine grooves are formed in the substrate 2 that is Ni-P plated to a thickness of about 10 μm on an Al alloy substrate will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0102】図5は、図1に係る基板加工装置の第1の
加工ヘッドH1(第1の研磨工程)で加工した基板の表
面性状の一例を示す拡大断面曲線図、図6は、さらに第
2の加工ヘッドH2(第2の研磨工程)で加工した基板
の表面性状の一例を示す拡大断面曲線図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional curve diagram showing an example of the surface texture of the substrate processed by the first processing head H1 (first polishing step) of the substrate processing apparatus according to FIG. 1, and FIG. It is an expanded sectional curve view which shows an example of the surface texture of the board | substrate processed with the processing head H2 of 2nd (2nd polishing process).

【0103】第1の研磨テープ4は粒径4μmのAl2
3砥粒、第1の加圧力を10N、第1の相対速度を4m
/sec、揺動の振幅を1mmとして、水溶性切削液を供給
しながら、前記基板2を第1の加工ヘッドH1で加工し
たところ、基板2の表面に、図5に示すような、深さV
が約100nmの微細溝が形成されたが、高さHが約30nmの
盛り上がり(微細突部)があり、しかも盛り上がり高さ
にばらつきがあった。また、表面粗さは6〜7nmRa
あり、断面曲線の対称性Rskは−0.3であった。また、
3次元の負荷曲線において、表面形状の頂部から5nmの
切断面での切断面積比は0.1%以下であった。
The first polishing tape 4 is made of Al 2 having a particle size of 4 μm.
O 3 abrasive grain, the first pressure is 10N, the first relative speed is 4m
/ Sec, the oscillation amplitude is 1 mm, the substrate 2 is processed by the first processing head H1 while supplying the water-soluble cutting fluid, and the depth of the surface of the substrate 2 as shown in FIG. V
Although a fine groove of about 100 nm was formed, there was a ridge (fine protrusion) with a height H of about 30 nm, and the ridge height was uneven. The surface roughness is 6~7NmR a, symmetry R sk sectional curve was -0.3. Also,
In the three-dimensional load curve, the cut area ratio at the cut surface of 5 nm from the top of the surface shape was 0.1% or less.

【0104】上記の第1の研磨工程の後に、第2の研磨
工程を適用した。第2の研磨テープは粒径1μmのAl
23砥粒、第2の加圧力を4N、第2の相対速度を8m
/sec、揺動の振幅を1mmとして、純水で洗浄した前記
基板2を、水溶性切削液を供給しながら、第2の加工ヘ
ッドH2で加工したところ、基板2の表面は、図6に示
すように、微細溝の深さVは約100nmに保たれ、盛り上
がり高さHは約10nm以下に低下し、そのばらつきも小さ
かった。また、表面粗さは6〜7nmRaであり、断面曲
線の対称性Rskは−1.5であった。また、3次元の負荷
曲線において、表面形状の頂部から5nmの切断面での切
断面積比は0.8%であった。
A second polishing step was applied after the above first polishing step. The second polishing tape is Al with a grain size of 1 μm
2 O 3 abrasive grains, second pressure 4N, second relative speed 8m
/ Sec, the oscillation amplitude was 1 mm, and the substrate 2 washed with pure water was processed by the second processing head H2 while supplying the water-soluble cutting fluid. The surface of the substrate 2 was as shown in FIG. As shown, the depth V of the fine groove was maintained at about 100 nm, the height H of the protrusion was reduced to about 10 nm or less, and the variation was small. The surface roughness is 6~7NmR a, symmetry R sk sectional curve was -1.5. In the three-dimensional load curve, the cut area ratio at the cut surface of 5 nm from the top of the surface shape was 0.8%.

【0105】以上説明した実施例によれば、第2の加工
ヘッドによって前記微細溝の肩部に生じた盛り上がり部
分だけを削除することができるので、微細溝深さVが20
〜100nm、盛り上がり(微細突部)高さHが低減させた
平滑な表面を形成することができるという効果がある。
さらに、上記の研磨テープの粒度や砥粒材質、基板上の
往復摺動回数、加圧力等の加工条件を変えれば、任意の
微細溝を形成することができる。
According to the embodiment described above, since the second processing head can remove only the raised portion generated in the shoulder portion of the fine groove, the fine groove depth V is 20.
There is an effect that it is possible to form a smooth surface in which the height H of the protrusion (fine protrusion) is reduced to -100 nm.
Furthermore, if the processing conditions such as the grain size of the polishing tape, the material of the abrasive grains, the number of reciprocating slides on the substrate, and the pressing force are changed, any fine groove can be formed.

【0106】(4)上記基板の磁気ディスクへの適用:
この方法の適用によって、上記の基板を下地基板とし
て、図9にディスクの断面構造を示すように、この基板
30上に非磁性金属下地膜31、磁性媒体膜32、カーボン保
護膜33さらに潤滑膜34を形成した薄膜磁気ディスク80
は、ヘッド浮上特性が良く、信頼性、安定性が著しく優
れている。
(4) Application of the above substrate to a magnetic disk:
By applying this method, using the above substrate as a base substrate, as shown in the sectional structure of the disk in FIG.
A thin film magnetic disk 80 in which a non-magnetic metal underlayer film 31, a magnetic medium film 32, a carbon protective film 33 and a lubricating film 34 are formed on 30.
Has good head flying characteristics, and is extremely excellent in reliability and stability.

【0107】本発明の微細溝を形成した薄膜磁気ディス
クの諸特性について、比較例とともに以下詳細に説明す
る。すなわち、微細突部の高さが数nm〜数10nm、表面粗
さが数nm〜数10nmRa、かつ断面曲線の対称性Rsk
負、好ましくは−0.7以下、さらに好ましくは−1以下
の表面、あるいは3次元の負荷曲線において、微細突部
の最頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける頂部変
形量相当の深さでの切断面、実用的には、頂部から5〜
10nmでの切断面の切断面積比が0.1〜10%である表面か
らなる下地基板の磁気ディスクと、それ以外の下地基板
の磁気ディスクとの比較を示す。
Various characteristics of the thin film magnetic disk having the fine grooves of the present invention will be described in detail below together with comparative examples. That is, the height of the fine protrusions is several nm to several tens nm, the surface roughness is several nm to several tens nm Ra , and the symmetry R sk of the sectional curve is negative, preferably -0.7 or less, and more preferably -1 or less. On the surface or in the three-dimensional load curve, a cut surface at a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS from the top of the fine protrusion, practically 5 to 5 from the top.
A comparison is made between the magnetic disk of the base substrate and the magnetic disk of the other base substrate, which is composed of the surface having a cut area ratio of the cut surface at 10 nm of 0.1 to 10%.

【0108】図25は、本発明によるテクスチャ加工面
を3次元的に測定した結果であり、図26は、同様の方
法で測定した従来のテクスチャ加工面である。これら両
図を対比して明らかなことは、本発明の図25の場合、
表面状態が非常に平滑となっている。
FIG. 25 shows the result of three-dimensional measurement of the textured surface according to the present invention, and FIG. 26 shows the conventional textured surface measured by the same method. What is clear by comparing these figures is that in the case of FIG.
The surface condition is very smooth.

【0109】再度図13、図14及び図19を用いて説
明すると、これらは、研磨テープの粒度、加工ヘッドの
往復回数、加圧力等の加工条件を種々変えてテクスチャ
加工し、微細突部の高さや表面性状を変えた下地基板上
に前述と同様の非磁性金属膜、磁性媒体膜、カーボン保
護膜さらに潤滑膜を形成した薄膜磁気ディスクに対し
て、ヘッド浮上特性、ヘッド粘着に及ぼす影響、またC
SS試験による表面性状(微細突部)の変形量、ヘッド
接線力の影響を調べた結果を示したものである。
Explaining again with reference to FIGS. 13, 14 and 19, these are texture-processed by variously changing the processing conditions such as the grain size of the polishing tape, the number of reciprocations of the processing head, the pressing force, etc. For non-magnetic metal film, magnetic medium film, carbon protective film and a thin film magnetic disk on which a lubricating film was formed on the underlying substrate whose height and surface properties were changed, the effect on head flying characteristics and head adhesion, Also C
It is the result of examining the influence of the deformation amount of the surface texture (fine protrusion) and the head tangential force by the SS test.

【0110】図13に示したように、微細突部の高さが
数nm(2〜3nm)以下、例えば研磨面に近い下地基板の
場合には、ヘッド浮上特性は良いが、ヘッド粘着力が増
大し、ヘッド粘着の問題が生じ、ヘッド支持のジンバル
の損傷や、基板回転駆動用モータに過負荷が掛かり、基
板回転不能になる事故が生じた。
As shown in FIG. 13, when the height of the fine protrusions is several nm (2 to 3 nm) or less, for example, in the case of a base substrate close to the polished surface, the head floating characteristic is good, but the head adhesive force is As a result, the problem of head adhesion increases, the gimbal that supports the head is damaged, and the substrate rotation drive motor is overloaded, resulting in an accident that the substrate cannot rotate.

【0111】また、微細突部の高さが数10nm以上、例え
ば微細突部が90nm以上の場合には、ヘッド粘着力は小さ
く、ヘッド粘着の問題は生じないが、ヘッド浮上特性が
悪く、ヘッドクラッシュの事故が生じた。微細突部の高
さが3〜10nmの位には、ヘッド浮上隙間0.15μmにて安
定して浮上し、かつヘッド粘着力も小さく、信頼度の高
い浮上特性を得た。
When the height of the fine protrusions is several tens of nm or more, for example, the fine protrusions are 90 nm or more, the head adhesion is small and the head adhesion problem does not occur, but the head flying characteristics are poor and the head A crash accident occurred. When the height of the fine protrusions was in the range of 3 to 10 nm, the flying height was 0.15 μm, the flying height was stable, and the head adhesion was small, resulting in highly reliable flying characteristics.

【0112】図14に示したように、対称性Rskについ
ては、その値が負の領域で特性向上がみられ、好ましく
は、−0.7以下、実用上−1〜−2が好ましい。さらに
また、3次元負荷比率とこれらヘッド浮上特性及びヘッ
ド粘着性(接線力で計測)との関係については、先に図
32をもって説明したとおりである。
As shown in FIG. 14, with respect to the symmetry R sk , the characteristic is improved in the region where the value is negative, and it is preferably −0.7 or less, practically −1 to −2. Furthermore, the relationship between the three-dimensional load ratio and the head flying characteristics and head adhesiveness (measured by tangential force) is as described above with reference to FIG.

【0113】また、図26に示す従来のテクスチャ加工
面では、表面粗さは6nmRaであり、3次元の負荷曲線
において、頂部から5nmでの切断面の切断面積比が0.08
%であり、ヘッド荷重によるそれぞれの微細突部の面圧
が大きく、図19に示す曲線Dのように、CSS回数と
ともに、ヘッドによる微細突部の摺動摩耗が著しく、潤
滑剤さらにカーボン保護膜の損傷が大きくなり、CSS
回数とともにヘッド接線力は増大し、ヘッドクラッシュ
を生じた。
[0113] Further, in the conventional textured surface shown in FIG. 26, the surface roughness is 6NmR a, in 3-dimensional load curve, cutting area ratio of the cut surface in 5nm from the top is 0.08
%, The surface pressure of each fine protrusion due to the head load is large, and the sliding wear of the fine protrusion due to the head is remarkable along with the number of CSSs as shown by the curve D shown in FIG. Damage to the CSS
The head tangential force increased with the number of times, resulting in head crash.

【0114】また、図25に示す本発明によるテクスチ
ャ加工面では、表面粗さは6nmRaであり、3次元の負
荷曲線において頂部から5nmでの切断面の切断面積比が
0.1〜10%であった。この場合には、図19の曲線Cに
示したように、CSS回数が3万回と著しく増大して
も、ヘッド接線力はほとんど増加せず、非常に安定した
高信頼度のCSS特性を得た。この場合のヘッドスライ
ダと摺動したディスク表面では、初期状態とほとんど変
化がなく、潤滑剤や、カーボン保護膜の損傷もほとんど
認められなかった。
Further, in the textured surface according to the present invention shown in FIG. 25, the surface roughness is 6 nmR a , and the cut area ratio of the cut surfaces at the top 5 nm in the three-dimensional load curve.
It was 0.1-10%. In this case, as shown by the curve C in FIG. 19, the head tangential force hardly increases even if the number of CSSs increases significantly to 30,000, and very stable and highly reliable CSS characteristics are obtained. It was In this case, on the surface of the disk that slid on the head slider, there was almost no change from the initial state, and almost no damage to the lubricant or the carbon protective film was observed.

【0115】また、表面粗さは6nmRaであり、3次元
の負荷曲線において、頂部から5nmでの切断面の切断面
積比が15%である表面の場合、磁気ヘッドとディスク面
との接触面積が大きく、CSSのスタート時でのヘッド
粘着力が大きくなり、ディスク回転駆動時にヘッド支持
のジンバルの損傷や、基板回転駆動用モータに過負荷が
掛かり、基板回転不能になる事故が生じた。
[0115] The surface roughness is 6NmR a, the contact area of the three-dimensional load curve, when the cutting area ratio of the cut surface in 5nm from the top of the surface is 15%, the magnetic head and the disk surface Since the head adhesion force at the start of CSS is large, the gimbal that supports the head is damaged when the disk is driven to rotate, and the motor for rotating the board is overloaded, causing an accident that the board cannot rotate.

【0116】上記の実施例では、研磨テープを用いて微
細溝及び微細突部を形成する方法を述べ、この下地基板
を用いた薄膜磁気ディスクの諸特性の利点を示したが、
研磨テープに限らず、切削加工法、研削加工、ラッピン
グ、ポリッシング等の表面加工法、またエッチングやサ
ンドブラスト等の表面処理法、さらにドライプロセスの
パターン形成法にても同様の効果が得られる。また、上
記の加工方法を組み合わせた場合にも、まったく同様の
効果を得ることができる。
In the above embodiment, the method of forming the fine grooves and the fine protrusions using the polishing tape was described, and the advantages of various characteristics of the thin film magnetic disk using this base substrate were shown.
The same effect can be obtained not only by the polishing tape but also by a cutting method, a grinding method, a surface processing method such as lapping and polishing, a surface treatment method such as etching and sandblasting, and a pattern forming method of a dry process. Further, even when the above processing methods are combined, the same effect can be obtained.

【0117】本発明の一実施例として、研磨テープの幅
は、基板の加工面の幅より狭い研磨テープを使用し、こ
の研磨テープを押圧するコンタクトローラを基板の半径
方向に往復動させ、また揺動させながら基板表面を加工
したが、研磨テープの幅を基板の加工すべき面の幅に近
付け、あるいは加工すべき面の幅より大きな幅の研磨テ
ープを使用し、基板の半径方向に揺動させ、あるいは揺
動なしに基板加工しても同様の効果を得ることができ
る。
As one embodiment of the present invention, the width of the polishing tape is narrower than the width of the processed surface of the substrate, and the contact roller for pressing the polishing tape is reciprocated in the radial direction of the substrate. The substrate surface was processed while rocking, but the width of the polishing tape was made closer to the width of the surface to be processed of the substrate, or a polishing tape with a width larger than the width of the surface to be processed was used and shaken in the radial direction of the substrate. Even if the substrate is processed without moving or swinging, the same effect can be obtained.

【0118】さらに、上記のテクスチャ加工をNi−P
めっきした下地基板以外に、Al基板や、非磁性金属下
地膜、また保護膜面上に適用しても同様の効果を得るこ
とができる。
Further, the above texture processing is performed by Ni-P.
The same effect can be obtained by applying to an Al substrate, a non-magnetic metal underlayer, or a protective film surface in addition to the plated undersubstrate.

【0119】(5)実施例の効果:以上詳細に説明した
ように本実施例によれば、Ni−Pめっき下地基板に微
細突部の極めて小さい高精度な微細溝を形成することが
できる基板加工方法と、この方法の実施に直接使用され
る装置とにより、ヘッド浮上量が例えば0.1μmと小さ
くてもCSS特性にすぐれた磁気ディスクが得られるよ
うになった。
(5) Advantages of the Embodiment: As described in detail above, according to this embodiment, it is possible to form a highly precise fine groove having extremely small fine protrusions on the Ni-P plated base substrate. The processing method and the apparatus used directly for implementing this method have made it possible to obtain a magnetic disk having excellent CSS characteristics even when the head flying height is as small as 0.1 μm.

【0120】つまり、磁気ディスク基板表面に、高さ数
nm〜数10nmの微細突部、表面粗さが数nm〜数10nmRa
かつ断面曲線の対称性Rskが−0.7以下の表面、あるい
は3次元の負荷曲線において、微細突部の最頂部からC
SS時にヘッド荷重により受ける頂部変形量相当の深さ
での切断面、実用的には頂部から5〜10nmでの切断面の
切断面積比が0.1〜10%である表面に形成することがで
きるので、磁気ヘッドがディスク表面を間欠的に接触を
繰り返すCSS特性において、ヘッド荷重を上記の多数
の微細突部で受けるようになり、それぞれの微細突部で
の面圧が小さく、微細突部の変形、摺動摩耗が少なくな
る。
That is, on the surface of the magnetic disk substrate, the height
nm to several tens of nanometers of fine protrusions, surface roughness of several nanometers to several tens of nm Ra ,
And on the surface where the symmetry R sk of the cross-section curve is −0.7 or less, or on the three-dimensional load curve, from the top of the fine protrusion to C
Since it can be formed on a cut surface at a depth equivalent to the amount of top deformation received by the head load during SS, practically a surface having a cut area ratio of 0.1 to 10% of the cut surface at 5 to 10 nm from the top. In the CSS characteristic in which the magnetic head repeatedly contacts the disk surface intermittently, the head load is received by the large number of fine protrusions described above, and the surface pressure at each fine protrusion is small, resulting in deformation of the fine protrusions. , Sliding wear is reduced.

【0121】さらに、微細突部に形成されている保護膜
や潤滑膜の劣化も少なく、またCSSによる摺動屑は、
微細溝の特に深溝部に回避するので、耐摺動特性が格段
に向上する。
Further, deterioration of the protective film and the lubricating film formed on the fine protrusions is small, and sliding debris due to CSS is
Since the fine grooves are avoided especially in the deep groove portions, the sliding resistance is remarkably improved.

【0122】また、この基板加工装置において、平行板
バネ、歪ゲージ及び加圧力補正圧電アクチュエータを用
いることによって、コンタクトローラの基板に対する加
圧力を非常に小さく、基板の形状精度にかかわらず、常
に均一にすることができるので、基板全面にわたって安
定した均一な微細溝を形成でき、またNi−Pめっき下
地基板に形成した微細溝の微細突部を微小量ずつ除去す
るので微細突部を高精度に平滑化できる。
Further, in this substrate processing apparatus, by using the parallel leaf spring, the strain gauge and the pressure correction piezoelectric actuator, the pressure applied to the substrate by the contact roller is very small, and it is always uniform regardless of the shape accuracy of the substrate. Therefore, stable and uniform fine grooves can be formed over the entire surface of the substrate, and the fine protrusions of the fine grooves formed on the Ni-P plated base substrate are removed in minute amounts, so that the fine protrusions can be highly accurately formed. Can be smoothed.

【0123】さらに、上記微小加圧力制御の基板加工装
置により、下地基板面上の微細溝加工のみならず、完成
した磁気ディスク面上の保護膜、例えばカーボン保護膜
面の微細突部をも微小量ずつ切削除去し、微細突部を確
実に除去することができ、かつ微細突部の周囲のカーボ
ン保護膜や磁性媒体等の表面形成膜にダメージを与える
ことがない。したがって、表面精度が良好で、非常に高
い平滑面を得ることができる。
Further, by the substrate processing apparatus for controlling the minute pressing force, not only the fine grooves on the surface of the base substrate but also the fine projections on the surface of the completed magnetic disk, for example, the carbon protective film, can be made fine. The fine protrusions can be reliably removed by cutting and removing each amount, and the carbon protective film around the fine protrusions and the surface forming film such as the magnetic medium are not damaged. Therefore, it is possible to obtain a very smooth surface with good surface accuracy.

【0124】[0124]

【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、ヘッド
浮上量を従来より小さくしてもCSS特性を著しく向上
させることができ、ヘッドクラッシュが生じることのな
い高密度大容量化に好適な信頼性の高い磁気ディスク及
びディスク装置を実現することができるようになった。
また、加工表面の3次元負荷曲線による切断面負荷比率
を加工層における評価指標とする改良された製造方法の
実現並びに前記製造方法における第1、第2の研磨工程
を、高度に制御された第1、第2の加工ヘッドと洗浄手
段とを備えた加工装置で実現することにより、高精度の
表面加工を可能とし、信頼性の高い上記ディスク及びデ
ィスク装置の実現を可能とした。
As described above, according to the present invention, the CSS characteristics can be remarkably improved even if the flying height of the head is smaller than that of the prior art, and it is suitable for high density and large capacity without causing a head crash. It has become possible to realize a highly reliable magnetic disk and disk device.
Further, it is possible to realize an improved manufacturing method in which a cutting surface load ratio based on a three-dimensional load curve of a processed surface is used as an evaluation index in a processed layer, and the first and second polishing steps in the manufacturing method are highly controlled. By implementing the processing apparatus having the first and second processing heads and the cleaning means, it is possible to realize highly accurate surface processing and realize the highly reliable disk and disk apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基板加工装置の一実施例を示す正面
図。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a substrate processing apparatus of the present invention.

【図2】この装置のヘッドを中心とした要部を示す平面
図及び一部断面平面図。
2A and 2B are a plan view and a partial cross-sectional plan view showing a main part centering around a head of this apparatus.

【図3】図1における基板洗浄手段の詳細を示す正面
図。
FIG. 3 is a front view showing details of the substrate cleaning means in FIG.

【図4】この基板洗浄手段の側面図。FIG. 4 is a side view of the substrate cleaning means.

【図5】図1に係る基板加工装置の第1の加工ヘッドH
1で加工した基板の表面の一例を示す拡大断面曲線図。
5 is a first processing head H of the substrate processing apparatus according to FIG.
2 is an enlarged sectional curve diagram showing an example of the surface of the substrate processed in 1.

【図6】さらに第2の加工ヘッドH2で加工した基板の
表面の一例を示す拡大断面曲線図。
FIG. 6 is an enlarged sectional curve diagram showing an example of the surface of the substrate further processed by the second processing head H2.

【図7】従来の微細溝形成用の基板加工装置を示す正面
図。
FIG. 7 is a front view showing a conventional substrate processing apparatus for forming fine grooves.

【図8】この装置の側面図。FIG. 8 is a side view of this device.

【図9】本発明の下地基板を用いた薄膜磁気ディスクの
断面構成図。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram of a thin film magnetic disk using the underlying substrate of the present invention.

【図10】従来技術の薄膜磁気ディスクの断面構成図。FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional thin film magnetic disk.

【図11】微細溝の断面形状説明図。FIG. 11 is an explanatory view of a sectional shape of a fine groove.

【図12】従来の基板加工装置の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional substrate processing apparatus.

【図13】微細突部の高さRpとヘッド浮上特性及びヘ
ッド接線力との関係を調べた特性図。
FIG. 13 is a characteristic diagram in which the relationship between the height R p of the fine protrusion, the head flying characteristic, and the head tangential force is investigated.

【図14】対称性Rskとヘッド浮上特性及びヘッド接線
力との関係を調べた特性図。
FIG. 14 is a characteristic diagram that examines the relationship between the symmetry R sk , the head flying characteristic, and the head tangential force.

【図15】CSSによる基板表面のナノメータオーダの
微小な変化を高分解能SEMにより測定し、表面の断面
形状の変化を現わした特性図で、(a)は、CSS前
の、(b)は、CSS後のそれぞれ断面形状を示す特性
図。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a change in the cross-sectional shape of the surface, which is measured by a high-resolution SEM for a minute change in the nanometer order on the substrate surface by CSS, (a) is before CSS, (b) is FIG. 6 is a characteristic diagram showing cross-sectional shapes after CSS.

【図16】CSS前後の基板の極表面の3次元負荷曲
線。
FIG. 16 is a three-dimensional load curve of the pole surface of the substrate before and after CSS.

【図17】本発明の基板表面の断面形状を示した特性
図。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing a cross-sectional shape of the substrate surface of the present invention.

【図18】図17の基板上に磁性媒体を成膜した磁気デ
ィスク表面の断面形状を示した特性図。
18 is a characteristic diagram showing a cross-sectional shape of the surface of a magnetic disk having a magnetic medium formed on the substrate of FIG.

【図19】CSS回数とヘッド接線力との関係を示した
特性図。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of CSS times and head tangential force.

【図20】本発明の対象とする磁気ディスク装置の概略
を示す一部断面斜視図。
FIG. 20 is a partial cross-sectional perspective view showing the outline of a magnetic disk device to which the present invention is applied.

【図21】磁気ディスクと磁気ヘッドとの相対的な関係
を示す説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a relative relationship between a magnetic disk and a magnetic head.

【図22】磁気ヘッドの形状を示したもので、ヘッドス
ライダの斜視図。
FIG. 22 is a perspective view of a head slider showing the shape of a magnetic head.

【図23】CSSにおけるヘッドとディスク表面との関
係を示すもので、ディスク停止時と回転時の状態図。
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the head and the disk surface in CSS, and is a state diagram when the disk is stopped and when it is rotated.

【図24】テクスチャ表面の3次元表面の測定法とし
て、SEMを応用した原理図。
FIG. 24 is a principle diagram in which SEM is applied as a method for measuring a three-dimensional surface of a textured surface.

【図25】本発明による磁気ディスクのテクスチャ加工
面を3次元的に表示した図。
FIG. 25 is a three-dimensional view of a textured surface of a magnetic disk according to the present invention.

【図26】従来のテクスチャ加工面を3次元的に表示し
た図。
FIG. 26 is a diagram in which a conventional textured surface is three-dimensionally displayed.

【図27】テクスチャ加工面の断面形状と3次元の負荷
曲線との関係を表わし、CSS特性との相関を説明する
説明図。
FIG. 27 is an explanatory view showing a relationship between a cross-sectional shape of a textured surface and a three-dimensional load curve and explaining a correlation with a CSS characteristic.

【図28】テクスチャ加工面の断面形状と3次元の負荷
曲線との関係を表わし、CSS特性との相関を説明する
説明図。
FIG. 28 is an explanatory view showing the relationship between the cross-sectional shape of the textured surface and the three-dimensional load curve and explaining the correlation with the CSS characteristics.

【図29】テクスチャ加工面の断面形状での微細突部を
表わす説明図。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing fine protrusions in the cross-sectional shape of the textured surface.

【図30】本発明によりテクスチャ加工面の表面形状の
性質を3次元の負荷曲線を用いて説明する図。
FIG. 30 is a diagram for explaining the property of the surface shape of the textured surface according to the present invention using a three-dimensional load curve.

【図31】本発明によりテクスチャ加工面の表面形状の
性質を3次元の負荷曲線を用いて説明する図。
FIG. 31 is a diagram for explaining the property of the surface shape of the textured surface according to the present invention using a three-dimensional load curve.

【図32】3次元断面負荷比率とヘッド浮上特性及びヘ
ッド接線力との関係を調べた特性図。
FIG. 32 is a characteristic diagram that examines the relationship between the three-dimensional sectional load ratio, the head flying characteristic, and the head tangential force.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基板取付け用回転軸、 2(30)…磁気ディスク(基板)、 3…基板駆動用モータ、 4a、4b…第1の研磨テープ、 5a、5b…供給リール、 6a、6b…巻取りリール、 7a、7b…巻取り用モータ、 8、9…コンタクトローラ、 10、11…平行板バネ、 12、13…歪ゲージ、 14…加圧用モータ、 15…往復移動用モータ、 17…制御装置、 18a、18b…制動トルクモータ、 21…ネジ、 22…往復移動台、 24…ネジ、 31…非磁性金属下地膜、 32…磁性媒体膜、 33…保護膜、 34(83)…潤滑膜、 50…加圧力補正圧電アクチュエータ、 60…液供給部、 61(61′)…回転スクラバ、 62…第2の研磨テープ、 63…往復移動台、 65…液槽、 80…磁気ディスク(完成品)、 81…磁気ヘッド、 82…ヘッドスライダ摺動面、 85…磁気ディスク装置、 H1…第1の加工ヘッド、 H2…第2の加工ヘッド、 R…往復動手段、 S…洗浄手段、 W…揺動手段。 1 ... Rotating shaft for mounting substrate, 2 (30) ... Magnetic disk (substrate), 3 ... Motor for driving substrate, 4a, 4b ... First polishing tape, 5a, 5b ... Supply reel, 6a, 6b ... Take-up reel , 7a, 7b ... Winding motor, 8, 9 ... Contact roller, 10, 11 ... Parallel leaf spring, 12, 13 ... Strain gauge, 14 ... Pressurizing motor, 15 ... Reciprocating motor, 17 ... Control device, 18a, 18b ... Braking torque motor, 21 ... Screw, 22 ... Reciprocating carriage, 24 ... Screw, 31 ... Non-magnetic metal base film, 32 ... Magnetic medium film, 33 ... Protective film, 34 (83) ... Lubrication film, 50 … Piezoelectric force compensation piezoelectric actuator, 60… Liquid supply part, 61 (61 ′)… Rotating scrubber, 62… Second polishing tape, 63… Reciprocating carriage, 65… Liquid tank, 80… Magnetic disk (completed product), 81 ... Magnetic head, 82 ... Head slider sliding surface, 85 ... Magnetic disk device, H1 ... First processing head, H2 ... Second Engineering head, R ... reciprocating means, S ... cleaning means, W ... rocking means.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年5月27日[Submission date] May 27, 1996

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 磁気ディスクTitle of invention Magnetic disk

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクに係り
特に記録媒体を薄膜磁性金属層とした場合に好適な、
気ディスクに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk ,
Particularly suitable when the recording medium was thin magnetic metal layer, magnetic
About the Ki disc .

【0002】[0002]

【従来の技術】高密度大容量の磁気ディスクにおいて
は、非磁性ディスク基板上に形成される磁気記録媒体
が、従来の磁性粉を樹脂で結合したいわゆる塗布膜か
ら、磁性金属をディスク基板上に蒸着やスパッタリング
等で直接薄膜として形成するいわゆる薄膜磁性金属層に
移ってきた。
2. Description of the Related Art In a high-density and large-capacity magnetic disk, a magnetic recording medium formed on a non-magnetic disk substrate has a magnetic metal formed on a disk substrate from a so-called coating film in which conventional magnetic powder is bonded with resin. It has moved to a so-called thin film magnetic metal layer which is directly formed as a thin film by vapor deposition, sputtering or the like.

【0003】そして、磁気ディスク装置を駆動するに際
しては、予め静止状態の磁気ディスク(以下、単にディ
スクと略称)表面に、特定荷重の磁気ヘッド(以下、単
にヘッドと略称)が弾性的に接触、押圧されており、ス
タート時においては、ディスクが回転するにしたがい、
ヘッドはディスク表面を摺動し始め、回転数が毎分数10
00回転という高速回転に達すると、ヘッドの摺動面とデ
ィスクとの間に生じる空気流による動圧効果によってヘ
ッドはディスク表面から所定間隔浮上する。
When the magnetic disk drive is driven, a magnetic head (hereinafter simply referred to as "head") having a specific load elastically comes into contact with the surface of a magnetic disk (hereinafter simply referred to as "disk") in a stationary state. It is pressed, and at the start, as the disc rotates,
The head begins to slide on the disk surface, and the rotation speed is several tens of minutes per minute.
When a high speed rotation of 00 rotation is reached, the head floats above the disk surface by a predetermined distance due to the dynamic pressure effect of the air flow generated between the sliding surface of the head and the disk.

【0004】ディスク装置では、この浮上した状態でヘ
ッドがディスクの半径方向に任意に移動できるよう構成
されており、ディスク表面の任意の位置でデータの読書
が行われる。一方、停止時においては、ディスクが減速
回転に入るが、それにしたがいヘッドは再びディスク表
面を摺動し始め、接触し、押圧された状態で停止する。
このような駆動方式を通常コンタクト・スタート・スト
ップ(ontact tart top、略してCSS)と称し
ている。
In the disk device, the head can be arbitrarily moved in the radial direction of the disk in this floating state, and data reading is performed at an arbitrary position on the disk surface. On the other hand, at the time of stop, the disk starts decelerating rotation, and accordingly, the head again starts to slide on the disk surface, comes into contact with it, and stops in the pressed state.
Such driving method normally contact start stop (C ontact S tart S top, short CSS) is referred to as.

【0005】つまり、このCSS駆動方式においてヘッ
ドの摺動面は、ディスク表面を停止→摺動→浮上→摺動
→停止の状態となり、駆動する毎にこの周期を繰返すこ
とになる。このヘッドの浮上性を容易にするため、ディ
スク表面には一般に回転する周方向に微細な溝が形成さ
れている。
That is, in this CSS drive system, the sliding surface of the head is in the state of stopping the disk surface → sliding → floating → sliding → stopping, and this cycle is repeated each time it is driven. In order to facilitate the floating property of the head, fine grooves are generally formed in the circumferential direction of rotation on the disk surface.

【0006】図10はディスク80の断面構造を示したも
のであるが、通常この種の溝は、磁性膜を形成する前に
ディスク基板30の表面に予めテクスチャ加工と称される
表面研磨処理が施されて形成されており、かかる凹凸面
を有する基板表面上に薄膜磁性金属層32、さらにその上
に保護膜33、潤滑膜(図示せず)等が形成されて、下地
基板の表面状態に倣った溝がディスク表面に形成される
ことになる。
FIG. 10 shows the cross-sectional structure of the disk 80. Normally, this type of groove is subjected to a surface polishing treatment called texturing in advance on the surface of the disk substrate 30 before forming a magnetic film. The thin film magnetic metal layer 32 is further formed on the surface of the substrate having such an uneven surface, and a protective film 33, a lubricating film (not shown) and the like are formed on the thin film magnetic metal layer 32, so that the surface condition of the underlying substrate is improved. The copied groove will be formed on the surface of the disk.

【0007】ディスク基板表面のテクスチャ加工は、C
SS駆動方式を採用する上で重要な研磨技術であり、例
えば、特開昭62−219227号公報に記載されているように
ディスク基板の表面凹凸の最大面粗さを0.02〜0.1μm
とすることにより、非磁性金属膜(Cr膜)の膜厚を薄
くすることができるようになり生産性が向上し、しかも
CSS試験の結果として、2万回にてディスク表面に傷
が見られなかったが、最大面粗さが0.1μm以上になる
とヘッドクラッシュが生じ易く、テクスチャ加工を施さ
ない場合にはCSSが5000回を過ぎると傷が生じ、ヘッ
ドクラッシュを起こしたと述べられている。
The texture processing of the disk substrate surface is performed by C
An important polishing technology for employing the SS drive method, for example, the maximum surface roughness of the surface irregularities of the disk substrate as described in JP-A-62-219227 0.02 to 0.1 [mu] m
As a result, the thickness of the non-magnetic metal film (Cr film) can be reduced and the productivity is improved, and as a result of the CSS test, scratches are seen on the disk surface after 20,000 times. However, it is said that when the maximum surface roughness is 0.1 μm or more, a head crash is likely to occur, and when the texture processing is not performed, scratches occur when CSS exceeds 5000 times, and a head crash is said to have occurred.

【0008】従来のテクスチャ加工装置の一例を挙げれ
ば、例えば特開昭54−23294号公報に記載されているよ
うに、図12に示すような技術がある。つまり、回転す
るディスク基板30の両面に、それぞれリール6の回転に
従って上下方向に走行する研磨テープ4をコンタクトロ
ーラ8で挟むようにして互いに矢印方向に押圧しながら
ディスク基板の半径方向に往復摺動することにより、デ
ィスク基板の両面を同時に加工する装置が知られてい
る。
[0008] One example of a conventional texturing apparatus, as described in JP-Sho 54-23294, there is a technique as shown in FIG. 12. That is, on both sides of the rotating disk substrate 30, the polishing tapes 4 running vertically as the reel 6 rotates are sandwiched between the contact rollers 8 and pressed in the directions of the arrows so as to slide back and forth in the radial direction of the disk substrate. A device for processing both surfaces of a disk substrate at the same time is known.

【0009】なお、図7及び図8は、それぞれ基板30と
その上を走行する研磨テープ4との位置関係を示したも
ので、図7は正面図、そして図8はその側面図を模式的
に示したものである。この種のテクスチャ加工によれ
ば、研磨テープによって、図11に示すように研磨むら
などのない微細溝37を形成することができるが、この形
成に伴って、溝の肩部に不安定な盛り上がり部36を生
じ、この盛り上がり部36が微細突部として表面に残る問
題があった。
7 and 8 show the positional relationship between the substrate 30 and the polishing tape 4 running thereon, FIG. 7 being a front view and FIG. 8 being a side view thereof. It is shown in. According to this type of texturing, a fine groove 37 having no polishing unevenness can be formed by the polishing tape as shown in FIG. 11, but with this formation, an unstable swelling is formed on the shoulder portion of the groove. There is a problem that the portion 36 is formed and the raised portion 36 remains on the surface as a fine protrusion.

【0010】そこで、例えば特開昭62−248133号公報
みられるように、第1の研磨加工で通常のテクスチャ加
工を施し、次いで第1の研磨工程よりも小さい砥粒によ
る第2の研磨工程で研磨することにより、ディスク基板
表面に形成した微細な溝を除去することなく、第1の研
磨工程で基板表面に生じた突起のみを除去するという方
法が提案されている。
Therefore, as shown in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-248133, ordinary texturing is performed in the first polishing step, and then the second polishing step is performed using abrasive grains smaller than those in the first polishing step. It has been proposed to remove only the protrusions formed on the substrate surface in the first polishing step without removing fine grooves formed on the disk substrate surface by polishing with.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来か
らもテクスチャ加工によるディスク基板に形成した微細
溝に対して、最大面粗さの規定や、ヘッド浮上性を考慮
した基板上の突起に対する規定が示されているが、CS
S特性やヘッド粘着特性に対する最適なテクスチャ加工
面の表面性状については依然として不明であり、ヘッド
クラッシュ等の問題は未だ解決されていない。
As described above, with respect to the fine grooves formed in the disk substrate by the conventional texturing, the maximum surface roughness is regulated and the protrusion on the substrate in consideration of the head floating property is taken into consideration. Regulations are shown, but CS
The optimum surface properties of the textured surface for S characteristics and head adhesion characteristics are still unknown, and problems such as head crash have not been solved yet.

【0012】特に最近の磁気ディスクの高密度、大容量
化の進展はめざましく、これに伴いCSSによるディス
ク面上でのヘッドの浮上量は小さくなる一方で、例えば
ディスク回転によりヘッドがディスク面上に浮上した状
態でのディスク面とヘッド摺動面との間隙(いわゆる浮
上量)は0.2μm、或いはそれ以下と、より狭い条件が
要求されている。
In particular, the recent progress in high density and large capacity of magnetic disks has been remarkable, and accompanying this, the flying height of the head on the disk surface due to CSS has been reduced, while the head has moved to the disk surface due to, for example, disk rotation. A narrower condition is required such that the gap between the disk surface and the head sliding surface in the floating state (so-called flying amount) is 0.2 μm or less.

【0013】したがって、この厳しい条件をテクスチャ
加工によって実現するためには、当然のことながら溝形
成により、その肩部に盛り上がった突部の高さを、この
浮上量以下とし、ヘッドの浮上時にヘッドが突部に接触
するのを避けねばならず、極めて厳しいディスク表面の
性状が要求される。単に突部とヘッド摺動面との接触を
回避するのであれば、ヘッド摺動面の形状、ヘッド荷
重、ディスク回転数等を変化させて、十分なヘッドの浮
上量を確保すればよい。
Therefore, in order to realize this strict condition by the texturing, it is natural that the height of the protrusion raised on the shoulder portion is set to be equal to or less than the floating amount by forming the groove, and the head is lifted when the head is floated. Must be prevented from coming into contact with the protrusion, and extremely strict disk surface properties are required. If the contact between the protrusion and the head sliding surface is simply avoided, it is sufficient to change the shape of the head sliding surface, the head load, the number of rotations of the disk, etc. to secure a sufficient flying height of the head.

【0014】しかしながら、前述のとおりディスク装置
の記録密度が高くなるに従って浮上量を小さくする必要
があることから(理想的にはヘッドと磁性膜とを限りな
く密接させたい)、またヘッド摺動時におけるこの突部
の変形量、摩擦摩耗量を少なくする上からも突部の高さ
を揃えて均一化し、ヘッド摺動面との接触面積を大きく
し、さらに摺動屑を回避するためにも深溝を有すること
が必要となる。
However, as described above, the flying height must be reduced as the recording density of the disk device increases (ideally, the head and the magnetic film should be in intimate contact with each other as much as possible). In order to reduce the amount of deformation and the amount of friction and wear of this protrusion, the heights of the protrusions are made uniform, the contact area with the head sliding surface is increased, and sliding debris is also avoided. It is necessary to have deep grooves.

【0015】そこで、前述のとおり、従来からも溝形成
により生じた突部の高さを均一に揃えるためにディスク
基板表面の研摩工程を第1、第2の2段工程に分け、第
2工程で突部を研磨して揃えることを試みているもの
の、ヘッドの浮上量が小さい場合のCSS特性、ヘッド
粘着特性に対する最適なテクスチャ加工の表面性状につ
いては不明であり、ヘッドクラッシュ等の問題は依然と
して解決されていない。すなわち、十分な研磨により突
部の高さを均一に揃えようとすると、ディスク表面(厳
密には突部のヘッド摺動面と接触する研磨面)に対する
ヘッドの摺動面積が増大することにより、ヘッドの浮上
性が低下し、しかもヘッド摺動面にディスク面上の潤滑
剤(一般に潤滑膜が形成されている)や雰囲気中の水分
が付着し、これらが表面張力により集積され、遂にはヘ
ッドの摺動面がディスク面に吸着した状態となり、ディ
スク回転不能やヘッド部の損傷等を引起すという新たな
問題が生じる。
Therefore, as described above, in order to make the heights of the protrusions formed by the groove formation uniform, the polishing process of the disk substrate surface is divided into the first and second two-step processes, and the second process is used. Although it is attempting to polish and align the protrusions with each other, it is unclear about the CSS texture when the flying height of the head is small and the surface texture of the optimum texturing for the head adhesive property, and the problems such as head crash still remain. Not resolved. That is, if the heights of the protrusions are made uniform by sufficient polishing, the sliding area of the head with respect to the disk surface (strictly speaking, the polishing surface that contacts the head sliding surface of the protrusion) increases, The flying property of the head decreases, and the lubricant (generally a lubricating film is formed) on the disk surface and moisture in the atmosphere adhere to the sliding surface of the head, which accumulates due to surface tension, and finally the head. The sliding surface of the disk is attracted to the disk surface, which causes a new problem that the disk cannot rotate and the head part is damaged.

【0016】したがって、本発明の目的は、これら従来
の問題点を解消することにあり、ヘッド浮上量を従来よ
り小さくしてもCSS特性に優れ、ヘッドクラッシュが
生じにくい改良された磁気ディスクを提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to solve these problems of the prior art, and to provide an improved magnetic disk which has excellent CSS characteristics even when the head flying height is smaller than that of the prior art, and in which head crush does not easily occur. To do .

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、
(1)非磁性基板上に薄膜形成した情報を記録する磁性
膜と、保護膜と、潤滑膜とを有してなる磁気ディスクに
おいて、磁気ディスクの表面形状として、ほぼ表面が平
滑化された凸部を有し、前記磁気ディスクの表面形状を
表す3次元曲線において表面の最頂部から頂部変形量相
当の深さの切断面における負荷比率を0.1〜10%に
したことを特徴とする磁気ディスクにより、達成され
る。
The above object of the present invention is to:
(1) Magnetic recording of information formed on thin film on non-magnetic substrate
A magnetic disk having a film, a protective film, and a lubricating film.
The surface shape of the magnetic disk is almost flat.
The surface shape of the magnetic disk has a smooth protrusion.
Deformation amount phase from the top of the surface to the three-dimensional curve
The load ratio on the cut surface of the depth is 0.1-10%
It is achieved by the magnetic disk characterized by
It

【0018】また、好ましくは、(2)少なくともその
主表面に微細な凹凸形状の表面加工層を有する非磁性基
板と、この凹凸面に倣って前記非磁性基板上に順次形成
された少なくとも薄膜磁性金属層とその保護層とを有し
て成る磁気ディスクにおいて、前記非磁性金属基板表面
加工層における凸部の表面形状として、ほぼその表面が
平滑化された凸部を有すると共に、その表面形状を表わ
す3次元負荷曲線において、凸部表面の最頂部から5〜
10nmの深さの切断面における負荷比率0.1〜10%とし
磁気ディスクにより、より好ましくは、(3)上記非
磁性金属表面加工層における表面形状の3次元負荷曲線
が、極表面において平坦な形状を有して成る磁気ディス
クにより、そして更に好ましくは、(4)上記非磁性金
属基板表面加工層における表面形状として、ヘッドスラ
イダ摺動面幅相当内に深さが少なくとも100nmの凹部微
細深溝と、断面曲線の対象性を表示するRsk≦−0.7と
を有して成る磁気ディスクにより、達成される。
Preferably, (2) at least a non-magnetic substrate having a finely textured surface processing layer on its main surface, and at least a thin-film magnetic layer sequentially formed on the non-magnetic substrate following the irregular surface. In a magnetic disk having a metal layer and a protective layer thereof, the surface shape of the convex portion in the surface processing layer of the non-magnetic metal substrate has a convex portion whose surface is substantially smoothed, In the three-dimensional load curve showing the surface shape, 5 to 5 from the top of the convex surface
The load ratio in a cross section of the depth of 10nm and 0.1% to 10%
And more preferably (3) a magnetic disk in which the three-dimensional load curve of the surface shape of the non-magnetic metal surface-treated layer has a flat shape on the pole surface, and more preferably (3) 4) As the surface shape of the surface processed layer of the non-magnetic metal substrate, a concave fine deep groove having a depth of at least 100 nm within the width of the sliding surface of the head slider and R sk ≦ −0.7 indicating the symmetry of the cross-section curve. This is accomplished by a magnetic disk comprising.

【0019】ここで、上記本発明に至る本発明者らの検
討結果について以下に詳述する。CSSによって、ディ
スクの最表面は、磁気ヘッドの搭載されたヘッドスライ
ダの摺動によりナノメータ(nm)オーダの寸法で変化
し、この変化によってディスク表面が平滑化し、ヘッド
に及ぼす水平抵抗力が増大しヘッドクラッシュが生じ、
あるいはCSSにおける停止時にヘッド粘着を生じ、デ
ィスク回転不能などの事故が生じる問題を経験した。こ
のため、テクスチャ加工によるディスク基板の加工面に
対しては、ただ単に最大面粗さや、凸部の高さの規定で
は磁気ディスクのCSS特性やヘッドクラッシュ等の耐
摺動特性を説明することができないことがわかった。
Here, the results of the study by the present inventors leading to the present invention will be described in detail below. The CSS causes the outermost surface of the disk to change on the order of nanometers (nm) by sliding the head slider on which the magnetic head is mounted. This change smoothes the disk surface and increases the horizontal resistance force exerted on the head. Head crash occurs,
Alternatively, we experienced a problem in which an accident such as disk incapability occurred when the head was stuck when the CSS stopped. Therefore, with respect to the processed surface of the disk substrate by the texture processing, the CSS characteristics of the magnetic disk and the sliding resistance characteristics such as head crash can be explained simply by the regulation of the maximum surface roughness and the height of the convex portion. I knew I couldn't.

【0020】最大面粗さよりも、平均面からの凸部の形
状や表面凹凸形状の溝の形状も含めた全体的な性質、さ
らに後述するように3次元的な負荷曲線の性質が重要で
あることに対して従来から何の配慮もなされておらず、
ヘッドクラッシュやCSS特性を改善すべき下地基板の
表面凹凸形状について最も重要な提示が何もなされてい
ないことに気付いた。
It is more important than the maximum surface roughness to have an overall property including the shape of the convex portion from the average surface and the shape of the groove having the surface unevenness, and the property of the three-dimensional load curve as described later. No consideration has been made in the past,
I noticed that the most important presentation was not made regarding the surface ruggedness of the underlying substrate for which head crash and CSS characteristics should be improved.

【0021】磁気ディスク装置85は、図20にその一部
断面斜視図を示すように、一般には複数の磁気ディスク
80が所定間隔で同一回転軸に装着固定されており、それ
ぞれのディスクの両面に情報の記録、読み出しを行う磁
気ヘッド81が設置されている。図21は、上記図20の
ディスク装置におけるディスク80とヘッド81(ヘッドス
ライダとも称す)との関係を模式的に示した説明図で、
ヘッド81は、アーム84の先端に固定され、ディスクが静
止状態及び回転初期状態にあるときはアーム84の弾性力
がディスク面上に押圧され、接触及び摺動状態である
が、ディスクが高速回転状態になるとヘッド81は、ディ
スク80との空気流の効果でサブミクロンの浮上量で浮上
した状態となる。
The magnetic disk device 85 is generally composed of a plurality of magnetic disks, as shown in the partial sectional perspective view of FIG.
80 are mounted and fixed on the same rotary shaft at predetermined intervals, and magnetic heads 81 for recording and reading information are installed on both sides of each disk. 21 is an explanatory view schematically showing the relationship between the disk 80 and the head 81 (also referred to as a head slider) in the disk device shown in FIG.
The head 81 is fixed to the tip of the arm 84, and when the disk is stationary or in the initial state of rotation, the elastic force of the arm 84 is pressed onto the disk surface to bring it into contact and slide, but the disk rotates at high speed. In this state, the head 81 is in a state of floating with a submicron flying height due to the effect of the air flow with the disk 80.

【0022】これらの状態を具体的に示したのが図23
で、図23(a)は、ディスクの停止及び摺動時におけ
る接触状態、図23(b)は、ディスクの高速回転時に
おける浮上状態を示している。また、ヘッド81の形状
は、図22に一例を示すように、ヘッドの両側にディス
ク面と摺動するスライダ82を有する。
FIG. 23 specifically shows these states.
23A shows a contact state when the disc is stopped and sliding, and FIG. 23B shows a floating state when the disc rotates at a high speed. The shape of the head 81 has sliders 82 that slide on the disk surface on both sides of the head, as shown in FIG.

【0023】このヘッドスライダ面82の寸法は、一例と
して幅wが0.4mm、長さlが4mmであり、このヘッドス
ライダの長さl(エル)方向がディスクの円周方向と同
一方向になるように設置されている。したがって、ディ
スク表面の凹凸形状は、少なくともヘッドスライダ幅
w、すなわち0.4mmの寸法、あるいは0.4mm以上の寸法に
対する形状が問題である。
As an example of the dimensions of the head slider surface 82, the width w is 0.4 mm and the length l is 4 mm, and the length l (el) direction of this head slider is the same as the circumferential direction of the disk. Is installed as. Therefore, the uneven shape of the disk surface is problematic at least for the head slider width w, that is, a dimension of 0.4 mm or a dimension of 0.4 mm or more.

【0024】ここで、テクスチャ加工した基板表面の断
面形状の測定法について説明する。この断面形状は、表
面粗さ計タリステップ(ランクテーラーホブソン社製)
を用い、この触針形状が0.1μm×2.5μmのスタイラス
を使用して、下地基板の半径方向にヘッドスライダ幅w
(例えば0.4mm)の長さ、あるいはヘッドスライダ幅0.4
mm以上の長さで測定した曲線である。タリステップから
の出力信号をA/D変換し、コンピュータ処理により、
サンプリング間隔を40nmとして求めた。
A method of measuring the cross-sectional shape of the textured substrate surface will be described. This cross-sectional shape is a Talystep surface roughness meter (Rank Taylor Hobson)
Using a stylus whose stylus shape is 0.1 μm × 2.5 μm, the head slider width w
(Eg 0.4mm) or head slider width 0.4
It is a curve measured with a length of mm or more. The output signal from the Taristep is A / D converted, and by computer processing,
The sampling interval was 40 nm.

【0025】微細突部とは、図29に示すように、ディ
スク基板の近似的に円周方向、あるいは螺旋状に形成し
たテクスチャ加工面に対して、この基板の半径方向に測
定した上記の断面曲線について、その断面曲線の中心線
Cから凸方向、すなわち微細な高さの個々の山(本発明
では凸部と称している)を示す。また、微細突部の高さ
pは、半径方向に計測した単位長Lにおける個々の山
の中での最高の頂部と中心線との距離を表わす。
As shown in FIG. 29, the fine protrusion means the above-mentioned cross section measured in the radial direction of the disk substrate with respect to the textured surface formed in a substantially circumferential direction or in a spiral shape. Regarding the curve, the convex direction from the center line C of the cross-sectional curve, that is, individual peaks having a minute height (referred to as convex portions in the present invention) are shown. Further, the height R p of the fine projection represents the distance between the highest peak of the individual peaks in the unit length L measured in the radial direction and the center line.

【0026】また、テクスチャ加工面の表面性状とし
て、テクスチャ断面曲線の対称性を周知の表示法にした
がって次の式で求められるRskで表わした。断面曲線を
函数Y(i)とすると、次の一般式で表わすことができ
る。
As the surface texture of the textured surface, the symmetry of the texture section curve is represented by R sk obtained by the following equation according to a well-known display method. If the sectional curve is a function Y (i), it can be expressed by the following general formula.

【0027】[0027]

【数1】 [Equation 1]

【0028】すなわち、対称性を表わすRskが、負の場
合には断面曲線の溝の成分が大きく、また正の場合には
突部の成分が大きいことを表わしている。Rsk=0の場
合は、突部の成分と溝の成分とが等しく断面曲線が中心
線Cに対して、対称であることを示す。
That is, when R sk indicating symmetry is negative, the groove component of the cross-sectional curve is large, and when it is positive, the protrusion component is large. When R sk = 0, it means that the component of the protrusion and the component of the groove are equal, and the sectional curve is symmetrical with respect to the center line C.

【0029】ここで、テクスチャ加工した表面の凹凸状
態を3次元的に測定する方法を図30を用いて説明す
る。図30(a)は後述するSTM(Scanning Tunne
lingMicroscope)によるテクスチャ表面の3次元表面
測定Gの結果を示したものであり、これから、3次元表
面を平均面に平行な面H(最外表面から深さΔhiの
面)で等間隔で切断し、これらの切断面積を凹凸加工層
より深い基準面Eにおける全体の面積で除した面積比
(ΔLi)をそれぞれの切断面に対してグラフ化したも
のが図30(b)である。すなわち、この図30(b)
が3次元で表わした負荷曲線である。
Here, a method for three-dimensionally measuring the unevenness of the textured surface will be described with reference to FIG. FIG. 30A shows an STM (scanning tunnel) described later.
3G shows the result of three-dimensional surface measurement G of the textured surface by a ling Microscope. From this, the three-dimensional surface is cut at a plane H parallel to the average plane (plane from the outermost surface to a depth Δhi) at equal intervals. FIG. 30 (b) is a graph of the area ratio (ΔLi) obtained by dividing these cut areas by the total area of the reference plane E deeper than the uneven processing layer for each cut surface. That is, FIG. 30 (b)
Is a three-dimensional load curve.

【0030】この3次元の負荷曲線は、一般に図31に
示すように2次元の断面曲線に対するアボットの負荷曲
線、ABBOTT−FIRESTONE(OR BEA
RING RATIO)CURVEと同様の内容である
が、これを3次元に展開したものである。このアボット
の負荷曲線は、軸受等の摺動特性を評価するために用い
られている。本発明者らは、ヘッドとディスクとの接触
現象を、ヘッド摺動面の状態、ディスク表面の状態、さ
らにCSSでのヘッドとディスクとの運動状態を詳細に
観察し、また測定した結果、CSS等の摺動特性に対す
るディスク表面を高精度に評価する方法として、STM
による3次元の負荷曲線が非常に有効であることを見い
だした。
This three-dimensional load curve is generally an Abbott load curve, ABBOTT-FIRESTONE (OR BEA, for a two-dimensional cross-section curve, as shown in FIG.
RING RATIO) It has the same contents as CURVE, but is developed in three dimensions. This Abbott load curve is used to evaluate the sliding characteristics of the bearing and the like. The present inventors have observed the contact phenomenon between the head and the disk in detail with respect to the state of the head sliding surface, the state of the disk surface, and the motion state of the head and the disk in CSS, and as a result of the measurement, As a method to evaluate the disk surface with high accuracy for sliding characteristics such as STM
It has been found that the three-dimensional load curve according to Eq.

【0031】つまり、この負荷曲線は、前記図30
(a)、(b)に示したように、表面の3次元形状Gの
基準面積Eに対して、3次元形状の頂部から一定間隔に
表面形状を切断し、この切断面Hによる3次元形状のそ
れぞれの切断面積の合計を基準面積Eで割った値を百分
率で切断面毎に表わした曲線を示す。表面形状の頂部に
おいては、切断面による切断面積は小さく、切断面積比
が小さい。すなわち、この表面上に摺動体があると、摺
動の初期では表面形状の頂部のみで摺動体を支持するの
で受圧面積が小さく、面圧が大きくなるので、摺動体に
より頂部は摩擦摺動し、減耗や変形が生じやすい。
That is, this load curve is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the surface shape is cut at regular intervals from the top of the three-dimensional shape with respect to the reference area E of the three-dimensional shape G on the surface, and the three-dimensional shape by the cut surface H is obtained. A curve obtained by dividing the sum of the respective cut areas by the reference area E in each cut surface is shown. At the top of the surface shape, the cut area by the cut surface is small, and the cut area ratio is small. That is, if there is a sliding body on this surface, since the sliding body is supported only by the top portion of the surface shape at the initial stage of sliding, the pressure receiving area is small and the surface pressure is large, so the sliding portion causes the top portion to frictionally slide. , Wear and deformation easily occur.

【0032】したがって、表面形状の頂部の切断面積比
が大きな表面、すなわち3次元の負荷曲線において、切
断面積比が小さい範囲で、負荷曲線の勾配が小さい表面
形状を現わす表面では、受圧面積が初期状態で大きく、
摺動体を支持するそれぞれの微細突部の面圧が小さくな
るので、耐摺動特性が良くなる。このように、3次元の
負荷曲線は、摺動体に対する摺動される表面の表面性状
について、負荷能力を表わす評価方法の一つである。
Therefore, on the surface having a large cutting area ratio at the top of the surface shape, that is, in the three-dimensional load curve, in the range where the cutting area ratio is small, the surface showing the surface shape with a small load curve gradient has a pressure receiving area Large in the initial state,
Since the surface pressure of each fine protrusion that supports the sliding body is reduced, the sliding resistance is improved. As described above, the three-dimensional load curve is one of the evaluation methods that express the load capability with respect to the surface texture of the surface to be slid on the sliding body.

【0033】またテクスチャ表面の3次元表面の測定
法として、SEM(Scanning Electron Microscop
e)を応用した測定原理を図24に示す。すなわち
図にしたがって説明すると、2個の2次電子検出器A、
Bによって、電子プローブの入射角θ(試料の傾き)に
おけるそれぞれの信号強度a、bを検出し、入射角0
(平面に照射)の時の信号強度an、bnとして、下記
の一般式
As a method of measuring the three-dimensional surface of the textured surface, SEM (Scanning Electron Microscop) is used.
FIG. 24 shows the measurement principle applying e). That is , to explain according to the figure, two secondary electron detectors A,
With B, the signal intensities a and b at the incident angle θ (inclination of the sample) of the electron probe are detected, and the incident angle 0
As the signal intensities an and bn at the time of (irradiation on a plane), the following general formula

【0034】[0034]

【数2】tanθ=k{(a2−b2)/(an+bn)2} (ここでkは定数) からθを求める。このようにして求められた試料の傾斜
を積分していくことにより、X軸方向の表面形状を計測
することができる。例えば、この種の測定装置としてエ
リオニクス社製の電子線表面形態解析装置を挙げること
ができる。さらに、Y方向に走査すれば3次元表面の形
状を測定できる。
## EQU2 ## θ is calculated from tan θ = k {(a 2 −b 2 ) / (an + bn) 2 }, where k is a constant. By integrating the inclination of the sample thus obtained, the surface shape in the X-axis direction can be measured. For example, an electron beam surface morphology analyzer manufactured by Elionix Inc. can be cited as this type of measuring device. Furthermore, if scanning in the Y direction, the shape of the three-dimensional surface can be measured.

【0035】本発明は以上のような知見に基づいてなさ
れたものであるが、更に具体的にその検討内容を以下に
詳述する。磁気ディスクの基板は、周知のように非磁性
基板である例えばアルミニウム合金や陽極酸化アルミニ
ウム、Ni−Pめっき等を被覆したアルミニウム合金、
またガラスやプラスチック等の基板から成り、特性向
上の一要因として、その表面に多数の均一な微細溝、微
細突部を形成することが必要とされている。
The present invention has been made on the basis of the above findings. The details of the study will be described in more detail below. As is well known, the substrate of the magnetic disk is a non-magnetic substrate such as an aluminum alloy, anodized aluminum, or an aluminum alloy coated with Ni-P plating,
Further , it is necessary to form a large number of uniform fine grooves and fine protrusions on the surface of the substrate, which is made of a substrate such as glass or plastic and is one factor for improving the characteristics.

【0036】これらの微細溝、微細突部は、上記基板面
にダイヤモンドバイトや微細砥粒等の切削研磨工具によ
り微細溝を形成することによって、溝部の肩部には、前
述の図11に示したような盛り上がり部36が形成され
る。これらの微細突部の盛り上がり高さは、溝37の深さ
や大きさによって設定され、微細溝の数は、微細砥粒の
密度や工具送り等の加工条件により設定される。
These fine grooves and fine protrusions are formed on the surface of the substrate with a cutting and polishing tool such as a diamond bite or fine abrasive grains so that the shoulders of the groove portions are shown in FIG. The raised portion 36 is formed. The rising height of these fine protrusions is set by the depth and size of the groove 37, and the number of fine grooves is set by the processing conditions such as the density of fine abrasive grains and tool feed.

【0037】ここで、磁気ディスクの表面状として必
須な要点は、ヘッドクラッシュを生じないで、かつ電気
特性、CSS特性、ヘッド粘着特性等の磁気ディスクの
諸特性を満足することである。磁気ディスクは高密度化
を達成するためヘッド浮上隙間が狭くなるのでヘッドと
ディスクとの衝突を回避するためディスク表面は超平滑
面が要求される。
[0037] Here, essential gist as the surface shape of the magnetic disk, without causing head crashes, and electrical properties, is to satisfy the properties of the CSS characteristics, magnetic disks, such as head adhesion characteristics. In order to achieve a high density of the magnetic disk, the head flying gap is narrowed, so that the disk surface is required to have an ultra-smooth surface in order to avoid collision between the head and the disk.

【0038】一方、ヘッドアクセス時間を短縮する必要
から、ヘッド81とディスク80とは既に図23に示したよ
うに停止時には接触し、ディスクの回転とともに浮上す
る、いわゆるコンタクト・スタート・ストップ(以下C
SSと略記する)を行う。このため、ディスク80表面が
平滑面すなわち表面粗さが非常に小さい場合には、停止
時にヘッドとディスクとはディスク面上の潤滑剤83ある
いは雰囲気の水分によりヘッド粘着を生じ、ディスク回
転時にヘッド支持のジンバルやアームの破損また回転駆
動不能となる問題があった。
On the other hand, since it is necessary to shorten the head access time, the head 81 and the disk 80 are in contact with each other at the time of stop as shown in FIG. 23, and float as the disk rotates, so-called contact start stop (hereinafter referred to as C).
Abbreviated as SS). Therefore, when the surface of the disk 80 is a smooth surface, that is, the surface roughness is very small, the head and the disk are adhered to each other by the lubricant 83 on the disk surface or moisture in the atmosphere when the disk is stopped, and the head is supported when the disk is rotated. There was a problem that the gimbal and arm were damaged and could not be rotated.

【0039】図13、図14及び図32に、本発明者ら
により実験した結果を示す。研磨テープを用い下地基板
上に形成したテクスチャ加工(詳細は後で説明する)に
よる微細突部の高さ、テクスチャ断面曲線の対称性並び
に3次元断面負荷比率と、ヘッド浮上特性及びヘッド粘
着力との関係を示す。
The results of experiments conducted by the present inventors are shown in FIGS. 13, 14 and 32. The height of the fine projections, the symmetry of the texture section curve, and the three-dimensional section load ratio, the head flying characteristics, and the head adhesiveness, which are formed by the texture processing (details will be described later) formed on the base substrate using the polishing tape. Shows the relationship.

【0040】つまり、図13は突部高さと、浮上特性と
してのヘッド浮上高さHt0及びヘッド粘着力の指標とし
てのヘッド接線力Ftとの関係を、図14は対称性Rsk
と、そしてまた図32は3次元断面負荷比率(最頂部か
ら5nmの接断面深さにおける)と同じく浮上高さHt0
びヘッド接線力Ftとの関係を、それぞれ示したもので
あり、測定方法については、以下のとおりである。
That is, FIG. 13 shows the relationship between the protrusion height, the head flying height H t0 as the flying characteristic, and the head tangential force F t as an index of the head adhesive force, and FIG. 14 shows the symmetry R sk.
FIG. 32 shows the relationship between the three-dimensional sectional load ratio (at the tangential sectional depth of 5 nm from the top) and the flying height H t0 and the head tangential force F t , respectively. The method is as follows.

【0041】(1)ヘッド浮上高さHt0の測定:原理的
には図20のディスク装置85と同じ構成から成り、ヘッ
ド81にAEセンサを搭載しておき、ディスク80の回転始
動に伴って、ヘッド81は浮上を開始し、ディスク面との
接触状態を検出しているAEセンサからの出力信号が急
減したディスク回転数を測定する。一方、ディスクの回
転数によるヘッドの浮上特性を予め調べておき、ヘッド
の浮上開始高さHt0を測定する。
(1) Measurement of head flying height H t0 : In principle, the head has the same configuration as the disk device 85 of FIG. 20, an AE sensor is mounted on the head 81, and when the disk 80 starts rotating. , The head 81 starts to float, and the disk rotation speed at which the output signal from the AE sensor detecting the contact state with the disk surface sharply decreases is measured. On the other hand, the flying characteristics of the head depending on the number of revolutions of the disk are previously checked, and the flying start height H t0 of the head is measured.

【0042】(2)ヘッド接線力Ftの測定:ディスク
が1回転(1r/min)する間におけるヘッドの摺動抵
抗力をヘッド81の支持アーム84に設置した歪ゲージで測
定する。
(2) Measurement of head tangential force F t : The sliding resistance force of the head during one rotation (1 r / min) of the disk is measured by a strain gauge installed on the support arm 84 of the head 81.

【0043】この結果から、浮上高さHt0が小さく、接
線力Ftが小さいというヘッド浮上特性とヘッド粘着力
との両方を同時に満足するに好適な表面性状の有効な範
囲が存在することがわかる。つまり、微小突起Rpにつ
いてみれば図13に示したように数nm〜数10nmの範囲
で、より好ましくは矢印を付した領域内が望ましく、対
称性Rskについては、図14からその値が負となる領
域、好ましくは矢印で示したRsk≦−0.7の領域が望ま
しい。
From this result, there is an effective range of surface properties suitable for simultaneously satisfying both the head flying characteristic and the head adhesiveness such that the flying height H t0 is small and the tangential force F t is small. Recognize. That is, as shown in FIG. 13, the small protrusions R p are preferably in the range of several nm to several tens of nm, more preferably in the region indicated by the arrow, and the symmetry R sk is shown in FIG. A negative region, preferably a region of R sk ≦ −0.7 indicated by an arrow is desirable.

【0044】また、3次元断面負荷比率との関係につい
てみれば、図32に示したように有効な負荷比率の下限
は浮上特性から、そして上限はヘッド粘着力(ヘッド接
線力Ftで表示)で規制され、好ましくは0.1〜10%、よ
り好ましくは0.24〜8.5%であった。
Regarding the relationship with the three-dimensional cross-section load ratio, as shown in FIG. 32, the lower limit of the effective load ratio is from the flying characteristics, and the upper limit is the head adhesive force (indicated by the head tangential force F t ). It was regulated by 0.1 to 10%, more preferably 0.24 to 8.5%.

【0045】さらに、上記の表面状とCSS特性との
関係について、図27〜図28を用いて説明する。図2
7(a)は、微細な砥粒を用いて下地基板にテクスチャ
加工を施した表面の断面形状を表わし、微細突部が、ば
らつきをもって存在している。
[0045] Furthermore, the relationship between surface shape and CSS characteristics described above will be described with reference to FIGS. 27 to 28. Figure 2
7 (a) shows the cross-sectional shape of the surface of the underlying substrate that is textured using fine abrasive grains, and fine protrusions are present with variations.

【0046】このテクスチャ加工面の3次元の負荷曲線
は、図27(b)に示すように、切断面積比が小さい範
囲、すなわち図27(b)のA部の範囲で、負荷曲線の
勾配が大きい。この図27(a)のような表面上を磁気
ヘッドがCSSを繰り返すと、微細突部はヘッドスライ
ダ面との接触が少なく、このため面圧W/S(W:ヘッ
ド荷重、S:ヘッドスライダとディスク表面との真実接
触面積)が大きくなるので、減耗あるいは変形が激しく
生じ、微細突部を形成した下地基板上に成膜した厚さ数
nmの潤滑膜や厚さ数10nmの保護膜が、多大なダメージを
受ける。
As shown in FIG. 27 (b), the three-dimensional load curve of the textured surface shows that the gradient of the load curve is in the range where the cutting area ratio is small, that is, in the range of part A in FIG. 27 (b). large. When the magnetic head repeats CSS on the surface as shown in FIG. 27 (a), the fine protrusions are less in contact with the head slider surface, so that the surface pressure W / S (W: head load, S: head slider). The actual contact area between the disk and the disk surface) becomes large, resulting in severe wear or deformation, and the number of thicknesses formed on the underlying substrate on which minute protrusions are formed.
The lubrication film with a thickness of 10 nm and the protective film with a thickness of several 10 nm are greatly damaged.

【0047】一方、CSSによる微細突部の減耗あるい
は変形は、微細突部の降伏強さをσとすると、σ<W/
Sの状態では、激しく生じ、またσ≧W/Sとなる状態
で少なくなる。そこで、CSSによって微細突部が減耗
し、あるいは変形することによって、真実接触面積が増
大し、前記のσ≧W/Sを満足する真実接触面積Sにな
り、このとき、仮に保護膜や潤滑膜が損なわれずに形成
されていれば、微細突部の減耗や変形はほとんど無くな
り、安定した表面になる。
On the other hand, the wear or deformation of the fine protrusion due to CSS is σ <W /, where σ is the yield strength of the fine protrusion.
In the state of S, it occurs violently and decreases in the state of σ ≧ W / S. Therefore, the wear and deformation of the fine protrusions caused by CSS increases the true contact area, resulting in the true contact area S satisfying the above σ ≧ W / S. If it is formed without being damaged, wear and deformation of the fine protrusions are almost eliminated, and a stable surface is obtained.

【0048】したがって、図27(a)に示す断面形状
の下地基板を、さらに表面加工し、図28(a)に示す
ような微細突部を平滑化した、モデル的に台形の形状に
形成する。ヘッドスライダとディスク表面との真実接触
面積を大きくし、初期状態でσ≧W/Sとなる真実接触
面積の表面形状にすれば、微細突部の面圧が小さくなる
ので、CSSにより微細突部の減耗や変形はほとんど無
くなり、磁気ディスクとして安定した高信頼度の表面を
得ることになる。この図28(a)に示す表面形状の3
次元の負荷曲線は、図28(b)のようになり、図28
(b)のA部に示すごとく極表面での負荷曲線の勾配が
非常に小さくなっていることがわかる。
Therefore, the underlying substrate having the cross-sectional shape shown in FIG. 27A is further surface-processed to form a model trapezoidal shape in which the fine protrusions as shown in FIG. 28A are smoothed. . If the true contact area between the head slider and the disk surface is increased to make the surface shape of the true contact area such that σ ≧ W / S in the initial state, the surface pressure of the fine projection becomes small. Almost no wear or deformation is obtained, and a stable and highly reliable surface can be obtained as a magnetic disk. The surface shape 3 shown in FIG.
The dimensional load curve is as shown in FIG.
It can be seen that the slope of the load curve on the pole surface is very small, as shown in part A of (b).

【0049】本発明者らの実験では、図27(a)に示
すような3次元の表面形状を有する従来のテクスチャ加
工面について、一例としてヘッドスライダ面に対応する
面(例えば0.4mm×0.4mmの面)での3次元の負荷曲線
は、表面形状の頂部から5nm〜10nm、すなわち切断面の
深さ5nm〜10nmでの切断面積比が0.1%以下であり、こ
のような下地基板を用いた磁気ディスクでは、CSS回
数2000回以下でヘッドクラッシュを生じた。
In an experiment conducted by the present inventors, a conventional textured surface having a three-dimensional surface shape as shown in FIG. 27A has a surface corresponding to the head slider surface (for example, 0.4 mm × 0.4 mm). 3D load curve on the surface) is 5 nm to 10 nm from the top of the surface shape, that is, the cut area ratio at the cut surface depth of 5 nm to 10 nm is 0.1% or less, and such a base substrate was used. In the magnetic disk, head crash occurred when the CSS number was 2000 times or less.

【0050】一方、本発明のテクスチャ加工した、図2
8(a)に示すような表面、すなわち切断面の深さ5nm
〜10nmでの切断面積比が0.1〜10%である3次元の負荷
曲線の表面を有する下地基板を用いた磁気ディスクで
は、CSS回数が20000回以上で保護膜及び潤滑膜とも
それぞれの機能を維持し、安定した表面状態を保ってい
た。
On the other hand, the texture-processed material of the present invention, as shown in FIG.
The surface as shown in 8 (a), that is, the depth of the cut surface is 5 nm
In a magnetic disk using a base substrate having a three-dimensional load curve surface with a cutting area ratio of 0.1 to 10% at ~ 10 nm, the protective film and lubricating film maintain their respective functions when the CSS count is 20000 or more. However, the surface condition was stable.

【0051】さらに、CSSによる磁気ディスク表面の
詳細な変化を調べた。本発明者らの実験では、テクスチ
ャ加工した基板に対して、コンタクト・スタート・スト
ップCSS試験を行った基板表面では、図15に示すC
SS試験したディスク表面のSEM観察から測定した表
面形状、また図16に示すディスク極表面の3次元の負
荷曲線から、初期状態の微細突部の頂部は磁気ヘッドの
摺動の繰り返しによって平滑化され、この際のヘッドと
ディスクとの接触する微細突部の面積が増大することが
わかった。
Further, detailed changes of the magnetic disk surface due to CSS were examined. In the experiments conducted by the present inventors, the contact start / stop CSS test was performed on the textured substrate.
From the surface shape measured from the SEM observation of the disk surface subjected to the SS test, and from the three-dimensional load curve of the disk pole surface shown in FIG. 16, the top of the fine protrusion in the initial state was smoothed by repeated sliding of the magnetic head. It has been found that the area of the fine protrusions in contact with the head and the disk at this time increases.

【0052】つまり、図15(a)は初期状態における
表面形状を、そして図15(b)はCSSによる摺動の
繰り返しにより表面が変形した後の状態を、それぞれ示
している。また、図16における負荷曲線Bは、図15
(a)の初期状態における特性を、そして負荷曲線A
は、図15(b)の摺動の繰り返し後における特性をそ
れぞれ示している。
That is, FIG. 15 (a) shows the surface shape in the initial state, and FIG. 15 (b) shows the state after the surface has been deformed by repeated sliding by CSS. Further, the load curve B in FIG.
The characteristics of (a) in the initial state, and the load curve A
Shows the characteristics after repeated sliding in FIG. 15 (b).

【0053】ここで例えば、CSS回数が2万回での表
面の変化は、図15(b)のA部に示すように磁気ヘッ
ドのスライダ面との接触によって初期状態の頂部から高
さ5〜10nm微細突部が変化し、また図16に示すこの時
のディスク表面の3次元の負荷曲線から微細突部が初期
状態の頂部から5〜10nm変化すると、磁気ヘッドと接触
する切断面積化は0.1%〜数%になっていた。
Here, for example, the change in the surface when the number of CSS times is 20,000 is 5 to 5 times from the top in the initial state due to the contact with the slider surface of the magnetic head as shown in part A of FIG. If the fine protrusion changes by 10 nm and the fine protrusion changes from the top of the initial state by 5 to 10 nm from the three-dimensional load curve of the disk surface at this time shown in FIG. 16, the cutting area contact with the magnetic head becomes 0.1. It was about a few percent to a few percent.

【0054】すなわち、微細突部の高さが数10nm以上で
あると、磁気ヘッドの浮上特性を劣化させ、ヘッドクラ
ッシュを生じる要因となり、また微細突部が数nm以下で
あっても、切断面積比が小さい場合、CSS試験のヘッ
ド摺動時でのヘッド荷重を支持する基板面、すなわち微
細突部の負荷面積が少なくCSS回数とともに即時に平
滑化され、ヘッド接線力が増大することによりヘッドク
ラッシュを生じやすくなる。
That is, if the height of the fine protrusions is several tens of nm or more, the flying characteristics of the magnetic head are deteriorated, causing a head crash, and even if the fine protrusions are several nm or less, the cutting area is small. When the ratio is small, the substrate surface that supports the head load when the head is slid in the CSS test, that is, the load area of the fine protrusions is small, the surface is smoothed immediately with CSS times, and the head tangential force increases, causing a head crash. Is likely to occur.

【0055】また、微細突部の負荷面積が少ないと、ヘ
ッド荷重を受ける微細突部の面圧が大きくなるので微細
突部が減小もしくは減耗しやすく、基板表面に形成され
た数nmの潤滑剤層や保護膜層が損傷等を受けやすくな
り、また切断面積比が10%以上で負荷面積が大きい場
合、磁気ヘッドによる基板上の微細突部の変化は少ない
が、接触面積が大きくなるため潤滑剤や雰囲気の水分の
影響でヘッド粘着が生じ易く、またCSS時の磁気ヘッ
ドの摺動抵抗が増大し、磁気ヘッドのジンバルやアーム
の破壊、ディスク回転の困難などの問題を生じた。
Further, when the load area of the fine protrusions is small, the surface pressure of the fine protrusions which receives the head load becomes large, so that the fine protrusions are easily reduced or worn, and the lubrication of several nm formed on the substrate surface is performed. If the agent layer or the protective film layer is easily damaged, and if the cutting area ratio is 10% or more and the load area is large, the change of the fine protrusions on the substrate by the magnetic head is small, but the contact area becomes large. Head adhesion is likely to occur due to the influence of the lubricant and moisture in the atmosphere, and the sliding resistance of the magnetic head during CSS increases, causing problems such as gimbal and arm destruction of the magnetic head, and difficulty in rotating the disk.

【0056】したがって、テクスチャ加工した基板の表
状は、ヘッドの浮上特性やヘッド荷重、ヘッド摺動
による摩擦摩耗による表面変化を考慮し、上述の結果か
ら、微細突部の高さは数nm〜数10nmとし、表面粗さが数
nmRa〜数10nmRa、かつ断面曲線の対称性Rskが負で、
好ましくは−0.7以下、さらに好ましくは−1以下の表
面、あるいは3次元の負荷曲線において、微細突部の最
頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける頂部変形量
相当の深さでの切断面、実用的には、頂部から5〜10nm
での切断面の切断面積比が0.1〜10%である表面が望ま
しい。
[0056] Thus, textured substrate surface shape of the floating characteristic and head load of the head, considering the surface changes due to frictional wear by the head slide, from the above results, the height of the fine projections is several nm ~ Several tens of nm, surface roughness is several
nmR a to several tens of nmR a , and the symmetry R sk of the cross section curve is negative,
The surface is preferably -0.7 or less, more preferably -1 or less, or, in a three-dimensional load curve, a cut surface at a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS from the top of the fine protrusion, practical. 5-10 nm from the top
A surface having a cutting area ratio of 0.1 to 10% is desirable.

【0057】この観点から、磁気ディスク用基板に対し
て最適な表面は、図6に示すように、基板表面に疑似的
に円周方向の微細溝を形成し、すなわちテクスチャ加工
した基板面の断面形状で、微細突部の高さが数nm〜数10
nmでかつ均一に平滑化され、表面粗さが数nmRa〜数10n
mRa(望ましくは5nm〜9nmRa)、かつ断面曲線の対称
性Rsk≦−1、頂部から5〜10nmでの切断面積比が0.1
〜10%である。
From this point of view, the optimum surface for the magnetic disk substrate is, as shown in FIG. 6, a pseudo circumferential fine groove is formed on the substrate surface, that is, a cross-section of the textured substrate surface. The shape is such that the height of the fine protrusion is several nm to several tens.
nm and uniformly smoothed, and the surface roughness is several nm Ra to several tens n.
mR a (preferably 5 nm to 9 nm Ra ), and the symmetry of the cross-section curve R sk ≦ -1, the cutting area ratio at the top 5 to 10 nm is 0.1.
~ 10%.

【0058】そしてまた、ディスク上での円滑なヘッド
摺動を維持するためには、ディスク表面の凹凸加工層に
図6に示したような深溝Vが、スライダ幅を単位幅とし
た場合、この幅内に必ず存在することが重要であり、こ
の深溝Vの深さが少なくとも100nmあれば有効であるこ
とがわかった。
Further, in order to maintain the smooth head sliding on the disk, when the deep groove V as shown in FIG. 6 is used as the unit width of the slider width in the uneven processing layer on the disk surface, It is important that the groove V always exists within the width, and it has been found that it is effective if the depth of the deep groove V is at least 100 nm.

【0059】[0059]

【作用】磁気ディスク基板上に形成された微細突部の高
さは数nm〜数10nmとし、表面粗さが数nmRa〜数10nm
a、かつ断面曲線の対称性Rskが−0.7以下、好ましく
は−1以下の表面、特に3次元の負荷曲線において、微
細突部の最頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける
頂部変形量相当の深さでの切断面、実用的には、頂部か
ら5〜10nmでの切断面の切断面積比が0.1〜10%である
表面状を有するディスク面は、磁気ヘッドのCSS時
にヘッドのスライダ面と接触し、好ましいヘッド荷重を
受ける。
[Function] The height of the fine protrusion formed on the magnetic disk substrate is several nm to several tens nm, and the surface roughness is several nm Ra to several tens nm.
On the surface of Ra , and the symmetry Rsk of the cross-section curve is -0.7 or less, preferably -1 or less, especially on a three-dimensional load curve, the amount of top deformation corresponding to the top load received by the head load during CSS from the top of the fine protrusions. cutting plane at a depth, for practical purposes, the disk surface, the slider surface of the CSS during head of the magnetic head having a cutting area ratio of the cut surface in 5~10nm from the top surface shape is 0.1% to 10% In contact with and receive a preferred head load.

【0060】また、ディスク面の表面凹凸は磁気ディス
ク表面上に塗布された潤滑膜を保持すると同時に、磁気
ヘッドとの粘着を防止し、ディスク面の深溝でヘッドの
摺動により生じた摺動屑を回避する作用がある。さら
に、多数の微細突部がヘッドスライダ面に接し、ヘッド
摺動による表面変化が起こる頂部から実用的に好ましい
5〜10nmにおいて切断面積比が0.1〜10%であるので、
個々の微細突部の面圧が小さくなり、CSSを繰り返す
ことによる微細突部の変化、すなわち変形や減耗が少な
く、初期状態の表面状を維持する。
Further, the surface irregularities of the disk surface retain the lubricating film applied on the surface of the magnetic disk and at the same time prevent the adhesion with the magnetic head, and the sliding debris generated by the sliding of the head in the deep groove of the disk surface. There is an action to avoid. Further, since a large number of fine protrusions are in contact with the head slider surface, and the cutting area ratio is 0.1 to 10% at 5 to 10 nm which is practically preferable from the top where surface change due to head sliding occurs,
Surface pressure of individual fine projections becomes small, the change in the fine projections by repeating the CSS, i.e. deformed or depletion less, to maintain the surface shape of the initial state.

【0061】さらに、微細突部の高さは数nm〜数10nmで
あり、磁気ヘッドの浮上隙間(定常状態での磁気ヘッド
と磁気ディスク表面との隙間)150〜250nmに対して非常
に小さく、磁気ディスクの組立精度、回転精度や磁気ヘ
ッドの浮上変動を考慮しても充分に余裕を以て磁気ヘッ
ドは浮上し、磁気ヘッドの衝突によるヘッドクラッシュ
は生じない。
Further, the height of the fine protrusions is several nm to several tens nm, which is very small with respect to the flying gap of the magnetic head (the gap between the magnetic head and the magnetic disk surface in the steady state) of 150 to 250 nm. Even if the assembling accuracy and rotation accuracy of the magnetic disk and the floating fluctuation of the magnetic head are taken into consideration, the magnetic head floats with a sufficient margin, and head crash due to collision of the magnetic head does not occur.

【0062】したがって、磁気ディスクの表面に成膜さ
れた厚さ数nmの保護膜や潤滑膜の減耗や損傷はほとんど
なく、ヘッド粘着も発生せず、CSSの繰り返しによる
ヘッド接線力の増加もなく、ヘッド浮上特性、耐摺動特
性に対する信頼性の高い磁気ディスクを得ることができ
る。
Therefore, the protective film and the lubricating film having a thickness of several nm formed on the surface of the magnetic disk are hardly worn or damaged, the head is not adhered, and the tangential force of the head is not increased by repeating CSS. It is possible to obtain a magnetic disk having high reliability with respect to head flying characteristics and sliding resistance characteristics.

【0063】[0063]

【実施例】 〈実施例1〉ディスク基板として、内径40mm、外径130m
mのアルミ合金板を用い、この両面に厚さ10μmのNi−
Pめっきを施し、表面粗さ2〜3nmRa以下に平滑研磨
した後、研磨テープによって溝形状が図17に示すよう
に、微細溝の肩部に生じた微細突部の高さが数nm〜数10
nmと均一で、表面粗さ5〜8nmRa、かつ断面曲線の対
称性Rskが−1〜−2となように研磨した。なお、図
17の断面形状の測定は、表面粗さ計タリステップを用
い、触針形状0.1×2.5μmにより溝に対して直角方向に
測定して行った。これらディスク基板の具体的な作製法
については、後で詳述する。
[Example] <Example 1> As a disk substrate, an inner diameter of 40 mm, an outer diameter of 130 m
Aluminum alloy plate of m is used.
After P-plating and smooth polishing to a surface roughness of 2 to 3 nm Ra or less, a groove shape is formed by a polishing tape as shown in FIG. Number 10
in nm and uniformity, surface roughness 5~8NmR a, and symmetry R sk sectional curves were polished such that Do and -1-2. The cross-sectional shape in FIG. 17 was measured by using a surface roughness meter Taristep and measuring with a stylus shape of 0.1 × 2.5 μm in a direction perpendicular to the groove. A specific method of manufacturing these disk substrates will be described later in detail.

【0064】図9に磁気ディスクの断面構造を示すよう
に、このようにして得られたディスク基板上に、厚さ約
300nmのCr系非磁性金属下地膜31及び厚さ約60nmのCo
−Ni系磁性薄膜媒体32を、それぞれスパッタリングで
順次形成し、さらに厚さ約50nmのカーボン保護膜33を、
そしてその上に潤滑膜34を順次形成した。
As shown in the cross-sectional structure of the magnetic disk in FIG. 9, the thickness of the disk substrate thus obtained is about
300 nm of Cr-based non-magnetic metal base film 31 and 60 nm of Co
-Ni-based magnetic thin film media 32 are sequentially formed by sputtering, respectively, and a carbon protective film 33 having a thickness of about 50 nm is further formed.
Then, a lubricating film 34 was sequentially formed on it.

【0065】このようにして製造した磁気ディスクの表
面形状は、図18に示すように、前記図17のディスク
基板のそれとほとんど同じであり、表面粗さ5.5nmR
a(基板上では5.3nmRa)、微細突部の高さRpは19nm
(同20nm)であり、また、断面形状の対称性Rskもほと
んど同じであった。
As shown in FIG. 18, the surface shape of the magnetic disk thus manufactured is almost the same as that of the disk substrate shown in FIG. 17, and the surface roughness is 5.5 nmR.
a (5.3 nm Ra on the substrate), the height R p of the fine protrusion is 19 nm
(At the same 20 nm), and the symmetry R sk of the cross-sectional shape was almost the same.

【0066】この磁気ディスクを図20の磁気ディスク
装置85と同様に複数枚組込み、ヘッド浮上隙間0.2μm
にて浮上試験した結果、ヘッドとディスク表面との接触
は検知されず、良好な浮上特性を示し、CSS回数によ
る磁気ディスク表面形状の変化はほとんど認められなか
った。
A plurality of this magnetic disk are incorporated in the same manner as the magnetic disk device 85 of FIG. 20, and the head floating clearance is 0.2 μm.
As a result of the flying test, the contact between the head and the disk surface was not detected, good flying characteristics were exhibited, and almost no change in the magnetic disk surface shape due to the number of CSSs was observed.

【0067】図19は、本実施例のCSS回数とヘッド
接線力(単位はニュートンN)との関係を従来の比較例
と対比して示した特性曲線図である。曲線Cが本実施
例、曲線Dが比較例であり、この図から明らかなように
本実施例の場合、3万回のCSS回数においてもヘッド
接線力の増大はほとんどなく、ヘッド粘着の問題も生じ
なくなり、磁気ディスクの信頼性を大幅に向上させるこ
とができた。
FIG. 19 is a characteristic curve diagram showing the relationship between the number of CSS times and the head tangential force (unit: Newton N) in this embodiment in comparison with the conventional comparative example. The curve C is the present example and the curve D is the comparative example. As is clear from this figure, in the case of the present example, the head tangential force hardly increases even with 30,000 CSS times, and there is also a problem of head adhesion. It did not occur, and the reliability of the magnetic disk could be greatly improved.

【0068】比較例として曲線Dに示すように、従来技
術によって下地基板に図5に示すような断面形状微細溝
を形成した磁気ディスクでは、CSS回数とともにヘッ
ド接線力Dは増大し、磁気ヘッドの破損、ヘッドクラッ
シュ等の問題があった。また、CSS回数とともにディ
スク表面の断面形状は、本発明と比較すると著しく変化
していることが分かる。
As a comparative example, as shown by the curve D, in the magnetic disk in which the fine groove of the sectional shape as shown in FIG. 5 is formed on the underlying substrate by the conventional technique, the head tangential force D increases with the number of CSS and the magnetic head There were problems such as damage and head crash. Further, it can be seen that the cross-sectional shape of the disk surface changes remarkably with the number of CSSs as compared with the present invention.

【0069】ここで、上記本実施例の基板の作製法につ
いて、以下に具体的に説明する。アルミ合金ディスク基
板の両面に無電解めっき法によりNi−Pめっき膜を厚
さ10μm形成し、表面粗さ0.01μmRmax以下に平滑研
磨した。次いで、第1の研磨工程として、粒度#3000の
アルミナ砥粒の研磨テープで表面加工し、Ni−Pめっ
き基板面に微細溝を形成する。
Here, the method for manufacturing the substrate of this embodiment will be specifically described below. A Ni-P plated film having a thickness of 10 μm was formed on both surfaces of an aluminum alloy disk substrate by an electroless plating method, and smooth-polished to a surface roughness of 0.01 μm R max or less. Then, as a first polishing step, surface processing is performed with a polishing tape of alumina abrasive grains having a grain size of # 3000 to form fine grooves on the surface of the Ni-P plated substrate.

【0070】この表面加工法は、例えば特開昭54−2329
4号公報に示されているように、図12に示す基板30の
両面に研磨テープ4をコンタクトローラ8で押圧し、基
板を回転させながら研磨テープをリール6で巻き取りな
がら、かつ研磨テープが基板全面に摺動するように基板
上を往復摺動させ、基板両面に近似的に円周状、あるい
は螺旋状の微細な溝を形成する。
This surface processing method is described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 54-2329.
As shown in Japanese Patent Publication No. 4, the polishing tape 4 is pressed against the both surfaces of the substrate 30 shown in FIG. 12 by the contact rollers 8 to wind the polishing tape on the reel 6 while rotating the substrate, and By reciprocally sliding on the substrate so as to slide on the entire surface of the substrate, fine grooves approximately in a circular shape or a spiral shape are formed on both surfaces of the substrate.

【0071】つぎに、基板面上には、高さ100nm以上の
異常な微細突部が数カ所生じ、特に深い溝の肩部に生じ
やすく、これがヘッド浮上特性の劣化要因、さらにはヘ
ッドクラッシュ事故の要因となる。このため、第2の研
磨工程として、上記第1の研磨工程における研磨テープ
よりも粒度の小さい研磨テープを用いて第1の研磨工程
と同様に表面加工した。この第2の研磨工程の表面加工
の結果、異常な微細突部の高さは低減し、さらに多数の
微細突部の頂部が平滑化され、図6に示すように微細突
部Hが平滑化され、しかも周期的に深溝Vの形成された
断面形状の表面を形成することができた。
Next, on the surface of the substrate, several abnormal fine protrusions having a height of 100 nm or more are formed, particularly in the shoulder portion of the deep groove, which is a cause of deterioration of the head floating characteristic and further head crash accident. It becomes a factor. Therefore, in the second polishing step, a surface treatment was performed in the same manner as in the first polishing step, using a polishing tape having a smaller grain size than the polishing tape in the first polishing step. As a result of the surface processing of the second polishing step, the height of the abnormal fine protrusions is reduced, the tops of many fine protrusions are smoothed, and the fine protrusions H are smoothed as shown in FIG. Moreover, it was possible to form a surface having a cross-sectional shape in which deep grooves V were formed periodically.

【0072】なお、上記第1、第2の研磨工程の間に、
第1の工程の表面加工による加工屑などの基板表面の汚
れを除去するため、基板の表面洗浄工程を設けた。な
お、第2の研磨工程においては、研磨終点を検出する手
段として、前述の3次元負荷曲線を図24のSEMの原
理に基づいて求め、図30に示したSTMによる負荷曲
線から微細突部の最頂部から5〜10nmの深さで切断した
切断面積負荷比率が0.1〜10%となる条件を満たす
ところを終点とした。
During the first and second polishing steps,
A substrate surface cleaning step was provided in order to remove stains on the surface of the substrate such as processing scraps resulting from the surface processing in the first step. In the second polishing step, as a means for detecting the polishing end point, the above-mentioned three-dimensional load curve is obtained based on the principle of SEM in FIG. 24 and the load curve by STM shown in FIG. The point where the cutting area load ratio obtained by cutting at a depth of 5 to 10 nm from the topmost portion satisfies the condition of 0.1 to 10% was made the end point.

【0073】〈実施例2〉以下、本発明の磁気ディスク
を製造する際に好適なディスク基板表面のテクスチャ加
工装置の一実施例を図面に従って説明する。
<Embodiment 2> An embodiment of a texture processing apparatus for the surface of a disk substrate suitable for manufacturing the magnetic disk of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0074】(1)加工装置構成の説明:第1図は本発
明の基板表面をテクスチャ加工する装置の一実施例を示
す正面図、図2は、この装置の要部を示す平面図、図3
は、図1における基板洗浄手段の詳細を示す正面図、図
4は、この基板洗浄手段の側面図である。
(1) Description of processing apparatus configuration: FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an apparatus for texture-processing a substrate surface of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a main part of this apparatus. Three
FIG. 4 is a front view showing details of the substrate cleaning means in FIG. 1, and FIG. 4 is a side view of the substrate cleaning means.

【0075】まず、この基板加工装置の概要を、図1
(a)を用いて説明すると、この装置は、被加工物であ
る基板2を回転自在に支持することができる基板支持具
1と、基板2の両面へ同時に、第1の研磨テープ4を所
定の加圧力で押圧することができるようにした1組のコ
ンタクトローラユニットC、第1の研磨テープ4を巻き
取るためのテープ巻き取りモータ7、コンタクトローラ
ユニットCを基板2の半径方向へ揺動することができる
揺動手段W、コンタクトローラユニットCを基板2の半
径方向へ往復動させることができる往復動手段Rを有
し、基板支持具の一方側に配設された第1の加工ヘッド
H1と、この第1の加工ヘッドH1と同一の構成を有
し、基板支持具に対して第1の加工ヘッドH1と反対側
に配設され、第1の研磨テープの代わりにこれよりも砥
粒径の小さい第2の研磨テープを装着した第2の加工ヘ
ッドH2とからなる一対の加工ヘッドと、前記基板2
を、前記第1、第2研磨テープとの相対速度が所定値に
なるようにして回転させることができる基板回転手段に
係る基板駆動モータ3と、両加工ヘッドの間に配設さ
れ、基板を洗浄することができる基板洗浄手段Sと前記
両加工ヘッドH1、H2、基板駆動モータ3、基板洗浄
手段Sを制御することができる制御装置17を具備した基
板加工装置である。なお、図1(b)は、図1(a)の
第1ヘッドH1を主体とした要部拡大図である。
First, an outline of this substrate processing apparatus is shown in FIG.
Explaining using (a), this apparatus is a substrate support 1 capable of rotatably supporting a substrate 2 which is a workpiece, and a first polishing tape 4 on both sides of the substrate 2 at a time. Set of contact roller units C capable of being pressed by the pressing force, a tape winding motor 7 for winding the first polishing tape 4, and the contact roller unit C swinging in the radial direction of the substrate 2. A first processing head disposed on one side of the substrate support, which has a swinging means W capable of moving and a reciprocating means R capable of reciprocating the contact roller unit C in the radial direction of the substrate 2. H1 and the first processing head H1 have the same configuration, and are arranged on the side opposite to the first processing head H1 with respect to the substrate support, and instead of the first polishing tape, they are more abrasive. 2nd small particle size A pair of machining heads of a second machining head H2 Metropolitan wearing the tape, the substrate 2
Is disposed between both the processing heads and the substrate drive motor 3 relating to the substrate rotating means that can rotate the relative speed of the first and second polishing tapes at a predetermined value. This is a substrate processing apparatus including a substrate cleaning means S capable of cleaning, both the processing heads H1 and H2, a substrate drive motor 3, and a controller 17 capable of controlling the substrate cleaning means S. It should be noted that FIG. 1B is an enlarged view of a main part mainly including the first head H1 of FIG.

【0076】さらに、上記の加工ヘッドH1を例に、そ
の要部拡大平面図である図2(a)及びその要部平面図
(一部断面を含む)を用いて詳細に説明する。この加工
ヘッドH1は、前記往復動手段Rに前記基板2の軸方向
に移動可能に支持された一対の平行板バネ10、11と、そ
の平行板バネ10、11を移動し、研磨テープ4の巻き取り
によるバックテンションの影響を無くし、所定の微小な
加圧力の設定を可能とする加圧移動手段23と、基板加工
時の基板形状精度の影響による微小な加圧力の変動を応
答性良く補正する加圧力補正手段50(例えば、圧電アク
チュエータ等)と、上記平行板バネ10、11に取り付けら
れ、上記基板2の両側に設置されかつ中心軸が上記基板
2の半径方向に向けて取り付けられたコンタクトローラ
8、9と、上記往復動手段Rに取り付けられかつ上記研
磨テープ4を上記基板と上記コンタクトローラとの間に
摺動する研磨テープ駆動装置7と、上記平行板バネ10、
11に取り付けられた応力測定手段12、13とその応力測定
手段の出力に応じて上記加圧移動手段23及び加圧力補正
手段50を制御する制御装置17とを設ける。
Further, the above processing head H1 will be described in detail with reference to FIG. 2A which is an enlarged plan view of a main part thereof and a plan view (including a partial cross section) of the main part. The processing head H1 moves a pair of parallel leaf springs 10 and 11 supported by the reciprocating means R so as to be movable in the axial direction of the substrate 2, and the parallel leaf springs 10 and 11 to move the polishing tape 4 Pressurizing and moving means 23 that eliminates the influence of back tension due to winding and enables setting of a predetermined minute pressing force, and corrects minute fluctuations of the pressing force due to the influence of the substrate shape accuracy during substrate processing with good responsiveness. Attached to the parallel leaf springs 10 and 11 and the pressing force correction means 50 (for example, a piezoelectric actuator or the like), which are installed on both sides of the substrate 2 and whose central axes are attached in the radial direction of the substrate 2. Contact rollers 8 and 9, a polishing tape driving device 7 attached to the reciprocating means R and sliding the polishing tape 4 between the substrate and the contact roller, and the parallel leaf spring 10.
A stress measuring means (12, 13) attached to the (11) and a control device (17) for controlling the pressure moving means (23) and the pressing force correcting means (50) according to the output of the stress measuring means are provided.

【0077】したがって、この基板加工装置において
は、加圧力の微小な変動要因である研磨テープの巻き取
りによるバックテンションの変動、すなわち供給及び巻
き取りリール5、6に巻かれた研磨テープの径が加工と
共に変化し、テープの張力が変わることにより、加圧力
が変動する。この変動量を、常に応力測定手段12によっ
て測定し、その変化量に応じて、平行板バネ10、11を加
圧移動手段23により調整すれば、研磨テープの張力の変
動にかかわらず、コンタクトローラ8、9の基板2に対
する加圧力を一定にすることができる。また、加工時に
基板の円周方向のうねりや、基板の半径方向のそりによ
る加圧力の変動に対しては、加圧力の補正の応答性を良
くするため圧電アクチュエータ等の加圧力補正手段50に
よって微小な加圧力を応答性良く補正することができ
る。以上の機能によって、微細溝を精度良く形成するこ
とが可能となった。
Therefore, in this substrate processing apparatus, the fluctuation of the back tension due to the winding of the polishing tape, which is a slight fluctuation factor of the applied pressure, that is, the diameter of the polishing tape wound around the supply and winding reels 5 and 6 is reduced. The pressure changes as the tape tension changes as the tape is processed. This variation is always measured by the stress measuring means 12, and if the parallel leaf springs 10 and 11 are adjusted by the pressure moving means 23 according to the variation, the contact roller is irrespective of the variation in the tension of the polishing tape. The pressure applied to the substrate 2 by 8 and 9 can be made constant. Further, in order to improve the responsiveness of the correction of the pressing force with respect to the waviness in the circumferential direction of the substrate during the processing and the fluctuation of the pressing force due to the warp in the radial direction of the substrate, the pressing force correction means 50 such as a piezoelectric actuator is used. A minute pressing force can be corrected with good response. With the above functions, it becomes possible to form fine grooves with high precision.

【0078】第1の加工ヘッドH1は、基板支持具1の
一方側(図1(a)において右側)に配設されており、
基板2の両面に第1の研磨工程で微細溝(例えば、深さ
約0.1μmの微細溝)を形成するために使用されるもの
である。この加工ヘッドH1は基板2の両面側にくるよ
うに配設された2個1組のコンタクトローラユニットC
のそれぞれに装着されている第1の研磨テープ4を下方
から上方へ巻き取るテープ巻き取りモータ7aとコンタ
クトローラユニットCを半径方向へ揺動させることがで
きる揺動手段Wと、半径方向へ往復動させることができ
る往復動手段Rとからなっている。
The first processing head H1 is disposed on one side of the substrate support 1 (right side in FIG. 1A),
It is used to form fine grooves (for example, fine grooves having a depth of about 0.1 μm) on both surfaces of the substrate 2 in the first polishing process. This processing head H1 is a set of two contact roller units C arranged so as to come to both sides of the substrate 2.
A tape winding motor 7a for winding the first polishing tape 4 mounted on each of the above from the lower side to the upper side, and a swinging means W capable of swinging the contact roller unit C in the radial direction, and reciprocating in the radial direction. And a reciprocating means R that can be moved.

【0079】前記コンタクトローラユニットCのそれぞ
れは、第1の研磨テープ4を基板2へ押圧するに使用さ
れるコンタクトローラ8と、平行板バネ10を介してコン
タクトローラ8へ所定の加圧力を負荷することができる
加圧用モータ14とからなるものであり、前記平行板バネ
10には加圧力を検出するための歪ゲージ12が接着されて
おり、また、前記加圧用モータ14は、平行板バネ10を基
板2面と垂直方向に変位されることにより、加圧力が負
荷することができ、加圧力補正圧電アクチュエータ50
は、加工時の微小な加圧力の変動を応答性良く補正する
ことができるようになっている。
Each of the contact roller units C applies a predetermined pressure to the contact roller 8 via the parallel roller spring 10 and the contact roller 8 used to press the first polishing tape 4 against the substrate 2. And the parallel plate spring.
A strain gauge 12 for detecting a pressing force is adhered to the pressing member 10. The pressing motor 14 is loaded with the pressing force by displacing the parallel leaf spring 10 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 2. Can press force compensation piezoelectric actuator 50
Is capable of correcting minute fluctuations in pressing force during processing with good responsiveness.

【0080】前記揺動手段Wは、揺動用モータ16と、こ
の揺動用モータ16の軸と第1の加工ヘッドH1とを連結
するクランク55とからなっている。また、前記往復動手
段Rは、往復動用モータ15の回転を第1の加工ヘッドH
1へネジ伝達して、この加工ヘッドを往復動させるもの
である。
The swinging means W comprises a swinging motor 16 and a crank 55 that connects the shaft of the swinging motor 16 and the first machining head H1. Further, the reciprocating means R controls the rotation of the reciprocating motor 15 to the first machining head H.
The screw is transmitted to 1 to reciprocate the machining head.

【0081】第2の加工ヘッドH2は、前述したよう
に、第1の研磨テープの代わりに第2の研磨テープを装
着した以外は前記第1の加工ヘッドと同一の構成を有
し、基板支持具の他方側(図1(a)において左側)に
配設されており、第1の加工ヘッドによって基板の両面
に形成された微細溝の盛り上がりを除去する第2の研磨
工程のために使用されるものである。
As described above, the second processing head H2 has the same structure as the first processing head except that the second polishing tape is mounted instead of the first polishing tape, and the substrate supporting unit H2 supports the substrate. It is disposed on the other side of the tool (left side in FIG. 1A) and is used for the second polishing step for removing the protrusions of the fine grooves formed on both sides of the substrate by the first processing head. It is something.

【0082】さらに、図1にしたがって、前記加工ヘッ
ドの構成を詳細に説明する。
Further, the structure of the processing head will be described in detail with reference to FIG.

【0083】1は水平に設置された基板取付用回転軸、
2は被加工物である基板、3は回転軸を回転するための
駆動モータ、21は回転可能に支持されたネジ、15はネジ
21を回転するための往復移動用モータ、22は基板の半径
方向すなわち矢印Aの方向に移動可能に支持された往復
移動台で、往復移動台22には雌ネジが設けられ、その雌
ネジはネジ21に螺合しており、ネジ21、モータ15で往復
移動手段Rを構成している。23は往復移動台22に矢印A
方向に移動可能に支持された移動体、16は往復移動台22
に固定された振動装置で、振動装置16によって移動体23
が微小振幅で振動される。
The reference numeral 1 designates a horizontally mounted rotary shaft for mounting a substrate,
2 is a substrate which is a workpiece, 3 is a drive motor for rotating a rotary shaft, 21 is a screw rotatably supported, and 15 is a screw
A reciprocating motor for rotating 21 and a reciprocating pedestal 22 movably supported in the radial direction of the substrate, that is, in the direction of arrow A. The reciprocating pedestal 22 is provided with a female screw, and the female screw is It is screwed into the screw 21, and the screw 21 and the motor 15 constitute a reciprocating means R. 23 is the reciprocating carriage 22 and arrow A
16 is a reciprocating carriage 22 that is supported so that it can move in any direction.
The vibrating device fixed to the moving body 23 by the vibrating device 16.
Is vibrated with a small amplitude.

【0084】図2にて更に詳細に説明すると、24は移動
体23に回転可能に支持されたネジ、14はネジ24を回転す
るための加圧用モータ、10、11は移動体23に基板2の軸
方向すなわち矢印Bの方向に移動可能に支持された一対
の平行板バネで、平行板バネ10、11の支持台51には雌ネ
ジが設けられ、その雌ネジはネジ24に螺合しており、ネ
ジ24、モータ14で加圧移動手段を構成している。
More specifically, referring to FIG. 2, 24 is a screw rotatably supported by the moving body 23, 14 is a pressurizing motor for rotating the screw 24, and 10 and 11 are the moving body 23 and the substrate 2. A pair of parallel leaf springs movably supported in the axial direction of arrow B, that is, the direction of arrow B, is provided with a female screw on the support base 51 of the parallel leaf springs 10 and 11, and the female screw is screwed into the screw 24. In addition, the screw 24 and the motor 14 constitute a pressure moving means.

【0085】また、基板の円周方向うねりや半径方向の
そりが悪い場合には、加工時に加圧力の変動が生じる。
このため、平行板バネ10、11は加圧力補正圧電アクチュ
エータ50を設けた支持台51に設置し、支持台51に雌ネジ
を設け、この雌ネジを前記のごとくネジ24に螺合する。
Further, when the undulation in the circumferential direction or the warp in the radial direction of the substrate is bad, the applied pressure fluctuates during processing.
For this reason, the parallel leaf springs 10 and 11 are installed on the support base 51 provided with the pressure correction piezoelectric actuator 50, the support base 51 is provided with a female screw, and this female screw is screwed into the screw 24 as described above.

【0086】8、9は平行板バネ10、11に回転可能に取
り付けられたコンタクトローラで、コンタクトローラ
8、9は基板2の両側に設置されかつ中心軸が基板の半
径方向に向けて取り付けられている。
Contact rollers 8 and 9 are rotatably attached to the parallel leaf springs 10 and 11. The contact rollers 8 and 9 are provided on both sides of the substrate 2 and the central axes thereof are attached in the radial direction of the substrate. ing.

【0087】18a、18bは、移動体23に取り付けられた制
動トルクモータ、5a、5bはモータ18a、18bの出力軸に
取り付けられた供給リール、7a、7bは移動体23に取り
付けられた巻取り用モータ、6a、6bはモータ7a、7b
の出力軸に取り付けられた巻取りリール、4a、4bはポ
リエステルフィルムなどの基材にダイヤモン砥粒やア
ルミナ砥粒などの微細な砥粒を樹脂などのバインダーに
より接着保持した研磨テープで、研磨テープ4a、4bの
両端は供給リール5a、5b、巻取りリール6a、6bに固
定されており、モータ18a、18b、供給リール5a、5b、
モータ7a、7b、巻取りリール6a、6bで研磨テープ駆
動装置を構成しており、基板とコンタクトローラとの間
を研磨テープ4a、4bが通過している。
18a and 18b are braking torque motors attached to the moving body 23, 5a and 5b are supply reels attached to the output shafts of the motors 18a and 18b, and 7a and 7b are windings attached to the moving body 23. Motors, 6a and 6b are motors 7a and 7b
Of the take-up reel mounted on the output shaft, 4a, 4b in the abrasive tape adhered held by a binder of fine abrasive grains, such as diamond abrasive grains or alumina abrasive grains to a substrate such as a polyester film such as a resin, polished Both ends of the tapes 4a and 4b are fixed to the supply reels 5a and 5b and the take-up reels 6a and 6b, and the motors 18a and 18b, the supply reels 5a and 5b,
The motors 7a and 7b and the take-up reels 6a and 6b constitute a polishing tape driving device, and the polishing tapes 4a and 4b pass between the substrate and the contact roller.

【0088】12、13は平行板バネ10、11に取り付けられ
た歪ゲージ、17はモータ3、14、15等を制御する制御装
置で、制御装置17は歪ゲージ12、13の出力に応じてモー
タ14、及び加圧力補正圧電アクチュエータを制御し、平
行板バネ10、11を移動する。
Reference numerals 12 and 13 are strain gauges attached to the parallel leaf springs 10 and 11, 17 is a control device for controlling the motors 3, 14, 15 and the like. The control device 17 responds to the outputs of the strain gauges 12 and 13. The parallel leaf springs 10 and 11 are moved by controlling the motor 14 and the pressurizing force correction piezoelectric actuator.

【0089】つぎに図1(a)における基板の洗浄手段
Sについて、以下、図3及び図4を用いて具体的に説明
する。図3はその要部説明用正面図、図4はその側面図
である。基板洗浄手段は、基板の両面を同時に洗浄する
回転スクラバ(ブラシもしくはスポンジ製)61と、これ
ら回転スクラバ61に回転を与えるスクラバ駆動モータM
と、回転スクラバを破線位置61′と実線位置との間で往
復させることができるエアシリンダ(図示せず)と、液
槽65とからなっている。60は加工液及び洗浄液を供給す
る供給部である。
Next, the substrate cleaning means S in FIG. 1A will be specifically described below with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a front view for explaining the main part, and FIG. 4 is a side view thereof. The substrate cleaning means includes a rotary scrubber (made of brush or sponge) 61 that simultaneously cleans both sides of the substrate, and a scrubber drive motor M that rotates the rotary scrubber 61.
, An air cylinder (not shown) capable of reciprocating the rotary scrubber between a broken line position 61 'and a solid line position, and a liquid tank 65. Reference numeral 60 is a supply unit that supplies the processing liquid and the cleaning liquid.

【0090】(2)上記装置の動作説明:まず、図1
(a)の加工装置の基板支持具1に基板2を取り付け
る。制御装置17に、第1の研磨工程を実施するために加
圧力、相対速度、振動振幅、往復回数などの加工条件を
設定する。
(2) Description of the operation of the above apparatus: First, referring to FIG.
The substrate 2 is attached to the substrate support 1 of the processing apparatus of (a). Processing conditions such as a pressing force, a relative speed, a vibration amplitude, and the number of reciprocations are set in the control device 17 in order to carry out the first polishing process.

【0091】ここで、基板加工装置をONにすると、モ
ータ3により基板を回転すると同時に、第1の加工ヘッ
ドH1が、揺動用モータ16によって設定揺動振幅で揺動
し、研磨テープ駆動装置7で研磨テープ4a、4bを一定
力で巻き取り、基板への加圧力が設定第1の加圧力に成
るように調整され、かつ往復移動手段Rにより往復移動
台22を往復移動すれば、研磨テープ4a、4bによって基
板2の表面に微細溝が形成される。この間、基板駆動モ
ータ3によって、基板2の回転数が、この基板2と第1
の研磨テープ4との相対速度が設定第1の相対速度にな
るように調整されている。このようにして加工が進行し
ている間、供給部60から基板へ加工液が連続的に供給さ
れる。
Here, when the substrate processing apparatus is turned on, the substrate is rotated by the motor 3, and at the same time, the first processing head H1 is oscillated by the oscillating motor 16 at the set oscillation amplitude, and the polishing tape driving device 7 When the polishing tapes 4a, 4b are wound with a constant force with the pressure applied to the substrate to be the set first pressure, and the reciprocating means R reciprocates the reciprocating table 22, the polishing tape Fine grooves are formed on the surface of the substrate 2 by 4a and 4b. During this period, the rotation speed of the substrate 2 is controlled by the substrate drive motor 3 to
The relative speed with respect to the polishing tape 4 is adjusted to be the set first relative speed. While the processing is proceeding in this way, the processing liquid is continuously supplied from the supply unit 60 to the substrate.

【0092】そして、研磨テープ4a、4bの張力が変動
して、平行板バネ10、11が変形したとしても、制御装置
17が歪ゲージ12、13の出力に応じて、すなわち平行板バ
ネ10、11の変形量に応じてモータ14を制御するので、平
行板バネ10、11がその変形量に応じて研磨テープ4a、
4bの張力の変動にかかわらず、コンタクトローラ8、
9の基板2に対する加圧力を一定にすることができるの
で、微小な加圧力を常に維持することができるから、小
さな、かつ均一な微細溝を形成することができる。
Even if the tension of the polishing tapes 4a, 4b fluctuates and the parallel leaf springs 10, 11 are deformed, the control device
Since the motor 17 controls the motor 14 according to the outputs of the strain gauges 12 and 13, that is, according to the deformation amount of the parallel leaf springs 10 and 11, the parallel leaf springs 10 and 11 have the polishing tape 4a,
Contact roller 8, regardless of the fluctuation of tension in 4b,
Since the pressing force of the substrate 9 on the substrate 2 can be made constant, a minute pressing force can be always maintained, so that small and uniform fine grooves can be formed.

【0093】さらに、基板2の回転による加圧力の変動
に対して、また加工ヘッドを基板2の半径方向に摺動す
ることによる加圧力の変動に対しては、すなわち基板2
の円周方向うねりや半径方向の真直度、そりの影響によ
って加圧力が変動するが、これらに対しては、加圧力の
変動量を制御装置17の指令によって、即時に加圧力補正
圧電アクチュエータ50により補正することができる。
Further, with respect to the fluctuation of the pressing force caused by the rotation of the substrate 2, and the fluctuation of the pressing force caused by sliding the processing head in the radial direction of the substrate 2, that is, the substrate 2
The pressing force fluctuates due to the influence of the circumferential waviness, the straightness in the radial direction, and the warp. However, in response to these, the amount of fluctuation of the pressing force is immediately corrected by the command of the control device 17 to correct the pressing force. Can be corrected by.

【0094】そして、第1の加工ヘッドが設定往復回数
だけ往復動すると、この加工ヘッドH1は後退(図1に
おいて右側へ移動)し、60からの加工液の供給が停止す
る。
When the first machining head reciprocates a set number of times, the machining head H1 moves backward (moves to the right in FIG. 1), and the supply of machining fluid from 60 is stopped.

【0095】つぎに、図3、図4に示したように破線位
置にあった回転スクラバ61′が実線位置の61まで上昇
し、スクラバ駆動モータMによって、この回転スクラバ
61が回転する。基板2も回転し、供給部60から洗浄液が
供給され、基板2が洗浄される。この洗浄が終了する
と、回転スクラバ61が破線位置61′まで下降し、洗浄液
の供給が停止する。
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, the rotary scrubber 61 'which was at the broken line position rises to 61, which is the solid line position, and the scrubber drive motor M drives this rotary scrubber 61'.
61 rotates. The substrate 2 also rotates, the cleaning liquid is supplied from the supply unit 60, and the substrate 2 is cleaned. When this cleaning is completed, the rotary scrubber 61 descends to the broken line position 61 ', and the supply of the cleaning liquid is stopped.

【0096】それから、第2の研磨工程を実施するため
に図1(a)の基板支持具1を介して第1の加工ヘッド
H1と反対側に配置された第2の加工ヘッドH2が前進
し、この加工ヘッドによって、前記第1の加工ヘッドH
1と同様にして基板2が加工される。
Then, in order to carry out the second polishing step, the second processing head H2 arranged on the side opposite to the first processing head H1 moves forward through the substrate support 1 of FIG. 1 (a). , The first processing head H by this processing head
The substrate 2 is processed in the same manner as 1.

【0097】すなわち、モータ3により基板を回転する
と同時に、第2の加工ヘッドH2が、揺動用モータ16に
よって設定揺動振幅で揺動し、研磨テープ駆動装置7で
研磨テープ62a、62bを一定力で巻き取り、基板への加圧
力が設定第2の加圧力になるように調整され、かつ往復
移動手段により往復移動台63を往復移動すれば、研磨テ
ープ62a、62bによって基板2の表面上に存在している微
細突部を除去し、平滑化する。
That is, at the same time when the substrate is rotated by the motor 3, the second processing head H2 is oscillated by the oscillating motor 16 at the set oscillating amplitude, and the polishing tape drive unit 7 applies the polishing tapes 62a and 62b to the constant force. And the pressure applied to the substrate is adjusted to the set second pressure, and when the reciprocating table 63 is reciprocated by the reciprocating means, the tapes 62a and 62b are applied to the surface of the substrate 2. The existing fine protrusions are removed and smoothed.

【0098】この間、基板駆動モータ3によって、基板
2の回転数が、この基板2と第2の研磨テープとの相対
速度が設定第2の相対速度になるように調整されてい
る。このようにして加工が進行している間、供給部60か
ら基板へ加工液が連続的に供給される。そして、第2の
加工ヘッドH2が設定往復回数だけ往復動すると、この
加工ヘッドは後退(図1において左側へ移動)し、加工
液の供給が停止する。最後に、さきと同様にして基板2
が基板洗浄手段Sによって洗浄されると、基板加工装置
がOFFになる。
During this time, the substrate drive motor 3 adjusts the rotation speed of the substrate 2 so that the relative speed between the substrate 2 and the second polishing tape becomes the set second relative speed. While the processing is proceeding in this way, the processing liquid is continuously supplied from the supply unit 60 to the substrate. Then, when the second machining head H2 reciprocates the set number of times of reciprocation, this machining head retracts (moves to the left side in FIG. 1) and the supply of the machining liquid is stopped. Finally, the substrate 2
When the substrate is cleaned by the substrate cleaning means S, the substrate processing apparatus is turned off.

【0099】基板支持具1から基板2を取り外せば、所
望の微細溝が形成される。さらに、磁性媒体、保護膜、
潤滑膜を形成すれば、褶動特性に優れた磁気ディスクを
得ることができる。
When the substrate 2 is removed from the substrate support 1, the desired fine grooves are formed. In addition, magnetic media, protective film,
By forming the lubricating film, it is possible to obtain a magnetic disk having excellent sliding characteristics.

【0100】(3)上記装置による基板研磨加工の例:
Al合金基板上に厚さ約10μmにNi−Pめっきした基
板2に微細溝を形成した具体例を、図5、図6を用いて
説明する。
(3) Example of substrate polishing by the above apparatus:
A specific example in which fine grooves are formed in the substrate 2 that is Ni-P plated to a thickness of about 10 μm on an Al alloy substrate will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

【0101】図5は、図1に係る基板加工装置の第1の
加工ヘッドH1(第1の研磨工程)で加工した基板の表
状の一例を示す拡大断面曲線図、図6は、さらに第
2の加工ヘッドH2(第2の研磨工程)で加工した基板
の表面性状の一例を示す拡大断面曲線図である。
[0102] Figure 5, the first machining head H1 enlarged sectional curve diagram showing an example of a surface shape of the processed substrate (first polishing step) of the substrate processing apparatus according to FIG. 1, FIG. 6, further It is an expanded sectional curve view showing an example of the surface texture of the substrate processed with the 2nd processing head H2 (2nd polish process).

【0102】第1の研磨テープ4は粒径4μmのAl2
3砥粒、第1の加圧力を10N、第1の相対速度を4m
/sec、揺動の振幅を1mmとして、水溶性切削液を供給
しながら、前記基板2を第1の加工ヘッドH1で加工し
たところ、基板2の表面に、図5に示すような、深さV
が約100nmの微細溝が形成されたが、高さHが約30nmの
盛り上がり(微細突部)があり、しかも盛り上がり高さ
にばらつきがあった。また、表面粗さは6〜7nmRa
あり、断面曲線の対称性Rskは−0.3であった。また、
3次元の負荷曲線において、表面形状の頂部から5nmの
切断面での切断面積比は0.1%以下であった。
The first polishing tape 4 is made of Al 2 having a particle size of 4 μm.
O 3 abrasive grain, the first pressure is 10N, the first relative speed is 4m
/ Sec, the oscillation amplitude is 1 mm, the substrate 2 is processed by the first processing head H1 while supplying the water-soluble cutting fluid, and the depth of the surface of the substrate 2 as shown in FIG. V
Although a fine groove of about 100 nm was formed, there was a ridge (fine protrusion) with a height H of about 30 nm, and the ridge height was uneven. The surface roughness is 6~7NmR a, symmetry R sk sectional curve was -0.3. Also,
In the three-dimensional load curve, the cut area ratio at the cut surface of 5 nm from the top of the surface shape was 0.1% or less.

【0103】上記の第1の研磨工程の後に、第2の研磨
工程を適用した。第2の研磨テープは粒径1μmのAl
23砥粒、第2の加圧力を4N、第2の相対速度を8m
/sec、揺動の振幅を1mmとして、純水で洗浄した前記
基板2を、水溶性切削液を供給しながら、第2の加工ヘ
ッドH2で加工したところ、基板2の表面は、図6に示
すように、微細溝の深さVは約100nmに保たれ、盛り上
がり高さHは約10nm以下に低下し、そのばらつきも小さ
かった。また、表面粗さは6〜7nmRaであり、断面曲
線の対称性Rskは−1.5であった。また、3次元の負荷
曲線において、表面形状の頂部から5nmの切断面での切
断面積比は0.8%であった。
A second polishing step was applied after the above first polishing step. The second polishing tape is Al with a grain size of 1 μm
2 O 3 abrasive grains, second pressure 4N, second relative speed 8m
/ Sec, the oscillation amplitude was 1 mm, and the substrate 2 washed with pure water was processed by the second processing head H2 while supplying the water-soluble cutting fluid. The surface of the substrate 2 was as shown in FIG. As shown, the depth V of the fine groove was maintained at about 100 nm, the height H of the protrusion was reduced to about 10 nm or less, and the variation was small. The surface roughness is 6~7NmR a, symmetry R sk sectional curve was -1.5. In the three-dimensional load curve, the cut area ratio at the cut surface of 5 nm from the top of the surface shape was 0.8%.

【0104】以上説明した実施例によれば、第2の加工
ヘッドによって前記微細溝の肩部に生じた盛り上がり部
分だけを削除することができるので、微細溝深さVが20
〜100nm、盛り上がり(微細突部)高さHが低減させた
平滑な表面を形成することができるという効果がある。
さらに、上記の研磨テープの粒度や砥粒材質、基板上の
往復摺動回数、加圧力等の加工条件を変えれば、任意の
微細溝を形成することができる。
According to the embodiment described above, since the second machining head can remove only the raised portion generated in the shoulder portion of the fine groove, the fine groove depth V is 20.
There is an effect that it is possible to form a smooth surface in which the height H of the protrusion (fine protrusion) is reduced to -100 nm.
Furthermore, if the processing conditions such as the grain size of the polishing tape, the material of the abrasive grains, the number of reciprocating slides on the substrate, and the pressing force are changed, any fine groove can be formed.

【0105】(4)上記基板の磁気ディスクへの適用:
この方法の適用によって、上記の基板を下地基板とし
て、図9にディスクの断面構造を示すように、この基板
30上に非磁性金属下地膜31、磁性媒体膜32、カーボン保
護膜33さらに潤滑膜34を形成した薄膜磁気ディスク80
は、ヘッド浮上特性が良く、信頼性、安定性が著しく優
れている。
(4) Application of the above substrate to a magnetic disk:
By applying this method, using the above substrate as a base substrate, as shown in the sectional structure of the disk in FIG.
A thin film magnetic disk 80 in which a non-magnetic metal underlayer film 31, a magnetic medium film 32, a carbon protective film 33 and a lubricating film 34 are formed on 30.
Has good head flying characteristics, and is extremely excellent in reliability and stability.

【0106】本発明の微細溝を形成した薄膜磁気ディス
クの諸特性について、比較例とともに以下詳細に説明す
る。すなわち、微細突部の高さが数nm〜数10nm、表面粗
さが数nm〜数10nmRa、かつ断面曲線の対称性Rsk
負、好ましくは−0.7以下、さらに好ましくは−1以下
の表面、あるいは3次元の負荷曲線において、微細突部
の最頂部からCSS時にヘッド荷重により受ける頂部変
形量相当の深さでの切断面、実用的には、頂部から5〜
10nmでの切断面の切断面積比が0.1〜10%である表面か
らなる下地基板の磁気ディスクと、それ以外の下地基板
の磁気ディスクとの比較を示す。
Various characteristics of the thin film magnetic disk having the fine grooves of the present invention will be described in detail below together with comparative examples. That is, the height of the fine protrusions is several nm to several tens nm, the surface roughness is several nm to several tens nm Ra , and the symmetry R sk of the sectional curve is negative, preferably -0.7 or less, and more preferably -1 or less. On the surface or in the three-dimensional load curve, a cut surface at a depth corresponding to the amount of top deformation received by the head load during CSS from the top of the fine protrusion, practically 5 to 5 from the top.
A comparison is made between the magnetic disk of the base substrate and the magnetic disk of the other base substrate, which is composed of the surface having a cut area ratio of the cut surface at 10 nm of 0.1 to 10%.

【0107】図25は、本発明によるテクスチャ加工面
を3次元的に測定した結果であり、図26は、同様の方
法で測定した従来のテクスチャ加工面である。これら両
図を対比して明らかなことは、本発明の図25の場合、
表面状態が非常に平滑となっている。
FIG. 25 is a result of three-dimensionally measuring the textured surface according to the present invention, and FIG. 26 is a conventional textured surface measured by the same method. What is clear by comparing these figures is that in the case of FIG.
The surface condition is very smooth.

【0108】再度図13、図14及び図19を用いて説
明すると、これらは、研磨テープの粒度、加工ヘッドの
往復回数、加圧力等の加工条件を種々変えてテクスチャ
加工し、微細突部の高さや表面状を変えた下地基板上
に前述と同様の非磁性金属膜、磁性媒体膜、カーボン保
護膜さらに潤滑膜を形成した薄膜磁気ディスクに対し
て、ヘッド浮上特性、ヘッド粘着に及ぼす影響、またC
SS試験による表面性状(微細突部)の変形量、ヘッド
接線力の影響を調べた結果を示したものである。
Explaining again with reference to FIGS. 13, 14 and 19, these are texture-processed by variously changing the processing conditions such as the grain size of the polishing tape, the number of reciprocations of the processing head, the pressing force, etc. the height and surface shape similar non-magnetic metal film described above and the base substrate was changed, the magnetic medium film, the thin film magnetic disks forming the carbon protective film further lubricating film, influence the head flying characteristics, the head adhesive , Again C
It is the result of examining the influence of the deformation amount of the surface texture (fine protrusion) and the head tangential force by the SS test.

【0109】図13に示したように、微細突部の高さが
数nm(2〜3nm)以下、例えば研磨面に近い下地基板の
場合には、ヘッド浮上特性は良いが、ヘッド粘着力が増
大し、ヘッド粘着の問題が生じ、ヘッド支持のジンバル
の損傷や、基板回転駆動用モータに過負荷が掛かり、基
板回転不能になる事故が生じた。
As shown in FIG. 13, when the height of the fine protrusion is several nm (2 to 3 nm) or less, for example, in the case of a base substrate close to the polished surface, the head floating characteristic is good, but the head adhesive force is As a result, the problem of head adhesion increases, the gimbal that supports the head is damaged, and the substrate rotation drive motor is overloaded, resulting in an accident that the substrate cannot rotate.

【0110】また、微細突部の高さが数10nm以上、例え
ば微細突部が90nm以上の場合には、ヘッド粘着力は小さ
く、ヘッド粘着の問題は生じないが、ヘッド浮上特性が
悪く、ヘッドクラッシュの事故が生じた。微細突部の高
さが3〜10nmの位には、ヘッド浮上隙間0.15μmにて安
定して浮上し、かつヘッド粘着力も小さく、信頼度の高
い浮上特性を得た。
When the height of the fine protrusion is several tens of nm or more, for example, 90 nm or more, the head adhesion is small and the head adhesion problem does not occur, but the head flying characteristic is poor and the head A crash accident occurred. When the height of the fine protrusions was in the range of 3 to 10 nm, the flying height was 0.15 μm, the flying height was stable, and the head adhesion was small, resulting in highly reliable flying characteristics.

【0111】図14に示したように、対称性Rskについ
ては、その値が負の領域で特性向上がみられ、好ましく
は、−0.7以下、実用上−1〜−2が好ましい。さらに
また、3次元負荷比率とこれらヘッド浮上特性及びヘッ
ド粘着性(接線力で計測)との関係については、先に図
32をもって説明したとおりである。
As shown in FIG. 14, with respect to the symmetry R sk , the characteristic is improved in a negative value region, preferably −0.7 or less, and practically −1 to −2. Furthermore, the relationship between the three-dimensional load ratio and the head flying characteristics and head adhesiveness (measured by tangential force) is as described above with reference to FIG.

【0112】また、図26に示す従来のテクスチャ加工
面では、表面粗さは6nmRaであり、3次元の負荷曲線
において、頂部から5nmでの切断面の切断面積比が0.08
%であり、ヘッド荷重によるそれぞれの微細突部の面圧
が大きく、図19に示す曲線Dのように、CSS回数と
ともに、ヘッドによる微細突部の摺動摩耗が著しく、潤
滑剤さらにカーボン保護膜の損傷が大きくなり、CSS
回数とともにヘッド接線力は増大し、ヘッドクラッシュ
を生じた。
[0112] Further, in the conventional textured surface shown in FIG. 26, the surface roughness is 6NmR a, in 3-dimensional load curve, cutting area ratio of the cut surface in 5nm from the top is 0.08
%, The surface pressure of each fine protrusion due to the head load is large, and the sliding wear of the fine protrusion due to the head is remarkable along with the number of CSSs as shown by the curve D shown in FIG. Damage to the CSS
The head tangential force increased with the number of times, resulting in head crash.

【0113】また、図25に示す本発明によるテクスチ
ャ加工面では、表面粗さは6nmRaであり、3次元の負
荷曲線において頂部から5nmでの切断面の切断面積比が
0.1〜10%であった。この場合には、図19の曲線Cに
示したように、CSS回数が3万回と著しく増大して
も、ヘッド接線力はほとんど増加せず、非常に安定した
高信頼度のCSS特性を得た。この場合のヘッドスライ
ダと摺動したディスク表面では、初期状態とほとんど変
化がなく、潤滑剤や、カーボン保護膜の損傷もほとんど
認められなかった。
[0113] In the textured surface according to the invention shown in FIG. 25, the surface roughness is 6NmR a, the cutting area ratio of the cut surface in 5nm from the top in the 3-dimensional load curve
It was 0.1-10%. In this case, as shown by the curve C in FIG. 19, the head tangential force hardly increases even if the number of CSSs increases significantly to 30,000, and very stable and highly reliable CSS characteristics are obtained. It was In this case, on the surface of the disk that slid on the head slider, there was almost no change from the initial state, and almost no damage to the lubricant or the carbon protective film was observed.

【0114】また、表面粗さは6nmRaであり、3次元
の負荷曲線において、頂部から5nmでの切断面の切断面
積比が15%である表面の場合、磁気ヘッドとディスク面
との接触面積が大きく、CSSのスタート時でのヘッド
粘着力が大きくなり、ディスク回転駆動時にヘッド支持
のジンバルの損傷や、基板回転駆動用モータに過負荷が
掛かり、基板回転不能になる事故が生じた。
[0114] The surface roughness is 6NmR a, the contact area of the three-dimensional load curve, when the cutting area ratio of the cut surface in 5nm from the top of the surface is 15%, the magnetic head and the disk surface Since the head adhesion force at the start of CSS is large, the gimbal that supports the head is damaged when the disk is driven to rotate, and the motor for rotating the board is overloaded, causing an accident that the board cannot rotate.

【0115】上記の実施例では、研磨テープを用いて微
細溝及び微細突部を形成する方法を述べ、この下地基板
を用いた薄膜磁気ディスクの諸特性の利点を示したが、
研磨テープに限らず、切削加工法、研削加工、ラッピン
グ、ポリッシング等の表面加工法、またエッチングやサ
ンドブラスト等の表面処理法、さらにドライプロセスの
パターン形成法にても同様の効果が得られる。また、上
記の加工方法を組み合わせた場合にも、まったく同様の
効果を得ることができる。
In the above embodiments, the method of forming fine grooves and fine protrusions using the polishing tape was described, and the advantages of various characteristics of the thin film magnetic disk using this base substrate were shown.
The same effect can be obtained not only by the polishing tape but also by a cutting method, a grinding method, a surface processing method such as lapping and polishing, a surface treatment method such as etching and sandblasting, and a pattern forming method of a dry process. Further, even when the above processing methods are combined, the same effect can be obtained.

【0116】本発明の一実施例として、研磨テープの幅
は、基板の加工面の幅より狭い研磨テープを使用し、こ
の研磨テープを押圧するコンタクトローラを基板の半径
方向に往復動させ、また揺動させながら基板表面を加工
したが、研磨テープの幅を基板の加工すべき面の幅に近
付け、あるいは加工すべき面の幅より大きな幅の研磨テ
ープを使用し、基板の半径方向に揺動させ、あるいは揺
動なしに基板加工しても同様の効果を得ることができ
る。
As one embodiment of the present invention, the width of the polishing tape is narrower than the width of the processed surface of the substrate, and the contact roller for pressing the polishing tape is reciprocated in the radial direction of the substrate. The substrate surface was processed while rocking, but the width of the polishing tape was made closer to the width of the surface to be processed of the substrate, or a polishing tape with a width larger than the width of the surface to be processed was used and shaken in the radial direction of the substrate. Even if the substrate is processed without moving or swinging, the same effect can be obtained.

【0117】さらに、上記のテクスチャ加工をNi−P
めっきした下地基板以外に、Al基板や、非磁性金属下
地膜、また保護膜面上に適用しても同様の効果を得るこ
とができる。
Further, the above texture processing is performed by Ni-P.
The same effect can be obtained by applying to an Al substrate, a non-magnetic metal underlayer, or a protective film surface in addition to the plated undersubstrate.

【0118】(5)実施例の効果:以上詳細に説明した
ように本実施例によれば、Ni−Pめっき下地基板に微
細突部の極めて小さい高精度な微細溝を形成することが
できる基板加工方法と、この方法の実施に直接使用され
る装置とにより、ヘッド浮上量が例えば0.1μmと小さ
くてもCSS特性にすぐれた磁気ディスクが得られるよ
うになった。
(5) Advantages of the Embodiment: As described in detail above, according to this embodiment, it is possible to form a highly precise fine groove with extremely small fine protrusions on the Ni-P plated base substrate. The processing method and the apparatus used directly for implementing this method have made it possible to obtain a magnetic disk having excellent CSS characteristics even when the head flying height is as small as 0.1 μm.

【0119】つまり、磁気ディスク基板表面に、高さ数
nm〜数10nmの微細突部、表面粗さが数nm〜数10nmRa
かつ断面曲線の対称性Rskが−0.7以下の表面、あるい
は3次元の負荷曲線において、微細突部の最頂部からC
SS時にヘッド荷重により受ける頂部変形量相当の深さ
での切断面、実用的には頂部から5〜10nmでの切断面の
切断面積比が0.1〜10%である表面に形成することがで
きるので、磁気ヘッドがディスク表面を間欠的に接触を
繰り返すCSS特性において、ヘッド荷重を上記の多数
の微細突部で受けるようになり、それぞれの微細突部で
の面圧が小さく、微細突部の変形、摺動摩耗が少なくな
る。
That is, on the surface of the magnetic disk substrate, the height number
nm to several tens of nanometers of fine protrusions, surface roughness of several nanometers to several tens of nm Ra ,
And on the surface where the symmetry R sk of the cross-section curve is −0.7 or less, or on the three-dimensional load curve, from the top of the fine protrusion to C
Since it can be formed on a cut surface at a depth equivalent to the amount of top deformation received by the head load during SS, practically a surface having a cut area ratio of 0.1 to 10% of the cut surface at 5 to 10 nm from the top. In the CSS characteristic in which the magnetic head repeatedly contacts the disk surface intermittently, the head load is received by the large number of fine protrusions described above, and the surface pressure at each fine protrusion is small, resulting in deformation of the fine protrusions. , Sliding wear is reduced.

【0120】さらに、微細突部に形成されている保護膜
や潤滑膜の劣化も少なく、またCSSによる摺動屑は、
微細溝の特に深溝部に回避するので、耐摺動特性が格段
に向上する。
Further, deterioration of the protective film and the lubricating film formed on the fine protrusions is small, and sliding debris due to CSS is
Since the fine grooves are avoided especially in the deep groove portions, the sliding resistance is remarkably improved.

【0121】また、この基板加工装置において、平行板
バネ、歪ゲージ及び加圧力補正圧電アクチュエータを用
いることによって、コンタクトローラの基板に対する加
圧力を非常に小さく、基板の形状精度にかかわらず、常
に均一にすることができるので、基板全面にわたって安
定した均一な微細溝を形成でき、またNi−Pめっき下
地基板に形成した微細溝の微細突部を微小量ずつ除去す
るので微細突部を高精度に平滑化できる。
Further, in this substrate processing apparatus, by using the parallel leaf spring, the strain gauge and the pressure correction piezoelectric actuator, the pressure applied to the substrate by the contact roller is very small, and it is always uniform regardless of the shape accuracy of the substrate. Therefore, stable and uniform fine grooves can be formed over the entire surface of the substrate, and the fine protrusions of the fine grooves formed on the Ni-P plated base substrate are removed in minute amounts, so that the fine protrusions can be highly accurately formed. Can be smoothed.

【0122】さらに、上記微小加圧力制御の基板加工装
置により、下地基板面上の微細溝加工のみならず、完成
した磁気ディスク面上の保護膜、例えばカーボン保護膜
面の微細突部をも微小量ずつ切削除去し、微細突部を確
実に除去することができ、かつ微細突部の周囲のカーボ
ン保護膜や磁性媒体等の表面形成膜にダメージを与える
ことがない。したがって、表面精度が良好で、非常に高
い平滑面を得ることができる。
Further, by the substrate processing apparatus for controlling the minute pressure, not only the fine grooves on the surface of the underlying substrate but also the fine projections on the surface of the completed magnetic disk, for example, the surface of the carbon protective film can be made fine. The fine protrusions can be reliably removed by cutting and removing each amount, and the carbon protective film around the fine protrusions and the surface forming film such as the magnetic medium are not damaged. Therefore, it is possible to obtain a very smooth surface with good surface accuracy.

【0123】[0123]

【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、ヘッド
浮上量を従来より小さくしてもCSS特性を著しく向上
させることができ、ヘッドクラッシュが生じることのな
い高密度大容量化に好適な信頼性の高い磁気ディスクを
実現することができるようになった。また、加工表面の
3次元負荷曲線による切断面負荷比率を加工層における
評価指標とする改良された製造方法の実現並びに前記製
造方法における第1、第2の研磨工程を、高度に制御さ
れた第1、第2の加工ヘッドと洗浄手段とを備えた加工
装置で実現することにより、高精度の表面加工を可能と
し、信頼性の高い上記ディスクの実現を可能とした。
As described above, according to the present invention, the CSS characteristics can be remarkably improved even if the flying height of the head is smaller than that of the prior art, and it is suitable for high density and large capacity without causing a head crash. It has become possible to realize a highly reliable magnetic disk . Further, it is possible to realize an improved manufacturing method in which a cutting surface load ratio based on a three-dimensional load curve of a processed surface is used as an evaluation index in a processed layer, and the first and second polishing steps in the manufacturing method are highly controlled. By realizing it with the processing device having the first and second processing heads and the cleaning means, it is possible to perform highly accurate surface processing and realize the highly reliable disk .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基板加工装置の一実施例を示す正面
図。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a substrate processing apparatus of the present invention.

【図2】この装置のヘッドを中心とした要部を示す平面
図及び一部断面平面図。
2A and 2B are a plan view and a partial cross-sectional plan view showing a main part centering around a head of this apparatus.

【図3】図1における基板洗浄手段の詳細を示す正面
図。
FIG. 3 is a front view showing details of the substrate cleaning means in FIG.

【図4】この基板洗浄手段の側面図。FIG. 4 is a side view of the substrate cleaning means.

【図5】図1に係る基板加工装置の第1の加工ヘッドH
1で加工した基板の表面の一例を示す拡大断面曲線図。
5 is a first processing head H of the substrate processing apparatus according to FIG.
2 is an enlarged sectional curve diagram showing an example of the surface of the substrate processed in 1.

【図6】さらに第2の加工ヘッドH2で加工した基板の
表面の一例を示す拡大断面曲線図。
FIG. 6 is an enlarged sectional curve diagram showing an example of the surface of the substrate further processed by the second processing head H2.

【図7】従来の微細溝形成用の基板加工装置を示す正面
図。
FIG. 7 is a front view showing a conventional substrate processing apparatus for forming fine grooves.

【図8】この装置の側面図。FIG. 8 is a side view of this device.

【図9】本発明の下地基板を用いた薄膜磁気ディスクの
断面構成図。
FIG. 9 is a cross-sectional configuration diagram of a thin film magnetic disk using the underlying substrate of the present invention.

【図10】従来技術の薄膜磁気ディスクの断面構成図。FIG. 10 is a cross-sectional configuration diagram of a conventional thin film magnetic disk.

【図11】微細溝の断面形状説明図。FIG. 11 is an explanatory view of a sectional shape of a fine groove.

【図12】従来の基板加工装置の説明図。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional substrate processing apparatus.

【図13】微細突部の高さRpとヘッド浮上特性及びヘ
ッド接線力との関係を調べた特性図。
FIG. 13 is a characteristic diagram in which the relationship between the height R p of the fine protrusion, the head flying characteristic, and the head tangential force is investigated.

【図14】対称性Rskとヘッド浮上特性及びヘッド接線
力との関係を調べた特性図。
FIG. 14 is a characteristic diagram that examines the relationship between the symmetry R sk , the head flying characteristic, and the head tangential force.

【図15】CSSによる基板表面のナノメータオーダの
微小な変化を高分解能SEMにより測定し、表面の断面
形状の変化を現わした特性図で、(a)は、CSS前
の、(b)は、CSS後のそれぞれ断面形状を示す特性
図。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing a change in the cross-sectional shape of the surface, which is measured by a high-resolution SEM for a minute change in the nanometer order on the substrate surface by CSS, (a) is before CSS, (b) is FIG. 6 is a characteristic diagram showing cross-sectional shapes after CSS.

【図16】CSS前後の基板の極表面の3次元負荷曲
線。
FIG. 16 is a three-dimensional load curve of the pole surface of the substrate before and after CSS.

【図17】本発明の基板表面の断面形状を示した特性
図。
FIG. 17 is a characteristic diagram showing a cross-sectional shape of the substrate surface of the present invention.

【図18】図17の基板上に磁性媒体を成膜した磁気デ
ィスク表面の断面形状を示した特性図。
18 is a characteristic diagram showing a cross-sectional shape of the surface of a magnetic disk having a magnetic medium formed on the substrate of FIG.

【図19】CSS回数とヘッド接線力との関係を示した
特性図。
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of CSS times and head tangential force.

【図20】本発明の対象とする磁気ディスク装置の概略
を示す一部断面斜視図。
FIG. 20 is a partial cross-sectional perspective view showing the outline of a magnetic disk device to which the present invention is applied.

【図21】磁気ディスクと磁気ヘッドとの相対的な関係
を示す説明図。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a relative relationship between a magnetic disk and a magnetic head.

【図22】磁気ヘッドの形状を示したもので、ヘッドス
ライダの斜視図。
FIG. 22 is a perspective view of a head slider showing the shape of a magnetic head.

【図23】CSSにおけるヘッドとディスク表面との関
係を示すもので、ディスク停止時と回転時の状態図。
FIG. 23 is a diagram showing the relationship between the head and the disk surface in CSS, and is a state diagram when the disk is stopped and when it is rotated.

【図24】テクスチャ表面の3次元表面の測定法とし
て、SEMを応用した原理図。
FIG. 24 is a principle diagram in which SEM is applied as a method for measuring a three-dimensional surface of a textured surface.

【図25】本発明による磁気ディスクのテクスチャ加工
面を3次元的に表示した図。
FIG. 25 is a three-dimensional view of a textured surface of a magnetic disk according to the present invention.

【図26】従来のテクスチャ加工面を3次元的に表示し
た図。
FIG. 26 is a diagram in which a conventional textured surface is three-dimensionally displayed.

【図27】テクスチャ加工面の断面形状と3次元の負荷
曲線との関係を表わし、CSS特性との相関を説明する
説明図。
FIG. 27 is an explanatory view showing a relationship between a cross-sectional shape of a textured surface and a three-dimensional load curve and explaining a correlation with a CSS characteristic.

【図28】テクスチャ加工面の断面形状と3次元の負荷
曲線との関係を表わし、CSS特性との相関を説明する
説明図。
FIG. 28 is an explanatory view showing the relationship between the cross-sectional shape of the textured surface and the three-dimensional load curve and explaining the correlation with the CSS characteristics.

【図29】テクスチャ加工面の断面形状での微細突部を
表わす説明図。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing fine protrusions in the cross-sectional shape of the textured surface.

【図30】本発明によりテクスチャ加工面の表面形状の
性質を3次元の負荷曲線を用いて説明する図。
FIG. 30 is a diagram for explaining the property of the surface shape of the textured surface according to the present invention using a three-dimensional load curve.

【図31】本発明によりテクスチャ加工面の表面形状の
性質を3次元の負荷曲線を用いて説明する図。
FIG. 31 is a diagram for explaining the property of the surface shape of the textured surface according to the present invention using a three-dimensional load curve.

【図32】3次元断面負荷比率とヘッド浮上特性及びヘ
ッド接線力との関係を調べた特性図。
FIG. 32 is a characteristic diagram that examines the relationship between the three-dimensional sectional load ratio, the head flying characteristic, and the head tangential force.

【符号の説明】 1…基板取付け用回転軸、 2(30)…磁気ディスク(基板)、 3…基板駆動用モータ、 4a、4b…第1の研磨テープ、 5a、5b…供給リール、 6a、6b…巻取りリール、 7a、7b…巻取り用モータ、 8、9…コンタクトローラ、 10、11…平行板バネ、 12、13…歪ゲージ、 14…加圧用モータ、 15…往復移動用モータ、 17…制御装置、 18a、18b…制動トルクモータ、 21…ネジ、 22…往復移動台、 24…ネジ、 31…非磁性金属下地膜、 32…磁性媒体膜、 33…保護膜、 34(83)…潤滑膜、 50…加圧力補正圧電アクチュエータ、 60…液供給部、 61(61′)…回転スクラバ、 62…第2の研磨テープ、 63…往復移動台、 65…液槽、 80…磁気ディスク(完成品)、 81…磁気ヘッド、 82…ヘッドスライダ摺動面、 85…磁気ディスク装置、 H1…第1の加工ヘッド、 H2…第2の加工ヘッド、 R…往復動手段、 S…洗浄手段、 W…揺動手段。[Explanation of Codes] 1 ... Rotating shaft for mounting substrate, 2 (30) ... Magnetic disk (substrate), 3 ... Motor for driving substrate, 4a, 4b ... First polishing tape, 5a, 5b ... Supply reel, 6a, 6b ... Winding reel, 7a, 7b ... Winding motor, 8, 9 ... Contact roller, 10, 11 ... Parallel leaf spring, 12, 13 ... Strain gauge, 14 ... Pressurizing motor, 15 ... Reciprocating motor, 17 ... Control device, 18a, 18b ... Braking torque motor, 21 ... Screw, 22 ... Reciprocating carriage, 24 ... Screw, 31 ... Non-magnetic metal base film, 32 ... Magnetic medium film, 33 ... Protective film, 34 (83) ... Lubrication film, 50 ... Pressure compensation piezoelectric actuator, 60 ... Liquid supply part, 61 (61 ') ... Rotary scrubber, 62 ... Second polishing tape, 63 ... Reciprocating carriage, 65 ... Liquid tank, 80 ... Magnetic disk (Completed product), 81 ... Magnetic head, 82 ... Head slider sliding surface, 85 ... Magnetic disk device, H1 ... First processing head H2 ... second machining head, R ... reciprocating means, S ... cleaning means, W ... rocking means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 義喜 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 (72)発明者 岡本 紀明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshiki Kato 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Stock company Hitachi Odawara factory (72) Inventor Noriaki Okamoto 502 Kitsumachi, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. In the laboratory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非磁性基板上に薄膜形成した情報を記録す
る磁性膜と、保護膜と、潤滑膜とを有してなる磁気ディ
スクにおいて、磁気ディスクの表面形状として、ほぼ表
面が平滑化された凸部を有し、前記磁気ディスクの表面
形状を表す3次元曲線において表面の最頂部から頂部変
形量相当の深さの切断面における負荷比率を0.1〜1
0%にしたことを特徴とする磁気ディスク。
1. A magnetic disk comprising a magnetic film for recording information formed on a non-magnetic substrate for recording information, a protective film and a lubricating film, and the surface shape of the magnetic disk is substantially smooth. In the three-dimensional curve representing the surface shape of the magnetic disk, the load ratio is 0.1 to 1 on the cut surface having a depth corresponding to the top deformation amount from the top of the surface.
A magnetic disk characterized by being set to 0%.
JP10705196A 1996-04-26 1996-04-26 Magnetic disk Pending JPH08297834A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10705196A JPH08297834A (en) 1996-04-26 1996-04-26 Magnetic disk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10705196A JPH08297834A (en) 1996-04-26 1996-04-26 Magnetic disk

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10592189A Division JPH02285515A (en) 1989-04-27 1989-04-27 Magnetic disk and method and apparatus for producing this disk and magnetic disk device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08297834A true JPH08297834A (en) 1996-11-12

Family

ID=14449271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10705196A Pending JPH08297834A (en) 1996-04-26 1996-04-26 Magnetic disk

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08297834A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6501917B1 (en) 1999-11-02 2002-12-31 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for image forming capable of effectively performing image density adjustment
US6509111B1 (en) 1999-09-24 2003-01-21 Hitachi, Ltd. Magnetic recording media and magnetic disk apparatus
US6852432B2 (en) 2000-06-30 2005-02-08 Hitachi, Ltd. Magnetic recording media and magnetic disk apparatus

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62236664A (en) * 1986-03-31 1987-10-16 Kobe Steel Ltd Texturing method for magnetic disk substrate
JPS62248133A (en) * 1986-04-21 1987-10-29 Seiko Epson Corp Magnetic disk
JPS6423419A (en) * 1987-07-20 1989-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic disk
JPS6467714A (en) * 1987-09-09 1989-03-14 Asahi Glass Co Ltd Glass substrate for magnetic disk and manufacture thereof
JPS6486320A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Fuji Electric Co Ltd Production of magnetic disk

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62236664A (en) * 1986-03-31 1987-10-16 Kobe Steel Ltd Texturing method for magnetic disk substrate
JPS62248133A (en) * 1986-04-21 1987-10-29 Seiko Epson Corp Magnetic disk
JPS6423419A (en) * 1987-07-20 1989-01-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Magnetic disk
JPS6467714A (en) * 1987-09-09 1989-03-14 Asahi Glass Co Ltd Glass substrate for magnetic disk and manufacture thereof
JPS6486320A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Fuji Electric Co Ltd Production of magnetic disk

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509111B1 (en) 1999-09-24 2003-01-21 Hitachi, Ltd. Magnetic recording media and magnetic disk apparatus
US6501917B1 (en) 1999-11-02 2002-12-31 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for image forming capable of effectively performing image density adjustment
US6852432B2 (en) 2000-06-30 2005-02-08 Hitachi, Ltd. Magnetic recording media and magnetic disk apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5353182A (en) Magnetic disk unit having magnetic disks and a magnetic head with a head slider which is in contact with surfaces of the magnetic disk
US7275311B2 (en) Apparatus and system for precise lapping of recessed and protruding elements in a workpiece
US20020126421A1 (en) Lapping apparatus, magnetic head and method of manufacturing the same
JPH05114127A (en) Magnetic disk and production thereof and magnetic disk device
US20080020238A1 (en) Magentic Disk and Glass Substrate for Magnetic Disk
JP2003151233A (en) Head slider adapted to smooth surface magnetic disk, head slider assembly, magnetic disk device, magnetic disk examining and manufacturing method, and magnetic disk device assembling method
SG190504A1 (en) Glass substrate for magnetic recording medium, and magnetic recording medium using glass substrate for magnetic recording medium
JP2012142044A (en) Method for manufacturing glass substrate for information recording medium and information recording medium
US6050879A (en) Process for lapping air bearing surfaces
JPH0737205A (en) Head contact type magnetic disk device
JPH08297834A (en) Magnetic disk
JP2941706B2 (en) Manufacturing method of magnetic disk
US6360428B1 (en) Glide heads and methods for making glide heads
US5737159A (en) Magnetic disk and its manufacturing method
JP2698086B2 (en) Magnetic disk substrate and method of manufacturing the same
JP2602296B2 (en) Magnetic disk
US5985402A (en) Magnetic disk and its manufacturing method
JPH02285515A (en) Magnetic disk and method and apparatus for producing this disk and magnetic disk device
JP3867840B2 (en) Polishing equipment
JP2010092531A (en) Method for manufacturing magnetic disk and apparatus for cleaning magnetic disk
US7147540B2 (en) Magnetic head slider and method of manufacturing the same
WO2012090568A1 (en) Method for manufacturing glass substrate for information recording medium, and information recording medium
JPH10177715A (en) Magnetic disk
JPS63156650A (en) Processing device for finishing disc
JPH09120528A (en) Production of magnetic disk and apparatus for production