JPH11120546A

JPH11120546A - 磁気ディスク用ガラス基板及びその製造方法、並びに磁気ディスク及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11120546A
Application number: JP27832897A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Suzuki; 久則鈴木; Masafumi Ishiyama; 雅史石山
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1997-10-13
Filing date: 1997-10-13
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】繰り返しＣＳＳ動作を行っても確実にヘッド
クラッシュを防止することができる磁気ディスク用ガラ
ス基板および磁気ディスクを得る。【解決手段】未強化のガラス基板１に対してパルスレ
ーザー光を照射して突起Ｂを形成した後、化学強化溶液
中に、ガラス基板を浸潰して化学強化を施す。このよう
に、レーザー光の照射による突起形成を化学強化工程の
前にすることによって、突起Ｂ部分を含むガラス基板１
の表面全面にわたって圧縮応力層Ｓが形成されるので、
ＣＳＳ動作を繰り返し行っても突起にダメージは起こら
ない。次いで、上記化学強化後のガラス基板１面に、ス
パッタリング装置を用いて、下地層２、磁性層３、保護
層４を順次成膜した後、保護層４表面に潤滑層５を形成
して磁気ディスクを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板にレー
ザー光の照射による突起を有する磁気ディスク用ガラス
基板及びその製造方法、並びに磁気ディスク及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置においては、磁気ディ
スクが静止しているときに磁気ヘッドがディスク表面に
接触し、ディスクの起動及び停止時には磁気ヘッドがデ
ィスク表面を接触しながら摺動するＣＳＳ（コンタクト
・スタート・ストップ）方式と呼ばれる機構が多く使用
されている。

【０００３】このＣＳＳ方式においては、ディスクの起
動および停止時に生ずるスティクション（吸着）の防止
や、摩擦力の軽減のために、「テクスチャー」と呼ばれ
る微細に荒れた適度な表面凹凸が、ディスク面に形成さ
れている。このテクスチャーは、ディスクの主表面の全
面あるいは一部分に形成される。テクスチャーが一部分
（ＣＳＳゾーン）にのみ形成されている場合、磁気ヘッ
ドはＣＳＳ動作時の適切な時期に、テクスチャーが形成
されたＣＳＳゾーンまで移動する。また、ディスクが回
転中に電源が切れたような場合にも、磁気ヘッドがＣＳ
Ｓゾーンに移動するようになっている。

【０００４】特に、一部分にのみテクスチャーが形成さ
れている場合には、残りの部分は鏡面状の平滑さを保つ
ことができるため、磁気ヘッドの低浮上化が可能とな
る。このため、磁気ディスク装置の高記録密度化に適し
ている。

【０００５】ところで、このディスク基板には、Ａｌ‐
Ｍｇ合金基板にＮｉ‐Ｐめっきを施した、いわゆるアル
ミ基板が用いられてきた。しかし、近年の高記録密度、
低浮上走行化の要請に答えるには、アルミ基板には限界
があり、より平滑性、合成、耐衝撃性、耐熱性等に優れ
たガラス基板が注目されている。

【０００６】このガラス基板では、その表面を平滑面に
することができる故に、テクスチャー形成技術がより重
要となる。そして、最近、突起形状の制御性、生産時の
安定性、コスト面を考え、ガラス基板にテクスチャーを
形成する方法として、レーザー光照射による方法が提案
されている。

【０００７】特開平７―１８２６５５号公報では、特に
ガラス等の脆性材料にテクスチャーを形成する方法が記
載されており、ガラス等の熱衝撃限界を有する脆性材料
に対して、放射エネルギーのフルエンスを熱衝撃限界以
下の適当な値に制御することにより、テクスチャー加工
が可能であることを開示している。また、圧縮応力表面
を持つガラス（化学強化ガラス）では、このような隆起
のほぼ全体が公称表面より上に突出し、データ記憶ディ
スクのスティクションを減少する上で有用であることが
開示されている。

【０００８】前記特開平７―１８２６５５号のレーザー
光を用いたテクスチャー加工法によれば、低コストかつ
制御性良くガラス基板にテクスチャーを形成することが
できるとされている。また、ＣＳＳゾーンのみにテクス
チャーを形成することも容易であることも開示されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７―１
８２６５５号に開示されたテクスチャー加工方法では、
化学強化したガラス基板に対してレーザー光を照射して
突起を形成しているので、突起が形成された領域は圧縮
応力が緩和（開放）された状態となってしまう。ここ
で、圧縮応力が緩和（開放）されるメカニズムについて
説明すると、例えば、化学強化法の一つとして知られて
いる低温型イオン交換法は、ガラス転移温度Ｔｇ以下の
温度域で、ガラス中のアルカリイオンを、それよりもイ
オン半径の大きいアルカリイオンと交換し、イオン交換
部の容積増加によってガラス表面に強い圧縮応力を発生
させてガラス表面を強化する方法である。そのイオン交
換はガラス表面から起こり、次第に内部に向かうのであ
るが、イオン交換後、再度加熱（この場合、レーザー光
の照射による加熱）を行うと、一度交換された大きなイ
オンは、ガラス内部へと更に移動し、表層部の大きなイ
オンの密度が小さくなり、したがって圧縮応力が緩和
（開放）された状態となる。

【００１０】このため、ＣＳＳ動作を繰り返していくう
ちに、磁気ヘッドから突起への衝撃が繰り返されること
によって突起がダメージ（亀裂、破壊等）を受け、ヘッ
ドクラッシュしてしまうことがあった。

【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、繰り返しＣＳＳ動作を行っても確実にヘッドク
ラッシュを防止することができる磁気ディスク用ガラス
基板及びその製造方法、並びに磁気ディスク及びその製
造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス基板
表面の所定の領域に、レーザー光の照射によって形成さ
れた突起を有する磁気ディスク用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の表面に、圧縮応力が緩和（開放）され
た領域が実質的に存在しないものである。

【００１３】ここで、圧縮応力が緩和（開放）された領
域が実質的に存在しないとは、ガラス基板の表面全面に
圧縮応力層が形成されているものは勿論含まれるが、上
述したメカニズムによって、少なくともレーザー光の照
射によって形成された突起部分において圧縮応力が緩和
（開放）されておらず、磁気ヘッドとは磁性層等を介し
て直接的に当接せずＣＳＳ動作時にヘッドから殆ど衝撃
を受けない極小領域の部分（例えば、突起と突起との間
のガラス基板表面部分）の圧縮応力が緩和（開放）され
ている状態も含むものである。圧縮応力を付与するに
は、レーザー照射後に、化学強化等によってガラス表面
を強化する方法などがある。

【００１４】なお、ガラス基板表面に圧縮応力が残留し
ているか否かは、偏光顕微鏡を用いて確認することがで
きる。即ち、低温型イオン交換法等によって化学強化さ
れたガラス基板表面の圧縮応力は、該表面に対して水平
に入る。一方、ガラス基板表面の圧縮応力が大きくなる
に従い、屈折率も大きくなる。従って、表面に対し水平
方向と垂直方向とでは、屈折率の差が生じ、光学的に異
方性となり複屈折を生じる。

【００１５】このような性質を利用し、偏光顕微鏡を用
いて圧縮応力に対して垂直に偏光を通し、その時のリタ
ーデイションをコンペンセーターで測定し、次式から応
力値を算出する。 σ＝（リターデイション）／（０．９８１×Ｂ×ｄ） σ：応力値、Ｂ：光弾性定数、ｄ：光の通過距離そして、レーザー光照射前後のガラス基板の応力値σを
比較することによって、圧縮応力の残留を確認すること
ができる。

【００１６】ここで、本発明で規定する圧縮応力の緩和
（開放）状態は、化学強化されたガラス基板において、
レーザー光照射後で、未照射の応力値と比較して５０％
以上低下する状態をいう。好ましくは上記低下率を２０
％以下、より好ましくは１０％以下に抑えることが信頼
性の点から望ましい。

【００１７】このように、ガラス基板の表面に圧縮応力
が緩和（開放）された領域が実質的に存在しないと、Ｃ
ＳＳ動作中に磁気ヘッドから突起に衝撃が繰り返し与え
られても、突起はダメージ（亀裂、破壊等）を受けない
ので、ヘッドクラッシュを起こすことがない。

【００１８】上記磁気ディスク用ガラス基板において、
前記突起をＣＳＳゾーンにのみ形成すると、磁気ディス
クのデータゾーンを、非常に平滑な表面状態に保てるの
で、磁気ヘッドの低浮上化が可能となり、高密度の記録
再生が可能となる。尚、データゾーンにおける表面粗さ
は、Ｒmaxで１５ｎｍ以下、Ｒａで１ｎｍ以下が好まし
い。より好ましくは、Ｒmaxで１０ｎｍ以下、Ｒａで
０．５ｎｍ以下、更に好ましくは、Ｒmaxで０．５ｎｍ
以下、Ｒａで０．３ｎｍ以下が望ましい。

【００１９】また、前記ガラス基板の材質としては、Ｓ
ｉＯ₂：６２〜７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量
％、Ｌｉ₂Ｏ：４〜１０重量％、Ｎａ₂Ｏ：４〜１２重量
％、ＺｒＯ₂：５．５〜１５重量％を主成分として含有
するとともに、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜
２．０、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜２．５
であるアルミノシリケートガラス、又は、ＴｉＯ₂：５
〜３０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１５モル％、ＳｉＯ₂：
３５〜６０モル％、ＣａＯ：１〜４５モル％、ＭｇＯ＋
ＣａＯ：１０〜４５モル％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ：３〜３
０モル％を含有しているアルミノシリケートガラスが好
適である。

【００２０】また、本発明の磁気ディスク用ガラス基板
の製造方法は、ガラス基板の所定の領域にレーザー光を
照射して突起を形成する工程と、突起を形成した前記ガ
ラス基板を化学強化する工程とを有するものである。

【００２１】突起形成工程では、ガラス基板にパルス状
のレーザー光を照射する。レーザー光はガラス基板表面
で吸収され、レーザー光のエネルギーは熱に変換され
る。この熱による温度上昇によって、ガラスが軟化・融
解すると共に体積膨張を起こす。この体積膨張により、
レーザー照射部のガラスがガラス基板表面から隆起し突
出する。レーザー照射後、熱が周囲に拡散して急冷され
ると、ガラス基板のガラスはほぼ膨張した体積を保った
ままで固化し、突起が形成される。突起は、ガラス基板
面のＣＳＳゾーンなどに適宜間隔で多数形成する。

【００２２】次いで、化学強化工程で、ガラス基板表面
には圧縮応力層などが形成され強化される。このよう
に、レーザー照射によって突起を形成した後に、ガラス
基板表面を化学強化しているので、ＣＳＳ動作中に磁気
ヘッドから繰り返し衝撃を受けても、突起が破壊される
ことがなくなる。

【００２３】なお、レーザー光が照射されるガラス基板
としては、化学強化等によって表面が強化されたガラス
基板であっても、強化されていないガラス基板であって
もよい。化学強化されたガラス基板に対してレーザー光
を照射して突起を形成すると、突起が形成された領域で
は圧縮応力が緩和される（開放された状態となる）が、
レーザー照射後に化学強化を行っているので、突起部分
には圧縮応力などが付与され強化される。

【００２４】ガラス基板の化学強化は、所定枚数のロッ
ト毎に行うが、化学強化処理によって得られるガラス基
板の表面状態はロット毎に異なる。このため、一定のレ
ーザー光を照射しても、基板表面のレーザー吸収量など
の相違によって、形成される突起の高さなどはロット毎
にバラツキがある。しかしながら、化学強化などを施し
ていない未強化ガラス基板に対してレーザー光を照射し
て突起を形成した後、この突起が形成されたガラス基板
を化学強化するようにすれば、突起の高さなどがロット
間でバラツキが少なく、精度の良い突起を形成でき、Ｃ
ＳＳ特性が良好で、信頼性の高い磁気ディスク用ガラス
基板が得られる。

【００２５】化学強化方法としては、従来より公知の化
学強化法であれば何れの方法でもよい。ガラス基板の化
学強化は、例えば、加熱した化学強化溶液にガラス基板
を浸漬し、ガラス基板表層のイオンを化学強化溶液中の
イオンでイオン交換して行う。ここで、イオン交換法と
しては、低温型イオン交換法、高温型イオン交換法、表
面結晶化法、ガラス表面の脱アルカリ法などが知られて
いるが、ガラス転移点の観点からガラス転移温度を超え
ない領域でイオン交換を行う低温型イオン交換法を用い
ることが好ましい。

【００２６】低温型イオン交換法は、ガラス転移温度Ｔ
ｇ以下の温度域で、ガラス中のアルカリイオンを、それ
よりもイオン半径の大きいアルカリイオンと交換し、イ
オン交換部の容積増加によってガラス表層に強い圧縮応
力を発生させてガラス表面を強化する方法である。

【００２７】尚、ガラス基板としては、化学強化可能な
ガラス基板であれば特に制限されない。具体的なガラス
基板の材質としては、例えば、アルミノシリケートガラ
ス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラ
ス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガ
ラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、
結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。
尚、アルミシリケートガラスは、耐衝撃性や、耐振動性
に優れるため特に好ましい。

【００２８】上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
において、前記化学強化する工程で、前記ガラス基板を
浸漬する化学強化処理液の温度と浸漬時間とを制御し
て、前記突起を磁気ヘッドとの吸着を防止する所定高さ
まで増長させるのがよい。

【００２９】化学強化処理を行うと、レーザー光の照射
で形成された突起が更に増長ないし増大する。これは、
化学強化処理による圧縮応力が突起部分に加わるためと
考えられる。突起は、レーザー照射と化学強化処理との
二段階で形成されるので、化学強化処理による増加分を
見込んで、突起を形成する際のレーザー光のエネルギー
を低く抑えておく。このように二段階で突起を形成する
ことによって、比較的にロット間による突起のバラツキ
のない信頼性の高い磁気ディスク用ガラス基板が得られ
る。

【００３０】化学強化溶液としては、硝酸カリウム（Ｋ
ＮＯ₃）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ₃）、炭酸カリウム
（Ｋ₂ＣＯ₃）などの溶融塩や、これらの塩を混合したも
の（ＫＮＯ₃＋ＮａＮＯ₃、ＫＮＯ₃＋Ｋ₂ＣＯ₃など）の
溶融塩、或いは、これらの塩にＣｕ，Ａｇ，Ｒｂ，Ｃｓ
などのイオンの塩を混合したものの溶融塩等が挙げられ
る。尚、化学強化溶液は、溶融塩でなく上記塩の溶液で
あってもよい。

【００３１】化学強化溶液の加熱温度は、イオン交換等
の観点から、２８０〜６００℃、特に３００〜４００℃
であることが好ましい。また、浸漬時間は、数時間〜数
十時間とすることが好ましい。化学強化工程ではガラス
基板に所望な圧縮応力、引張応力、圧縮応力層の深さを
得るために、上記の化学強化溶液の種類、加熱温度、浸
漬時間を適宜調整して行われる。

【００３２】また、突起の高さはＲmaxで２０〜３００
Åが好ましい。突起の高さが２０Å未満の場合、磁気デ
ィスクと磁気ヘッドの吸着が起き、また、突起高さが３
００Åを超えた場合、磁気ヘッドの低浮上化が実現でき
ないので好ましくない。尚、特に前記突起がＣＳＳゾー
ンにのみ形成されている場合は、データゾーンの表面粗
さとＣＳＳゾーンの表面粗さに格差があるため、データ
ゾーンからＣＳＳゾーンへのシーク動作時にヘッドクラ
ッシュが起き易くなるので、突起の高さは低く抑えるの
がよい。

【００３３】また、前記突起をＣＳＳゾーンにのみ形成
すると、磁気ディスクのデータゾーンを非常に平滑な表
面状態に保て、磁気ヘッドの低浮上化が可能となるの
で、高密度の記録再生が実現できる。

【００３４】未強化ガラス基板にレーザー光を照射して
突起形成を達成するには、前記ガラス基板の組成は、ア
ルミシリケートガラスとしては、ＳｉＯ₂：６２〜７５
重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：４〜１
０重量％、Ｎａ₂Ｏ：４〜１２重量％、ＺｒＯ₂：５．５
〜１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ₂
Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜２．０、Ａｌ₂Ｏ₃／Ｚ
ｒＯ₂の重量比が０．４〜２．５であるアルミノシリケ
ートガラスが、また、特に、磁気ディスクの高速回転に
十分耐えうる高ヤング率のガラスとしては、ＴｉＯ₂：
５〜３０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１５モル％、Ｓｉ
Ｏ₂：３５〜６０モル％、ＣａＯ：１〜４５モル％、Ｍ
ｇＯ＋ＣａＯ：１０〜４５モル％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ：
３〜３０モル％を含有しているアルミノシリケートガラ
スが好適である。

【００３５】また、本発明の磁気ディスクは、所定の領
域に、レーザー光の照射によって形成された突起を有す
るガラス基板と、このガラス基板上に順に下地層、磁性
層、保護層が形成された磁気ディスクであって、前記ガ
ラス基板の表面に、圧縮応力が緩和（開放）された領域
が実質的に存在しないものである。

【００３６】レーザー照射による突起を有し、且つ基板
表面に圧縮応力が緩和（開放）された領域が実質的に存
在しないガラス基板を用い、このガラス基板上に少なく
とも下地層、磁性層、保護層が形成された磁気ディスク
なので、ＣＳＳ特性・ＣＳＳ耐久性が良好で、信頼性の
高い磁気ディスクを得ることができる。

【００３７】上記磁気ディスクにおいて、前記突起がＣ
ＳＳゾーンにのみ形成されていると、磁気ヘッドの低浮
上化が図れ、高密度の記録再生が実現できるので好まし
い。

【００３８】また、前記ガラス基板としては、Ｓｉ
Ｏ₂：６２〜７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量％、
Ｌｉ₂Ｏ：４〜１０重量％、Ｎａ₂Ｏ：４〜１２重量％、
ＺｒＯ₂：５．５〜１５重量％を主成分として含有する
とともに、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜２．
０、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜２．５であ
るアルミノシリケートガラス、又は、ＴｉＯ₂：５〜３
０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１５モル％、ＳｉＯ₂：３５
〜６０モル％、ＣａＯ：１〜４５モル％、ＭｇＯ＋Ｃａ
Ｏ：１０〜４５モル％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ：３〜３０モ
ル％を含有しているアルミノシリケートガラスが好まし
い。

【００３９】また、本発明の磁気ディスクの製造方法
は、ガラス基板の所定の領域にレーザー光を照射して突
起を形成する工程と、突起を形成した前記ガラス基板を
化学強化する工程と、前記化学強化されたガラス基板上
に、下地層、磁性層、保護層を形成する工程とを有する
ものである。

【００４０】上記磁気ディスクの製造方法において、前
記ガラス基板として、ＳｉＯ₂：６２〜７５重量％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：４〜１０重量％、
Ｎａ₂Ｏ：４〜１２重量％、ＺｒＯ₂：５．５〜１５重量
％を主成分として含有するとともに、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂
の重量比が０．５〜２．０、Ａｌ₂Ｏ₃／ＺｒＯ₂の重量
比が０．４〜２．５であるアルミノシリケートガラス、
または、ＴｉＯ₂：５〜３０モル％、Ａｌ₂Ｏ₃：０〜１
５モル％、ＳｉＯ₂：３５〜６０モル％、ＣａＯ：１〜
４５モル％、ＭｇＯ＋ＣａＯ：１０〜４５モル％、Ｌｉ
₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ：３〜３０モル％を含有しているアルミノ
シリケートガラスが好ましい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図１は本発明に係る磁気ディスク
の一実施形態の断面図を示す。

【００４２】磁気ディスクは、図１に示すように、表層
に圧縮応力層Ｓを有し、レーザー光の照射によりＣＳＳ
ゾーンに突起Ｂが形成された円盤状のガラス基板１上
に、下地層２、磁性層３、保護層４、潤滑層５が順次積
層されてなる。

【００４３】ガラス基板１としては、ＳｉＯ₂：６２〜
７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃：５〜１５重量％、Ｌｉ₂Ｏ：４
〜１０重量％、Ｎａ₂０：４〜１２重量％、ＺｒＯ₂：
５．５〜１５重量％を主成分として含有するとともに、
Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂の重量比が０．５〜２．０、Ａｌ₂Ｏ₃
／ＺｒＯ₂の重量比が０．４〜２．５であるアルミノシ
リケートガラス、またはＴｉＯ₂：５〜３０モル％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃：０〜１５モル％、ＳｉＯ₂：３５〜６０モル
％、ＣａＯ：１〜４５モル％、ＭｇＯ＋ＣａＯ：１０〜
４５モル％、Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ：３〜３０モル％を含有
しているアルミノシリケートガラスを用いた。

【００４４】まず、上記組成の未強化のガラス基板に対
してレーザー光を照射して突起を形成し、次いで、低温
型イオン交換法を用いてガラス基板に化学強化を施し
た。

【００４５】ガラス基板へのレーザー照射は、図２に概
念的に示すレーザーテクスチャー装置によって行った。
レーザーテクスチャー装置は、レーザー加工用光源とし
てのＣＯ₂パルスレーザー装置６を備え、このＣＯ₂パル
スレーザー装置６から発した波長１０．６μｍのレーザ
ー光Ｌを、丁度、ガラス基板１表面の所定の位置に焦点
を結ぶように、ミラー７、集光レンズ８を配置した。ま
た、突起が形成されるガラス基板１を、その円周方向に
回転する回転機構と、ガラス基板１をその半径方向に移
動可能な移動機構とを備えた駆動モーター９上に搭載し
た。そして、駆動モーター９上に搭載したガラス基板１
を、所定の速度で回転させつつ半径方向に移動させなが
ら、パルス幅１〜３０μｓｅｃ、パワー１００〜３００
ｍＷのスポット状のレーザー光をガラス基板１表面に向
けて照射し、ＣＳＳゾーンに適宜間隔で多数の突起を形
成した（尚、化学強化したガラス基板に対してもレーザ
ー光照射による突起形成を図２の装置で行ったが、その
際には、パルス幅１〜３０μｓｅｃ、パワー８０〜２５
０ｍＷの範囲でレーザー光を照射した。）。

【００４６】次に、レーザー照射によって突起を形成し
たガラス基板に化学強化を施した。化学強化は、所定温
度に加熱した化学強化溶液中に、ガラス基板を所定時
間、浸潰して行った。この化学強化工程後に得られたガ
ラス基板の突起Ｂの突起高さ及び突起幅は、図３に示す
ように、化学強化工程前のレーザー照射によって形成さ
れた突起Ｂ₀に比べて増長されていた。これは、化学強
化処理によって、レーザー光照射によって形成された突
起Ｂ₀には、図３に示すように圧縮応力が突起の両側か
ら加わり、突起の高さ及び幅が増長されたと考えられ
る。このように、レーザー光の照射による突起形成を化
学強化工程の前にすることによって、突起部分を含むガ
ラス基板表面全面にわたって圧縮応力層が形成されるの
で、ＣＳＳ動作を繰り返し行っても突起にダメージは起
こらず、ヘッドクラッシュを確実に防止できる。

【００４７】次いで、上記化学強化後のガラス基板面
に、スパッタリング装置を用いて、下地層２、磁性層
３、保護層４を順次成膜した後、保護層４表面に潤滑層
５を形成して磁気ディスクを作製した。

【００４８】磁気ディスクの下地層２は、磁性層３に応
じて選択される。下地層としては、例えば、Ｃｒ，Ｍ
ｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｗ，Ｖ，Ｂ，Ａｌ，Ｎｉなどの非磁性
金属から選ばれる少なくとも一種以上の材料からなる下
地層等が挙げられる。Ｃｏを主成分とする磁性層の場合
には、磁気特性向上等の観点からＣｒ単体やＣｒ合金で
あることが好ましい。また、下地層は単層とは限らず、
同一又は異種の層を積層した複数層構造とすることもで
きる。例えば、Ｃｒ／Ｃｒ、Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ｃｒ／Ｃ
ｒＶ、ＣｒＶ／ＣｒＶ、Ａｌ／Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ａｌ／
Ｃｒ／Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｒ／ＣｒＶ、Ａｌ／ＣｒＶ／Ｃｒ
Ｖ等の多層下地層が挙げられる。

【００４９】磁気ディスクの磁性層３の材料には特に制
限はない。磁性層としては、例えば、Ｃｏを主成分とす
るＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＣｒ、Ｃｏ
ＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＮｉＰｔや、ＣｏＮｉＣ
ｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣ
ｒＰｔＴａＳｉＯなどの磁性薄膜が挙げられる。磁性層
は、磁性膜を非磁性膜（例えば、Ｃｒ、ＣｒＭｏ、Ｃｒ
Ｖなど）で分割してノイズの低減を図った多層構成（例
えば、ＣｏＰｔＣｒ／ＣｒＭｏ／ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣ
ｒＴａＰｔ／ＣｒＭｏ／ＣｏＣｒＴａＰｔなど）として
もよい。

【００５０】磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）又は、大
型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）対応の磁性層とし
ては、Ｃｏ系合金に、Ｙ、Ｓｉ、希土類元素、Ｈｆ、Ｇ
ｅ、Ｓｎ、Ｚｎから選択される不純物元素、又はこれら
の不純物元素の酸化物を含有させたものなども含まれ
る。

【００５１】また、磁性層としては、上記の他、フェラ
イト系、鉄−希土類系や、ＳｉＯ₂、ＢＮなどからなる
非磁性膜中にＦｅ、Ｃｏ、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉＰｔ等の
磁性粒子が分散された構造のグラニュラーなどであって
もよい。また、磁性層は、面内型、垂直型のいずれの記
録形式であってもよい。

【００５２】磁気ディスクの保護層４には特に制限はな
い。保護層としては、例えば、Ｃｒ膜、Ｃｒ合金膜、カ
ーボン膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられる。こ
れらの保護膜は、下地層、磁性層等とともにインライン
型スパッタ装置等で連続して形成できる。また、これら
の保護膜は、単層としてもよく、或いは、同一又は異種
の膜からなる多層構成としてもよい。

【００５３】磁気ディスクの潤滑層５には特に制限はな
い。また、場合によっては省略することも可能である。
潤滑層は、例えば、液体潤滑剤であるパーフルオロエー
テルをフレオン系などの溶媒で希釈し、媒体表面にディ
ップ法、スピンコート法、スプレイ法等によって塗布
し、必要に応じ加熱処理を行って形成する。

【００５４】

【実施例】以下、磁気ディスクの製造方法の実施例に基
づき本発明をさらに具体的に説明する。

【００５５】（実施例１）（ａ）ガラス基板の準備工程アルミノシリケートガラス基板を、外径６５ｍｍφ、中
心部の穴径２０ｍｍφ、厚さ０．６５ｍｍのディスク状
に加工し、その両主表面及び内外周端面をＲmaxで０．
５ｎｍ以下、Ｒaで０．３ｎｍ以下になるように精密研
磨する。この精密研磨したガラス基板を、洗浄機内にお
いて、純水及び純度９９．９％以上のイソプロピルアル
コール（ＩＰＡ）中で、それぞれ５分間超音波洗浄し、
ＩＰＡ蒸気中に１．５分間放置後、乾燥させてガラス基
板を得た。

【００５６】尚、アルミノシリケートガラスとしては、
重量％表示で、ＳｉＯ₂：６２〜７５％、Ａｌ₂Ｏ₃：５
〜１５％、Ｌｉ₂Ｏ：４〜１０％、Ｎａ₂Ｏ：４〜１２
％、ＺｒＯ₂：５．５〜１５％を主成分として含有する
とともに、Ｎａ₂Ｏ／ＺｒＯ₂：０．５〜２．０、Ａｌ₂
Ｏ₃／ＺｒＯ₂：０．４〜２．５（例えば、重量％表示
で、ＳｉＯ₂：６３．５％、Ａｌ₂Ｏ₃：１４．０％、Ｌ
ｉ₂Ｏ：６．０％、Ｎａ₂Ｏ：１０．０％、ＺｒＯ₂：
７．０％）を使用した。

【００５７】（ｂ）レーザー光照射による突起形成工程次に、上記洗浄したガラス基板の両面に、図２に概念的
に示すレーザーテクスチャー装置によってＣＳＳゾーン
に突起を形成させた。即ち、駆動モーター上に搭載され
たガラス基板を、回転速度１２０ｒｐｍで回転させ、半
径方向の移動速度を９．６ｍｍ／ｍｉｎにしながら、パ
ワー２００ｍＷ、パルス幅２０μｓｅｃ、レーザー光ス
ポット径５０μｍ、隣り合うレーザー光のスポット照射
位置の間隔を８０μｍとし、レーザー光をガラス基板表
面に向けてレーザー光を照射した。尚、テクスチャー加
工領域は、ディスク半径１３．０ｍｍ〜１６．０ｍｍの
範囲となるように、また、テクスチャーの突起部の配列
が正方格子状になるようにレーザー光を照射した。

【００５８】上述のテクスチャー加工後ガラス基板表面
を観察したところ、等間隔に先端が丸みを帯びた突起が
形成されていることが確認された。この突起の突起高さ
及び突起幅を形状測定装置（Ｗｙｋｏ製ＨＤ２００
０）によって確認したところ、平均突起高さ１００Å、
平均突起幅１３μｍであった。

【００５９】上述と同様に、この得られたガラス基板
を、洗浄機内において、純水及び純度９９．９％以上の
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中で、それぞれ５分
間超音波洗浄し、ＩＰＡ蒸気中に１．５分間放置後、乾
燥させてＣＳＳゾーンにのみに突起が形成されたガラス
基板を得た。

【００６０】（ｃ）化学強化工程次に、上記ＣＳＳゾーンのみに突起が形成されたガラス
基板に化学強化を施した。化学強化は、硝酸カリウム
（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学
強化溶液を用意し、この化学強化溶液を４００℃に加熱
し、３００℃に予熱された洗浄済みのガラス基板を約３
時間浸潰して行った。

【００６１】上記化学強化を終えたガラス基板を、２０
℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。急冷
を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した硫酸に浸漬
し、超音波をかけながら洗浄を行った。

【００６２】この化学強化工程後に得られたガラス基板
の突起高さ及び突起幅を上記形状測定装置（Ｗｙｋｏ製
ＨＤ２０００）によって測定したところ、平均突起高
さは、１５０Å、平均突起幅１５μｍと、化学強化工程
前に比べて突起が増長されていた。これは、化学強化工
程によって、レーザー光照射によって形成された各突起
には、図３に示すように圧縮応力が突起の両側からかか
り突起高さが増長されたと考えられる。

【００６３】また、化学強化溶液に浸漬処理することに
よって、ガラス基板表層のリチウムイオン、ナトリウム
イオンは、化学強化溶液中のナトリウムイオン、カリウ
ムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板表面全体が強
化される。このガラス基板表面を偏光顕微鏡で観察した
が、基板表面に圧縮応力が緩和（開放）された領域は存
在しなかった。

【００６４】（ｄ）成膜工程上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板
の両面に、インライン型スパッタリング装置を用いて、
Ａｌ下地層、Ｃｒ下地層、ＣｒＭｏ下地層、ＣｏＣｒＴ
ａＰｔ磁性層、カーボン保護層を順次成膜し、次いで、
保護層の形成までの工程を終えた基板を、上記インライ
ン型スパッタリング装置から取り出し、その保護層表面
に、浸漬法によってパーフルオロポリエーテル液体潤滑
層を形成して磁気ディスクを得た。

【００６５】評価こうして得られた磁気ディスクを、荷重３ｇの７０％ヘ
ッドスライダを用いた１０万回のＣＳＳ耐久試験を行っ
たが、磁気ディスクと磁気ヘッドが吸着することはな
く、またヘッドクラッシュも発生せず、ＣＳＳ耐久性も
良好であった。

【００６６】（比較例１）実施例１におけるレーザー光
照射による突起形成工程と、化学強化工程を順序を入れ
替えたこと（「化学強化工程」→「レーザー光照射によ
る突起形成工程」）以外は、実施例１と同様にして磁気
ディスクを得た。尚、レーザー光の照射条件、化学強化
条件は適宜調整して、実施例１とほぼ同じ突起高さ、突
起幅を有するガラス基板を用いた。また、このガラス基
板表面を偏光顕微鏡で観察したところ、突起の頂点近傍
にレーザー光の照射によって圧縮応力層が緩和（開放）
された領域が存在することが確認された。

【００６７】評価こうして得られた磁気ディスクを荷重３ｇの７０％ヘッ
ドスライダを用いた１０万回のＣＳＳ耐久試験を行った
が、ＣＳＳゾーンの中間領域内でヘッドクラッシュが発
生した。このヘッドクラッシュした領域を観察したとこ
ろ、ガラス基板上に形成した膜が剥がれ、かつガラス基
板上に形成した突起が欠けていた。これは、磁気ヘッド
から突起への強い衝撃が繰り返されていくうちに、突起
がその衝撃に耐えられず、欠けたことによるものと思わ
れる。

【００６８】上記の実施例１（「レーザー光照射による
突起形成工程」→「化学強化工程」）と、比較例１
（「化学強化工程」→「レーザー光照射による突起形成
工程」）の製造方法によって得られた磁気ディスクを各
２５枚評価したところ、実施例１の磁気ディスクでは全
てヘッドクラッシュは発生せず、ＣＳＳ耐久性良好なも
のであったが、比較例１の磁気ディスクは、２５枚中６
枚が１０万回のＣＳＳ耐久試験中にヘッドクラッシュが
発生してしまった。

【００６９】（実施例２〜６、比較例２〜３）次に、レ
ーザー光照射条件及び、化学強化条件を適宜調整し、ガ
ラス基板上に形成された突起の高さ（Ｒmax）を１５Å
（比較例２）、２０Å（実施例２）、５０Å（実施例
３）、１００Å（実施例４）、２００Å（実施例５）、
３００Å（実施例６）、３２０Å（比較例３）にした他
は、実施例１（「レーザー光照射による突起形成工程」
→「化学強化工程」）と同様にして磁気ディスクを得
た。

【００７０】評価こうして得られた磁気ディスクを荷重３ｇの７０％ヘッ
ドスライダを用いた１０万回のＣＳＳ耐久試験を行った
結果を表１に示す。

【００７１】

【表１】上記の結果から明らかなように、ガラス基板上の突起の
高さが２０〜３００Åの時、ＣＳＳ耐久性が良好である
ことがわかる。突起高さが２０Å未満の場合、磁気ヘッ
ドと磁気ディスクが吸着してしまい、また突起高さが３
００Åを越えた場合、データゾーンからＣＳＳゾーンへ
のシ−ク動作の際、データゾーンとＣＳＳゾーンの境界
部で磁気ヘッドが突起に衝突してしまいヘッドクラッシ
ュしてしまった。

【００７２】以上好ましい実施例を挙げて本発明を説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。

【００７３】例えば、上述の実施例及び比較例では、突
起をＣＳＳゾーンにのみ形成したが、データゾーンを含
む基板表面全体にわたって突起を形成してもよい。この
場合、突起の高さは、２０〜３００Åであることが好ま
しい。２０Å未満だと磁気ヘッドが吸着してしまうし、
３００Åを越えた場合、磁気ヘッドの低浮上走行化が実
現できず、高密度の記録再生ができないので好ましくな
い。

【００７４】また、本発明で使用したレーザーは、波長
１０．６μｍの赤外域のＣＯ₂レーザーを使用したが、
これに限らず、紫外域の波長を発生するエキシマレーザ
ーや、ＹＡＧレーザーの高調波を利用したものなどガラ
ス基板にテクスチャー加工に可能な波長であれば何でも
よい。

【００７５】また、突起の形状としては、実施例、比較
例のように単に隆起した突起に限らず、図４（ａ）のよ
うに、中央部が高く突出した頂部１０を有し、その外周
に円環状突出部（ないしリム）１１を有する突起や、図
４（ｂ）のように、中央に窪み部１２を有し、その外周
に円環状突出部１１を有する突起形状などであっても勿
論よい。

【００７６】また、上述の実施例及び比較例では、未化
学強化ガラス基板にレーザー光照射を行い突起を形成
し、化学強化処理を行ったが、本発明の磁気ディスク用
ガラス基板を得るために、「化学強化工程」→「レーザ
ー光照射による突起形成工程」→「化学強化工程」とし
てもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、レーザ
ー照射によって突起を形成したガラス基板の表面が圧縮
応力層などによって確実に強化されているので、繰り返
しＣＳＳ動作を行ってもヘッドクラッシュが起きず、信
頼性が高く、低浮上走行・高記録密度化に最適な磁気デ
ィスク用ガラス基板、磁気ディスクが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気ディスクの一実施形態を示す
断面図である。

【図２】ガラス基板表面に突起を形成するレーザーテク
スチャー装置を示す概略構成図である。

【図３】レーザー照射によって突起を形成したガラス基
板に対して、化学強化処理を行ったときの突起の増長過
程を説明するための突起の断面図である。

【図４】レーザー照射によって形成される種々の突起形
状を示す断面図である。

【符号の説明】

１ガラス基板２下地層３磁性層４保護層５潤滑層Ｂ突起Ｓ圧縮応力層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス基板表面の所定の領域に、レーザ
ー光の照射によって形成された突起を有する磁気ディス
ク用ガラス基板において、前記ガラス基板の表面に、圧縮応力が緩和された領域が
実質的に存在しないことを特徴とする磁気ディスク用ガ
ラス基板。
【請求項２】前記突起がＣＳＳゾーンにのみ形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク
用ガラス基板。
【請求項３】ガラス基板の所定の領域にレーザー光を
照射して突起を形成する工程と、突起を形成した前記ガラス基板を化学強化する工程とを
有することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製
造方法。
【請求項４】前記化学強化する工程において、前記ガ
ラス基板を浸漬する化学強化処理液の温度と浸漬時間と
を制御して、前記突起を磁気ヘッドとの吸着を防止する
所定高さまで増長させることを特徴とする請求項３に記
載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】前記突起の高さがＲmaxで２０〜３００
Åであることを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気
ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項６】前記突起がＣＳＳゾーンにのみ形成され
ていることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一項
に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項７】所定の領域に、レーザー光の照射によっ
て形成された突起を有するガラス基板と、このガラス基
板上に順に下地層、磁性層、保護層が形成された磁気デ
ィスクにおいて、前記ガラス基板の表面に、圧縮応力が緩和された領域が
実質的に存在しないことを特徴とする磁気ディスク。
【請求項８】前記突起がＣＳＳゾーンにのみ形成され
ていることを特徴とする請求項７に記載の磁気ディス
ク。
【請求項９】ガラス基板の所定の領域にレーザー光を
照射して突起を形成する工程と、突起を形成した前記ガラス基板を化学強化する工程と、前記化学強化されたガラス基板上に、下地層、磁性層、
保護層を形成する工程とを有することを特徴とする磁気
ディスクの製造方法。