KR20060049836A - 수직 자기 기록 디스크의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 평탄 또는 평활한 수직 자기 기록 디스크를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
연자성층(13)의 표면을 평활하게 연마한 후에, 수직 기록층(15)은 이 평활하게 연마한 연자성층(13)의 표면에 중간층(14)을 거쳐서, 또는 직접 형성된다. 이에 의해, 연자성층(13)의 표면으로부터 이상 성장에 의해 형성된 돌기나 부착물이 제거된다. 기판(11)의 양면에 형성된 각각의 연자성층(13)의 표면은 고정 지립 연마된다. 이 고정 지립 연마는 기판(11)을 회전시키고, 이 기판(11)의 양면 상의 각각의 연자성층(3)의 표면에 패드(24)를 거쳐서 연마 테이프(26)를 압박하고, 패드(26)를 기판(11)의 화살표 X로 나타내는 직경 방향으로 왕복 이동시킴으로써 행해진다. 연마 테이프(26)는 기판(11)의 직경 방향으로 연속적으로 이송해도 좋고, 정시시킨 상태라도 좋다.
연자성층, 패드, 연마 테이프, 기판, 수직 기록층
Description
도1의 (A) 및 도1의 (B)는 수직 자기 기록 디스크의 단면도.
도2는 양면 연마 장치를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 수직 자기 기록 디스크
11 : 기판
12 : 기초층
13 : 연자성층
14 : 중간층
15 : 수직 기록층
16 : 보호층
20 : 양면 연마 장치
21 : 스핀들
22 : 연마 헤드
23 : 아암
24 : 패드
25 : 가압 수단
26 : 연마 테이프
X : 왕복 이동 방향
[문헌 1] IBM 도꾜기소겡뀨쇼 홈페이지, 연구 분야 프로젝트, "수직 자기 기록"(http://www.trl.ibm.com/projects/perpen/)
[문헌 2] 도꾜고교다이가꾸 덴시부리쯔고가꾸까 나까가와 겡뀨시쯔 홈페이지, 연구 소개, "Co-Cr계 고밀도 수직 자기 기록 매체의 작성"(http://spin.pe.titech.ac.jp/hp/research/nfts2/)
[문헌 3] 일본 특허 출원 제2004-129140호
[문헌 4] 일본 특허 공개 제2001-162504호 공보
본 발명은 수직 자기 기록 디스크를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
문자, 화상, 음성 등의 정보를 기록하여 재생하는 정보 처리 장치가 컴퓨터뿐만 아니라 텔레비전, 카메라, 전화기 등에도 탑재되게 되고, 정보 처리 장치에는 보다 높은 처리 능력(즉 기록 용량의 증대)과, 재생의 정확함이 요구되고, 또한 정보 처리 장치의 소형화가 요구되고 있다.
정보는 정보 처리 장치의 자기 헤드에 의해 자기 기록 매체에 자기적으로 기 록되고, 또한 자기 기록 매체로부터 재생된다.
이와 같은 자기 기록 매체로서 수직 자기 기록 디스크가 검토되고 있다(비특허 문헌 1 및 2 참조). 이 수직 자기 기록 디스크는 표면에 알루마이트 처리나 Ni-P 도금 등을 실시한 알루미늄 기판이나 유리 기판 등(이하, 이들을 총칭하여 기판이라 함)의 표면에 고투자율의 연자성층, 수직 기록층 및 보호층을 스패터링이나 도금 등의 성막 기술을 이용하여 차례로 형성한 것이다. 수직 기록층은 고온의 기판 표면에 퇴적시킨 자성 재료의 조성 분리에 의한 편석 구조를 가진 기둥 형상의 결정자가 집합된 것이고, 각 결정자는 기판의 표면과 수직인 방향으로 신장하는 강자성의 기둥 형상의 중심 부분과 이 중심 부분의 주위에 형성되는 비자성의 주위 부분으로 구성되고, 이들 기둥 형상의 결정자에 의해 기판의 표면과 수직인 방향으로 자화하는 기록 비트가 형성된다.
이와 같이, 수직 자기 기록 디스크에서는 기판의 표면과 수직인 방향으로 신장하는 기둥 형상의 결정자로 이루어지는 수직 기록층을 형성하기 위해 기판에는 높은 평활성(평균 표면 거칠기가 2.0 Å 이하인 범위)과, 높은 평탄성(0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1 Å 이하인 범위)이 요구되고 있다. 일반적으로, 기판의 표면은 유리 지립 연마에 의해 평활하면서 또한 평탄하게 연마되어 있다. 유리 지립 연마는 정반 연마와 테이프 연마로 크게 나뉘고, 정반 연마는 표면에 직포, 부직포, 발포체 등으로 이루어지는 패드를 부착한 상하 정반 사이에 기판을 끼운 상태에서 상하 정반을 상대적으로 회전시키고, 상하 정반 사이에 연마 슬러리를 공급함으로써 행해진다. 한편, 테이프 연마는 기판을 회전시키고, 이 기판의 표면에 연마 슬러리를 공급하고, 이 기판의 표면에 직포, 부직포, 식모포 또는 기모포(起毛布)로 이루어지는 테이프를 압박하여, 이 테이프를 주행시킴으로써 행해진다. 연마 슬러리는 지립 및 분산매로 구성되고, 지립으로서 예를 들어 충격법에 의해 생성되는 인공 다이아몬드로 이루어지는 입경 50 ㎚ 미만의 인공 다이아몬드 입자를 사용함으로써 상기한 요구를 충족시키는 기판을 얻을 수 있다[본원의 출원인과 동일한 출원인에 의한 일본 특허 출원 제2004-129140호(평성 16년 4월 26일 출원)를 참조].
정보의 기록 용량의 증대와, 재생의 정확함은 자기 디스크(수직 자기 기록 디스크)의 표면과 자기 헤드 사이의 거리에 크게 의존한다. 즉, 정보는 자기 헤드로부터 자기 신호를 출력하여 수직 기록층에 작은 자석을 형성함으로써 기록되고, 이 작은 자석으로부터의 자기 신호를 자기 헤드로 판독함으로써 재생되므로, 자기 헤드가 자기 디스크의 표면으로부터 멀어지면, 자기 헤드로부터 출력되는 자기 신호가 확산되어 단위 면적당 기록량(기록 밀도 또는 기록 용량)이 저하되므로 정보의 기록 용량을 증대시키고, 정확하게 재생하기 위해서는 자기 디스크의 표면과 자기 헤드 사이의 거리를 작게 해야만 하고, 또한 단위 면적당 기록량을 증대시키면 자기 디스크를 소형화할 수 있는 것이다. 이로 인해, 자기 디스크의 표면과 자기 헤드 사이의 거리를 15 ㎚ 이하로 하는 것이 요구되고 있다.
[비특허문헌 1] IBM 도꾜기소겡뀨쇼 홈페이지, 연구 분야 프로젝트, "수직 자기 기록"(http://www.trl.ibm.com/projects/perpen/)
[비특허 문헌 2] 도꾜고교다이가꾸 덴시부리쯔고가꾸까 나까가와 겡뀨시쯔 홈페이지, 연구 소개, "Co-Cr계 고밀도 수직 자기 기록 매체의 작성"(http://spin.pe.titech.ac.jp/hp/research/nfts2/)
그러나, 두께 0.1 ㎛ 내지 3 ㎛의 연자성층이 스패터링이나 도금 등의 성막 기술에 의해 형성되므로, 성막에 시간이 걸리고 성막 중에 특정 방향의 결정이 이상 성장(에피택셜 그로스)하거나 이물질(파티클)이 부착한다. 그리고, 이 연자성층의 표면에 수직 기록층 및 보호층을 차례로 형성하면, 수직 자기 기록 디스크의 표면에 연자성층에 이상 성장에 의해 형성된 돌기나 부착물(파티클)에 기인한 요철이 형성되어, 수직 자기 기록 디스크의 표면과 자기 헤드 사이의 거리를 15 ㎚ 이하로 안정시킬 수 없는 문제가 발생한다.
또한, 정반 연마(유리 지립 연마)에서는 미크론 단위의 두께의 연자성층의 표면을 고정밀도로 연마하는 것이 곤란하고, 또한 기판의 세정이 기판을 정반으로부터 취출한 후 행해지므로, 세정을 개시하기까지 시간이 걸려 낮은 내식성의 금속막인 연자성층을 부식시키는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 표면이 평탄하고 또한 평활한 수직 자기 기록 디스크를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 수직 자기 기록 디스크를 제조하는 방법이다.
수직 자기 기록 디스크는 디스크 형상의 기판의 양면을 평활하게 연마하여 이 기판의 양면 상에 연자성층, 수직 기록층 및 보호층을 차례로 형성함으로써 제 조된다.
기판으로서, 표면에 알루마이트 처리 또는 Ni-P 도금을 실시한 알루미늄 기판, 또는 유리 기판이 사용된다.
기판의 양면은 기지의 유리 지립 연마(또는, 상기한 일본 특허 출원 제2004-129140호에 개시되는 연마 슬러리를 사용한 유리 지립 연마)에 의해 평활하게 연마된다.
연자성층은 기판의 양면에 기초층을 거쳐서 또는 직접 형성된다. 연자성층은 고투자성의 재료로 이루어지고, Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C, P 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금으로 이루어진다. 또한, 연자성층은 Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Pt, Zr, Nb, Ti, Cr, Ru 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 합금으로 이루어진다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는 이 연자성층의 표면을 평활하게 연마한다. 그리고, 수직 기록층은 이 평활하게 연마한 연자성층의 표면에 중간층을 거쳐서 또는 직접 형성된다. 이에 의해, 연자성층에 이상 성장에 의해 형성된 돌기나 부착물이 제거된다.
각각의 층은 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 기판의 양면에 차례로 형성된다.
기판의 양면에 형성한 각각의 연자성층의 표면은 고정 지립 연마된다.
이 고정 지립 연마는 기판을 회전시키고, 이 기판의 양면 상의 각각의 연자 성층의 표면에 연마 테이프를 압박하여 행해진다. 연마 테이프는 패드 또는 롤러를 거쳐서 기판의 양면 상의 각각의 연자성층의 표면에 압박된다. 또한, 연마 테이프는 연마 테이프의 이면에 압축 공기를 내뿜음으로써 기판의 양면 상의 각각의 연자성층의 표면에 압박될 수 있다. 적합하게, 연마 테이프는 회전하는 기판의 양면 상의 각각의 연자성층의 표면에 패드를 거쳐서 압박되고, 패드는 기판의 직경 방향으로 왕복 이동된다. 연마 테이프는 기판의 직경 방향으로 연속적으로 이송해도 좋고 정지시킨 상태라도 좋다.
연마 테이프는 플라스틱 필름 및 이 플라스틱 필름의 표면에 형성된 지립을 수지 바인더로 고정한 연마층으로 구성된다. 플라스틱 필름의 두께는 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위에 있고, 지립으로서 산화알루미늄, 다이아몬드, 실리카, 산화셀륨, 산화철, 산화크롬 및 탄화규소로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 재료로 이루어지는 평균 입경이 0.02 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위에 있는 입자가 사용되고, 수지 바인더로서 폴리에스테르계 또는 폴리우레탄계의 수지 바인더가 사용된다.
이 고정 지립 연마 후에 회전하는 기판의 양면 상의 연자성층의 표면에 발포체, 직포, 부직포, 직모포 또는 기모포로 이루어지는 테이프를 압박하여 연자성층의 표면을 와이핑하고, 이에 의해 고정 지립 연마시에 연자성층의 표면에 부착한 연마 칩 등의 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 이 고정 지립 연마 후에 기판의 양면 상의 각각의 연자성층 표면에 물을 내뿜고, 또는 공기를 내뿜어 고정 지립 연마시에 연자성층의 표면에 부착된 연마 칩 등의 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명은 수직 자기 기록 디스크를 제조하는 방법이다.
도1의 (A) 및 도1의 (B)에 수직 자기 기록 디스크의 단면도를 도시한다. 수직 자기 기록 디스크(10)는 디스크 형상의 기판(11)의 양면을 평활하게 연마하고, 이 기판(11)의 양면 상에 연자성층(13), 수직 기록층(15) 및 보호층(16)을 차례로 형성함으로써 제조된다.
기판(11)으로서 표면에 알루마이트 처리 또는 Ni-P 도금을 실시한 알루미늄 기판, 또는 유리 기판이 사용된다.
기판(11)의 양면은 기지의 유리 지립 연마(정반 연마 또는 테이프 연마)에 의해 평활하게 연마된다. 도시하지 않았지만, 정반 연마에서는 기판의 양면은 표면에 직포, 부직포, 발포체 등으로 이루어지는 패드를 부착한 상하 정반 사이에 기판을 끼운 상태에서 상하 정반을 상대적으로 회전시키고, 상하 정반 사이에 연마 슬러리를 공급함으로써 평활하게 연마된다. 또한, 테이프 연마에서는 기판의 양면은 기판을 회전시켜 이 기판의 양면에 연마 슬러리를 공급하고, 이 기판의 양면에 직포, 부직포, 식모포 또는 기모포로 이루어지는 테이프를 압박하여 이 테이프를 주행시킴으로써 평활하게 연마된다. 연마 슬러리는 지립 및 분산매로 구성되고, 지립으로서 산화알루미늄, 산화규소, 산화철, 산화셀륨 등의 재료로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 입자가 사용된다. 분산매로서 물 또는 글리콜류 등을 첨가한 물 베이스의 수용액이 사용된다. 기판으로서 유리 기판이 사용되는 경우에는 연마 슬러리에 유리와 화학적으로 반응하는 반응액(예를 들어, 수산화칼륨)을 첨가해도 좋다.
여기서, Ni-P 도금을 실시한 알루미늄 기판을 사용하는 경우, 이 비자성의 Ni-P 도금막의 표면을 평활하게 연마해도 좋고, 이 비자성의 Ni-P 도금막의 표면에 자성의 Ni-P 도금막을 또한 형성하고, 이 자성의 Ni-P 도금막의 표면을 평활하게 연마하여 이 위에 연자성층을 직접 형성해도 좋다.
연마 후의 기판의 양면의 평균 표면 거칠기는 2 Å 이하의 평활도인 것이 바람직하다. 또한, 연마 후에는 기판의 양면을 충분히 물세척하여 건조시킨다.
연자성층(13)은 도1의 (A)에 도시한 바와 같이 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 기판(11)의 양면에 직접 형성된다. 또한, 연자성층(13)은 도1의 (B)에 도시한 바와 같이 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 기판(11)의 양면에 기초층(12)을 형성하고, 이 기초층(12)의 표면에 형성되어도 좋다. 기초층(12)은 Ti, Cr 및 그 합금으로부터 선택되는 재료로 이루어지고, 연마된 기판(11)의 양면의 지형학적인 요철을 보상하기 위해 형성된다. 또한, 기초층(12)으로서, 이 위에 형성되는 연자성층(13)으로부터의 스파이크 노이즈를 해소하기 위해, -Co-Sm, Co-Pt 등의 재료로 이루어지는 핀닝층을 기판(11)의 양면에 형성해도 좋다.
연자성층(13)은 고투자성의 재료로 이루어지고, Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C, P 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금(Co-Nb-Zr, Co-Ta-Zr, Co-Ti-Si, Co-Mo-Zr, Fe-Co-P, Ni-P, Fe-Ni-P, Fe-B, Fe-Si 등)으로 이루어진다. 또한, 연자성층(13)은 Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Pt, Zr, Nb, Ti, Cr, Ru 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 합금(Ni-Fe, Fe-Co- Ni, Fe-Co-Ni-Ru, Co-Ni-Pt, Co-Ni-Cr, Fe-Si-Ru 등)으로 이루어진다. 연자성층의 두께는 0.2 ㎛ 내지 3 ㎛의 범위에 있다.
본 발명에서는 이 연자성층(13)의 표면을 평활하게 연마한다. 이 연마에 의해, 연자성층(13)의 표면은 평균 표면 거칠기 2 Å 이하의 평활도에 있다.
그리고, 수직 기록층(15)은 도1의 (A)에 도시한 바와 같이 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여, 이 평활하게 연마한 연자성층(13)의 표면에 직접 형성된다. 또한, 수직 기록층(15)은 도1의 (B)에 도시한 바와 같이 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 이 평활하게 연마한 연자성층(13)의 표면에 중간층(14)을 형성하고, 이 중간층(14)의 표면에 형성되어도 좋다. 중간층(결정자 제어층이라고도 호칭됨)(14)은 수직 기록층(15) 중 기둥 형상의 결정자를 기판(11)의 표면과 수직인 방향에 배향시키기 위한 것이다. 수직 기록층(15)은 Co-Cr, Co-Pt, Co-Cr-Pt, Co-Ni, Co-O 등으로부터 선택되는 재료로 이루어진다. 수직 기록층(15)의 두께는 10 ㎚ 내지 100 ㎚의 범위에 있다.
보호층(16)은 도1의 (A) 및 도1의 (B)에 도시한 바와 같이 스패터링, 도금 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 수직 기록층(15)의 표면에 직접 형성된다. 이 보호층(16)은 다이아몬드 라이크 카본막이다. 이 보호막의 표면은 클리닝되어 윤활제로 처리되고, 본 발명에 따른 수직 자기 기록 디스크(10)가 제조된다.
기판(11)의 양면에 형성된 각각의 연자성층(13)의 표면은 고정 지립 연마에 의해 평활하게 연마된다.
이 고정 지립 연마는 기판(11)을 회전시키고, 이 기판(11)의 양면 상의 각각 의 연자성층(13)의 표면에 연마 테이프를 압박하여 행해진다. 연마 테이프는 패드 또는 롤러를 거쳐서 기판(11)의 양면 상의 각각의 연자성층(13)의 표면에 압박되고, 또한 연마 테이프의 이면에 압축 공기를 내뿜음으로써(즉, 압축 공기의 풍압을 이용으로써), 기판(11)의 양면 상의 각각의 연자성층(13)의 표면으로 압박될 수 있다.
적합하게, 도2에 도시한 바와 같은 양면 연마 장치를 사용하여 행할 수 있다(일본 특허 공개 제2001-162504호 공보를 참조). 도시한 양면 연마 장치(10)는 기판(11)을 부착하기 위한 스핀들(21), 기판(11)의 양면을 연마하기 위한 연마 헤드(22) 및 스핀들(21)에 부착한 기판(11)의 직경 방향(화살표 X로 나타내는 방향)에 연마 헤드(22)를 왕복 이동시키기 위한 수단(도시하지 않음)으로 구성되고, 연마 헤드(22)는 각각 마주 보도록 배열된 한 쌍의 아암(23, 23)을 갖고, 이들 아암(23, 23)의 선단부에는 각각 마주 보도록 고무 패드(24, 24)가 고정되어 있다. 기판(11)의 양면의 연마는 스핀들(21)에 기판(11)을 부착하여 기판(11)을 회전시키는 동시에, 각각의 고무 패드(24, 24) 상에 연마 테이프(26, 26)(파선으로 나타냄)를 송출하고, 가압 수단(25, 25)을 구동하여 고무 패드(24, 24)를 거쳐서 연마 테이프(26, 26)를 기판(11)의 양면 각각의 연자성층(13)의 표면으로 압박하면서 연마 헤드(22)를 기판(11)의 직경 방향(화살표 X로 나타내는 방향)으로 왕복 이동시킴으로써 행해진다.
여기서, 고무 패드(24, 24) 대신에 아암(23, 23)의 선단부에 연마 테이프(26, 26)의 주행 방향으로 회전 가능한 고무 롤러(도시하지 않음)를 부착하여, 이 들 고무 롤러를 거쳐서 연마 테이프(26, 26)를 기판(11)의 양면 각각의 연자성층(13)의 표면에 압박해도 좋다. 또한, 고무 패드(24, 24) 대신에 아암(23, 23)의 선단부에 각각 마주 보는 공기 분출구(도시하지 않음)를 형성하고, 이들 공기 분출구로부터 압축 공기를 연마 테이프(26, 26)의 이면으로 내뿜어 연마 테이프(26, 26)를 기판(11)의 양면 각각의 연자성층(13)의 표면에 압박해도 좋다.
연마 테이프(26)는 플라스틱 필름 및 이 플라스틱 필름의 표면에 형성한 지립을 수지 바인더로 고정한 연마층으로 구성된다. 플라스틱 필름의 두께는 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위에 있고, 지립으로서 산화알루미늄, 다이아몬드, 실리카, 산화셀륨, 산화철, 산화크롬 및 탄화규소로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 재료로 이루어지는 평균 입경이 0.02 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위에 있는 입자가 사용되고, 수지 바인더로서 폴리에스테르계 또는 폴리우레탄계의 수지 바인더가 사용된다.
고정 지립 연마의 조건은 하기와 같다.
기판(11)의 회전수[즉, 스핀들(21)의 회전수]는 200 rpm 내지 2000 rpm의 범위에 있다. 이 회전수가 200 rpm 미만이면, 기판(11)의 내주 연자성층(13)의 표면에 형성되는 스크래치가 증가한다. 한편, 이 회전수가 2000 rpm을 초과하면, 연자성층(13)의 표면이 거칠어진다.
패드(24)의 경도는 15 duro 내지 50 duro의 범위에 있다. 적합하게, 이 경도의 범위에 있는 고무로 된 패드가 사용된다.
연마 테이프(26)를 압박하는 압력은 30 gf 내지 200 gf의 범위에 있다. 이 압력이 30 gf 미만이면, 연자성층 표면의 부착물의 제거가 불충분해진다. 한편, 이 압력이 200 gf를 초과하면, 연자성층 표면에 형성되는 스크래치가 증가한다.
연마 시간은 2초 내지 30초의 범위에 있다. 연마 시간이 30초를 초과하면, 기판(11)의 내주와 외주의 연자성층(13)의 표면 기복이 커진다.
연마 테이프(26)를 기판(11) 양면 상의 각각의 연자성층(13)의 표면으로 압박하고 있는 동안, 연마 테이프(26)는 기판(11)의 직경 방향에 연속적으로 이송되어도 좋지만, 정지시키고 있는 것이 바람직하다. 이는 연마 시간이 단시간인 경우, 연마 테이프(26)를 기판(11)의 양면으로 압박하고 있는 동안, 연마 테이프(26)를 정지시키면, 연속적으로 이송하고 있을 때와 비교하여 스크래치가 저감되기 때문이다.
연마 방향은 기판(11)의 외주로부터 내주로 이동하여 외주로 빠지도록 왕복 이동(화살표 X로 나타내는 방향)시키는 것이 바람직하다. 이는 연마 칩 등의 이물질(파티클)을 기판(11)의 외주로부터 배출시킬 수 있고, 연자성층(13)의 표면에의 이물질의 부착을 저감시킬 수 있기 때문이다.
이 고정 지립 연마 후에 회전하는 기판(11)의 양면 상의 각각의 연자성층(13, 13)의 표면에 발포체, 직포, 부직포, 직모포 또는 기모포으로 이루어지는 테이프(도시하지 않음)를 압박하여 연자성층(13, 13)의 표면을 와이핑하고, 이에 의해 고정 지립 연마시에 연자성층(13, 13)의 표면에 부착된 연마 칩 등의 이물질을 제거할 수 있다. 이 와이핑은 상기한 양면 연마 장치(20)에 있어서, 연마 테이프(26, 26)를 상기한 와이핑용 테이프로 교환하여 행해도 좋고, 상기한 양면 연마 장치(20)로부터 기판(11)을 취출하여, 다른 기지의 연마 장치에 있어서 상기한 와이 핑용 테이프를 사용하여 행해도 좋다. 또한, 이 고정 지립 연마 후에 기판(11)의 양면 상의 각각의 연자성층(13, 13)의 표면에 물을 내뿜고, 또는 공기를 내뿜어 고정 지립 연마시에 연자성층(13, 13)의 표면에 부착된 연마 칩 등의 이물질을 제거해도 좋다.
<제1 실시예>
수직 자기 기록 디스크를 제조하였다. 우선, 직경 2.5인치의 유리 기판의 양면을 유리 지립 연마에 의해 평활하고 또한 평탄하게 연마하고, 물세척하여 건조시켰다. 유리 지립 연마는 기판을 회전시켜, 이 기판의 표면에 인공 다이아몬드로 이루어지는 입경 50 ㎚ 미만의 인공 다이아몬드 입자를 물에 분산한 연마 슬러리를 공급하고, 이 위에 직포로 이루어지는 테이프를 압박하여 주행시켜 행하였다. 연마 후의 유리 기판의 양면은 평균 표면 거칠기(Ra)가 1.5 Å 이하인 평활도이고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 기복(Wa)이 1.0 Å 이하의 평탄도였다. 계속해서, 이 유리 기판의 양면에 스패터링에 의해 Co-Nb-Zr 합금으로 이루어지는 두께 0.2 ㎛의 연자성층을 형성하여, 이 유리 기판의 양면 각각의 연자성층의 표면을 평활하게 연마한 후, 연자성층의 표면에 스패터링에 의해 수직 기록층과 보호층을 차례로 형성하여 수직 자기 기록 디스크를 제조하였다.
연자성층의 표면은 도2에 도시하는 양면 연마 장치를 사용하여 고정 지립 연마하였다. 연마 테이프로서, 산화알루미늄으로 이루어지는 평균 입경 0.5 ㎛의 지립(제품명 : WA10000-25FMY-B, MIPOX사)을 폴리에스테르계의 수지 바인더로 고정한 연마층(두께 10 ㎛)을 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 플라스틱 필름(두께 24 ㎛)의 표면에 형성한 것을 사용하였다. 이 연마 테이프의 연마층의 평균 표면 거칠기는 0.22 ㎛였다.
고정 지립 연마의 조건은 하기의 표 1에 나타내는 바와 같았다.
[표 1]
고정 지립 연마의 조건(제1 실시예)
기판 회전수 | 1000 rpm |
연마 테이프 압박 압력 | 40 gf |
패드 경도 | 25 duro(고무 패드) |
연마 테이프 이송 속도 | 연마 테이프를 압박하고 있는 동안은 정지 |
연마 시간 | 5초 |
연마 방향 | 외주로부터 내주로 이동하여, 외주로 빠진다 |
연자성층의 표면의 연마 전과 연마 후에 있어서의 부착물(파티클) 및 돌기의 개수, 스크래치의 개수, 평균 표면 거칠기(Ra) 및 표면 기복(Wa)을 계측하였다.
부착물 및 돌기의 개수와 스크래치의 개수는 광학 표면 해석 장치(제품명 : OSA5100, Candela Instruments사)를 사용하고, 10000 rpm으로 회전하는 유리 기판의 연자성층의 표면에 레이저를 직경 방향으로 조사하여 계측하였다.
평균 표면 거칠기와 표면 기복은 백색광 현미경(제품명 : New View5020, Zygo사)을 사용하여 연자성층 표면의 임의의 0.87 ㎜ × 0.87 ㎜의 범위에 있어서, 평균 표면 거칠기(Ra)와 표면 기복(Wa)(0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위의 파장의 기복의 고저차)을 계측하였다.
계측 결과를 하기의 표 2에 나타낸다. 또, 표 2에 나타내는 수치는 동일 조건으로 연자성층을 양면에 형성한 유리 기판 10매의 평균치이다. 또한, 표 2에 있어서, A면은 한쪽 면을 나타내고, B면은 다른 쪽의 면을 나타낸다.
[표 2]
계측 결과(제1 실시예)
연마전 | 연마후 | |||
A면 | B면 | A면 | B면 | |
부착물 및 돌기 | 241개 | 195개 | 8개 | 5개 |
스크래치 | 22개 | 17개 | 3개 | 2개 |
평균 표면 거칠기 | 1.88 Å | 1.81 Å | 1.79 Å | 1.74 Å |
표면 기복 | 1.08 Å | 1.20 Å | 1.02 Å | 0.95 Å |
표 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따라서 연자성층의 표면을 연마함으로써, 부착물 및 돌기의 개수와 스크래치의 개수가 현저히 저감하고, 연자성층의 표면의 평활도와 평탄도도 향상되었다.
<제2 실시예 내지 제12 실시예>
수직 자기 기록 디스크를 제조하였다. 우선, 직경 2.5인치의 유리 기판의 양면을 유리 지립 연마에 의해 평활하면서 또한 평탄하게 연마하고, 물세척하여 건조시켰다. 유리 지립 연마는 기판을 회전시키고, 이 기판의 표면에 인공 다이아몬드로 이루어지는 입경 50 ㎚ 미만의 인공 다이아몬드 입자를 물에 분산한 연마 슬러리를 공급하고, 이 위에 직포로 이루어지는 테이프를 압박하여 주행시켜 행하였다. 연마 후의 유리 기판의 양면은 평균 표면 거칠기(Ra)가 1.5 Å 이하인 평활도이고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 기복(Wa)이 1.0 Å 이하인 평탄도였다. 계속해서, 이 유리 기판의 양면에 스패터링에 의해 Co-Nb-Zr 합금으로 이루어지는 두께 0.2 ㎛의 연자성층을 형성하고, 이 유리 기판의 양면 각각의 연자성 층의 표면을 평활하게 연마한 후, 연자성층의 표면에 스패터링에 의해 수직 기록층과 보호층을 차례로 형성하여 수직 자기 기록 디스크를 제조하였다.
연자성층의 표면은 도2에 도시하는 양면 연마 장치를 사용하여 고정 지립 연마하였다. 연마 테이프로서, 산화알루미늄으로 이루어지는 평균 입경 0.5 ㎛의 지립(제품명 : WA10000-25FMY-B, MIPOX사)을 폴리에스테르계의 수지 바인더로 고정한 연마층(두께 10 ㎛)을 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 플라스틱 필름(두께 24 ㎛)의 표면에 형성한 것을 사용하였다. 이 연마 테이프의 연마층의 평균 표면 거칠기는 0.22 ㎛였다.
제2 내지 제12 실시예에 있어서의 고정 지립 연마의 조건은 하기의 표 3에 나타내는 바와 같았다. 또, 제1 실시예 내지 제12 실시예에서는, 상기 제1 실시예와 마찬가지로 연마 테이프의 이송 속도는 연마 테이프를 압박하고 있는 동안은 정지시키고 있었다. 또한, 연마 방향도 상기 제1 실시예와 마찬가지로 외주로부터 내주로 이동하여 외주로 빠지도록 왕복 이동시켰다.
<제1 내지 제8 비교예>
상기 제2 내지 제12 실시예와 마찬가지로 하여 수직 자기 기록 디스크를 제조하였다. 제1 내지 제8 비교예에서는 고정 지립 연마의 조건이 상기 제2 내지 제12 실시예와 다른 것 이외에는 상기 제2 내지 제12 실시예와 동일했다. 제1 내지 제8 비교예에 있어서의 고정 지립 연마의 조건을 하기의 표 3에 나타낸다. 또, 제1 내지 제8 비교예에서는, 상기 제2 내지 제11 실시예와 마찬가지로 연마 테이프의 이송 속도는 연마 테이프를 압박하고 있는 동안은 정지시키고 있었다. 또한, 연마 방향도 상기 제2 내지 제11 실시예와 마찬가지로 외주로부터 내주로 이동하여, 외주로 빠지도록 왕복 이동시켰다.
[표 3]
고정 지립 연마의 조건
기판 회전수 (rpm) | 압박 압력(gf) | 패드 경도 (duro) | 연마 시간(초) | |
제2 실시예 | 200 | 40 | 25 | 5 |
제3 실시예 | 2000 | 40 | 25 | 5 |
제4 실시예 | 1000 | 30 | 25 | 5 |
제5 실시예 | 1000 | 100 | 25 | 5 |
제6 실시예 | 1000 | 200 | 25 | 5 |
제7 실시예 | 1000 | 60 | 15 | 5 |
제8 실시예 | 1000 | 60 | 25 | 5 |
제9 실시예 | 1000 | 60 | 50 | 5 |
제10 실시예 | 1000 | 40 | 25 | 5 |
제11 실시예 | 1000 | 40 | 25 | 20 |
제12 실시예 | 1000 | 40 | 25 | 30 |
제1 비교예 | 150 | 40 | 25 | 5 |
제2 비교예 | 2500 | 40 | 25 | 5 |
제3 비교예 | 1000 | 20 | 25 | 5 |
제4 비교예 | 1000 | 250 | 25 | 5 |
제5 비교예 | 1000 | 60 | 10 | 5 |
제6 비교예 | 1000 | 60 | 60 | 5 |
제7 비교예 | 1000 | 60 | 25 | 1 |
제8 비교예 | 1000 | 40 | 25 | 40 |
<비교>
제2 내지 제11 실시예와 제1 내지 제8 비교예에 있어서, 연마 후의 연자성층 표면의 부착물(파티클) 및 돌기의 개수, 스크래치의 개수, 평균 표면 거칠기(Ra) 및 표면 기복(Wa)에 대해 비교하였다.
부착물 및 돌기의 개수와 스크래치의 개수는 상기 제1 실시예와 마찬가지로 광학 표면 해석 장치(제품명 : OSA5100, Candela Instruments사)를 사용하여, 10000 rpm으로 회전하는 유리 기판의 연자성층의 표면에 레이저를 직경 방향으로 조사하여 계측하였다.
평균 표면 거칠기와 표면 기복은 상기 제1 실시예와 마찬가지로 백색광 현미경(제품명 : New View5020, Zygo사)을 사용하고, 연자성층 표면의 임의의 0.87 ㎜ × 0.87 ㎜의 범위에 있어서 평균 표면 거칠기(Ra)와 표면 기복(Wa)(0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜ 범위의 파장의 기복의 고저차)를 계측하였다.
이 결과를 하기의 표 4에 나타낸다. 또, 표 4에 나타내는 결과는 동일 조건으로 연자성층을 양면에 형성한 5매의 샘플로부터 얻은 것이다. 또한, 표 중 부착물 및 돌기에 대해, "○"는 전체 샘플에서 10개 미만, "×"는 전체 샘플에서 10개 이상, "△"은 ×의 샘플이 포함되는 것을 나타낸다. 스크래치에 대해, "○"는 전체 샘플에서 5개 미만, "×"는 전체 샘플에서 5개 이상, "△"은 ×의 샘플이 포함되는 것을 나타낸다. 평균 표면 거칠기에 대해, "○"는 전체 샘플에서 Ra = 2 Å 미만, "×"는 전체 샘플에서 Ra = 2 Å 이상, "△"는 ×의 샘플이 포함되는 것을 나타낸다. 표면 기복에 대해, "○"는 전체 샘플에서 Ra = 2 Å 미만, "×"는 전체 샘플에서 Ra = 2 Å 이상, "△"는 ×의 샘플이 포함되는 것을 나타낸다.
[표 4]
비교 결과
부착물 및 돌기 | 스크래치 | 평균 표면 거칠기 | 표면 기복 | |
제2 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제3 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제4 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제5 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제6 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제7 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제8 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제9 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제10 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제11 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제12 실시예 | ○ | ○ | ○ | ○ |
제1 비교예 | △ | △ | △ | ○ |
제2 비교예 | ○ | ○ | × | △ |
제3 비교예 | × | ○ | × | ○ |
제4 비교예 | ○ | × | △ | △ |
제5 비교예 | × | ○ | △ | △ |
제6 비교예 | ○ | × | △ | ○ |
제7 비교예 | × | ○ | △ | ○ |
제8 비교예 | ○ | × | ○ | △ |
<결과>
표 4에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따르면, 연자성층의 표면을 안정되고 평활하고 또한 평탄하게 연마할 수 있었던 것을 알 수 있다.
본 발명이 이상과 같이 구성되므로 이하와 같은 효과를 발휘한다.
연자성층의 표면을 평활하게 연마하므로 연자성층에 이상 성장에 의해 형성된 돌기나 부착물이 제거되고, 표면이 평탄 또한 평활한 수직 자기 기록 디스크를 제조할 수 있다.
또한, 금속 합금막인 연자성층에 녹을 생기게 하지 않는다.
Claims (7)
- 수직 자기 기록 디스크를 제조하기 위한 방법이며,디스크 형상의 기판의 양면을 평활하게 연마하여 상기 기판의 양면 상에 연자성층, 수직 기록층 및 보호층을 차례로 형성하는 공정으로 이루어지고,상기 연자성층이 상기 기판의 양면에 기초층을 거쳐서 또는 직접 형성되고,상기 방법은,상기 연자성층의 표면을 평활하게 연마하는 공정으로 또한 이루어지고,상기 수직 기록층이 평활하게 연마된 상기 연자성층의 표면에 중간층을 거쳐서 또는 직접 형성되는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 평활하게 연마하는 공정은,상기 기판의 양면 상의 각각의 상기 연자성층의 표면을 고정 지립 연마하는 공정으로 이루어지는 방법.
- 제2항에 있어서, 상기 고정 지립 연마하는 공정은,상기 기판을 회전시키는 공정 및회전하는 상기 기판의 양면 상의 각각의 상기 연자성층의 표면에 연마 테이프를 압박하는 공정으로 이루어지는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 연마 테이프가 회전하는 상기 기판의 양면 상의 각각의 상기 연자성층의 표면에 패드를 거쳐서 압박되고,상기한 고정 지립 연마하는 공정은,상기 패드를 상기 기판의 직경 방향으로 왕복 이동시키는 공정으로 또한 이루어지는 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 연마 테이프가,플라스틱 필름 및상기 플라스틱 필름의 표면에 형성된 지립을 수지 바인더로 고정한 연마층으로 이루어지고,상기 플라스틱 필름의 두께가 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위에 있고,상기 지립으로서, 산화알루미늄, 다이아몬드, 실리카, 산화셀륨, 산화철, 산화크롬 및 탄화규소로부터 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 재료로 이루어지는 평균 입경이 0.02 ㎛ 내지 5 ㎛의 범위에 있는 입자가 사용되고,상기 수지 바인더로서 폴리에스테르계 또는 폴리우레탄계의 수지 바인더가 사용되는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층이 Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C, P 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금으로 이루어지는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층이 Fe, Co 및 Ni로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질과, Pt, Zr, Nb, Ti, Cr, Ru 및 Si로부터 선택되는 적어도 1종류의 물질을 포함하는 합금으로 이루어지는 방법.
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