KR20060103215A - 수직 자기 기록 디스크 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 연자성층의 표면에 이상 돌기가 없는 수직 자기 기록 디스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
수직 자기 기록 디스크(10)는 비자성 기판(11), 이 비자성 기판(11)의 표면에 직접 형성한 연자성층(13), 이 연자성층(13)의 표면에 직접 형성한 수직 자기 기록층(15) 및 이 수직 자기 기록층(15)의 표면에 형성한 보호층(16)으로 구성된다. 연자성층(13)은 표면에 텍스처 조흔을 갖는다. 연자성층(13)의 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 5.0 Å 사이의 범위에 있고, 텍스처 조흔의 라인 밀도가 30개/㎛ 이상의 범위에 있다. 여기서, 비자성 기판(11)의 표면에 기초층(12)을 형성하고, 이 기초층(12)의 표면에 연자성층(13)을 형성해도 된다. 또, 연자성층(13)의 표면에 중간층(14)을 형성하고, 이 중간층(14)의 표면에 수직 기록층(15)을 형성해도 좋다.
수직 자기 기록 디스크, 비자성 기판, 연자성층, 기초층, 보호층, 중간층
Description
도1의 (A) 및 도1의 (B)는, 각각 본 발명에 따른 수직 자기 기록 디스크의 단면도.
도2는 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상(제1 실시예).
도3은 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상(제2 실시예).
도4는 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상(제3 실시예).
도5의 (A)는 텍스처 가공 후 글래스 기판 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상이며, 도5의 (B)는 연자성층 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상(제1 비교예).
도6의 (A)는 텍스처 가공 후 글래스 기판 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상이며, 도6의 (B)는 연자성층 표면의 원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상(제2 비교예).
도7은 본 발명을 실시하는 양면 텍스처 가공 장치.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 수직 자기 기록 디스크
11 : 비자성 기판
12 : 기초층
13 : 연자성층
14 : 중간층
15 : 수직 자기 기록층
16 : 보호층
20 : 텍스처 가공 장치
21 : 콘택트 롤러
22, 23 : 노즐
24 : 테이프
R : 비자성 기판의 회전 방향
T : 테이프의 주행 방향
[문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-362746호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 평5-266455호 공보
[문헌 3] 일본 특허 공개 평6-103554호 공보
본 발명은 컴퓨터, 텔레비전, 카메라, 전화기 등에 탑재되는 하드 디스크 장치에 장비되는 수직 자기 기록 디스크 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
문자, 화상, 음성 등의 정보를 기록하여 재생하는 정보 처리 장치가 컴퓨터뿐만 아니라 텔레비전, 카메라, 전화기 등에도 탑재되도록 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 기록되고, 또한 자기 기록 매체로부터 재생된다.
자기 기록 매체로서 수직 자기 기록 디스크가 검토되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 내지 3 참조).
수직 자기 기록 디스크는 디스크형의 비자성 기판(글래스 기판이나 표면에 Ni-P막을 도금한 알루미늄 기판)의 표면에, 정보 신호의 기록 재생 효율을 높이는 연자성층과, 정보 신호를 기록하는 수직 자화막으로 이루어지는 수직 자기 기록층을 스패터링 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 적층한 것이며, 이들 층 외에 수직 자기 기록층의 결정성 개선이나 결정 입경의 제어 등의 기능을 구비하는 비자성층을 적층하고 있다. 또, 누설 자계에 의한 자계벽의 이동에 기인한 노이즈(특히, 스파이크 노이즈)의 발생을 방지하기 위해, 연자성층을 상하 2개의 층으로 나누고, 이들 층 사이에 경자성층을 개재시켜 자계벽을 핀닝하여 자계벽의 이동을 억지한 것도 있다(특허 문헌 2를 참조). 또한, 수직 자기 기록 디스크의 면내에서의 재생 출력 파형을 균일하게 하기 위해[즉, 변조 특성(재생시 기록 매체 1주분의 재생 출력 파형의 균일성)을 향상시키기 위해], 비자성 기판의 표면에 텍스처 가공을 실시하여 원주 방향으로 거의 동심원형의 텍스처 조흔을 형성한 후에, 이 비자성 기판의 표면에 경자성층(바이어스층이라고도 호칭되고 있음)을 통해 연자성층을 형성하고, 이 위에 수직 자기 기록층을 적층하고 있는 것도 있다(특허 문헌 3을 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2004-362746호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평5-266455호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 평6-103554호 공보
그러나, 종래 비자성 기판의 표면에 텍스처 가공을 실시하고, 이 비자성 기판의 표면에 스패터링 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 각 층을 차례로 형성하고 있기 때문에, 각 층 특히 연자성층의 표면에 이상 성장에 의한 돌기나 부식이 생성되고, 이 위에 적층되는 수직 자기 기록층 등의 층을 설계대로로 형성(성막)시킬 수 없고, 설계 단계에서 예정되는 수직 자기 기록 디스크의 성능을 발휘시킬 수 없다는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명의 목적은 연자성층의 표면에 이상 돌기가 없는 수직 자기 기록 디스크 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명의 수직 자기 기록 디스크는 비자성 기판, 이 비자성 기판의 표면에 기초층을 통해, 또는 직접 형성한 연자성층과, 이 연자성층 의 표면에 중간층을 통해, 또는 직접 형성한 수직 기록층 및 이 수직 자기 기록층의 표면에 형성한 보호층으로 구성되고, 연자성층이 표면에 텍스처 조흔을 갖는다.
바람직하게, 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기(Ra)가 0.5 Å 내지 5.0 Å 사이의 범위에 있고, 텍스처 조흔의 라인 밀도가 30개/㎛ 이상의 범위에 있다.
보다 바람직하게, 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 3.0 Å 사이의 범위에 있고, 텍스처 조흔의 라인 밀도가 60개/㎛ 이상의 범위에 있다.
연자성층은 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C 및 P 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금으로 이루어진다. 또한, 연자성층은 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Pt, Nb, Zr, Ti, Cr 및 Ru 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 합금으로 이루어지는 것이라도 좋다.
비자성 기판의 표면 기복이 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 원주 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 반경 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있다.
상기 본 발명의 수직 자기 기록 디스크는 비자성 기판 상에 연자성층을 형성하고, 연자성층의 표면에 텍스처 가공을 실시하여 텍스처 조흔을 형성하고, 연자성층의 표면에 수직 기록층을 형성하고, 이 수직 기록층 상에 보호층을 형성함으로써 제조된다.
비자성 기판의 표면에 기초층을 형성한 후에, 이 기초층의 표면에 연자성층을 형성해도 좋다.
또한, 수직 기록층의 표면에 중간층을 형성한 후에, 이 중간층의 표면에 보호층을 형성해도 좋다.
텍스처 가공은 비자성 기판 상에 연자성층을 형성한 디스크를 회전시켜 연자성층의 표면에 연마 슬러리를 공급하고, 연자성층의 표면에 테이프를 압박함으로써 행해진다.
연마 슬러리는 지립 및 이 지립을 분산되는 물 또는 물 베이스의 수용액으로 구성되고, 지립으로서 1차 입자경이 30 ㎚ 이하의 범위에 있고, 또한 1차 입자의 평균 입경이 4 ㎚ 내지 10 ㎚의 범위에 있고, 이 1차 입자가 복수개 결합한 2차 입자경이 20 ㎚ 내지 150 ㎚의 범위에 있는 인공 다이아몬드 입자가 사용된다. 연마 슬러리 중 지립의 함유량은 0.001 중량 ％ 내지 0.5 중량 ％ 사이의 범위에 있다.
물 베이스의 수용액은 물 및 첨가제로 구성되는 것이며, 이 첨가제로서 글리콜 화합물, 고급지방산아마이드, 유기인산에스테르 및 비이온계 계면활성제로부터 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 재료가 사용되고, 연마 슬러리 중 첨가제의 함유량은 0.5 중량 ％ 내지 5.0 중량 ％ 사이의 범위에 있다.
테이프로서, 적어도 테이프의 표면 부분이 섬유 직경 0.1 ㎛ 내지 2.0 ㎛ 사이의 범위에 있는 섬유로 이루어지는 직포 테이프 또는 부직포 테이프가 사용된다.
연마 슬러리는 pH 8.0 내지 pH 11.0 사이의 범위에 있다.
도1의 (A)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 수직 자기 기록 디스크(10)는 비자성 기판(11), 이 비자성 기판(11)의 표면에 직접 형성한 연자성층(13), 이 연자성층(13)의 표면에 직접 형성한 수직 자기 기록층(15) 및 이 수직 자기 기록층(15) 의 표면에 형성한 보호층(16)으로 구성된다. 여기서, 도1의 (B)에 도시한 바와 같이 비자성 기판(11)의 표면에 기초층(12)을 형성하고, 이 기초층(12)의 표면에 연자성층(13)을 형성해도 좋다. 또, 연자성층(13)의 표면에 중간층(14)을 형성하고, 이 중간층(14)의 표면에 수직 기록층(15)을 형성해도 좋다.
비자성 기판(11)의 표면 상의 각 층(12 내지 16)은 도금 및 스패터링 등의 기지의 성막 기술을 이용하여 적층된다.
비자성 기판(11)으로서, 글래스 기판 및 표면에 알루마이트 처리 또는 Ni-P막을 도금한 알루미늄 기판, 세라믹 기판, 실리콘 기판 등이 사용된다.
비자성 기판(11)의 양면은, 기지의 유리 지립 연마(정반 연마, 테이프 연마)에 의해 연마된다. 정반 연마는 표면에 직포, 부직포, 발포체 등으로 이루어지는 패드를 부착한 정반을 회전시켜 정반의 표면에 연마 슬러리를 공급하고, 이 위에 비자성 기판의 표면을 압박하여 비자성 기판의 양면을 한 면씩 연마하는 것이라도 좋고, 또한 각각의 표면에 직포, 부직포, 발포체 등으로 이루어지는 패드를 부착한 상하 정반 사이에 비자성 기판을 끼우고, 이들 정반 사이에 연마 슬러리를 공급하고, 각 정반과 비자성 기판을 상대적으로 이동시켜 비자성 기판의 양면을 동시에 연마하는 것이라도 좋다. 연마 후는, 비자성 기판의 양면을 충분히 물세척하고 건조시킨다.
비자성 기판(11)의 양면은, 상기의 유리 지립 연마에 의해 평탄화된다. 여기서, 후술하는 연자성층(13)의 표면의 텍스처 가공에서는 표면 기복을 교정할 수 있는 만큼의 연마가 어렵기 때문에, 이 연마 후의 비자성 기판(11)의 표면 기복은 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 원주 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 반경 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있는 것이 요구된다.
연자성층(13)은 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C 및 P 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금(즉, Co-Nb-Zr, Co-Ta-Zr, Co-Ti-Si, Co-Mo-Zr, Fe-Co-P, Ni-P, Fe-Ni-P, Fe-B, Fe-C, Fe-Si 등)으로 이루어진다. 또한, 연자성층(13)은 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Pt, Nb, Zr, Ti, Cr 및 Ru 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 합금(즉, Ni-Fe, Fe-Co-Ni, Fe-Co-Ni-Ru, Fe-C-Ru, Fe-Co-Pt, Fe-C-Cr, Fe-Si-Ru 등)으로 이루어진다.
연자성층(13)은, 상기한 바와 같이 평탄화한 비자성 기판(11)의 표면에 기초층(12)을 통해, 또는 직접 형성된다. 또한, 비자성 기판(11)이 표면에 Ni-P막을 도금한 알루미늄 기판인 경우, 자성 Ni-P막을 또 도금하고, 이 위에 연자성층(13)을 직접 형성해도 좋다.
연자성층(13)의 두께는 0.1 ㎛ 내지 0.3㎛의 범위에 있다.
여기서, 기초층(12)은 Ti, Cr 및 그 합금으로부터 선택되는 재료로 이루어지고, 연마 후의 비자성 기판(11)의 표면의 지형학적인 요철을 보상하기 위해 형성되는 것이다. 또한, 스파이크 노이즈를 해소하기 위해, 기초층(12)으로서 Co-Sm, Co-Pt 등의 재료로 이루어지는 경자성층(13)을 비자성 기판(11)의 표면에 형성하여 자계벽을 핀닝하고, 자계벽의 이동을 억지할 수 있다.
연자성층(13)은 표면에 텍스처 조흔을 갖는다. 바람직하게, 연자성층(13)의 표면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.5 Å 내지 5.0 Å 사이의 범위에 있고, 텍스처 조흔의 라인 밀도가 30개/㎛ 이상의 범위에 있다. 보다 바람직하게, 연자성층(13)의 표면의 평균 표면 거칠기는 0.5 Å 내지 3.0 Å 사이의 범위에 있고, 텍스처 조흔의 라인 밀도가 60개/㎛ 이상의 범위에 있다. 연자성층(13)의 최대 표면 거칠기(Rmax)는, 상기의 평균 표면 거칠기의 20배 이하의 크기에 있다.
이러한 텍스처 조흔은, 후술하는 텍스처 가공에 의해 형성된다. 텍스처 가공 후 충분히 물세척하고 건조한다.
수직 자기 기록층(15)은, 이 연자성층(13)의 표면에 두께 3 ㎚ 내지 30 ㎚의 범위에 있는 중간층(14)을 통해, 또는 직접 형성된다. 여기서, 중간층(14)은 Ta, Ru, Ti, Ge, Si 및 그 합금으로부터 선택되는 재료로 이루어진다. 이 중간층(14)은 텍스처 가공 후 연자성층(13)의 표면의 지형학적인 요철을 보상하기 위해, 또한 수직 자기 기록층(15)의 기둥 형상의 결정자를 비자성 기판(11)의 표면과 수직인 방향으로 배향시키기 위해, 또한 결정의 성장을 최적화하기 위해 형성되는 것이다.
수직 자기 기록층(15)은 Co-Cr, Co-Pt, Co-Cr-Pt, Co-Ni, Co-O 및 Co-Cr-PtㆍSiO2(그라뉴라 구조) 등의 수직 자기 이방성을 갖는 재료로부터 선택된다. 수직 자기 기록층(15)의 두께는 10 ㎚ 내지 100 ㎚의 범위에 있다.
<제조 방법>
수직 자기 기록 디스크(10)는 비자성 기판(11) 상에 연자성층(13)을 형성하 고, 이 연자성층(13)의 표면에 텍스처 조흔을 형성한 후에, 이 연자성층(13) 상에 수직 기록층(15)을 형성하고, 수직 기록층(15) 상에 보호층(16)을 형성함으로써 제조된다. 연자성층(13)은 비자성 기판(11)의 표면에 기초층(12)을 형성한 후에, 이 기초층(12)의 표면에 형성해도 좋다. 또, 수직 자기 기록층(15)은 연자성층(13)의 표면에 중간층(14)을 형성한 후에, 이 중간층(14)의 표면에 형성해도 좋다.
<텍스처 가공>
하기의 텍스처 가공에 의해, 연자성층(13)의 표면에 텍스처 조흔을 형성한다. 텍스처 가공은 비자성 기판(11)의 양면에 형성한 연자성층(13)의 각각의 표면을 한 면씩 또는 양면 동시에 실시된다.
또, 연자성층(13)의 두께는, 상기한 바와 같이 0.1 ㎛ 내지 0.3 ㎛의 범위에 있지만, 텍스처 가공대를 포함하고, 스패터링 등에 의해 0.2 ㎛ 내지 0.5 ㎛의 범위의 두께로 성막된다.
이하, 대표적으로 양면을 동시에 가공하는 공정에 대해 설명한다.
텍스처 가공은, 도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치(20)를 사용하여 행할 수 있다. 텍스처 가공은, 도시한 바와 같이 비자성 기판(11)의 양면에 연자성층(13)을 형성한 디스크를 화살표의 방향으로 회전시키고, 이들 연자성층(13)의 각각의 표면에 노즐(22)을 통해 연마 슬러리를 공급한다. 그리고, 이들 연자성층(13)의 각각의 표면에 콘택트 롤러(21)를 통해 테이프(24)를 압박하고, 이들 테이프(24)를 디스크의 회전 방향과 반대 방향(화살표 T로 나타내는 방향)으로 주행시킴으로써 행해진다. 텍스처 가공 후, 노즐(23)을 통해 물 등의 세정액을 이들 연 자성층(13)의 각각의 표면에 내뿜어 세정한다.
연마 슬러리는 지립 및 이 지립을 분산되는 물 또는 물 베이스의 수용액으로 구성된다.
지립으로서, 1차 입자경이 30 ㎚ 이하의 범위에 있고, 또한 1차 입자의 평균 입경이 4 ㎚ 내지 10 ㎚의 범위에 있고, 이 1차 입자가 복수 개방 형상으로 결합한 2차 입자경이 20 ㎚ 내지 150 ㎚의 범위(바람직하게, 30 ㎚ 내지 100 ㎚의 범위)에 있는 인공 다이아몬드 입자가 사용된다. 이 2차 입자경이 150 ㎚를 넘으면, 연자성층의 표면 거칠기가 지나치게 커진다.
이 인공 다이아몬드 입자는, 기지의 충격법(폭발 합성법이라고도 호칭됨)(예를 들어, 일본 특허 공개 제2000-136376호 공보를 참조)에 의해 제조되는 것이다. 충격법은 흑연의 분말로 이루어지는 다이아몬드 원료에 충격을 부여하여 고온으로 가압한 후, 불순물을 제거하여 다이아몬드의 입자를 인공적으로 얻는 방법이며, 이 방법에 의하면 밀도 3.1 g/㎤ 내지 3.4 g/㎤(천연 다이아몬드 입자는 3.51 g/㎤임)의 범위에 있는 다이아몬드의 입자가 인공적으로 얻어진다. 이렇게 하여 얻어진 인공 다이아몬드 입자는 불순물을 용해하기 위해, 염산, 초산, 황산 및 그 혼합산을 사용하여 화학적으로 처리되고, 불순물의 제거 후 물로 세정된다. 그리고, 원심분리기로 적당한 입도 분포에 등급 분류하여 다이아몬드 입자를 채취하고, 이를 회수하여 지립으로서 사용한다.
연마 슬러리 중 지립의 함유량은 0.001 중량 ％ 내지 0.5 중량 ％ 사이의 범위, 바람직하게 0.005 중량 ％ 내지 0.1 중량 ％ 사이의 범위에 있다. 지립의 함 유량이 0.001 중량 ％ 미만이면 연마력이 저하되고, 연마에 지나치게 시간이 걸리는 것뿐만 아니라, 연자성층의 표면에 불필요한 기복이 형성된다. 한편, 지립의 함유량이 0.1 중량 ％를 넘으면 텍스처 조흔이 불균일하게 형성되도록 되고, 0.5 중량 ％를 넘으면 연자성층의 최대 표면 거칠기(Rmax)가 평균 표면 거칠기(Ra)의 크기의 20배 이상의 크기가 되어 온다.
물 베이스의 수용액은 물 및 첨가제로 구성된다.
첨가제로서, 글리콜 화합물, 고급지방산아마이드, 유기인산에스테르 및 비이온계 계면활성제로부터 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 재료가 사용된다.
글리콜 화합물은 지립과의 친화성이 있고, 분산제로서 기능하는 것이며, 이 글리콜 화합물을 사용하면 물 베이스의 수용액을 균일하게 조제시킬 수 있다. 또한, 글리콜 화합물은 친수성이며, 텍스처 가공 후 연자성층의 표면으로부터 연마 슬러리를 용이하게 세정할 수 있다. 글리콜 화합물로서, 알킬렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜부틸에테르 등을 사용할 수 있다.
고급지방산아마이드는 연마 비율을 향상시키는 연마 촉진제로서 기능하는 것이다. 고급지방산아마이드로서, 올레인산디에탄올아마이드, 스테아린산디에탄올아마이드, 라우린산디에탄올아마이드, 지방산디에탄올아마이드, 지방산이소프로판올아마이드, 에르신산디에탄올아마이드, 톨지방산디에탄올아마이드 등이 사용되고, 탄소수가 12 내지 22의 범위에 있는 것이 바람직하다.
유기인산에스테르는 인산(H3PO4)의 수소를 알킬기로 치환한 에스테르이며, 연자성층의 표면에 형성되는 이상 돌기(연마 찌꺼기가 연자성층의 표면에 부착되어 형성되는 버어)의 발생을 억제하는 기능을 갖는 것이다. 유기인산에스테르로서, 지방산계염형, 방향족계염형 등의 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 폴리옥시에틸렌노니페놀에테르의 인산염을 사용할 수 있다.
비이온계 계면활성제는 지립의 분산성을 향상시키는 기능을 갖는 것이다.
연마 슬러리는 순수에 지립을 가해, 초음파 진동을 이용하여 지립을 분산시킨 후 첨가제를 첨가하고, 다시 초음파 진동을 이용하여 지립을 분산시킴으로써 제조할 수 있다. 연자성층의 부식을 방지하기 위해, 연마 슬러리의 액성은 pH 8.0 내지 pH 11.0의 범위에 있다.
텍스처 가공에 사용하는 테이프로서, 적어도 테이프의 표면 부분(연자성층의 표면에 실질적으로 작용하는 부분)이 섬유 직경 0.1 ㎛ 내지 2.0 ㎛ 사이의 범위에 있는 섬유로 이루어지는 직포 테이프 또는 부직포 테이프가 사용된다. 섬유로서, 폴리에스테르섬유 및 나일론 섬유가 사용된다. 바람직하게, 비교적 부드러운 나일론 섬유가 사용되고, 막힘이 없는 부직포 테이프가 사용된다.
연마 중, 지립의 2차 입자가 테이프를 구성하는 섬유에 의해 연자성층의 표면에 압박되고, 이 때에 2차 입자가 이것보다도 작은 2차 입자 또는 1차 입자에 붕괴되고, 이 붕괴된 입자가 연자성층의 표면에 작용하지만, 섬유 직경이 0.1 ㎛ 미만이면 테이프의 표면 부분과 연마 슬러리 중 지립과의 접촉점이 감소되고, 연자성층의 표면에 지립을 충분히 작용시킬 수 없다. 한편, 섬유 직경이 2.0 ㎛를 넘으면, 테이프의 표면 부분을 구성하는 섬유와 섬유 사이의 단차가 증대되고, 연자성 층의 표면을 균일하게 가공할 수 없다.
<제1 실시예>
본 발명에 따라서, 비자성 기판의 양면에 연자성층을 형성하고, 그 표면에 텍스처 가공을 실시하였다.
비자성 기판으로서, 직경 2.5 인치의 글래스 기판을 사용하였다. 이 글래스 기판 양면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.0 Å 내지 5.0 Å의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1.0 Å 내지 2.0 Å의 범위에 있었다.
이 글래스 기판을 마그네트론 스패터 장치의 챔버 내에 배치하고, 우선 글래스 기판의 양면에 기초층으로서, 두께 20 ㎚의 Cr막을 형성한 후, 연자성층으로서 두께 300 ㎚의 Co-Nb-Zr막을 형성하였다.
도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치를 사용하여, 하기의 표 1에 나타낸 조건으로 글래스 기판의 양면에 형성한 연자성층 각각의 표면에 텍스처 가공을 실시하였다. 도2(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 상태를 나타낸다.
[표 1]
텍스처 가공 조건
| 기판 회전수 | 400 rpm |
| 테이프 이송 속도 | 5 인치/분 |
| 연마 슬러리 공급량 | 15 ml/분 |
| 콘택트 롤러 경도(고무) | 45 duro |
| 콘택트 롤러 압박 압력 | 5 폰드 |
| 오시레이션(전체 폭) | 5 ㎐ |
| 텍스처 가공 시간 | 20초 |
텍스처 가공에는 테이프로서, 섬유 직경 2.0 ㎛의 나일론 섬유로 이루어지는 두께 660 ㎛의 부직포 테이프를 사용하였다. 또한, 연마 슬러리로서, 하기의 표 2에 나타내는 조성의 것을 사용하였다. 그리고, 연마 슬러리는 지립으로서, 충격법에 의해 얻어진 인공 다이아몬드 입자를 순수 외에 초음파 진동을 이용하여 분산시켜[분산 후 인공 다이아몬드 입자의 2차 입자의 평균 입경(D50)은 80 ㎚이었음], 이에 첨가제를 첨가하여 교반하고, 다시 초음파 진동을 이용하여 지립을 분산시켜 제조하였다.
[표 2]
연마 슬러리의 조성
| 다이아몬드 입자 | 0.01 중량 ％ |
| 첨가제 | 2.0 중량 ％ |
| 순수 | 97.99 중량 ％ |
첨가제의 조성(첨가제의 전체량을 기준으로 함)
| 글리콜 화합물 | 70 중량 ％ |
| 고급지방산아마이드 | 10 중량 ％ |
| 유기인산에스테르 | 10 중량 ％ |
| 비이온계면활성제 | 10 중량 ％ |
<제2 실시예>
본 발명에 따라서, 비자성 기판의 양면에 연자성층을 형성하고, 그 표면에 텍스처 가공을 실시하였다.
비자성 기판으로서, 직경 2.5 인치의 알루미늄 기판(표면에 Ni-P막을 도금하 였음)을 사용하였다. 이 알루미늄 기판 양면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.0 Å 내지 50 Å의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1.0 Å 내지 2.0 Å의 범위에 있었다.
이 알루미늄 기판을 마그네트론 스패터 장치의 챔버 내에 배치하고, 우선 글래스 기판의 양면에 기초층으로서, 두께 20 ㎚의 Cr막을 형성한 후, 연자성층으로서 두께 300 ㎚의 Co-Nb-Zr막을 형성하였다.
도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치를 사용하여, 상기의 표 1에 나타내는 조건으로 글래스 기판의 양면에 형성한 연자성층 각각의 표면에 텍스처 가공을 실시하였다. 도3(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 상태를 도시한다.
텍스처 가공에는 테이프로서, 섬유 직경 2.0 ㎛의 나일론 섬유로 이루어지는 두께 660 ㎛의 부직포 테이프를 사용하였다. 또한, 연마 슬러리로서, 상기의 표 2에 나타내는 조성의 것을 사용하였다. 그리고, 연마 슬러리는 지립으로서, 충격법에 의해 얻어진 인공 다이아몬드 입자를 순수 외에 초음파 진동을 이용하여 분산시켜[분산 후 인공 다이아몬드 입자의 2차 입자의 평균 입경(D50)은 50 ㎚이었음), 이에 첨가제를 첨가하여 교반하고, 다시 초음파 진동을 이용하여 지립을 분산시켜 제조하였다.
<제3 실시예>
본 발명에 따라, 비자성 기판의 양면에 연자성층을 형성하고, 그 표면에 텍스처 가공을 실시하였다.
비자성 기판으로서, 직경 2.5 인치의 글래스 기판을 사용하였다. 이 글래스 기판 양면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.0 Å 내지 5.0 Å의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1.0 Å 내지 2.0 Å의 범위에 있었다.
이 글래스 기판을 마그네트론 스패터 장치의 챔버 내에 배치하고, 우선 글래스 기판의 양면에 기초층으로서, 두께 20 ㎚의 Cr막을 형성한 후, 연자성층으로서 두께 300 ㎚의 Co-Nb-Zr막을 형성하였다.
도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치를 사용하여, 기판 회전수를 1600 rpm(상기 제1 실시예인 경우의 4배의 회전수)으로 한 이외는, 상기의 표 1에 나타내는 조건으로 글래스 기판의 양면에 형성한 연자성층 각각의 표면에 텍스처 가공을 실시하였다. 도4(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 텍스처 가공 후 연자성층 표면의 상태를 도시한다.
텍스처 가공에는 테이프로서, 섬유 직경 2.0 ㎛의 나일론 섬유로 이루어지는 두께 660 ㎛의 부직포 테이프를 사용하였다. 또한, 연마 슬러리로서, 상기의 표 2에 나타내는 조성의 것을 사용하였다. 그리고, 연마 슬러리는 지립으로서, 충격법에 의해 얻어진 인공 다이아몬드 입자를 순수 외에 초음파 진동을 이용하여 분산시켜[분산 후의 인공 다이아몬드 입자의 2차 입자의 평균 입경(D50)은 50 ㎚이었음], 이에 첨가제를 첨가하여 교반하고, 다시 초음파 진동을 이용하여 지립을 분산시켜 제조하였다.
<제1 비교예>
비자성 기판의 양면에 텍스처 가공을 실시한 후에 연자성층을 형성하였다.
비자성 기판으로서, 직경 2.5 인치의 글래스 기판을 사용하였다. 상기 제1 실시예와 같이, 이 글래스 기판 양면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.0 Å 내지 5.0 Å의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1.0 Å 내지 2.0 Å의 범위에 있었다.
도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치를 사용하여 글래스 기판의 양면에 텍스처 가공을 실시하였다. 텍스처 가공은, 상기 제1 실시예와 같은 조건으로 행하였다. 도5의 (A)(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 텍스처 가공 후 글래스 기판 표면의 상태를 도시한다.
이 글래스 기판을 마그네트론 스패터 장치의 챔버 내에 배치하고, 우선 글래스 기판의 양면에 기초층으로서, 두께 20 ㎚의 Cr막을 형성한 후, 연자성층으로서 두께 200 ㎚의 Co-Nb-Zr막을 형성하였다. 도5의 (B)(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 연자성층 표면의 상태를 도시한다.
<제2 비교예>
비자성 기판의 양면에 텍스처 가공을 실시한 후에 연자성층을 형성하였다.
비자성 기판으로서, 직경 2.5 인치의 알루미늄 기판(표면에 Ni-P막을 도금하였음)을 사용하였다. 상기 제2 실시예와 같이, 이 알루미늄 기판 양면의 평균 표면 거칠기(Ra)는 2.0 Å 내지 5.0 Å의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복의 고저차가 1.0 Å 내지 2.0 Å의 범위에 있었다.
도7에 도시한 바와 같은 텍스처 가공 장치를 사용하여 글래스 기판의 양면에 텍스처 가공을 실시하였다. 텍스처 가공은, 상기 제2 실시예와 같은 조건으로 행하였다. 도6의 (A)(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 텍스처 가공 후 알루미늄 기판 표면의 상태를 도시한다.
이 알루미늄 기판을 마그네트론 스패터 장치의 챔버 내에 배치하고, 우선 글래스 기판의 양면에 기초층으로서 두께 20 ㎚의 Cr막을 형성한 후, 연자성층으로서 두께 200 ㎚의 Co-Nb-Zr막을 형성하였다. 도6의 (B)(원자간력 현미경에 의한 컴퓨터 화상)에 연자성층 표면의 상태를 도시한다.
<비교 시험>
상기 제1 내지 제3 실시예의 텍스처 가공 후 연자성층의 표면 및 제1, 제2 비교예의 텍스처 가공 후 비자성 기판의 표면과 이 표면 상에 형성한 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기(Ra), 최대 돌기 높이(Rmax), 스크래치수 및 파티클수에 관해 조사하였다.
평균 표면 거칠기(Ra)는 원자간력 현미경(AFM)(제품명 : Dimension 3100 시리즈, 디지털인스트루먼트사)을 사용하여 계측하였다. 도시의 컴퓨터 화상은, 이 AFM을 사용하여 3차원 영상화한 것이다. 또, 프로우브로서 실리콘 단결정제의 프로우브(곡률 반경 5 내지 10 ㎚)(제품명 : D-NCH, 일본 히코사)를 사용하였다.
원주 방향과 반경 방향의 기복에 대해, 백색광 현미경(제품명 : New View 5020, Zygo사)을 사용하여, 비자성 기판 표면의 임의의 0.87 ㎜ × 0.65 ㎜의 범위에 있어서, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 파장의 원주 방향과 반경 방향의 기복을 계측하였다.
스크래치수와 파티클수에 대해, 디스크 표면 외관 목시 장치(제품명 : MicroMAX VMX-2100, 유한회사 비전사이테크)를 사용하여 표리 양면의 스크래치수와 파티클수를 계수하고, 이 계수를 평균한 것이다.
<시험 결과>
시험 결과를 하기의 표 3에 나타낸다.
표 3 중, 스크래치수에 대해,「○」는 10개/면 미만이며,「×」는 10개/면 이상이었던 것을 나타낸다. 또한, 파티클(부착물)수에 대해,「○」는 20개/면 미만이며,「×」는 20개/면 이상이었던 것을 나타낸다.
[표 3]
시험 결과
| 평균 표면 거칠기(Å) | 최대 표면 거칠기(Å) | 라인 밀도 (개/㎛) | 스크래치수 | 파티클수 | ||
| 제1 실시예 | 2.9 | 34.4 | 35 | ○ | ○ | |
| 제2 실시예 | 1.9 | 24.2 | 72 | ○ | ○ | |
| 제3 실시예 | 0.94 | 9.8 | 122 | ○ | ○ | |
| 제1 비교예 | 비자성 기판 | 3.0 | 36.5 | 32 | ○ | ○ |
| 연자성층 | 4.5 | 47.1 | 28 | × | × | |
| 제2 비교예 | 비자성 기판 | 2.8 | 42.2 | 45 | ○ | ○ |
| 연자성층 | 3.2 | 46.0 | 46 | × | × | |
표 3에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2 비교예에서는 비자성 기판의 평균 표면 거칠기는 낮은 것이지만, 그 위에 연자성층을 형성하면 이 연자성층의 평균 표면 거칠기가 높아지고, 또한 연자성층의 표면에 불필요한 스크래치가 형성되어 파티클이 부착된다. 이에 대해, 본 발명에 따르면, 연자성층의 평균 표면 거칠기가 낮게 형성되는 스크래치의 수도 부착되는 파티클의 수도 낮고, 또한 40 Å를 넘는 이상 돌기가 없기 때문에, 이 위에 적층되는 수직 자기 기록층 등의 층을 설계대로 형성(성막)시킬 수 있다.
연자성층의 표면에 텍스처 가공이 실시되기 때문에, 이 위에 설계대로의 수직 자기 기록층을 형성할 수 있다.
Claims (16)
- 수직 자기 기록 디스크이며,비자성 기판과,상기 비자성 기판의 표면에 기초층을 통해, 또는 직접 형성한 연자성층과,상기 연자성층의 표면에 중간층을 통해, 또는 직접 형성한 수직 기록층과,상기 수직 자기 기록층의 표면에 형성한 보호층으로 이루어지고,상기 연자성층이 표면에 텍스처 조흔을 갖는 수직 자기 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 5.0 Å 사이의 범위에 있고,상기 텍스처 조흔의 라인 밀도가 30개/㎛ 이상의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 3.0 Å 사이의 범위에 있고,상기 텍스처 조흔의 라인 밀도가 60개/㎛ 이상의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층이 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Nb, Zr, Cr, Ta, Mo, Ti, B, C 및 P 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 아몰퍼스 합금으로 이루어지는 수직 자기 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 연자성층이 Fe, Co 및 Ni 중의 적어도 하나의 물질과, Pt, Nb, Zr, Ti, Cr 및 Ru 중의 적어도 하나의 물질을 포함하는 합금으로 이루어지는 수직 자기 기록 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 비자성 기판의 표면 기복이,0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 원주 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있고, 0.05 ㎜ 내지 0.5 ㎜의 범위에 있는 반경 방향의 파장 기복의 고저차가 2 Å 이하의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크.
- 수직 자기 기록 디스크를 제조하기 위한 방법이며,비자성 기판 상에 연자성층을 형성하는 공정과,상기 연자성층의 표면에 텍스처 조흔을 형성하는 텍스처 가공 공정과,상기 연자성층 상에 수직 기록층을 형성하는 공정과,상기 수직 기록층 상에 보호층을 형성하는 공정으로 이루어지는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 비자성 기판 상에 연자성층을 형성하는 상기 공정이,상기 비자성 기판의 표면에 기초층을 형성하는 공정과,상기 기초층의 표면에 상기 연자성층을 형성하는 공정으로 이루어지는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 연자성층 상에 수직 기록층을 형성하는 상기 공정이,상기 연자성층의 표면에 중간층을 형성하는 공정과,상기 중간층의 표면에 상기 수직 기록층을 형성하는 공정으로 이루어지는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 텍스처 가공 공정이,상기 비자성 기판 상에 상기 연자성층을 형성한 디스크를 회전시키는 공정과,상기 연자성층의 표면에 연마 슬러리를 공급하는 공정과,상기 연자성층의 표면에 테이프를 압박하는 공정으로 이루어지고,상기 연마 슬러리가,지립과,이 지립을 분산되는 물 또는 물 베이스의 수용액으로 이루어지고,상기 지립으로서, 1차 입자경이 30 ㎚ 이하의 범위에 있고, 또한 1차 입자의 평균 입경이 4 ㎚ 내지 10 ㎚의 범위에 있고, 이 1차 입자가 복수개 결합한 2차 입자경이 20 ㎚ 내지 150 ㎚의 범위에 있는 인공 다이아몬드 입자가 사용되는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 연마 슬러리 중의 상기 지립의 함유량이 0.001 중량 ％ 내지 0.5 중량 ％ 사이의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 물 베이스의 수용액이 물 및 첨가제로 이루어지고,상기 첨가제로서, 글리콜 화합물, 고급지방산아마이드, 유기인산에스테르, 비이온계 계면활성제로부터 선택되는 1 종류 또는 2 종류 이상의 재료가 사용되고,상기 연마 슬러리 중의 상기 첨가제의 함유량이 0.5 중량 ％ 내지 5.0 중량 ％ 사이의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 테이프로서 적어도 테이프의 표면 부분이 섬유 직경 0.1 ㎛ 내지 2.0 ㎛ 사이의 범위에 있는 섬유로 이루어지는 직포 테이프 또는 부직포 테이프가 사용되는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 연마 슬러리가 pH 8.0 내지 pH 11.0 사이의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 텍스처 가공 공정 후의 상기 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 5.0 Å 사이의 범위에 있고,상기 텍스처 조흔의 라인 밀도가 30개/㎛ 이상의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
- 제7항에 있어서, 상기 텍스처 가공 공정 후의 상기 연자성층 표면의 평균 표면 거칠기가 0.5 Å 내지 3.0 Å 사이의 범위에 있고,상기 텍스처 조흔의 라인 밀도가 60개/㎛ 이상의 범위에 있는 수직 자기 기록 디스크 제조방법.
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