JP2002117532A - 情報記録媒体用ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents
情報記録媒体用ガラス基板及びその製造方法Info
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Abstract
ハイトの狭小化に寄与し、同時にヘッドクラッシュおよ
びサーマルアスペリティーを起こさない情報記録媒体用
ガラス基板およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 ハードディスク等の情報記録装置に使用
される情報記録媒体用ガラス基板は、ガラスおよび結晶
化ガラスから成り、ガラス基板の表面層の改質のため
に、エッチングによるテクスチャー処理が施される。次
いで、エッチング処理により必然的に形成される異常突
起をスクラブ表面処理により除去する。このスクラブ表
面処理は、ディスク状のガラス基板20を円筒状のブラ
シスポンジ21で挟み、ガラス基板20とブラシスポン
ジ21を回転させることにより行う。このスポンジ21
は、下地層(表面層以外の部分)22と、表面層23と
から成ってもよく、表面層23の硬度が日本ゴム協会標
準規格SRISO101のアスカーCで40以上であ
る。
Description
ラス基板およびその製造方法に関し、特に、ハードディ
スク等の情報記録装置に使用される情報記録媒体用ガラ
ス基板およびその製造方法に関する。
しく、その情報を記録するための情報記録装置が各種開
発製造されている。これら装置の改良進歩はまさに日進
月歩であり、情報記憶容量および記録再生速度が年率十
数%の割合で向上している。このような状況において、
現在最も広く使用されている情報記録装置がハードディ
スクであり、その改良速度は他の装置以上である。
(以下単に「基板」という)上に形成された情報記録層
に、磁気ヘッドにより、情報の記録再生が行われる。現
在では、CSSまたはランプロードと呼ばれる方式のハ
ードディスクが一般的に使用されている。CSS方式と
は、基板が回転している間は磁気ヘッドがディスクのデ
ータゾーン上を滑空し、基板が移動開始または停止する
ときには基板のCSSゾーン上を滑走するコンタクト・
スタート・ストップ方式と呼ばれる方式である。ここ
で、基板のCSSゾーンとは、基板の一部(主に、内周
または外周に沿って設けられる)に高さ数十nmオーダ
ーの均一な凹凸を意図的に設けた部分をいう。また、ラ
ンプロード方式とは、基板が回転している間は磁気ヘッ
ドが基板上を滑空し、基板が停止する時には磁気ヘッド
が格納位置に収納される方式である。なお、ランプロー
ド方式では、その機構上CSSゾーンは不要である。さ
らに、近年では磁気ヘッドと基板とが常時接触している
コンタクト方式と呼ばれるものも検討されている。
基板が回転している間、磁気ヘッドが数十nmオーダー
の間隔(以下「フライングハイト」という)をもってそ
の表面(情報記録領域)上を滑空する。従って、情報記
録の高密度化を体現するためには、フライングハイトを
小さくする必要がある。しかし、基板の表面凹凸が大き
いと回転中に磁気ヘッドと基板表面の凸部が衝突し、ヘ
ッドクラッシュの起こる可能性が高くなる。また、ヘッ
ドクラッシュにまで至らないまでも、前記衝突による熱
で磁気ヘッドが異常な信号を検知し誤作動するいわゆる
サーマルアスペリティーが発生するおそれがある。特に
最近では、高感度のMRヘッドまたはGMRヘッドが主
流となっており、サーマルアスペリティーの問題はより
深刻になってきている。
ことで、凸部との衝突に起因するヘッドクラッシュおよ
びサーマルアスペリティーは回避できると考えられたた
め、表面平滑性が高いほど高性能な基板であるとみなさ
れていた。表面凹凸を削り取って平滑な面を形成する技
術の代表的なものとしては、スウェード(人工皮革)を
用いて仕上げ研磨する、すなわち表面層を削り取ること
で平滑基板を形成する方法(特開2000−53450
号公報)や、PVAなどのスポンジを用いてスクラブ表
面処理することで、異物や表面凹凸を除去して基板を平
滑化する方法(特開2000−149249号公報)な
どが提案されている。
技術には、以下のような問題があった。
平滑性を高めることでヘッドクラッシュの発生頻度は確
かに低下するが、表面凹凸を小さくし過ぎると、かえっ
て磁気ヘッドの飛行安定性が低下し、磁気ヘッドと基板
表面との接触頻度が増大して、ヘッドクラッシュの起き
るおそれが高くなることが見い出された。このように磁
気ヘッドの飛行安定性が低下する原因は明らかでない
が、磁気ヘッドは情報記録領域上を揺らぎながら滑空す
るため基板との接触が避けられず、適度な表面凹凸(以
下「テクスチャー」という)がないと摩擦力が高まるた
めであると考えられている。特に最近では、記録密度を
高めるためにフライングハイトが著しく低く設定されて
おり、磁気ヘッドの揺らぎによるヘッドクラッシュは一
層起き易くなっていると考えられる。そこで、滑空して
いるヘッドと基板が接触する時に磁気ヘッドに過大な抵
抗が掛からないようにする必要があり、その手段として
基板表面を適度に荒らすこと(以下「テクスチャー処
理」という)が考えられる。
は、突出した異常突起や基板表面に付着した異物を選択
的に除去するのは困難であり、例えば、ポリビニルホル
マールスポンジやポリウレタンスポンジのような柔らか
なスポンジでスクラブ表面処理した場合は、テクスチャ
ー処理を行った際に生じる異常突起や、強固に付着した
異物を除去するのが困難であったり、あるいは長時間、
高圧、高回転数といった過酷な条件で突出した異常突起
を無理に除去しようとすると、テクスチャーまで過剰に
削り取ってしまうという問題があった。また、研磨機を
用いた研磨、あるは仕上げ研磨についても、基板表面を
削り取ってしまうため、テクスチャーを過剰に削り取っ
てしまうという問題があった。
たものであり、その目的とするところは、ガラス基板表
面の凹凸を最適化することによりフライングハイトの狭
小化に寄与し、同時にヘッドクラッシュおよびサーマル
アスペリティーを起こさない情報記録媒体用ガラス基板
およびその製造方法を提供することにある。
めに、請求項1記載の製造方法は、ガラス基板の表面を
研磨し、該研磨されたガラス基板の表面を硬度が日本ゴ
ム協会標準規格SRISO101のアスカーCで40以
上であるスポンジを用いてスクラブ表面処理することを
特徴とする。
れたガラス基板の表面を硬度が日本ゴム協会標準規格S
RISO101のアスカーCで40以上であるスポンジ
を用いてスクラブ表面処理するので、スポンジがガラス
基板と接触する部分が微視的に硬く、巨視的にしなやか
であることに起因するスポンジが持つ長所、すなわち、
異物等が混入した際にガラス基板に傷がつきにくかった
り、スポンジとガラス基板の平行度が多少ずれてもスポ
ンジのしなやかさにより緩和できるという長所を保ちつ
つ、ガラス基板の不均一エッチングが原因の異常突起や
強固に付着した異物を除去することが可能となり、異常
突起や突起高さの揃ったテクスチャーを作製することが
でき、その結果、このガラス基板を情報記録媒体として
用いたときに、フライハイトの狭小化と同時にヘッドク
ラッシュおよびサーマルアスペリティが発生するのを防
止することができる。
の製造方法において、前記スポンジは、下地層と、該下
地層の表面層とから成り、該表面層の硬度が前記アスカ
ーCで40以上であることを特徴とする。
ジが、下地層と、該下地層の表面層とから成り、該表面
層の硬度がアスカーCで40以上であるので、請求項1
記載の製造方法による作用効果を確実に奏することがで
きる。
の製造方法において、前記スポンジの表面層は、100
%モデュラスが45kg以上である樹脂から成ることを
特徴とする。
ジの表面層は、100%モデュラスが45kg以上であ
る樹脂から成るので、ガラス基板表面上のテクスチャー
を過剰に削り取らずに異常突起を除去することができ
る。
の製造方法において、前記樹脂は、ポリカーボネート系
ポリウレタン樹脂であることを特徴とする。
は、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂であるので、
スポンジの耐薬品特性を向上させることができる。
4のいずれか1項に記載の製造方法において、前記スポ
ンジの表面層は、平均開口径が30μm以上の海綿体か
ら成ることを特徴とする。
ジの表面層は、平均開口径が30μm以上の海綿体から
成るので、テクスチャーを過剰に削り取らずに異常突起
を良好に除去することができる。
5のいずれか1項に記載の製造方法において、前記スク
ラブ表面処理をpH8以上のアルカリ性水溶液を用いて
行うことを特徴とする。
ブ表面処理をpH8以上のアルカリ性水溶液を用いて行
うので、除去した異常突起とガラス基板との間に静電反
発力を働かせて除去した異常突起の再付着を防止するこ
とができる。
6のいずれか1項に記載の製造方法において、前記スク
ラブ表面処理をpH5以下の酸性水溶液を用いて行うこ
とを特徴とする。
ブ表面処理をpH5以下の酸性水溶液を用いて行うの
で、金属性の不純物を効果的に溶解し、除去することが
できる。
7のいずれか1項に記載の製造方法において、前記スク
ラブ表面処理を、前記ガラス基板の表面にテクスチャー
処理を施した後に当該テクスチャー処理が施されたガラ
ス基板の表面に施すことを特徴とする。
の製造方法において、前記スクラブ表面処理が施された
ガラス基板の表面に化学強化処理を施すことを特徴とす
る。
至7のいずれか1項に記載の製造方法において、前記ス
クラブ表面処理を、前記ガラス基板の表面にテクスチャ
ー処理及び化学強化処理を順に施した後に当該化学強化
処理が施されたガラス基板の表面に施すことを特徴とす
る。
載の情報記録媒体用ガラス基板は、請求項1乃至10の
いずれか1項に記載の製造方法によって製造された情報
記録媒体用ガラス基板であって、原子間力顕微鏡により
測定される接触比率が0.4%である前記ガラス基板の
表面のベアリングハイトBH04が2〜7μmであるこ
とを特徴とする。
板によれば、原子間力顕微鏡により測定される接触比率
が0.4%であるガラス基板の表面のベアリングハイト
BH04が2〜7μmであるので、異常突起や突起高さ
の揃ったテクスチャーを作製することができ、その結
果、このガラス基板を情報記録媒体として用いたとき
に、フライハイトの狭小化と同時にヘッドクラッシュお
よびサーマルアスペリティが発生するのを防止すること
ができる。
載の情報記録媒体用ガラス基板は、請求項1乃至10の
いずれか1項に記載の製造方法によって製造された情報
記録媒体用ガラス基板であって、原子間力顕微鏡により
測定される接触比率が0.1%である前記ガラス基板の
表面のベアリングハイトBH01が2〜10μmである
ことを特徴とする。
板によれば、原子間力顕微鏡により測定される接触比率
が0.1%であるガラス基板の表面のベアリングハイト
BH01が2〜10μmであるので、異常突起や突起高
さの揃ったテクスチャーを作製することができ、その結
果、このガラス基板を情報記録媒体として用いたとき
に、フライハイトの狭小化と同時にヘッドクラッシュお
よびサーマルアスペリティが発生するのを防止すること
ができる。
るガラス基板及びその製造方法を詳細に説明する。ただ
し、本発明は斯かる実施の形態に限定されるものではな
い。
ハードディスク等の情報記録装置に使用される情報記録
媒体用基板として使用され、この基板の母材の種類は、
特に限定されるものではなく、従来から使用されている
アルミニウム合金、カーボン、ガラス、結晶化ガラス、
ポリカーボネートオレフィンなどのプラスチックおよび
シリコンなどが利用可能である。これらのうち、本発明
の実施の形態に係るガラス基板の母材としては、表面平
滑性が高く、表面加工処理が容易でかつ弾性率と剛性、
強度の高いガラスおよび結晶化ガラスが好ましい。ま
た、ガラス基板の表面層の改質については、化学強化処
理によってガラス基板表面に圧縮応力層が形成されてい
る場合等も挙げられるが、特に限定されない。
は、公知の機械的研磨方法における作業条件をより精密
に制御することによっても実現可能である。しかし、ガ
ラスまたは結晶化ガラスを母材とするガラス基板の場
合、エッチング処理によってガラス基板表面を荒らすこ
とで、より簡単な方法でテクスチャー処理することがで
きる。エッチング処理では、理論的には多成分系のガラ
ス基板の表面が均一にエッチングされ、異常突起(まわ
りの微小突起に比べて異常に高い突起)は形成されない
はずであるが、現実には、エッチング処理を行った後で
もガラス基板の表面に異常突起が存在する場合がある。
すなわち、一般にガラス基板の表面層では、微視的に見
るとその組成が必ずしも均一ではなく、また、研磨時に
研磨材がガラス基板表面に強く押しつけられ、付着また
は埋まり込むなどし、ガラス基板表面上に蓋をしたよう
な部分が存在する。そのため、ガラス基板の表面にはエ
ッチング溶液によく溶ける部分とそうでない部分とが存
在し、結果として不均一なエッチングが進行し、異常突
起が発生する場合がある。テクスチャー処理を行ったガ
ラス基板表面は、後述する図2(a)に参照番号1で示
すような凹凸形状を有する。
液処理前の研磨条件を適宜調整することで抑制すること
もできるが、テクスチャー処理後にスクラブ表面処理を
行えば、より確実に異常突起を除去することができる。
本発明では、スポンジの表面(ガラス基板と接触する部
分)を微視的に硬く、巨視的にしなやかにすることで、
スポンジの持つ長所、異物等が混入した際にガラス基板
に傷がつき難い、あるはスポンジ−ガラス基板間の平行
度が多少ずれてもスポンジ部で緩和できる等の長所を活
かしつつ異常突起を優先的に除去できることを見い出し
た。
に説明する。
あれば、特に限定されるものではない。
定されるものではなく、市販のスクラブ表面処理装置を
用いることができる。例えば、スクラブ表面処理方法の
概略説明図として図1(a)に示すように、テクスチャ
ー処理が施されたディスク状のガラス基板20を一対の
カップ状平面スポンジ21で挟み、ガラス基板20とブ
ラシスポンジ21を回転させる。このスポンジ21は、
図1(b)に示すロール状スポンジ21に置き換えても
よい。図1(b)において、ガラス基板20、スポンジ
21は、図中矢印のように回転又は往復運動を行う。
ム協会標準規格SRISO101のアスカーCで40以
上であれば、異常突起を良好に除去できるので好まし
い。スポンジの表面の硬度(アスカーC)が40以上で
あれば、スクラブ表面処理条件を適宜調整することで、
テクスチャーを過剰に削り取らずに異常突起を良好に除
去できるので更に好ましい。スポンジは、図1に示すよ
うに、下地層(表面層以外の部分)22と、研磨パッド
としての表面層23とから成ってもよい。下地層22
は、種類、硬さ、厚み、積層数は特に限定されない。ま
た、表面層23と下地層21の接着方法も特に限定され
ない。下地層22に表面層23を直接形成してもよい
し、下地層22と表面層23と別々に形成してから両面
テープ等の接着剤で接着してもよい。
種類は特に限定されないが、樹脂の100%モデュラス
が45kg以上であれば、スクラブ表面処理条件を適宜
調整することで、テクスチャーを過剰に削り取らずに異
常突起を除去できるので好ましい。樹脂の100%モデ
ュラスが45kg以上であればスポンジの表面層が微視
的に硬くなり。異常突起を除去する能力が高まるためと
推定している。スポンジ21の表面層23の材料として
は清浄度の観点からウレタン樹脂が好まれて使われる
が、ウレタン樹脂の場合、樹脂の種類を固定すれば10
0%モデュラスが大きいほど、硬い結晶部の割合が増加
(柔らかい非結晶部の割合は減少)する。すなわち、ス
ポンジ21の表面層23が微視的に硬くなる。また、ウ
レタン樹脂はその出発原料によって様々な種類があり、
代表的なものとしてはポリエステル系ポリウレタン、ポ
リエーテル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウ
レタン等がある。ポリカーボネート系ポリウレタンは、
エステル系、エーテル系に比べて耐薬品特性が優れてお
り、アルカリ溶液などで使用する場合にスポンジ最表面
の微視的な硬さが維持できるという点で好ましい。
であれば限定されないが、平均開口径が30〜200μ
m、好ましくは80μm程度の海綿体が形成されている
と、テクスチャーを過剰に削り取らずに異常突起を良好
に除去できるので好ましい。異常突起が選択的に除去さ
れる理由はよく分からないが、平均開口径が30μm以
上であると、スクラブ中に異常突起とスポンジ表面が効
率よく接触するためと推定している。平均開口径が20
0μm以下では、異常突起とスポンジ21の表面層23
との接触が効率的に行われる。また、平均開口径が30
〜200μmの海綿体を形成するときの厚みは特に限定
されないが、海綿体の表面を削り取って開口部を露出さ
せる場合は、表面層の厚みは0.3〜1.0mmにな
る。
好ましい。スクラブ液は、特に限定されず、純粋、電解
イオン水、オゾン水、水素加水、酸性水溶液、アルカリ
性水溶液、あるいはこれらにキレート剤、界面活性剤、
塩類を添加したものを用いることができる。
する場合は、ガラスの結合を化学的に攻撃するアルカリ
性水溶液を使用するのがより好ましい。アルカリ性水溶
液を用いると、除去した異常突起とガラス基板との間に
静電反発力が働くので、除去された異常突起の再付着防
止の点でも好ましい。アルカリ性水溶液の濃度は特に限
定されないが、工程管理上pH8以上、特にpH12〜
14が好ましい。
溶解作用を持つ酸性水溶液を用いるのが好ましい。
の蒸発等の影響を考慮して10〜50℃程度の温度範囲
で通常は使用される。
基板の表面にテクスチャー処理を施した後に、このテク
スチャー処理が施されたガラス基板の表面に施してもよ
く、このスクラブ表面処理が施されたガラス基板の表面
に化学強化処理を施してもよい。
表面にテクスチャー処理及び化学強化処理を順に施した
後に当該化学強化処理が施されたガラス基板の表面に施
してもよい。
テクスチャーが形成されていないガラス基板に対して
も、凹凸、異物あるいは汚れを効果的に除去するために
用いることができる。
に少なくとも下地層、磁性層および保護膜が順次成膜さ
れることにより、情報記録媒体が構成される。なお、必
要に応じて、ガラス基板と下地層の間にシード層を設け
てもよいし、各層毎にバッファー層やシールド層を設け
て多層構造にしてもよい。
によりハードディスク等の情報記録装置に組み込まれ
る。上記の下地層、磁性層および保護膜の種類、膜厚お
よび成膜手段は特に限定されない。ガラス基板を用いる
場合は、シード層としてNiAl、下地層としてCo系
合金を用いることが、優れた情報記録再生特性、膜密着
性を確保する上で好ましい。成膜手段としては、通常は
スパッタリング法が用いられ、この方法によれはガラス
基板の表面凹凸形状がそのまま維持される。なお、成膜
後にテープバーニッシュ処理を施すことにより、保護膜
上に付着した異物や汚れを除去することができる。この
情報記録媒体は、ガラス基板表面の凹凸形状をそのまま
反映するものであるから、フライングハイトの狭小化に
よってもヘッドクラッシュやサーマルアスペリティーの
問題を起こし易い。
ーマルアスペリティの問題を解決するためにスクラブ表
面処理が施され、最適化されたガラス基板の表面上の凹
凸形状は、所定の基準により評価される。このガラス基
板表面の凹凸形状の評価基準は、平均面粗さRa、十点
平均面粗さRz等があるが、本発明においては、以下に
説明するベアリングハイトを用いる。
がら説明する。
基板表面の凹凸の概念図であり、(a)は、ガラス基板
表面の凹凸を示し、(b)は、図2(a)のA−A線断
面図であり、(c)は、図2(a)のB−B線断面図で
ある。
表面の凹凸形状、同10は、ベアリングレシオ0.4%
のスライス面、同11は、ベアリングレシオ50%のス
ライス面(基準面)、同12は、スライス面におけるガ
ラス基板表面の凸部の切断面を示す。
凸部にのみ着目して、凸部形状を評価する基準をもっ
て、ガラス基板の表面の凹凸を評価するものである。具
体的には、ガラス基板表面の凹凸の接触比率が50%の
場合を基準高さとし、その接触比率が0.4%の場合の
高さ:ベアリングハイト(BH04)が2〜7nmの範
囲にあるか否かを評価基準とする。ここで、接触比率
は、ベアリングレシオで表される値であり、原子間力顕
微鏡(AFM)により測定される。ベアリングレシオと
は、ガラス基板表面をある平面でスライスしたときに、
ガラス基板表面の凸部の切断面がそのスライス面に占め
る割合である。したがって、接触比率が50%の場合と
は、スライス面において、凸部の切断面がそのスライス
面の半分を占める割合である(図2(c))。接触比率
50%の場合のスライス面を基準面とし、このスライス
面を凸部の先端方向に平行移動すると、接触比率は除々
に小さくなる。そして、接触面積が0.4%(図2
(b))になるまで移動した距離が、接触比率0.4%
の場合の高さBH04に該当する。すなわち、接触比率
が50%から0.4%になるまで、スライス面を移動し
た距離が、2から7nmの場合に、ヘッドクラッシュお
よびサーマルアスペリティーの問題を解決可能なガラス
基板であることを見い出した。
リングレシオとベアリングハイトの関係を簡単に示す。
凹凸形状に関する本発明者らの多くの実験とその結果の
解析とにより初めて見い出され導入されたものである。
すなわち、磁気ヘッドとガラス基板表面の関係におい
て、それらの接触特性および磁気ヘッドの飛行安定性に
ついて詳細に比較検討した結果、ガラス基板表面のベア
リングハイトが磁気ヘッドの飛行安定性と直接的な関連
のあるパラメータであることを見い出したことに端緒す
る。これに関し、BH04がそれぞれ異なる情報記録媒
体を多数作製し、これを減圧下26.7kPa(200
Torr)で磁気ヘッドの定点浮上テストを行った。そ
の結果の一部を図4に記載する。一般に磁気ヘッドの浮
上高さ(フライングハイト)は環境圧力の低下と共に小
さくなるため、減圧下では磁気ヘッドとガラス基板の接
触が一層生じ易くなる。よって、減圧下でのテストは、
ヘッドクラッシュ耐力に関する一種の加速試験として位
置付けられる。
板表面の凹凸形状について種々の検討が行われており、
Ra、Rmax、最大突起高さRp、突起密度、突起高
さまたは突起サイズなど種々のパラメータによる好適範
囲が提案されている。ここで、最大突起高さRpは、測
定エリア20μm×20μmで観察され突起の最大値で
ある。
おける摩擦、摩耗に関する最適化のためのものであり、
データゾーンにおける磁気ヘッドの低浮上時の飛行安定
性またはサーマルアスペリティを考慮したものではな
い。
として、それ未満では数時間でヘッドクラッシュが発生
するようになる。これは、BH04が2nmより小さく
なくなると、磁気ヘッドの飛行安定性が急激に低下する
ためであると考えられる。一方、BH04が7nmを越
えると、突出した凸部との衝突に起因するヘッドクラッ
シュの発生確率が高まり、またサーマルアスペリティの
発生頻度も上昇する。
く、さらには3.5〜6.0nmが好適である。下限値
を3または3.5nm以上とするのは、上記ガラス基板
を情報記録媒体に加工する際にテープバーニッシュと呼
ばれる異物除去工程があり、そこでの削り代を残してお
くためである。このように高めに設定された下限値によ
り、目的とする性能を備えたガラス基板の生産歩留まり
が向上する。一方、上限値を低く設定することで、フラ
イングハイトの設計値が低くても、ヘッドクラッシュの
発生頻度を低下さえることができる。また、例えば高山
のような気圧の低い過酷な環境下でも、情報記録装置の
信頼性を向上させることができる。
触比率が50%の場合を基準高さとしたときの接触比率
0.1%における高さBH01が2〜10nmであるこ
とが好ましい。これは、後述の実施例で証明されている
ように、BH01が10nmを越えると、ヘッドクラッ
シュの発生確率が高まるためである。なお、通常は、B
H01≧BH04である。
らに具体的に説明する。
用ガラス基板を製造した。
O2:66.0mol%、Al2O3:11.0mol
%、Li:8.0mol%。Na2O:9.0mol
%、MgO:2.4mol%、CaO:3.6mol
%、K2O:0.2mol%、SrO:2.0mol
%)から、外径65mm、内径20mmのドーナツ状デ
ィスクを切り出した。
法のラッピング、ポリッシングおよびファイナルポリッ
シングの各研磨工程に適し、厚さ0.6mmまで表面研
磨した。なお、ファイナルポリッシングでは、酸化セリ
ウム(CeO2)を含有する研磨剤(三井金属鉱業株式
会社製のミレーク)とスウェードパッド(鐘紡株式会社
製のBELLATRIX)を用いて研磨した。本工程で研磨され
たガラス基板表面の最大突起高さRpは56.8nmで
あった。
た研磨剤を除去した後、50℃に保持した0.01質量
%フッ化水素溶液の浴中にガラス基板を2.5分間浸漬
し、約48kHz、1W/cm2の超音波を2.5分間
照射した。その後、40℃に保持した市販のアルカリ溶
液(pH11:株式会社ケミカルプロダクツ製のRB2
5)の浴中にガラス基板を2.5分間浸漬し、約48k
Hz、1W/cm2の超音波を照射した。このガラス基
板をアルカリ溶液の浴中から引き上げて、純粋浴中に浸
しリンスしてアルカリ溶液を除去した。最後に、ガラス
基板を純粋浴中で3回リンスし、イソプロピルアルコー
ルの浴に浸漬して約48kHzの超音波を2分間照射し
た後、イソプロピルアルコール蒸気中で1分間乾燥させ
た。本工程で処理されたガラス基板表面の最大突起高さ
Rpは35.9nmであった。
リウム60%の混合溶液塩中にガラスを浸漬し、380
℃で3時間保持してイオン交換を行い化学強化した。化
学強化を終えたサンプルは除冷し、ガラス基板に付着し
た強化塩は純粋浴中で洗い流した。本工程で強化された
ガラス基板表面の最大突起高さRpは36.5nmであ
った。
0mm)にポリカービネート系ポリウレタン製の表面層
(硬度(アスカーC)=75、樹脂の100%モデュラ
ス=200kg、平均開口径=50〜60μm、厚み=
0.6mm、海綿体状タイプ)を両面テープで貼り合わ
せたスクラブスポンジを用いてスクラブ洗浄を行った。
このとき、スポンジの回転数を400rpm、スポンジ
の押圧力は9800Pa(100gf/cm2)とし、
回転する平面スポンジの中心部から毎分30mlで、p
H11の1質量%水酸化カリウム(KOH)水溶液をス
ポンジ中心部から毎分100mlで供給して、スクラブ
洗浄を20秒間行った。
1:株式会社ケミカルプロダクツ製のRB25)の浴中
にガラス基板を2.5分間浸漬し、約48kHz、1W
/cm2の超音波を2.5分間照射した。このガラス基
板をアルカリ溶液の浴中から引き上げて、純粋浴中に浸
しリンスしてアルカリ溶液を除去した。最後にガラス基
板を純粋浴中で3回リンスし、イソプロピルアルコール
の浴に浸漬して約48kHzの超音波を2分間照射した
後、イソプロピルアルコール蒸気中で2分間乾燥させ
た。
層、CrMo下地層、CoCrPt磁性層及びC系保護
膜を順次形成し、さらに浸漬法によりパーフルオロポリ
エーテル系の潤滑剤を形成し、情報記録媒体を製造し
た。
使用するスポンジ表面層のアスカー硬度が40,70,
85のものを用いたこと以外は実施例1と同じ条件で処
理を行い、それぞれ実施例2,3,4とした。
使用するスポンジ表面層の平均開口径が20μm、10
0μmのものを用いたこと以外は実施例1と同じ条件で
処理を行い、それぞれ実施例5,6とした。
使用するスポンジ表面層の樹脂種類がポリエステル系ポ
リウレタン、ポリエーテル系ポリウレタンのものを用い
たこと以外は実施例1と同じ条件で処理を行い、それぞ
れ実施例7,8とした。
で使用する下地層のウレタンスポンジの厚みが0.5m
m、20mmのものを用いたこと以外は実施例1と同じ
条件で処理を行い、それぞれ実施例9,10とした。
用する下地層のウレタンスポンジの硬度(アスカーC)
が30〜40のものを用いたこと以外は実施例1と同じ
条件で処理を行い、実施例11とした。
用するスクラブ液にpH3の0.01質量%フッ酸(H
F)水溶液を用いたこと以外は実施例1と同じ条件で処
理を行い、実施例12とした。
用するスポンジが下地層を有さないこと、スポンジの硬
度(アスカーC)が70であること以外は実施例1と同
じ条件で処理を行い、実施例13とした。
たことを除いて実施例1と同じ条件で処理を行い、実施
例13とした。
するスポンジの厚みが10mmのPVFスポンジを用い
たこと、スポンジの硬度(アスカーC)が5〜10であ
ること以外は実施例1と同じ条件で処理を行い、比較例
1とした。
OH、700rpm、500gf/cm2、800se
cとしたこと以外は実施例1と同じ条件で処理を行い、
比較例2とした。
するスポンジ表面層の硬度(アスカーC)が15のもの
を用いたこと以外は実施例1と同じ条件で処理を行い、
比較例3とした。
異常突起をテクスチャーを走査形プローブ顕微鏡:AF
M(デジタルインスツルメンツ製のNanoscopeIIIa)、
タッピングモードを用いて測定した。異常突起の指標と
しては最大突起高さRp、高さ20nmの突起数、高さ
10nm突起数を測定した。ここで、最大突起高さRp
は、測定エリア20μm×20μmで観察される最大突
起高さを表す。高さ10nm、20nmの突起数は、測
定エリア内の突起数を表すが、その存在確率からAFM
視野面積が合計で0.01mm2になるように調整し
た。
の表面凹凸の接触比率が50%の場合を基準高さとし、
その接触比率が0.4%の場合の高さであるベアリング
ハイトBH04を用いた。接触比率はベアリングレシオ
で表される値であり、ベアリングレシオとはガラス基板
である平面でスライスしたときに、ガラス基板表面の凸
部の切断面がそのスライス面に占める割合である。接触
比率50%の場合のスライス面を基準面とし、このスラ
イス面を凸部の先端方向に平行移動すると、接触比率は
除々に小さくなる。そして、接触面積が0.4%になる
まで移動した距離が、接触比率の0.4%の場合の高さ
BH04に相当する。
グハイトが磁気ヘッドの飛行安定性(磁気ヘッドが飛行
中にガラス基板表面と接触しないこと)と直接的な関連
のあるパラメータであること、すなわちBH04が2n
mより小さくなると、あるいは7nmを超えるとヘッド
クラッシュの発生確率が高まり、サーマルアスペリティ
ーの発生頻度も上昇することを見い出している。BH0
4が2nmより小さいと磁気ヘッドの飛行安定性が急激
に低下し、7nmを超えると突出した凸部との衝突に起
因するヘッドクラッシュの発生確率が高まると推定して
いる。BH04がそれぞれ異なる情報記録媒体を多数作
製し、これを減圧下26.7kPa(200Torr)
で磁気ヘッドの定点浮上テストを行った結果を図4に示
した。
Torr)で24時間の定点浮上テストを行った。また
テスト後の磁気ヘッドと情報記録媒体の表面を光学顕微
鏡で観察し、傷や汚れの有無を確認した。
ず、テスト後の磁気ヘッドと情報記録媒体の表面に傷や
汚れが観察されなかったものについては、さらに、定法
に従いハードディスクドライブに組み込み、フライング
ハイト15nm、回転数10,00rpmで1000時
間連続シークテストを行いヘッドクラッシュの有無を調
べた。
程で使用したスポンジの硬度(アスカーC)が40以上
であると、10nm、20nmの突起がなく、Rp値が
10nm以下でBH04が2〜7nmの高さの揃ったテ
クスチャーが得られることが分かる。また、情報記録媒
体にした時もヘッドクラッシュは発生せず、また、テス
ト後の磁気ヘッドおよび情報記録媒体の表面に傷および
汚れは認められなかった。これらの効果は、から、スク
ラブ表面処理工程で使用する水溶液として酸性のものを
用いても(実施例12)、スポンジに下地層がなくても
(実施例13)も、化学強化処理が施されなくても(実
施例14)、得ることができることが分かる。
用するスポンジがPVFスポンジであると異常突起が除
去できないことが分かる。BH04も7nmより大きく
なり、情報記録媒体にした時に定点浮上テスト後にヘッ
ドやガラス基板に傷が発生した。
クラブを過剰にすると異常突起は減少するが、反面BH
04は2nmより小さくなりテクスチャー自体も過剰に
削られることが分かる。情報記録媒体にした時も定点浮
上テストでヘッドクラッシュが発生した。
とにより、スクラブ表面処理工程で使用するスポンジ表
面の硬度(アスカーC)が40より小さいと異常突起が
除去できないことが分かる。BH04も7nmより大き
くなり、情報記録媒体にした時に定点浮上テスト後にヘ
ッドやガラス基板に傷が発生した。
ンジの表面層樹脂の100%モデュラスが45kg以上
で10nm、20nmの突起がない良好なテクスチャー
が得られ、100%モデュラスが130kg以上ではR
p値が5nm以下のより高さの揃ったテクスチャーを作
製することができることが分かる。
ンジの表面層の開口径が20μm以上で10nm、20
nmの突起がなく、Rp値が10nm以下の高さの揃っ
たテクスチャーが得られ、開口径が50μm以上ではR
p値が5nm以下のより高さの揃ったテクスチャーを作
製することができることが分かる。
より、スポンジの表面層の樹脂種類は、ポリエーテル
系、ポリエステル系よりもポリカーボネート系ポリウレ
タンを使用する方が、Rp値はより減少し、高さの揃っ
たテクスチャーを作製することができることが分かる。
載の製造方法によれば、研磨されたガラス基板の表面を
硬度が日本ゴム協会標準規格SRISO101のアスカ
ーCで40以上であるスポンジを用いてスクラブ表面処
理するので、スポンジがガラス基板と接触する部分が微
視的に硬く、巨視的にしなやかであることに起因するス
ポンジが持つ長所、すなわち、異物等が混入した際にガ
ラス基板に傷がつきにくかったり、スポンジとガラス基
板の平行度が多少ずれてもスポンジのしなやかさにより
緩和できるという長所を保ちつつ、ガラス基板の不均一
エッチングが原因の異常突起や強固に付着した異物を除
去することが可能となり、異常突起や突起高さの揃った
テクスチャーを作製することができ、その結果、このガ
ラス基板を情報記録媒体として用いたときに、フライハ
イトの狭小化と同時にヘッドクラッシュおよびサーマル
アスペリティが発生するのを防止することができる。
ジが、下地層と、該下地層の表面層とから成り、該表面
層の硬度がアスカーCで40以上であるので、請求項1
記載の製造方法による作用効果を確実に奏することがで
きる。
ジの表面層は、100%モデュラスが45kg以上であ
る樹脂から成るので、ガラス基板表面上のテクスチャー
を過剰に削り取らずに異常突起を除去することができ
る。
は、ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂であるので、
スポンジの耐薬品特性を向上させることができる。
ジの表面層は、平均開口径が30μm以上の海綿体から
成るので、テクスチャーを過剰に削り取らずに異常突起
を良好に除去することができる。
ブ表面処理をpH8以上のアルカリ性水溶液を用いて行
うので、除去した異常突起とガラス基板との間に静電反
発力を働かせて除去した異常突起の再付着を防止するこ
とができる。
ブ表面処理をpH5以下の酸性水溶液を用いて行うの
で、金属性の不純物を効果的に溶解し、除去することが
できる。
板によれば、原子間力顕微鏡により測定される接触比率
が0.4%であるガラス基板の表面のベアリングハイト
BH04が2〜7μmであるので、異常突起や突起高さ
の揃ったテクスチャーを作製することができ、その結
果、このガラス基板を情報記録媒体として用いたとき
に、フライハイトの狭小化と同時にヘッドクラッシュお
よびサーマルアスペリティが発生するのを防止すること
ができる。
板によれば、原子間力顕微鏡により測定される接触比率
が0.1%であるガラス基板の表面のベアリングハイト
BH01が2〜10μmであるので、異常突起や突起高
さの揃ったテクスチャーを作製することができ、その結
果、このガラス基板を情報記録媒体として用いたとき
に、フライハイトの狭小化と同時にヘッドクラッシュお
よびサーマルアスペリティが発生するのを防止すること
ができる。
あり、(a)は、カップ状平面スポンジを使用する場
合、(b)は、ロール状スポンジを使用する場合を夫々
示す。
凸の概念図であり、(a)は、ガラス基板表面の凹凸を
示し、(b)は、図2(a)のA−A線断面図であり、
(c)は、図2(a)のB−B線断面図である。
な関係図である。
面 20 ガラス基板 21 スポンジ 22 下地層 23 表面層
Claims (12)
- 【請求項1】 ガラス基板の表面を研磨し、該研磨され
たガラス基板の表面を硬度が日本ゴム協会標準規格SR
ISO101のアスカーCで40以上であるスポンジを
用いてスクラブ表面処理することを特徴とする情報記録
媒体用ガラス基板の製造方法。 - 【請求項2】 前記スポンジは、下地層と、該下地層の
表面層とから成り、該表面層の硬度が前記アスカーCで
40以上であることを特徴とする請求項1記載の製造方
法。 - 【請求項3】 前記スポンジの表面層は、100%モデ
ュラスが45kg以上である樹脂から成ることを特徴と
する請求項2記載の製造方法。 - 【請求項4】 前記樹脂は、ポリカーボネート系ポリウ
レタン樹脂であることを特徴とする請求項3記載の製造
方法。 - 【請求項5】 前記スポンジの表面層は、平均開口径が
30μm以上の海綿体から成ることを特徴とする請求項
1乃至4のいずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項6】 前記スクラブ表面処理をpH8以上のア
ルカリ性水溶液を用いて行うことを特徴とする請求項1
乃至5のいずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項7】 前記スクラブ表面処理をpH5以下の酸
性水溶液を用いて行うことを特徴とする請求項1乃至6
のいずれか1項に記載の製造方法。 - 【請求項8】 前記スクラブ表面処理を、前記ガラス基
板の表面にテクスチャー処理を施した後に当該テクスチ
ャー処理が施されたガラス基板の表面に施すことを特徴
とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の製造方
法。 - 【請求項9】 前記スクラブ表面処理が施されたガラス
基板の表面に化学強化処理を施すことを特徴とする請求
項8記載の製造方法。 - 【請求項10】 前記スクラブ表面処理を、前記ガラス
基板の表面にテクスチャー処理及び化学強化処理を順に
施した後に当該化学強化処理が施されたガラス基板の表
面に施すことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1
項に記載の製造方法。 - 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれか1項に記
載の製造方法によって製造された情報記録媒体用ガラス
基板であって、原子間力顕微鏡により測定される接触比
率が0.4%である前記ガラス基板の表面のベアリング
ハイトBH04が2〜7μmであることを特徴とする情
報記録媒体用ガラス基板。 - 【請求項12】 請求項1乃至10のいずれか1項に記
載の製造方法によって製造された情報記録媒体用ガラス
基板であって、原子間力顕微鏡により測定される接触比
率が0.1%である前記ガラス基板の表面のベアリング
ハイトBH01が2〜10μmであることを特徴とする
情報記録媒体用ガラス基板。
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