(57)【要約】【課題】１０ｎｍ或いはそれ以下の低浮上量で磁気ヘッドを浮上飛行させる磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板、該ガラス基板を利用した磁気ディスクを提供する。【解決手段】研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、上記研磨砥粒として、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ砥粒を含む研磨砥粒を用いる。また、上記研磨液として、コロイダルシリカ砥粒を含み、かつ、中性であるものを用いる。また、かかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法により得られるガラス基板上に少なくとも磁性層を形成することにより、磁気ディスクを得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨砥粒として、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ砥粒を含む研磨砥粒を用い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２】
研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨液は、コロイダルシリカ砥粒を含み、かつ、中性であ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３】
前記コロイダルシリカ砥粒は、アルカリ金属の含有量が０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施すことを特徴とする請求項１乃至３の何れか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】
前記ガラス基板は、ロードアンロード方式の磁気記録装置に搭載される磁気ディスクに用いるガラス基板であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか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】
請求項１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板であって、ガラス基板の主表面内に、主成分がケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とを含む微小な凸状の表面欠陥が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７】
請求項１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板又は請求項６に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板又は請求項６に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、順次形成された磁性層と保護層と潤滑層を有することを特徴とする磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ（HDD）等の情報処理機器に搭載される磁気ディスクの製造方法及び磁気ディスク、並びに磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスク用ガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（HDD）等の情報処理機器用記録媒体の一つとして磁気ディスクがある。磁気ディスクは、基板上に磁性層等の薄膜を形成して構成されたものであり、その基板として従来はアルミ基板が用いられてきた。しかし、最近では、高記録密度化の追求に呼応して、アルミ基板と比べて磁気ヘッドと磁気ディスクとの間隔をより狭くすることが可能なガラス基板の占める比率が次第に高くなってきている。また、ガラス基板表面は磁気ヘッドの浮上高さを極力下げることができるように、高精度に研磨して高記録密度化を実現している。
上述したように高記録密度化にとって必要な低フライングハイト（浮上量）化のために磁気ディスク表面の高い平滑性は必要不可欠である。磁気ディスク表面の高い平滑性を得るためには、結局、高い平滑性の基板表面が求められるが、もはや、高精度に基板表面を研磨するだけでは、磁気ディスクの高記録密度化を実現できない段階まできている。つまり、いくら、高精度に研磨しても基板上に異物が付着していては高い平滑性は得られない。勿論、従来から異物の除去はなされていたが、従来では許容されていた基板上の異物が、今日の高密度化のレベルでは問題視される状況にある。
【０００３】
高い平滑性を有するガラス基板は、たとえば酸化セリウム系研磨剤を用いて研磨した後、さらにコロイダルシリカ砥粒を用いた仕上げ研磨（鏡面研磨）によって得ることが可能である。ここで例えば、酸性になるようにｐＨ調整されたコロイダルシリカスラリーを磁気ディスク基板の研磨に用いることが提案されている（下記特許文献１参照）。しかし、研磨液として酸性の水溶液を用いるため、スラリーの凝集、研磨定盤の腐食（酸化）といった問題がある。
一方、研磨液にアルカリを含有させることによりｐＨが１０．２を超え、１２以下となるように調整されたコロイダルシリカスラリーを磁気ディスク用ガラス基板の研磨に用いることも提案されている（下記特許文献２参照）。この特許文献２によれば、アルカリ性に調整されたコロイダルシリカスラリーを用いることで、ガラス基板に対する研磨速度を向上させ、高平滑性のガラス基板が得られるとされている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４００２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）では60Gbit／inch２以上の情報記録密度が要求されるようになってきた。これは一つに、HDDが従来のコンピュータ用記憶装置としてのニーズに加えて、携帯電話やナビゲーションシステム、デジタルカメラ等に搭載されるようになってきたことと関係がある。
これらの新規用途の場合、HDDを搭載する筐体スペースがコンピュータに比べて著しく小さいので、HDDを小型化する必要がある。このためには、HDDに搭載する磁気ディスクの径を小径化する必要がある。例えば、コンピュータ用途では３．５インチ型や２．５インチ型の磁気ディスクを用いることが出来たが、上記新規用途の場合では、これよりも小径の、例えば０．８インチ型〜１．８インチ型などの小径磁気ディスクが用いられる。このように磁気ディスクを小径化した場合であっても一定以上の情報容量を格納させる必要があるので、勢い、情報記録密度の向上に拍車がかかることになる。
【０００６】
また、限られたディスク面積を有効に利用するために、従来のCSS（Contact Start andStop）方式に代えてLUL（Load Unload：ロードアンロード）方式のHDDが用いられるようになってきた。LUL方式では、ＨＤＤの停止時には、磁気ヘッドを磁気ディスクの外に位置するランプと呼ばれる傾斜台に退避させておき、起動動作時には磁気ディスクが回転開始した後に、磁気ヘッドをランプから磁気ディスク上に滑動させ、浮上飛行させて記録再生を行なう。停止動作時には磁気ヘッドを磁気ディスク外のランプに退避させたのち、磁気ディスクの回転を停止する。この一連の動作はLUL動作と呼ばれる。LUL方式のHDD用の磁気ディスクでは、CSS方式のような磁気ヘッドとの接触摺動用領域（CSS領域）を設ける必要がなく、記録再生領域を拡大させることができ、高情報容量化にとって好ましいからである。
【０００７】
このような状況の下で情報記録密度を向上させるためには、磁気ヘッドの浮上量を低減させることにより、スペーシングロスを限りなく低減する必要がある。１平方インチ当り６０ギガビット以上の情報記録密度を達成するためには、磁気ヘッドの浮上量は１０ｎｍ以下にする必要がある。LUL方式ではCSS方式と異なり、磁気ディスク面上にＣＳＳ用の凸凹形状を設ける必要が無く、磁気ディスク面上を極めて平滑化することが可能となる。よってLUL方式用磁気ディスクでは、CSS方式に比べて磁気ヘッド浮上量を一段と低下させることができるので、記録信号の高S/N比化を図ることができ、磁気ディスク装置の高記録容量化に資することができるという利点もある。
最近のLUL方式の導入に伴う、磁気ヘッド浮上量の一段の低下により、10nm以下の極低浮上量においても、磁気ディスクが安定して動作することが求められるようになってきた。しかしながら、このような極低浮上量で磁気ディスク面上に磁気ヘッドを浮上飛行させると、フライスティクション障害が頻発するという問題が発生した。フライスティクション障害とは、記録再生中に突然、磁気ヘッドの浮上姿勢が不安定になり、記録信号、再生信号に異常な変動を来たす障害である。このフライスティクション障害はNPAB（negativepressure air bearing surface）スライダー、即ち、負圧スライダーで浮上を行う磁気ヘッドにおいて特に生じやすい。負圧スライダーを備える磁気ヘッドは１０ｎｍ、或いはそれ以下の低浮上量においても安定した浮上飛行を行うことができるという利点があるが、磁気ヘッドの下面（すなわち、磁気ディスクに対向する面）に強い負圧を生じさせる。従って、フライスティクション障害を発生させ易いという事情がある。
【０００８】
さらに、磁気ヘッドの浮上量が１０nm以下となると、磁気抵抗効果型再生素子、例えばＴＭＲ（トンネルＭＲ、tunneling  magneto-resistance）型再生素子が搭載された磁気ヘッドでは、サーマルアスペリティ(thermalasperity)障害が発生し易いという問題が生じた。サーマルアスペリティ障害が発生するとエラーレートが極端に悪化し、所定の記録密度、例えば１平方インチ当り６０ギガビット以上での情報記録再生を行うことが困難になる。
本発明者はこれらの状況に鑑み、磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下で浮上飛行したとしても、クラッシュ障害、フライスティクション障害、サーマルアスペリティ障害が生じることの無い、安全に記録再生ができる磁気ディスク、磁気ディスク用ガラス基板の開発に努めた。例えば、研磨砥粒を微細化して精密な鏡面研磨加工を実施したり、例えば上記特許文献１や特許文献２の技術を利用した鏡面研磨加工を実施したが、必ずしも確実にこれら障害が防止されない場合があることが判明した。
【０００９】
本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであって、その第１の目的は、浮上量が１０ｎｍ、或いはそれ以下の低浮上量で磁気ヘッドを浮上飛行させる磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法によって製造されたガラス基板、並びに該ガラス基板を利用した磁気ディスク及びその製造方法を提供することである。
また本発明の第２の目的は、磁気抵抗効果型再生素子が搭載された磁気ヘッドで記録情報が再生される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法によって製造されたガラス基板、並びに該ガラス基板を利用した磁気ディスク及びその製造方法を提供することである。
また本発明の第３の目的は、ロードアンロード方式で起動停止動作を行うハードディスクドライブに搭載される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法によって製造されたガラス基板、並びに該ガラス基板を利用した磁気ディスク及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく、前記特許文献２に開示の研磨方法を利用して検討を行った。なお、前記特許文献１に開示の技術は前述の問題点があったため、前記特許文献２に開示の研磨方法に絞って検討を行った。特許文献２に開示されているように、アルカリ性に調整されたコロイダルシリカスラリーを用いて鏡面研磨された磁気ディスク用ガラス基板の表面を原子間力顕微鏡、電子顕微鏡で詳細に観察を行ったところ、鏡面研磨後のガラス基板表面には、大きさがおおよそ数十ｎｍ〜２０００ｎｍ程度、高さがおおよそ数ｎｍ程度の微小な凸状の突起が形成されていることを発見した。さらに、本発明者は、上記フライスティクション障害を発生した磁気ディスクのガラス基板についても、その表面を原子間力顕微鏡、電子顕微鏡で詳細に観察を行ったところ、ガラス基板表面には、大きさ及び高さが上記と同程度の微小な凸状の突起が形成されていることが判明した。本発明者はこのガラス基板表面の凸状の突起が、上記の課題を引き起こしているのではないかと確信した。従来は然程問題視されていなかったレベルの凸状の微小表面欠陥が、磁気ヘッドの浮上量が従来に比べて一段と低下したために、磁気ヘッドに悪影響を与えるようになったのではないかと考えたからである。
【００１１】
そこで、本発明者は、上記解明事実及び知見に基づき更に鋭意研究を行った結果、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記研磨砥粒として、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ砥粒を含む研磨砥粒を用い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である。
（構成２）研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記研磨液は、コロイダルシリカ砥粒を含み、かつ、中性であ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である。
（構成３）前記コロイダルシリカ砥粒は、アルカリ金属の含有量が０．１ｐｐｍ以下であることを特徴とする構成１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
【００１２】
（構成４）前記研磨工程を終えたガラス基板に化学強化を施すことを特徴とする構成１乃至３の何れかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
（構成５）前記ガラス基板は、ロードアンロード方式の磁気記録装置に搭載される磁気ディスクに用いるガラス基板であることを特徴とする構成１乃至４の何れかに記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
（構成６）構成１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板であって、ガラス基板の主表面内に、主成分がケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）とを含む微小な凸状の表面欠陥が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である。
（構成７）構成１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板又は構成６に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする磁気ディスクの製造方法である。
（構成８）構成１乃至５の何れかに記載の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板又は構成６に記載の磁気ディスク用ガラス基板上に、順次形成された磁性層と保護層と潤滑層を有することを特徴とする磁気ディスクである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、鏡面研磨後のガラス基板表面には、例えば１０ｎｍ或いはそれ以下の浮上量で浮上飛行する磁気ヘッドに悪影響を与える微小な凸状の突起が形成されることがなく、ガラス基板表面も鏡面であるので、このガラス基板を用いて製造された磁気ディスクにおいて、ヘッドクラッシュ障害、サーマルアスペリティ障害、フライスティクション障害が生じることを防止できる。
よって、本発明によれば、磁気抵抗効果型再生素子が搭載された磁気ヘッドで記録情報が再生される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法によって製造されたガラス基板、並びに該ガラス基板を利用した磁気ディスク及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、ロードアンロード方式で起動停止動作を行うハードディスクドライブに搭載される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び該製造方法によって製造されたガラス基板、並びに該ガラス基板を利用した磁気ディスク及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を詳述する。
本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、第１の実施の形態としては、研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記研磨砥粒として、有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ砥粒を含む研磨砥粒を用いることを特徴とするものである。
有機ケイ素化合物を加水分解することで生成したコロイダルシリカ砥粒の中でも、とりわけアルコキシシランを原料にゾルゲル法で合成することによって、高純度なコロイダルシリカ砥粒としたものを用いることができる。
【００１５】
上述の方法で得られた高純度なコロイダルシリカ砥粒は、砥粒中に含有されるシリカの含有量が９９．９重量％以上、特に９９．９９重量％以上と極めて純度が高い。Ｎａ，Ｋ等のアルカリ金属や、Ｆｅ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｔｉ等の重金属といった不純物も極めて少ない。よって後述するようなアルカリ金属に起因するシリカの凝集体や、重金属の不純物がガラス基板に付着し、付着した箇所がマスクとなってその箇所のみの研磨が抑制され、結果として研磨速度の差により形成される微小な凸状の突起、つまり微小な凸状の表面欠陥の発生を抑えることができる。この場合、上記コロイダルシリカ砥粒を用いた研磨液を中性（例えば研磨液のｐＨを６〜８程度にする）に調整して用いることがより好ましい。上記コロイダルシリカ砥粒を用いても、該砥粒を含む研磨液が例えばアルカリ性に調整されていると、後述するようなコロイダルシリカとアルカリ溶媒との反応によるゲル状物質が生成され、このゲル状物質がガラス基板に付着して、研磨速度の差による微小な凸状の突起が形成される可能性もあるからである。上述の方法で得られるコロイダルシリカは、中性域でも安定して使用することができるため、中性溶液（例えば純水）に混ぜることによって中性の研磨液とすることができる。なお、本発明でいう微小な凸状の突起とは、ガラス基板の主表面の平面視での大きさがおおよそ数十ｎｍ〜２０００ｎｍ程度、垂直方向の高さがおおよそ数ｎｍ程度の凸状の突起である。
なお、本発明において、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨液（スラリーとも言う）を組成するには、純水、例えばＲＯ水を用いて研磨液とすればよい。ここでＲＯ水とは、ＲＯ（逆浸透圧膜）処理された純水のことである。ＲＯ処理及びＤＩ処理（脱イオン処理）されたＲＯ−ＤＩ水を用いると特に好ましい。ＲＯ水或いはＲＯ−ＤＩ水は不純物、例えばアルカリ金属の含有量が極めて少ない上に、イオン含有量も少なく中性であるからである。
【００１６】
また、本発明に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、第２の実施の形態としては、研磨砥粒を含む研磨液を用いて、ガラス基板の主表面を研磨する研磨工程を有する磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、前記研磨液は、コロイダルシリカ砥粒を含み、かつ、中性であることを特徴とするものである。
本発明者は、従来のコロイダルシリカを含むスラリーを使用してガラス基板を研磨すると、何故突起が形成されるかを検討した。
【００１７】
本発明者の検討によると、従来のコロイダルシリカスラリーは安定性の点からアルカリ性に調整されているが、アルカリ性のスラリー溶媒がコロイダルシリカに作用することによってゲル状のシリカ（ゲル状物質）を生成することが判明した。基板がガラスであるため、このゲル状のシリカは基板に付着しやすく、ゲル状のシリカが基板表面に強固に付着した場合突起になるものと考えられる。また、基板表面に一旦付着したゲル状シリカが脱着して最終的にはシリカ自体が突起にはならなくても、基板上のある箇所にゲル状のシリカが一旦付着すると、その箇所はゲル状シリカで被覆された状態となり、その状態で研磨工程が進むと研磨レート差が生じ、この研磨レート差によって結果的に微小な突起が形成されるものと考えられる。さらには、ゲル状のシリカを介して（ゲル状シリカがバインダーとなって）シリカの凝集体（粗大粒子）が形成され、この凝集体が基板表面に付着することにより微小な突起が形成される場合も考えられる。
【００１８】
尚、本発明者の分析によれば、アルカリ性に調整されたコロイダルシリカスラリーを用いて鏡面研磨された磁気ディスク用ガラス基板表面に形成された突起は、Ｓｉ（珪素）とＯ（酸素）とを含むことが判明した。従って、本発明者の解明による上述のような突起が形成されるメカニズムは妥当であるものと考えられる。
コロイダルシリカ砥粒を含む中性に調整された研磨液を用いて、磁気ディスク用ガラス基板の鏡面研磨を行うことにより、上記ゲル状物質の生成を抑制することができ、その結果、ガラス基板表面に微小な凸状の突起が発生するのを抑えることができる。なお、本発明者の解明による上記メカニズムを検証すべく、コロイダルシリカ砥粒を用いた研磨液としてそのｐＨが６〜８のものを使用して実験したところ、微小な凸状の突起の発生を非常に良く抑えられることが判明した。この場合、研磨液のｐＨは、使いやすさや安定性の観点からは、７〜８のものがより好ましいこともわかった。なお、上述の有機ケイ素化合物を加水分解することにより得られるコロイダルシリカは中性域において安定であるために、容易にコロイダルシリカ砥粒を含む中性（例えばｐＨが６〜８）の研磨液を得ることができる。
【００１９】
また、本発明では、コロイダルシリカ砥粒に含まれるアルカリ金属の含有量が０．１ｐｐｍ以下であるスラリーをガラス基板に供給して鏡面研磨を行なうことが好ましい。より好ましくは、０．０８ｐｐｍ以下、さらに好ましくは、０．０５ｐｐｍ以下であることが望ましい。通常、シリカ粒子は、粒子間同士である一定の電気的反発力が働き、スラリー中で互いに独立して存在するが、スラリーの電解質濃度（金属イオン不純物濃度）が高くなると、上記電気的反発力は低下し、凝集体を生成しやすくなるからである。また、コロイダルシリカ砥粒に含まれるＦｅ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｔｉ等の重金属といった不純物などのスラリーの電解質濃度を高めてしまう物質についても、その含有量が少ない方が好ましい。
スラリーに含有されるコロイダルシリカ砥粒は、平均粒径が２０〜５００ｎｍ程度のものを使用するのが研磨効率の点からは好ましい。
【００２０】
本発明における鏡面研磨の方法は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス基板と研磨布を接触させ、研磨剤を供給しながら、前記研磨布とガラス基板とを相対的に移動させて、ガラス基板の表面を鏡面状に研磨すればよい。
例えば図１は、ガラス基板の鏡面研磨工程に用いることができる遊星歯車方式の両面研磨装置の概略構成を示す縦断面図である。図１に示す両面研磨装置は、太陽歯車２と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車３と、太陽歯車２及び内歯歯車３に噛み合い、太陽歯車２や内歯歯車３の回転に応じて公転及び自転するキャリア４と、このキャリア４に保持された被研磨加工物１を挟持可能な研磨布７がそれぞれ貼着された上定盤５及び下定盤６と、上定盤５と下定盤６との間に研磨液を供給する研磨液供給部（図示せず）とを備えている。
このような両面研磨装置によって、研磨加工時には、キャリア４に保持された被研磨加工物１、即ちガラス基板を上定盤５及び下定盤６とで挟持するとともに、上下定盤５，６の研磨布７と被研磨加工物１との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車２や内歯歯車３の回転に応じてキャリア４が公転及び自転しながら、被研磨加工物１の上下両面が研磨加工される。
【００２１】
上記研磨布としては研磨パッドを用いることができる。研磨パッドとしては、軟質ポリッシャの研磨パッドであることが好ましい。研磨パッドの硬度はアスカーＣ硬度で、６０以上８０以下とすることが好適である。研磨パッドのガラス基板との当接面は、発泡ポアが開口した発泡樹脂、取り分け発泡ポリウレタンとすることがこのましい。このようにして研磨を行うと、ガラス基板の表面を平滑な鏡面状に研磨することができる。
【００２２】
本発明においては、ガラス基板を構成するガラスは、アモルファスのアルミノシリケートガラスとすることが好ましい。このようなガラス基板は表面を鏡面研磨することにより平滑な鏡面に仕上げることができる。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ2が５８重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3が５重量％以上２３重量％以下、Ｌｉ2Ｏが３重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2Ｏが４重量％以上１３重量％以下を主成分として含有するアルミノシリケートガラス（ただし、リン酸化物を含まないアルミノシリケートガラス）を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2 を６２重量％以上７５重量％以下、Ａｌ2Ｏ3を５重量％以上１５重量％以下、Ｌｉ2 Ｏを４重量％以上１０重量％以下、Ｎａ2 Ｏを４重量％以上１２重量％以下、ＺｒＯ2を５．５重量％以上１５重量％以下、主成分として含有するとともに、Ｎａ2Ｏ／ＺｒＯ2 の重量比が０．５以上２．０以下、Ａｌ2Ｏ3 ／ＺｒＯ2 の重量比が０．４以上２．５以下であるリン酸化物を含まないアモルファスのアルミノシリケートガラスとすることができる。なお、ＣａＯやＭｇＯといったアルカリ土類金属酸化物を含まないガラスであることが望ましい。このようなガラスとしては、ＨＯＹＡ株式会社製のＮ５ガラス（商品名）を挙げることができる。
【００２３】
本発明においては、鏡面研磨後のガラス基板の表面は、算術平均表面粗さＲａが０．６ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。更に、最大粗さＲｍａｘが６ｎｍ以下である鏡面とされることが好ましい。このような鏡面状態は、本発明による研磨工程を行うことにより実現することができる。なお、本発明においてＲａ、Ｒｍａｘというときは、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１に準拠して算出される粗さのことである。
また、本発明において表面粗さ（例えば、最大粗さＲｍａｘ、算術平均粗さＲａ）は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で測定したときに得られる表面形状の表面粗さとすることが好ましい。
【００２４】
本発明においては、本発明による研磨工程の後に、化学強化処理を施すことが好ましい。化学強化処理の方法としては、例えば、ガラス転移点の温度を超えない温度領域、例えば摂氏３００度以上４００度以下の温度で、イオン交換を行う低温型イオン交換法などが好ましい。化学強化処理とは、溶融させた化学強化塩とガラス基板とを接触させることにより、化学強化塩中の相対的に大きな原子半径のアルカリ金属元素と、ガラス基板中の相対的に小さな原子半径のアルカリ金属元素とをイオン交換し、ガラス基板の表層に該イオン半径の大きなアルカリ金属元素を浸透させ、ガラス基板の表面に圧縮応力を生じさせる処理のことである。化学強化処理されたガラス基板は耐衝撃性に優れているので、例えばモバイル用途のＨＤＤに搭載するのに特に好ましい。化学強化塩としては、硝酸カリウムや硝酸ナトリウムなどのアルカリ金属硝酸を好ましく用いることができる。
【００２５】
本発明になるガラス基板の表面は鏡面且つ、微小な凸状の表面欠陥が存在しないので、化学強化処理を行うことにより、ガラス基板の表面に均一な圧縮応力を生じせしめることができる。たとえば鏡面研磨工程においてゲル状のシリカが基板表面に付着したことによる凸状の突起が形成されたガラス基板の化学強化処理を行うと、例えば摂氏３００度以上４００度以下の温度でイオン交換処理される過程において、付着したゲル状のシリカの真下のガラスには圧縮応力の生成が阻害されてしまうので、その部分が凹状に変形してしまう場合がある。鏡面研磨処理に用いられる研磨剤の平均粒径は２０〜５００ｎｍ程度であるので、たとえ小さくてもそれに相当する程度の大きさの凹状変形を生じさせる場合がある。本発明では、研磨工程において微小な凸状の突起が形成されるのを防止することができ、化学強化処理に供されるガラス基板の表面は、凸状の表面欠陥のない鏡面状の平滑面であるので、微細領域においても均一な圧縮応力を生じせしめることができる。従って、化学強化処理後においても、凸状、凹状の表面欠陥のない鏡面状の平滑面を維持することができる。
【００２６】
最近では、磁気ディスクの情報記録密度を向上させる目的で、磁気ディスクの磁性層に対して、ディスクの円周方向に沿う磁気異方性を付与する場合がある。ディスクの円周方向とは即ち磁気ヘッドの移動方向であるので、この方向に沿って磁気異方性が付与されていると、高記録密度化に資するからである。ディスク状ガラス基板の表面にテープ研磨処理を行うことにより、ディスクの円周方向に配向する筋状の筋からなるテクスチャを形成することができる。このテクスチャ処理が施されたガラス基板上に磁性層を形成すると、ディスクの円周方向に磁気異方性を生じせしめることができる。このテクスチャ処理は、テープ研磨処理において研磨剤としてダイヤモンド研磨剤を利用する。研磨テープとガラス基板とを接触させ、ダイヤモンド研磨剤を供給し、研磨テープとガラス基板とを相対的に移動させることにより、ガラス基板の表面にテクスチャが形成される。このとき、ガラス基板の表面に異物が付着していたり、凸状の突起などがあると所望のテクスチャを形成することが阻害されてしまう。このため磁気ディスクに所定の磁気異方性を付与することが困難となる。本発明では、ガラス基板の表面は、凸状の表面欠陥のない鏡面状の平滑面であるので、微細領域においても均一なテクスチャを形成せしめることができる。従って、本発明は磁気ディスクの高記録密度化に資する。
【００２７】
本発明において磁気ディスクは、本発明になる磁気ディスク用ガラス基板の上に少なくとも磁性層を形成して製造される。磁性層の材料としては、異方性磁界の大きな六方晶系であるＣｏＰｔ系強磁性合金を用いることができる。磁性層の形成方法としてはスパッタリング法、例えばＤＣマグネトロンスパッタリング法によりガラス基板の上に磁性層を成膜する方法を用いることができる。またガラス基板と磁性層との間に、下地層を介挿することにより磁性層の磁性グレインの配向方向や磁性グレインの大きさを制御することができる。例えば，Ｃｒ系合金など立方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面に沿って配向させることができる。この場合、面内磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。また、例えば、ＲｕやＴｉを含む六方晶系下地層を用いることにより、例えば磁性層の磁化容易方向を磁気ディスク面の法線に沿って配向させることができる。この場合、垂直磁気記録方式の磁気ディスクが製造される。下地層は磁性層同様にスパッタリング法により形成することができる。
【００２８】
また、本発明においては、磁性層の上に、保護層、潤滑層をこの順に形成するとよい。保護層としてはアモルファスの水素化炭素系保護層が好適である。例えばプラズマＣＶＤ法により保護層を形成することができる。保護層の膜厚としては、３０オングストロームから８０オングストロームが好ましい。また、潤滑層としては、パーフルオロポリエーテル化合物の主鎖の末端に官能基を有する潤滑剤を用いることができる。取り分け、極性官能基として水酸基を末端に備えるパーフルオロポリエーテル化合物を主成分とすることが好ましい。潤滑層の膜厚は５オングストロームから１５オングストロームとすることが好ましい。潤滑層はディップ法により塗布形成することができる。
本発明になる磁気ディスクは、携帯電話やナビゲーションシステム、デジタルカメラなどのモバイル機器に搭載されるハードディスクドライブ用磁気ディスクとして特に好ましい。また該磁気ディスク用ガラス基板として本発明になる磁気ディスク用ガラス基板は特に好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下に実施例を挙げて、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
以下の（１）粗ラッピング工程（粗研削工程）、（２）形状加工工程、（３）精ラッピング工程（精研削工程）、（４）端面研磨工程、（５）主表面研磨工程、（６）化学強化工程、を経て本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
【００３０】
（１）粗ラッピング工程
まず、溶融ガラスから上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスにより直径６６ｍｍφ、厚さ１．５ｍｍのアルミノシリケートガラスからなるガラス基板を得た。なお、この場合、ダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出してガラス基板を得てもよい。このアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４〜１３重量％を含有する化学強化用ガラスを使用した。次いで、ガラス基板に寸法精度及び形状精度の向上させるためラッピング工程を行った。このラッピング工程は両面ラッピング装置を用い、粒度＃４００の砥粒を用いて行なった。具体的には、はじめに粒度＃４００のアルミナ砥粒を用い、荷重を１００ｋｇ程度に設定して、上記ラッピング装置のサンギアとインターナルギアを回転させることによって、キャリア内に収納したガラス基板の両面を面精度０〜１μｍ、表面粗さ（Ｒｍａｘ）６μｍ程度にラッピングした。
【００３１】
（２）形状加工工程
次に、円筒状の砥石を用いてガラス基板の中央部分に孔を空けると共に、外周端面の研削をして直径を６５ｍｍφとした後、外周端面および内周端面に所定の面取り加工を施した。このときのガラス基板端面の表面粗さは、Ｒｍａｘで４μｍ程度であった。なお、一般に、２．５インチ型ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）では、外径が65ｍｍの磁気ディスクを用いる。
（３）精ラッピング工程
次に、砥粒の粒度を＃１０００に変え、ガラス基板表面をラッピングすることにより、表面粗さをＲｍａｘで２μｍ程度、Ｒａで０．２μｍ程度とした。上記ラッピング工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽（超音波印加）に順次浸漬して、超音波洗浄を行なった。
（４）端面研磨工程
次いで、ブラシ研磨により、ガラス基板を回転させながらガラス基板の端面（内周、外周）の表面の粗さを、Ｒｍａｘで１μｍ、Ｒａで０．３μｍ程度に研磨した。そして、上記端面研磨を終えたガラス基板の表面を水洗浄した。
【００３２】
（５）主表面研磨工程
次に、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去するための第１研磨工程を前述の図１に示す両面研磨装置を用いて行なった。両面研磨装置においては、研磨布７として研磨パッドが貼り付けられた上下研磨定盤５，６の間にキャリア４により保持したガラス基板を密着させ、このキャリア４を太陽歯車２と内歯歯車３とに噛合させ、上記ガラス基板を上下定盤５，６によって挟圧する。その後、研磨パッドとガラス基板の研磨面との間に研磨液を供給して回転させることによって、ガラス基板が定盤５，６上で自転しながら公転して両面を同時に研磨加工するものである。具体的には、ポリシャとして硬質ポリシャ（硬質発泡ウレタン）を用い、第１研磨工程を実施した。研磨液としては酸化セリウムを研磨剤として分散したＲＯ水とした。上記第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
【００３３】
次いで上記の第１研磨工程で使用したものと同じ両面研磨装置を用い、ポリシャを軟質ポリシャ（スウェード）の研磨パッド（アスカーＣ硬度で７２の発泡ポリウレタン）に替えて第２研磨工程を実施した。この第２研磨工程は、上述した第１研磨工程で得られた平坦な表面を維持しつつ、例えばガラス基板主表面の表面粗さをＲｍａｘで６ｎｍ程度以下の平滑な鏡面に仕上げるための鏡面研磨加工である。研磨液としてはコロイダルシリカ（平均粒径８０ｎｍ）を分散したＲＯ水として中性に調整されたものを使用した。なお、ここで用いたコロイダルシリカ砥粒は有機ケイ素化合物を原料とし、加水分解法で製造したものである。具体的にはアルコキシシランを原料としてゾルゲル法で製造した。砥粒中のアルカリ金属の含有量は０．０１ｐｐｍであった。またシリカの含有量は９９．９９９９９重量％であった。上記第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
鏡面研磨を終えたガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び電子顕微鏡で分析したところ、鏡面状であり、凸状の表面欠陥は観察されなかった。
【００３４】
（６）化学強化工程
次に、上記洗浄を終え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と硝酸ナトリウムの混合した化学強化液を用意し、この化学強化溶液を３８０℃に加熱し、上記洗浄・乾燥済みのガラス基板を約４時間浸漬して化学強化処理を行なった。化学強化を終えたガラス基板を硫酸、中性洗剤、純水、純水、ＩＰＡ、ＩＰＡ（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して、超音波洗浄し、乾燥した。
また、上記工程を経て得られたガラス基板の主表面の表面粗さを原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）にて測定したところ、Ｒｍａｘ＝２．１３ｎｍ、Ｒａ＝０．２０ｎｍと超平滑な表面を持つガラス基板を得た。また、そのガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び電子顕微鏡で分析したところ、鏡面状であり、凸状の表面欠陥は観察されなかった。
また、得られたガラス基板の外径は65ｍｍ、内径は20mm、板厚は0.635mmであった。
こうして、本実施例の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
【００３５】
次に、本実施例で得られた磁気ディスク用ガラス基板に以下の成膜工程を施して、磁気ディスクを得た。
枚葉式スパッタリング装置を用いて、上記ガラス基板上に、シード層、下地層、及び磁性層を順次形成した。
シード層は、ＣｒＴｉ薄膜（膜厚３００オングストローム）からなる第１のシード層と、ＡｌＲｕ薄膜（膜厚：４００オングストローム）からなる第２のシード層を形成した。下地層は、ＣｒＷ薄膜（膜厚：１００オングストローム）で、磁性層の結晶構造を良好にするために設けた。なお、このＣｒＷ薄膜は、Ｃｒ：９０ａｔ％、Ｗ：１０ａｔ％の組成比で構成されている。
磁性層は、ＣｏＰｔＣｒＢ合金からなり、膜厚は、２００オングストロームである。この磁性層のＣｏ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｂの各含有量は、Ｃｏ：７３ａｔ％、Ｐｔ：７ａｔ％、Ｃｒ：１８ａｔ％、Ｂ：２ａｔ％である。
次いで、磁性層上に、保護層及び潤滑層を順次形成した。
保護層は、磁性層が磁気ヘッドとの接触によって劣化することを防止するためのもので、膜厚５０オングストロームの水素化カーボンからなり、プラズマＣＶＤ法により形成した。潤滑層は、パーフルオロポリエーテルの液体潤滑剤をディップ法により形成し、膜厚は９オングストロームである。
【００３６】
次に、得られた磁気ディスクを以下のようにして評価した。
〔信頼性評価〕
得られた磁気ディスクについて、グライド特性評価を行ったところ、タッチダウンハイトは、4.5nmであった。タッチダウンハイトは、浮上しているヘッドの浮上量を順に下げていき（例えば磁気ディスクの回転数を低くしていく）、磁気ディスクと接触し始める浮上量を求めて、磁気ディスクの浮上量の能力を測るものであるが、通常、60Gbit/in2以上の記録密度が求められるHDDでは、タッチダウンハイトは5nm以下であることが求められる。
【００３７】
また、得られた磁気ディスクを、最高記録密度が60Gbit/in2とされるロードアンロード方式のＨＤＤに搭載した。このＨＤＤに搭載されている磁気ヘッド浮上時の浮上量は１０ｎｍであり、スライダーはＮＰＡＢスライダー（負圧スライダー）が採用されており、再生素子は磁気抵抗効果型再生素子を搭載している。７０℃、８０％ＲＨ環境下で、ヘッドのロードアンロード動作を繰り返して行うLUL耐久性について試験したところ、60万回のLUL連続試験後でも、ヘッドクラッシュ障害は発生しなかった。通常に使用されるHDDでは、LUL回数が60万回を越えるには１０年間程度の使用が必要と言われている。このことから、本実施例の磁気ディスクは高い信頼性を保障できることが判る。
なお、LUL耐久性試験中には、磁気ヘッド浮上飛行時のフライスティクション障害は発生しなかった。フライスティクション障害が発生すると、ヘッドの浮上姿勢が突然不安定となるので、ヘッドに接着された圧電素子の信号をモニタすることで、フライスティクション障害の発生を感知することができる。本実施例の磁気ディスクでは、磁気ヘッドの浮上姿勢や浮上量は安定していた。また、上記ＨＤＤでの試験中にサーマルアスペリティ障害が生じることがなく、所定の記録密度で記録再生を行うことができた。
【００３８】
以下、上述の実施例に対する比較例を挙げる。
（比較例）
実施例１の（５）主表面研磨工程における第２研磨において、研磨液として、コロイダルシリカ（平均粒径８０ｎｍ）を分散したＲＯ水にＮａＯＨを添加してアルカリ性（ｐＨ１０程度）に調整されたものを使用し、鏡面研磨処理を行った。この点以外は、実施例１と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
なお、鏡面研磨処理を終えたガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び電子顕微鏡で分析したところ、鏡面状に仕上がっていたが、微小な凸状の突起が観察された。また、化学強化処理後のガラス基板の表面を同様に原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）及び電子顕微鏡で分析したところ、凸状の突起だけでなく、凹状の表面欠陥も観察された。
更にこの表面欠陥の認められた本比較例によるガラス基板を用いて実施例１と同様に磁気ディスクを製造した。
得られた磁気ディスクのグライド特性評価を行ったところ、タッチダウンハイトは、5.4nmであった。さらに、LUL耐久性について試験したところ、３０万回のLUL動作でヘッドクラッシュにより故障した。また、サーマルアスペリティ試験を行ったところ、サーマルアスペリティ障害も発生した。
【００３９】
次に、実施例１で用いたコロイダルシリカ砥粒に代えて、イオン交換法により製造されたコロイダルシリカ砥粒（参考例１）、フュームドシリカを用いたコロイダルシリカ砥粒（参考例２）を用いて実施例１と同様に磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造した。結果、参考例１、参考例２ともに、ガラス基板上にＳｉとＯとを含む凸状の突起異物が観察された。その大きさは、縦横８００ｎｍ程度、高さは２ｎｍ程度であった。なお、ガラス基板上に形成された凸状の突起の組成分析はＳＥＭ−ＥＤＸ（走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線検出器）を用いて元素の同定を行い、大きさ、高さの分析はＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を利用した。得られた磁気ディスクのタッチダウンハイトを測定したところ、６．４ｎｍであった。実施例１に比べて１．９ｎｍ程度タッチダウン特性が悪化したが、ガラス基板上にＳｉとＯとを含む凸状の突起異物が形成されたことによると思われる。次に、ＬＵＬ耐久性試験を行なったところ、４０万回でヘッドクラッシュを起こした。タッチダウンハイトが実施例１に比べて悪化したことによりＨＤＤの耐久性が悪化したものと考えられる。
【００４０】
以上説明した実施例及び比較例の結果から、本発明によれば、例えば１０ｎｍ或いはそれ以下の浮上量で磁気ヘッドが浮上飛行したとしても、ヘッドクラッシュ障害、サーマルアスペリティ障害、フライスティクション障害が生じることのない、安全に記録再生ができる磁気ディスク、磁気ディスク用ガラス基板が得られることがわかる。また、本発明によれば、磁気抵抗効果型再生素子が搭載された磁気ヘッドで記録情報が再生される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板、該ガラス基板を利用した磁気ディスクが得られることがわかる。さらに、本発明によれば、ロードアンロード方式で起動停止動作を行うハードディスクドライブに搭載される磁気ディスクを製造する場合に特に有益な磁気ディスク用ガラス基板、該ガラス基板を利用した磁気ディスクが得られることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】両面研磨装置の概略構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  被研磨加工物
４  キャリア
５  上定盤
６  下定盤
７  研磨布（研磨パッド）
【図１】
2006082138.tif 000002