(57)【要約】【課題】  データ記憶装置に用いられるガラスディスク基板のようなガラス基板のマイクロエッチングに用いられる調整済み融液を提供するための、強化融液のｐＨを調整する方法である。【解決手段】ｐＨを上昇させるために、強化融液に塩基が加えられる。例えば、ｐＨ１０を有するように調整された融液中に、３６０℃で２‐４時間浸漬させることによって、所望の度合いのマイクロエッチングが、アルミノケイ酸塩ガラスディスク基板に施される。この単一の作業によって、ガラス基板が強化され且つマイクロエッチングされる。ガラス基板の表面の僅かなエッチング、すなわちマイクロエッチングは、該基板から作成されたデータ記憶ディスクの性能及び耐久性を改善する。ｐＨが実質的に上限より上にシフトされたと判断された場合には、ガラス基板に望ましくない損傷を生じさせ得る過度に攻撃的なエッチングを避けるために、酸を融液に加えることができる。
2005529056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強化融液のｐＨを調整して、ガラス基板のマイクロエッチングに用いるための調整済み融液を提供する方法であって、
強化融液を用意するステップと、
調整済み融液のｐＨが選択されたガラス組成を有するガラス基板をマイクロエッチングするのに十分なものとなるように、前記強化融液に塩基を加えることによって、調整済み融液を用意するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
ガラス基板をマイクロエッチングする方法であって、
請求項１に記載の方法を用いて前記強化融液のｐＨを調整するステップと、
前記調整済み融液中に選択されたガラス組成を有するガラス基板を入れるステップと、
を含む方法。
【請求項３】
前記強化融液が、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸銀、二クロム酸カリウム、及び二クロム酸ナトリウムの少なくとも１つを含み、前記塩基が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム及び酸化銀（Ｉ）の少なくとも１つを含む、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記強化融液が、硝酸カリウム及び硝酸ナトリウムの少なくとも１つを含み、前記塩基が、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの少なくとも１つを含む、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記ガラス基板がアルミノケイ酸塩ガラス基板であり、前記調整済み融液のｐＨが約１０より低くなく、前記調整済み融液の温度が約３６０℃であり、前記アルミノケイ酸塩ガラス基板が、前記調整済み融液中に約２から４時間までの間入れられる、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記ガラス基板がケイ酸塩ガラス基板であり、
前記調整済み融液のｐＨを求めるステップと、
前記ｐＨが約１１より高いと判断された場合には、前記調整済み融液に酸を加えるステップと、
をさらに含む、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記強化融液が、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸銀、二クロム酸カリウム、及び二クロム酸ナトリウムの少なくとも１つを含み、前記塩基が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化リチウム及び酸化銀（Ｉ）の少なくとも１つを含む、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記ガラス基板が、記憶装置に用いるためのガラスディスク基板である、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記ガラス基板がケイ酸塩ガラス基板であり、前記調整済み融液の温度は、該調整済み融液が液体となるのに十分なだけ高いが、前記ケイ酸塩ガラス基板の歪点より低く、前記ケイ酸塩ガラス基板が、前記調整済み融液中に少なくとも１時間入れられる、上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
上記請求項のいずれかに係る方法を用いてマイクロエッチングされたガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、ガラス基板のマイクロエッチングに関する。より具体的には、本発明は、強化融液のｐＨを調整して、データ記憶装置に用いるためのガラスディスク基板のようなガラス基板のマイクロエッチングに用いるための調整済み融液を提供する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なデータ記憶装置は、典型的には、磁気、光磁気又は光学の形式でデータを格納するための媒体と、データを媒体に又は媒体からそれぞれ書き込み又は読み取るのに使用されるトランスデューサとを含む。例えば、ディスクドライブデータ記憶装置は、スピンドルモータのハブに同軸状に取り付けられた１つ又はそれ以上のデータ記憶ディスクを含む。スピンドルモータは、データ記憶ディスクを、典型的には毎分数千回転又はそれ以上のオーダーの速度で回転させる。種々の形式のデータを表すディジタル情報が、アクチュエータ組立体に取り付けられて高速回転するディスクの表面上に通される、１つ又はそれ以上のトランスデューサ又は読取／書込ヘッドによって、典型的にはデータ記憶ディスクに書き込まれ、かつ、そこから読み取られる。
【０００３】
典型的な磁気ディスクドライブにおいては、例えば、データはディスク基板上にコーティングされた磁気層に格納される。ディスク基板のいくつかの特性は、ディスクドライブの面密度に重大な影響を及ぼす。このような特性の１つは、ディスク基板の表面の均一性、すなわち基板表面に傷がないことである。浮動高さ、すなわち読取／書込ヘッドとデータ記憶ディスク表面との間の間隙距離を最小にすれば、通常は面密度の増加がもたらされることが一般に認識されている。しかしながら、当該技術分野においては、浮動高さを最小にすることを試みるとき、データ記憶ディスク表面の平滑性が、重要な要素及び設計上の制約となることも認識されている。極めて均一な記録表面をもつデータ記憶ディスクの使用によって与えられる浮動高さの顕著な減少によって、トランスデューサのリードバック感度の増加及びディスクドライブの面密度の増加をもたらすことができるという利点が得られる。ディスク基板上にスパッタリングされた磁気層のような層は、ディスク基板のあらゆる不規則な表面形状を複製するので、ディスク基板表面の均一性は、記録表面の均一性に影響を及ぼす。
【０００４】
従来、ディスク基板は、ＮｉＰコーティングされたＡｌ／Ｍｇ合金基板のように、アルミニウムを基にしていた。ニッケル−リンめっきでアルミニウムマグネシウム合金をコーティングすることにより、ディスク基板の研磨及びスーパー仕上げを可能にする硬い外面が与えられる。従来のスーパー仕上げ工程及びスラリーは、本出願の譲受人に譲渡されたＨａｒｔｏｇ他の特許文献１に説明されている。典型的には、Ａｌ／Ｍｇ−ＮｉＰ基板は、薄膜磁気コーティングをスパッタリングする前に、コロイド状スラリー、例えば、コロイド状シリカ及び／又はコロイド状アルミナ粒子を含有するｐＨ調整済み水溶性スラリーと、硝酸塩のようなエッチング剤とを用いて、平滑な仕上げとなるまでスーパー仕上げされる。その後、コロイド状スラリーは、機械的スクラビング、分散及びエッチングの一般的な洗浄機構によって、基板から除去される。界面活性剤及びｐＨが、通常は分散洗浄のために使用され、その場合、界面活性剤及びｐＨは、スラリー粒子を互いから及び基板から分離するように作用する。エッチングは、一般に、基板材料が下に埋め込まれたスラリー粒子（アンダーカット）を腐食又は溶解してそれらを該基板から放出する、酸及び酸性石鹸によって達成される。ＮｉＰがめっきされたＡｌベースの基板に使用される典型的な酸は、例えば、ストレートのリン酸、硝酸、フッ化水素酸ベースの石鹸及びリン酸ベースの石鹸を含む。ストレートの酸は、一般に１より低いｐＨを有するが、石鹸は、一般に約１より高いｐＨを有する。
【０００５】
洗浄後、基板は、一連の層、例えば、クロム下層、磁気層及び炭素保護層をスパッタリングされる。残留スラリー粒子が基板上に残るか、又は比較的柔らかいＮｉＰ層への摩損がある場合には、スパッタリングされた層が不規則な表面形状を複製して、完成したディスク上に平坦でない表面を生成する。読取／書込ヘッドが表面上を浮動するときに、該読取／書込ヘッドが、残留粒子及び／又は損傷によって作り出された、浮動間隙より高いバンプに衝突する。これは浮動欠陥として知られており、最終的にディスクドライブの故障を招くことがある。これらのバンプはさらに、磁気欠陥、腐食及びディスク寿命の減少の原因となる。このように、残留スラリー粒子及び／又は損傷は、基板ができるだけ平滑になるように、研磨された基板表面から除去される必要がある。
【０００６】
残念なことに、アルミニウムベースの基板は、比較的低い比剛性、並びに比較的低い耐衝撃性及び耐打痕性を有する。例えば、Ａｌ／Ｍｇ−ＮｉＰ基板の比較的低い比剛性（典型的には３．８Ｍｐｓｉ／ｇｍ／ｃｃ）は、この種のディスク基板を、環境的影響力を受けやすいものにし、それがディスクフラッタ及び振動を生じて、読取／書込ヘッドがディスク基板表面に衝撃を与え、傷つける原因となり得る。
【０００７】
より最近では、ガラス基板が、ラップトップコンピュータのようなポータブル装置のディスクドライブに用いられる。ガラス基板は、アルミニウムベースの基板より高い耐衝撃性及び耐打痕性を有し、それは、装置がぶつけられ、落とされ、及び周囲に叩きつけられて、読取／書込ヘッドがディスク基板表面に叩きつけられることになりやすいポータブル装置においては重要である。以下に詳細に説明されるように、ガラス基板は、典型的には強化融液に浸漬することによって強化される。さらに、ガラス基板の比剛性（典型的には、＜６又は７Ｍｐｓｉ／ｇｍ／ｃｃ）は、典型的にはアルミニウムベースの基板より高い。
【０００８】
ガラスの付加的な利点は、アルミニウムベースの基板より（ＮｉＰと比較して）平滑な表面仕上げとなるまで研磨し、それを維持するのが容易であることである。より平滑な基板は、読取／書込ヘッドがディスクのより近くで浮動して、より高密度の記録がもたらされることを可能にする。いくつかのコンピュータ・ディスクドライブの浮動高さは、２０ナノメートル（約２００Å）及びそれより小さいオーダーであり、それは極めて小さい境界面距離である。このように、ガラス基板を研磨してより平滑な仕上げとすることができるという事実は、Ａｌベースの基板から、ポータブル装置に使用されるディスクドライブ用のみではなく、据え置き型装置に使用されるディスクドライブ用にも望ましいガラス基板への産業シフトを起こさせる。
【０００９】
アルミニウムベースの基板と同様に、ガラス基板の表面は、研磨され、かつ、原子的に平滑な表面を与えるまでスラリーでスーパー仕上げされる必要がある。このような従来のスーパー仕上げ研磨プロセス及びスラリーはまた、先に引用したＨａｒｔｏｇ他の特許文献１に記載されている。典型的には、ガラス基板は、強化融液により強化し、薄膜磁気コーティングをスパッタリングする前に、コロイド状スラリー、例えば、コロイド状シリカ及び／又はコロイド状アルミナ粒子を含有するｐＨ調整済み水溶性スラリーと、硫酸セリウムのようなエッチング剤とを用いて平滑な仕上げとなるまでスーパー仕上げされる。
【００１０】
この従来のスーパー仕上げ研磨工程では、コロイド状シリカ粒子は、通常のロンドン分散力、ファンデルワールス力及び水素結合によってだけでなく、ＮｉＰとは異なり、シリカ粒子がお互いにくっつくこと（粒子間シロキサン結合）を防ぐためにコロイド状シリカに使用される通常の安定剤、電荷反発力及び／又は立体化学的安定剤をスラリーが有するにもかかわらず、分子結合によっても、研磨された表面に付着する。ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）パッド、超音波又はメガソニックスを用いて石鹸でスクラビングする標準の方法は、かなりの割合のこのような分子結合されたシリカ粒子を除去しない。アルミニウムベースの基板を用いるのと同様に、これらの粒子がガラス基板の所定の場所に残る場合、浮動欠陥が発生し、最終的にディスクドライブの故障を招くことがある。これらの浮動欠陥はさらに、磁気欠陥、腐食及びディスク寿命の減少の原因になる。
【００１１】
この問題の最適とは言えない解決策は、スーパー仕上げではない研磨スラリーの後にＡｌ／Ｍｇ−ＮｉＰ基板から硬いアルファアルミナを除去するために行うことができるものと同様に、洗浄石鹸より強い酸又は塩基溶液を使用してガラス基板をエッチングするか又はスラリー粒子をアンダーカットすることである。しかしながら、ガラス基板の表面仕上げは、こうした技術によるピッチング及び化学組成の変化といった表面形状の変化を通じて損傷されることとなる。ガラスは、酸エッチング、及びフッ化水素酸のような過度に攻撃的な酸溶液、並びに高いｐＨ及び温度での苛性エッチングに対して低い抵抗性を有する。スーパー仕上げされたガラス表面への損傷は、その後のスパッタリング工程によって付着された層の形状に悪影響を及ぼすのに十分なほどとなることがあり、磁気欠陥、浮動欠陥及び腐食欠陥の原因となり得る。
【００１２】
この問題のより良い解決策は、酸性、中性又は塩基性溶液と共に、洗浄研磨エッチング溶液／工程（スラリーの代わりにエッチング溶液を使用し、研磨パッドの上でディスク基板を動かすことによって実行される工程、すなわち洗浄研磨エッチング溶液中にはスラリー粒子が存在しない）を使用して、研磨条件の下でガラス基板及び／又は付着したスラリー粒子をエッチングし、それにより、エッチング及び希釈によるスーパー仕上げ研磨スラリーくずを除去しながら、スーパー仕上げ表面を維持することである。このような洗浄研磨エッチング溶液／工程は、「ＣＬＥＡＮＩＮＧ  ＰＯＬＩＳＨ  ＥＴＣＨ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＡＮＤ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＦＯＲ  Ａ  ＳＵＰＥＲＦＩＮＩＳＨＥＤ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＯＦ  Ａ  ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ」という名称の、ＩＢＭ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された、同時係属中の特許文献２に開示されている。ＰＶＡスクラブ、超音波又はメガソニックを用いて、それ自体によってエッチングすること（すなわち、上で説明した第１の解決策）は、Ａｌ／Ｍｇ−ＮｉＰ又はガラス基板からスラリー粒子を除去するためになされることであるが、現在の使用状態での２０ｎｍより低い浮動高さにおいて、洗浄研磨エッチング溶液／工程は、表面仕上げを維持しながら、小さな粒子の１００％の表面洗浄を保証する（すなわち、浮動高さが低くなれば、除去される必要がある粒子はより小さくなり、それゆえそれらを除去するのがより難しくなる）。しかしながら、洗浄研磨エッチング工程は、設備及び取り扱い費用を追加する。それにもかかわらず、洗浄研磨エッチング工程なしでは、ガラス基板の表面は、ガラス材料の酸エッチング又は過度に攻撃的な苛性エッチング溶液に対する低い抵抗性のために、化学エッチングのみを使用することによって損傷を受けることとなる。
【００１３】
この問題に対するさらに良い解決策は、「基板表面を仕上げるための自己洗浄型コロイド状スラリー組成物及び方法」という名称のＩＢＭ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎに譲渡された同時係属中の特許文献３に開示されるような、自己洗浄コロイド状スラリー及び工程を使用することである。スラリーは、輸送流体、コロイド状粒子、エッチング液、並びにコロイド状粒子及び／又は基板の表面に吸着及び／又は析出した界面活性剤を含む。界面活性剤は、立体障壁を形成し、コロイド状粒子を含む汚染物が基板表面に結合するのを実質的に防ぐ疎水性部分を有する。その後の標準的な石鹸溶液を用いる洗浄は、実質的に基板表面からすべての残留汚染を除去する。
【００１４】
洗浄の後、通常、ガラス基板には化学強化が行われる。化学強化は、ガラス処理の技術分野において周知である。化学強化の際に、基板は、ガラスを破壊に対して強化するために、典型的には少なくとも１時間の間、強化融液、例えば、溶解硝酸カリウム及び／又は硝酸ナトリウムに浸漬される。強化融液においては、イオン交換工程が、基板表面の近くのより小さいイオンを、ガラスの変態温度より下で、強化融液のより大きいイオンと交換することによって、ガラス基板を強化して、基板表面に圧力応力域を生成する。
【００１５】
ガラスディスク基板の表面をわずかにエッチングするか、又はマイクロエッチングすることによって、それから作られるデータ記憶ディスクの性能及び耐久性を改善できることが知られている。マイクロエッチングは、従来は、通常、基板がスーパー仕上げされ、洗浄されて強化された後に、ガラスディスク基板を強い酸浴、例えば、フッ化水素（ＨＦ）酸浴に浸漬することによって達成される。残念なことに、強酸浴への基板の浸漬は、安全性のリスク及び付加的な工程段階を伴う。さらに、ガラス基板の表面仕上げは、強い酸又は塩基溶液を用いるこのような技術によって損傷を受けることになる。損傷は、ピッチング及び化学組成変化といった表面形態の変化を含む。ガラスは、酸エッチング及びＨＦ酸といった過度に攻撃的な酸溶液、並びに、高いｐＨ及び温度での苛性エッチングに対する抵抗性が低い。スーパー仕上げされたガラス基板への損傷は、その後のスパッタリング工程によって付着された層の形状に悪影響を及ぼすのに十分なほどとなることがあり、磁気欠陥、浮動欠陥及び腐食欠陥の原因となり得る。
【００１６】
ディスクドライブのガラス基板への市場動向が続くのであれば、ガラス基板をマイクロエッチングするための改善された機構が要求される。このような改善された機構は、付加的な工程段階及び安全性のリスクを伴わないことが好ましい。また、このような改善された機構は、ガラスディスク基板のスーパー仕上げされた表面に望ましくない損傷をもたらさないことが好ましい。
【００１７】
【特許文献１】米国特許第６，２３６，５４２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／９７６，４１２号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／９７６，１６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、ガラス基板のマイクロエッチングのための改善された機構を提供することである。
本発明の別の目的は、付加的な工程段階及び安全性のリスクを伴わないガラス基板のマイクロエッチングのためのこのような改善された機構を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、ガラスディスク基板のスーパー仕上げされた表面に望ましくない損傷をもたらさない改善されたマイクロエッチング機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、請求項１に記載の方法を提供する。
塩基（例えば、水酸化ナトリウム）を強化融液に加えて、所与のガラス用の水性溶液中でマイクロエッチングが起こるレベルまでｐＨを上昇させる（例えば、ケイ酸塩ガラスでは約ｐＨ９から１１）。ガラス基板は、調整済み融液の温度が歪点又は変態温度（例えば、溶融硝酸カリウム及び／又は硝酸ナトリウムにおけるケイ酸塩ガラスでは約２８０℃から４２０℃）より低い状態で、所望の度合いのマイクロエッチングを与えるのに十分なだけの時間（ケイ酸塩ガラスでは約１から２４時間又はそれ以上の時間）、調整済み融液に浸漬されることが好ましい。より好ましくは、ガラス基板がアルミノケイ酸塩であって、調整済み融液が約ｐＨ１０を有し、該ガラス基板が、約３６０℃で約２から４時間の間、調整済み融液に浸漬されるのがよい。この単一の浸漬動作は、付加的な工程段階及び安全性問題なしに、ガラス基板を強化し、かつマイクロエッチングする。ガラス基板表面のわずかなエッチング、すなわちマイクロエッチングは、ガラス基板から作成されたデータ記憶ディスクの性能及び耐久性を改善する。ガラスディスク基板においては、マイクロエッチングが、約５Åから約７Åの範囲内の表面全体のマイクロ粗さ（Ｒｑ）を生成することが一般に好ましい。このマイクロエッチングの度合いは、典型的にはヘッド／ディスク界面に空力的な力を加え、スライダの変調及びヘッドの破損を減少し、トラック外れエラー率を改善する。その後、ｐＨが上限（例えば、ケイ酸塩ガラスでは約ｐＨ１１の上限）より上にシフトされることが判断される場合には、基板表面に望ましくない損傷を生じうる過度に攻撃的なエッチングを避けるために、酸（例えば、硝酸）を調整済み融液に加えることができる。
【００２０】
本発明は、上記及び他の目的及び利点と共に、同じ符合が同じ要素を表わしている図面に示された本発明の実施形態の以下の詳細な説明から、最も良く理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下にさらに詳細に説明される例示的な実施形態において、調整済み融液は、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムとを含有する従来の強化融液に水酸化ナトリウムを加えて、ｐＨを当初のｐＨ７．０から調整済みのｐＨ１０．２まで上昇させることによって作成された。スーパー仕上げされたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板は、ｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）中に３６０℃で３時間浸漬させることによって強化され、かつマイクロエッチングされた。表面のマイクロエッチングは均一であり、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって見られるような高いスポット又はピークは無かった。全（２乗平均平方根）表面マイクロ粗さ（Ｒｑ）は５．２３Åであり、平均粗さを超えるピークの平均高さ（Ｒｐ）は２８Åであり、最も高いピークと最も低い谷との間の差（Ｒｍａｘ）は４５Åであった。従来の強化融液（ｐＨ＝７．０）と比較して、改善された性能及び耐久性を有するデータ記憶ディスクは、ｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）で処理されたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板のマイクロエッチングされた表面上に記録層を適用することによって提供できる。
【００２２】
ここで、図面、より具体的には図１及び２を参照すると、本発明の好ましい実施形態に係るｐＨ調整済み融液を使用してマイクロエッチングされたディスク基板を有する磁気ディスクを採用している磁気データ記憶装置２０が示される。カバー（図示せず）がハウジング２１のベース２２から除去された状態の磁気データ記憶装置２０が、図１に示される。図２に最も良く見られるように、磁気データ記憶装置２０は、スピンドルモータ２６によって回転される１つ又はそれ以上の剛性データ記憶ディスク２４を含む。剛性データ記憶ディスク２４は、記録層が上に形成されるディスク基板により構成される。例示的な構成において、磁化できる記録層は、ガラスディスク基板上に形成される。或いは、磁化できる記録層の代わりに、光学式記録層又は光磁気記録層をディスク基板上に形成してもよい。
【００２３】
図１に戻ると、アクチュエータ組立体３７は、典型的には、複数の交互配置されたアクチュエータアーム３０を含み、各アームは、１つ又はそれ以上のサスペンション２８と、空気ベアリングスライダ２９に取り付けられたトランスデューサ２７とを有する。トランスデューサ２７は、典型的には、情報を、データ記憶ディスク２４から読み取り、該ディスクに書き込むための部品を含む。各トランスデューサ２７は、例えば、書込要素及びＭＲ読取要素をもつ磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドとすることができる。代替的に、各トランスデューサは、組み合わされた読取／書込要素又は個別の読取及び書込要素を有する誘導型ヘッド、あるいは個別の又は組み合わされた読取及び書込要素を有する光学ヘッドとすることができる。アクチュエータ組立体３７は、アクチュエータボイスコイルモータ（ＶＣＭ）３９がコントローラ５８によって生成された制御信号に応答したときに、永久磁石構造体３８と協働して作動するコイル組立体３６を含む。コントローラ５８は制御回路を含むことが好ましく、該制御回路は、データ記憶ディスク２４への及びデータ記憶ディスク２４からのデータの転送を調整し、データをデータ記憶ディスク２４から読み取り及びデータ記憶ディスク２４に書き込むときに、ＶＣＭ３９と協働してアクチュエータアーム３０及びサスペンション２８を動かし、トランスデューサ２７をトラック５０及びセクタ５２の所定位置に位置決めする。
【００２４】
図３は、本発明の好ましい実施形態に係るｐＨ調整済み融液を用いてマイクロエッチングされたディスク基板を示す。ディスク基板表面３０２を有するディスク基板３００は、ガラス又はガラス−セラミックといった比較的高い比剛性（例えば、ｍ３．８Ｍｐｓｉ／ｇｍ／ｃｃ）を有する材料であることが好ましい。ディスク基板３００は、アルミノケイ酸塩ガラスであることがより好ましい。一般的な基板材料、例えば、アルミノケイ酸塩ガラスが、本発明の教示を最も良く示すのに好ましい実施形態のために選択される。しかしながら、本発明はアルミノケイ酸塩ガラスのみに限定されないことを理解すべきである。シリカソーダライムガラスのような他の形式のガラス、及びガラス−セラミックを含む、他のガラスベースの基板材料を使用してもよい。これらのガラスベースの基板を、以下、ガラス基板と呼ぶ。
【００２５】
使用可能な組成物、並びにそれらの相対的比剛性（Ｍｐｓｉ／ｇｍ／ｃｃ）の代表的なリストが、下の表１に見られる。
【表１】
2005529056.tif 000003
【００２６】
これらの材料は、適切な剛性のディスク基板を提供するために、単独で又は組み合わせて使用することができる。ディスク基板は、少なくとも約３．８Ｍｐｓｉ／ｇｍ／ｃｃの剛性を有することが好ましい。
【００２７】
ガラスは、一般に、ケイ素原子の周りに酸素原子が四面体状に配位したケイ素及び酸素の構造を有するケイ酸塩材料である。ガラスを形成するために、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウム、酸化リン、酸化バナジウム、酸化ヒ素、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化トリウム、酸化ベリリウム、酸化カドミウム、酸化スカンジウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化スズ、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化リチウム、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化ナトリウム、酸化カドミウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化水銀、酸化セシウムといった如何なる数の材料を使用しても良い。
【００２８】
ガラス−セラミックもまた、ディスク基板に使用できる。ガラス−セラミックは、一般に、従来のガラス製造技術によるガラス材料とセラミック材料との溶融形成から得られる。続いて、材料が加熱循環されて結晶化が引き起こされる。典型的なガラス−セラミックは、例えば、β−石英固溶体、ＳｉＯ２；β−石英；メタケイ酸リチウム、Ｌｉ２Ｏ−−ＳｉＯ２；二ケイ酸リチウム、Ｌｉ２（ＳｉＯ２）２；β−ユウ輝石固溶体；アナターゼ、ＴｉＯ２；β−ユウ輝石固溶体；ルチルＴｉＯ２；β−ユウ輝石固溶体；ムライト、３Ａｌ２Ｏ３−−２ＳｉＯ２；β−ユウ輝石ドリエライト、２ＭｇＯ−−２Ａｌ２Ｏ３−−５ＳｉＯ２；スピネル、ＭｇＯ−−Ａｌ２Ｏ３；ＭｇＯ−スタッフド；β−石英；石英；ＳｉＯ２；アルファ−石英固溶体、ＳｉＯ２；スピネル、ＭｇＯ−−Ａｌ２Ｏ３；頑火輝石、ＭｇＯ−−ＳｉＯ２；フッ素金雲母固溶体、ＫＭｇ３ＡｌＳｉ３Ｏ１０Ｆ２；ムライト、３Ａｌ２Ｏ３−−２ＳｉＯ２；及び、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｐｂ）Ｎｂ２Ｏ６である。
【００２９】
ディスク基板は、完全に１つの材料から作られてもよく、又は、内部コアの少なくとも１つの表面にわたって適用されるコーティング層を含んでもよい。
【００３０】
ｐＨ調整済み融液中に浸漬するための（及び／又はｐＨ調整済み融液に浸漬した後の）ガラス基板を用意するために、如何なる従来の研磨及び／又はスーパー仕上げ工程及びスラリー粒子除去技術を使用することもでき、本発明は、上で説明されたスーパー仕上げ工程及び洗浄技術にも、ｐＨ調整済み融液中へのガラス基板の浸漬に関連するこれら一連の方法及び技術にも限定されない。
【００３１】
強化融液は、典型的には、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）及び／又は硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）といった硝酸塩である。しかしながら、他の強化融液を、ＫＮＯ３及び／又はＮａＮＯ３の代わりに又はそれに加えて使用することができる。本発明と整合性をもって使用できる強化融液の例は、ＫＮＯ３、ＮａＮＯ３、ＡｇＮＯ３、Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７、Ｎａ２Ｃｒ２Ｏ７等、及びそれらの組み合わせを含む。
【００３２】
調整済み融液のｐＨを所定のｐＨ範囲内まで上昇させるために、適切な量の塩基が強化融液に加えられる。調整済み融液が、そこに浸漬されたガラス基板の表面をわずかにエッチングするように、所定のｐＨ範囲が選択される。ガラス基板表面のわずかなエッチング、すなわち、マイクロエッチングは、ガラス基板から作られたデータ記憶ディスクの性能及び耐久性を改善する。ガラスディスク基板においては、マイクロエッチングは、約５Åから約７Åの範囲内の全表面マイクロ粗さ（Ｒｑ）をもたらすことが一般に好ましい。
【００３３】
マイクロエッチング工程は、空力的な力、及びその後ガラス基板上に付着される層（例えば記録層）の粘着／結合を増強させる所望の表面粗さをもたらす。空力的な力の改善により、ヘッドに作用する半径方向の力に起因したトラック外への引っぱりが減少され、ヘッドフライング安定性が改善される。強化融液のｐＨが所定のｐＨ範囲内にあるときには、ガラス基板表面の軽微な及び制御可能なエッチングが起こる。しかしながら、強化融液のｐＨが、所定のｐＨ範囲の上限を超えて上昇されるときには、過度に攻撃的なエッチングが起こり、それに続く工程によって付着される層の形状に悪影響を及ぼすのに十分なほどであるスーパー仕上げ表面への望ましくない損傷（例えば、ピッチング及び化学組成変化といった表面形態変化）を生じさせ、かつ磁気欠陥、浮動欠陥及び腐食欠陥の原因となりえる。
【００３４】
ケイ酸ガラスのマイクロエッチングにおいては、例えば、調整済み融液の所定のｐＨ範囲は、典型的には１０より上及び下の値を含む。より具体的には、ケイ酸ガラスのマイクロエッチングのための所定のｐＨ範囲は、９から１１が好ましく、９．５から１０．５がより好ましい。塩基は、強化融液が融液状態の間に加えられることが好ましく、強化融液に加えられるときの粒子形成を避けるように選択されることが好ましい。例えば水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムは、硝酸カリウム及び／又は硝酸ナトリウムといった硝酸塩ベースの強化融液に対して粒子形成しない。水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの代わりに、又はそれに加えて、他の塩基を使用してもよい。有用な非粒子形成塩基は、一般に、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、酸化（Ｉ）銀、及びそれらの組み合わせといった無機塩基を含む。いずれにしても、強化融液における粒子形成を避けるように塩基が選択されることが好ましい。
【００３５】
ガラス基板は、調整済み融液の温度がガラスの歪点又は変態温度（例えば、溶融硝酸カリウム及び／又は硝酸ナトリウム中のケイ酸塩ガラスでは約２８０℃から４２０℃）より下に維持された状態で、所望の度合いのマイクロエッチングを提供するのに十分なだけの時間（例えばケイ酸塩ガラスでは約１から２４時間又はそれより長い時間）、調整済み融液中に浸漬されることが好ましい。より好ましくは、ガラス基板はアルミノケイ酸塩であり、調整済み融液は約ｐＨ１０を有し、温度が約３６０度に維持された状態で、約２から４時間の間、ガラス基板が調整済み融液中に浸漬される。この単一の浸漬動作は、付加的な工程段階及び安全性の懸念なしに、ガラス基板を強化し、かつマイクロエッチングする。ガラス基板表面のわずかなエッチング、すなわちマイクロエッチングは、該ガラス基板から作られたデータ記憶ディスクの性能及び耐久性を改善する。マイクロエッチングは、典型的には、ヘッド／ディスクの境界面に空力的安定性を加え、スライダの変調及びヘッドの破損を減少し、トラック外れエラー率を改善する。その後、ｐＨが上限（例えばケイ酸塩ガラスでは約ｐＨ１１の上限）より上にシフトされると判断される場合には、基板表面に望ましくない損傷を生じさせうる過度に攻撃的なエッチングを避けるために、酸（例えば硝酸）を調整済み融液に加えることができる。
【００３６】
強化融液は、ｐＨシフトを受け、このｐＨシフトは、その中で強化されたガラス基板が攻撃的にエッチングされて、ガラス基板表面にオングストロームからナノメートルの大きさのピットを生じさせることになる。ｐＨシフトは、強化融液の熱分解、ガラス基板自体（典型的には含アルカリガラス）、及び／又は入来する高ｐＨの塩といった原因から起こるものである。典型的には、ｐＨシフトは、強化融液を繰り返し使用して、より多くのガラス基板を処理するのに伴って悪化する。
【００３７】
調整済み融液のｐＨが所定のｐＨ上限より上に上昇する場合には、適切な量の酸を加えてもよい。ｐＨ上限は、酸が塩浴を中和することになり、かつ実質的に攻撃的なエッチングがなくなるように選択される。ケイ酸塩ガラスのマイクロエッチングにおいては、例えば、ｐＨ上限は、１１が好ましく、１０．５がより好ましい。ｐＨシフトに加えて、多すぎる塩基が加えられた場合にも、酸を調整済み融液に加えることが必要とされる。酸は、調整済み融液が溶融状態にあるときに加えることが好ましく、調整済み融液に加えられたときの粒子形成を避けるように選択することが好ましい。例えば、硝酸は、硝酸カリウム及び／又は硝酸ナトリウムといった硝酸ベースの融液に対して粒子形成しない。しかしながら、本発明は、非粒子形成酸として硝酸を使用することに限定されない。硝酸の代わりに、又はそれに加えて、他の非粒子形成酸を使用してもよい。有用な非粒子形成酸は、一般に、硝酸及びクロム酸、並びにそれらの組み合わせを含む。いずれにしても、酸は、調整済み融液に加えられたときの粒子形成を避けるように選択されることが好ましい。
【００３８】
硝酸塩ベースの溶融塩浴においては、非粒子形成酸として硝酸（ＨＮＯ３）、非粒子形成塩基として水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び／又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用する利点は、中和生成物が硝酸カリウム（ＫＮＯ３）及び硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）であることであり、それらは通常、溶融塩浴における構成成分である。同様に、二クロム酸塩ベースの溶融塩浴においては、非粒子形成酸としてクロム酸（ＣｒＯ３）、非粒子形成塩基として水酸化カリウム（ＫＯＨ）及び／又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を使用する利点は、中和生成物が二クロム酸カリウム（Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７）及び二クロム酸ナトリウム（Ｎａ２Ｃｒ２Ｏ７）であることであり、それらは通常、溶融塩浴における構成成分である。また、溶融塩浴中のその他のアルカリ種が、硝酸イオン又は二クロム酸化合物へと中和され、それらは通常、溶融塩浴の１００％を構成する。中和生成物は、通常は古典的酸／塩基塩であり、この特定の場合には硝酸イオン又は二クロム酸イオン化合物である。
【００３９】
融液に加えられる酸又は塩基の適切な量は、該融液のｐＨに基づいて決められることが好ましい。融液のｐＨを所定のｐＨ範囲内に維持するために、適切な量の酸又は塩基を加えることが好ましく、それは、ケイ酸塩ガラスでは、９から１１が好ましく、９．５から１０．５がより好ましい。
【００４０】
融液のｐＨは、従来の技術を使用して求めることができる。融液は水性環境ではないので、そのｐＨは通常、例えばｐＨメータを使用して直接的に測定されない。代わりに、融液のｐＨは、既知モル濃度の試薬に対する滴定によって、融液中の苛性材料（例えばガラス基板から浸出した酸化ナトリウム、酸化リチウム、酸化カリウムなど）の間接的測定のような他の従来の技術を使用して求めることができる。このような、従来のｐＨ測定技術は当該技術分野において周知であり、それゆえ、ここではこれ以上説明しない。
【００４１】
溶融状態の融液に酸又は塩基が加えられるのであれば、その添加は、ゆっくりと融液の底部の近くで行われるのが好ましい。例えば、融液容器の底部に位置する分散性放出を通して酸又は塩基が融液に加えられる速度を制御するために、定量ポンプを用いても良い。
【００４２】
融液のｐＨを上昇させる能力が、１０ｇｍの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）との３０ポンドの溶融塩混合物（およそ６０／４０）から成る融液に加えることによって実証された。この場合、融液の当初のｐＨは８．７７であり、ｐＨ１０．５まで上昇した。
【００４３】
融液のｐＨを低下させる能力もまた、５．０ｍｌの硝酸（ＨＮＯ３）を、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）と硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）との３０ポンドの溶融塩混合物（およそ６０／４０）から成る融液に加えることによって実証された。この場合、融液の当初のｐＨは９．１であり、ｐＨ６．５まで低下した。
【００４４】
融液のｐＨは、周期的に（例えば、所定の数のガラス基板が処理された後に、及び／又は所定の時間だけ融液が加熱された後に）、又は特定の事象の後に（例えば、温度が変移した後に、及び／又は材料が融液に加えられた後に）測定することができる。
【００４５】
或いは、融液に加えられる酸又は塩基の適切な量は、該融液の実際のｐＨ測定なしに判断することができる。例えば、融液のｐＨは、処理されたガラス基板の数及び／又は融液が加熱された期間といった工程履歴基準に基づいて（実際の測定なしで）推定することができる。
【００４６】
融液が所定のｐＨ範囲内に調整されるとき、エッチングの度合いは、調整済み融液の温度及び／又は浸漬持続時間によって制御することができる。ケイ酸塩ガラスディスク基板は、例えば、好ましくは温度が約２８０℃から４２０℃に維持された状態で、１から２４時間又はそれ以上の時間の間、より好ましくは温度が約３６０℃に維持された状態で、約２から４時間、ｐＨ調整済み融液に浸漬される。ｐＨ調整済み融液で処理されたガラスディスク基板の表面のエッチングは、均一で、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって見られるような高いスポット又はピークは無い。
【実施例】
【００４７】
水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を、６０％硝酸カリウム（ＫＮＯ３）と４０％硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）との３０ポンド溶融塩浴混合物から成る従来の強化融液に加え、ｐＨを当初のｐＨ７．０から調整済みのｐＨ１０．２まで上昇させた。約１０ｇｍの水酸化ナトリウムを加えた。スーパー仕上げされたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板を、従来の強化融液（ｐＨ＝７．０）とｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）の両方の中で、３６０℃で３時間処理した。従来の強化融液（ｐＨ＝７．０）中で処理されたスーパー仕上げされたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板は、強化されたが、マイクロエッチングされなかった。対照的に、ｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）中で処理されたスーパー仕上げされたアルミノケイ酸ガラスディスク基板は、強化され、かつマイクロエッチングされた。表面のマイクロエッチングは、均一で、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって見られるような高いスポット又はピークは無かった。ｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）中で強化され、かつマイクロエッチングされたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板は、５．２３Å／２８Å／４５ÅのＲｑ／Ｒｐ／Ｒｍａｘの表面粗さパラメータを有した。従来の強化融液（ｐＨ＝７．０）中で強化されたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板は、３．９４Å／２１Å／５４ÅのＲｑ／Ｒｐ／Ｒｍａｘの表面粗さパラメータを有した。ｐＨ調整済み融液（ｐＨ＝１０．２）で処理されたアルミノケイ酸塩ガラスディスク基板のマイクロエッチングされた表面に記録層を適用することによって、従来の強化融液（ｐＨ＝７．０）と比較して改善された性能及び耐久性を有するデータ記憶ディスクが提供できる。
【００４８】
本発明は、光学式記憶媒体用途といった他のデータ記憶媒体用途に利用されてもよい。加えて、本発明は、レンズ製造用途、鏡製造用途又はガラス基板のマイクロエッチングを伴う他の用途といったデータ記憶装置用途以外の用途に利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るｐＨ調整済み融液でマイクロエッチングされたガラスディスク基板を有する１つ又はそれ以上のデータ記憶ディスクを採用したデータ記憶装置を、上部ハウジングカバーが除去された状態で示す平面図である。
【図２】本発明に係るｐＨ調整済み融液でマイクロエッチングされたガラスディスク基板を有する複数のデータ記憶ディスクを備えるデータ記憶装置の側面図である。
【図３】本発明に係るｐＨ調整済み融液でマイクロエッチングされたディスク基板の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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