(57)【要約】【課題】磁気ヘッドの動作時のスクラッチの発生を抑制できる、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となるガラス基板、及び熱アシスト磁気記録用磁気ディスクを提供する。【解決手段】熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板であって、主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが２．１５Å以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが２．１５Å以下であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項２】
熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａは所定値以下であり、
前記所定値は、前記磁気ディスクをハードディスクドライブ装置で動作させたときに、磁気ヘッドの動作時のスクラッチが前記磁気ディスクの主表面に生じない値であることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板に対して熱処理を行うことにより作製される、熱アシスト磁気記録用磁気ディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板、及び、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報記録媒体の１つとして用いられる磁気ディスクには、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ（Hard Disc Drive））装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。これに伴って、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くすることにより、磁気記録情報エリアの微細化が行われている。このような磁気ディスクに用いられるガラス基板の寸法及び形状は、目標値に対して高精度に作製することが好ましい。
【０００３】
特に、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離が短くなるほど、磁気ディスクの主表面の微小うねりに起因して、磁気ヘッドの動作時に磁気ディスクの主表面のスクラッチが発生しうる。従って、磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板の主表面の微小うねりのレベルを低減することが好ましい。
【０００４】
一方、記憶容量をさらに増大させる技術として、近年、熱アシスト磁気記録（ＨＡＭＲ（Heat Assisted Magnetic Recording））方式が注目されている。熱アシスト磁気記録用磁気ディスクは、磁気ディスク用ガラス基板の主表面に少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、及び潤滑層を形成することにより得られる。磁性層の形成方法としては、磁気ディスク用ガラス基板に対して、ガラス転移温度Ｔｇに近い温度で熱処理を行う方法が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７８８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの磁性層を形成するための熱処理は、磁気ディスク用ガラス基板の外径端部を保持爪で保持した状態で行われる。このとき、磁気ディスク用ガラス基板の外径端部に保持爪が及ぼす圧力と、熱処理において加えられる熱とにより、磁気ディスク用ガラス基板の主表面に微小うねりが発生する。この微小うねりにより、磁気ヘッドの動作時のスクラッチ発生率が増加する。
【０００７】
そこで、本発明は、磁気ヘッドの動作時のスクラッチの発生を抑制できる、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板、及び熱アシスト磁気記録用磁気ディスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、上述した従来の問題を解決するために鋭意検討したところ、主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の微小うねりのレベルを低減させた磁気ディスク用ガラス基板から熱アシスト磁気記録用磁気ディスクを作製した場合、スクラッチの発生が抑制できることを知見した。
【０００９】
以上の観点から、本発明の第１態様は、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板である。前記ガラス基板は、主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが２．１５Å以下である。
【００１０】
本発明の第２態様は、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクの元となる磁気ディスク用ガラス基板である。前記ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａは所定値以下であり、
前記所定値は、前記磁気ディスクをハードディスクドライブ装置で動作させたときに、磁気ヘッドの動作時のスクラッチが前記磁気ディスクの主表面に生じない値である。
【００１１】
本発明の第３態様は、上記磁気ディスク用ガラス基板に対して熱処理を行うことにより作製される、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａを、磁気ヘッドの動作時のスクラッチが前記磁気ディスクの主表面に生じない値以下にすることにより、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクのスクラッチの発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板について詳細に説明する。
【００１５】
［磁気ディスク用ガラス基板］
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板の材料として、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラスなどを用いることができる。特に、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦度及び基板の強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を作製できるという点で、アルカリ金属イオン等のカチオンを含むアルミノシリケートガラスを好適に用いることができる。
【００１６】
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の組成は、必須成分として、ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、並びにＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯからなる群から選ばれる一種以上のアルカリ土類金属酸化物を含み、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、及びＢａＯの合計含有量に対するＣａＯの含有量のモル比（ＣａＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が０．２０以下であって、ガラス転移温度Ｔｇが６５０℃以上であってもよい。このような組成の磁気ディスク用ガラス基板は、熱アシスト磁気記録用磁気ディスクに使用される磁気ディスク用ガラス基板に好適である。
【００１７】
本実施形態における磁気ディスク用ガラス基板は、円環状の薄板のガラス基板である。磁気ディスク用ガラス基板のサイズは問わないが、好ましくは、公称直径が２．５〜３．５インチである。なお、公称直径が３インチ以上のガラス基板は、公称直径が２．５インチのガラス基板と比較して面積及び体積が大きく、且つ、重い。したがって、保持爪がガラス基板に及ぼす圧力が強くなるので、保持爪による微小うねりが発生しやすい。よって、公称直径が３インチ以上のガラス基板の場合、本発明を適用する効果が特に大きい。
【００１８】
［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
図１は、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法のフローの一例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の製造方法では、まず、一対の主表面を有する板状のガラスブランクの成形処理（Ｓ１０）が行われる。次に、このガラスブランクの粗研削処理（Ｓ１２）が行われる。この後、ガラスブランクに形状加工処理（Ｓ１４）及び端面研磨処理（Ｓ１６）が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に固定砥粒を用いた精研削処理（Ｓ１８）が行われる。この後、精研削処理（Ｓ１８）後のガラス基板に、第１研磨処理（Ｓ２０）、化学強化処理（Ｓ２２）、及び第２研磨処理（Ｓ２４）が行われる。なお、本実施形態では、図１のフローに従って説明するが、図１のフローの処理（Ｓ１０〜Ｓ２４）の全てが必須ではなく、一部の処理は省略可能である。また、一部の処理の順序を変更することも可能である。
以下、各処理について、説明する。
【００１９】
（ａ）ガラスブランクの成形処理
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造できる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラス基板が得られる。
【００２０】
（ｂ）粗研削処理
粗研削処理では、具体的には、ガラスブランクを、両面研削装置に装着される保持部材に設けられた保持穴内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。研削材として、例えば遊離砥粒が用いられる。粗研削処理では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削処理は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。
【００２１】
（ｃ）形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランクの成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ面取り面（介在面）が形成される。
【００２２】
（ｄ）端面研磨処理
次にガラス基板の端面研磨処理が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。
【００２３】
（ｅ）精研削処理
次に、ガラス基板の主表面に精研削処理が施される。具体的には、両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。両面研削装置は、上下一対の定盤（上定盤及び下定盤）を有しており、上定盤及び下定盤の表面に例えばダイヤモンドの砥粒を含む固定砥粒が貼り付けられている。砥粒としては、ダイヤモンド等の粒子や、複数の粒子をガラス、セラミック、金属、または樹脂などのバインダーで固めた凝集体を用いることができる。そして、例えば、それらの砥粒を樹脂などの支持材を用いて固定したペレットをシートに貼り付けたものを固定砥粒とすることができる。このような上定盤及び下定盤の間にガラス基板が狭持される。そして、クーラントを供給しつつ、上定盤または下定盤のいずれか一方、または、双方を移動操作させることで、ガラス基板と各定盤とを相対的に移動させることにより、このガラス基板の両主表面を研削できる。
本実施形態の研削処理では、固定砥粒を含んだ研削面とガラス基板の主表面とを接触させてガラス基板の主表面を研削するが、遊離砥粒を用いた研削を行ってもよい。
【００２４】
（ｆ）第１研磨処理
次に、ガラス基板の主表面に第１研磨処理が施される。具体的には、両面研磨装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して鏡面研磨を行う。第１研磨処理は、上下の定盤に貼り付けられた研磨パッドでガラス基板の主表面を挟持し、遊離砥粒を含む研磨液をガラス基板と研磨パッドとの間に供給して、ガラス基板と主表面とを相対的に移動させることによって行うことができる。このとき、キャリア等の保持具にガラス基板を保持し、遊星歯車運動によって相対的に移動させるとガラス基板の主表面を均一に研磨することができるため好ましい。第１研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去、あるいは、結晶化処理により主表面に生じた微小な表面凹凸の除去をする。取代量は１〜１００μｍとすることが好ましい。取代量を上記範囲内とすることで、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さＲａを低減できる。
【００２５】
本実施形態の第１研磨処理では、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが２．１５Å以下になるように、第１研磨処理の研磨条件を設定し、ガラス基板の主表面の研磨を行う。具体的には、第１研磨処理の研磨条件として、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが低減するように、研磨条件を決定する。例えば、研磨パッドの表面における波長帯域１〜３ｍｍの表面うねりが３μｍ以下の研磨パッドを用いることによって、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａを低減できる。
また、研磨速度やスクラッチの発生を抑制する観点から、研磨液は、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＯ２等の粒子を砥粒として含むことが好ましい。また、砥粒の平均粒径（Ｄ５０）は０．３〜３．０μｍとすることが好ましい。また、研磨パッドによりガラス基板を押圧する力は、３０〜２００ｇ／ｃｍ２とすることが好ましい。
【００２６】
（ｇ）化学強化処理
ガラス基板は適宜化学強化できる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定できるが、化学強化処理の後に研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化処理は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。
【００２７】
（ｈ）第２研磨（最終研磨）処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。第２研磨処理では、第１研磨処理と比較して、遊離砥粒の粒子サイズを小さくすることが好ましい。また、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度を軟らかくすることが好ましい。また、第２研磨処理においては、第１研磨処理よりも取代量を少なくすることが好ましい。こうすることで主表面の端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の粗さを低減できる。
第２研磨処理で用いる研磨パッドについては、第１研磨処理と同様に、研磨パッドの表面における波長帯域１〜３ｍｍの表面うねりが３μｍ以下の研磨パッドを用いることが好ましい。第２研磨処理においても研磨パッドの表面における波長帯域１〜３ｍｍの表面うねりが３μｍ以下の研磨パッドを用いることにより、波長帯域１〜３ｍｍの算術平均うねりＷａをさらに低減できる。
【００２８】
第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第２研磨処理は、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに小さくすることができる点で実施することが好ましい。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板となる。
【００２９】
［熱アシスト磁気記録用磁気ディスク］
熱アシスト磁気記録用磁気ディスク（以下「磁気ディスク」という）は、磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に、主表面に近い方から順に、少なくとも付着層、下地層、磁性層（磁気記録層）、保護層、潤滑層が積層された構成になっている。
例えば、磁気ディスク用ガラス基板を、真空引きを行った成膜装置内に導入し、ＤＣマグネトロンスパッタリング法にてＡｒ雰囲気中で、磁気ディスク用ガラス基板の主表面上に付着層から磁性層まで順次成膜する。付着層としては例えばＣｒＴｉ、下地層としては例えばＣｒＲｕを用いることができる。
磁性層は、例えばＬ１０規則構造のＣｏＰｔ系合金やＦｅＰｔ系合金を用いた熱処理により形成される。この熱処理では、磁気ディスク用ガラス基板の外径端部を保持爪で保持した状態で、３００〜７００℃で１〜６０分程度加熱する。なお、上記に限らず、Ｌ１０規則構造が生じるように加熱すればよい。なお、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板のガラス転移温度Ｔｇは６５０℃である。このとき、磁気ディスク用ガラス基板の外径端部に保持爪が及ぼす圧力と、熱処理において加えられた熱とにより、磁気ディスクの主表面の微小うねりが増加する。
上記成膜後、例えばＣＶＤ法によりＣ２Ｈ４を用いて保護層を成膜し、続いて表面に窒素を導入する窒化処理を行うことにより、熱アシスト磁気記録用磁気記録媒体を形成できる。その後、例えばＰＦＰＥ（パーフルオロポリエーテル）をディップコート法により保護層上に塗布することにより、潤滑層を形成できる。
【００３０】
本願発明者は、上記熱処理によって悪化する磁気ディスクの主表面の微小うねりの波長帯域が１〜３ｍｍであることを見出している。そこで、本実施形態では、上記熱処理によって１〜３ｍｍの波長帯域の主表面の微小うねりが悪化することを見込んで、予め、１〜３ｍｍの波長帯域の主表面の微小うねりのレベルが低くなるように（換言すると、１〜３ｍｍの波長帯域の主表面の微小うねりにマージンを設けるように）、磁気ディスク用ガラス基板を作製する。具体的には、後述の実施例に示すように、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが、磁気ヘッドの動作時のスクラッチが磁気ディスクの主表面に生じない値（２．１５Å）以下である、磁気ディスク用ガラス基板を作製し、この磁気ディスク用ガラス基板に熱処理を行うことにより磁気ディスクを作製する。従って、磁気ディスクの主表面の微小うねりが熱処理において悪化したとしても、磁気ディスクをＨＤＤ装置で動作させたときに、磁気ヘッド動作時の磁気ディスクの主表面上のスクラッチの発生を抑制できる。
【００３１】
［実施例、比較例］
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の効果を確認するために、主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが互いに異なる６種類の磁気ディスク用ガラス基板（実施例１及び２、並びに比較例１〜４の磁気ディスク用ガラス基板）を作製し、各磁気ディスク用ガラス基板から磁気ディスク（実施例１及び２、並びに比較例１〜４の磁気ディスク）を作製し、各磁気ディスクについてスクラッチ発生率を測定した。
【００３２】
各磁気ディスク用ガラス基板の材料には、以下の組成を有するガラス材料を用いた。
ＳｉＯ２を６５モル％、Ａｌ２Ｏ３を６モル％、Ｌｉ２Ｏを１モル％、Ｎａ２Ｏを９モル％、ＭｇＯを１７モル％、ＺｒＯ２を２モル％であって、ガラス転移温度が６７１℃である。
【００３３】
各磁気ディスク用ガラス基板は、上記のガラス材料に対して、図１のフローを適用することにより作製した。但し、実施例１及び２の磁気ディスク用ガラス基板については、それぞれ、主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが２．１５Å及び２．１１Åになるように、研磨パッドの表面における波長帯域１〜３ｍｍの表面うねりが３μｍ以下の研磨パッドを用いて第１研磨処理を行うことにより作り分けた。比較例１〜４の磁気ディスク用ガラス基板については、それぞれ、ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが４．３４Å、２．５６Å、３．１６Å、及び３．８０Åになるように、研磨パッドの表面における波長帯域１〜３ｍｍの表面うねりが５μｍ以上の研磨パッドを用いて第１研磨処理を行うことにより作り分けた。なお、ガラス基板の主表面の算術平均うねりＷａには、半径１５．０〜３１．５ｍｍの領域の平均値を用いた。
【００３４】
各磁気ディスクは、各磁気ディスク用ガラス基板の主表面に付着層から磁性層まで順次成膜することにより作製した。特に、磁性層については、ＦｅＰｔ系合金を成膜した後、磁気ディスク用ガラス基板の外径端部を保持爪で保持した状態で、Ｌ１０規則構造となるように加熱することにより行った。
【００３５】
スクラッチ発生率の測定は、サンプルとして、実施例１及び２、並びに比較例１〜４の磁気ディスクを６０枚ずつ用意し、各磁気ディスクに対して、後述の基本シーケンスを３６回繰り返した後、レーザ式の光学表面検査装置（ＯＳＡ（Optical Surface Analyzer））を用いて、磁気ディスクの主表面のスクラッチの有無を確認することにより行った。基本シーケンスでは、各磁気ディスクを７２００ｒｐｍで回転させながら、評価用ヘッドを、半径２２．０ｍｍの位置で１時間定点浮上させた後、半径１５．０〜３１．０ｍｍの範囲で１時間シークさせた。
【００３６】
その結果、実施例１及び２、並びに比較例１〜４について、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の算術平均うねりＷａとスクラッチ発生率（スクラッチが発生した磁気ディスクの数／サンプルの数）との関係について、表１の結果を得た。
【表１】
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【００３７】
表１によれば、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１〜３ｍｍの波長帯域の算術平均うねりＷａが小さいほど、磁気ディスクのスクラッチの発生が抑制され、当該算術平均うねりＷａが２．１５Å以下である場合、スクラッチは発生しないことが分かった。また、磁気ディスク用ガラス基板の主表面の１ｍｍ未満の波長帯域の算術平均うねりＷａは、スクラッチの発生に影響しないことも分かった。なお、３ｍｍより大きい波長帯域の磁気ディスク用ガラス基板の主表面の算術平均うねりについてもスクラッチ発生率との相関は見られなかった。
【００３８】
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【図１】
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【国際調査報告】
2016532235.tif 000005
2016532235.tif 000006