JP2008262675A - 磁気ディスク用ガラス基板 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、異物が入り込むことは不可避ながらも、製造された磁気ディスクおよびその製造工程において異物が及ぼす影響を極めて低減させた磁気ディスク用ガラス基板を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の代表的な構成は、磁性層を形成して磁気ディスクを製造するためのガラス基板であって、アモルファスガラスであるガラス基板の基板表層に、該ガラス基板中に内包されている異物が存在しており、異物の大きさは、ガラス基板上に磁気記録をするための磁性層を形成して磁気ディスクを製造し、磁気記録装置に組み込んだ際に、磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさであることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は磁気ディスクに用いられる磁気ディスク用ガラス基板に関する。

近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等に搭載される磁気記録媒体として磁気ディスクがある。磁気ディスクはアルミニウム−マグネシウム合金製の金属基板上にＮｉＰ（ニッケルリン）等の膜を被着したり、ガラス基板やセラミクス基板等の基板上に下地層、磁性層、保護層、潤滑層を順次積層したりして構成される。従来は磁気ディスク用の基板としてアルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦度及び基板強度に優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。

また携帯機器や自動車に大容量の磁気記録媒体を搭載すべく、耐衝撃性の向上も求められている点においても、剛性の高いガラス基板は有利である。携帯機器に搭載するために基板のサイズは縮小化の傾向がある。このため従来の３．５インチ基板や２．５インチ基板から、１．８インチ基板、１インチ基板、もしくはさらに小さな基板が求められるようになってきている。基板が小さくなれば許容される寸法誤差も小さくなり、さらに精密な形状加工が求められている。

また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が１０ｎｍ以下にまで狭くなってきている。今後もさらなる高記録密度化が要請されているため、これに伴って磁気ヘッドもさらなる低浮上量化が求められている。

上述した磁気ヘッド浮上量の制御を安定化し、更なる低浮上量化を図るための技術の１つとして、近年、ＤＦＨ（Dynamic Flying Height）という技術が開発されている。磁気ヘッドにヒータ素子を埋め込み、磁気ヘッドの動作時に、ヒータ素子を発熱させ、その熱によって磁気ヘッドが熱膨張し、磁気ディスクに向かってわずかに突出する。これにより、磁気ヘッドと磁気ディスク主表面との間に磁気的な間隙である磁気的スペーシングをその時にのみ小さくすることが可能である。すなわち、ＤＦＨとは、磁気ヘッドの磁気ディスクからの浮上量を低浮上量化することが可能な技術である。

かかるＤＦＨヘッドにより、更なる低浮上量化が図れたが、磁気ヘッドにはＭＲ素子が搭載されており、その固有の障害としてヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こすという問題がある。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸によって発生するため、磁気ディスク主表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。

上記のようなガラス基板は、板状ガラスを円環状に切り出すことによって製造される。板状ガラスとしては、例えば溶融ガラスを原料として、特許文献１（特開平０９−１２４３４５）に示されるようなダウンドロー法や、プレス法、フロート法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。
特開平０９−１２４３４５号公報

ところでガラス基板中には、製造する際に異物（不純物）が不可避的に入り込むことがある。この異物とは、製造設備からはいるものと、ガラス基板の元となるブランク（板状ガラス）の材料が溶融せずに結晶として残留したものがある。前者の例としては、溶融炉の材質であるプラチナ（Ｐｔ）やボロン（Ｂ）が挙げられる。後者の例としてはジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）などが挙げられる。

そしてガラス中の異物は結晶の状態で存在する。ガラス基板を製造する過程において主表面や端面を数次にわたって研削および研磨するが、一部の異物はガラス基板の表層から露出し、一部の異物はガラス基板の中に内包された状態となる。

異物がガラス基板の表層に露出している場合には、周辺のガラスと硬度が異なるために、鏡面研磨において十分に平滑にならず粗さが低減し、磁気ヘッドの低浮上量化を阻害するおそれがある。また異物が結晶性であることにより、アモルファスの軟磁性層がわずかに結晶化し、ドメインウォールノイズ（磁壁ノイズ）が増加する。また基板に下地層を密着させるための付着層もわずかに結晶化するため、付着層における付着力のばらつきが発生し、付着強度が低下する。また記録層の結晶配向性が乱される原因となり、Ｓ／Ｎ比の向上を阻害するおそれがある。

上記の問題は、従来は磁気ヘッドの浮上量が大きかったため特に問題となることはなかったが、近年の高記録密度化、すなわち低浮上量化の要請により顕在化するようになった。

すなわち、基板の表層から露出した一部は、基板表面に付着した異物とは異なり、洗浄によって除去することは困難である。さらには、上記の異物は基板中に大部分が存在しているため、研磨工程で脱落すると、ガラス基板に凹欠陥を生じてしまう。したがって上記のような低浮上量化に伴い、表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が０．３ｎｍというような低粗さの基板を製造するとき、このような粗さを増大させる要因は重大な問題となってくる。

また異物がガラス基板の中に内包されている場合には、ガラス素材と異物との熱膨張係数の違いが問題となる。ガラス基板に対して下地層、軟磁性層、記録層などの各層はスパッタリングによって形成されるが、この処理は急激な加熱処理を伴う。すると熱膨張係数の違いから膨張する量が異なるため、ガラス基板が割れてしまうという問題がある。ガラス基板がスパッタリング処理の間に割れると、そのガラス基板が失われるばかりでなく、飛散したかけらを除去しなければ次のガラス基板を処理することができなくなり、製造工程に重大な影響を及ぼしてしまう。

そこで本発明は、異物が入り込むことは不可避ながらも、製造された磁気ディスクおよびその製造工程において異物が及ぼす影響を極めて低減させた磁気ディスク用ガラス基板を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の代表的な構成は、磁性層を形成して磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板であって、アモルファスガラスである磁気ディスク用ガラス基板の表層に、該ガラス基板中に内包されている異物が存在しており、異物の大きさは、ガラス基板上に磁気記録をするための磁性層を形成して磁気ディスクを製造し、磁気記録装置に組み込んだ際に、磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさであることを特徴とする。

異物の大きさが磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさとするための一つの具体的な構成としては、磁性層を形成して磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板であって、当該ガラス基板の表層に、一部が当該ガラス基板に埋設され、一部が当該ガラス基板から突出した異物が存在し、表層に存在する異物の大きさは、磁気ヘッドの浮上量に対して所定の大きさ以下であるとすることができる。

ここで異物の大きさとしては、異物の外接円の直径を大きさとして把握することができる。ただし異物は部分的に埋まっているものであるから、ガラス基板の主表面から突出した高さ、突出部分の底部の面積、もしくはこれらの組み合わせを基準とすることができる。すなわち、異物の大きさは基本的にはヘッドの浮上量以下であることが必要であるが、突出部分の高さが磁気ヘッドの浮上量より高いものであっても、極めて細く尖っているものであれば磁気ヘッドが衝突してもクラッシュ障害に到らない。したがって、異物の突出部の高さと底部の面積との組み合わせを用いても、磁気ヘッドの浮上を阻止しない異物の大きさを規定することができる。

上記構成によれば、ガラス基板の表層に存在する異物の影響を極めて低減させ、磁気ヘッドの低浮上量化を促進し、ひいては磁気ディスクの高記録密度化を図ることができる。

また異物の材質は、Ｐｔであってもよい。ガラス基板に不可避的に入り込む異物としては様々なものが挙げられるが、特に溶融炉の材質であるプラチナ（Ｐｔ）が入り込むと、Ｐｔは結晶性の異物であるため、軟磁性層が結晶化してドメインウォールノイズ（磁壁ノイズ）が形成されやすい。しかし本発明によれば、異物がＰｔであってもドメインウォールノイズの形成を防止することができる。

表層に存在する異物の大きさは、２μｍ以下であることが好ましい。これにより確実に異物による影響を排除することができる。

表層に存在する異物は、結晶構造を有していてもよい。結晶性の異物であっても、本発明によればその影響を排除することができるため、軟磁性層が結晶化してドメインウォールノイズ（磁壁ノイズ）が形成されることを防止することができる。

表層に存在する異物の埋設された部分の開口面積は３．１４μｍ^２以下であることが好ましい。これにより表面粗さの低下を有効に防止することができる。

表層に存在する異物の大きさは、リードトラックの幅の１０倍以下であることが好ましい。

また本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の他の代表的な構成は、加熱を伴う処理工程と、磁性層を形成する工程とを経て磁気ディスクを製造するためのガラス基板であって、当該ガラス基板に内包された異物の大きさが５μｍ以下であることが好ましい。

上記構成によれば、ガラス基板に内包された異物の影響を極めて低減させ、磁気ヘッドの低浮上量化を促進し、ひいては磁気ディスクの高記録密度化を図ることができる。

加熱を伴う処理工程と、磁性層を形成する工程とを経て磁気ディスクを製造するためのガラス基板であって、当該ガラス基板に内包された異物の大きさが５μｍ以下であることが好ましい。

当該磁気ディスク用ガラス基板は、ＤＦＨヘッドを用いて記録される磁気ディスクの製造に用いられるとよい。本発明にかかる製造方法によって製造された磁気ディスク用ガラス基板は、従来の製造方法にて製造された磁気ディスク用ガラス基板よりも低浮上量化が促進される。したがって、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、磁気ヘッドの浮上量が低いＤＦＨヘッドを使用した磁気記録方式にて記録される磁気ディスクに用いられるのに好適である。

上記の磁性層は、垂直磁気記録層であってもよい。上述したように、本発明にかかる製造方法によって製造された磁気ディスクはドメインウォールノイズが形成されにくいため、高記録密度化が必要な垂直磁気記憶媒体とすることに適している。すなわち、上記の磁気ディスク用ガラス基板に、付着層、軟磁性層、下地層、垂直磁気記録層を成膜した垂直磁気記録媒体は、高記録密度化を図ることができる。

本発明によれば、製造された磁気ディスクおよびその製造工程において、ガラス基板に存在する異物が及ぼす影響を極めて低減させた磁気ディスク用ガラス基板を提供することができる。

本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の実施形態について説明する。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。

発明者らは、高記録密度化を図る上での磁気ヘッドの低浮上量化を達成するために鋭意検討した結果、ガラス基板に異物が混入している場合があり、これが低浮上量化を阻害する要因の一つとなっていることがわかった。またこの異物が結晶性異物である場合には、さらにさまざまな影響を及ぼしていることがわかった。さらにこの異物は、ガラスの製造工程において不可避的に混入し、完全に混入を排除することは極めて困難であることを見出した。そこで発明者らは、不可避的にガラス基板に存在する異物の許容される範囲を規格化することにより、製造された磁気ディスクおよびその製造工程において異物が及ぼす影響を極めて低減させることができることを見出し、本発明を完成するに到った。

本実施形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板について説明する。本実施形態においてガラス基板は、溶融したガラスをダウンドロー法によって板状ガラスを形成し、後述するように第１ラッピング工程（研削）、切り出し工程、第２ラッピング工程、主表面研磨工程（第１研磨工程、第２研磨工程）、化学強化工程を経て製造される。

板状ガラスを形成する工程においては、Ｐｔが含まれる炉を用いてアモルファスガラスからなる板状ガラスを形成した。アモルファスガラスのなかでも、アルミノシリケートガラスを用いた。

ガラス基板の上には、付着層、軟磁性層、下地層、第１磁気記録層、第２磁気記録層、カップリング制御層、交換結合層、媒体保護層、潤滑層を形成することによって磁気ディスクを製造する。付着層から交換結合層までは、真空引きを行った成膜装置を用いてＡｒ雰囲気中でＤＣマグネトロンスパッタリング法にて順次成膜を行う。媒体保護層はＣＶＤ法により成膜し、潤滑層はディップコート法により形成する。

得られたガラス基板を検査したところ、ガラス基板には異物が混入していた。異物は金属の結晶からなる結晶性異物であった。異物には、製造設備からはいるものと、ガラス基板の元となるブランク（板状ガラス）の材料が溶融せずに結晶として残留したものがある。前者の例としては、溶融炉の材質であるプラチナ（Ｐｔ）やボロン（Ｂ）が挙げられる。後者の例としてはジルコニウム（Ｚｒ）、リチウム（Ｌｉ）などが挙げられる。本実施形態において金属はＰｔであり、ガラスの材料にＰｔは含まれていないことから、ガラス基板を溶融させた際に溶融炉から剥がれて混入したものであると考えられる。

異物のなかには、ガラス基板の表層に存在し、一部が当該ガラス基板に埋設され、一部が当該ガラス基板から露出したものがあった。また他の異物はガラス基板の内部に内包された状態のものもあった。表層に存在した異物は、ラッピング工程や研磨工程によって、ガラス基板の表層から露出したものである。

ここで、異物がガラス基板の表層に露出している場合には、周辺のガラスと硬度が異なるために、鏡面研磨において十分に平滑にならず粗さが低減し、磁気ヘッドの低浮上量化を阻害するおそれがある。また異物が結晶性であることにより、アモルファスの軟磁性層がわずかに結晶化するおそれがある。また基板に下地層を密着させるための付着層もわずかに結晶化するため、付着層における付着力のばらつきが発生し、付着強度が低下するおそれがある。また記録層の結晶配向性が乱される原因となり、Ｓ／Ｎ比の向上を阻害するおそれがある。

また異物がガラス基板の中に内包されている場合には、ガラス素材と異物との熱膨張係数の違いにより、ガラスが割れてしまうおそれがある。上記のように下地層、軟磁性層、記録層などの各層はスパッタリングによって形成されるが、この処理は急激な加熱処理を伴う。すると熱膨張係数の違いから膨張する量が異なるため、ガラス基板が割れてしまうという問題がある。ガラス基板がスパッタリング処理の間に割れると、そのガラス基板が失われるばかりでなく、飛散したかけらを除去しなければ次のガラス基板を処理することができなくなり、製造工程に重大な影響を及ぼしてしまう。

そこで本実施形態では、ガラス基板の製造工程において異物の存在について検査し、異物の存在が許容可能であるか否かについて判断する異物判定工程を行うこととした。この異物判定工程はガラス基板に透光性が得られた後に行うことが望ましく、主表面研磨の第１研磨工程の後であればどの段階でも実施することができる。

ガラス基板の表層に存在する異物については、磁気ディスクを製造して磁気記録装置とした際に、磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさとした。これは、表層に存在する異物の大きさは、直径が２μｍ以下となる大きさである。また表層に存在する異物の埋設された部分の開口面積は３．１４μｍ^２以下である。また表層に存在する異物の大きさは、リードトラックの幅の１０倍以下であることが好ましい。

磁性層は、情報を磁気的に記録するためのものであり、情報記録するための記録層と、磁化の向きを制御するための軟磁性層とが該当する（磁気ディスクの構造によっては軟磁性層は存在しない場合がある）。そして結晶性の異物が表層に露出していると上層のアモルファス層に結晶化を招いてしまうことから、異物の大きさはアモルファスの軟磁性層が結晶化しない大きさとし、同様にアモルファスである付着層が結晶化しない大きさとした。

異物の大きさは、光学顕微鏡を用いて測定し、基板表面と直交する方向から（結晶性）異物を観察した場合に、当該（結晶性）異物の外接円の直径を大きさとして把握することができる。そして具体的には、例えば２μｍ以下とすることができ、これにより確実に上記条件を満たすことができる。このとき基板表面粗さＲａは、０．３ｎｍ以下であった。なおＲａは、例えばＡＦＭを用いて、１００μｍ×１００μｍの測定領域を２５６×２５６のメッシュで区画して得られたデータに基づいて算出したものである。

ガラス基板の内部に異物を内包する場合には、上記のスパッタリング処理は加熱を伴う処理工程であり、ガラスと異物との熱膨張係数の違いから割れが生じるおそれがある。熱膨張係数が違っている場合には、異物の大きさは、加熱処理の際にその温度変化によりガラス基板を破損させない大きさである必要がある。したがって異物の大きさは、急激な加熱を受けても割れが生じない大きさとした。また判定の規格は、ガラス基板内部に含まれる異物と、ガラス基板を温度処理した際のガラス基板の破損率との関係を把握し、ガラス基板の破損率が許容範囲となるよう、ガラス基板内部に含まれる異物の規格を決定した。

具体的には、ガラス基板に内包された異物の大きさを５μｍ以下とした。これにより温度勾配が２５℃／秒以上であっても、割れを生じることがなかった。

上記構成によれば、ガラス基板の表層に存在する異物、およびガラス基板に内包された異物の影響を極めて低減させることができる。これにより磁気ヘッドの低浮上量化を促進し、ひいては磁気ディスクの高記録密度化を図ることができる。

したがって、高い平滑度および平坦度が要求される、低浮上量の磁気ヘッドでの記録方式、すなわち、磁気ヘッドの浮上量が１０ｎｍ以下である記録方式にて記録される磁気ディスクに用いることができる。また、同様の観点から、当該ガラス基板は、磁気ヘッドの浮上量が低いＤＦＨヘッドを使用した磁気記録方式にて記録される磁気ディスクに用いるのにも好適である。

磁気ディスク用ガラス基板は、タッチダウンハイト（ＴＤＨ）が、３〜４ｎｍ以下の磁気ディスクに用いられるものであることが好ましい。タッチダウンハイトが低いと、上記ガラス基板上に形成されている乖離の変動が大きい場合にクラッシュを引き起こしやすい。しかし本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板を用いることで、乖離部の変動を従来よりも一層小さくすることができるので、磁気ヘッド（記録ヘッド）の浮上量を小さくしても、磁気ヘッドがクラッシュすることを抑制できる。

また本実施形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、記録密度が２００ＧＢｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上、さらに好ましくは２５０ＧＢｉｔ／ｉｎｃｈ^２以上の高い記録密度の磁気ディスクに用いられるものであることが好ましい。このように高い記録密度である場合には記録ヘッドの浮上量をより一層小さくする必要があるが、本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板を用いることで、記録ヘッドの浮上量をより一層低減できるため、クラッシュを抑制することができる。なお、記録密度が上記よりも小さい磁気ディスクに用いられるガラス基板、または、タッチダウンハイトが上記よりも大きい磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板においても、本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板が好適に適用できることはいうまでもない。

以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクの製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクは、３．５インチ型ディスク（φ８９ｍｍ）、２．５インチ型ディスク（φ６５ｍｍ）、０．８インチ型ディスク（φ２１．６ｍｍ）、１．０インチ型ディスク（φ２７．４ｍｍ）、１．８インチ型磁気ディスク（φ４８ｍｍ）などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。

（１）形状加工工程および第１ラッピング工程
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス（結晶化ガラス）、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等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用ガラス基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。

本実施例においては、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：５８〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。

次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。

（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング、チャンファリング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した（フォーミング、チャンファリング）。

（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。

（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周端面および内周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。

そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。

（５）主表面研磨工程
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。

この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。

第１研磨工程を完了した後に、異物判定工程を実施した。検査工程では異物の大きさを光学顕微鏡を用いて測定し、基板表面と直交する方向から（結晶性）異物を観察した場合に、当該（結晶性）異物の外接円の直径を大きさとして測定し、２μｍより大きい場合には不良であると判定し、２μｍ以下である場合は良品であると判定した。

次に、主表面研磨工程として、第２研磨工程を施した。この第２研磨工程は、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。この第２研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、軟質発泡樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な酸化セリウム砥粒を用いた。

この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡの各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。

（６）化学強化工程
次に、前述のラッピング工程および研磨工程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（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した化学強化溶液を用意し、この化学強化溶液を４００℃に加熱しておくとともに、洗浄済みのガラス基板を３００℃に予熱し、化学強化溶液中に約３時間浸漬することによって行った。この浸漬の際には、ガラス基板の表面全体が化学強化されるようにするため、複数のガラス基板が端面で保持されるように、ホルダに収納した状態で行った。

このように、化学強化溶液に浸漬処理することによって、ガラス基板の表層のリチウムイオンおよびナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオンおよびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化される。ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００μｍ乃至２００μｍであった。

化学強化処理を終えたガラス基板を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、ＩＰＡの各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。

上記の如く、第１ラッピング工程、切り出し工程、第２ラッピング工程、端面研磨工程、第１および第２研磨工程、ならびに化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。

（７）磁気ディスク製造工程
上述したように、第１研磨の後に検査と行う。工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にＣｒからなる付着層、ＣｏＴａＺｒ基合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ基合金からなる垂直磁気記録層、交換結合層、水酸化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）からなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスク（ＰＭＲ：Perpendicular Magnetic Recording）の構成の一例であるが、水平磁気ディスク（ＬＭＲ：Longitudinal Magnetic Recording）として磁性層等を構成してもよい。これにより、主表面の外縁部分も高度な平坦度を備えた磁気ディスクを製造することができる。

（８）実施例と比較例の対比
ガラス基板の表層に存在する異物について、表１に示す実施例１〜３と、比較例１，２とを対比した。実施例１〜３は異物の直径がそれぞれ０．７μｍ、１．０μｍ、２．０μｍであり、比較例１，２はそれぞれ異物の直径が５．０μｍ、７．０μｍであった。

表１に示されるように、実施例の構成ではグライドハイト５ｎｍ、７ｎｍのグライド試験において、クラッシュは発生しなかった。比較例の構成ではいずれの場合もクラッシュが発生し、グライドハイトが低い場合の方がクラッシュ数は増加していた。また比較例では実施例と比べてＳ／Ｎ比が悪く、また軟磁性層からのスパイクノイズも観察された。

上記の結果から、異物の直径を小さく規定することにより、ガラス基板の表層に存在する異物の影響を極めて低減させ、磁気ヘッドの低浮上量化を促進し、ひいては磁気ディスクの高記録密度化を図ることができることがわかる。特に、表層に存在する異物の大きさを２μｍ以下とすることにより、確実に異物による影響を排除することができる。これは、軟磁性層が結晶化してドメインウォールノイズ（磁壁ノイズ）が形成されることを防止できたためと考えられる。

ガラス基板の内部に異物を内包する場合について、表２に示す実施例４〜６と、比較例３〜５とを対比した。実施例４〜６は異物の直径が２μｍ〜５μｍであり、それぞれの引張り強度が４．０、３．０、５．０Ｋｇ／ｃｍ^２であった。比較例は異物の直径が７．０〜１０．０μｍと大きかった。引張り強度は実施例と同程度の３．０、４．０、３．０Ｋｇ／ｃｍ^２であった。

また割れ率とは、ガラス基板を所定時間（例えば１０秒）の間に温度を室温（２５℃）から３００℃まで急激に上昇させたときの割れた枚数（母数Ｎ＝１００００）を示している。なお、温度勾配は、上記のように２５℃／秒以上とすることができる。さらにガラス基板内部の引っ張り応力は４ｋｇ／ｃｍ^２以下であり、板厚は０．６３５ｍｍ以下であった。

そして表２に示されるように、引張り強度は同程度であるにもかかわらず、実施例の構成では割れ率が限りなく０であり、比較例の構成では一部のガラス基板が割れてしまった。このことから、ガラス基板の内部に異物を内包する場合であっても、異物の直径を小さく規定することにより、ガラス基板の割れを防止し、製造工程に与える影響を極めて低減させることができたことがわかる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、アモルファスガラスであるガラス基板の基板表面にガラス基板に内包されている異物が存在しており、当該異物の大きさは、ガラス基板上に磁気記録をするための磁性層を形成して磁気ディスクを製造して、磁気記録装置とした際に、磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさであってもよい。

またアモルファスガラスであるガラス基板の基板表面に結晶性異物が存在しており、当該結晶性異物の量は、基板上に磁気記録をするための磁性層を形成する際に当該磁性層の形成を阻害しない量であってもよい。

また本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板は、ガラス基板の温度処理とガラス基板の表面に記録層を成膜する処理とを含む磁気ディスクの製造方法に対応する磁気ディスク用ガラス基板であって、ガラス基板内部に含まれる異物の大きさは、２μｍ以下であってもよい。

またガラス基板の温度処理とガラス基板の表面に記録層を成膜する処理とを含む磁気ディスクの製造方法に対応する磁気ディスク用ガラス基板であって、ガラス基板内部に含まれる当該ガラス基板と熱膨張率の異なる異物の大きさは、ガラス基板の温度処理の際に（の温度変化により）ガラス基板を破損させない大きさとしてもよい。

またガラス基板の温度処理とガラス基板の表面に記録層を成膜する処理とを含む磁気ディスクの製造方法に対応する磁気ディスク用ガラス基板の規格の決定方法であって、ガラス基板内部に含まれる異物と、ガラス基板を温度処理した際のガラス基板の破損率との関係を把握し、ガラス基板の破損率が許容範囲となるよう、ガラス基板内部に含まれる異物の規格を決定することにしてもよい。

本発明は、磁気ディスクに用いられる磁気ディスク用ガラス基板として利用することができる。

Claims (10)

1. 磁性層を形成して磁気ディスクを製造するための磁気ディスク用ガラス基板であって、
   アモルファスガラスである磁気ディスク用ガラス基板の表層に、該ガラス基板中に内包されている異物が存在しており、
   前記異物の大きさは、ガラス基板上に磁気記録をするための磁性層を形成して磁気ディスクを製造し、磁気記録装置に組み込んだ際に、磁気ヘッドの浮上を阻害しない大きさであることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
2. 異物は、Ｐｔであることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
3. 前記表層に存在する異物の大きさが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
4. 前記表層に存在する異物は結晶構造を有していることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
5. 前記表層に存在する異物の埋設された部分の開口面積は３．１４μｍ^２以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
6. 前記表層に存在する異物の大きさは、リードトラックの幅の１０倍以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板。
7. 加熱を伴う処理工程と、磁性層を形成する工程とを経て磁気ディスクを製造するためのガラス基板であって、
   当該ガラス基板に内包された異物の大きさが５μｍ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。
8. 当該磁気ディスク用ガラス基板は、ＤＦＨヘッドを用いて記録される磁気ディスクの製造に用いられることを特徴とする請求項１または請求項７に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
9. 前記磁性層は、垂直磁気記録層であることを特徴とする請求項１または請求項７に記載の磁気ディスク用ガラス基板。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板に、付着層、軟磁性層、下地層、垂直磁気記録層を成膜することを特徴とする垂直磁気記録媒体。