JP3078230B2

JP3078230B2 - 記録媒体用ガラス基板、該基板を用いた磁気記録媒体及びその製造方法

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Publication number: JP3078230B2
Application number: JP08171766A
Authority: JP
Inventors: 久良虎溪; 学禄鄒; 弘治相楽; 圭二諸石
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2000-08-21
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH101327A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性、平坦性及び強
度に優れた記録媒体用ガラス基板、このガラス基板を用
いた磁気記録媒体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械的強度の高い磁気記録媒体用
ガラス基板としては、基板表面をイオン交換で強化した
化学強化ガラス基板や、基板表面に結晶化処理を施した
結晶化ガラス基板が知られている。

【０００３】例えば、化学強化ガラス基板として、特開
平１−２３９０３６号公報には、重量％で、ＳｉＯ₂を
６０〜７０％、Ａｌ₂Ｏ₃を０．５〜１４％、Ｒ₂Ｏ（た
だしＲはアルカリ金属）を１０〜３２％、ＺｎＯを１〜
１５％、Ｂ₂Ｏ₃を１．１〜１４％含むガラスをイオン交
換することにより強化した磁気記録媒体用ガラス基板が
開示されている。

【０００４】また、結晶化ガラス基板として、特開平７
−１８７７１１号公報には、重量％で、ＳｉＯ₂を５０
〜６５％、ＣａＯを１８〜２５％、Ｎａ₂Ｏを６〜１１
％、Ｋ₂Ｏを６〜１２％、Ａｌ₂Ｏ₃を０〜２．５％、Ｆ
を５〜９％含み、主結晶としてカサナイトを含む磁気記
録媒体用ガラス基板が開示されている。

【０００５】しかし近年では、ディスクの小型化、磁気
記録の高密度化に伴って、磁気ヘッドの低浮上化や、デ
ィスクの高速回転化が進み、そのためディスクの強度
や、ディスク表面の表面精度が一層厳しく要求されてき
ており、今後この要求は一層厳しくなる情勢にある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような情勢下、上
述した従来技術には次に示す問題がある。

【０００７】まず、特開平１−２３９０３６号公報に開
示されているような従来の化学強化ガラスでは、強度が
不十分で、今後のディスク強度の向上の要求に対応でき
なくなる恐れがある。

【０００８】また、磁気記録媒体の製造においては、ガ
ラス基板上に磁性層を設けた後に、磁性層の保磁力等の
特性を向上させるために所定の熱処理を施す場合がある
が、上記従来の化学強化ガラスでは、ガラス転移点が５
００℃程度と耐熱性に乏しいため、高保磁力が得られな
いという問題がある。

【０００９】さらに、特開平７−１８７７１１号公報に
開示されているような従来の結晶化ガラスでは、強度や
耐熱性の点で上記化学強化ガラス基板よりは優れている
ものの、表面精度がＲａでせいぜい１０オングストロー
ム程度であり、平坦性に乏しく磁気ヘッドの低浮上化に
限界があるため、高密度記録化に対応できないという問
題がある。

【００１０】他には、特開平３−２７３５２５号公報に
開示されているようなカーボン基板を利用した磁気記録
媒体が知られている。カーボン基板は、耐熱性の点でガ
ラス基板より優れており、高密度記録が期待できるもの
の、機械的強度の点ではガラス材料より劣るため、基板
の厚みを大きくとる必要があり、ディスクを小型化する
上で問題がある。

【００１１】本発明は上述した事情にかんがみてなされ
たものであり、耐熱性、平坦性に優れ、かつ強度の大き
い磁気記録媒体用ガラス基板の提供を第一の目的とす
る。

【００１２】また、磁性層の特性向上を最大限に達成で
きるとともに、磁気ヘッドの低浮上化すなわち高密度記
録化が達成でき、さらに、ディスクの薄板化及び小型化
を達成できる磁気記録媒体及びその製造方法の提供を第
二の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の磁気記録媒体用ガラス基板は、基板材料とし
て、オキシナイトライドガラスを用いた構成としてあ
る。

【００１４】また、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板
は、上記磁気記録媒体用ガラス基板において、オキシナ
イトライドガラスが、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃ
ａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃ
ｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系から選ばれる組成、あるい
は、これらの組成系を二以上混合した組成からなる構成
としてある。

【００１５】さらに、本発明の磁気記録媒体は、上記本
発明の磁気記録媒体用ガラス基板の主表面に、少なくと
も磁性層を形成した構成としてある。

【００１６】また、本発明の磁気記録媒体は、上記磁気
記録媒体において、ガラス基板と磁性層との間に位置す
る層として、あるいは磁性層より上部に位置する層とし
て、磁気ヘッドと磁気記録媒体とが吸着することを防止
するための凹凸制御層を設けた構成、あるいは、凹凸制
御層の表面粗さＲmaxが、５０〜３００オングストロー
ムである構成としてある。

【００１７】さらに、本発明の磁気記録媒体の製造方法
は、オキシナイトライドガラス基板の主表面に、少なく
とも磁性層を形成した後、少なくとも前記磁性層をガラ
ス転移点より低い温度で加熱処理する構成としてある。

【００１８】また、本発明の磁気記録媒体の製造方法
は、上記磁気記録媒体の製造方法において、加熱処理温
度が３００〜１０００℃である構成としてある。

【００１９】さらに、本発明の記録媒体用ガラス基板
は、基板材料として、オキシナイトライドガラスを用い
た構成としてある。

【作用】本発明では、ガラス基板材料としてオキシナイ
トライドガラスを用いているので、耐熱性、平坦性に優
れ、かつ強度の大きい磁気記録媒体用ガラス基板が得ら
れる。

【００２０】また、耐熱性に優れるため、磁性層の特性
向上に必要な熱処理を基板の変形なしに施すことがで
き、平坦性に優れるため、磁気ヘッドの低浮上化すなわ
ち高密度記録化が達成でき、強度が大きいので、ディス
クの薄板化及び小型化を達成できるとともにディスクの
破損も避けられる。

【００２１】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２２】まず、本発明の磁気記録媒体用ガラス基板
について説明する。

【００２３】本発明では、ガラス基板材料としてオキシ
ナイトライドガラスを用いる。

【００２４】オキシナイトライドガラスは、酸化物ガラ
スに窒化物を含有したガラスで、酸窒化物（oxynitrid
e）ガラスとも呼ばれ、窒素をその構造中に取り込んだ
ものである。

【００２５】オキシナイトライドガラス（窒素含有ガラ
ス）は、酸化物ガラス中の二価の酸素イオンの一部が三
価の窒素イオンにより置換された構造を有する。このた
め、酸化物ガラスより多くの化学結合が形成されてガラ
スのネットワークが強固になる。このため、高硬度、高
強度を示すなどの優れた物理的性質を有し、磁気記録媒
体用基板として優れた特性を有する。

【００２６】オキシナイトライドガラスの種類、成分、
組成は、特に制限されない。オキシナイトライドガラス
は、化学組成を連続的に変化することができ、添加量に
よっては周期表の９０種類の元素がガラス構造中に入
る。

【００２７】また、オキシナイトライドガラス中の窒素
含有量も特に制限されない。これは、組成系によって
は、僅かな窒素含有量で物性が飛躍的に向上する場合も
あるし、逆に窒素含有量を多くし又は最適量とした方が
物性が飛躍的に向上する場合もあるからである。

【００２８】オキシナイトライドガラスとしては、例え
ば、Ｃａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｎａ−Ｃａ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系、Ｌａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｌｉ−Ｎａ−
Ｋ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃｅ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃｅ
−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｎａ−Ｂ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、
Ｌｉ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｂｅ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−
Ｎ系、Ｌｉ−Ｍｇ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｃｅ−Ｍｇ
−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｍｇ−Ｂａ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ
−Ｎ系、Ｙ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｍｎ−Ｓｉ−Ａｌ
−Ｏ−Ｎ系、Ｎｄ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系、Ｎａ−Ｂ−
Ａｌ−Ｐ−Ｏ−Ｎ系、Ｋ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｓｉ−Ｍ−
Ｏ−Ｎ（Ｍはアルカリ土類金属）系、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、
Ｎａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｌａ−
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｌｉ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃａ−Ｓｉ−
Ａｌ−Ｏ−Ｎ系などのケイ酸塩系や、Ｎａ−Ｂ−Ｏ−Ｎ
系などのホウ酸塩系、Ｌｉ−Ｐ−Ｏ−Ｎ系、Ｎａ−Ｐ−
Ｏ−Ｎ系、Ｋ−Ｐ−Ｏ−Ｎ系、Ｎａ−Ｂａ−Ａｌ−Ｐ−
Ｏ−Ｎ系などのリン酸塩系等の組成を持つものが挙げら
れる。

【００２９】特に、磁気記録媒体用ガラス基板として
は、比重が比較的に低く、弾性率、耐熱性が比較的高
く、かつアルカリ溶出のない、Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−
Ｎ系、Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｙ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ
系、Ｃｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系から選ばれる組成、あ
るいは、これらの組成系を二以上混合した組成からなる
オキシナイトライドガラスを用いることが好ましい。

【００３０】オキシナイトライドガラスの製造方法は、
特に制限されず、各種製造方法を利用できる。例えば、
高温溶融法や、溶融体中に窒素ガスをバブリングで導入
する方法、多孔質ガラスをアンモニアガスで処理しこれ
を無孔化する方法、ゾル−ゲル法、ＣＶＤ法などが知ら
れている。

【００３１】なお、オキシナイトライドガラスの諸物性
は、窒素含有量、原料、原料として加える窒素源となる
化合物の種類、溶融温度、溶融時間、溶融雰囲気、融液
の冷却速度、不純物の混入の有無（積極的に混入させる
場合を含む）、るつぼの種類、溶融ガラスの量などによ
って影響を受けるので、これらの条件を適宜選択して製
造することが必要である。

【００３２】オキシナイトライドガラスの製造方法にお
いては、例えば、原料としてＳｉＯ₂、他の酸化物（例
えば、Ｎａ₂Ｏ、ＣａＯや、Ｎａ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ
₃、ＭｇＯ、Ｋ₂Ｏ、ＺｎＯ、Ａｓ₂Ｏ₃など）、及び窒素
供給源として金属酸化物や金属酸窒化物を混合したもの
を使用する（高温溶融法）。

【００３３】ここで、金属酸化物としては、ＳｉＯ₂、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＢａＯ、Ｓｂ₂Ｏ₃、ＳｒＯ、Ｎａ₂Ｏ、Ｎａ₂
Ｏ₃、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ₂Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂、Ｙ₂
Ｏ₃、ＺｒＯ₂、ＺｎＯ₂、Ａｓ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、
Ｃｒ₂Ｏ₃、ＰｂＯ、Ｖ₂Ｏ₅、ＳｎＯ₂などが挙げられ
る。また、金属酸化物原料として、熱分解によってこれ
らの金属酸化物となる炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩を
原料として配合してもよい。

【００３４】金属窒化物としては、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、
Ａｌ₂Ｎ₂、Ｍｇ₂Ｎ₂、Ｌｉ₃Ｎなどが挙げられる。

【００３５】金属酸窒化物としては、Ｓｉ₂Ｎ₂Ｏ、Ｓｉ
₅Ｎ₆Ｏなどが挙げられる。

【００３６】これらの原料は十分に混合され、加熱、溶
融してオキシナイトライドガラスとする。このとき、混
合物の溶融は、例えば、１４００〜１９００℃にて３〜
１００時間、窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下
にて行い、ガラス化することが好ましい。

【００３７】ガラス化したオキシナイトライドガラス
は、清澄後、周知のプレス成形やダウンドロー成形など
の方法により、板状に成形され、その後、研削、研磨等
の加工が施され所望のサイズ、形状の磁気記録媒体用基
板とされる。

【００３８】なお、研磨では、ラッピング（砂掛け）及
び酸化セリウム等の研磨粉によるポリシング加工（精密
研磨）を行うことで、表面精度を例えばＲａで３〜８オ
ングストロームの範囲にすることができる。

【００３９】なお、本発明のガラス基板においては、基
板の平坦度を悪化させない範囲であれば、ガラスにＴｉ
Ｏ₂、ＺｒＯ₂などの結晶核生成剤を添加するか、あるい
は、結晶核生成剤を添加せずにガラス転移点より高い温
度で熱処理することによって、ガラスの一部を結晶化
（分相を含む）させてもよい。また、窒素系セラミック
スの成分を含むガラス、あるいは、焼結窒素系セラミッ
クスに似た状態を含むガラスとしてもよい。さらに、本
発明のガラス基板は、透明、半透明、不透明のいずれの
態様も含まれる。

【００４０】また、ガラス中にＳｉを主成分とするイン
クルージョンが存在してもよい。

【００４１】さらに、ガラス中に、ＳｉＣ、アルミナ繊
維などのセラミック系繊維、カーボン繊維、ボロン繊
維、ガラス繊維、アラミド繊維、無機系繊維、各種ウィ
スカ等のファイバー又は強化材等を入れて、高温域にお
ける高度の力学特性を付与してもよい。

【００４２】本発明では、必要に応じ、ガラス基板の主
表面に、エッチング処理や成膜、あるいはレーザ光の照
射などの手段で凹凸を付け、テクスチャリング処理を施
してもよい。

【００４３】具体的には、ガラス基板の表面を、フッ化
水素酸と硝酸との混合液よりなるエッチング液で湿式エ
ッチングしてガラス表面に凹凸を付けテクスチャリング
処理を施すことができる。また、ガラス基板の表面に、
アルミニウム等の凹凸膜を設けることで、ガラス表面に
テクスチャリング処理を施すことができる。

【００４４】なお、上述した本発明の磁気記録媒体用ガ
ラス基板は、耐熱性、平坦性、化学的耐久性、光学的性
質及び強度（機械的特性）に優れているので、光磁気デ
ィスク用のガラス基板や、光ディスクなどの電子光学用
ガラス基板、次世代ＬＣＤとして期待される低温多結晶
シリコン液晶表示装置用の耐熱性ガラス基板、あるいは
電気・電子部品用のガラス基板としても好適に使用でき
る。

【００４５】次に、本発明の磁気記録媒体及びその製造
方法について説明する。

【００４６】本発明の磁気記録媒体は、上述した本発明
の磁気記録媒体用ガラス基板の主表面に、少なくとも磁
性層を形成したものである。

【００４７】ここで、主表面とは磁気記録媒体用ガラス
基板の両面のうち磁性層が形成される面を指し、片面あ
るいは両面を指す。

【００４８】磁性層以外の層としては、機能面から、下
地層、保護層、潤滑層、凹凸制御層などが挙げられ、必
要に応じ形成される。これらの各層の形成には各種薄膜
形成技術が利用される。

【００４９】磁性層の材料は特に制限されない。磁性層
としては、例えば、Ｃｏ系の他、フェライト系、鉄−希
土類系などが挙げられる。磁性層は、水平磁気記録、垂
直磁気記録のいずれの磁性層でもよい。

【００５０】磁性層としては、具体的には、例えば、Ｃ
ｏを主成分とするＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＮｉ、Ｃｏ
ＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒや、ＣｏＮｉＣ
ｒＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＴａ、ＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣ
ｒＰｔＳｉＯなどの磁性薄膜が挙げられる。また、磁性
層を非磁性膜で分割してノイズの低減を図った多層構成
としもよい。

【００５１】磁気記録媒体における下地層は、磁性層に
応じて選択される。下地層としては、例えば、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｖ、Ｂ、Ａｌなどの非磁性金属か
ら選ばれる少なくとも一種以上の材料、又はそれらの金
属の酸化物、窒化物、炭化物等からなる下地層等が挙げ
られる。Ｃｏを主成分とする磁性層の場合には、磁気特
性向上等の観点からＣｒ単体やＣｒ合金であることが好
ましい。下地層は単層とは限らず、同一又は異種の層を
積層した複数層構造とすることもできる。例えば、Ａｌ
／Ｃｒ／ＣｒＭｏ、Ａｌ／Ｃｒ／Ｃｒ等の多層下地層等
が挙げられる。

【００５２】本発明では、ガラス基板と磁性層との間又
は磁性層の上部に、磁気ヘッドと磁気記録媒体が吸着す
ることを防止するための凹凸制御層を設けてもよい。こ
の凹凸制御層を設けることによって、磁気記録媒体の表
面粗さは適度に調整されるので、磁気ヘッドと磁気記録
媒体が吸着することがなくなり、信頼性の高い磁気記録
媒体が得られる。

【００５３】凹凸制御層の材質及び形成方法は多種知ら
れており、特に制限されない。例えば、凹凸制御層の材
質として、Ａｌ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｂｉ、Ｓ
ｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｇ
ｅ、Ｍｇなどから選ばれる少なくとも一種以上の金属、
又はそれらの合金、あるいは、それらの酸化物、窒化
物、炭化物等からなる下地層等が挙げられる。

【００５４】形成が容易で効果があるという観点から
は、凹凸制御層の材質として、Ａｌ単体やＡｌ合金、酸
化Ａｌ、窒化ＡｌといったＡｌを主成分とする金属であ
ることが望ましい。

【００５５】また、ヘッドスティクションを考慮する
と、凹凸制御層の表面粗さは、Ｒmax＝５０〜３００オ
ングストロームであることが望ましい。より好ましい範
囲は、Ｒmax＝１００〜２００オングストロームであ
る。

【００５６】Ｒmaxが５０オングストローム未満の場
合、磁気記録媒体表面が平坦に近いため、磁気ヘッドと
磁気記録媒体が吸着し、磁気ヘッドや磁気記録媒体が傷
ついてしまったり、吸着によるヘッドクラッシュを起こ
すので好ましくない。また、Ｒmaxが３００オングスト
ロームを越える場合、グライド高さ（グライドハイト）
が大きくなり記録密度の低下を招くので好ましくない。

【００５７】保護層としては、例えば、Ｃｒ膜、Ｃｒ合
金膜、炭素膜、ジルコニア膜、シリカ膜等が挙げられ
る。これらの保護膜は、下地層、磁性層等とともにイン
ライン型スパッタ装置で連続して形成できる。また、こ
れらの保護膜は、単層としてもよく、あるいは、同一又
は異種の膜からなる多層構成としてもよい。

【００５８】上記保護層上に、あるいは上記保護層に替
えて、他の保護層を形成してもよい。例えば、上記保護
層上にテトラアルコキシランをアルコール系の溶媒で希
釈した中に、コロイダルシリカ微粒子を分散して塗布
し、さらに焼成して酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）膜を形成し
てもよい。この場合、保護層と凹凸制御層の両方の機能
を果たす。

【００５９】潤滑層としては多種多様な提案がなされて
いるが、一般的には、液体潤滑剤であるパーフロロポリ
エーテル（ＰＦＰＥ）をフレオン系などの溶媒で希釈
し、媒体表面にディッピング法、スピンコート法、スプ
レイ法によって塗布し、必要に応じ加熱処理を行って形
成する。

【００６０】本発明では、磁気記録媒体を製造する際
に、オキシナイトライドガラス基板の主表面に、少なく
とも磁性層を形成した後、少なくとも前記磁性層をガラ
ス転移点より低い温度で加熱処理することが好ましい。

【００６１】これは、磁性層の種類によっては、加熱処
理することで磁気特性の向上が図られるためである。本
発明で用いるオキシナイトライドガラス基板は、従来の
ガラス基板に比べ耐熱性が高いので、より高い最適な温
度で加熱処理でき、磁気特性を最大限に向上させること
が可能である。

【００６２】この加熱処理は、磁性層を形成する際又は
磁性層形成以降であって、保護層や潤滑層の特性に影響
を与えない温度であれば、いずれの段階で加熱処理を行
ってもよい。

【００６３】磁気特性を向上させるために必要な加熱処
理温度は磁性層によって異なり適宜選択される。例え
ば、Ｃｏ系の磁性層の場合、高い保磁力を得るために、
磁性層を３００〜１０００℃で加熱処理することが好ま
しい。

【００６４】加熱処理温度が３００℃未満の場合、下地
層を構成する非磁性体が磁性層を構成する強磁性体の結
晶粒界への熱拡散が少ないため、強磁性体の各粒子間の
強い磁気的相互作用を断ち切ることができず、高い保磁
力を有する磁気記録媒体が得られない。また、加熱処理
温度が１０００℃を越えないようにするのは、オキシナ
イトライドガラスのガラス転移点が９５０〜１０００℃
程度であるので、ガラス基板の変形等を回避するためで
ある。

【００６５】

【実施例】以下、実施例にもとづき本発明をさらに具体
的に説明する。

【００６６】磁気記録媒体用ガラス基板の製造

【００６７】実施例１〜３

【００６８】表１に示す組成のオキシナイトライドガラ
スからなる磁気記録媒体用ガラス基板を製造した。

【００６９】なお、各実施例では、いずれも酸化物、窒
化物、炭酸塩、硝酸塩等の原料を配合し、これを１５５
０〜１６５０℃の範囲で溶融し、脱泡させ，ついで攪拌
により均質化して清澄化後、板状に成形し、冷却して得
られた原ガラス試料を、ディスク状に切断し、主表面を
酸化セリウムにてポリシング加工することによって磁気
記録媒体用ガラス基板を得た。

【００７０】得られた磁気記録媒体用ガラス基板のガラ
ス転移点、ヤング率、比重、比弾性率、曲げ強度、ヌー
プ硬さ、及び研磨後の表面粗度（Ｒａ）の各測定結果を
表１に示す。

【００７１】比較例１〜２

【００７２】比較のため、特開平１−２３９０３６号公
報に記載されたイオン交換による化学強化ガラス基板
（比較例１）と、特開平７−１９７７１１号公報に記載
された結晶化ガラス基板（比較例２）との組成及び特性
を表１に示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】表１からも明らかなように、実施例１〜３
のガラス基板はガラス転移点が高いため、所望の熱処理
に対しても十分に対応できる程度に耐熱性があることが
わかる。また、ヤング率、比弾性率、曲げ強度、ヌープ
硬さ等の値が大きく、強度が高いことがわかる。特に、
比弾性率が大きいことから、磁気記録媒体用ガラス基板
として使用した場合、このガラス基板が高速回転して
も、基板に反りやブレが生じにくく、より基板の薄板化
にも対応できることがわかる。さらに、表面粗度（Ｒ
ａ）を４オングストローム程度にすることができ、平坦
性に優れているので、高密度記録化を図ることができ、
磁気記録媒体用ガラス基板として有用である。

【００７５】これに対して、比較例１の化学強化ガラス
基板は、平坦性に優れているものの、耐熱性及び強度の
点で本発明のガラス基板に比べ著しく劣る。したがっ
て、磁気記録媒体を製造する際、高い保磁力を得るため
に行う磁性層に対する熱処理が十分にできず、高保磁力
を有する磁気記録媒体が得られない。

【００７６】また、比較例２の結晶化ガラス基板は、比
弾性率や平坦性の点で本発明のガラス基板に比べ著しく
劣る。特に、平坦性が損なわれるので、高密度記録化を
図ることができない。

【００７７】以上のことから、磁気記録媒体用基板とし
て使用するためには、上述した物理的性質や機械的性質
が優れていることが望ましく、オキシナイトライドガラ
スが有用であることがわかる。

【００７８】磁気記録媒体の製造

【００７９】実施例４図１は、本発明の一実施例に係る磁気記録媒体の構成を
示す模式的断面図である。

【００８０】図１に示すように、本発明の磁気記録媒体
１は、オキシナイトライドガラス基板２上に、順次、凹
凸制御層３、下地層４、磁性層５、保護層６、潤滑層７
を形成したものである。

【００８１】各層について具体的に説明すると、オキシ
ナイトライドガラス基板は、外径６５ｍｍφ、中心部の
穴径２０ｍｍφ、厚さ０．３８１ｍｍの円板状に加工し
たものであって、その両主表面を表面粗さがＲａ＝４オ
ングストローム、Ｒmax＝４０オングストロームとなる
ように精密研磨したものである。

【００８２】凹凸制御層は、平均厚さ５０オングストロ
ーム、表面粗さＲmaxが１５０オングストローム、窒素
の含有量が５〜３５％のＡｌＮの薄膜である。

【００８３】下地層は、厚さ約６００オングストローム
のＣｒＶの薄膜で、組成比はＣｒ：８３ａｔ％（原子
％）、Ｖ：１７ａｔ％である。

【００８４】磁性層は、厚さ約３００オングストローム
のＣｏＰｔＣｒの薄膜で、組成比はＣｏ：７６ａｔ％、
Ｐｔ：６．６ａｔ％、Ｃｒ：１７．４ａｔ％である。

【００８５】保護層は、厚さ約１００オングストローム
のカーボンの薄膜である。

【００８６】潤滑層は、パーフルオロポリエーテルから
なる潤滑剤をスピンコート法によって、カーボン保護層
上に塗布して厚さ８オングストロームに形成したもので
ある。

【００８７】次に、本発明の一実施例に係る磁気記録媒
体の製造方法について説明する。

【００８８】まず、オキシナイトライドガラスを、外径
６５ｍｍφ、中心部の穴径２０ｍｍφ、厚さ０．３８１
ｍｍの円板状に研削加工し、その両主表面を表面粗さが
Ｒａ＝４オングストローム、Ｒmax＝４０オングストロ
ームとなるように精密研磨して磁気記録媒体用ガラス基
板を得る。

【００８９】次いで、上記ガラス基板を基板ホルダーに
セットした後、インラインスパッタ装置の仕込み室に送
り込む。続いて、ガラス基板のセットされたホルダー
を、Ａｌターゲットが設置された第一チャンバーに送り
込み、圧力４ｍｔｏｒｒ、基板温度３５０℃、Ａｒ＋Ｎ
₂ガス（Ｎ₂＝４％）雰囲気中でスパッタリングする。そ
の結果、ガラス基板上に、表面粗さＲmax＝１５０オン
グストローム、膜厚５０オングストロームのＡｌＮ薄膜
（凹凸制御層）が得られた。

【００９０】次に、ＡｌＮが成膜されたガラス基板のセ
ットされたホルダーを、ＣｒＶ（Ｃｒ：８３ａｔ％、
Ｖ：１７ａｔ％）ターゲットが設置された第二チャンバ
ー、ＣｏＰｔＣｒ（Ｃｏ：７６ａｔ％、Ｐｔ：６．６ａ
ｔ％、Ｃｒ：１７．４ａｔ％）ターゲットが設置された
第三チャンバーに連続的に順次送り込み、基板上に成膜
する。これらの膜は、圧力２ｍｔｏｒｒ、基板温度３５
０℃、Ａｒ雰囲気中でスパッタリングし、膜厚約６００
オングストロームのＣｒＶ下地層、膜厚約３００オング
ストロームのＣｏＰｔＣｒ磁性層を得る。

【００９１】次いで、凹凸制御層、下地層、磁性層が形
成された積層体を、加熱処理するための加熱ヒーターが
設けられた第四チャンバーに送り込む。このとき第四チ
ャンバー内をＡｒガス（圧力２ｍｔｏｒｒ）雰囲気に
し、８５０℃で熱処理する。

【００９２】上記基板をカーボンターゲットが設置され
た第五チャンバーに送り込み、Ａｒ＋Ｈ₂ガス（Ｈ₂＝６
％）雰囲気中で成膜したこと以外は上記ＣｒＶ下地層及
びＣｏＰｔＣｒ磁性層と同じ成膜条件で、膜厚約１００
オングストロームのカーボン保護層を得る。

【００９３】最後に、カーボン保護層の形成までを終え
た基板を上記インラインスパッタ装置から取り出し、そ
のカーボン保護層の表面に、ディッピング法によってパ
ーフルオロポリエーテルを塗布して厚さ８オングストロ
ームの潤滑層を形成して磁気記録媒体を得た。

【００９４】評価上記で得られた磁気記録媒体の保磁力は３０００Ｏｅで
あり、高記録密度を有する磁気記録媒体が得られた。ま
た、ヘッドとの関係においては、動摩擦係数が０．２、
静止擦係数が０．２５であり、ＣＳＳ（contact start/
stop）耐久試験（１０万回）を行ったが全く問題なく、
その時のグライド高さも０．０１５μｍ以下なので、高
記録密度でかつ信頼性の高い磁気記録媒体が得られた。

【００９５】また、得られた磁気ディスクについてグラ
インドテストを実施したところ、ヒット（ヘッドが磁気
ディスク表面の突起にかすること）やクラッシュ（ヘッ
ドが磁気ディスク表面の突起に衝突すること）は認めら
れなかった。

【００９６】実施例５〜１０及び比較例３〜４凹凸制御層のスパッタリング条件（基板温度、膜厚、窒
素含有量）を適宜選択して、凹凸制御層の表面粗さＲma
xを変化させたこと以外は実施例４と同様にして磁気記
録媒体を得た。

【００９７】上記で得られた磁気記録媒体について、凹
凸制御層の表面粗さＲmaxを変化させたときの磁気記録
媒体の耐久性を調べた。その結果を表２に示す。

【００９８】

【表２】

【００９９】表２から明らかなように、凹凸制御層の表
面粗さＲmaxが５０〜３００オングストロームのとき、
媒体表面粗さＲmaxが６０〜３００オングストロームに
なるので、磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸着が防止で
き、かつグライド高さも０．０３μｍ以下に抑えられる
ので、高記録密度で信頼性の高い磁気記録媒体が得られ
る。

【０１００】これに対し、凹凸制御層の表面粗さＲmax
が４５オングストロームのとき、それに起因して形成さ
れる媒体表面のＲmaxも５０オングストロームと平坦に
近いので、動摩擦係数及び静止擦係数が大きくなり、Ｃ
ＳＳ耐久試験においては２０００回で磁気ヘッドと磁気
記録媒体とが吸着してしまった（比較例３）。また、凹
凸制御層の表面粗さＲmaxが３５０オングストロームの
とき、ＡｌＮの結晶が異常成長（各結晶の成長がバラバ
ラ）してしまうので、磁気ヘッドと磁気記録媒体との吸
着は防止できるものの、グライド高さが０．０４μｍと
大きくなり、高記録密度化の妨げとなるので好ましくな
い（比較例４）。

【０１０１】実施例１１〜１５及び比較例５磁性層形成後の熱処理温度を変化させたこと以外は実施
例４と同様にして磁気記録媒体を得た。

【０１０２】上記で得られた磁気記録媒体について、磁
性層の熱処理温度を変化させたときの保持力の変化を調
べた。その結果を表３に示す。

【０１０３】

【表３】

【０１０４】表３から明らかなように、磁性層形成後の
加熱処理温度が３００℃未満の場合、下地層を構成する
非磁性体が磁性層を構成する強磁性体の結晶粒界への熱
拡散が少ないため、強磁性体の各粒子間の強い磁気的相
互作用を断ち切ることができず、高い保磁力を有する磁
気記録媒体が得られない（比較例５）。また、加熱処理
温度が９５０℃を越えると、オキシナイトライドガラス
のガラス転移点を越えてしまうので、基板に変形が起き
るとともに、ＣｒＶ下地層の非磁性体がＣｏＰｔＣｒ磁
性層の強磁性体の結晶粒界に過度に拡散されるため、保
磁力の低下を招き好ましくない。

【０１０５】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
い。

【０１０６】例えば、磁性層の加熱処理は、磁性層の成
膜後であって保護層の形成前に行ったが、保護層がオキ
シナイトライドガラスの融点まで十分に耐えられるもの
であれば、保護層を形成するための第五チャンバーに加
熱処理するためのヒーターを設け、保護層成膜後に加熱
処理を行ってもよい。

【０１０７】また、加熱処理における雰囲気も圧力１ｍ
ｔｏｒｒ〜大気圧であれば同様の効果が得られる。

【０１０８】さらに、オキシナイトライドガラスの組成
や磁性層の材質についても実施例のものに限定されな
い。

【０１０９】また、次世代ＬＣＤとして期待される低温
多結晶シリコン液晶表示装置用のガラス基板を各種サイ
ズ製造したところ、耐熱性、平坦性、化学的耐久性、光
学的性質及び強度（各種物理的・機械的特性）等に優
れ、高価な石英ガラス基板に比べコスト面でのメリット
があり、十分に実用に適したものであることを確認し
た。

【０１１０】さらに、必要に応じ、本発明のオキシナイ
トライドガラス基板と他の材料の基板を貼り合わせた
り、他の材料の基板上にオキシナイトライドガラスのＣ
ＶＤ薄膜を形成したものを用途に応じ使用することもで
きる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気記録媒
体用ガラス基板によれば、ガラス基板材料としてオキシ
ナイトライドガラスを用いているので、耐熱性、平坦性
に優れ、かつ強度の大きい磁気記録媒体用ガラス基板が
得られる。

【０１１２】また、本発明の磁気記録媒体の製造方法に
よれば、基板が耐熱性に優れるため、磁性層の特性向上
に必要な熱処理を基板の変形なしに施すことができ、磁
性層の特性向上を最大限に図ることができる。

【０１１３】さらに、本発明の磁気記録媒体によれば、
基板の耐熱性に優れるため、磁性層の特性向上を最大限
に達成できるとともに、基板の平坦性に優れるため、磁
気ヘッドの低浮上化すなわち高密度記録化が達成でき、
さらに、基板の強度が大きいので、ディスクの破損も避
けられるとともにディスクの薄板化及び小型化を達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る磁気記録媒体の構成を
示す模式的断面図である。

【符号の説明】

１磁気記録媒体２オキシナイトライドガラス基板３凹凸制御層４下地層５磁性層６保護層７潤滑層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者諸石圭二東京都新宿区中落合２丁目７番５号ホーヤ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C03C 1/00 - 14/00 G11B 5/62 - 5/858 G11B 7/24 G11B 11/00 - 11/105 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】基板材料として、オキシナイトライドガ
ラスを用いたことを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基
板。
【請求項２】オキシナイトライドガラスが、Ｍｇ−Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃａ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｙ
−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｍｇ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃａ
−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系、Ｃｅ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ系から選
ばれる組成、あるいは、これらの組成系を二以上混合し
た組成からなることを特徴とする請求項１記載の磁気記
録媒体用ガラス基板。
【請求項３】請求項１又は２記載のガラス基板の主表
面に、少なくとも磁性層を形成したことを特徴とする磁
気記録媒体。
【請求項４】請求項１又は２記載のガラス基板と磁性
層との間に位置する層として、あるいは磁性層より上部
に位置する層として、磁気ヘッドと磁気記録媒体とが吸
着することを防止するための凹凸制御層を設けることを
特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】凹凸制御層の表面粗さＲmaxが、５０〜
３００オングストロームであることを特徴とする請求項
４記載の磁気記録媒体。
【請求項６】オキシナイトライドガラス基板の主表面
に、少なくとも磁性層を形成した後、少なくとも前記磁
性層をガラス転移点より低い温度で加熱処理することを
特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項７】請求項６記載の製造方法において、加熱
処理温度が３００〜１０００℃であることを特徴とする
磁気記録媒体の製造方法。
【請求項８】基板材料として、オキシナイトライドガ
ラスを用いたことを特徴とする記録媒体用ガラス基板。