磁碟用玻璃基板、磁碟及磁碟的製造方法、垂直磁記錄盤、硬碟的製作方法

2023-06-03 09:07:16 2

專利名稱：磁碟用玻璃基板、磁碟及磁碟的製造方法、垂直磁記錄盤、硬碟的製作方法
技術領域：
本發明涉及可進行高密度記錄再生的磁碟用玻璃基板、磁碟及磁碟的製造方法。
背景技術：
作為搭載在信息存儲裝置的信息記錄媒體的一種，眾所周知有搭載於硬碟(HDD)的磁碟。在磁碟中，近年來對提高記錄容量的要求增強，高密度記錄化或記錄面積擴大成為當務之急。 作為可進行高密度記錄的因素，必須使磁頭相對磁碟的浮起高度儘量低，為此必須使磁碟表面更為平滑。另外，為了擴大記錄面積，必須保證主表面的平滑區域儘量大。但是，由於玻璃基板的研磨條件，在基板外周端部中，相對玻璃基板的主表面產生面下降的面鬆弛(面下垂)或相對主表面的面抬起(以下稱為隆起)，在使磁頭相對於具有這樣形狀的磁碟進行浮起行進時，由於磁頭在面鬆弛或隆起的部位傾斜，磁頭飛行變得不穩定，所以，有時會產生碰撞，另外，面鬆弛或隆起的部位成為記錄面積擴大的障礙。近年來，即使在磁碟為平滑的情況下，為了防止磁頭的吸附，盛行開發在磁頭上安裝有襯墊的磁頭、或可實現更低的浮起高度的LUL (Load/Unload :加載卸載)方式。在LUL方式的情況下，通常，磁碟表面是平滑的，磁頭在磁碟停止時，在磁碟的外側待機，在磁碟轉動後，使用導向機構使磁頭從盤外側移動到盤面上而進行記錄再生，所以，一般與CSS方式相比形成為低浮起行進。在LUL方式的情況下，為了保證磁頭的浮起穩定性，必須對基板的外周端部形狀進行比CSS方式更為嚴密的控制。在LUL方式的情況下，由於可進行磁頭的低浮起行進，所以與CSS方式相比可實現高密度記錄。因此，為了實現由LUL方式形成的磁頭的低浮起化，具有以下的發明(日本特開2004-265582 (專利文獻1))，即，為了具有能進行高密度記錄的程度的充分平滑度、且能把記錄面積擴大到周緣，把外周端部形狀規定為預定值(例如規定相對於玻璃基板的主表面、面下降的面鬆弛(面下垂)等)。專利文獻I :日本特開2004-265582但是，無論進行怎樣的高精度研磨等來改進玻璃基板的外周端部形狀，即，即使減小了面相對玻璃基板的主表面下降的面鬆弛(面下垂)或相對主表面的面抬起(隆起)，當使磁頭相對於具有這樣形狀的磁碟浮起行進時，也還會產生磁頭的運行不穩定、無法降低磁頭的浮起高度的問題。對此以下進行詳細說明。首先，作為玻璃基板外周端部形狀的指標(表示外周端部形狀是否以主表面為基準面(零)處在土幾個μ m的範圍的、外周端部形狀的平坦性的指標)，例如圖5所示，利用在直徑為65π η φ(半徑32. 5mm)的磁碟用玻璃基板的情況下、由連結從基板的中心起半徑r=29. 9mm的點A和半徑r = 31. 5mm的點B這兩點的直線a以及在該範圍內的正方向、負方向各自的最大距離b、c中的大的一方表示的值,把該值稱為(定義為)Duboff。在Duboff比30nm大的過去的情況下，當使Duboff小時,外周端部位置的降落高度(夕f夕4卜，TDH)能變小。與此相對，在Duboff為30nm以下的這次的情況下，如圖15所示，在研究了 Duboff與外周端部位置(半徑r31. 5mm的位置)的降落高度(TDH)的關係時，沒發現關聯。也就是，了解到，即使改進玻璃基板的外周端部形狀，即即使減少面相對玻璃基板的主表面下降的面鬆弛(面下垂)、或相對主表面的面抬起(隆起)，也不能減小外周端部位置的降落高度(TDH)的(降落高度出現大的偏差)。接著，在基板整個面中的微小波動(MW-Rq)(關於定義等在後敘述)的平均值比4人大的過去的情況下，以減小基板整個面中的微小波動(MW-Rq)的平均值、或內周TDH <外周TDH為前提，減小外周端部的微小波動(MW-Rq)，從而減小了外周端部位置的降落高度(TDH)0與此相對，在基板整個面中的微小波動(MW-Rq)的平均值為44(0. 4nm)以下的這次的情況下，如圖16所示,在研究了外周端部位置(半徑r31. 5mm的位置)的微小波動(MW-Rq)和外周端部位置(半徑r31. 5mm的位置)的降落高度(TDH)的關係時，沒有發現關聯。也就是，了解到，即使在玻璃基板的外周端部對微小波動進行改進(減小)，外周端部位置的降落高度(TDH)也不會變小(降落高度出現大的偏差)。

發明內容
本發明的目的是提出解決上述課題的手段。本發明者研究該原因後了解到，在玻璃基板的表面任意選擇兩個部位的區域，在各區域測定的微小波動(關於定義等在後敘述)的差或比不滿足某一規定關係時，不能實現磁頭的低浮起化。具體地,例如圖7所示,在研究了外周端部(例如半徑r = 31. 5mm±0. 05mm的位置)的微小波動和中心部(例如半徑r = 25mm±3mm的位置)的微小波動的差(半徑方向MW-Rq (OD-MD):按波長波段60 500 μ m測定)和降落高度(TDH)的關係後，發現強的關聯。也就是，了解到，當減小外周端部的微小波動和中心部的微小波動的差(半徑方向MW-Rq(OD-MD))時，可以減小外周端部位置的降落高度(TDH)。另外，例如圖8所示,在研究了外周端部(例如半徑r = 31. 5mm±0. 05mm的位置) 的微小波動和中心部(例如半徑r = 25mm±3mm的位置)的微小波動的比(半徑方向MW-Rq(0D/MD):按波長波段60 500 μ m測定)和降落高度(TDH)的關係後，發現了強的關聯。也就是，了解到，當減小外周端部的微小波動和中心部的微小波動的比(半徑方向MW-Rq (0D/MD))(接近I)時，可以減小外周端部位置的降落高度(TDH)。同樣，了解到，例如在把在半徑方向距離不同的任意兩點作為測定區域的情況下，也可見與上述同樣的傾向(關聯)。在本發明中，所謂可見強關聯是指，能夠防止如圖15、16所示的降落高度(TDH)有大的偏差。在本發明中，所謂可見強關聯是指，把外周端部位置的降落高度(TDH)切實地減小到所期望的值。當用圖像圖說明本發明時，如圖2 (I)所示，在過去，盤中心部的微小波動小，但外周端部的微小波動相對大。在此，如上所述，即使改進(減小)了外周端部的微小波動，外周端部位置的降落高度(TDH)也不能變小。與此相對，本發明者發現，如圖2 (2)所示，即使盤中心部的微小波動相對變大，在形成作為中心部和外周端部的微小波動的差或比變小那樣的表面狀態時，包含外周端部位置在內在基板整個面上能夠減小降落高度(TDH)。進而，本發明者就上述原因進行了研究後了解到，在玻璃基板的表面任意選擇兩個部位的區域，當在各區域測定的微小波動(關於定義等在後敘述)的標準偏差的差或比不滿足某一規定關係時，不能實現磁頭的低浮起化。具體地,例如圖9所示,夕卜周端部(例如按半徑r = 31. 5mm±0. 05mm沿著圓周方向的區域)的微小波動的標準偏差和中心部(例如按半徑r = 25mm±3mm沿著圓周方向的區域)的微小波動的標準偏差的差(圓周方向MW-Rq STDEV (0D-MD):在波長波段60 500 μ m測定)與降落高度(TDH)的關係後，發現了強關聯。也就是，表明了當減小了在外周端部沿 圓周方向的區域的微小波動的標準偏差和在中心部沿圓周方向的區域的微小波動的標準偏差的差(圓周方向MW-Rq STDEV (OD-MD))時，可以減小外周端部位置的降落高度(TDH)。另外，例如圖10所示,在研究了外周端部(例如按半徑r = 31. 5mm±O. 05mm沿著圓周方向的區域)的微小波動的標準偏差和中心部(例如按半徑r = 25mm±3mm沿著圓周方向的區域)的微小波動的標準偏差的比(圓周方向MW-Rq STDEV (0D/MD):在波長波段60 500 μ m測定)與降落高度(TDH)的關係後，發現了強關聯。也就是，表明了當減小在外周端部沿圓周方向的區域的微小波動的標準偏差和在中心部沿圓周方向的區域的微小波動的t匕(圓周方向MW-Rq STDEV(0D/MD))(接近I)時，可以減小外周端部位置的降落高度(TDH)。同樣，例如，選擇在半徑方向距離不同的任意的兩點，對於所選擇的兩個部位，在各個把按相同半徑沿圓周方向的兩個區域作為測定區域的情況下，也發現了與上述同樣的傾向(關聯)。在本發明中，所謂發現了強關聯是指，能夠防止如圖15、16所示的降落高度(TDH)有大的偏差。在本發明中，所謂發現了強關聯是指，把外周端部位置的降落高度(TDH)切實地減小到所期望的值。當用圖像圖說明本發明時，如圖3 (I)所示，在過去，盤中心部的微小波動的標準偏差小，但外周端部的微小波動的標準偏差相對大。與此相對，本發明者發現，如圖3 (2)所示，在形成作為中心部和外周端部的微小波動的標準偏差的差或比變小那樣的表面狀態時，包含外周端部位置在內在基板整個面可減小降落高度(TDH)。本發明發現基板表面中的微小波動和滑行高度(夕K高度)(降落高度(TDH))的關係有密切關係，發現了通過將微小波動設為規定的關係、規定的範圍，可以提供達成所期望的滑行高度(降落高度)的磁碟用玻璃基板、磁碟及磁碟的製造方法。本發明具有以下的構成。(構成I)一種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的差為O. 02nm以下。
(構成2)—種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的比為I. I以下。(構成3)如構成I或2所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述兩個部位是盤的外周端部和記錄再生區域的中心部。(構成4)如構成3所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述盤的外周端部是從盤外周端向盤中心方向1.0mm內側的點或者為該點位於內側的區域。(構成5)如構成I或2所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述各區域是關於所選擇的兩個部位、各個按相同半徑沿著圓周方向的兩個區域。(構成6)如構成I或2所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的外周端部形狀是以主表面為基準面處在±30nm以內的範圍的形狀。 (構成7)如構成I或2所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，降落高度為5nm以下。(構成8)如構成I或2所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，是裝載卸載式用的磁碟。(構成9)一種磁碟，其特徵在於，在構成I或2所述的磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層。(構成10)—種磁碟的製造方法，其特徵在於，具有製造構成I或2所述的磁碟用玻璃基板的工序、和在所述磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層的工序。(構成11)一種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的標準偏差的差為O. 04nm以下。(構成12)—種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的標準偏差的比為I. I以下。(構成13)如構成11或12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述兩個部位是盤的外周端部和記錄再生區域的中心部。(構成14)如構成13所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述盤的外周端部是從盤外周端向盤中心方向1.0mm內側的點或者比該點位於內側的區域。(構成15)如構成11或12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述各區域是關於所選擇的兩個部位、各個按相同半徑沿著圓周方向的兩個區域。(構成16)如構成11或12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的外周端部形狀是以主表面為基準面處在±30nm以內的範圍的形狀。(構成17)如構成11或12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，降落高度為5nm以下。(構成18)如構成11或12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，是裝載卸載式用的磁碟。
(構成19)一種磁碟，其特徵在於，在構成11或12所述的磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層。(構成20)—種磁碟的製造方法，其特徵在於，具有製造構成11或12所述的磁碟用玻璃基板的工序、和在所述磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層的工序。根據本發明，通過把基板表面的微小波動設為規定的關係、規定的範圍，可以提供可達成所期望的滑行高度(降落高度)的磁碟用玻璃基板、磁碟及磁碟的製造方法。


圖I是用於說明選擇的兩個部位、並用於說明關於選擇的兩個部位各個按相同半徑沿著圓周方向連續地測定的數據的平均值或標準偏差的示意圖。圖2是用於說明本發明的圖像的示意圖。
圖3是用於說明本發明的圖像的示意圖。圖4是用於說明形狀波長的示意圖。圖5是用於說明Duboff的示意圖。圖6是用於說明由實施例I 5、比較例I 5製作的垂直磁記錄盤的構成的示意圖。圖7是用於說明在半徑方向的微小波動的差(MW-Rq (OD-MD))和降落高度(TDH)之間發現關聯的圖。圖8是用於說明在半徑方向的微小波動(MW-Rq)的比(MW_Rq (0D/MD))和降落高度(TDH)之間發現關聯的圖。圖9是用於說明在圓周方向微小波動的標準偏差的差(MW-RqSTDEV (OD-MD ))和降落高度(TDH)之間發現關聯的圖。圖10是用於說明在圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-Rq STDEV(0D/MD))和降落高度(TDH)之間發現關聯的圖。圖11是關於用實施例及比較例得到的試料、表示半徑方向的微小波動的差(MW-Rq (OD-MD))和降落高度(TDH)之間的關係的圖。圖12是關於用實施例及比較例得到的試料、表示半徑方向的微小波動的比(MW-Rq (0D/MD))和降落高度(TDH)之間的關係的圖。圖13是關於用實施例及比較例得到的試料、表示圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-Rq STDEV (OD-MD))和降落高度(TDH)之間的關係的圖。圖14是關於用實施例及比較例得到的試料、表示圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-Rq STDEV (0D/MD))和降落高度(TDH)之間的關係的圖。圖15是用於說明在Duboff和降落高度(TDH)之間未發現關聯的圖。圖16是用於說明在微小波動(MW-Rq)和降落高度(TDH)之間未發現關聯的圖。圖17是用於說明當形狀波長為500 1000 μ m時、半徑方向的微小波動的差(MW-Rq (OD-MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖18是用於說明當形狀波長為500 1000 μ m時、半徑方向的微小波動的比(MW-Rq (0D/MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖19是用於說明當形狀波長為500 1000 μ m時、圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-Rq STDEV (OD-MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖20是用於說明當形狀波長為500 1000 μ m時、圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-Rq STDEV (0D/MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖21是用於說明當形狀波長為10 60 μ m時、半徑方向的微小波動的差(MW-Rq(OD-MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖22是用於說明當形狀波長為10 60μπι時、半徑方向的微小波動的比(MW-Rq(0D/MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。圖23是用於說明當形狀波長為10 60 μ m時、圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-Rq STDEV (OD-MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。 圖24是用於說明當形狀波長為10 60 μ m時、圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-Rq STDEV (0D/MD))和降落高度(TDH)的關聯不好的圖。
具體實施例方式以下，對本發明進行詳細說明。本發明的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的差為O. 02nm以下。(構成I)。另外，本發明的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的比為I. I以下。(構成2)。另外，本發明的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的標準偏差的差為O. 04nm以下。(構成11)。另外，本發明的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的標準偏差的比為I. I以下。(構成12)。在本發明中，微小波動(Micro Waviness),例如使用後述的測定裝置,在測定區域中的表面形狀的中抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，計算該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq (RMS)。在此，Rq (RMS)是，從粗糙度曲線在其中心線的方向取出測定長度(Q)的部分，將該取出部分的中心線作為X軸，將縱倍率的方向作為Y軸，粗糙度曲線用y = f (X)表達時，對從中心線到該粗糙度曲線[f (X)]的偏差的自乘在測定長度(Q)的區間進行積分，在該區間取平均的值的平方根。另外，與由JIS B0601規定的Rq (RMS)(自乘平均平方根粗糙度)的關係是相同的。與由JIS B0601規定的Wq (自乘平均平方根波動)的關係是相同的。在本發明中，為了測定表面狀態，使用雷射都卜勒測振儀(LDV :Laser DopplerVibrometer)。該測定裝置的測定原理，例如把波長633nm的He-Ne雷射的光束分割為測定用光束和比較用光束兩部分，檢測該兩個光束的位相差，由該位相差進行測定對象物的形狀測定。該測定裝置的特徵在於，是在物體上照射雷射、根據該照射光和反射光的頻率差檢測速度的光學式幹涉計。另外，該測定裝置的特徵在於，可以測定從表面粗糙度(Roughness)到波動(Waviness)的寬廣的頻率波段,可測定盤的整個面。水平方向分解能約為5 μ m，高度方向測定分解能為O. OOlnm ( 0.01 A )。所得到的參數是Rq (RMS)。作為雷射都卜勒測振儀，例如有THoT公司制0ptical ProcessCertifier M4224等。
在本發明中，所述兩個部位選擇在盤的半徑方向距盤中心的距離相互不同的兩個部位是理想的。與選擇其他的兩個部位(例如圓周方向)情況相比，可表現出強的相關關係。在本發明中，對於所述兩個部位，其一個部位選擇盤的外周端部附近(外周端的面、即基板側面除外)，其另一個部位選擇被認為是表示記錄再生區域的代表值的部位(例如記錄再生區域的中心部、例如連結盤的內周端和外周端的線的中間位置等)是理想的(構成3、13)。與選擇其他的兩個部位的情況相比，可表現出更強的相關關係。例如,在內徑(內直徑)為20mm、外徑(外直徑)為65mm (從中心部測量，內周端為IOmm,外周端為32. 5mm)的2. 5英寸磁碟用玻璃基板的情況下,其一個部位選擇盤的外周端部附近(例如從基板的中心起半徑31. 5±0. 05_的位置的固定點或區域)，另一部位選擇記錄再生區域的中心部(例如從基板的中心起半徑25mm±3mm的位置的固定點或區域)是理想的。所述區域可以是O. 05 3mm □的區域。另外，盤的外周端部附近的區域，例如是從盤外周端向盤中心方向I. Omm內側的點或比該點位於內側的區域是理想的(構成4、14)(參照圖5)。這些不取決於基板尺寸。這些例如可適用於I. 8英寸、2. 5英寸、3. 3英寸、3. 5英寸的基板。在本發明中，關於選擇的兩個部位，各自使用按相同半徑沿圓周方向測定的數據的平均值是理想的(構成5)。之所以使用各半徑位置的代表值是理想的，是因為這會提高關聯關係的精度。例如，如圖I所示，關於選擇的兩個部位(A具有寬度，B是一個點)，如假想虛線所示，各自在從盤的中心O按相同半徑沿圓周方向連續地測定的數據的平均值是理想的。在本發明中，可適當調整沿相同半徑的圓周連續地測定的數據的數量。在本發明中，也可以按相同半徑沿圓周方向，以等間隔間歇地設定多個測定區域，使用在多個測定區域測定的數據的平均值。另外，在本發明中，對於選擇的兩個部位，各個將按相同半徑沿圓周方向的兩個區域作為測定區域，使用在各測定區域測定的數據的標準偏差是理想的(構成15)。之所以增加標準偏差的母數是理想的，是因為這樣會提高關聯關係的精度。例如，如圖I所示，對於選擇的兩個部位(A具有寬度，B是一個點)，如假想虛線所示，各自使用在從盤的中心O按相同半徑沿圓周方向連續地測定的數據的標準偏差是理想的。在本發明中，可適當調整沿相同半徑的圓周連續地測定的數據的數。在本發明中，也可按相同半徑沿圓周方向以等間隔間歇地設定多個測定區域，使用在多個測定區域測定的數據的標準偏差。
在本發明中，在測定區域中的表面形狀之中，抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀是理想的。如圖4所示，形狀波長意味著，相鄰谷底之間的距離或相鄰峰頂之間的距離。當形狀波長為500 1000 μ m時，即使以與圖7、8、9、10相同的條件進行測定，關聯也不好(參照圖17、18、19、20)。當形狀波長為10 60μπι時，即使以與圖7、8、9、10相同的條件進行測定，關聯也不好(參照圖21、22、23、24)。另外，由上述情況可知，形狀波長的上限是磁頭尺寸的一半程度是理想的。因此，在將來的磁頭尺寸變小的情況下，與之對應地，形狀波長的上限設為磁頭尺寸的一半程度是理想的。在本發明中，所述玻璃基板的外周端部形狀是以主表面為基準面處在±30nm以 內的範圍的形狀是理想的(構成6、16 )。這是因為，在所述的Duboff為30nm以下的情況下，本發明的適用效果充分體現。另外是因為，在Duboff為比30nm大的情況下，當使Duboff減小時,可以把在外周端部位置的降落高度(TDH)減小到一定限度。在本發明中，磁頭是垂直磁記錄媒體用的磁頭是理想的。特別是從磁頭伸出針而針接近盤的類型的磁頭是理想的。本發明的磁碟及其玻璃基板，其基板整個面中的微小波動(MW-Rq)的平均值為4蓋以下的情況是理想的。這是因為，在微小波動(MW-Rq)的平均值為4人(0· 4nm)以下的情況下，本發明的適用效果充分體現。另外是因為，在微小波動(MW-Rq)的平均值比4l(0. 4nm)大的情況下，不適用本發明也可以。本發明的磁碟及其玻璃基板，其降落高度為5nm以下是理想的(構成7、17)。這是因為，在降落高度為5nm以下的情況下，本發明的適用效果充分體現。另外是因為，在降落高度比5nm大的情況下，不適用本發明也可以。降落高度(夕f夕' 々> /、4卜)是磁頭接近盤表面到何處的指標。降落高度可由成膜的媒體(即磁記錄媒體)測定。滑行高度(V 7 F高 )(浮動高度(7 』人> 7 /、4卜))表示在基板上平均浮起行進的高度。滑行高度是使用成膜的媒體即非透明體、由測試器通過設想形成的值。通過在玻璃基板的表面成膜出極薄的膜並進行測定，實質上可知玻璃基板的表面狀態。在本發明中，成膜的媒體的表面狀態包含滿足所述構成1、2、11、12所規定的必要條件的情況。在面內磁記錄媒體的情況下，由於磁性層等的膜厚薄，所以玻璃基板的表面狀態可以認為與成膜的媒體的表面狀態大體相等。與此相對，在垂直磁記錄媒體的情況下，由於磁性層等的膜厚厚，所以成膜的媒體的表面狀態形成得比玻璃基板的表面狀態粗，但由成膜變粗的寬度是一定的，所以可以認為在成膜前後可取得關聯。本發明的磁碟及其玻璃基板是裝載卸載式用的磁碟及其玻璃基板是理想的(構成
8、18)。
這是因為，在裝載卸載式用的磁碟及其玻璃基板的情況下，在所述的兩個部位選擇的各區域的微小波動Rq的差或比特別成為問題。本發明的磁碟及其玻璃基板是搭載在4200轉速rpm以上使用的HDD的磁碟及其玻璃基板是理想的(構成9、19 )。這是因為，在搭載於4200轉速rpm以上使用的HDD的情況下，本發明的適用效果得到充分體現。本發明的磁碟，其特徵在於，在所述構成I 7中任一項所述的磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層(構成10、22)。本發明的磁碟及其玻璃基板適宜適用於垂直磁記錄媒體。垂直磁記錄盤在基板上至少具有垂直磁記錄層。
在此，作為垂直磁記錄層，例如是至少具有形成於基板上的粒狀結構的、具有包含氧化物或者矽(Si)或者矽(Si)的氧化物的強磁性層和在該強磁性層上包含Co或者Co合金的第一層以及包含Pd或者Pt的第二層的堆積層的、垂直磁記錄層是理想的。作為構成所述強磁性層的Co系磁性材料，特別是CoPt系或CoPtCr系磁性材料是理想的。另外，不僅可在CoPt系或CoPtCr系磁性材料作為單體添加Si，也可以添加氧化物或Si02等的Si的氧化物。所述強磁性層具有把Co作為主體的結晶粒子和把氧化物或者矽(Si)或者矽(Si)氧化物作為主體的晶界部是理想的。所述強磁性層是在含有Co的磁性結晶粒子之間含有Si或其氧化物的粒狀結構是理想的。該強磁性層的膜厚為20nm以下是理想的。最好是8 16nm的範圍是合適的。所述堆積層與所述強磁性層鄰接，或者藉助於間隔層與強磁性層磁結合，同時具有在大體相同方向與相互的層中的易磁化軸方向對齊的功能。該堆積層在層內磁結合結晶粒子。所述堆積層相對於由Co系磁性材料構成的強磁性層，具體來講是由鈷(Co)或者其合金和鈀(Pd)的交替層積膜、或鈷(Co)或者其合金和鉬(Pt)的交替層積膜構成是合適的。由這樣的材料構成的交替層積膜因為磁性的Ku大，所以可使在該堆積層形成的磁壁寬度變薄。其膜厚為I 8nm是理想的。最好是2 5nm是合適的。另外，堆積層的材料除了所述多層膜之外，使用Pt含有量多的CoCrPt、或CoPt、CoPcUFcPt、CoPt3、CoPd3也可以得到同樣的效果。另外，在所述強磁性層和所述堆積層之間具有間隔層是合適的。通過設置間隔層，可以適當地控制所述強磁性層和所述堆積層之間的交換結合。作為間隔層，例如可根據堆積層適當使用Pd層或者Pt層。在堆積層使用Pd層的情況下，在間隔層也可使用Pd層。這是因為，在製造裝置的制約方面，使用相同組成在經濟上是理想的。間隔層的膜厚為2nm以下是理想的，最好是O. 5 I. 5nm的範圍。另外，上述強磁性層和堆積層鄰接，或者藉助於所述間隔層進行配置，但從HDI(Head Disk Interface)的觀點出發，從基板觀看時把堆積層配置在強磁性層的上方的情況是理想的。另外，所述強磁性層不限於單層，也可以由多層構成。在這種情況下，也可以組合含有Si或Si氧化物的Co系磁性層彼此，也可以組合含有Si或Si氧化物的Co系磁性層和含有Si或Si氧化物CO系磁性層。另外，在與堆積層鄰接的一側配置含有Si或Si氧化物的Co系磁性層是理想的。作為垂直磁記錄層的形成方法，用濺射法進行成膜是理想的。特別是當由DC磁控管濺射法形成時，由於可形成均勻的成膜，所以是理想的。
垂直磁記錄盤在基板上至少具有所述垂直磁記錄層，除此之外設置各種功能層是理想的。例如，也可以在基板上設置用於適當調整垂直磁記錄層的磁迴路的軟磁性層。軟磁性層只要由顯示軟磁特性的磁性體形成就沒有特別的限制，例如，保磁力(He)為O. 01 80奧斯特、最好是O. 01 50奧斯特的磁特性是理想的。另外，飽和磁通密度(Bs)為500emu/cc 1920emu/cc的磁特性是理想的。作為軟磁性層和材料，可列舉Fe系、CO系等。例如，可使用FeTaC系合金、FeTaN系合金、FeNi系合金、FeCoB系合金、FeCo系合金等的Fe系軟磁性材料、CoTaZr系合金、CoNbZr系合金等的Co系軟磁性材料、或者FeCo系合金軟磁性材料等。軟磁性層的膜厚為30nm IOOOnm,最好是50nm 200nm是理想的。另外，在基板上設置用於使垂直磁記錄層的結晶配向配向為相對基板面垂直的方向的非磁性基底層是理想的。作為非磁性基底層的材料，Ti系合金是理想的。在Ti系合金的情況下，控制成把具有hep結晶構造的CoPt系垂直磁記錄層的結晶軸(C軸)配向在垂直方向的作用是非常適當的。作為由Ti系合金構成的非磁性基底層，除了 Ti以外，可以列 舉TiCr系合金、TiCo系合金等。這樣的非磁性基底層的膜厚為2nm 30nm是合適的。另外，在為了對基板的軟磁性層進行磁區控制而必須進行磁場中退火的情況下，玻璃是理想的。由於玻璃基板的耐熱性優良，所以可以提高基板的加熱溫度。作為基板用玻璃，可列舉矽酸鋁玻璃、矽酸硼鋁玻璃、鈉玻璃等，但其中矽酸鋁玻璃最合適。另外，可以用非結晶玻璃、結晶化玻璃。在把軟磁性層進行非結晶的情況下，基板由非結晶玻璃製成是理想的。另外，當使用化學強化的玻璃時，高剛性是理想的。在本發明中，基板主表面的表面粗糙度Rmax為6nm以下，Ra為O. 6nm以下是理想的。由於通過形成這樣的平滑表面，可以使垂直磁記錄層-軟磁性層間的間隙為一定，所以可以在磁頭-垂直磁記錄層-軟磁性層間形成合適的磁迴路。另外，在基板和軟磁性層之間形成附著層是理想的。由於通過形成附著層，可提高基板和軟磁性層之間的附著性，所以可以防止軟磁性層的剝離。作為附著層的材料，例如可以使用含有Ti的材料。從實用方面的觀點出發，附著層的膜厚為Inm 50nm是理想的。另外，在垂直磁記錄盤中，在所述垂直磁記錄層之上設置保護層是合適的。通過設置保護層，可以保護磁碟表面不受在磁碟上浮起飛行的磁記錄頭影響。作為保護層的材料，例如碳系保護層是合適的。另外，保護層的膜厚為3nm 7nm程度是合適的。另外，在所述保護層上再設置潤滑層是理想的。通過設置潤滑層，可抑止磁頭和磁碟間的磨耗，提高磁碟的耐久性。作為潤滑層的材料，例如PFPE (全氟聚醚)是理想的。另夕卜，潤滑層的膜厚為O. 5nm I. 5nm程度是合適的。另外，對於所述軟磁性層、基底層、附著層和保護層也用濺射法成膜是理想的。特別是當由DC磁控管濺射法形成時，由於可成為均勻的成膜，所以是理想的。使用直進模成膜方法也是理想的。另外，所述潤滑層例如由浸潰塗布法形成是理想的。本發明的磁碟及其玻璃基板也可適用於離散型的媒體。本發明的磁碟製造方法，其特徵在於，具有製作所述構成I或2、構成11或12中所述的磁碟用玻璃基板的工序，和在所述磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層的工序(構成10、20)。在製作磁碟用玻璃基板的工序中，例如用研削、研磨工序製造具有構成1、2、11、12等所述的特徵(所謂選擇兩個部位的各區域的微小波動Rq的差或比處於規定的範圍內的特徵)的磁碟用玻璃基板。更具體來講，磁碟用玻璃基板的製造工序例如由(I)粗拋光工序、(2)形狀加工工序、(3)端面研磨工序、(4)精拋光工序、(5)第一磨光工序、(6)第二磨光(最終磨光)工序、
(7)清洗工序、(8)化學強化工序、(9)清洗工序、(10)評價工序構成，例如控制研磨工序中的研磨襯墊(研磨布)的性狀或研磨條件等，特別是控制第二磨光(最終磨光)工序中的研磨襯墊(研磨布)的性狀或研磨條件等，可以製造具有上述特徵的磁碟用玻璃基板。以下，對實施例及比較例進行說明。(實施例I 5、比較例I 5)
圖6是用於說明由實施例I 5、比較例I 5製作的垂直磁記錄盤的構成的示意圖。以下，參照圖6對垂直磁記錄盤的製造例進行說明。把非結晶的矽酸鋁玻璃用直接壓力機成型為圓盤狀，製成玻璃盤。在該玻璃盤順次進行研削、研磨、化學強化，得到由化學強化玻璃盤構成的平滑的非磁性玻璃基板I。該玻璃基板I是內徑(內直徑)為20mm、外徑(外直徑)為65mm (從中心部測量，內周端為10mm，外周端為32. 5mm)的2. 5英寸型玻璃基板。用AFM (原子間力顯微鏡)測定該玻璃基板I的主表面的表面粗糙度時，是Rmax為4. 8nm、Ra為O. 42nm的平滑的表面形狀。另外，Rmax及Ra依據日本工業標準(JIS )。另外，控制研磨工序中的研磨襯墊的性狀或研磨條件等，製造具有表I所示的Doboff值及基板整個面中的微小波動(MW-Rq)的平均值、半徑方向的微小波動的差(MW-Rq(OD-MD))的值、半徑方向的微小波動的比(MW-Rq (0D/MD))的值的磁碟用玻璃基板。另外，控制研磨工序中的研磨襯墊的性狀或研磨條件等，製造具有表2所示的Doboff的值及基板整個面中的微小波動(MW-Rq)的平均值、圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-Rq STDEV (OD-MD))的值、圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-Rq STDEV(0D/MD))的值的磁碟用玻璃基板。接著，在得到的玻璃基板I上，使用進行了真空抽吸的成膜裝置，利用DC磁控管濺射法，在Ar氣體氛圍中，順次成膜出附著層2、軟磁性層3。此時，使用Ti覘板成膜出附著層2，形成膜厚為20nm的Ti層。另外，使用CoTaZr覘板成膜出軟磁性層3，形成膜厚200nm的非結晶 CoTaZr (Co 88at%, Ta :7. Oat%, Zr :4. 9at%)層。接著，在得到的所述基板上，使用進行了真空抽吸的單頁靜止相向模成膜裝置，利用DC磁控管濺射法，在Ar氣體氛圍中，順次成膜出第一基底層4a、第二基底層4b、強磁性層5、間隔層6、堆積層7及碳系保護層8。具體來講，在完成了直到軟磁性層3的成膜的所述基板上，首先，形成由非結晶的NiTa (Ni 45at%, Ta 55at% )構成的IOnm厚的第一基底層4a和由Ru構成的30nm厚的第二基底層4b。另外，在此也可以使由Ru構成的層為兩層。即是，在形成上層側RU時，通過以比形成下層側Ru時的氮(N)氣的氣體壓高的氣體壓形成，來改進結晶配向性。接著,使用含有SiO2的由CoCrPt構成的硬磁性體的覘板,形成由15nm的hep結晶構造構成的強磁性層5。用於形成該強磁性層5的覘板的組成是Co 62at%, Cr 10at%,Pt 16at%,Si02 12at%0另外，強磁性層5用氣體壓30mTorr進行成膜。接著，形成由Pd構成的O. 9nm厚的間隔層6。進而，形成由CoB和Pd的交替層積膜構成的堆積層7。首先，把CoB成膜O. 3nm,在其上把Pd成膜O. 9nm。因此，該堆積層6的總厚度為I. 2nm。另外，堆積層7用比成膜所述強磁性層5時的氣體壓低的氣體壓IOmTorr進行成膜。接著，使用在Ar中含有18體積％的氫的混合氣體，對碳覘板進行濺射，從而形成由氫化碳構成的碳系保護層8。碳系保護層8的膜厚為4. 5nm。由於通過形成氫化碳提高了膜硬度，所以可以防護垂直磁記錄層免受磁頭的衝擊。此後，用浸潰塗布法形成由PFPE(全氟聚醚)構成的潤滑層9。潤滑層9的膜厚為lnm。由以上的製造工序，得到垂直磁記錄盤。在得到的垂直磁記錄盤的表面粗糙度同樣用AFM測定時，是Rmax為4. 53nm、Ra為O. 40nm的平滑的表面形狀。(評價)如上所述，得到的玻璃基板及磁碟的表面的各種測定結果在表1、2和圖11、12、 13、14中所示。另外，測定條件等如以下的(I) (3)所示那樣。(I) DubofT利用作為觸針式表面粗糙度計的小型表面粗糙度測定機(表面粗糙度測試儀SJ-624 :三豐公司制)進行測定。測定對象是玻璃基板(成膜前)。(2) 「微小波動MW-Rq」，使用THoT公司制雷射都卜勒測振儀(Optical ProcessCertifier M4224)進行測定。測定區域,在半徑方向上為外周端部(0D :半徑r = 31. 5 ( ±0. 05)mm的位置的定點觀測)和中心部(MD :半徑r = 25±3mm的位置的I 2mm □的區域觀測)這兩個部位,求出各個按相同半徑沿圓周方向連續測定的數據的平均值及標準偏差(參照圖I)。波長波段設為60-500 μ m。測定對象是磁碟(成膜後)。在此，在表3表示THoT公司制雷射都卜勒測振儀的測定條件。另外，例如，所謂短波長100 μ m、長波長500 μ m,是指在100 500 μ m的波長波段、通頻帶進行測定。(3)用降落高度評價法對降落高度(TDH)進行分析。測定對象是磁碟(成膜後)。在實施例得到的磁碟，半徑方向的微小波動的差(MW-Rq (0D-MD))為O. 02nm以下(0.2人以下)，半徑方向的微小波動的比(MW-Rq (0D/MD))為I. I以下，其結果，降落高度(TDH)為5nm以下，可適用於160G以上的磁碟。比較例得到磁碟，半徑方向的微小波動的差(MW-Rq (OD-MD))超過O. 02nm( 0.2 A ),半徑方向的微小波動的比(MW_Rq (0D/MD))超過I. 1，其結果，降落高度(TDH)超過5nm，僅限於能適用直到80G的磁碟。另外，在實施例中得到的磁碟，圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-RqSTDEV (OD-MD))為O. 04nm以下(0.4▲以下)，圓周方向的微小波動的標準偏差的比(MW-RqSTDEV (0D/MD))為I. I以下，其結果，降落高度(TDH)為5nm以下，可適用於160G以上的磁碟。在比較例得到的磁碟，圓周方向的微小波動的標準偏差的差(MW-Rq STDEV(OD-MD))超過O. 04nm( 0.4人),圓周方向的微小波動的標準偏差的比(麗_恥STDEV (0D/MD))超過I. 1，其結果，降落高度(TDH)超過5nm，僅限於作為直到80G的磁碟。
[表 I]
權利要求
1.一種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇了兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，將該表面形狀的自乘平均平方根設為微小波動(MW-Rq)時，所述各區域的微小波動(MW-Rq)的差為O. 02nm以下，所述各區域的微小波動(MW-Rq)的比為I. I以下，所述兩個部位的區域分別是處在距基板中心的半徑為31. 5±0. 05mm以及半徑為25±3mm的範圍內的沿著圓周方向的區域，微小波動(MW-Rq)使用雷射都卜勒測振儀進行測定。
2.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的外周端部形狀是以主表面為基準面處於±30nm以內的範圍的 形狀。
3.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，與浮起量為5nm以下的磁頭一起使用。
4.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述磁碟用玻璃基板是裝載卸載方式的磁碟用玻璃基板。
5.一種磁碟，其特徵在於，在如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板的表面至少形成有磁性層。
6.一種磁碟的製造方法，其特徵在於，具有 製造如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板的工序，和 在所述磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層的工序。
7.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述外周端部側的微小波動(MW-Rq)比所述中心部側的微小波動(MW-Rq)大。
8.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的主表面中的微小波動(MW-Rq)的平均值為O. 4nm以下。
9.如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，求出按相同半徑沿圓周方向連續測定的所述微小波動(MW-Rq)的平均值及標準偏差。
10.一種垂直磁記錄盤，其特徵在於，在如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板上至少具有垂直磁記錄層。
11.一種硬碟，其特徵在於，至少具有磁頭和如權利要求I所述的磁碟用玻璃基板。
12.一種磁碟用玻璃基板，其特徵在於，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇了兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中抽取形狀波長為60 500 μ m波段的表面形狀，將該表面形狀的自乘平均平方根設為微小波動(MW-Rq)時，所述各區域的微小波動(MW-Rq)的標準偏差的差為O. 04nm以下，所述各區域的微小波動(MW-Rq)的標準偏差的比為I. I以下，所述兩個部位的區域分別是處在距基板中心的半徑為31. 5±0. 05mm以及半徑為25±3mm的範圍內的沿著圓周方向的區域，微小波動(MW-Rq)使用雷射都卜勒測振儀進行測定。
13.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的外周端部形狀是以主表面為基準面處於±30nm以內的範圍的形狀。
14.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，與浮起量為5nm以下的磁頭一起使用。
15.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述磁碟用玻璃基板是裝載卸載方式的磁碟用玻璃基板。
16.一種磁碟，其特徵在於，在如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板的表面至少形成有磁性層。
17.一種磁碟的製造方法，其特徵在於，具有 製造如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板的工序，和 在所述磁碟用玻璃基板的表面至少形成磁性層的工序。
18.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述外周端部側的微小波動(MW-Rq)比所述中心部側的微小波動(MW-Rq)大。
19.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述玻璃基板的主表面中的微小波動(MW-Rq)的平均值為O. 4nm以下。
20.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，求出按相同半徑沿圓周方向連續測定的所述微小波動(MW-Rq)的平均值及標準偏差。
21.一種垂直磁記錄盤，其特徵在於，在如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板上至少具有垂直磁記錄層。
22.—種硬碟，其特徵在於，至少具有磁頭和如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板。
23.如權利要求12所述的磁碟用玻璃基板，其特徵在於，所述外周端部側的微小波動(MW-Rq)的標準偏差比所述中心部側的微小波動(MW-Rq)的標準偏差大。
全文摘要
本發明的磁碟用玻璃基板，在玻璃基板的比外周端靠中心部側的表面任意選擇兩個部位的各區域中，在各區域的表面形狀中，抽取形狀波長為60～500μm波段的表面形狀，把該表面形狀的自乘平均平方根粗糙度Rq設為微小波動Rq時，所述各區域的微小波動Rq的差為0.02nm以下或所述各區域的微小波動Rq的標準偏差的差為0.04nm以下。
文檔編號G11B5/73GK102723084SQ20121023120
公開日2012年10月10日 申請日期2008年12月24日 優先權日2007年12月28日
發明者前田高志, 橘內浩二 申請人:Hoya株式會社