JP4190398B2 - Manufacturing method of glass substrate for magnetic disk and manufacturing method of magnetic disk - Google Patents
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Description
本発明は、HDD(ハードディスクドライブ)等の磁気ディスク装置に搭載される磁気ディスクの製造方法及び、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic disk mounted on a magnetic disk device such as an HDD (hard disk drive) and a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk.
今日、情報記録技術、特に磁気記録技術は、急速なIT産業の発達に伴い飛躍的な技術革新が求められている。HDD(ハードディスクドライブ)等に搭載される磁気ディスクでは、高情報容量化の要請により1平方インチ辺り40Gビットの以上の高い記録密度を実現できる技術が求められている。 Today, the information recording technology, particularly the magnetic recording technology, requires rapid technological innovation with the rapid development of the IT industry. In a magnetic disk mounted on an HDD (Hard Disk Drive) or the like, a technique capable of realizing a high recording density of 40 Gbits per square inch or more is required due to a demand for high information capacity.
磁気ディスクにおいて、高記録密度を実現する方策の一つとして磁気ディスク表面の表面粗さを平滑化することにより、磁気ヘッドの浮上量を低減することが行われている。磁気ディスクの表面性は、磁気ディスク用基板の表面性による寄与が多く、従って、磁気ディスク用基板の表面を平滑化することにより、磁気ヘッドの浮上量を低減させようと努力されている。 In a magnetic disk, as one of the measures for realizing a high recording density, the flying height of the magnetic head is reduced by smoothing the surface roughness of the magnetic disk surface. The surface property of the magnetic disk is largely attributed to the surface property of the magnetic disk substrate. Therefore, efforts are made to reduce the flying height of the magnetic head by smoothing the surface of the magnetic disk substrate.
しかし、CSS方式用磁気ディスクにおいては、極度に表面を平滑化し過ぎると、磁気ヘッドが磁気ディスクに吸着してしまうという問題があった。従って、CSS方式用ディスクにおいては、その基板表面に吸着防止のための凹凸形状が形成されていた。つまり、CSS方式用磁気ディスク用ガラス基板では、表面にある程度の凹凸形状を必要とするため、磁気ヘッドの浮上量を一定程度以下には低減することができなかった。 However, the CSS type magnetic disk has a problem that if the surface is extremely smoothed, the magnetic head is attracted to the magnetic disk. Therefore, in the CSS type disk, an uneven shape for preventing adsorption is formed on the surface of the substrate. That is, the CSS magnetic disk glass substrate requires a certain degree of unevenness on the surface, and thus the flying height of the magnetic head cannot be reduced to a certain level or less.
ところが、HDDの起動停止方法が、従来のCSS方式に代わって、高情報容量化が可能なLUL(ロードアンロード)方式が採用されるようになると、磁気ディスク用基板の表面に、磁気ヘッド吸着防止のための凹凸形状を形成する要請が無くなった。このため、LUL方式用の磁気ディスク及び磁気ディスク用基板では、一段の磁気ヘッド浮上量低減が可能になった。 However, when the LUL (load unload) method capable of increasing the information capacity is adopted instead of the conventional CSS method, the HDD start / stop method is attracted to the surface of the magnetic disk substrate. There is no longer a requirement to form uneven shapes for prevention. For this reason, it is possible to reduce the flying height of the magnetic head by one step in the LUL type magnetic disk and the magnetic disk substrate.
しかし、20nm以下の磁気ヘッド浮上量を実現しようとした場合、磁気ディスク用ガラス基板においては、単にその表面粗さを平滑化するのみでは、最早、その実現が困難であることが明らかとなってきた。この課題を解決する方法の一つして、本出願人の開発による技術がある(特許文献1)。この文献に開示の技術は、ガラス基板表面の微小うねりを低減することにより、更なる磁気ヘッドの低浮上量化が可能になるのではないか、との着想に基づいている。 However, when trying to realize a flying height of a magnetic head of 20 nm or less, it has become clear that the realization of a magnetic disk glass substrate is no longer possible by simply smoothing the surface roughness. It was. One of the methods for solving this problem is a technique developed by the present applicant (Patent Document 1). The technique disclosed in this document is based on the idea that a further reduction in the flying height of the magnetic head can be achieved by reducing the fine waviness on the surface of the glass substrate.
そして、この着想のもとに、研究及び実験を重ねた結果、ガラス基板の研磨工程で用いる研磨パッドの表面粗さと、研磨工程後のガラス基板表面の微小うねりとの間に一定の依存関係があることを発見できた。上記文献開示の技術は、この依存関係に従い、所定の表面粗さを備える研磨パッドを選定し、研磨を行うことにより、磁気ヘッドの低浮上量化を実現可能としているものである。
ところで、近年、ますます高い記録密度の実現が望まれてきており、それにともない、磁気ヘッドのさらなる低浮上量化も必須となってきている。例えば、1平方インチ辺り60Gビット以上の情報記録密度を実現するには、磁気ヘッドの浮上量を10nm以下にすることが必要であるといわれている。このためには、磁気ディスク用ガラス基板表面微小うねりの大きさもそれを実現できる大きさにおさえる必要がある。 By the way, in recent years, it has been desired to realize a higher recording density, and accordingly, further reduction in the flying height of the magnetic head has become essential. For example, in order to realize an information recording density of 60 Gbits per square inch or more, it is said that the flying height of the magnetic head needs to be 10 nm or less. For this purpose, the size of the micro waviness on the surface of the glass substrate for a magnetic disk must be kept to a size that can realize this.
しかるに、上記従来の技術では、このような要請に対しては必ずしも十分に対応できないことがわかってきた。例えば、磁気ヘッドの浮上量を安定的に10nmとなるように維持するためには、少なくとも磁気ディスクのグライド高さを6nm以下、より安全には5nm以下とする必要がある。ところが、上記の従来の技術では、このようなグライド高さを十分に満足に実現することが困難であった。
また、ロードアンロード方式用の磁気ディスクの場合、フライスティクション障害が発生しやすいために、特にグライド高さを低減させる必要があることが最近判って来た。このため、特に、ロードアンロード方式用の磁気ディスクの場合では、グライド高さは5nm以下とすることが望まれる。ところが、上記の従来の技術では、このようなグライド高さを十分に満足に実現することが困難であった。本発明は、磁気ヘッドの浮上量が安定して非常に低く(例えば、10nm以下)できるように、磁気ディスク用ガラス基板表面の微小うねりを精度よく制御できる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び磁気ディスクの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明はLUL(ロードアンロード)方式に好適な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法を提供することを課題とする。
However, it has been found that the above-described conventional technique cannot always sufficiently respond to such a request. For example, in order to maintain the flying height of the magnetic head stably at 10 nm, at least the glide height of the magnetic disk needs to be 6 nm or less, more safely 5 nm or less. However, with the above-described conventional technology, it has been difficult to realize such a glide height sufficiently satisfactorily.
Further, it has recently been found that in the case of a magnetic disk for a load / unload system, fly stiction failure is likely to occur, and therefore it is necessary to reduce the glide height in particular. Therefore, in particular, in the case of a magnetic disk for the load / unload method, it is desired that the glide height be 5 nm or less. However, with the above-described conventional technology, it has been difficult to realize such a glide height sufficiently satisfactorily. The present invention provides a method for producing a glass substrate for a magnetic disk capable of accurately controlling the microwaviness on the surface of the glass substrate for a magnetic disk so that the flying height of the magnetic head can be stabilized and very low (for example, 10 nm or less), and It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic disk. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk and a method for manufacturing a magnetic disk suitable for the LUL (load unload) system.
上述の課題を解決する手段として第1の手段は、
発泡樹脂層を備える研磨パッドをガラス基板に付圧し、研磨液を供給しながら、前記研磨パッドでガラス基板の両主表面を鏡面研磨する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度をAとし、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径をBとしたときに、Aに対するBの比率(B/A)と、この研磨パッドを用いて前記鏡面研磨した後の前記ガラス基板表面の微小うねりの大きさとが、一定の対応関係にあるという現象を利用し、
この対応関係をあらかじめ試験的に求めておき、
この求めた対応関係に基づいて、所望の微小うねりの大きさに対応するAに対するBの比率(B/A)を決定し、
この決定した比率(B/A)となるA及びBの値を決定し、
この決定したA及びBの値を有する研磨パッドを用いて鏡面研磨することによって、表面の微小うねりが所望の大きさを有する磁気ディスク用ガラス基板を得ることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
第2の手段は、
発泡樹脂層を備える研磨パッドをガラス基板に付圧し、研磨液を供給しながら、前記研磨パッドでガラス基板の両主表面を鏡面研磨する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度をAとし、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径をBとしたときに、Aに対するBの比率(B/A)が、0.6μm・cm2/kg以下となる研磨パッドを選択し、この研磨パッドを用いて鏡面研磨することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
ただし、Bは研磨パッド表面の発泡ポアの開口径[μm]であって、Aは、発泡樹脂の材料樹脂の硬度であって、樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度[kg/cm2]のことをいう。
第3の手段は、
発泡樹脂層を備える研磨パッドをガラス基板に付圧し、研磨液を供給しながら、前記研磨パッドでガラス基板の両主表面を鏡面研磨する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度Aが120kg/cm2以上であり、且つ、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径Bが65μm以下の研磨パッドを選択し、この研磨パッドを用いて鏡面研磨することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
ただし、Aは、発泡樹脂の材料樹脂の硬度であって、樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度[kg/cm2]のことであって、Bは、研磨パッド表面を電子顕微鏡で観察したときに得られる発泡樹脂層の発泡ポアの開口径[μm]のことをいう。
第4の手段は、
前記研磨パッド表面の表面粗さは、Rzで20μm以下であることを特徴とする第1〜第3のいずれかの手段にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
ただし、Rzは十点平均粗さとする。
第5の手段は、
前記研磨パッドの硬度(Asker−C硬度)は、62〜85であることを特徴とする第1〜第4のいずれかの手段にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。
第6の手段は、
第1〜第5のいずれかの手段にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法によって得られた磁気ディスク用ガラス基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とする、ロードアンロード方式用磁気ディスクの製造方法である。
As a means for solving the above-mentioned problem, the first means is:
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
When the hardness of the material resin of the foamed resin is A and the opening diameter of the foamed pore on the surface of the polishing pad is B, the ratio of B to A (B / A) and the mirror polishing is performed using this polishing pad. Utilizing the phenomenon that the size of the micro-waviness on the surface of the glass substrate later has a certain correspondence relationship,
This correspondence is obtained on a trial basis in advance.
Based on the obtained correspondence relationship, the ratio of B to A (B / A) corresponding to the desired microwaviness size is determined,
Determine the values of A and B to be this determined ratio (B / A),
A glass substrate for a magnetic disk having a desired surface undulation by mirror polishing with a polishing pad having the determined values A and B. It is a manufacturing method.
The second means is
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
When the hardness of the material resin of the foamed resin is A and the opening diameter of the foamed pore on the polishing pad surface is B, the ratio of B to A (B / A) is 0.6 μm · cm 2 / kg or less. A polishing pad is selected, and mirror polishing is performed using this polishing pad.
However, B is the opening diameter [μm] of the foaming pore on the surface of the polishing pad, A is the hardness of the material resin of the foamed resin, and the resin modulus (100% elongation modulus) hardness [kg / cm 2] Say.
The third means is
A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
A polishing pad in which the hardness A of the material resin of the foamed resin is 120 kg / cm 2 or more and the opening diameter B of the foaming pore on the polishing pad surface is 65 μm or less is selected, and mirror polishing is performed using this polishing pad. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
However, A is the hardness of the resin material of the foamed resin and is the resin modulus (100% elongation modulus) hardness [kg / cm 2 ], and B is when the surface of the polishing pad is observed with an electron microscope It means the opening diameter [μm] of the foamed pore of the foamed resin layer obtained.
The fourth means is
The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of the first to third means, wherein the surface roughness of the polishing pad surface is 20 μm or less in Rz.
However, Rz is a ten-point average roughness.
The fifth means is
The method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of the first to fourth means, wherein the polishing pad has a hardness (Asker-C hardness) of 62 to 85.
The sixth means is
A magnetic material for a load / unload system, wherein at least a magnetic layer is formed on a glass substrate for a magnetic disk obtained by the method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to any one of the first to fifth means. A method for manufacturing a disk.
本発明は、発泡ポアの開口径Bと材料樹脂硬度Aとの比率(B/A)と、ガラス基板の微小うねりとが一定の対応関係にあるという、本願発明者がはじめて見いだした現象を利用し、前記比率(B/A)を選定することによって、ガラス基板の微小うねりの大きさを所望の値に制御した磁気ディスク用ガラス基板を安定して製造することを可能にし、これにより、磁気ヘッドの浮上量が安定して非常に低く(例えば、10nm以下)できる磁気ディスク用ガラス基板、あるいは、フライスティクション障害を防止し、LUL(ロードアンロード)方式に好適な磁気ディスク用ガラス基板を安定して製造できるようにしたものである。 The present invention utilizes the phenomenon that the present inventor found for the first time that the ratio (B / A) between the opening diameter B of the foamed pore and the material resin hardness A and the microwaviness of the glass substrate have a certain correspondence relationship. By selecting the ratio (B / A), it is possible to stably manufacture a glass substrate for a magnetic disk in which the size of the microwaviness of the glass substrate is controlled to a desired value. A magnetic disk glass substrate that can stably fly very low (for example, 10 nm or less), or a magnetic disk glass substrate that prevents fly stiction failure and is suitable for the LUL (load unload) system. It can be manufactured stably.
図1は研磨パッドの説明図であって、図1(a)は研磨パッドの部分断面図、図1(b)は研磨パッドの部分拡大平面図、図2は上下定盤を有する両面研磨装置の主要部断面図、図3は試験例(後述する実施例、比較例に対応)における研磨パッドを構成する発泡樹脂(層)の材料樹脂の硬度、発泡ポアの開口径、ガラス基板表面の微小うねり、グライド高さ等を表にして示した図、図4は研磨パッドの発泡樹脂表面の発泡ポアの開口径Bと発泡樹脂の材料樹脂の硬度Aの比率(B/A)とこの研磨パッドを用いて鏡面研磨した後のガラス基板表面の微小うねりの大きさとの対応関係を示すグラフである。以下、これらの図面を参照にしながら、本発明の実施の形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について説明する。 1 is an explanatory view of a polishing pad, FIG. 1 (a) is a partial sectional view of the polishing pad, FIG. 1 (b) is a partially enlarged plan view of the polishing pad, and FIG. 2 is a double-side polishing apparatus having upper and lower surface plates. FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of FIG. 3, and FIG. 3 shows the hardness of the resin of the foamed resin (layer) constituting the polishing pad in the test examples (corresponding to examples and comparative examples described later), the opening diameter of the foamed pores, and the minuteness of the glass substrate surface FIG. 4 is a table showing waviness, glide height, etc. FIG. 4 shows the ratio (B / A) of the opening diameter B of the foamed pore on the foamed resin surface of the polishing pad and the hardness A of the resin material of the foamed resin, and this polishing pad. It is a graph which shows the correspondence with the magnitude | size of the microwaviness of the glass substrate surface after carrying out mirror polishing using. Hereinafter, a method for manufacturing a magnetic disk glass substrate and a method for manufacturing a magnetic disk according to an embodiment of the present invention will be described with reference to these drawings.
実施の形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の研磨方法は、発泡樹脂からなる研磨パッド53a(図1参照)を貼りつけた上下定盤を有する研磨装置5(図2参照)を用いて磁気ディスク用ガラス基板4の両主表面を鏡面研磨するものである。図1に示されるように、研磨パッド53a(研磨パッド54aも同じ)は、基体530aの上に、基層(ベース層)531aが形成され、その上に研磨層(発泡樹脂層)532aが形成されたものである。研磨層(発泡樹脂層)532aは、発泡樹脂からなるもので、内部に多数の発泡ポア533aを有し、また、表面には上記発泡ポア533aが途中で切断されて形成された多数の発泡ポア開口部534aを有する。この発泡ポア開口部534aの開口径dが発泡ポア開口径である。即ち、図1に示すとおり、実施の形態にかかる研磨パッド53aは、研磨パッドの研磨面側の表面に発泡樹脂層532aが形成され、その発泡樹脂層532aの表面、即ち、研磨パッド53aの研磨面側の表面には、発泡ポア533aが開口して開口部534aを形成している研磨パッドである。鏡面研磨工程では、この研磨パッド53aが、上定盤53の付圧によってガラス基板4に付圧され、図示しない研磨液供給部から供給される研磨液と協働して、ガラス基板4の表面を鏡面研磨する。
The method for polishing a glass substrate for a magnetic disk according to the embodiment uses a polishing apparatus 5 (see FIG. 2) having an upper and lower surface plate to which a
図2に示されるように、上記研磨パッド53aは、上定盤53及び下定盤54を有する研磨装置5の上記上定盤53に貼り付けられる。なお、下定盤54にも同様の研磨パッド54aが貼り付けられる。研磨対象たる磁気ディスク用ガラス基板4は、研磨用キャリア1の被研磨体保持孔2にセットされて、上定盤53及び下定盤54の間に配置される。研磨装置5は、図示しないが、上定盤53及び下定盤54の間に研磨用キャリア1挟んだ状態で互いに逆回転するとともに、研磨用キャリア1も遊星運動して、研磨パッド53a,54aによって磁気ディスク用ガラス基板4を研磨する機構を有している。つまり、遊星歯車機構を用いた両面研磨装置である。
As shown in FIG. 2, the
一般に、磁気ディスク用ガラス基板は、溶融ガラスを、ダイレクトプレスして、直径66mmφ、厚さ1.2mm程度の円盤状に形成した後、(1)粗ラッピング工程、(2)形状加工程、(3)端面研磨工程、(4)精ラッピング工程、(5)第一ポリッシング工程、(6)第二ポリッシング工程(鏡面研磨工程)、(7)洗浄工程、(8)化学強化工程、(9)洗浄、等の工程を経て得られる。また、磁気ディスクは、工程(9)の後に、(10)磁気ディスク製造工程を実施することによって得られる。ここで、(6)第二ポリッシング工程は、研磨装置5の上下定盤に、表面に発泡樹脂層が形成された研磨パッドを貼りつけて磁気ディスク用ガラス基板の両主表面を鏡面研磨する工程である。この実施の形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の研磨方法は、上記(6)第二ポリッシング工程の際の研磨方法に適用されるものである。
In general, a glass substrate for a magnetic disk is formed by directly pressing a molten glass into a disk shape having a diameter of 66 mmφ and a thickness of about 1.2 mm, and then (1) a rough lapping step, (2) a shape adding step, ( 3) End polishing step, (4) Fine lapping step, (5) First polishing step, (6) Second polishing step (mirror polishing step), (7) Cleaning step, (8) Chemical strengthening step, (9) It is obtained through steps such as washing. The magnetic disk can be obtained by performing a magnetic disk manufacturing process (10) after the process (9). Here, (6) the second polishing step is a step of mirror-polishing both main surfaces of the magnetic disk glass substrate by attaching a polishing pad having a foamed resin layer formed on the upper and lower surface plates of the
実施の形態にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、まず、試験的に、上述の(1)〜(10)の工程を実施して、複数の磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造する。その場合に、各ガラス基板製造の毎に上記(6)第二ポリッシング工程で用いる研磨パッドの発泡樹脂層532aの材料樹脂硬度A及び発泡ポアの開口径Bを種々変えてそれらの比率(B/A)を異ならしめる。具体的には、発泡樹脂(層)の材料となる材料樹脂として様々な硬度Aの樹脂を選定し、この樹脂を発泡せしめて発泡樹脂を作製し、この発泡樹脂を層として形成した研磨パッドによりガラス基板の鏡面研磨を行う。そして、ガラス基板の製造後、それぞれの基板の微小うねりの大きさを測定し、両者の関係を求めておく。そして、実際に製品を生産する際に、その製品に要求される微小うねりの大きさが定まったら、上記求めた対応関係に基づいて材料樹脂硬度と発泡ポアの開口径を決定し、この樹脂硬度の材料樹脂を発泡せしめて所望の発泡樹脂を作製し、この発泡樹脂を層として形成した研磨パッドを用いて上記(6)第二ポリッシング工程を実施して製品を製造する。これにより、所望の微小うねりを有する磁気ディスク用ガラス基板製品を安定して確実に得ることができる。なお、発泡ポアの開口径は、鏡面研磨前に、発泡樹脂層の表面を削る(ドレスする)ことによって所望に調整することもできる。
In the method for manufacturing a glass substrate for magnetic disk according to the embodiment, first, a plurality of glass substrates for magnetic disk and magnetic disks are manufactured by performing the above-described steps (1) to (10) as a test. . In that case, the material resin hardness A of the foamed
なお、ここで、研磨パッド53aの表面の発泡ポア533aの発泡ポア開口部534aの開口径d(=B)は、具体的には研磨パッド表面を電子顕微鏡などによって観察することにより特定することができる。単位は例えば[μm]である。発泡ポアの開口径値としては、平均開口径(平均開口直径)を用いる。また、上述の実施の形態において、好ましい研磨層(発泡樹脂層)の厚さは、200〜600μm、さらに好ましくは300〜550μmである。
Here, the opening diameter d (= B) of the
また、「微小うねり」は、フェイズ・シフトテクノロジー社製の多機能表面解析装置(MicroXAM)などによって測定したもので規定される。従来の触針式の表面粗さ計とは異なり、白色光をコヒーレントフィルターを通して得られた光(波長:552.8nm)を用いて磁気ディスク用ガラス基板面の所定領域を走査し、磁気ディスク用ガラス基板面からの反射光と基準面からの反射光とを合成し、合成点に生じた干渉縞より、微小うねりを計算して得られる。 Further, the “micro wave” is defined by a measurement by a multifunctional surface analyzer (MicroXAM) manufactured by Phase Shift Technology. Unlike a conventional stylus type surface roughness meter, a predetermined area on a glass substrate surface of a magnetic disk is scanned using light (wavelength: 552.8 nm) obtained by passing white light through a coherent filter, and the magnetic disk It is obtained by synthesizing the reflected light from the glass substrate surface and the reflected light from the reference surface, and calculating minute undulations from the interference fringes generated at the synthesis point.
図5は多機能表面解析装置の測定原理説明図である。図5に示されるように、干渉計の原理により、光波を二つに分け、その後に合成するもので、干渉縞は、A→Bの光路と、C→Dの光路の光路差によって現れる。なお、その測定の原理を逸脱しない範囲で測定に使用する光を変えることもできる。 FIG. 5 is an explanatory view of the measurement principle of the multifunctional surface analysis apparatus. As shown in FIG. 5, according to the principle of the interferometer, the light wave is divided into two and then synthesized. The interference fringes appear due to the optical path difference between the optical path of A → B and the optical path of C → D. The light used for the measurement can be changed without departing from the principle of the measurement.
多機能表面解析装置の微小うねりの測定は、ガラス基板主表面の記録再生用領域の中の任意の領域、好ましくは中心部又は、端部から所定距離だけ離間した領域に50μm2〜4mm2の範囲内の中から適宜矩形領域を選択する。例えば後述する試験例(実施例、比較例)の微小うねりは、500μm×600μmの矩形領域を選択したときの測定値である。また、うねりの波長(山と山、又は谷と谷との距離)としては、2μm〜4mmを選択した。微小うねりは下記式によって得られる。
The measurement of micro waviness of the multifunctional surface analyzer is within a range of 50
なお、微小うねりの算出方法としては、微小うねりの最大高さwaを用いることもできる。微小うねりの最大高さwaとは、測定エリアにおいて全測定ポイントにおける測定曲線の最高点と最低点の高さとの差の値である。しかし、磁気ディスク用ガラス基板表面には、磁気ディスク用ガラス基板自体の表面状態を直接的には関係のないパーティクルなど異常突起が含まれることがあり、微小うねりの測定の際には、このような異常突起の点を含むかたちで測定されることがあるので、それを最大高さwaとしてしまうと大きな誤差が生じてしまう場合がある。 Note that, as a method for calculating the minute undulation, the maximum height wa of the minute undulation can also be used. The maximum height wa of the micro waviness is a value of a difference between the highest point and the lowest point of the measurement curve at all measurement points in the measurement area. However, the surface of the magnetic disk glass substrate may contain abnormal protrusions such as particles that are not directly related to the surface state of the magnetic disk glass substrate itself. In some cases, the measurement is performed in a form including a point of an abnormal protrusion, and if the maximum height wa is used, a large error may occur.
このような、異常突起の測定値を除外する手法として、全部の測定点について、測定値を横軸に、その測定値が得られた測定個数を縦軸に表したヒストグラム(測定値とその対応個数との関係を示す分布図であり、通常は正規分布曲線となる)をとったときに、その分布曲線において、測定値を最小値から次第に大きくしていきながら各測定値に対応する測定の個数を累積していったとき、その累積個数が全個数の95%になったときの測定値を有効な測定値の最大値とする手法を用いることもできる。この手法による最大値を「95%PV値」とし、この「95%PV値」を最大高さwaとし、この最大高さwaを微小うねりと表現することもできる。(詳しくは、特開2000−348330号参照)。 As a method for excluding the measurement values of abnormal protrusions, a histogram (measurement value and its correspondence) is shown with the measurement value on the horizontal axis and the number of measurement results obtained on the vertical axis for all measurement points. Distribution graph showing the relationship with the number, which is usually a normal distribution curve), the measurement value corresponding to each measurement value is gradually increased from the minimum value in the distribution curve. When the number is accumulated, a method of setting the measured value when the accumulated number reaches 95% of the total number as the maximum value of the effective measured value can be used. The maximum value by this method can be expressed as “95% PV value”, the “95% PV value” can be expressed as the maximum height wa, and the maximum height wa can be expressed as a minute undulation. (For details, refer to JP 2000-348330 A).
本実施の形態において、磁気ディスク用ガラス基板表面の微小うねりは、上述のRa'、95%PV値どちらを採用することもできるが、実用上Ra'を用いることが簡便である。磁気ディスクとしたときにグライド高さを確実に6nm以下、特に5nm以下とするためには、Ra'は0.35nm以下であることが好ましい。この点は、図3に掲げる試験例(実施例、比較例)の表により判明したものである。また、本発明で使用する発泡樹脂の研磨パッドは、特に限定されない。発泡樹脂の研磨パッドは、発泡構造により、独立発泡系と連続発泡系に大別される。独立発泡系は、発泡形態から研磨スラリーが研磨布の内部に浸透せず被加工物と研磨布の間にあるいは接触界面のみ存在するため、一般的に同一加工圧力下ではスラリーの流量を少なくすることができるとされている。独立発泡系としては、気泡混入タイプ、無気泡タイプとがある。 In the present embodiment, the above-described Ra ′ and 95% PV value can be adopted as the microwaviness on the surface of the magnetic disk glass substrate, but it is easy to use Ra ′ practically. In order to ensure that the glide height is 6 nm or less, particularly 5 nm or less when a magnetic disk is used, Ra ′ is preferably 0.35 nm or less. This point is found from the table of test examples (Examples and Comparative Examples) shown in FIG. Further, the foamed resin polishing pad used in the present invention is not particularly limited. The polishing pad made of foamed resin is roughly classified into an independent foaming system and a continuous foaming system depending on the foaming structure. In the closed foaming system, the polishing slurry does not penetrate into the polishing cloth from the foamed form, and there is only a contact interface between the workpiece and the polishing cloth, so generally the flow rate of the slurry is reduced under the same processing pressure. It is supposed to be possible. As an independent foaming system, there are a bubble mixed type and a bubble-free type.
また、連続発泡系は、一般に不織布を基層(ベース層)とし、その遷移交絡体中に含浸された種々の樹脂が繊維同士のバインダーとして働くとともに、その樹脂相自体が連続発泡構造をもつ。連続発泡系は、独立発泡系と異なり、研磨布内部へのスラリーの浸透は起こる。独立発泡系としては、スウェードタイプ、不織布を基層(ベース層)とした研磨布(凝固ポリマータイプ、凝固・光かタイプ)がある。 In the continuous foaming system, a nonwoven fabric is generally used as a base layer (base layer), and various resins impregnated in the transition entangled body act as a binder between fibers, and the resin phase itself has a continuous foaming structure. The continuous foaming system differs from the closed foaming system in that the slurry penetrates into the polishing cloth. As the independent foaming system, there are a suede type and a polishing cloth (coagulated polymer type, coagulated / light type) having a non-woven fabric as a base layer (base layer).
中でも、磁気ディスク用ガラス基板の精密研磨用の研磨パッドとしては、スウェードタイプのものが使われている。スウェードタイプの研磨布は、例えば、天然繊維、再生繊維又は合成繊維からなる編織布又は、不織布、あるいはこれらのスチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム等のゴム状物質又はポリウレタンエラストマー等の樹脂を充填して得られる基層(ベース層)に、ポリウレタンエラストマーの溶液を塗布し、これを凝固液で処理し湿式凝固を行って多孔質銀面層を形成せしめ、水洗い乾燥後、該銀面層表面をサンドペーパーなどの研磨機などで研磨して、表面孔形状が均一で、且つ断面孔形状が基体面に垂直で均一な紡錘状気孔を有するスウェードタイプの研磨布が製造される。なお、発泡樹脂層の材料樹脂としてはポリウレタンが好適であるが、本発明によれは、特に、ポリエステル系ポリウレタンを選択することが好適であることが判明している。 Among them, a suede type is used as a polishing pad for precision polishing of a glass substrate for a magnetic disk. The suede type polishing cloth is filled with, for example, a woven or non-woven cloth made of natural fiber, recycled fiber or synthetic fiber, or a rubbery substance such as styrene butadiene rubber or nitrile butadiene rubber, or a resin such as polyurethane elastomer. A polyurethane elastomer solution is applied to the obtained base layer (base layer), this is treated with a coagulation liquid, and wet coagulation is performed to form a porous silver surface layer. After washing with water and drying, the surface of the silver surface layer is sandpaper. A suede-type polishing cloth having spindle-shaped pores having a uniform surface hole shape and a uniform cross-sectional hole shape perpendicular to the substrate surface is manufactured. Polyurethane is suitable as the material resin for the foamed resin layer. However, according to the present invention, it has been found that it is particularly preferable to select polyester-based polyurethane.
また、「材料樹脂硬度」とは 発泡樹脂(例えば発泡ポリウレタンなど)の材料となる樹脂の樹脂硬度のことである。本発明者によれば、この樹脂硬度として、樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度を利用することが好適であることが判明した。樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度とは、樹脂材料を100%伸長させたときの樹脂材料の単位断面積あたりの応力として定義される。具体的には、オートグラフなどの測定装置を用いて測定することができる。例えば、樹脂材料のフィルム(0.5cm×4cm程度)の試料を作成し、このフィルムの中央部分に適度な間隔を空けて目印線を引く。次に、この試料フィルムを引張力により伸長させて、目印線の間隔が100%伸長したときの強度を記録する。この強度、即ち引張応力を試料フィルムの断面積で除した数値が樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度である。単位は例えば、[kg/cm2]である。 The “material resin hardness” is the resin hardness of a resin that is a material of foamed resin (for example, foamed polyurethane, etc.). According to the present inventors, it has been found that it is preferable to use a resin modulus (100% elongation modulus) hardness as the resin hardness. Resin modulus (100% elongation modulus) hardness is defined as the stress per unit cross-sectional area of the resin material when the resin material is elongated 100%. Specifically, it can be measured using a measuring device such as an autograph. For example, a sample of a resin material film (about 0.5 cm × 4 cm) is prepared, and a mark line is drawn at an appropriate interval in the center of the film. Next, the sample film is stretched by a tensile force, and the strength when the interval between the mark lines is stretched by 100% is recorded. The value obtained by dividing the strength, that is, the tensile stress by the cross-sectional area of the sample film, is the resin modulus (100% elongation modulus) hardness. The unit is, for example, [kg / cm 2].
また、発泡樹脂層が形成された後の、研磨パッド自体の硬度としては、アスカーC硬度を利用することができる。アスカーC(ASKER C)硬度とは、日本ゴム協会標準規格(SRIS0101)に定めるものであって、デュロメータ(スプリング式硬度計)などにより特定することができる。本発明に好適な研磨パッドとしては、アスカーC硬度で62〜85の研磨パッドの中から選択するのがよい。 Further, Asker C hardness can be used as the hardness of the polishing pad itself after the foamed resin layer is formed. The ASKER C hardness is defined in the Japan Rubber Association Standard (SRIS0101) and can be specified by a durometer (spring type hardness meter) or the like. A polishing pad suitable for the present invention is preferably selected from polishing pads having an Asker C hardness of 62 to 85.
次に、試験的に、上述の(1)〜(10)の工程を実施して、複数の磁気ディスク用ガラス基板及び磁気ディスクを製造し、その際に、各基板製造の毎に上記(6)第二ポリッシング工程で用いる研磨パッド53aの発泡樹脂層532aの材料樹脂の硬度(A)、発泡ポア開口径d(B)を異ならしめ、製造後、それぞれの基板の微小うねりの大きさを測定し、これらの間の関係を求めた例を以下で説明する。
Next, as a test, the above-described steps (1) to (10) are carried out to manufacture a plurality of glass substrates for magnetic disks and magnetic disks. ) Material hardness (A) and foam pore opening diameter d (B) of the foamed
(1) 粗ラッピング工程
まず、溶融ガラスを、上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスして、直径66mmφ、厚さ1.2mmの円盤状のアルミノシリケートガラスからなる磁気ディスク用ガラス基板を得た。この場合、ダイレクトプレス以外に、ダウンドロー法やフロート法で形成したシートガラスから研削砥石で切り出して円盤状の磁気ディスク用ガラス基板を得てもよい。なお、アルミノシリケートガラスとしては、SiO2:58〜75重量%、Al2O3:5〜23重量%、Li2O:3〜10重量%、Na2O: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。
(1) Coarse lapping process First, a glass substrate for a magnetic disk comprising a disc-shaped aluminosilicate glass having a diameter of 66 mmφ and a thickness of 1.2 mm is obtained by directly pressing molten glass using an upper mold, a lower mold, and a body mold. Got. In this case, in addition to the direct press, a disk-shaped glass substrate for a magnetic disk may be obtained by cutting a sheet glass formed by a downdraw method or a float method with a grinding wheel. As the aluminosilicate glass, SiO 2: 58 to 75 wt%, Al 2 O 3: 5~23 wt%, Li 2 O: 3 to 10 wt%, Na 2 O: 4 to 13 principal component weight% Chemically strengthened glass contained as
次いで、磁気ディスク用ガラス基板にラッピング工程を施した。このラッピング工程は、寸法制度及び形状制度の向上を目的としている。ラッピング工程は、両面ラッピング装置を用いて行い、砥粒の粒度を#400で行った。詳しくは、粒度#400のアルミナ砥粒を用い、荷重Lを100kg程度に設定して、内転ギアと外転ギアを回転させることによって、キャリア内に収納した磁気ディスク用ガラス基板の両面を面精度0〜1μm、表面粗さRmaxで6μm程度に仕上げた。 Next, a lapping process was performed on the magnetic disk glass substrate. This lapping process aims to improve the size system and the shape system. The lapping process was performed using a double-sided lapping apparatus, and the abrasive grain size was # 400. Specifically, by using alumina abrasive grains having a particle size of # 400, setting the load L to about 100 kg, and rotating the inner rotation gear and the outer rotation gear, both surfaces of the glass substrate for the magnetic disk stored in the carrier are faced. Finished to an accuracy of 0 to 1 μm and a surface roughness Rmax of about 6 μm.
(2) 形状加工工程
次に、円筒状の砥石を用いて磁気ディスク用ガラス基板の中央部分に孔を開けるとともに、外周端面も研削して直径65mmφとした後、外周端面及び内周面に所定の面取り加工を施した。このときの磁気ディスク用ガラス基板端面(内周、外周)の表面粗さは、Rmaxで4μm程度であった。
(2) Shape processing step Next, a cylindrical grindstone is used to make a hole in the central portion of the glass substrate for a magnetic disk, and the outer peripheral end surface is ground to a diameter of 65 mm. Chamfered. At this time, the surface roughness of the end surface (inner circumference, outer circumference) of the glass substrate for magnetic disk was about 4 μm in Rmax.
(3) 端面研磨工程
次いで、ブラシ研磨により、磁気ディスク用ガラス基板を回転させながら磁気ディスク用ガラス基板の端面(内周、外周)の表面粗さをRmaxで1μm、Raで0.3μm程度に研磨した。上記端面研磨工程を終えた磁気ディスク用ガラス基板の表面を水洗浄した。
(3) End surface polishing step Next, the surface roughness of the end surface (inner and outer periphery) of the magnetic disk glass substrate is set to about 1 μm for Rmax and about 0.3 μm for Ra while rotating the glass substrate for magnetic disk by brush polishing. Polished. The surface of the glass substrate for magnetic disks after the end face polishing step was washed with water.
(4) 精ラッピング工程
次に、砥粒の粒度を#1000に変え、磁気ディスク用ガラス基板表面をラッピングすることにより、平坦度3μm、表面粗さRmaxが2μm程度、Raが0.2μm程度とした。なお、Rmax、Raは原子間力顕微鏡(AFM)で測定、平坦度は、平坦度測定装置で測定したもので、磁気ディスク用ガラス基板表面の最も高い部位と、最も低い部位との上下方向(表面に垂直な方向)の距離(高低差)である。上記精ラッピング工程を終えた磁気ディスク用ガラス基板を、中性洗剤、水の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
(4) Fine lapping step Next, by changing the grain size of the abrasive grains to # 1000 and lapping the glass substrate surface for magnetic disk, the flatness is 3 μm, the surface roughness Rmax is about 2 μm, and Ra is about 0.2 μm. did. Rmax and Ra are measured with an atomic force microscope (AFM), and flatness is measured with a flatness measuring device. The vertical direction between the highest part and the lowest part of the glass substrate surface for magnetic disks ( Distance in the direction perpendicular to the surface (height difference). The magnetic disk glass substrate after the fine lapping process was washed by immersing it in neutral detergent and water wash tanks.
(5) 第一ポリッシング工程
次に、ポリッシング工程を施した。このポリッシング工程は、上述したラッピング工程で残留した傷や歪みの除去を目的とするもので、両面研磨装置を用いて行った。詳しくは、研磨パッドとして硬質ポリシャを用い、以下の研磨条件で実施した。
研磨液:酸化セリウム(平均粒径1.3μm)+水
荷重(付圧):80〜100g/cm2
研磨時間:30〜50分
除去量:35〜45μm
(5) First Polishing Step Next, a polishing step was performed. This polishing process is intended to remove scratches and distortions remaining in the lapping process described above, and was performed using a double-side polishing apparatus. Specifically, a hard polisher was used as a polishing pad and the following polishing conditions were used.
Polishing liquid: Cerium oxide (average particle size 1.3 μm) + water load (pressure applied): 80 to 100 g / cm 2
Polishing time: 30-50 minutes Removal amount: 35-45 μm
上記ポリッシング工程を終えた磁気ディスク用ガラス基板を、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)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。また、この洗浄工程は、次の第二ポリッシング工程において使用する研磨液が同一のものである場合、省略することもできる。また、第一ポリッシング工程で使用する硬質ポリシャは、特に限定されず、目標とする表面粗さ、磁気ディスク用ガラス基板の端部形状等によって適宜選択することが可能である。 The magnetic disk glass substrate that had undergone the above polishing process was washed by sequentially immersing it in each washing tank of neutral detergent, pure water, pure water, IPA, and IPA (steam drying). In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank. Further, this cleaning step can be omitted when the polishing liquid used in the next second polishing step is the same. The hard polisher used in the first polishing step is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the target surface roughness, the end shape of the glass substrate for magnetic disk, and the like.
(6) 第二ポリッシング工程(鏡面研磨工程)
次に、前述した遊星歯車機構を利用した両面研磨装置を用い、研磨パッドを変えて第二ポリッシング工程を実施した。使用した発泡樹脂は、材料樹脂の硬度が樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度で130kg/cm2のポリエステル系ポリウレタンとした。電子顕微鏡で観察したときの研磨パッド表面に開口する発泡ポアの開口径(平均径)は40μmである。[電子顕微鏡で観察した研磨パッド表面の発泡ポアの開口径/樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度]は0.31μm・cm2/kgである。研磨パッドは、研磨パッドの表面粗さRz(Rzは十点平均粗さ)が1μm〜10μmの範囲内にあるものを選定した。研磨パッドのアスカーC硬度は75とした。
(6) Second polishing process (mirror polishing process)
Next, using the double-side polishing apparatus using the planetary gear mechanism described above, the second polishing step was carried out by changing the polishing pad. The foamed resin used was a polyester-based polyurethane having a material resin hardness of 130 kg / cm 2 in terms of resin modulus (100% elongation modulus) hardness. The opening diameter (average diameter) of the foamed pores opened on the surface of the polishing pad when observed with an electron microscope is 40 μm. [Aperture diameter of the pores on the surface of the polishing pad / resin modulus (100% elongation modulus) hardness observed with an electron microscope] is 0.31 μm · cm 2 / kg. As the polishing pad, a polishing pad having a surface roughness Rz (Rz is a ten-point average roughness) in the range of 1 μm to 10 μm was selected. The polishing pad had an Asker C hardness of 75.
研磨液は、研磨砥粒(研磨剤)として酸化セリウム(平均粒径0.5μm)を選択し、超純水と混合したスラリー(遊離砥粒)を用いた。
その他の研磨条件は、
荷重(付圧):50〜150g/cm2
研磨時間:10〜15分
除去量:3〜5μmである。
As the polishing liquid, cerium oxide (average particle size 0.5 μm) was selected as polishing abrasive grains (abrasive), and a slurry (free abrasive grains) mixed with ultrapure water was used.
Other polishing conditions are:
Load (applied pressure): 50 to 150 g / cm 2
Polishing time: 10-15 minutes Removal amount: 3-5 μm.
(7) 洗浄工程
上記第二ポリッシング工程を終えた磁気ディスク用ガラス基板を、硫酸に浸漬して洗浄を行った。なお、各洗浄槽には超音波を印加した。さらに、中性洗剤、純水、純水、IPA、IPA(蒸気乾燥)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
(7) Cleaning step The magnetic disk glass substrate after the second polishing step was immersed in sulfuric acid for cleaning. In addition, ultrasonic waves were applied to each cleaning tank. Furthermore, it wash | cleaned by immersing in each washing tank of neutral detergent, a pure water, a pure water, IPA, and IPA (steam drying) one by one.
(8) 化学強化工程
次に、上記ラッピング、ポリッシング、洗浄工程を終えた磁気ディスク用ガラス基板に化学強化を施した。化学強化には、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塩を用意し、この化学強化塩を375℃に加熱し、300℃に予熱された洗浄済みの磁気ディスク用ガラス基板を約3時間浸漬して行った。この浸漬の際に、磁気ディスク用ガラス基板の表面全体が化学強化するように、複数の磁気ディスク用ガラス基板が端面で保持されるようにホルダーに収納した状態で行った。
(8) Chemical strengthening process Next, the glass substrate for magnetic disks which finished the said lapping, polishing, and washing | cleaning process was chemically strengthened. For chemical strengthening, a chemically strengthened salt prepared by mixing potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) is prepared. This chemically strengthened salt is heated to 375 ° C and preheated to 300 ° C for a washed magnetic disk. The glass substrate was immersed for about 3 hours. In this immersion, the plurality of magnetic disk glass substrates were housed in a holder so as to be held at the end surfaces so that the entire surface of the magnetic disk glass substrate was chemically strengthened.
このように、化学強化塩に浸漬処理することによって、磁気ディスク用ガラス基板表層のリチウムイオン、ナトリウムイオンは、化学強化塩中のナトリウムイオン、カリウムイオンにそれぞれ置換され磁気ディスク用ガラス基板は強化される。磁気ディスク用ガラス基板の表層に形成された圧縮応力層の厚さは、約100〜200μmであった。上記化学強化を終えた磁気ディスク用ガラス基板を20℃の水槽に浸漬して急冷し、約10分維持した。 As described above, by immersing in the chemically strengthened salt, the lithium ion and sodium ion on the surface layer of the magnetic disk glass substrate are replaced with the sodium ion and potassium ion in the chemically strengthened salt, respectively, and the magnetic disk glass substrate is strengthened. The The thickness of the compressive stress layer formed on the surface layer of the glass substrate for magnetic disks was about 100 to 200 μm. The glass substrate for magnetic disk that had been subjected to the above chemical strengthening was immersed in a 20 ° C. water bath for rapid cooling and maintained for about 10 minutes.
(9) 洗浄工程
上記急冷を終えた磁気ディスク用ガラス基板を、硫酸に浸漬し、超音波をかけながら洗浄を行った。このようにして得られた磁気ディスク用ガラス基板表面の表面粗さをAFMで測定したところ、鏡面状態であり、その値は、Rmax=3.42nm、Ra=0.35nmであった。また、微小うねりの平均粗さRa'は、0.33nmであり、良好な結果が得られた。
(9) Washing Step The glass substrate for magnetic disk after the rapid cooling was immersed in sulfuric acid and washed while applying ultrasonic waves. The surface roughness of the surface of the magnetic disk glass substrate thus obtained was measured by AFM. As a result, it was in a mirror state, and the values were Rmax = 3.42 nm and Ra = 0.35 nm. Moreover, the average roughness Ra ′ of the fine waviness was 0.33 nm, and good results were obtained.
(10) 磁気ディスクの製造工程
上述した工程を経て得られた磁気ディスク用ガラス基板に対し、スパッタリング装置にて、NiAlシード層、CrV下地層、CoPtCrB磁性層、水素化カーボン保護層を成膜し、ディップ法によりパーフルオロポリエーテル潤滑層を形成して磁気ディスクを作製した。
(10) Magnetic disk manufacturing process A NiAl seed layer, a CrV underlayer, a CoPtCrB magnetic layer, and a hydrogenated carbon protective layer are formed on a glass substrate for a magnetic disk obtained through the above-described processes using a sputtering apparatus. Then, a perfluoropolyether lubricating layer was formed by a dip method to produce a magnetic disk.
なお、得られた磁気ディスクは、AEセンサーを用いたグライド高さ、ロードアンロード耐久試験(60万回の連続ロードアンロード)を行ったところ、グライド高さは4.8nmであった。また、ロードアンロード耐久性試験においても、フライスティクション障害やヘッドクラッシュ障害を起こすことは無かった。
この試験例の結果は、図3の表では、実施例1として掲げる。
The obtained magnetic disk was subjected to a glide height and load / unload durability test (600,000 continuous load / unload) using an AE sensor, and the glide height was 4.8 nm. In the load / unload durability test, there was no fly stiction failure or head crash failure.
The results of this test example are listed as Example 1 in the table of FIG.
次に、別の試験例として、第二ポリッシング工程で使用した研磨パッドを図3に掲げる表のように選択した(実施例2〜5)。なお、図3に掲げない事項については、実施例1と同様である。発泡ポアの開口径の調整は、発泡形態による調整と、発泡樹脂層の表面ドレスによる調整を併せて行うことにより実施した。 Next, as another test example, the polishing pad used in the second polishing step was selected as shown in the table shown in FIG. 3 (Examples 2 to 5). Note that items not listed in FIG. 3 are the same as those in the first embodiment. Adjustment of the opening diameter of the foaming pore was carried out by performing both adjustment by the foaming form and adjustment by the surface dress of the foamed resin layer.
実施例2〜5において実施したロードアンロード耐久試験(60万回の連続ロードアンロード)においても、実施例1と同様に、フライスティクション障害やヘッドクラッシュ障害は発生しなかった。 In the load / unload endurance test (600,000 continuous load / unload) performed in Examples 2 to 5, as in Example 1, no fly stiction failure or head crash failure occurred.
図3に掲げるように、実施例1〜4の試験例では、グライド高さ5.0nm以下を実現できることが判る。また、実施例1〜5の試験例では、グライド高さ6.0nm以下を実現できることが判る。 As shown in FIG. 3, in the test examples of Examples 1 to 4, it can be seen that a glide height of 5.0 nm or less can be realized. Moreover, in the test example of Examples 1-5, it turns out that glide height 6.0nm or less is realizable.
次に、別の試験例として、第二ポリッシング工程で使用した研磨パッドを図3に掲げる表のように選択した(比較例1〜4)。なお、ここでいう比較例1〜4とは、本発明の第2の手段又は第3の手段に関する発明についての比較例という意味であって、第1の手段については試験例である。なお、この比較例1〜4の発泡樹脂は、ポリカーボネイト系ポリウレタンである。 Next, as another test example, the polishing pad used in the second polishing step was selected as shown in the table shown in FIG. 3 (Comparative Examples 1 to 4). In addition, Comparative Examples 1-4 here means the comparative example about the invention regarding the 2nd means or 3rd means of this invention, Comprising: About the 1st means, it is a test example. The foamed resins of Comparative Examples 1 to 4 are polycarbonate polyurethane.
以上の試験例(実施例、比較例)における結果は、図3にまとめて表にして示した通りである。比較例1〜4では、微小うねりRa'を0.35nm以下にできないとともに、グライド高さが7nm以上となってしまうので、磁気ヘッドの浮上量を10nm以下とすることができない。 The results in the above test examples (Examples and Comparative Examples) are as shown in the table in FIG. In Comparative Examples 1 to 4, the microwaviness Ra ′ cannot be made 0.35 nm or less and the glide height becomes 7 nm or more, so that the flying height of the magnetic head cannot be made 10 nm or less.
なお、比較例1〜4では、ロードアンロード耐久試験においてフライスティクション障害が発生した。このため、ロードアンロードは20万回程度しか耐久できなかった。従って、本発明によれば、ロードアンロード方式用磁気ディスクで特に課題となるフライスティクション障害を好適に防止することができることが判る。 In Comparative Examples 1 to 4, a fly stiction failure occurred in the load / unload durability test. For this reason, the load / unload could only endure about 200,000 times. Therefore, according to the present invention, it can be seen that the fly stiction failure which is a particular problem in the load / unload type magnetic disk can be suitably prevented.
図4は、図3の表における発泡ポアの開口径Bと発泡樹脂層の材料樹脂硬度Aの比率(B/A)とガラス基板表面の微小うねりの大きさとの対応関係をグラフにしたものである。図4に示されるように、B/Aと微小うねりの大きさには、因果関係が存在することが判る。 FIG. 4 is a graph showing the correspondence between the ratio (B / A) of the opening diameter B of the foamed pore and the material resin hardness A of the foamed resin layer in the table of FIG. 3 and the size of the microwaviness on the surface of the glass substrate. is there. As shown in FIG. 4, it can be seen that there is a causal relationship between B / A and the size of the microwaviness.
以上のことから、本発明の目的を達成するためには、発泡ポアの開口径Bと、発泡樹脂層の材料樹脂の硬度Aとを、同時に管理する必要があり、また、発泡ポアの開口径Bと材料樹脂硬度Aとの比率(B/A)を選定することによって、B/Aとガラス基板表面の微小うねりとの因果関係を利用して、ガラス基板の微小うねりの大きさを所望の値にすることができることがわかる。したがって、実際に製品を生産する際に、その製品に要求される微小うねりの大きさが定まったら、上記求めた対応関係に基づいて発泡ポアの開口径Bと材料樹脂硬度Aとの比率(B/A)を選定し、その選定した研磨パッドを用いて上記(6)第二ポリッシング工程を実施して製品を製造する。これにより、所望の微小うねりを有する磁気ディスク用ガラス基板製品を安定して確実に得ることができる。 From the above, in order to achieve the object of the present invention, it is necessary to simultaneously manage the opening diameter B of the foamed pore and the hardness A of the material resin of the foamed resin layer. By selecting the ratio (B / A) of B to the material resin hardness A, the size of the microwaviness of the glass substrate can be set to a desired value by utilizing the causal relationship between B / A and the microwaviness of the glass substrate surface. It can be seen that it can be a value. Therefore, when the size of the microwaviness required for the product is determined when the product is actually produced, the ratio of the opening diameter B of the foamed pore to the material resin hardness A (B / A) is selected, and the product is manufactured by performing the above-mentioned (6) second polishing step using the selected polishing pad. Thereby, the glass substrate product for magnetic disks which has the desired micro wave | undulation can be obtained stably and reliably.
また、前記B/Aとして、0.6μm・cm2/kg以下となる研磨パッドであれば、微小うねりRa'が0.35nm以下にできるとともに、グライド高さを6nm以下とすることができる。例えばロードアンロード方式用などの、より低グライド高さが求められる場合には、B/Aとして、0.5μm・cm2/kg以下とすることが好ましい。この場合、グライド高さを5nm以下とすることができるからである。なお、B/Aとしての下限は特に定めるものではないが、実用上、0を超える値であることが必要である。また、発泡樹脂の材料樹脂の硬度が120kg/cm2以上であり、且つ同時に、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径が65μm以下の研磨パッドであれば、微小うねりRa'が0.35nm以下にできるとともに、グライド高さを6nm以下とすることができる。例えばロードアンロード方式用などの、より低グライド高さが求められる場合には、発泡樹脂の材料樹脂の硬度が130kg/cm2以上であり、且つ同時に、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径が60μm以下の研磨パッドとすることが好ましい。この場合、グライド高さを5nm以下とすることができるからである。 Further, if the polishing pad is 0.6 μm · cm 2 / kg or less as the B / A, the microwaviness Ra ′ can be 0.35 nm or less, and the glide height can be 6 nm or less. For example, when a lower glide height is required, such as for a load / unload system, the B / A is preferably 0.5 μm · cm 2 / kg or less. This is because the glide height can be 5 nm or less in this case. The lower limit of B / A is not particularly defined, but it is necessary that the value be practically greater than 0. In addition, if the hardness of the foam resin material resin is 120 kg / cm 2 or more and at the same time the polishing pad has an opening diameter of the foam pores of 65 μm or less, the micro waviness Ra ′ is 0.35 nm or less. In addition, the glide height can be 6 nm or less. For example, when a lower glide height is required, such as for a load / unload system, the hardness of the foam resin material resin is 130 kg / cm 2 or more, and at the same time, the opening diameter of the foam pores on the surface of the polishing pad is A polishing pad of 60 μm or less is preferable. This is because the glide height can be 5 nm or less in this case.
なお、より安全に磁気ヘッドを浮上させるためには、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径が40μm以下の研磨パッドとすることが好ましい。この場合、グライド高さを確実に5nm未満とすることができるからである(例えば実施例1)。なお、発泡樹脂の材料樹脂の硬度とてしは、硬度が大きければ大きいほど好ましいが、実用上の観点から、200kg/cm2以下という上限値を与えることができる。また、発泡ポアの開口径としては、小さければ小さいほど好ましいが、実用上、0を超える値であることが必要である。 In order to float the magnetic head more safely, it is preferable to use a polishing pad having a foam pore opening diameter of 40 μm or less on the surface of the polishing pad. In this case, it is because the glide height can be surely made less than 5 nm (for example, Example 1). The hardness of the material resin of the foamed resin is preferably as high as possible, but an upper limit of 200 kg / cm 2 or less can be given from a practical viewpoint. The opening diameter of the foamed pore is preferably as small as possible, but practically needs to be a value exceeding 0.
なお、本実施形態に係る磁気ディスク用ガラス基板の硝種、サイズ等については特に限定されない。硝種としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノ珪酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、結晶化ガラスなどが上げられる。平滑性の点では、一般に結晶化ガラスよりもアモルファスガラスがよく、特に、機械的強度や、耐衝撃性、耐振動性等の点からアルミノシリケートガラスなどの化学強化ガラスが好ましい。 The glass type, size, etc. of the magnetic disk glass substrate according to the present embodiment are not particularly limited. Examples of the glass type include aluminosilicate glass, soda lime glass, soda aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass, quartz glass, and crystallized glass. In terms of smoothness, amorphous glass is generally better than crystallized glass, and chemically tempered glass such as aluminosilicate glass is particularly preferred from the viewpoint of mechanical strength, impact resistance, vibration resistance, and the like.
アルミノシリケートガラスとしては、SiO2:58〜75重量%、Al2O3:5〜23重量%、Li2O:3〜10重量%、Na2O:4〜13重量%を主成分として含有する化学強化ガラスなどが好ましい。また、近年では、高い平滑性を有する磁気ディスク用ガラス基板が求められていることから、結晶化ガラスの結晶粒径が100nm以下の結晶化ガラス基板の開発が行われている。結晶化ガラスは、機械的強度がアモルファスガラスと比べて大きく、また製造工程上、ダイヤモンドペレットによる研削加工を行うなどの利点から平坦性に優れ、且つ高い平滑性の磁気ディスク用ガラス基板が得られるので好ましい。 The aluminosilicate glass, SiO 2: containing 4-13% by weight as the main component: 58 to 75 wt%, Al 2 O 3: 5~23 wt%, Li 2 O: 3 to 10 wt%, Na 2 O Chemical tempered glass is preferred. In recent years, since a glass substrate for a magnetic disk having high smoothness has been demanded, a crystallized glass substrate having a crystal grain size of 100 nm or less has been developed. Crystallized glass has a higher mechanical strength than amorphous glass, and is excellent in flatness due to advantages such as grinding with diamond pellets in the manufacturing process, and a glass substrate for magnetic disks with high smoothness can be obtained. Therefore, it is preferable.
また、研磨液としては、酸化セリウム遊離砥粒を好適に用いることができる。研磨液に含まれる研磨砥粒の平均粒径としては、0.04μm〜0.8μmの研磨砥粒を選択するとよい。また、鏡面研磨時のガラス基板へ加える付圧としては、50〜150g/cm2がよい、研磨パッドの表面粗さRzは、20μm以下とするのがよい、特に好ましくは10μm以下である。20μmを超えるとグライド高さを低減することが困難となる場合がある。グライド高さを確実に5nm以下とし、ロードアンロード用途に特に好適な磁気ディスク用ガラス基板又は磁気ディスクを得る観点からは、Rzを10μm以下とすることが好適である。
本発明で得ようとする磁気ディスク用ガラス基板の主表面の表面粗さとしては、Rmaxで6nm以下、Raで0.6nm以下の鏡面であることが好ましい。この表面粗さを超えると、グライド高さを6nm以下とすることが困難となるからである。特に好ましくは、Rmaxで5nm以下、Raで0.5nm以下である。
また、磁気ディスク用ガラス基板上に形成する磁性層の材料には特に制限はない。磁性層としては、例えば、Coを主成分と磁性膜が挙げられる。また、必要に応じ、磁気ディスク用ガラス基板と磁性層との間に、シード層や下地層を、磁性層上に保護層や潤滑層を設けてもよい。
Further, as the polishing liquid, cerium oxide free abrasive grains can be suitably used. As an average particle diameter of the polishing abrasive grains contained in the polishing liquid, it is preferable to select polishing abrasive grains of 0.04 μm to 0.8 μm. The pressure applied to the glass substrate during mirror polishing is preferably 50 to 150 g / cm 2 , and the surface roughness Rz of the polishing pad is preferably 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less. If it exceeds 20 μm, it may be difficult to reduce the glide height. From the viewpoint of obtaining a glass substrate for magnetic disk or a magnetic disk particularly suitable for load / unload applications with a glide height of 5 nm or less, Rz is preferably 10 μm or less.
The surface roughness of the main surface of the glass substrate for a magnetic disk to be obtained in the present invention is preferably a mirror surface having an Rmax of 6 nm or less and an Ra of 0.6 nm or less. If the surface roughness is exceeded, it is difficult to make the glide height 6 nm or less. Particularly preferably, Rmax is 5 nm or less, and Ra is 0.5 nm or less.
The material of the magnetic layer formed on the magnetic disk glass substrate is not particularly limited. Examples of the magnetic layer include a magnetic film containing Co as a main component. If necessary, a seed layer and an underlayer may be provided between the magnetic disk glass substrate and the magnetic layer, and a protective layer and a lubricating layer may be provided on the magnetic layer.
シード層としては、その上に形成される下地層や磁性層の結晶粒径を制御する役割があり、例えば、NiAl、CrNi、CrTiなどの材料が挙げられる。下地層としては、磁気特性の向上を目的として設けられ、例えば、Cr、Mo、V、Ta、Ti、W、B、Al、Ni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からなる非磁性膜が挙げられる。下地層は単層でも複数層でもかまわない。保護層としては、機械的耐久性、耐食性等のために設けられ、例えば、Cr、Cr合金、カーボン、水素化カーボン、窒化カーボン、ジルコニア、SiO2などが挙げられる。潤滑層としては、磁気ヘッドとの吸着防止、摩擦係数の低減のために設けられ、パーフルオロポリエーテル潤滑剤などが一般的に使用される。 The seed layer has a role of controlling the crystal grain size of the underlayer and magnetic layer formed thereon, and examples thereof include materials such as NiAl, CrNi, and CrTi. The underlayer is provided for the purpose of improving magnetic properties, and is made of, for example, a non-magnetic material made of at least one material selected from nonmagnetic metals such as Cr, Mo, V, Ta, Ti, W, B, Al, and Ni. An example is a magnetic film. The underlayer may be a single layer or a plurality of layers. The protective layer is provided for mechanical durability, corrosion resistance, and the like, and examples thereof include Cr, Cr alloy, carbon, hydrogenated carbon, carbon nitride, zirconia, and SiO 2 . The lubricating layer is provided to prevent adsorption with the magnetic head and reduce the friction coefficient, and a perfluoropolyether lubricant or the like is generally used.
本発明は、磁気ヘッドの浮上量が安定して非常に低く(例えば、10nm以下)できるように、磁気ディスク用ガラス基板表面の微小うねりを精度よく制御できる磁気ディスク用ガラス基板の製造及び磁気ディスクの製造又はLUL(ロードアンロード)方式に好適な磁気ディスク用ガラス基板の製造に利用できる。 The present invention provides a magnetic disk glass substrate manufacturing method and a magnetic disk capable of accurately controlling the microwaviness on the surface of the magnetic disk glass substrate so that the flying height of the magnetic head can be stabilized and very low (for example, 10 nm or less). Or a glass substrate for a magnetic disk suitable for the LUL (load / unload) method.
1 研磨用キャリア
4 磁気ディスク用ガラス基板
5 研磨装置
53 上定盤
53a 研磨パッド
54 下定盤
530a 基体
531a 基層(ベース層)
532a 研磨層(発泡樹脂層層)
533a 発泡ポア
534a 発泡ポア開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
532a Polishing layer (foamed resin layer)
Claims (6)
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度をAとし、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径をBとしたときに、Aに対するBの比率(B/A)と、この研磨パッドを用いて前記鏡面研磨した後の前記ガラス基板表面の微小うねりの大きさとが、一定の対応関係にあるという現象を利用し、
この対応関係をあらかじめ試験的に求めておき、
この求めた対応関係に基づいて、所望の微小うねりの大きさに対応するAに対するBの比率(B/A)を決定し、
この決定した比率(B/A)となるA及びBの値を決定し、
この決定したA及びBの値を有する研磨パッドを用いて鏡面研磨することによって、表面の微小うねりが所望の大きさを有する磁気ディスク用ガラス基板を得ることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
When the hardness of the material resin of the foamed resin is A and the opening diameter of the foamed pore on the surface of the polishing pad is B, the ratio of B to A (B / A) and the mirror polishing is performed using this polishing pad. Utilizing the phenomenon that the size of the micro-waviness on the surface of the glass substrate later has a certain correspondence relationship,
This correspondence is obtained on a trial basis in advance.
Based on the obtained correspondence relationship, the ratio of B to A (B / A) corresponding to the desired microwaviness size is determined,
Determine the values of A and B to be this determined ratio (B / A),
A glass substrate for a magnetic disk having a desired surface undulation by mirror polishing with a polishing pad having the determined values A and B. Production method.
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度をAとし、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径をBとしたときに、Aに対するBの比率(B/A)が、0.6μm・cm2/kg以下となる研磨パッドを選択し、この研磨パッドを用いて鏡面研磨することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
ただし、Bは研磨パッド表面の発泡ポアの開口径[μm]であって、Aは、発泡樹脂の材料樹脂の硬度であって、樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度[kg/cm2]のことをいう。 A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
When the hardness of the material resin of the foamed resin is A and the opening diameter of the foamed pore on the polishing pad surface is B, the ratio of B to A (B / A) is 0.6 μm · cm 2 / kg or less. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk, comprising: selecting a polishing pad to be mirror-polished using the polishing pad.
However, B is the opening diameter [μm] of the foaming pore on the surface of the polishing pad, A is the hardness of the material resin of the foamed resin, and the resin modulus (100% elongation modulus) hardness [kg / cm 2] Say.
前記発泡樹脂の材料樹脂の硬度Aが120kg/cm2以上であり、且つ、研磨パッド表面の発泡ポアの開口径Bが65μm以下の研磨パッドを選択し、この研磨パッドを用いて鏡面研磨することを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。ただし、Aは、発泡樹脂の材料樹脂の硬度であって、樹脂モジュラス(100%伸長モジュラス)硬度[kg/cm2]のことであって、Bは、研磨パッド表面を電子顕微鏡で観察したときに得られる発泡樹脂層の発泡ポアの開口径[μm]のことをいう。 A method for producing a glass substrate for a magnetic disk comprising a step of applying a polishing pad having a foamed resin layer to a glass substrate and mirror-polishing both main surfaces of the glass substrate with the polishing pad while supplying a polishing liquid,
A polishing pad in which the hardness A of the material resin of the foamed resin is 120 kg / cm 2 or more and the opening diameter B of the foaming pore on the polishing pad surface is 65 μm or less is selected, and mirror polishing is performed using this polishing pad. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk. However, A is the hardness of the resin material of the foamed resin and is the resin modulus (100% elongation modulus) hardness [kg / cm 2 ], and B is when the surface of the polishing pad is observed with an electron microscope It means the opening diameter [μm] of the foamed pore of the foamed resin layer obtained.
ただし、Rzは十点平均粗さとする。 The method for producing a glass substrate for a magnetic disk according to claim 1, wherein the surface roughness of the polishing pad surface is 20 μm or less in terms of Rz.
However, Rz is a ten-point average roughness.
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