用于磁記錄介質的硅襯底和磁記錄介質的制作方法

專利名稱：用于磁記錄介質的硅襯底和磁記錄介質的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于作為信息設備的記錄介質的小型磁記錄介質的硅襯底，以及采用該襯底的磁記錄介質。
背景技術：
隨著各種信息設備近來的發展，磁記錄介質的存儲容量平穩提高。特別是，在計算機外部存儲器中起重要作用的磁盤在記錄容量和記錄密度上年年都在提高，并且需求發展更高密度的記錄。例如，隨著膝上個人計算機和掌上個人計算機的發展，要求尺寸小、耐沖擊的記錄單元，因此要求實現高密度記錄和具有高機械強度的磁記錄介質。另外，近來，導航系統和便攜音樂播放器都采用了微型磁記錄介質。
通常，作為用于作為磁記錄介質的磁盤的襯底，使用鋁合金襯底、通過在鋁合金襯底的表面上鍍敷NiP形成的襯底、和玻璃襯底。然而，鋁合金襯底的耐磨性和可加工性較差，為彌補這些缺陷應用NiP鍍敷，但經過NiP鍍敷的襯底在受到高溫處理時存在易彎曲和變為磁性的問題。此外，玻璃襯底存在下面問題產生形變層、其被強化時在表面受到壓應力、以及玻璃襯底在受熱時容易彎曲。
對于直徑為1英寸(27.6mm)或0.85英寸(21.6mm)能夠進行高密度記錄的微型磁記錄介質，襯底彎曲是致命缺陷。作為微型磁記錄介質的襯底，期望使用盡可能薄、在外力作用下基本上不變形、和具有容易形成磁記錄層的光滑表面的材料。
因此，已經提出將通常用作半導體器件襯底的硅用作磁記錄介質襯底(例如，參見專利文獻1)。
單晶硅具有許多優點比重較低、楊氏模量較高、熱膨脹系數較低、比鋁的高溫特性更好、和具有導電性，而且單晶硅優選為磁記錄介質的襯底材料。襯底直徑越小則受到的沖擊就越弱，并且即使使用硅襯底時也可實現耐用的磁記錄裝置。
通常，為制造用于磁記錄介質的襯底，首先通過拉單晶方法形成單晶硅錠。然后，在中心形成圓形通孔，然后將錠切割成預定厚度。
使用磨石斜切所切割的環形盤的中心圓孔和外周的邊緣、然后對兩個表面進行研磨或拋光并且鏡面磨光所述表面，最后使用該盤。
在上述制造過程中，通過將硅襯底容納在輸運處理盒中而運送，但是硅襯底材料易碎，并且容易發生碎裂和破裂。如果硅襯底碎裂或破裂，則不僅會降低磁記錄介質的產率而且造成記錄或再現期間的錯誤、或者記錄或再現期間由于與處理盒的摩擦而產生的顆粒所引起的磁頭破裂。
為獲得無破裂磁記錄介質襯底和易碎材料例如硅的薄片，已經提出長度大于等于0.03mm且小于等于0.15mm、襯底內周和外周的斜切角大于等于20度且小于等于24度的加工方法(例如參見專利文獻2)。
圖5示出用于磁記錄介質的常規硅襯底的縱向截面圖。圖5中，在襯底1的主面2和3以及端面4之間，提供以大于等于20度且小于等于24度的角α傾斜的斜切部分。將這些斜切部分的長度L設置為大于等于0.03mm且小于等于0.15mm。盡管圖中沒有示出，但在襯底內周部分上也提供有相同的斜切部分。這樣，通過采用具有這樣外周部分形狀的襯底，可降低制造過程中由于操作或掉落造成的襯底缺陷，例如碎裂及破裂等等，并且大大提高了產率。
此外，在玻璃襯底中，為實現高密度記錄，已經嘗試使磁頭相對于磁記錄介質低浮動，記錄和再現方法逐漸地從接觸起停(CSS)方法變為加載/卸載方法(斜坡加載方法)。在這些記錄和再現方法中，還需要具有在記錄或再現期間無錯以及記錄或再現期間磁頭不破裂的高加載可靠性的襯底。
作為滿足該要求的襯底，已經提出具有半徑大于等于0.003mm且小于等于0.2mm的彎曲部分的襯底，該彎曲部分至少設置在襯底端面和斜切部分之間或者襯底主面和斜切部分之間(例如，參見專利文獻3)。
使用該襯底可獲得具有在記錄或再現期間無錯以及記錄或再現期間磁頭不破裂的高加載可靠性的磁記錄介質。
專利文獻1日本未審查專利申請，首次公開No.H06-76282。
專利文獻2日本未審查專利申請，首次公開No.H07-249223。
專利文獻3日本未審查專利申請，首次公開No.2002-100031。

發明內容
然而，在制造過程所采用的處理盒中，將襯底端面置于處理盒的襯底接收部分上，并且因為硅襯底易碎，所以具有專利文獻2或專利文獻3中所述外周形狀的硅襯底可能由于沖擊而產生襯底端面上的碎裂或破裂，并且由這幾點開始，襯底破裂或與處理盒摩擦并產生灰塵，灰塵成為顆粒并與襯底混合，而這變成缺陷磁記錄介質的來源。
因此，本發明的目標在于提供一種即使當襯底是由易碎材料制成的硅襯底時在制造過程中在襯底外周上也基本不碎或者破裂的襯底，并提供一種襯底的硅形式，其可以防止從襯底端面形成的粉塵，并防止由于與處理盒摩擦而形成的粉塵。
為解決上述問題，本發明提供(1)一種用于磁記錄介質的硅襯底，其被提供有在襯底的主面和端面之間的斜切部分，其中所述主面和外周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和外周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
(2)一種用于磁記錄介質的硅襯底，其被提供有在襯底的主面和端面之間的斜切部分，其中所述主面和內周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和內周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
(3)如(1)中所列舉的用于磁記錄介質的硅襯底，其中在所述主面和內周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和內周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
(4)如(1)或(2)中所列舉的用于磁記錄介質的硅襯底，其中彎曲部分被插入在所述襯底的主面和斜切部分之間，當通過介質的截面觀察時，所述彎曲部分的半徑大于0.01mm且小于0.3mm。
(5)如(4)中所列舉的用于磁記錄介質的硅襯底，其中所述彎曲部分位于所述襯底的外周側上。
(6)如(4)中所列舉的用于磁記錄介質的硅襯底，其中所述彎曲部分位于所述襯底的內周側上。
(7)一種磁記錄介質，其中在(5)或(6)所列舉的用于磁記錄介質的硅襯底的主面上形成有至少一個磁性層。
根據本發明，用于磁記錄介質的硅襯底中具有在襯底主面和端面之間的斜切部分，主面和外周側端面之間的斜切部分長度為0.1±0.03mm，并且主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角為45度±5度，從而將襯底穩定地置于制造過程所用的處理盒中的襯底接收部分上，并且沒有由于沖擊造成的襯底端面碎裂、沒有從碎裂起始點開始的襯底開裂、也沒有由于與處理盒摩擦所造成的粉塵，消除了產生缺陷磁記錄介質的原因并提高了產率。


圖1是本發明用于磁記錄介質的硅襯底的截面圖；圖2示出測量彎曲部分半徑R的一個方法；圖3是示出處理盒的外部透視圖；圖4示出將硅襯底置于處理盒內的襯底接收部分的狀態；以及圖5是常規用于磁記錄介質的硅襯底的截面圖的實例。
附圖標記說明1硅襯底2，3主面4外周端面5內周端面；6外周斜切部分7內周斜切部分11框架12隔板13襯底接收部分具體實施方式
下面將詳細說明本發明。
圖1是本發明用于磁記錄介質的硅襯底在中心的截面圖，其中在盤的兩個表面上形成磁記錄主面2和3，在盤的最外周形成端面4，并在盤中心的環形環內側上形成內周端面5。在主面2和3以及外周端面4之間形成外周斜切部分6，在主面2和3以及內周端面5之間形成內周斜切部分7。
將主面2和3、外周端面4、內周端面5、外周斜切部分6、和內周斜切部分7都拋光成鏡面狀態。
在用于磁記錄介質的硅襯底1中，外周斜切部分6的長度L形成為0.1±0.03mm，主面2和3與外周斜切部分6之間的角α設置為45度±5度。如果外周斜切部分6的長度L超過0.13mm，則主面記錄區域的面積變小，并且存儲容量不會增加。此外，如果外周斜切部分6的長度L小于0.07mm，則當容納在處理盒中時硅襯底端面容易損壞。
如果主面2和3與外周斜切部分6之間的角α小于40度，則當將硅襯底容納在處理盒中時，從處理盒取出硅襯底和將硅襯底放入處理盒中都不順暢，并且襯底外周容易破裂。此外，如果主面2和3與外周斜切部分6間的角α超過50度，則不能獲得斜切部分的效果且容易發生破碎。
因此，通過將硅襯底的外周形成為上述形狀，穩定地將襯底置于處理盒的襯底接收部分上，從而能夠防止沖擊造成的襯底碎裂和從碎裂起始點開始的襯底開裂，并且防止與處理盒的摩擦所造成的粉塵。
對于用于磁記錄介質的硅襯底1的中心，主面2和3與內端面5之間的內周斜切部的長度L不特別受限于襯底強度，但是優選斜切部分盡可能地短，并且大約0.03mm的長度即足夠。主面2和3與內周斜切部分7之間的角β在20度或以上即足夠。
當然，還可將主面2和3與內周端面5之間內周斜切部分的長度L設置為0.1±0.03mm，并將主面2和3與內周斜切部分7之間的角設置為45度±5度。
而且，在本發明的用于磁記錄介質的硅襯底1中，當從介質截面觀察時，在主面2和3與外周斜切部分6之間的相交處和在外周端面4和外周斜切部分6之間的相交處，形成半徑R大于0.01mm且小于0.3mm的彎曲部分。
通過提供彎曲部分，由易碎材料制成的硅襯底角上不會碎裂，并且不會發生由于與處理盒的摩擦所導致的裂縫或形成粉塵，所述灰塵會變成顆粒并與襯底混合，減少了缺陷磁記錄介質的數量。
當通過介質截面觀察時，半徑為0.01mm到0.3mm的彎曲部分適用于各種尺寸的所有硅襯底，但是特別是，彎曲部分對于直徑為0.85到2.5英寸的襯底有效。
這里，參照附圖2說明測量彎曲部分的半徑R的方法。首先，畫出主面的延長線，并且將該延長線從彎曲部分分離的位置定義為起始點A。將距離主面上的起始點A為10μm遠的位置定義為B，并將距離起始點A為10μm遠的斜切部分上的位置定義為C。將經過三點A、B、和C的圓O的半徑定義為彎曲部分的半徑R。當將彎曲部分的半徑R設置為大于等于0.01mm且小于等于0.3mm時，可防止襯底角的碎裂。當R小于0.01mm時，該角度太陡以至于彎曲部分對于沖擊顯得脆弱，并且當操作或碰撞時，彎曲部分易碎裂。如果R超過0.3mm，則記錄數據的主面面積變小。因此，這是不優選的。
接下來說明將用于磁記錄介質的硅襯底容納在處理盒中的方法。
圖3是在制造用于磁記錄介質的硅襯底過程中采用的處理盒外部透視圖。在制造用于磁記錄介質的硅襯底過程中采用的處理盒10具有框架11中的多個隔板12，隔板由樹脂制成并且形似小船，以通過單獨地支撐硅襯底而容納硅襯底。通過將硅襯底置于隔板12間的底部上的襯底接收部分13上而容納硅襯底。
圖4示出將用于磁記錄介質的硅襯底1置于處理盒的襯底接收部分13上的狀態。如圖所示，由在外周主面2和3與外周斜切部分6之間的相交處S和S的點上的一對襯底接收部分13和13支撐用于磁記錄介質的硅襯底1。
在制造期間，對于每個過程經常將硅襯底放入處理盒和從處理盒取出，并且在輸運處理盒中施加振動，從而硅襯底外周可能會碎裂或破裂。因此，為防止制造期間硅襯底外周碎裂和破裂，必須將襯底接收部分和硅襯底外周形成為使得可以順暢地將硅襯底放入和取出、并可以穩定地保持硅襯底。
基于該觀點，通過考慮硅襯底外周的形狀，發現，最優選，主面和外周端面之間斜切部分的長度為0.1±0.03mm、以及主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角度為45度±5度。
而且，還發現可更優選地將半徑大于等于0.01mm且小于0.3mm的彎曲部分置于硅襯底的主面和外周側斜切部分之間。
為獲得具有主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分間的45度±5度角的硅襯底，例如通過適配經過加工的磨石來研磨硅襯底以在旋轉硅襯底時獲得45度±5度的預定角度。
為獲得具有主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分間的45度±5度角的硅襯底，和獲得置于主面和外周斜切部分之間的半徑大于等于0.01mm且小于0.3mm的彎曲部分，例如采用通過借助于隔板層疊多個硅襯底所形成的硅襯底層疊體。
隔板具有如硅襯底的在中心具有圓孔的盤形，并且當安裝時，每個隔板的端部(側面)從硅襯底外周斜切部分的邊緣向內延伸0到2mm(優選0.5到2mm)。隔板厚度優選為0.1到0.3mm。作為隔板材料，優選比硅襯底更軟的材料例如聚氨基甲酸酯、壓克力、塑料，或者與用于研磨的研磨墊相同的材料。
首先，通過適配經過加工的磨石來研磨硅襯底層疊體的外周，以獲得45度±5度的預定角度，然后使用刷子進一步對其拋光。
作為拋光刷，優選使用直徑為200到500mm的柱形刷，以及由聚酰胺基纖維制成纖維直徑為0.05mm到0.3mm、纖維長度為1到10mm的螺旋設置的剛毛。
將該柱形拋光刷壓到硅襯底層疊體的外周上，當將拋光液施加到硅襯底層疊體外周和拋光刷之間的接觸面時，上下移動柱形刷以拋光硅襯底的外周端面，同時硅襯底層疊體以60rpm旋轉，而柱形刷在相反方向上以700到1000rpm旋轉，從而獲得主面和外周側斜切部分之間的邊界接觸點上的半徑為0.01到0.05mm的彎曲部分。
用水清洗已經以拋光刷拋光的硅襯底，并且對其主面進行第一次拋光。
第一次拋光是為了去除在上述加工后留下的缺陷和變形。
由已知的直排(in-line)拋光裝置進行第一次拋光，并且使用液體(膠態二氧化硅+水)作為拋光液，將負載設置為大約100gf/cm2(0.98N/cm2(相對壓力))，將拋光去除目標量設置為30μm，將下表面板的轉速設置為40rpm，將上表面板的轉速設置為35rpm，將中心齒輪轉速設置為大約14rpm，并將內齒輪的轉速設置為大約29rpm。
以水來清洗硅襯底，并在第一次拋光之后對硅襯底進行第二次拋光。
作為精加工拋光的第二次拋光的拋光條件為，將液體(膠態二氧化硅+水)用作拋光液，設置輕負載例如大約100gf/cm2(0.98N/cm2(相對壓力))，將拋光去除目標量設置為5μm，將下表面板的轉速設置為40rpm，將上表面板的轉速設置為35rpm，將中心齒輪轉速設置為大約14rpm，并將內齒輪的轉速設置為29rpm。
將經過第二次拋光步驟的硅襯底依次浸泡在中性清潔劑、純水、純水+IPA(異丙醇)、和IPA(蒸氣干燥)的清洗罐中，并以超聲波清洗。
通過上述過程，獲得用于磁記錄介質的硅襯底，其中襯底端面和斜切部分是鏡面，主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角度為45度±5度，外周斜切部分長度為0.1±0.03mm，另外將半徑大于等于0.01mm且小于0.3mm的彎曲部分設置在主面和外周側斜切部分之間。
將甚至由易碎硅制成的磁記錄介質襯底穩定地放在處理盒中的襯底接收部分上，沒有由于沖擊造成的襯底端面碎裂、沒有從碎裂起始點開始的襯底開裂、也沒有由于與處理盒摩擦所造成的粉塵，從而消除了產生缺陷磁記錄介質的原因并提高了產率。
在如上所述獲得的用于磁記錄介質的硅襯底的兩個表面上，根據常規方法，通過采用例如濺射設備，可依次形成CrMo基層、CoCrPtTa磁性層、和碳氫化物保護層，并通過浸漬方法形成全氟聚醚液體潤滑劑層，從而獲得磁記錄介質。
在這樣獲得的本發明磁記錄介質中，具有磁記錄層的主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角度為45度±5度，外周斜切部分長度為0.1±0.03mm，從而磁記錄介質端面和襯底基本不開裂，防止了從磁記錄介質端面形成的粉塵，也防止了由于與處理盒摩擦所造成的粉塵，從而可有效防止記錄和再現期間的錯誤以及記錄和再現期間的磁頭破裂。
(實例)采用二十個直徑為27.6mm(表示1英寸)、內直徑為7mm、厚度為0.381mm的硅襯底，并進行第一階段拋光、第二階段拋光、和內、外周端面研磨，從而將內、外周斜切部分和主面之間的角設置為45度。其后，通過上述方法拋光外周端面。即，通過由聚氨基甲酸酯制成厚度為0.2mm的隔板層疊一百個硅襯底，將隔板端部(側面)設置為由硅襯底外周斜切部分的邊緣向內約1mm，然后以刷子拋光層疊體。作為拋光刷，采用直徑為300mm的柱形刷，其具有由聚酰胺基纖維制成的纖維直徑為0.1mm、纖維長度為5mm的螺旋設置的剛毛。將該柱形拋光刷壓到硅襯底層疊體的外周上，當將拋光液提供到硅襯底層疊體外周和拋光刷之間的接觸面時，上下移動拋光刷以拋光硅襯底的外周端面，同時硅襯底層疊體以60rpm旋轉，而柱形拋光刷在相反方向上以800rpm旋轉，從而將主面和外周端面之間的邊界接觸部分形成為彎曲部分。另外，對主面進行第一次拋光和第二次拋光，從而制造用于磁記錄介質的硅襯底。
對于這樣獲得的二十個硅襯底，通過施加模擬在輸運盒中容納以及輸運襯底的振動而調查損壞狀態和襯底端面上形成的粉塵狀況。
按照下面步驟執行采用輸運盒的粉塵形成測試。
(1)將硅襯底容納在盒中并通過附接頂蓋封裝。
(2)為模擬輸運，將每個硅襯底向盒的底部和頂部移動10次。
(3)為模擬附接到盒和從盒中分離，將硅襯底放入盒的凹槽和從盒的凹槽取出10次。
完成步驟(1)、(2)、和(3)后，通過光學顯微鏡觀測襯底端面而核實襯底外周上的損壞狀態，并且調查0.1mm或更大的碎裂率。此外，通過光學顯微鏡在襯底外周測量產生的作為盒材料的聚碳酸酯的顆粒數。通過觀測二十個襯底，并比較通過以顆粒的計數除以襯底數(20)所得到的值，而進行該測量。這些結果在表1中示出。

(對比實例)作為比較，也以相同方式評估如下的硅襯底，所述硅襯底被形成為使得將與實例中相同的硅襯底主面和斜切部分之間的角設置為22度，并且將斜切部分長度設置為0.1mm。
由這些結果證明，對于由易碎材料制成的硅襯底，通過將襯底主面和斜切部分之間的角設置為45度，襯底成為其襯底端面上基本不碎裂或開裂的襯底，并且可防止從襯底端面生成的粉塵，還可防止由于與處理盒摩擦所造成的粉塵。
工業應用性根據本發明，在用于磁記錄介質的硅襯底中，提供主面和襯底端面之間的斜切部分，主面和外周側端面之間的斜切部分長度為0.1±0.03mm，主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角為45度±5度，從而將襯底穩定地置于在制造過程中所用的處理盒中的襯底接收部分上，沒有沖擊造成的襯底端面碎裂，沒有從碎裂起始點開始的襯底開裂，也沒有與處理盒摩擦所造成的粉塵，消除了產生缺陷磁記錄介質的原因并提高了產率。
權利要求
1.一種用于磁記錄介質的硅襯底，其被提供有在襯底的主面和端面之間的斜切部分，其中所述主面和外周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和外周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
2.一種用于磁記錄介質的硅襯底，其被提供有在襯底的主面和端面之間的斜切部分，其中所述主面和內周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和內周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
3.根據權利要求1的用于磁記錄介質的硅襯底，其中在所述主面和內周側端面之間的斜切部分的長度為0.1±0.03mm，以及所述主面與在主面和內周側端面間的斜切部分之間的角為45度±5度。
4.根據權利要求1或2的用于磁記錄介質的硅襯底，其中彎曲部分被插入在所述襯底的主面和斜切部分之間，當通過介質的截面觀察時，所述彎曲部分的半徑大于0.01mm且小于0.3mm。
5.根據權利要求4的用于磁記錄介質的硅襯底，其中所述彎曲部分位于所述襯底的外周側上。
6.根據權利要求4的用于磁記錄介質的硅襯底，其中所述彎曲部分位于所述襯底的內周側上。
7.一種磁記錄介質，其中在根據權利要求5或6中任一項的用于磁記錄介質的硅襯底的主面上形成有至少一個磁性層。
全文摘要
一種即使當襯底是由易碎材料制成的硅襯底時在襯底端面上也基本不碎裂或者開裂的襯底，并提供一種襯底，其防止從襯底端面生成粉塵和防止由于與處理盒摩擦而造成的粉塵。通過將襯底主面和外周側端面之間斜切部分的長度L設置為0.1±0.03mm，以及將主面與在主面和外周側端面之間的斜切部分的角α設置為45度±5度，而形成用于磁記錄介質的硅襯底。還可能在主面和襯底外周側斜切部分之間插入半徑大于等于0.01mm且小于0.3mm的彎曲部分。
文檔編號G11B5/73GK101019172SQ20058003095
公開日2007年8月15日 申請日期2005年9月16日 優先權日2004年9月17日
發明者會田克昭, 町田裕之, 羽根田和幸 申請人:昭和電工株式會社