專利名稱：制造用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的方法、用于磁記錄介質(zhì)的硅基底、磁記錄介質(zhì)以及磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于小尺寸磁記錄介質(zhì)的硅基底，該小尺寸磁記錄介質(zhì)用作用于數(shù)據(jù)處理裝置的記錄介質(zhì)。
要求于2004年8月17日提交的日本專利申請(qǐng)2004-237340和于2004年8月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)60/603,566的優(yōu)先權(quán)，在此引入其內(nèi)容作為參考。
背景技術(shù)：
伴隨著數(shù)據(jù)處理裝置的最近進(jìn)展，磁記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)記錄容量越來(lái)越增加。具體地說(shuō)，在作為計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器的重要介質(zhì)的磁盤中，存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)記錄密度每年都增加，因此需要以更高密度記錄數(shù)據(jù)的開發(fā)。例如，根據(jù)筆記本計(jì)算機(jī)或掌上型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，需要小尺寸和耐沖擊的磁記錄介質(zhì)，以及因此需要還具有高的機(jī)械強(qiáng)度的用于以更高密度記錄數(shù)據(jù)的小尺寸磁記錄介質(zhì)。最近，導(dǎo)航系統(tǒng)或便攜式音樂(lè)再現(xiàn)系統(tǒng)可以采用超小尺寸的磁記錄介質(zhì)。
通常將可以鍍敷有NiP的由鋁合金制成的基底或者玻璃基底用作用于磁盤的基底，該磁盤是如上所述的磁記錄介質(zhì)。由鋁合金制成的基底具有差的耐磨損和加工性能，因此進(jìn)行鍍敷NiP以便解決該問(wèn)題。然而，經(jīng)過(guò)NiP鍍敷的基底易于翹曲，并且當(dāng)在高溫下加工時(shí)可被磁化。另外，當(dāng)加工玻璃基底以使其強(qiáng)化時(shí)，在基底的表面中可能產(chǎn)生變形層，而且基底可能承受壓應(yīng)力，并且當(dāng)在高溫下加工時(shí)，玻璃基底也易于翹曲。
關(guān)于需要更高記錄密度的具有1英寸(即，25.4mm)或0.85英寸(即，21.6mm)直徑的超小尺寸磁記錄介質(zhì)，基底的翹曲是致命的問(wèn)題。因此，作為用于超小尺寸記錄介質(zhì)的基底，需要更薄的材料，該更薄的材料不容易被外力變形并且具有其上可以容易地形成磁記錄層的平滑表面。
因此，已提出將普遍用作用于半導(dǎo)體器件的襯底的硅基底用作磁記錄介質(zhì)(見例如參考文件1日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)，首次公開號(hào)H06-076282)。
與鋁相比，單晶硅具有更大的比重、更大的楊氏模量、更小的熱膨脹系數(shù)、優(yōu)越的高溫特性和電導(dǎo)率。具有許多優(yōu)點(diǎn)的這種單晶硅優(yōu)選作為用于磁記錄介質(zhì)的基底的材料。另外，基底的直徑越小，基底承受的沖擊力越小，并且即使由硅基底也可以制造具有耐久性的磁記錄裝置。
為了制造用于磁記錄介質(zhì)的硅基底，通常，首先通過(guò)牽拉方法制造單晶硅錠，然后將該硅錠切成具有特定厚度的切斷件材料(blank material)。
對(duì)各切斷件材料進(jìn)行研磨工藝，并在切斷件材料的中心處形成圓形通孔。采用磨石等對(duì)內(nèi)和外圍邊緣進(jìn)行倒棱(chamfering)。然后，對(duì)內(nèi)和外端面以及倒棱部分進(jìn)行拋光，以制造鏡面拋光的表面。最后，拋光主表面，然后采用基底。
用于硅基底的材料是脆的；因此，在上述制造工藝中易于產(chǎn)生裂紋或碎片。當(dāng)裂紋或碎片產(chǎn)生時(shí)，制造磁記錄介質(zhì)的成品率下降，而且產(chǎn)生的顆粒可能在寫/讀過(guò)程中造成誤差或者在寫/讀過(guò)程中造成磁頭的損毀。
為了由脆性材料得到無(wú)裂紋或碎片的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底，已提出了這樣的方法，其中對(duì)于圓形中心孔的內(nèi)周和基底的外周，將倒棱角設(shè)定為20°至24°，并將倒棱長(zhǎng)度設(shè)定為0.03mm至0.15mm(見例如參考文件2日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)，首次公開號(hào)H07-249223)。
圖12是用于磁記錄介質(zhì)的常規(guī)硅基底的縱向截面圖。在圖12中，在基底1的端面4與各主表面2和3之間，形成以20°至24°的角度傾斜的倒棱部分5。在基底的內(nèi)周也形成了類似的倒棱部分(未示出)。
根據(jù)基底的上述形狀，基底中的缺陷例如由于在制造工藝中加工或跌落基底導(dǎo)致的裂紋或碎片減少，因而成品率顯著提高。
另外，關(guān)于玻璃基底，將磁頭設(shè)計(jì)為低浮動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)高密度數(shù)據(jù)記錄，并且將寫/讀方法逐漸從CSS(接觸啟動(dòng)停止)方法切換為加載運(yùn)行方法(或斜坡加載方法)。這些寫/讀方法還需要可以被可靠地安裝且不造成在寫/讀過(guò)程中的寫/讀誤差或磁頭損毀的基底。
為了滿足上述需要，已提出了這樣的基底，其中采用其中顆粒懸浮的拋光液拋光基底的內(nèi)和外周端面，以使其表面粗糙度的算術(shù)平均粗糙度Ra達(dá)到0.001至0.04μm，以及表面粗糙度的最大高度Rmax達(dá)到小于等于0.5μm(見例如參考文件3日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)，首次公開號(hào)H11-221742)。
根據(jù)這樣的基底，即使當(dāng)傳送容納在處理盒(其是在制造工藝中存儲(chǔ)和傳送基底的容器)中的基底時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生裂紋或碎片，而且在寫/讀過(guò)程中不會(huì)發(fā)生寫/讀誤差或磁頭的損毀，從而提供可以可靠地安裝的磁記錄介質(zhì)。
為了在磁記錄介質(zhì)上寫入或讀出數(shù)據(jù)，介質(zhì)以高的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將介質(zhì)的中心圓孔裝配在主軸周圍。因此，加工中心圓孔的精度很重要，如果該精度不足夠，則在裝配可以高的速度旋轉(zhuǎn)的硬盤驅(qū)動(dòng)器時(shí)，可能產(chǎn)生問(wèn)題。
硅基底是脆的；因此，具有高精度的硬盤驅(qū)動(dòng)器不能通過(guò)僅僅限定如參考文件3所示的拋光的內(nèi)周端面的表面粗糙度而得到。
為了批量制造具有一致質(zhì)量和高性能的硬盤驅(qū)動(dòng)器，必須改善精度并減小作為安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器中的各磁記錄介質(zhì)的硅基底的中心圓孔的內(nèi)徑的尺寸變化。在內(nèi)徑尺寸的精度不足夠的情況下，不可能批量制造具有一致質(zhì)量和高性能的硬盤驅(qū)動(dòng)器。
然而，尚未進(jìn)行控制與中心圓孔的內(nèi)徑的尺寸變化相關(guān)的精度的試驗(yàn)或嘗試。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是改善精度和減小硅基底的中心圓孔的內(nèi)徑的尺寸變化，以高效率地制造適于這樣的硬盤驅(qū)動(dòng)器的硅基底，該硬盤驅(qū)動(dòng)器具有一致質(zhì)量并可以高的速度旋轉(zhuǎn)，以及提供其中安裝有采用這樣的硅基底的磁磁記錄介質(zhì)的磁記錄裝置。
因此，本發(fā)明提供了一種用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的制造方法，包括以下步驟形成通過(guò)其間的隔離物層疊的許多硅基底的層疊體，其中各硅基底具有在所述基底的中心處的圓孔；將所述硅基底的所述層疊體浸入其中顆粒懸浮的拋光液中；以及拋光所述硅基底的所述圓孔的內(nèi)周端面，其中在拋光時(shí)，拋光刷接觸所述端面，同時(shí)在所述端面與所述拋光刷之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并且在拋光期間倒轉(zhuǎn)所述硅基底的所述層疊體。
所述拋光所述內(nèi)周端面的步驟可以在對(duì)所述硅基底的內(nèi)和外周進(jìn)行倒棱之前進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述拋光刷由聚酰胺樹脂制成。
典型地，所述層疊體的各硅基底的所述圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異小于等于10μm。
優(yōu)選地，所述層疊體的各硅基底的所述圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異小于等于4μm。
本發(fā)明還提供了一種通過(guò)如上所述的制造方法制造的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底。
本發(fā)明還提供了一種采用如上所述的硅基底制成的磁記錄介質(zhì)，其中在所述硅基底的主表面上至少形成磁性層。
本發(fā)明還提供了一種磁記錄裝置，如上所述的磁記錄介質(zhì)被安裝于其中。
根據(jù)本發(fā)明，嚴(yán)格控制硅基底的中心圓孔的尺寸的精度。因此，可以容易地批量制造具有一致質(zhì)量并可以高的速度旋轉(zhuǎn)的硬盤驅(qū)動(dòng)器。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的透視圖，該硅基底被切割并從切割面觀察；圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的在圖1中的硅基底的各部分的尺寸的圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的在圖1中的硅基底的外周的放大圖；圖4是說(shuō)明測(cè)量曲面的半徑R的方法的圖；圖5是說(shuō)明制造根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的工藝的圖；圖6是說(shuō)明制造用于磁記錄介質(zhì)的常規(guī)硅基底的工藝的圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明所采用的硅基底的層疊體的一部分的圖；圖8是說(shuō)明刷拋光硅基底的中心圓孔的內(nèi)周的方法的圖；圖9是示出了硅基底的內(nèi)徑的最大值與最小值之間的差異頻率的圖；圖10是示出了硅基底的內(nèi)徑的最大值與最小值之間的差異頻率的另一個(gè)實(shí)例的圖；圖11說(shuō)明刷拋光硅基底的外周的方法的圖；以及圖12是常規(guī)硅基底的縱向截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的透視圖，該硅基底被切割并從切割面觀察。圖2是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的在圖1中的硅基底的各部分的尺寸的圖。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底1形成了圓環(huán)形狀的圓盤。用于實(shí)施磁記錄的主表面2和3形成在圓盤的前和背面上。外周端面4位于圓盤的最外周處，且內(nèi)周端面7位于盤的中心圓孔的內(nèi)側(cè)。在外周端面4與主表面2和3之間形成外周倒棱部分5，且在內(nèi)周端面7與主表面2和3之間形成內(nèi)周倒棱部分6。
對(duì)主表面2和3、外周端面4、內(nèi)周端面7、外周倒棱部分5和內(nèi)周倒棱部分6進(jìn)行拋光，以制造鏡面拋光的表面。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底1中，優(yōu)選在主表面2和3與外周倒棱部分5之間的邊緣處以及在主表面2和3與內(nèi)周倒棱部分6之間的邊緣處形成(曲率)半徑R為0.01mm至0.3mm的曲面。
根據(jù)這樣的曲面，即使在由脆性材料制成的硅基底中，拐角部分也不會(huì)斷裂，而且不會(huì)由于裂紋或相對(duì)于處理盒的摩擦而產(chǎn)生粉塵顆粒，因此在基底中不包括粉塵顆粒。因此，產(chǎn)生較少數(shù)量的不合標(biāo)準(zhǔn)的磁記錄介質(zhì)和較少數(shù)量的寫/讀誤差。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底1的各部分的尺寸。在圖中，參考標(biāo)記D表示基底的外徑，參考標(biāo)記d表示基底的中心圓孔的內(nèi)徑，參考標(biāo)記T表示基底的厚度，以及參考標(biāo)記L表示各倒棱部分的長(zhǎng)度。表1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的各部分的尺寸的實(shí)例。如表1所示，對(duì)具有0.85英寸至3.5英寸的直徑的基底，曲面的合適的半徑R約為0.01mm至0.3mm。
表1單位mm

這里，根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底1的外周部分的放大圖示于圖3。在基底1的外周端面4與主表面2和3之間，形成倒棱部分5，而且優(yōu)選在主表面2和3與外周倒棱部分5之間的邊緣處形成半徑R為0.01mm至0.3mm的曲面。
類似地，優(yōu)選在主表面2和3與內(nèi)周倒棱部分之間的邊緣處形成半徑R為0.01mm至0.3mm的曲面。
下面，將參考圖4說(shuō)明測(cè)量曲面的半徑R的方法。如圖4所示，定義來(lái)自主表面的延長(zhǎng)線S1，并在曲面S2與延伸線S1分開的位置定義起點(diǎn)A。延長(zhǎng)線S1上的點(diǎn)C離起點(diǎn)A 10μm遠(yuǎn)，且曲面S2上的點(diǎn)B離起點(diǎn)A 10μm遠(yuǎn)。將點(diǎn)A、B和C所在的圓的半徑定義為曲面的半徑R。當(dāng)將曲面的半徑R設(shè)定為0.01mm至0.3mm時(shí)，可以防止硅基底的相關(guān)拐角部分?jǐn)嗔?。?dāng)R＜0.01mm時(shí)，拐角太尖并且不耐沖擊，而且當(dāng)基底被處理或沖擊某物時(shí)易于產(chǎn)生碎片。當(dāng)R＞0.3mm時(shí)，主表面上的數(shù)據(jù)記錄面積減小，這是不優(yōu)選的。另外，優(yōu)選在主表面與外周倒棱部分之間和在主表面與內(nèi)周倒棱部分之間的雙方設(shè)置具有半徑R的曲面。
半徑為0.01mm至0.3mm的這樣的曲面可以形成在具有任何尺寸的硅基底中。在硅基底中，倒棱部分5或6的適合長(zhǎng)度約為0.05mm至0.16mm，以確保各主表面上足夠的數(shù)據(jù)記錄面積。
另外，在根據(jù)本發(fā)明的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底1中，對(duì)主表面、外和內(nèi)周端面以及外和內(nèi)周倒棱部分進(jìn)行拋光，以產(chǎn)生鏡面拋光的表面。
關(guān)于主表面的表面粗糙度，最大高度Rmax小于等于10nm，并且對(duì)于外周端面和外周倒棱部分的表面粗糙度，最大高度Rmax小于等于10μm。
作為內(nèi)徑的最大與最小值之間的差異，用于磁記錄介質(zhì)的各硅基底的中心圓孔的內(nèi)徑的精度必須小于等于3μm。
另外，為了制造作為本發(fā)明的一個(gè)目的的具有高性能和穩(wěn)定質(zhì)量的硬盤驅(qū)動(dòng)器，各硅基底的中心圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異必須小于等于10μm。如果最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異超過(guò)10μm，很難批量制造具有一致質(zhì)量且運(yùn)行穩(wěn)定的硬盤驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以得到用于磁記錄介質(zhì)的硅基底，其中中心圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異小于等于4μm。
為了形成用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的中心圓孔，采用硅基底的層疊體，其中通過(guò)隔離物層疊許多硅基底，而且減小構(gòu)成一批的硅基底的中心圓孔的內(nèi)徑之間的變化很重要。
通過(guò)采用其中通過(guò)隔離物層疊許多(具有中心圓孔的)盤形硅基底的層疊體，然后將圓孔部分浸入其中顆粒懸浮的拋光液中，并對(duì)圓孔的內(nèi)周端面進(jìn)行拋光，其中拋光刷接觸端面同時(shí)在端面與拋光刷之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，得到具有以高的尺寸精度形成的中心圓孔的上述硅基底。
在其中在批處理時(shí)層疊許多硅基底并同時(shí)拋光的上述工藝中，構(gòu)成一批的硅基底的內(nèi)徑的尺寸之間有變化是不可避免的。如果該變化可以盡可能多地減小，則可以高效率地制造具有穩(wěn)定質(zhì)量的硬盤驅(qū)動(dòng)器。
如圖6所示，常規(guī)硅基底是以以下工藝制造的。首先，為了改善形狀和尺寸的精度，對(duì)盤狀硅材料進(jìn)行研磨，這是通過(guò)采用研磨裝置以兩步進(jìn)行的，從而實(shí)現(xiàn)其中表面精度小于等于1μm以及表面粗糙度的Rmax小于等于4μm的條件。
根據(jù)第一研磨步驟，內(nèi)和外周端面的表面粗糙度的Rmax達(dá)到接近6μm，并且根據(jù)接下來(lái)的第二研磨步驟，表面精度達(dá)到小于等于1μm，且表面粗糙度的Rmax達(dá)到小于等于4μm(見圖6中的步驟(a)和(b))。
接著，在通過(guò)采用圓柱形磨石在基底的中心處形成圓孔后，將特定倒棱工藝應(yīng)用于內(nèi)和外周(見圖6中的步驟(c2)和(c3))。
接著，對(duì)內(nèi)和外周端面以及倒棱部分進(jìn)行拋光，以產(chǎn)生鏡面拋光的表面(見圖6中的步驟(d))。對(duì)每個(gè)基底(即，對(duì)各片)進(jìn)行上述工藝。
最后，對(duì)在其上設(shè)置磁記錄介質(zhì)的主表面進(jìn)行拋光。該拋光工藝以兩步進(jìn)行。第一拋光步驟是為了去除在先前工藝中產(chǎn)生的傷痕或變形而進(jìn)行的，而第二拋光步驟是為了產(chǎn)生鏡面拋光的表面而進(jìn)行的(見圖6中的步驟(e)和(f))。
對(duì)拋光后的硅基底充分清洗，然后轉(zhuǎn)到檢查工序(見圖6中的步驟(g)和(h))。
根據(jù)上述工藝，得到了用于磁記錄介質(zhì)的常規(guī)硅基底。
在根據(jù)本發(fā)明的工藝中，如圖5所示，首先，為了改善形狀和尺寸的精度，對(duì)盤狀硅材料進(jìn)行研磨，該研磨是通過(guò)采用研磨裝置以兩步進(jìn)行的，從而表面精度達(dá)到小于等于1μm，且表面粗糙度的Rmax達(dá)到小于等于5μm(見圖5中的步驟(a)和(b))。
接著，通過(guò)隔離物將許多硅基底捆扎在一起，從而制備硅基底的層疊體，并通過(guò)采用圓柱形磨石在層疊體的中心部分處形成圓孔，然后將特定倒棱工藝應(yīng)用于基底的內(nèi)和外周(見圖5中的步驟(c1)、(c2)和(c3))。
接著，刷拋光硅基底的層疊體的端面。在該刷拋光中，當(dāng)產(chǎn)生目標(biāo)鏡面拋光的端面所需要的時(shí)間周期的一半已過(guò)去時(shí)，倒轉(zhuǎn)層疊體(即，上下顛倒)，然后再次進(jìn)行拋光直到端面獲得目標(biāo)鏡面(見圖5中的步驟(d))。
最后，對(duì)在其上設(shè)置磁記錄介質(zhì)的主表面進(jìn)行拋光。該拋光工藝是以兩步進(jìn)行的。第一拋光步驟是為了去除在先前工藝中產(chǎn)生的傷痕或變形而進(jìn)行的，而第二拋光步驟是為了產(chǎn)生鏡面拋光的表面而進(jìn)行的(見圖5中的步驟(e)和(f))。
對(duì)拋光主表面后的硅基底充分清洗，然后轉(zhuǎn)到檢查工藝(見圖5中的步驟(g)和(h))。
如圖7所示，對(duì)內(nèi)和外周端面的處理是作為應(yīng)用于許多硅基底的層疊體12的批處理而進(jìn)行的。層疊體12包括100至200個(gè)硅基底1，并在硅基底1之間插入隔離物11。
提供隔離物11，以可靠地防止(i)在應(yīng)用于內(nèi)周端面7的內(nèi)周倒棱部分6和外周端面4的外周倒棱部分5的刷拋光工藝中的不充分拋光，以及(ii)在拋光工藝中的硅基底斷裂。各隔離物11具有類似于硅基底形狀的圓盤形狀，圓盤具有中心圓孔。更具體地說(shuō)，以這樣的方式安裝隔離物，以使各隔離物11的端面(即，側(cè)面)位于從硅基底1的端面4向內(nèi)約0至2mm(優(yōu)選地，0.5至2mm)處。當(dāng)隔離物的端面位于基底的倒棱部分的端部還向內(nèi)時(shí)，(盡管與隔離物的厚度和刷毛的直徑有關(guān)，)刷毛夠著了硅基底的主表面區(qū)域，從而使在主表面與倒棱部分之間的脊部分變圓。另外，根據(jù)拋光刷的毛的直徑，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整隔離物11的厚度。優(yōu)選地，該厚度約為0.1至0.3mm。另外，隔離物11的優(yōu)選材料是聚氨酯、丙稀酸、環(huán)氧樹脂、與拋光工藝中采用的拋光墊的材料相同的材料等，其比硅基底軟。也就是說(shuō)，優(yōu)選采用由適于防止硅基底由于來(lái)自拋光刷或拋光墊的壓力而斷裂的軟材料制成。
在拋光工藝中，首先，將許多硅基底1和許多隔離物11交替地插入特定的夾具(未示出)中，并采用緊固蓋緊緊地緊固并夾緊該主體，從而形成硅基底的層疊體12。接著，如圖8所示，將拋光刷13插入硅基底1的中心圓孔中，并通過(guò)拋光刷調(diào)整擠壓量，以便刷毛14與各基底的內(nèi)周端面接觸。優(yōu)選地，通過(guò)將聚酰胺樹脂纖維綁成螺旋形狀，形成拋光刷13，其中刷毛的直徑和長(zhǎng)度分別為0.05mm至0.3mm和1至10mm。
在下一步驟中，用適量拋光液填充其中容納基底的容器。如圖8所示，進(jìn)行硅基底1的層疊體12與拋光刷13之間的相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)，同時(shí)層疊體12和刷13分別沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，從而刷拋光基底的內(nèi)周面。優(yōu)選地，硅基底的層疊體12的旋轉(zhuǎn)速率約為60rpm，而拋光刷13的旋轉(zhuǎn)速率約為1000至3000rpm。
由于對(duì)內(nèi)周面的刷拋光，主表面與內(nèi)周端面之間的接觸線成為半徑為0.01至0.05mm的曲面，而且內(nèi)周端面的形狀具有高的圓度。
基本上在對(duì)內(nèi)周面的刷拋光工藝的中間，優(yōu)選倒轉(zhuǎn)硅基底的層疊體12。拋光效果在約3分鐘的拋光后迅速變得明顯；因此，5分鐘的拋光已足夠。例如，在5分鐘的拋光后，倒轉(zhuǎn)硅基底的層疊體，然后進(jìn)行又一個(gè)5分鐘的拋光，從而充分得到對(duì)內(nèi)徑的目標(biāo)表面粗糙度和目標(biāo)精度。
在更具體的實(shí)例中，在刷拋光外徑為48.0mm而內(nèi)徑為12.00mm的硅基底(即，稱為1.89英寸的基底)的內(nèi)周面時(shí)，當(dāng)在5分鐘的拋光后倒轉(zhuǎn)硅基底的層疊體然后進(jìn)行又一個(gè)5分鐘的拋光時(shí)，采用孔測(cè)試器測(cè)量構(gòu)成層疊體的硅基底的圓孔的內(nèi)徑的最大值和最小值。關(guān)于該實(shí)例，最大值與最小值之間的差異頻率示于圖9。如圖9所示，當(dāng)硅基底的疊層被倒轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)徑的最大與最小值之間的差異為3或4，而當(dāng)未進(jìn)行倒轉(zhuǎn)時(shí)，該差異高達(dá)10μm。因此，通過(guò)對(duì)硅基底的層疊體進(jìn)行倒轉(zhuǎn)，顯著改善了圓孔的內(nèi)徑的精度。
硅基底層疊體的倒轉(zhuǎn)對(duì)硅基底是顯著有效的，而且也對(duì)玻璃基底有效。圖10示出了應(yīng)用于硅基底和具有與硅基底的尺寸相同尺寸的玻璃基底的類似刷拋光的另一個(gè)實(shí)例的結(jié)果。如圖10所示，與具有4至5μm的(內(nèi)徑的最大和最小值之間的)差異的硅基底相比，玻璃基底具有較寬的分布，但其數(shù)值在2至10μm內(nèi)。
在刷拋光內(nèi)周端面后，采用刷拋光基底的外周端面。
如圖11所示，使圓柱刷15按壓層疊體12的硅基底1的端面。優(yōu)選地，通過(guò)將聚酰胺樹脂纖維綁成螺旋形狀形成圓柱刷15，其中刷毛16的直徑和長(zhǎng)度分別為0.05mm至0.3mm和1至30mm，而圓柱刷15的直徑為200至500mm。使該圓柱刷15按壓硅基底1的層疊體12的外周部分，且在硅基底的層疊體12與圓柱刷15之間進(jìn)行相對(duì)垂直運(yùn)動(dòng)，硅基底的層疊體12和圓柱刷15分別以60rpm和700至1000rpm的各自的旋轉(zhuǎn)速率沿相反的旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，將拋光液施加到層疊體12的外周與拋光刷15之間的接觸面。從而，刷拋光硅基底1的外周端面。
在刷拋光后，用水清洗各硅基底，并對(duì)基底的主表面進(jìn)行第一拋光步驟，該步驟是為了去除在先前工藝中產(chǎn)生的傷痕或變形而進(jìn)行的。
在該第一拋光步驟中，采用通常采用的拋光裝置。在采用拋光裝置的拋光中，采用通過(guò)將膠態(tài)二氧化硅添加到水中得到的拋光液；載重約為100g/cm2；下表面板的旋轉(zhuǎn)速率為40rpm；上表面板的旋轉(zhuǎn)速率為35rpm；中心齒輪的旋轉(zhuǎn)速率約為14rpm；以及內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)速率約為29rpm。在第一拋光步驟后，用水清洗硅基底，然后轉(zhuǎn)到第二拋光步驟。
也就是，對(duì)進(jìn)行了第一拋光步驟的各硅基底的主表面進(jìn)行作為最后工藝的第二拋光步驟。關(guān)于作為最后拋光的第二拋光步驟的條件，采用通過(guò)將膠態(tài)二氧化硅添加到水中得到的拋光液；載重約為100g/cm2；拋光時(shí)的目標(biāo)去除量是1μm；下表面板的旋轉(zhuǎn)速率為40rpm；上表面板的旋轉(zhuǎn)速率為35rpm；中心齒輪的旋轉(zhuǎn)速率約為14rpm；以及內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)速率約為29rpm。
在第二拋光步驟后，依次將硅基底浸入分別裝在清洗槽中的中性洗滌劑、純水、純水和IPA(異丙醇)、以及異丙醇(用于水氣干燥)中，由此進(jìn)行對(duì)硅基底的超聲清洗。
根據(jù)上述工藝，得到用于磁記錄介質(zhì)的硅基底，其中端面和倒棱部分是鏡面，并且在基底的主表面與倒棱部分之間設(shè)置半徑為0.01mm至0.3mm的曲面。
用于磁記錄介質(zhì)的該硅基底由脆性硅制成；然而，不容易產(chǎn)生端面中的碎片或基底中的裂紋，從而防止出現(xiàn)從基底的端面產(chǎn)生的或由與處理盒的摩擦導(dǎo)致的粉塵顆粒。
另外，作為最大和最小值之間的差異，如上所述的硅基底的中心圓孔的內(nèi)徑的尺寸精度為小于等于4μm，也就是，變化極小且精度非常高。因此，該硅基底安裝于其中的硬盤驅(qū)動(dòng)器可具有穩(wěn)定的性能。
此外，省去了對(duì)每個(gè)基底的倒棱工藝，而是以批處理進(jìn)行刷拋光。因此，制造工藝顯著簡(jiǎn)化，生產(chǎn)效率改善，從而有助于成本降低。
在如上所述得到的硅基底的兩面上，通過(guò)公知的方法沉積各層，例如，通過(guò)采用在線濺射裝置等依次沉積CrMo底層(base layer)、CoCrPtTa磁性層和氫化碳保護(hù)層，然后采用浸漬方法進(jìn)一步沉積全氟聚醚液體潤(rùn)滑層，從而得到磁記錄介質(zhì)。
通過(guò)將公知的裝置例如驅(qū)動(dòng)裝置和寫/讀磁頭安裝到如上得到的磁記錄截至上，得到硬盤驅(qū)動(dòng)器。
通過(guò)上述工藝得到的根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)具有在主表面與倒棱部分之間的半徑為0.01mm至0.3mm的曲面；因此，不容易產(chǎn)生端面中的碎片或基底中的裂紋，從而防止出現(xiàn)從基底的端面產(chǎn)生的或由與處理盒的摩擦導(dǎo)致的粉塵顆粒。因此，有效防止了寫/讀過(guò)程中的寫/讀誤差或磁頭損毀。
另外，基底的中心圓孔的內(nèi)徑的尺寸精度極高且尺寸變化非常小。因此，可以批量制造具有穩(wěn)定性能的磁記錄裝置。
盡管以上已經(jīng)說(shuō)明和示例了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)理解，這些是本發(fā)明的示范性實(shí)施例，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制。只要不脫離本發(fā)明的精神或范圍，可以進(jìn)行添加、省略、替換以及其它修改。因此，本發(fā)明不應(yīng)被認(rèn)為受限于上述說(shuō)明，其僅僅受限于所附權(quán)利要求的范圍。
工業(yè)適用性硅基底的中心圓孔的尺寸的精度受到嚴(yán)格控制；因此，可以容易地批量制造具有一致質(zhì)量并可以高的速度旋轉(zhuǎn)的硬盤驅(qū)動(dòng)器。
權(quán)利要求
1.一種用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的制造方法，包括以下步驟形成通過(guò)其間的隔離物層疊的許多硅基底的層疊體，其中各硅基底具有在所述基底的中心處的圓孔；將所述硅基底的所述層疊體浸入其中顆粒懸浮的拋光液中；以及拋光所述硅基底的所述圓孔的內(nèi)周端面，其中在拋光時(shí)，拋光刷接觸所述端面，同時(shí)在所述端面與所述拋光刷之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以及在拋光期間倒轉(zhuǎn)所述硅基底的所述層疊體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述拋光所述內(nèi)周端面的步驟在對(duì)所述硅基底的內(nèi)和外周進(jìn)行倒棱之前進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述拋光刷由聚酰胺樹脂制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述層疊體的各硅基底的所述圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異小于等于10μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法，其中所述層疊體的各硅基底的所述圓孔的最大內(nèi)徑與最小內(nèi)徑之間的差異小于等于4μm。
6.一種通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的制造方法制造的用于磁記錄介質(zhì)的硅基底。
7.一種采用根據(jù)權(quán)利要求6的硅基底制成的磁記錄介質(zhì)，其中在所述硅基底的主表面上至少形成磁性層。
8.一種磁記錄裝置，根據(jù)權(quán)利要求7的磁記錄介質(zhì)被安裝于其中。
全文摘要
一種用于磁記錄介質(zhì)的硅基底的制造方法具有以下步驟形成通過(guò)其間的隔離物層疊的許多硅基底的層疊體，其中各硅基底具有在所述基底的中心處的圓孔；將所述硅基底的所述層疊體浸入其中顆粒懸浮的拋光液中；以及拋光所述硅基底的所述圓孔的內(nèi)周端面，其中在拋光時(shí)，拋光刷接觸所述端面，同時(shí)在所述端面與所述拋光刷之間進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以及在拋光期間倒轉(zhuǎn)所述硅基底的所述層疊體。所述拋光所述內(nèi)周端面的步驟可以在對(duì)所述硅基底的內(nèi)和外周進(jìn)行倒棱之后進(jìn)行。優(yōu)選地，所述拋光刷由聚酰胺樹脂制成。
文檔編號(hào)B24B5/06GK101068655SQ200580027648
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月17日
發(fā)明者會(huì)田克昭 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社