专利名称：清洁圆盘形玻璃基片和磁盘的方法
技术领域：
本发明涉及对用于例如磁盘的圆盘形玻璃基片和磁盘的清洁方法。
背景技术：
具有例如形成在圆盘形玻璃基片(在下文中有时简称为玻璃基片)上的磁层的磁盘，已经广泛地用于例如个人数字助理之类的小硬盘。
用于磁盘的玻璃基片通常是通过对精密抛光的玻璃基片进行清洁和干燥而制造的。
对玻璃基片的清洁通常是通过将其依次浸入例如清洁器容器的多个清洁液容器和纯水容器内，在各个容器内进行超声波清洁来进行的。近年来，为了安全而有效地除去牢固地附着在玻璃基片上的磨料，已经有人提出了在超声波清洁之前或过程中进行擦洗清洁(参见JP-A-2002-74653)。这种擦洗清洁玻璃基片的过程是通过以下方式进行的使两个擦洗辊轮以相反的方向旋转，在这两个辊轮的表面上形成有擦洗垫，玻璃基片夹在两个擦洗辊轮之间，同时旋转该玻璃基片。
如上所述，玻璃基片正在越来越广泛地用于小硬盘，随着硬盘的小型化，玻璃基片主表面上记录区域的面积也在减小。因此，除了对高记录密度的需要以外，能够有效作为记录区域的区域的面积与主表面面积之比(记录区域比例)正在增大。
为了满足上述需要，不仅必须对玻璃基片主表面的清洁进行改进以获得高记录密度，而且还必须改进对玻璃基片外缘表面的清洁，这是由于如果对玻璃基片外缘表面的清洁不够充分，在玻璃基片处理过程中，清洁不充分的外缘表面上的污物(stain)将会延伸到玻璃基片的主表面，从而降低记录区域比例。
在此情况下，本发明的一个目标是提供一种清洁玻璃基片的方法，该方法能够改进对玻璃基片的外缘表面的清洁度，本发明的目标还包括提供使用通过该清洁方法清洁过的玻璃基片的磁盘。
发明内容
本发明提供一种清洁圆盘形玻璃基片的方法，该方法包括使圆盘形玻璃基片绕其中心旋转，并且其主表面处于垂直状态，以及使被超声波辐照过的清洁液沿所述旋转的玻璃基片的外缘表面流下。
本发明还提供了上述用来清洁圆盘形玻璃基片的方法，该方法是一种清洁多个圆盘形玻璃基片的方法(多基片清洁法)，其中，通过以下方法使所述多个圆盘形玻璃基片绕其中心旋转将所述多个圆盘形玻璃基片储存在基片支架中，该支架能够垂直地支撑这些玻璃基片，而这些玻璃基片的下部露出，并且这些玻璃基片相互隔开；将所述多个圆盘形玻璃基片支撑在两个可旋转的轴上，使得露出的下部的外缘表面与这两个可旋转的轴接触；以及旋转这两个可旋转的轴，使得所述圆盘形玻璃基片绕其中心旋转。
本发明还提供一种磁盘，该磁盘是使用通过上述清洁圆盘形玻璃基片的方法清洁过的用于磁盘的玻璃基片制成的。
根据本发明，可提高玻璃基片边缘表面的清洁度，从而提高主表面上与边缘表面相邻的部分的清洁度，可以提高记录区域比例。
另外，小外径玻璃基片的边缘表面也可很容易地进行清洁。
另外，在采用擦洗清洁的时候，通常只有在进行多次清洁之后才能获得高度清洁的边缘表面，但是通过本发明仅一次清洁便可获得。另外还可缩短清洁时间。
另外，在将玻璃基片浸入清洁液进行超声波清洁的时候，所用清洁液容器的尺寸必须根据玻璃基片的尺寸变化，否则从玻璃基片上除去的污染物便很有可能残留在清洁液中，并再次结合在玻璃基片上。然而，根据本发明，将不会产生或可能不会产生这些问题。
在进行擦洗清洁的时候，每次仅能清洁一个基片。然而，根据本发明的多基片清洁法，可同时清洁多个基片。另外，不需要将玻璃基片从基片支架取出进行清洁，也不需要将清洁后的玻璃基片放回基片支架。
本发明的清洁方法适用于所述圆盘形玻璃基片是用于磁盘的玻璃基片的情况。
在附图中图1是说明本发明清洁方法的截面示意图。
图2是说明本发明清洁方法的部分侧视示意图。
图3是显示支撑玻璃基片的基片支架的截面图。
具体实施例方式
下面将参照图1和图2详细描述本发明的清洁方法，图1和图2显示了当所述玻璃基片是磁盘的玻璃基片的情况下的多基片清洁法。但是本发明并不限于此。
图1是显示本发明清洁方法的截面示意图，该方法包括使被超声波辐照过的清洁液W沿箭头的方向(沿垂直方向)、沿多个玻璃基片1的外缘表面1a流下，所述多个玻璃基片互相隔离地垂直固定，其隔离的方向与垂直于纸面的方向相平行。符号20表示基片支架。
图2是显示本发明清洁方法的部分侧视示意图。图中未显示基片支架20。
玻璃基片1是经过精密抛光的玻璃基片，在精密抛光之后，该基片可通过本发明的清洁方法、擦洗清洁等方法进行清洁，或者可以不进行清洁。优选的是，该玻璃基片1在精密抛光之后保持在潮湿状态。
符号1b表示主表面，1c表示内缘表面。
如图1所示，在玻璃基片1的中部通常具有一个孔。然而，本发明也适用于没有孔的圆盘形玻璃基片。
符号2A和2B是支撑着所述玻璃基片1的外缘表面1a的下部的可旋转轴(旋转轴)，在进行清洁时，它们绕其轴旋转，使玻璃基片1绕它们的中心旋转。较佳的是，所述旋转轴的表面上覆盖有树脂。
符号3表示驱动轴，通过该驱动轴的旋转使旋转轴2A和2B旋转。
玻璃基片1的旋转方向可以是固定的，但是优选周期性地反向。
符号10表示用来对清洁液施加超声波并使被超声波辐照过的清洁液流下的设备，该设备被称为流动水型高频超声波清洁器(流动水型清洁器)。
该流动水型高频超声波清洁器可以是Honda Electronics Co.，Ltd.的常规产品，例如W-357LS-380。施加在流动的水上的MHz(兆赫)高频超声波产生了加速的清洁液(例如水)液滴，在此状态下的清洁液能除去亚微米级的污染物颗粒。
流动水型清洁器10通常具有用来使清洁液流下的喷嘴(图中未显示)和超声波振荡器(图中未显示)，从超声波振荡器向通过喷嘴喷出的清洁液发射超声波。
对于上述W-357LS-380的情况，在底部形成宽2毫米、长400毫米的狭缝喷嘴，使清洁液从其中流下，在每个喷嘴的侧面安装4个长度约为100毫米的超声波振荡器。从这些超声波振荡器向通过喷嘴喷出的清洁液发射超声波。流动的清洁液的宽度为2毫米，有效长度为380毫米。
从流动水型清洁器10流下的清洁液W落在外缘表面1a上，沿主表面1b或外缘表面1a流下(图1和图2中未显示流下的清洁液)。在与外缘表面1a接触的清洁液W中存在超声波，通过超声波提高外缘表面1a以及与外缘表面1a相邻的主表面部分的清洁度。
符号20表示基片支架，该支架能够垂直地支撑多个玻璃基片1，同时使这些基片的下部露出，而且这些基片互相隔开。
图3是支撑着多个玻璃基片1的基片支架20的截面图。该基片支架20可以是商业产品，该支架的内侧上有拉挤成形结构(pultrusion)或凹槽之类的支撑结构(未显示)用来支撑玻璃基片1，使得这些基片互相隔开。
该基片支架20在水平固定时用来垂直固定玻璃基片1，但是玻璃基片1通常保持靠在基片支架20支撑结构的上部上，因此玻璃基片1不一定需要严格地垂直固定。在本发明中，“垂直固定”包括上述情况，通常包括固定的基片与垂直方向的夹角最多为3°的情况。
可以通过使以图3所示的状态存储和固定在基片支架20中的多个玻璃基片1的露出该基片支架20的下部外缘表面，与上述旋转轴2A和2B接触，并使旋转轴2A和2B相对于基片支架20向上移动，或者使基片支架20相对于旋转轴2A和2B进一步向下移动，从而如图1和图2所示，由旋转轴2A和2B支撑多个玻璃基片1。
在图1中，旋转轴2A和2B、驱动轴3和基片支架20由图中未显示的支撑器所支撑，优选使该支撑器从一侧到另一侧往复运动，使玻璃基片1相对于清洁液W从一侧到另一侧地振动。优选通过往复运动使得基片的支撑部件20移动到清洁液W流下的位置。
通常玻璃基片的直径(D)小于65毫米，厚度(t)小于1毫米，例如当D为27.4毫米时，t为0.38毫米，当D为48毫米时，t为0.51毫米。
根据本发明的清洁方法，清洁效果甚至可以作用到主表面1b上与外缘表面1a相邻的区域以外的区域。
当需要清洁效果作用于整个主表面1b时，D优选最多为40毫米。
对清洁液并没有限制，只要该清洁液即使在用超声波辐照过的时候也不太可能产生气泡即可，清洁液可以是例如碱清洁液或功能水(functional water)，例如氢水、臭氧水或离子水，通常是水，特别是纯水。
所述被超声波辐照过的清洁液开始流下的位置(对于上述W-357LS-380，即为喷嘴尖)与所述流下的清洁液落到其上的玻璃基片的外缘表面之间的距离优选最多为20毫米。如超过20毫米，下落的清洁液W中的超声波会显著地衰减，从而使得对边缘表面清洁度的提高可能不足。更优选该距离最多为5毫米，通常最多3毫米。
图1和图2显示的清洁方法中，流动水型清洁器的狭缝与玻璃基片主表面呈直角，但是本发明并不限于此。例如，可采用一种清洁方法，在此方法中玻璃基片在旋转过程中一个接一个地朝狭缝方向移动，使得清洁液沿玻璃基片的外缘表面流下，也即是说，狭缝与玻璃基片的主表面在同一平面内。
可通过已知方法，在经过本发明清洁方法清洁过的用于磁盘的玻璃基片上形成磁层等，来制备本发明的磁盘。
下面将结合实施例更详细地描述本发明。但是应当理解，本发明并不限于这些具体实施例。
实施例实施例1对SiO2-Al2O3-R2O-RO玻璃(其中R2O是碱金属氧化物，RO是碱土金属氧化物)进行加工和研磨，制成直径28.5毫米、厚0.6毫米的圆形玻璃板。
在此圆形玻璃板的中心形成一个孔，然后进行倒角加工、抛光(精密抛光)等，制成D为27.4毫米、内径7.0毫米、t为0.38毫米的1.1英寸玻璃基片。
使用HYMOLD PTE生产的能够储存25个这种1.1英寸玻璃基片的基片支架HD27-710(长度200毫米，宽35毫米)，将50个这样的玻璃基片储存在这些基片支架中，然后通过图1和图2所示的本发明清洁方法进行清洁。
也即是说，使用Honda Electronics Co.，Ltd.制造的流动水型清洁器W-357LS-380，用纯水(在25℃的电阻率等于或大于17MΩ·厘米)作为清洁液，用从清洁器流向玻璃基片外缘表面的水进行2.5分钟的清洁，其中水的流量为7升/分钟/100毫米狭缝长度，清洁器喷嘴尖与玻璃基片外缘表面的距离为1.5毫米，超声波频率为1兆赫，超声波振荡器的功率为250瓦。
在清洁过程中，玻璃基片以180转/分钟的转速旋转，支撑基片支架等的支撑器以10个往复/分钟的频率从一侧向另一侧作往复运动。
然后将玻璃基片浸入装有pH值为11的碱清洁液的容器内进行超声波清洁，浸入第一纯水容器中进行超声波清洁，最后浸入第二纯水容器中进行超声波清洁，然后通过旋转干燥法干燥。
使用Hitachi Electronics Engineering Co.，Ltd.制造的光学缺陷分析仪ODT观察这样制得的这些玻璃基片中两个玻璃基片的主表面(一个表面将称为A侧，另一侧将称为B侧)上高度至少为0.01微米的颗粒(非常细小的沉积物)的数量和分布状态。测量结果列于表1。在这里，外围邻域表示主表面上距离外边界3毫米以内的部分。
实施例2人们已经知道了将流动水型清洁器用于晶片清洁。在此情况下，晶片被水平地固定，使清洁液直接落在其表面(主表面)上。
依照与实施例1相同的方式进行清洁和干燥，其不同之处在于，使用上述已知的清洁方法(水平清洁)代替实施例1中所用的本发明清洁方法，对依照与实施例1相同的方法制备的一个1.1英寸玻璃基片进行清洁。垂直清洁通过如下步骤进行。也即是说，用树脂制成的倾斜夹子在外围部分的三个点进行固定，将整个基片放置在织带上，进行移动，使得基片在1.5分钟内紧挨着喷嘴在喷嘴下方通过，喷嘴尖与基片表面之间的距离为5毫米。然后固定内缘部分，翻转基片，使得基片以类似的方式在1.5分钟内紧挨着喷嘴在喷嘴下方通过，以清洁基片的另一侧。然后将基片放入实施例1所述相同的支架中，然后进行清洁和干燥。该实施例相当于比较例。
采用与实施例1相同的方法测量这样制得的玻璃基片2a的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表1。
在实施例2中，颗粒的数目与实施例1相比是很多的，在A侧和B侧上都证明向外围邻域的分布不均匀。这认为是由于上述清洁在外缘表面上所达到的清洁度不足，使得在随后处理玻璃基片的过程中，外缘表面上的颗粒移动到主表面上的外围邻域所造成的。
实施例3使用与实施例1相同的方法制造的两个1.1英寸玻璃基片，依照与实施例1相同的方式进行清洁和干燥，不同之处在于，使用擦洗清洁代替实施例1中进行的本发明清洁方法来进行清洁。擦洗通过以下步骤进行。也即是说，使海绵刷(擦洗辊轮)以100转/分钟的转速旋转，每个基片使用碱清洁液清洁10秒。本实施例相当于比较例。
采用与实施例1相同的方法测量这样制得的玻璃基片3a和3b的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表1。
与实施例1相比，在实施例3中，一个侧面上的颗粒数超过20，在一些侧面上发现向外围邻域的颗粒不均匀分布。
另外，在实施例1中，可以在2.5分钟，即150秒内同时清洁所有的50个基片，而在实施例3中，清洁一个基片需要10秒，另外，交换清洁的基片需要至少3秒，因此，制备50个基片需要13秒/基片×50个基片，即等于或大于650秒。因此，可以理解为，与常规的擦洗清洁相比，本发明的清洁方法可以显著缩短每个基片的清洁时间。另外，通过本发明方法同时清洁的基片的数量不限于50个，例如，当使用大型流动水型清洁器，使得基片的数量超过50时，可进一步缩短每个基片的清洁时间。
表1
实施例4依照与实施例1相同的方式制备50个1.1英寸玻璃基片。
依照与实施例3相同的方式对玻璃基片进行擦洗清洁，然后依照与实施例1相同的方法进行清洁和干燥。
采用KLA-tencor制造的OSA(光学表面分析仪)测量这样制得的玻璃基片4a和4b两个主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表2。
实施例5依照与实施例1相同的方法制备两个1.1英寸的玻璃基片。
依照与实施例3相同的方式擦洗玻璃基片，然后依照与实施例1相同的方式，浸入装有pH值为11的碱清洁液的容器内进行超声波清洁，浸入第一纯水容器中进行超声波清洁，最后浸入第二纯水容器中进行超声波清洁，然后通过旋转干燥法干燥。本实施例相当于比较例。
采用与实施例4相同的方法测量这样制得的玻璃基片5a和5b的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表2。
在实施例5中，其上颗粒在外围邻域不均匀地分布的侧面上的颗粒数量很多(5a的A侧和5b的A侧和B侧)，这些侧面上的颗粒数量大于实施例4中任意侧面的数量。因此，可以理解为在实施例4中，细颗粒、特别是在外缘表面上的细颗粒被有效地除去，使得颗粒不会不均匀地分散在外围邻域，主表面上颗粒的数量很少。
表2
实施例6对与实施例1中相同的玻璃进行加工和研磨，制成直径22.5毫米、厚0.6毫米的圆形玻璃板。
在此圆形玻璃板的中心形成一个孔，然后进行倒角加工、抛光(精密抛光)等，制成D为21.6毫米、内径6.0毫米、t为0.38毫米的0.85英寸玻璃基片。
使用与实施例3相同的方式对50个这样的0.85英寸玻璃基片进行擦洗清洁。
使用HYMOLD PTE生产的能够储存25个这种0.85英寸玻璃基片的基片支架HD21-100(长度200毫米，宽35毫米)，将50个擦洗清洁过的玻璃基片储存在这些基片支架中，然后通过图1和图2所示的本发明清洁方法进行清洁。
也即是说，使用Honda Electronics Co.，Ltd.制造的流动水型清洁器W-357LS-380，用纯水作为清洁液，用从清洁器流向玻璃基片外缘表面的水进行2.5分钟的清洁，其中水的流量为7升/分钟/100毫米狭缝长度，清洁器喷嘴尖与玻璃基片外缘表面的距离为2毫米，超声波频率为1兆赫，超声波振荡器的功率为250瓦。
在清洁过程中，玻璃基片以180转/分钟的转速旋转，支撑基片支架等的支撑器以10个往复/分钟的频率从一侧向另一侧作往复运动。
然后将玻璃基片浸入装有pH值为11的碱清洁液的容器内进行超声波清洁，浸入第一纯水容器中进行超声波清洁，最后浸入第二纯水容器中进行超声波清洁，然后通过旋转干燥法干燥。
采用上述OSA测量这样制得的两个玻璃基片6a和6b主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表3。
实施例7依照与实施例1相同的方法制备了两个0.85英寸玻璃基片。
依照与实施例3相同的方式擦洗清洁玻璃基片，然后依照与实施例6相同的方式，浸入装有pH值为11的碱清洁液的容器内进行超声波清洁，浸入第一纯水容器中进行超声波清洁，最后浸入第二纯水容器中进行超声波清洁，然后通过旋转干燥法干燥。本实施例相当于比较例。
采用与实施例4相同的方法测量这样制得的玻璃基片7a和7b的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表3。
在实施例7中，与实施例6相比，颗粒的数目很多，在某些侧面(7b的B侧)的清洁特别的不足。另外，在实施例7中，在一些侧面上观察到颗粒向外围邻域的不均匀分布，因此可以理解为对外缘表面的清洁度的提高不够充分。
表3
实施例8依照与实施例6相同的方式制备了50个0.85英寸玻璃基片。
采用与实施例6相同的本发明清洁方法对这50个0.85英寸的玻璃基片进行清洁。
然后将玻璃基片浸入装有pH值为11的碱清洁液的容器内进行超声波清洁，浸入第一纯水容器中进行超声波清洁，最后浸入第二纯水容器中进行超声波清洁，然后通过旋转干燥法干燥。
采用上述ODT测量这样制得的玻璃基片中的两个玻璃基片8a和8b的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表4。
实施例9采用与实施例8相同的方式，对使用与实施例6相同的方式制备的两个0.85英寸玻璃基片进行清洁和干燥，其不同之处在于，使用与实施例3相同的擦洗清洁代替实施例8中进行的本发明清洁法进行清洁。本实施例相当于比较例。
采用与实施例8相同的方法测量这样制得的玻璃基片9a和9b的主表面上的颗粒数目和分布状态。测量结果列于表4。
在实施例9中，与实施例8相比，颗粒的数量很多，在一个侧面上(9a的A侧)的清洁明显不充分。另外，在实施例9中，在一个侧面上观察到颗粒向外围邻域的不均匀分布，因此可以理解为对外缘表面上清洁度的提高不充分。
表4
本发明可有效地用来清洁用于磁盘的玻璃基片磁盘。另外，通过本发明的清洁方法清洁过的玻璃基片可用于个人数字助理之类的小硬盘。
2005年7月19日提交的日本专利申请第2005-208684号的全文，包括说明书、权利要求书、附图和摘要在内，全部参考结合在本文中。
权利要求
1.一种清洁圆盘形玻璃基片的方法，该方法包括使所述圆盘形玻璃基片绕其中心旋转，并且其主表面处于垂直状态，以及使被超声波辐照过的清洁液沿所述旋转的玻璃基片的外缘表面流下。
2.如权利要求1所述的清洁圆盘形玻璃基片的方法，其特征在于，所述圆盘形玻璃基片的直径小于65毫米。
3.如权利要求1或2所述的清洁圆盘形玻璃基片的方法，其特征在于，所述清洁液是水。
4.如权利要求1、2或3所述的清洁圆盘形玻璃基片的方法，其特征在于，所述被超声波辐照过的清洁液开始流下的位置与所述流下的清洁液落到其上的玻璃基片的外缘表面之间的距离最多为20毫米。
5.如权利要求1-4中任一项所述的清洁圆盘形玻璃基片的方法，其特征在于，该方法是用于清洁多个圆盘形玻璃基片的方法，其中，通过以下方法使所述多个圆盘形玻璃基片绕其中心旋转将所述多个圆盘形玻璃基片储存在基片支架中，该支架能够垂直地支撑这些玻璃基片，而这些玻璃基片的下部露出，并且这些玻璃基片相互隔开；将所述多个圆盘形玻璃基片支撑在两个可旋转的轴上，使得露出的下部的外缘表面与这两个可旋转的轴接触；以及旋转这两个可旋转的轴，使得所述圆盘形玻璃基片绕其中心旋转。
6.如权利要求1-5中任一项所述的清洁圆盘形玻璃基片的方法，其特征在于，所述圆盘形玻璃基片是用于磁盘的玻璃基片。
7.一种磁盘，它是使用用权利要求6的清洁圆盘形玻璃基片的方法清洁过的用于磁盘的玻璃基片制成的。
全文摘要
一种清洁圆盘形玻璃基片的方法，该方法包括使所述圆盘形玻璃基片绕其中心旋转，并且其主表面处于垂直状态，以及使被超声波辐照过的清洁液沿所述旋转的玻璃基片的外缘表面流下。
文档编号B08B3/04GK1899710SQ200610105939
公开日2007年1月24日 申请日期2006年7月18日 优先权日2005年7月19日
发明者宮原修, 万波和夫, 染谷邦之, 丸山勉 申请人:旭硝子株式会社