专利名称:用于信息记录介质的玻璃衬底及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在用于诸如硬盘驱动器的信息记录装置的诸如磁盘、磁光盘和光盘的信息记录介质中使用的，玻璃衬底，以及制造它的方法。更具体的说，本发明涉及一种用于在其表面上形成有多种纹路的信息记录介质的玻璃衬底以及制造其的方法。
背景技术：
通常，作为一种信息记录介质的磁盘，是通过叠加一层磁性膜在一个圆盘状玻璃衬底的上面而被制成。该玻璃衬底经过一个摩擦处理使它的表面光滑且能够得到磁盘所需要的高密度和大容量的记录。当表面被光滑地抛光时，读取信息的磁头更容易被粘附在磁盘上。为了减少这种粘附，纹路加工被执行从而在玻璃衬底的表面上形成适当数量的突起，或者纹路(例如，申请号为2002-117532的日本专利公开)。
加工纹路的典型地常规方法包括化学纹路形成方法和机械纹路形成方法。化学纹路形成方法是通过蚀刻玻璃衬底形成纹路的方法，例如，让玻璃衬底浸入包含水性酸和碱性水溶液的蚀刻剂中。机械纹路形成方法是一种通过提供磨粉浆给玻璃衬底的表面，同时使用纹路机器在那里滑动地接触研磨带。
比较化学纹路形成方法和机械纹路形成方法，化学纹路形成方法具有在纹路的形成被更容易实现方面超过机械纹路形成方法的优点。另一方面，在化学纹路形成方法中，在将玻璃衬底浸入蚀刻剂的技术中，精确控制纹路的形状的同时形成纹路是非常困难的。尤其是，为了获得高密度和大容量的记录，纹路必须具有统一的形状且均匀地分散在玻璃衬底的整个表面上。更进一步，机械纹路形成方法在精确控制纹路的形状方面比化学纹路形成方法更具有优势。
然而，机械纹路形成方法在纹路上比化学纹路形成方法更易形成毛刺，即具有非正常高度的突起物，因而产生了由于这种毛刺导致纹路的形状会变得不均匀的问题。换句话说，在化学纹路形成方法的情况下，理论上来说，玻璃衬底的表面被均匀地蚀刻，因而毛刺很少被形成。另一方面，在机械纹路形成方法中，当用磨粉浆刮削玻璃衬底的表面时，毛刺容易通过施加在表面上或非刮削部分的压力而被形成。因此，在机械纹路形成方法中，毛刺的形成是一个重要的问题。
本发明是针对在先技术中存在的问题。本发明的目的在于提供一种能够抑制毛刺在纹路上形成的用于信息记录介质的玻璃衬底及其制造方法。
发明内容
为了实现上述目标，本发明的一个方面在于一种制造一个用于信息记录介质的玻璃衬底的方法，该玻璃衬底是通过抛光盘状玻璃衬底的表面，然后在其表面上进行纹路加工而被制成。该纹路加工包括步骤通过执行在玻璃衬底的表面提供磨粉浆同时研磨构件可滑动地接触表面的机械纹路形成方法，在玻璃衬底的表面上沿着玻璃衬底的环形方向延伸形成纹路线，并且在纹路的形成期间，通过去除形成在纹路上的毛刺来校正纹路的形状。校正纹路形状是通过使用由具有3至40MPa的100％模量的合成树脂发泡体(foam)所制成的校正片并且以在与纹路延伸方向相交的方向上用该校正片擦洗玻璃衬底的表面而被执行。
校正片的Asker C硬度较好的是在40至70之间。校正片优选的是具有包含多个孔的表面，这些孔具有48至60μm的直径。玻璃衬底的表面优选的是用校正片擦洗超过2至20秒的一个时间段。校正片优选的是是由聚氨酯树脂的发泡体制成。
优选的是在校正纹路形状的步骤之前或之后执行从玻璃衬底的表面上去除外来物质的清洗过程。
优选的是校正纹路形状的步骤使用擦洗片作为校正片，并且包含用擦洗片擦洗玻璃衬底表面的擦洗步骤，在擦洗步骤中毛刺和外来物质从玻璃衬底的表面上被去除。
本发明的另一方面在于一种通过上述制造方法所制成的信息记录介质的玻璃衬底。当玻璃衬底表面的预定区域被一个原子力显微镜测量的时候，预定部位的面积被称为参考面积，通过沿着平行于表面的平面切割纹路而获得的纹路的切割面面积被称为测量面积，测量面积相对于参考面积面积的比率是由一个承载比(BR)来表示，在承载比(BR)是50％的位置被称为参考平面，纹路在承载比(BR)是一个任意值(X％)的位置上所切割出的平面被称为测量平面，且从参考平面到测量平面的高度由承载高度(BH(X))来表示。一个毛刺在承载高度BH(0.01)至承载高度BH(0.4)的范围内的存在是能被识别的，且在毛刺从纹路上被去除的情况下，承载高度BH(0.01)和承载高度BH(0.4)之间的差是0.01至1.0nm。
图1是根据本发明的用于信息记录介质的玻璃衬底的正视图；
图2是显示擦洗装置的示意图；图3(a)是显示从一个纹路加工机侧面看到的状态的示意图；图3(b)是显示从纹路加工机的正面看到的状态的示意图；图4(a)是显示通过机械纹路形成方法所形成的带有毛刺的纹路的示意图；图4(b)是沿着图4(a)的4B-4B线所截得的剖面图；图4(c)是沿着图4(a)的4C-4C线所截得的剖面图；图5是显示通过化学纹路形成方法所形成的纹路的示意图；图6是显示毛刺已经被去除的纹路的示意图；图7是一个通过原子力显微镜(AFM)显示的毛刺已经形成的纹路的鸟瞰图；图8是一个通过AFM显示的毛刺已经被去除的纹路的鸟瞰图；图9是显示承载比BR和承载高度BH之间关系的曲线图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的第一实施例。
如图1所示，信息记录介质的玻璃衬底11(在下文中称作为“玻璃衬底11”)是盘状且在其中心具有一个环形孔12。玻璃衬底11通过抛光和加工从一片玻璃板上切出盘状的原料玻璃板而获得。
原料玻璃板由一种多成分的玻璃材料组成，例如为通过漂浮法(float method)、下拉法、重拉法或挤压法制造的碱石灰玻璃、铝矽酸盐玻璃，硼硅酸盐玻璃、或结晶化玻璃。更进一步，通过在原料玻璃板上执行纹路加工，多个纹路13被形成在玻璃衬底11的表面上。纹路13各自在玻璃衬底的圆周方向线性延伸。由金属例如钴(Co)、铬(Cr)，和铁(Fe)、或一种合金制成的磁性膜、保护膜和类似物被形成在具有纹路13的玻璃衬底的表面上，从而获得信息记录介质，例如磁盘、磁光盘和光盘。
包含纹路13的玻璃衬底11最好具有等于或小于0.2nm的微波纹高度(NRa)和等于或小于0.5nm的表面粗糙度(Ra)。在这种情况下表面的波纹高度(Wa)最好是等于或小于0.5nm。在本说明书中，微波纹高度NRa表示的是通过使用Zygo公司制造的三维表面结构分析显微镜(New View 200)以0.2和1.4mm之间的测量波长(λ)的白光扫描表面的预定区域从而测量出的数值。类似地，表面粗糙度Ra表示的是用原子力显微镜(AFM)测量得到的数值。波纹高度Wa表示的是通过使用Phase Metrix公司制造的多功能圆盘干涉仪(Optiflat)以0.4和5.0mm之间的测量波长(λ)的白光扫描表面的预定区域从而测量到的数值。
在玻璃衬底11中，在微波纹高度NRa、表面粗糙度Ra和波纹高度Wa之中，特别是，如果微波纹高度NRa超过0.2nm且表面粗糙度Ra超过0.5nm，那么表面被确定为粗糙并具有低光洁度的。这是由于在最近的信息记录介质中，信息记录介质表面和磁头之间的距离更容易接近从而进一步实现高密度的记录。当磁头在信息记录介质上移动时，磁头能够跟随波纹的高度差异，即使波纹高度Wa是略大的。然而，如果微波纹高度NRa和表面粗糙度Ra是大的，那么磁头就可能不能够跟随微波纹的高度差异或者不能跳过突起物，并且例如拌住或碰撞突起物的缺陷会经常出现。
另一方面，如果表面的平滑度太高，那么磁头会粘附在信息记录介质的表面，且一些不能够在其上移动的瑕疵可能出现。因而，纹路13被形成用来减少与磁头的接触面积同时平滑玻璃衬底11的表面。如图8所示，被形成有纹路13的玻璃衬底11的表面具有大体相等高度的突起物。这平滑了表面同时减少了相对于磁头的接触面积。通过减少与磁头的接触面积，纹路13抑制了磁头与信息记录介质的附着。更进一步，当在玻璃衬底11上形成信息记录介质时，纹路13提供了高的磁各向异性和抗磁力。这被认为是因为形成磁性膜的金属原子在纹路13的侧表面上以顺序方式被导向。
制造玻璃衬底的方法将在此被说明。
玻璃衬底通过机械加工步骤、边缘斜切步骤、研磨步骤、抛光步骤、洗涤步骤和纹路加工步骤被制造。
在机械加工步骤中，其中心包含环形孔的圆盘形原料玻璃板通过使用由硬质合金或金刚石制成的切割机切割一片玻璃板而被形成。在边缘斜切步骤中，原料玻璃板的内和外环形边缘被抛光使得外径和内径具有预定尺寸并且使得内和外环形边缘的角被抛光且成斜角。
在研磨步骤中，在原料玻璃板上用研磨仪器执行研磨加工从而整体地校正原料玻璃板的弯曲使得原料玻璃板变成基本平直的板。在抛光步骤中，在多个步骤中使用抛光仪器在原料玻璃板上执行磨蚀加工，从而平滑原料玻璃板的表面。在洗涤过程中，在经历了磨蚀加工之后，原料玻璃板用洗液洗涤从而去除来自玻璃衬底表面的外来物质，例如研磨剂、研磨粉和灰尘。
在纹路加工步骤中，在玻璃板上执行纹路加工，该玻璃板在抛光步骤中其表面已经被平滑，从而在原料玻璃板表面上形成纹路。这就制成了玻璃衬底。纹路加工主要分成两个步骤被执行，形成纹路的纹路形成步骤和校正纹路形状的擦洗步骤。
纹路形成步骤将在此被说明。在纹路形成步骤中，由于机械纹路形成方法是研磨浆被提供给原料玻璃板的表面同时研磨构件可滑动地接触那里，因而纹路线被形成在原料玻璃板的表面上。在机械纹路形成方法中，已知的作为纹路机的设备被使用。
纹路机将在此被说明。
如图3(a)和3(b)中所示，在纹路机中，原料玻璃板11a被轴(没有显示)可旋转地支撑着。一对辊31被放置在原料玻璃板11a的两侧使其彼此面对面并把原料玻璃板11a夹在中间。每个辊31被支撑构件(没有显示)以可自由旋转方式饶旋转轴32被支撑着并且沿原料玻璃板11a的径向延伸。两个辊31被放置从而能够向着或远离原料玻璃板11a移动。
充当研磨构件的传动带构件33被安放在原料玻璃板11a表面和相应的辊31之间。传动带构件33被放置得经过原料玻璃板11a表面和每个滚轴31之间，且在图3(a)中从上边移动到下边。研磨浆从供给区(没有显示)被提供给传动带构件33和原料玻璃板11a表面之间的空间。包含在研磨浆中的研磨剂附着到传动带构件33上。
在纹路机中，随着两个滚轴31从两边靠近旋转着的原料玻璃板11a表面，传动带构件33可滑动地接触原料玻璃板11a的表面。由于传动带构件33的可滑动接触，研磨剂被挤压向原料玻璃板11a的表面。由于原料玻璃板11a被轴旋转，原料玻璃板11a的表面被研磨剂刮擦，因而多个浅细的凹槽被同心地形成在其表面上。根据纹路机的加工时间，浅细凹槽被刮擦变得更深，且纹路被同心地形成在凹槽之间的截面上。
在其表面上具有细微突起的材料，例如布、非纺织布，和羊皮被用于传动带构件33。这是为了用传动带构件33的细微突起粘住研磨剂并保留研磨剂在传动带构件33的表面上。更进一步，如聚亚安酯、聚乙烯和聚丙烯和如棉花的天然纤维例如棉花的合成树脂，可以被用作传动带构件33的材料。尤其是，如果材料是皮革，由合成树脂制成的发泡体也可以被使用。
通过在诸如水的介质中分散金刚石研磨剂而获得的金刚石浆，主要被用作为研磨浆。研磨剂的颗粒直径是，用平均颗粒直径(D50)来表示的话，优选地是在0.05和0.3μm之间，且更优选地是在0.08和0.25μm之间。当平均颗粒直径D50小于0.05μm时，这就降低了抛光玻璃板的能力并且降低了纹路的形成速度，因而导致产量减少和加工成本上升。如果平均粒径D50超过0.3μm，那么每个研磨剂的颗粒直径之间的差值变得明显且均匀纹路的形成变得困难。
根据JIS B0601，原料玻璃板11a的算术平均粗糙度(Ra)优选地是在0.35和1.0nm之间。原料玻璃板11a被抛光使其在纹路形成步骤之前的抛光步骤中具有此算术平均粗糙度(Ra)。如果算术平均粗糙度Ra小于0.35nm，那么研磨剂很容易在原料玻璃板11a的表面上滑动，且纹路的形状不能被精确控制。如果算术平均粗糙度Ra超过1.0nm，那么由原料玻璃板11a制成的玻璃衬底具有很低的表面质量。也就是说，如果纹路形成在表面上伴有大的突起，那么这些突起或者瑕疵，例如凹痕或变形，保留在纹路的顶点上而没有被校正。这就降低了表面质量，例如玻璃衬底表面的光洁度。
擦洗步骤将在此被说明。当使用机械纹路形成方法在纹路形成步骤中形成纹路时，大部分的纹路具有统一的形状。然而，由不规则高度的突起物形成的毛刺也被形成在一些纹路中。因而，在擦洗步骤中，充当校正片的擦洗片通过擦洗原料玻璃板的表面被用于去除毛刺。
用机械纹路形成方法形成在纹路上的毛刺将在此被描述。包含在研磨浆中的研磨剂在颗粒直径上有些不同，导致了每种研磨剂所形成的凹槽深度和宽度的差异，因而这些诸如纹路的高度的形状可能改变。例如，在凹槽被形成得深和宽的截面中，纹路是低和细的。另一方面，在凹槽被形成得浅和窄的截面中，纹路是高和厚的。尤其是，在机械纹路形成方法中，当原料玻璃板的表面用研磨剂刮削时，很有可能外部被研磨剂施加的压力压碎和扭曲或以悬崖形上升或形成非刮削截面。
当每个纹路的形状变化时，各自的背脊(纹路的顶点)也以波状方式变形。该变形趋向于不均匀。和其他背脊的高度相比，不规则地高、狭窄的和尖锐的突起存在于一部分变形背脊。这些突起是毛刺。更进一步，这样的毛刺不限于以分散方式形成在纹路上，在许多时候，多数毛刺可能沿着纹路延伸的方向被不断地形成。
传统的化学纹路形成方法是通过用蚀刻剂来蚀刻或溶解原料玻璃板表面从而形成纹路的方法。因此，与机械纹路形成方法相比，化学纹路形成方法是毛刺不太容易被形成的方法。然而，当原料玻璃板的表面被不均匀蚀刻时，毛刺可能被形成。由于纹路的形成方法完全不同，通过化学纹路形成方法所形成的毛刺与通过机械纹路形成方法所形成的毛刺在形状和性质上有很大不同。
当详细地观察通过化学纹路形成方法所形成的毛刺时，毛刺13a具有圆山包的形状，如图5中所示。也就是说，在执行擦洗时，通过化学纹路形成方法所形成的毛刺13a具有不受来自擦洗片施加的外力影响的形状，因而这样很难被去除。另一方面，通过机械纹路形成方法所形成的毛刺13a具有窄和尖的突起形状，如图4(a)中所示。因此，通过机械纹路形成方法所形成的毛刺13a可以被来自擦洗片所施加的外力影响。最终，足够的外力能很容易去除毛刺13a。
与原料玻璃板的内部成分的化学性质不同的层通过使用化学纹路形成方法被形成在毛刺13a表面上，从而保护毛刺，因而很难去除，除非强大的外力被施加在那里。由于通过机械纹路形成方法所形成的毛刺13a通过用研磨剂刮削边缘而被形成，微小的缝被形成在其表面上。因而，通过从它的底部简单施加一个微弱外力毛刺13a就被分离和去除。因此，尽管机械纹路形成方法比化学纹路形成方法更可能形成毛刺，但是在擦洗步骤中毛刺能够被充分去除。
在擦洗步骤中，如图2所示的擦洗装置被使用。在擦洗装置中，原料玻璃板11a在三个部分，一个下部分和两个侧部分，被三个支撑轴21整体支撑，。更进一步，原料玻璃板11a在这种状态下被每个支撑轴21简单支撑且没有被固定，因而通过施加外力，能够在三个支撑轴21内旋转。
圆形擦洗片22被放置在原料玻璃板11a的表面上。擦洗片22被平行于支撑轴21延伸的轴23支撑。轴23与驱动装置(没有显示)连接。当驱动力从驱动装置通过轴23被传递时，擦洗片22以图中箭头显示的方向围绕着轴23旋转。更进一步，擦洗片22在原料玻璃板11a的径向上相对于原料玻璃板11a移动从而使其外环堆叠在原料玻璃板11a的中心并且使其擦洗片的基本一半接触原料玻璃板11a。
在擦洗装置中，当擦洗片22被旋转时，旋转力被施加到接触擦洗片22的原料玻璃板11a上从而使得原料玻璃板11a以擦洗片22旋转方向相反的方向旋转。在此状态下，由于纹路13被形成在原料玻璃板11a的表面上从而在圆周方向延伸，因而原料玻璃板11a在与纹路13延伸方向相交的方向上被擦洗片22所擦洗。擦洗片22的滑动接触从纹路13上分离和去除毛刺。
为了从纹路13上去除毛刺，原料玻璃板11a必须以与纹路13延伸方向相交的方向上用擦洗片22擦洗。
更具体地，如图7所示，机械纹路形成方法在纹路13延伸的方向上连续形成多个毛刺13a并且在与纹路相同的延伸方向上具有壁状的形状。当去除这样的毛刺13a时，如果原料玻璃板11a用擦洗片22在纹路13的延伸方向上或在圆周方向上擦洗，那么一些毛刺13a不可能被去除。这被认为是因为其他毛刺13a使得擦洗片22的表面变形且擦洗片22不可能接触到一些毛刺13a。或者，已去除的毛刺13a可能导致干扰从而使得外力不能从擦洗片22那里被接收。如果原料玻璃板11a用擦洗片22以与纹路13延伸方向相交的方向擦洗，那么毛刺13a接触擦洗片22从而接收来自擦洗片22的外力。因此，更多的毛刺13a被分离，因而保证了毛刺13a的去除。
由合成树脂或皮革材料的发泡体所制成的海绵被用于擦洗片22。当具体分析毛刺13a被擦洗片22去除的情况时，毛刺13a首先进入形成在擦洗片22表面上的孔，然后在接触横向形成孔的壁时被分离。从微观的观点来看，当接触毛刺13a时坚硬得足以能够经受原料玻璃板11a的表面上的毛刺13a强度的材料被用作为擦洗片22。从微观的观点来看，坚硬这个词是指孔壁是坚硬的，即，擦洗片22的材料是坚硬的。
因此，具有100％膜量的合成树脂材料被用于擦洗片22，表示该材料的硬度，根据JIS K6256，是在3至40MPa之间。如果材料的100％膜量小于3MPa，那么毛刺13a不能被充分去除。如果100％膜量超过40MPa的材料被使用，那么不仅毛刺13a而且纹路13都可能被擦伤因而影响纹路13的形状。
聚氨酯树脂被优选用作擦洗片的材料。这是因为，如果在聚氨酯树脂的同一类型中，树脂中的分子的结晶度更高，那么100％膜量值就更高，因而从微观看，擦洗片22的硬度增加了。聚氨酯树脂的类型包括聚酯聚氨酯树脂、聚醚聚氨酯树脂，和聚碳酸酯聚氨酯树脂，这取决于起始材料。在这些树脂之中，聚碳酸酯聚氨酯树脂被更优选地用作擦洗片22的材料。这是因为聚碳酸酯聚氨酯树脂与其他树脂相比具有更高的化学阻抗性，且，例如，当在擦洗步骤中使用例如水性酸溶液和碱的水溶液的洗液时，微观地，表面硬度被保持。
更进一步，优选的是擦洗片22具有其上孔径在48至60μm之间的表面。随着孔径增加，形成孔的壁变薄且从微观角度来看硬度降低。因而，当孔径超过60μm时，毛刺13a不能被充分去除。
当孔径变小时，形成孔的壁变厚并且从微观的角度看硬度增大。因而，当直径小于48μm时，纹路13可能被擦伤从而影响其形状。
在本实施例中，除了去除毛刺之外，擦洗步骤被执行用来从原料玻璃板11a的表面消除所去除的毛刺13a以及外来物质，例如在纹路形成期间产生的研磨剂和磨粉浆。因而，在本实施例的擦洗步骤中，表面上的外来物质通过在原料玻璃板11a表面上喷洒洗液并用擦洗片22擦洗表面而被擦掉和去除。
洗液包括水、净化水、和中性水溶液，如酒精，例如，异丙醇。其他中性水溶液包括通过电解无机盐水溶液所获得的电解水，如碱金属盐，例如氯化钠，或功能水，例如溶解入水的气体。更进一步，具有蚀刻玻璃材料性能的一种碱性水溶液或水性酸溶液也可以被用作为洗液。在这种情况下，具有低蚀刻玻璃材料性能的碱性水溶液，例如氢化钙水溶液被优选使用。
为了在不影响纹路13形状的情况下去除毛刺13a并擦掉外来物质，从擦洗片22的微观的角度整体来看，柔软度要到一个程度从而避免用擦洗片22擦掉所需的纹路13。因而，当以上述材料被形成时，Asker C硬度在40和70之间的擦洗片22被优选使用，该Asker C硬度是根据SRIS0101，作为表示擦洗片22整体硬度的数值。如果Asker C硬度低于40，那么不但毛刺13a，而且外来物质也不可能被充分去除。如果Asker C硬度超过70，那么不但毛刺13a和外来物质，而且纹路13也可能被擦掉。
用擦洗片22来擦洗原料玻璃板11a表面的时间优选的是2至20秒。如上文所述，通过机械纹路形成方法所形成的毛刺13a比通过传统的化学纹路形成方法所形成的那些更容易被去除。因而，如果原料玻璃板11a的表面用擦洗片22擦洗超过一个极长的时间，或超过20秒，那么其上的毛刺13a已经被去除的纹路13的上部分也会被擦掉，这样就影响了纹路13的形状。如果原料玻璃板11a的表面用擦洗片22擦洗了一个极短的时间，或少于2秒，那么毛刺13a和外来物质不能被充分去除，这样就降低了所获得的玻璃衬底11的质量。
当用擦洗片22擦洗原料玻璃板11a的表面时，擦洗片22和原料玻璃板11a之间的接触力优选的是4.9至49KPa。这个接触力是通过改变擦洗片22的形状、厚度等被调整的。即，接触力可以通过在擦洗片22的表面上接触原料玻璃板11a的同心凹槽或通过增加和减少擦洗片22的厚度而被调整。如果接触力小于4.9KPa，那么例如涉及擦洗步骤的操作时间变长的缺陷或毛刺13a和外来物质不能被充分去除。如果接触力大于49KPa，那么例如纹路形状被影响、接触刮痕被形成在表面上、以及原料玻璃板11a的破损的缺陷会产生。
擦洗片22的旋转速度优选的是每分钟(min-1)转数在10至500之间。如果旋转速度太低或太高，擦洗片22可能从原料玻璃板11a的表面掉下或者擦洗片22可能会过分接触原料玻璃板11a的表面。这样，擦洗片22的接触状态很可能不均匀。这可能导致例如毛刺13a和外来物质不充分去除或接触刮痕的形成等缺陷。
一种用于测量在纹路上存在的毛刺的方法将在此被说明。
为了测量毛刺的存在，一种使用从AFM的测量结果中所获得的承载比(BR)和承载高度(BH)的方法被使用。在AFM中，依照JIS B0601对每条扫描线获得一个粗糙度曲线。基于这些粗糙度曲线，原料玻璃板11a的表面的突起部分如鸟瞰图所示。根据使用承载比BR和承载高度BH的方法，除了存在毛刺的之外，纹路形状可以被观测。承载比BR将在下文中首先被说明。
为了获得承载比BR，在原料玻璃板11a表面的预定区域的表面状况首先使用AFM测量。测量的预定区域的面积被用作为参考面积。例如，如果测量的预定面积是10μm平方，那么参考面积是100μm2。
其次，如图4(a)至4(c)中所示，每个纹路的图像沿着平行于原料玻璃板11a的表面的平面被切割。当每个纹路13的图像沿着图4(a)中包含的线4B-4B线的平面被切割时所得到的每个切割平面14如图4(b)中所示，且当纹路13沿着包含线4C-4C线的平面被切割时所得到的切割平面14如图4(c)中所示。随后，在每个纹路13中的切割平面14的总面积被计算。切割平面14的总面积是测量面积。
测量面积相对于参考面积的比率被表示为承载比BR。例如，如果测量面积相对于参考面积的比率是50％，那么承载比BR是50％，如果比率是0，01％，那么承载比BR是0.01％。
承载高度BH将在此被说明。
为了获得承载高度BH，承载比BR是50％的位置首先被获得。承载比BR是50％的位置是参照平面15，如图4(a)所示。其次，当承载比BR是预定值平面被获得，沿着该平面每个纹路被切割。沿着该平面每个纹路被切割的平面是测量平面。在图4(a)中，包含线4B-4B的平面或包含线4C-4C的平面是测量平面。当承载比BR是X％时，从上述参照平面15到测量平面的高度被表示为承载高度BH(X)。例如，当包含线4B-4B的平面是测量平面时，如果承载比BR是10％，那么承载高度是BH(10)。如果从参照平面15到包含线4B-4B的测量平面的高度H1是0.5nm，那么承载高度BH(10)是0.5nm。更进一步，当包含线4C-4C的平面是测量平面时，如果承载比BR是0.1％，那么承载高度是BH(0.1)。如果从参照平面15到包含线4C-4C的测量平面的高度H2是1.5nm，那么承载高度BH(0.1)是1.5nm。
图9所示的是如上文描述的所测量的承载比BR(单位％)和承载高度BH(单位nm)关系的图表。如图4(a)中所示，纹路13是脊形。因而，随着承载比BR变大，纹路13的底侧(底部)变得封闭且承载高度BH(X)变小。相反，随着承载比BR变小，纹路13的上端侧(顶点)变得封闭且承载高度BH(X)变大。承载比BR和承载高度BH(X)具有图9中实线41所示的关系。实线41所显示的关系下面被称作为参照线41。
如图6所示，如果纹路13具有满意的形状，即，具有恒定坡度的脊形且没有毛刺和凹痕，承载高度和承载比之间的关系主要象参照线41那样以线性方式表示。当承载比BR变小，那么参照线41的坡度变平缓。另一方面，如图4(a)中所示，当细的毛刺从纹路13中突出时，由于承载比BR变小，承载高度BH(X)突然增大。这样，承载比BR和承载高度BH之间的关系由第一不规则线42来表示，这条线是图9中的双虚线。由第一不规则线42所表示的关系在通过机械纹路形成方法形成毛刺时被经常看到。
如图5所示，纹路13顶点的变形导致纹路13的一部分从纹路13中突起。这形成了毛刺13a且突然增大了承载高度BH(X)。在这种情况下，承载高度BH和承载比BR之间的关系由第二不规则线42表示，这条线是图9中的单虚线。用第二不规则线43所表示的关系在通过化学纹路形成方法形成毛刺时被经常看到。
因此，毛刺的存在和纹路的形状是通过获得每个不同的承载比BR的多个承载高度BH(X)并且分析任意两个选择的承载高度BH(X)之间的差值而被测量。对于制造期间的原料玻璃板，通过保持每个不同的BR所获得的多个BH(X)的差在一个预定值上，毛刺的形成可以被防止且纹路形状变得均匀。
更具体地，在BH(0.01)至BH(0.4)的范围内存在毛刺是被识别的。这由本申请的发明人首次通过分析由AFM得到的图7所示的鸟瞰图以及图9所示的BR和BH(X)之间的关系的结果而得到的。即，参照图7，细细的突起部分在纹路13的背脊上的许多位置被观测到。当把这样的位置看作是毛刺13a时，毛刺13a存在于BH(0.01)至BH(0.4)的范围内。
例如，两个BH(X)的差数，或第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))，一定是0.01至1.0nm。如果第一差数BH(0.01)-BH(0.4)小于0.01nm，那么每个纹路13被形成为具有带有一个平坦上端的大体为梯形的横截面。如果第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))超过1.0nm，那么细细的突起部分或毛刺13a形成在纹路13上。具有0.01至1.0nm之间的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))毛刺的形成可以被防止。
关于纹路形状，第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))优选的是在0.15至0.20nm之间。如果第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))小于0.15nm，那么承载高度BH突然增大的截面在承载比BR小于0.4％的位置上出现的概率很高，且高突起部分可能被形成在纹路13的脊背上。如果第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))超过0.2nm，那么承载高度BH在承载比BR小于0.4％的位置以高概率出现，且低凹部分可能被形成在纹路的脊背上。
关于纹路形状，优选的是第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))在0.17和0.20nm之间且第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))优选的是在0.2和0.7nm之间。例如，当具有类似于那些以化学纹路形成方法中所形成形状的毛刺被形成时，基于第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))存在的毛刺不能被充分识别。更进一步，如上文所述，即使第一差数(BH(0.04)-BH(0.4))满足0.01至1.0nm的范围，且第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))满足0.15至0.20nm的范围，当承载比BR和承载高度BH的关系曲线被画出时，例如，连接BH(0.1)和BH(0.01)的线可能不与上文所提及的参照线41相似。为了更具体地评估纹路的形状，除了第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))和第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))之间的关系之外，每个相关的位置或BH(0.01)、BH(0.4)和BH(1.0)都被优先确定。如果第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))和第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))都满足上文提及的范围并且相对于两个差数的BH(0.4)的位置基本相等，那么承载比和承载高度之间的关系是基本线性的且可以形成具有恒定斜度的纹路。
另外，一个第三差数(BH(1.0)-BH(15.0))的数值最好大于第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))的数值。如果第三差数(BH(1.0)-BH(15.0))的数值小于第二差数(BH(0.4)-BH(1.0))的数值，那么承载比BR和承载高度BH的关系线向下弯曲。在这种情况下，细细的突起毛刺13a可以在纹路13延伸的方向上被连续形成。
如图9所示，上文提及的承载比RR的范围是0.4至15.0％，优选的是承载高度BH(X)以线性方式改变。在这种情况下，大量的纹路被形成为带有恒定斜度的脊形。
本实施例具有下述优点。
用上述实施例的玻璃衬底11，当在玻璃衬底11的表面上执行纹路加工时，由于机械纹路形成方法被使用，因而纹路13被形成使得它们的形状被精确控制。然而，由于机械纹路形成方法被使用，毛刺13a、或具有不规则高度的突起将以高概率被形成在纹路13上。在纹路加工中，纹路13被形成之后，原料玻璃板11a的表面用具有3至40MPa的100％膜量的合成树脂材料的擦洗片22擦洗。当原料玻璃板11a用擦洗片22擦洗时，毛刺13a被擦洗片22分离和去除。因此，抑制了在纹路13上毛刺13a的形成。
更进一步，所制造的玻璃衬底11具有0.01至1.0nm的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))。这样，在纹路13上毛刺13a的形成被抑制。
擦洗片22具有一个40至70的Asker C硬度。因而，当用擦洗片22擦洗原料玻璃板11a的表面时，表面可以防止被擦洗片22损伤。
要被使用的擦洗片22具有带有多个48至60μm直径孔的表面，且形成孔的壁的厚度可以被调节。这样，可以确保了毛刺13a的去除，同时防止原料玻璃板11a的表面被擦洗片22损伤。
用擦洗片22擦洗原料玻璃板11a的表面的时间是2至20秒。通过机械纹路形成方法被形成的毛刺13a很容易被分离和去除。因而，有了适当的擦洗时间，就可以确保毛刺13a的去除且原料玻璃板11a的表面被防止了由擦洗片22所带来的损伤。
由聚氨酯树脂材料的发泡体制成的擦洗片22被使用。因而，100％膜量被可靠地设置在3和40MPa之间。
例子进一步结合上述实施例的例子将在此被说明。
根据机械纹路形成方法，使用图3(a)和3(b)中的纹路机，纹路被形成在通过漂浮方法生产的铝硅酸盐玻璃所制成的原料玻璃板的表面上。玻璃板的成分是63mol％的SiO2，16mol％的Al2O3，11mol％的Na2，4mol％的Li2O，2mol％的MgO，和4mol％的CaO。更进一步，原料玻璃板具有0.65mm的厚度，65mm的外径，和20mm的内径。在机械纹路形成方法中，研磨剂包括金刚石，且被使用的研磨颗粒具有0.2μm的平均粒径。
随后，毛刺13a用具有20MPa的100％膜量的聚亚安酯(PU)所制成的擦洗片22，在图2中所示的擦洗装置中，从原料玻璃板的表面上被擦掉。这被使用作为例1的样品。
对比例1的玻璃衬底通过执行除了纹路用机械纹路形成方法被形成这一点之外与例1同样的过程而获得，作为一个样品。
关于例1和对比例子1，在用擦洗片22擦洗之前测量到的玻璃板的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))在例1中是4.3nm而在对比例子1中是4.6nm。接着，原料玻璃板用擦洗片擦洗0.5秒，测量到的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))在例1中是3.6nm而在对比例子1中是4.1nm。即，在例1中，毛刺在0.5秒内被去除了0.7nm的高度。然而，在对比例子1中，毛刺仅有0.5nm的高度被去除。其后，当测量在1秒、1.5秒，和2秒进行时，在例1中第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))分别是2.1nm、2.0nm，和1.9nm。在对比例子1中，它们分别是3.9nm、2.5nm，和2.4nm。这结果明显说明了由机械纹路形成方法所形成的毛刺比由化学纹路形成方法所形成的纹路更易被去除。
接下来，与例1同样的过程被执行且原料玻璃板11a的表面以纹路13延伸的方向相交的方向用擦洗片22擦洗从而获得例2的样品。原料玻璃板11a在纹路延伸的方向上被擦洗从而获得对比例子2的样品。用擦洗片22擦洗之前的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))在例2中是4.4nm而在对比例子2中是4.5nm。用擦洗片22擦洗之后的第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))在例2中是2.3nm而在对比例子2中是3.6nm。这个结果显示当用作为一个校正片的擦洗片22来擦洗原料玻璃板11a的表面时，以纹路13延伸方向的相交方向来擦洗能确保毛刺的去除。
在对比例子3中，毛刺不用擦洗片22擦洗的情况下被去除。在对比例子4和5以及在例子3至21中，在去除毛刺时擦洗片22的片材料以及操作时间在表1中显示。表1也显示了每个片材料中的100％膜量。然后第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))被测量。这些结果被显示在表1中。在表1中，PU指的是聚亚安酯而PVA指的是聚乙烯醇。
表1
表1的结果显示出在100％膜量是1.5MPa的对比例子4和5中，第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))分别是1.4nm和1.3nm且是高的。这样，毛刺几乎不能被去除。在例3至21中，第一差数(BH(0.01)-BH(0.4))在0.01和1.0nm的范围之内，因而毛刺能被去除。这些结果显示出通过将校正片的材料的100％膜量设置为3和40MPa之间，毛刺被有效去除。
上述实施例可以如下文所述那样被更改。
为了满足信息记录介质所需的挤压阻力、振动阻力、热阻力等，在原料玻璃板上纹路加工之前的步骤中或纹路加工之后的步骤中可以执行化学加固处理。化学加固处理指离子转换为的处理，将如包含在玻璃衬底的合成物中的锂离子和钠离子的单价金属离子转换为如具有比上述离子更大的离子半径的钠离子和钾离子的单价金属离子。更进一步，这是在玻璃衬底的表面上施加压力的化学加固方法。通过在预定时间段内将玻璃衬底浸入到化学加固盐被加热和溶解的化学加固处理液中，化学加固方法被执行。化学加固盐的例子包括硝酸钾、硝酸钠、硝酸银，或这些物质中至少两种的混合物。化学加固处理液的温度优选地是比玻璃衬底材料的变形点温度低大约50至150℃，更优选地是，化学加固处理液的温度是大约在300至450℃。在低于玻璃衬底材料变形点大约150℃的温度下，在化学加固过程中玻璃衬底不能被充分处理。如果温度超过低于玻璃衬底材料的变形点温度大约50℃的温度，当经历化学加固处理时玻璃衬底可能被扭曲。
实施例的擦洗步骤是包含去除毛刺和所谓的洗涤过程的步骤，它是去除粘附着在原料玻璃板表面的外来物质的步骤，但是不仅限于此方式，去除毛刺的过程和洗涤过程可以在单独的步骤中被分别执行。换句话说，在擦洗步骤中，洗液不是必须使用的且仅有毛刺的去除可以被执行。新的洗涤过程可以被设置在擦洗步骤之前或之后的步骤中从而去除原料玻璃板表面的外来物质。
校正片不限于实施例中的擦洗片22，其他片子也可以被使用，只要以纹路延伸方向的相交方向擦洗原料玻璃板并且由3至40MPa的100％膜量的材料制成。因此，只要校正片满足此要求，毛刺就可以被去除，例如通过使用纹路机器用一个充当校正片的研磨带擦洗或通过用充当校正片的海绵手工擦洗。
权利要求
1.一种制造用于信息记录介质的玻璃衬底的方法，该玻璃衬底通过抛光盘状玻璃衬底的表面然后在该表面上进行纹路加工而被制成，其特征在于，该纹路加工包括步骤通过执行给玻璃衬底的表面提供磨粉浆同时研磨构件可滑动地接触表面的机械纹路形成方法，在玻璃衬底的表面上形成沿着玻璃衬底的圆周方向延伸的纹路线；和在纹路的形成期间，通过去除形成在纹路上的毛刺来校正纹路的形状；其中，校正纹路形状的步骤通过使用由具有3至40MPa的100％膜量的合成树脂发泡体所制成的校正片并且用该校正片在与纹路延伸方向相交的方向上擦洗玻璃衬底的表面而被执行。
2.如权利要求
1所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，所述校正片的Asker C硬度是在40至70之间。
3.如权利要求
1或2所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，校正片具有包含多个孔的表面，这些孔具有48至60μm的直径。
4.如权利要求
1至3中任一项所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，所述玻璃衬底的表面用校正片擦洗所用时间为2至20秒。
5.如权利要求
1至4任一项所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，所述校正片是由聚氨酯树脂的发泡体制成。
6.如权利要求
1至5中任一项所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，在所述校正纹路形状的步骤之前或之后，执行从玻璃衬底的表面上去除外来物质的清洗过程。
7.如权利要求
1至5中任一项所述的用于制造信息记录介质的玻璃衬底的方法，其特征在于，所述校正纹路形状的步骤使用擦洗片作为校正片，并且包含用擦洗片擦洗玻璃衬底表面的擦洗步骤，在擦洗步骤中毛刺和外来物质被从玻璃衬底的表面去除。
8.一种用权利要求
1至5中任一项所述的制造方法所制造的信息记录介质的玻璃衬底，其特征在于当玻璃衬底表面的预定区域被原子力显微镜测量的时候，该预定区域的面积被称为参考面积，通过沿着平行于所述表面的平面切割纹路而获得的纹路的切割面面积被称为测量面积，测量面积相对于参考面积的比率是由承载比(BR)来表示，承载比(BR)是50％的位置被称为参照平面，在承载比(BR)为任意值(X％)的位置切割纹路的平面被称为测量平面，且从参照平面到测量平面的高度由承载高度(BH(X))来表示，其中，在承载高度BH(0.01)至承载高度BH(0.4)的范围内存在毛刺，且毛刺从纹路上被去除的情况下承载高度BH(0.01)和承载高度BH(0.4)之间的差是0.01至1.0nm。
9.如权利要求
8所述的信息记录介质的玻璃衬底，其特征在于，当承载比BR在0.4至15.0％的范围内时，承载高度BH(X)以线性方式改变。
专利摘要
一种用于信息记录介质的玻璃衬底通过抛光盘状玻璃衬底的表面然后在其表面上进行纹路加工而被制成。该纹路加工包括步骤通过执行给玻璃衬底的表面提供磨粉浆同时研磨构件可滑动地接触表面的机械纹路形成方法，在玻璃衬底的表面上形成沿着玻璃衬底的圆周方向延伸的纹路线，和在纹路的形成期间，通过去除形成在纹路上的毛刺来校正纹路的形状。纹路形状的校正是通过使用由具有3至40MPa的100％膜量的合成树脂的发泡沫体所制成的校正片并且以与纹路延伸方向相交的方向用该校正片擦洗玻璃衬底的表面而被执行。
文档编号G01Q60/00GKCN1705982SQ200480001439
公开日2005年12月7日 申请日期2004年1月29日
发明者前田信 申请人:Hoya株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan