JPH1097715A - 磁気記録媒体用基板および磁気記録媒体 - Google Patents

磁気記録媒体用基板および磁気記録媒体

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JPH1097715A
JPH1097715A JP9163038A JP16303897A JPH1097715A JP H1097715 A JPH1097715 A JP H1097715A JP 9163038 A JP9163038 A JP 9163038A JP 16303897 A JP16303897 A JP 16303897A JP H1097715 A JPH1097715 A JP H1097715A
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laser
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magnetic recording
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JP9163038A
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Fuyuki Haniyu
冬樹 羽生
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Asahi Komag Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】非磁性脆性基板表面に高さが１０〜５００Åの
範囲のばらつきの小さいテクスチャが形成された磁気記
録媒体用基板。 【解決手段】基板に吸収される波長をもつパルスレーザ
ー光を基板１の表面の直径Ｄの略円形の範囲に照射して
レーザーマーク３を形成するとき、基板１がレーザー光
のエネルギーにより蒸発を開始するエネルギーをＥv と
したとき、０．５μＪ＜Ｅv ／（Ｄ／２０）2 ＜６μＪ
である基板。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体用基
板および磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録媒体（以下ディスクともいう）
の高記録密度化への要求に伴い、磁気ヘッド（以下ヘッ
ドともいう）の浮上高さを低くする必要があり、最近で
はヘッドのディスク表面からの飛翔高さとして５００Å
以下、望ましくは３００Å以下が要求されている。した
がってデータの記録再生が行われるデータ領域において
はディスク表面がきわめて平滑であることが要求され
る。
【０００３】一方、コンタクト・スタート・ストップ
（ＣＳＳ）方式では、ディスクの起動、停止に伴い、ヘ
ッドがディスク表面から離着陸を行う。その際ヘッドが
ディスク表面に吸着（スティクション）しないよう、デ
ィスク表面は平滑ではなく、テクスチャと呼ばれる微細
な凹凸が設けられている。
【０００４】記録密度の高度化の下でこれらヘッドの吸
着防止とヘッドの低浮上化を同時に満足させるために
は、凸状部の高さのばらつきの小さい微細な凹凸からな
るテクスチャをディスク表面に設けることが要求される
が、かかるテクスチャの形成は容易ではない。
【０００５】このために、ディスクの表面をディスクの
停止時にヘッドが静止している領域（ランディング領域
という）と、データの記録・再生を行う領域（データ領
域という）に分け、ランディング領域にのみテクスチャ
が設けられ、データ領域は平滑なディスクが提案されて
いる。
【０００６】ランディング領域は、ドーナツ状のディス
クの表面の内周領域、または外周領域に所定幅をもって
形成される。ディスク表面のランディング領域以外の領
域は実質的にデータ領域である。
【０００７】ディスク表面にテクスチャを形成する方法
として、ディスク基板の表面にテクスチャを設ける方法
がある。基板の表面に形成されたテクスチャは、その上
に設けられた磁性膜およびその他の所要の膜を通じてデ
ィスク表面に保存されてテクスチャを形成する。
【０００８】ディスク表面に特にランディング領域を設
ける場合には、該領域の下方に対応する基板表面の領域
（これを基板のランディング領域という）にテクスチャ
を形成すればよい。この場合、ディスクのデータ領域は
テクスチャを設ける必要がなく平滑であるから、対応す
る基板の領域（これを基板のデータ領域という）も平滑
であり、表面の平滑性という特徴を有するガラスに代表
される非磁性脆性材料からなるディスク基板は好適であ
る。したがって、かかる材料からなり、凸状部の高さの
ばらつきの小さい微細な凹凸からなるテクスチャをラン
ディング領域に有するディスク基板が望まれる。
【０００９】ディスク基板表面のテクスチャの形成に
は、ＮｉＰメッキを施したアルミニウム合金基板やガラ
ス基板への研磨材を用いた機械的方法、ガラス基板への
化学的処理法などがあるが、これらの方法では凹凸の山
の高さが不揃いであるなどの問題があり、ヘッドの低浮
上化に限界があった。
【００１０】また、上記の方法の他に、レーザーによる
テクスチャの形成方法が米国特許第５０６２０２１号、
米国特許第５１０８７８１号、特開平８−１０６６３０
号により提案されている。また、関連技術は“A New La
ser Texturing Technique for High Performance Magne
tic Disk Drives ”IEEE Trans.Mag.,Vol.31,pp2946-29
51,1995 に記述されている。
【００１１】これらはレーザー被加工材質として金属や
合金を対象としている。これらの材料に対するレーザー
によるテクスチャ形成のメカニズムは、レーザー照射に
より照射領域内に温度分布が生じ、それに対応して照射
領域内に表面張力の分布が発生し、その表面張力に対応
した材料の再配置、引き続く固化によると考えられてい
る。これら従来技術ではガラス基板、ガラスセラミック
ス基板、カーボン基板などの脆性材料からなる基板につ
いては考慮されていない。
【００１２】また、特開平７−１８２６５５号では、熱
衝撃限界フルエンス・レベルを有する脆性材料表面にレ
ーザー光を照射することによりテクスチャを形成する方
法を提案している。しかし同号では、山の高さのばらつ
きが小さい均質なテクスチャを形成するための凹凸の微
小な高さの制御に関して格別な提案はなされていない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ガラ
ス、ガラスセラミックス、セラミックスまたはその他の
非磁性脆性材料からなる磁気記録媒体用の基板であっ
て、パルスレーザー光を照射することにより基板上に凸
状部の高さのばらつきの小さい微細な凹凸からなるテク
スチャが形成できる基板を提供することにある。また本
発明は上記基板の上に磁性膜およびその他の所要の膜が
設けられてなる磁気記録媒体を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、実質的に平坦
な非磁性脆性材料からなる磁気記録媒体用基板の表面の
複数の箇所に、前記非磁性脆性材料に吸収される波長を
有するパルスレーザー光をウエスト直径Ｄμｍの略円形
の範囲で照射することにより、少なくとも一部に凸状の
部分をもち、該凸状部の高さＨが１０〜５００Åの範囲
にあるレーザーマークが前記表面に複数個形成されてな
り、かつ前記基板が前記レーザー光のパルスエネルギー
により蒸発を開始するエネルギーをＥv μＪとしたと
き、０．５μＪ＜Ｅv ／（Ｄ／２０）2 ＜６μＪである
ことを特徴とする磁気記録媒体用基板を提供する。
【００１５】本発明において、非磁性脆性材料からなる
磁気記録媒体用基板を非磁性脆性基板という。ここで非
磁性脆性基板とは、ガラス、ガラスセラミック、または
セラミック等の非磁性脆性材料からなる基板、またはレ
ーザーマークを形成するのに支障のない厚さの非磁性脆
性材料を他の材料基板に積層してなる基板である。
【００１６】本発明において用いられるパルスレーザー
光は、基板を構成する非磁性脆性材料に吸収される波長
を有するもので、ＹＡＧレーザー光の４次高調波、ＹＬ
Ｆレーザー光の４次高調波またはＹＶＯ4 レーザー光の
４次高調波などを用いることができる。
【００１７】本発明において用いられるレーザー光のビ
ームの基板面上における光軸に垂直な断面は略円形であ
り、その中心においてレーザー光のエネルギーの強度は
極大であって半径方向に減衰するガウス分布またはガウ
ス分布に類似の分布をもつ。エネルギー強度が中心強度
の１／ｅ2 になる半径の２倍をウエスト直径と呼び、Ｄ
μｍで表す。ｅは自然対数の底である。本発明におい
て、照射するパルスレーザー光ビームの光軸は基板の表
面に実質的に垂直である。
【００１８】本発明においてレーザーマークとは、実質
的に平坦な非磁性脆性基板の表面にパルスレーザー光を
照射することにより形成された隆起または隆起を含む基
板表面の形状変化部を言う。本発明においてレーザーマ
ークは基板の表面の複数の箇所に離散的に存在し、テク
スチャを構成する。
【００１９】本発明において前記レーザーマークの形状
は前記基板の外側に向かって実質的に凸状であるか、前
記レーザーマークの周辺部が前記基板の外側に向かって
実質的に凸状でありかつ中央部に凹状部を有することが
好ましい。
【００２０】また、スティクションの回避、ＣＳＳ耐久
性向上、ヘッド飛翔高さの低下を達成するために上記レ
ーザーマークの凸状部の高さＨは１０〜５００Å、好ま
しくは１０〜３００Åの範囲にあり、Ｈのばらつきを標
準偏差σで表すとき、σがＨの平均値に対して５％以
下、特に３％以下であることが好ましい。
【００２１】本発明の基板は、前記レーザー光パルスエ
ネルギーを照射したときに蒸発を開始するパルスエネル
ギー値Ｅv μＪを有し、Ｅv ／（Ｄ／２０）2 が６μＪ
よりも小さく、また０．５μＪよりも大きい基板であ
る。Ｅv ／（Ｄ／２０）2 が６μＪ以上であると、レー
ザーマークの高さＨのばらつきが大きくなる。一方、Ｅ
v が０．５μＪ以下であると、十分なレーザーマーク高
さＨを得る前に、蒸発が開始してしまい１０Å以上のレ
ーザーマーク高さを得ることができない。
【００２２】また、本発明において、前記磁気記録媒体
用基板にランディング領域とデータ領域を設け、データ
領域におけるヘッドの低浮上化とランディング領域にお
けるスティクションの回避を両立させるため、パルスレ
ーザー光をランディング領域に限定して照射することに
より、前記レーザーマークが該ランディング領域にのみ
存在するようレーザーマークを設けることができる。
【００２３】また、本発明は、前述した非磁性脆性材料
からなる磁気記録媒体用基板の上に磁性膜およびその他
の所要の膜が設けられてなる磁気記録媒体を提供する。
【００２４】本発明の基板の表面に形成された複数個の
レーザーマークの高さや形状は、その上に設けられたバ
リア層、下地層、磁性層、保護層、潤滑膜などを通じて
磁気記録媒体の最表面に保存される。例えば、基板のラ
ンディング領域に形成された複数個のレーザーマークの
高さや形状は、磁気記録媒体のランディング領域に同様
の高さや形状をもつ隆起としてテクスチャを構成する。
このテクスチャが磁気記録媒体とヘッドの間の摩擦力の
低減、スティクションの防止に寄与する。
【００２５】ガラスまたはガラスセラミック基板などの
脆性基板にパルス化されたレーザーエネルギーを照射し
たとき、パルスのエネルギー量に対応した形成されるレ
ーザーマークの形状を説明する。パルスエネルギー量を
高くすると被照射部の温度が上昇し、表面の隆起形成が
始まる（図３）。これを単純隆起型とよぶ。
【００２６】さらに高いエネルギーをもつパルスレーザ
ー光を順次照射して行ったとき該エネルギーがＥv に達
すると、材料の蒸発が始まり照射エネルギー強度が最も
高い直径Ｄの円形部のほぼ中央に当る隆起の頂点に凹状
部が生じ始める（図４）。これをくびれ型とよぶ。単純
隆起型からくびれ型へ移行するときのパルスエネルギー
値が、基板が蒸発を開始するエネルギーＥv である。
【００２７】さらに高いエネルギーをもつパルスレーザ
ー光を照射すると、材料が蒸発する領域が拡大し、くび
れが成長を続けついにはレーザーマーク形状は周辺部が
実質的に凸状の隆起からなり、中央部分に凹部を有する
形状となる（図５）。これを火口型とよぶ。
【００２８】本発明におけるレーザーマークは、少なく
とも一部に凸状の部分をもち、該凸状部の高さＨが１０
〜５００Åの範囲にある。この凸状部の高さＨをレーザ
ーマークの高さあるいは単に高さともいう。図３〜図５
に高さＨを示す。ただしスケールは任意スケールで、図
３〜図５で共通ではない。図４、図５においては高さＨ
は周辺部の高さである。
【００２９】非磁性脆性基板にパルスレーザー光が照射
された場合、該基板の被照射箇所およびその近傍ではパ
ルスエネルギーの吸収により温度上昇、膨張、隆起等の
変化が生じる。これらの変化の度合は、レーザー光の波
長やエネルギーに依存し、また基板の性質や組成に関係
する。本発明において、基板がレーザー光を吸収する度
合をその基板のレーザー光に対する感度と呼び、吸収す
る度合が高いとき、感度が高いという。
【００３０】本発明者の検討結果によれば、レーザーに
対する感度を特別に高めていない基板においては、隆起
の発生から蒸発の開始までのエネルギー幅は非常に狭
く、かつ照射パルスレーザーエネルギーの変化に対する
隆起高さの変化は急峻である。したがって、隆起高さを
所望の範囲内に得るために、照射エネルギーの変動を厳
密に制御する必要がある。
【００３１】一方、レーザー出力は、時間軸に対して変
動があることが一般的に知られている。照射エネルギー
の変動をどれだけ厳しく制御できるかは、使用するレー
ザーの出力安定性によって制限される。また、照射エネ
ルギーの変動の厳密な制御を要求することは、生産工程
における管理に対する過度の要求や歩留りの低下などを
招き非経済的である。このような出力の変動を厳密に制
御したレーザーによるテクスチャの形成は、開発現場の
ような非常に管理された条件下では可能であっても、工
業的には現実性が乏しい。
【００３２】また、本発明者の検討結果によれば、レー
ザーに対する感度を特別に高めていない商業的に入手で
きるガラス基板では、前記レーザーマークの凸状部の高
さＨが約１μｍに達し目標の高さ５００Å以下、より望
ましくは３００Å以下に対して著しく高く、高さＨを微
小範囲に制御することが非常に難しい。また、レーザー
光照射による基板の膨張、隆起等の変化が著しく、クラ
ック発生や強度低下の原因となる。
【００３３】本発明は、ガラスやガラスセラミックなど
の非磁性脆性材料からなる基板であって、その材料に吸
収される波長を有するパルスレーザー光を照射すると
き、該パルスレーザー光に対する感度が高く、比較的低
いパルスエネルギーで蒸発を開始する基板を提供するも
のである。
【００３４】本発明におけるガラスからなる基板として
は、ソーダアルミノシリケートガラス、ソーダライムシ
リケートガラス、アルカリ含有硼珪酸ガラスからなるも
のから磁気記録媒体用基板に適したものを選択すること
ができる。使用するパルスレーザー光に対する感度を高
めるための光吸収剤としては、本発明において使用した
紫外レーザー光に対しては、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｅＯ2 、Ｖ
2 Ｏ5 、ＴｉＯ2 などまたはそれらを組合せて用いるこ
とができる。
【００３５】かかる基板によれば、前記パルスレーザー
光照射により１０〜５００Åの範囲内でばらつきの小さ
い高さＨをもつレーザーマークが形成できるので、高密
度記録に好適なテクスチャを有する基板および磁気記録
媒体を得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の磁気記録媒体の断
面を示す模式図であり、１はウエスト直径Ｄμｍに集中
された波長λのレーザーパルスエネルギーに対して蒸発
を開始するエネルギーをＥv μＪとしたとき、０．５μ
Ｊ＜Ｅv ／（Ｄ／２０）2 ＜６μＪである実質的に平坦
な非磁性脆性基板である。非磁性脆性基板としては、ガ
ラス材料、ガラスセラミックス材料、またはセラミック
材料からなる基板が好ましいが、これらとレーザーマー
ク形成のメカニズムが同様であるカーボン基板などの他
の非磁性脆性基板も同様に使用できる。またこれらの材
料をこれら以外の材料の上に層状に形成した複合材料か
らなる基板も使用できる。
【００３７】また、基板表面は、ヘッドと基板表面の望
ましくない物理接触を避けるため、またレーザーマーク
の高さのばらつき範囲を抑えるために、レーザー光の照
射に先立って予め１０Åより微小の粗さに鏡面研磨する
ことが望ましい。
【００３８】図１において、非磁性脆性基板の上の磁性
層側には、高さＨが１０〜５００Å、好ましくは１０〜
３００Åのレーザーマーク３が複数個形成されている。
高さＨが１０Å未満の場合は、レーザーマークによるス
ティクション防止の効果が期待できない。また上限は、
レーザーマークの高さが直接的にヘッドの最低可能飛翔
高さを決定するがゆえに、当技術分野が要求するヘッド
飛翔高さによって決定される。ディスクの磁気記録の高
密度化の観点から、上限は５００Å、好ましくは３００
Åが要求されている。
【００３９】２は磁性層を示し、一般的には厚さ５０〜
５００ÅのＣｏ合金系の強磁性合金であり、スパッタ法
や真空蒸着法などにより形成される。本発明における構
成は、非磁性脆性基板上に少なくとも磁性層を有する
が、非磁性脆性基板上と磁性層の間には耐腐食のための
バリア層や、磁性層の成長を制御するための下地層を設
けることができる。バリア層としては、Ｃｒ系やＴｉ系
の材質が採用できる。また、下地層としてはＮｉＰやＣ
ｒ系の材料が用いられる。
【００４０】また、この磁性層２上には保護膜や潤滑膜
を設けることができる。保護膜としてはカーボン膜、水
素化カーボン膜、窒化カーボン膜、窒素を含む水素化カ
ーボン膜や、ＴｉＣ、ＳｉＣなどの炭化物膜、ＺｒＯ2
などの酸化物膜が用いられ、また潤滑膜としては例えば
パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤が５〜５０Åの厚
さで設けられる。
【００４１】脆性基板上に形成された本発明のレーザー
マーク３の形状は、その上に設けられたバリア層、下地
層、磁性層、保護膜、潤滑膜などを通じて磁気記録媒体
の最表面に実質的に同じ形状の形状変化部３０として保
存されて磁気記録媒体表面のテクスチャを構成し、ヘッ
ドとディスクの間の摩擦力の低減に寄与する。
【００４２】図２は、非磁性脆性基板にパルスレーザー
光照射を行い表面にレーザーマークを形成してテクスチ
ャを得るための装置の構成の一例であるが、本発明は必
ずしもこれに限定されない。４は、ＹＡＧ・Ｑスイッチ
パルスレーザー出力装置である。装置の内部に非線形素
子を配置することによって、ＹＡＧの基本波（波長１０
６４ｎｍ）の２次高調波である波長５３２ｎｍのパルス
レーザーエネルギー１５が出力として得られる。
【００４３】この出力は、折り返しミラー５により非線
形素子６に導かれ、波長変換により４次高調波（波長２
６６ｎｍ）のパルスレーザーエネルギー１６となる。
【００４４】レーザーとしては、ＹＡＧレーザーの他
に、被加工材料に吸収される波長をもつレーザーであれ
ばよく、ＹＬＦやＹＶＯ4 などの固体レーザー、エキシ
マレーザーやアルゴンレーザーなどから広範囲に選択で
きる。非磁性脆性基板がガラスからなる場合には、ガラ
ス材料が紫外領域および波長３μｍ以上の赤外領域に強
い吸収をもつために、これらの領域に発振エネルギーを
有するＹＡＧレーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＶＯ4 レー
ザーなどの４次高調波、エキシマレーザー、またはアル
ゴンレーザーの可視光域の２次高調波を用いることが好
適である。また炭酸ガスレーザーを用いることもでき
る。
【００４５】レーザー光１６は、照射エネルギーを制御
するためのアテニュエータ７、折り返しミラー８を経
て、レーザービームを所望の形に整形するための開口９
へ、さらに記録面でのエネルギーの強度分布を制御する
ためのエキスパンダ１０へと導かれる。レーザー光は、
ガルバノミラー（Ｘ軸）１１、ガルバノミラー（Ｙ軸）
１２、対物レンズ１３を経て脆性基板１４の表面へと導
かれる。パルスレーザー光１６はガルバノミラー（Ｘ
軸）１１、ガルバノミラー（Ｙ軸）１２を駆動させるこ
とにより偏向され、固定した基板表面に離散的に照射さ
れる。その結果、基板上に複数個のレーザーマークが、
同心円状、スパイラル状、その他任意のパターンで、パ
ルスレーザーの繰り返し周波数との間で制御されたＸ、
Ｙ２軸のガルバノミラーの駆動により離散的に形成され
る。
【００４６】複数個のレーザーマークの形成は、上述の
ガルバノミラー１１、１２の駆動によりレーザービーム
を偏向させる方法による他に、位置の固定されたレーザ
ービーム下で、脆性基板を装着したスピンドルを回転
し、その回転との間に制御された半径方向へのスピンド
ルの移動により、スパイラル状、または同心円状の離散
的なレーザーマークの列を形成することもできる。また
この場合、スピンドルの移動に代えて、レーザービーム
を半径方向に移動させることもできる。
【００４７】また、離散型のレーザーマークを得るため
には、図２に例示するＱスイッチパルスレーザー４の他
に、連続発振（ＣＷ）レーザーをＥＯＭ（電気光学モジ
ュール）やＡＯＭ（音響光学モジュール）で変調してパ
ルス化したレーザー光を用いることができる。また所望
のレーザーマスクのパターンをもつマスクを介して基板
にレーザー光を照射することにより複数個のレーザーマ
ークを一括して形成することもできる。
【００４８】
【作用】パルスレーザー光による照射がパルス幅の時間
続くことによって、ガラス材料の被照射領域は高温に加
熱されて体積が膨張（密度の低下）し、そののちその周
囲に存在するレーザーの照射されていない領域の大きな
熱容量のために、ガラス材料の熱平衡を維持できない速
さで急冷されることになる。その結果、被照射領域は冷
却後において元の体積より若干大きな体積（元の密度よ
り小さな密度）をもつことになり、隆起を形成するもの
と推測される。したがって、表面より外側に向く隆起部
分は、レーザーにより加熱・昇温した被照射領域の体積
増加量の総和と考えられる。
【００４９】一方、さらに高いエネルギーのパルスレー
ザー光を照射すると、被照射領域の温度の高い部分が材
料の蒸発温度を超え、材料の蒸発が始まる。この段階で
は、体積増加による隆起形成のプロセスと被照射領域の
温度の高い部分（集光されたレーザーエネルギーの場合
は、中央部分）の材料の蒸発のプロセスが共に進行して
おり、周辺部に隆起、中央部に凹状部を持つくびれ型な
いし火口型のレーザーマークが得られる。
【００５０】同様の火口型のレーザーマークは、ＮｉＰ
などの合金材料の場合にも得られるが、それらはレーザ
ー光照射によって生じた温度分布により発生する表面張
力の分布による溶融材料の体積再配置の結果とされ、レ
ーザーマーク形成前後での質量はバランスしている。こ
れに対し本発明で用いられるガラス材料の場合には、火
口型のレーザーマークは体積膨張と体積蒸発の複合の結
果として形成され、レーザーマーク形成前後での質量は
バランスせず、形成後の質量は減少している。
【００５１】また、ガラスセラミックスのレーザー光照
射における隆起形成機構として、Laser Texture on Alt
ernative Substrate Disks(E.Teng,W.Goh,and A.Eltouk
hy,StorMedia Inc.,1996,Intermag)では、レーザーエネ
ルギーの照射による結晶領域（密度が非晶質領域よりも
高い）の非晶質化（結晶質よりも密度が低い）に伴うレ
ーザー照射後の体積の膨張が提案されている。
【００５２】本発明者は、非晶質の中に結晶質領域の混
在するガラスセラミックス材料における隆起形成の機構
は、すでに述べた急冷過程を経たことによる密度の低下
もしくは結晶質の非晶質化に伴う体積の膨張のいずれ
か、または両者の重畳と考えている。
【００５３】いずれにせよ、ガラス、ガラスセラミック
スなど脆性材料におけるレーザーマークの形成は照射に
より温度が上昇する領域の体積の膨張に起因すると言え
る。かかる領域の体積は照射レーザーエネルギーの基板
への滲透の深さと密接に関係するから、過大なレーザー
マークの形成を防止するためには、エネルギーの滲透の
深さを浅くする必要があると考えられる。
【００５４】レーザー光の基板中への浸透深さは、レー
ザー光に対する基板の感度によって異なる。レーザー光
に対する感度の低い材料基板においては、入射したレー
ザー光は表面近傍ではほとんど吸収されないため、加熱
膨張領域の深さが深く、その結果として生じる隆起の高
さが著しく高くなり、１０〜５００Å、好ましくは１０
〜３００Åの微小な高さにレーザーマークを制御するこ
とが難しい。また、それに加えて、隆起が始まるパルス
エネルギーとして高い値（図７における矢印のＢ）が必
要になるので、図７に模式的に示すようにパルスエネル
ギー値の増加に対するレーザーマーク高さの増加が急峻
となる。したがって、レーザーマーク高さを所要の高さ
に制御することが難しいばかりか、レーザー光エネルギ
ーの変動があったときに、レーザーマークの高さが大き
く変動する。
【００５５】これに対して、レーザー光に対する感度の
高い材料基板においては、入射したレーザー光は表面近
傍でほとんど吸収されることになり、浸透深さ即ち基板
材料のレーザー光による加熱膨張領域の深さが浅く、そ
の結果として生じる隆起の高さを１０〜５００Å、好ま
しくは１０〜３００Åの微小な高さに抑えることができ
る。また、かかる基板では隆起が始まるパルスエネルギ
ー値（図６における矢印のＡ）が低いので、図６に模式
的に示すようにパルスエネルギー値の増加に対するレー
ザーマーク高さの増加が緩やかであるから、レーザー出
力の変動に対してもレーザーマーク高さをばらつき小さ
く形成することができる。
【００５６】
【実施例】本発明を実施例により説明するが、本発明は
これによって限定されない。図２に示すレーザーテクス
チャ加工装置を用い各種の非磁性脆性基板についてレー
ザー加工を行った。用いたパルスレーザー光は、ＹＡＧ
レーザー光の４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）であ
る。
【００５７】実施例１、２、３および比較例２、３はハ
ードディスク用基板として一般に入手できるソーダアル
ミノシリケートガラス組成に加えて、上記レーザー光波
長に対する感度を高めるために光吸収剤としてＦｅ2 Ｏ
3 およびＣｅＯ2 をそれぞれ異なる量含有する組成から
なるガラス基板である。吸収剤の含有量（重量％）はお
およそ表１に示す通りであり、比較例２のガラス基板が
最も低く、以下比較例３、実施例１、実施例２の順で増
している。
【００５８】
【表１】
【００５９】実施例３が吸収剤の含有量が最も高い。し
たがって、上記レーザー光波長に対する感度は、比較例
２が最も低く、実施例３が最も高い。比較例１は商業的
に入手できる別のソーダアルミノシリケートガラス組成
のガラス基板であり、光吸収剤を特には含まず比較例２
のガラス基板よりも感度が低い。
【００６０】一般に、基板のレーザー光に対する感度
は、基板材料のレーザー光波長における吸光係数により
表すことができる。吸光係数は既知の厚さの基板材料の
透過率の測定値から求める。上記ＹＡＧレーザー光の４
次高調波について透過率を測定したところ、比較例１の
０．６３５ｍｍ厚においてごく僅かであって、吸光係数
を求めることはできなかった。また、実施例１、２、３
および比較例２、３において０．６３５ｍｍ厚さにおけ
る透過率は測定の検出限界以下であり、さらに板厚を１
００μｍまで薄くしても同様であって、吸光係数を求め
ることはできなかった。これらの結果は、実施例１、
２、３および比較例２、３においては、照射したレーザ
ーエネルギーのほとんどが１００μｍより浅い部分で吸
収されていることを示している。
【００６１】このように本発明における基板のレーザー
光に対する感度を吸光係数で表すことは困難であるの
で、それに代えて、本発明においては、パルスレーザー
光の照射により基板材料が蒸発を開始するパルスエネル
ギー値Ｅv （μＪ）を用いて基板材料を特徴づけること
にした。レーザー光に対する感度の高い材料は、レーザ
ー光を吸収しやすいので、低いパルスエネルギー値で蒸
発を開始することになる。一方、感度の低い材料はレー
ザー光を吸収しにくいので、蒸発を開始するためには高
いパルスエネルギー値が必要となる。
【００６２】以下本発明においては、照射単位面積当り
の蒸発を開始するパルスエネルギー値をウエスト径２０
μｍに対して規格化したＥv ／（Ｄ／２０）2 （μＪ）
をパルスレーザー光に対する基板材料の感度として用い
る。即ちＥv ／（Ｄ／２０）2 の大きい基板材料は、照
射パルスレーザー光に対する感度が低く、一方、Ｅv ／
（Ｄ／２０）2 が小さい基板材料は、照射パルスレーザ
ー光に対する感度が高いことになる。
【００６３】まず、ある値のパルスエネルギーでレーザ
ー光をガラス基板に照射し、複数個のレーザーマークを
ガラス基板上に形成する。このとき、各々のパルスに対
応して１つのレーザーマークが形成されるが、ガルバノ
ミラーを偏向させることによって、間隔をあけたレーザ
ーマークの集合体が形成される。各々のレーザーマーク
の間隔は、半径方向、円周方向ともに６０μｍであっ
た。その後、パルスエネルギーの値を徐々に変化させ、
それぞれのパルスエネルギーの値に対応するレーザーマ
ークを形成する手順を繰り返し行い、各々の照射パルス
エネルギーとそれに対応するレーザーマークをガラス基
板上に形成した。照射パルスエネルギーの変化は、パル
ス幅を変えずに尖頭値を変化させることにより行った。
【００６４】その後光学式表面形状測定器（商標名 Ｚ
ＹＧＯ、ＺＹＧＯ社製品）を用い、それぞれのパルスエ
ネルギーにおける複数個のレーザーマークの高さを測定
した。また、蒸発を開始するエネルギー値Ｅv （μＪ）
を、各パルスエネルギー値に対応するレーザーマークの
形状を上記測定器で観察し、レーザーマークの形状が単
純隆起型（図３）からくびれ型（図４）へ移行するとき
のパルスエネルギー値より求めた。
【００６５】レーザー加工時のプロセスパラメーターは
次の通りである。 パルス繰り返し周波数＝５ｋＨｚ レーザーパルス幅＝６５ｎｓｅｃ 対物レンズ焦点距離＝１５０ｍｍ ウエスト直径Ｄ＝１０μｍ
【００６６】図８は、実施例１、３、比較例１、２の照
射パルスエネルギーとレーザーマークの高さの関係を示
す。実施例１、３は図６の模式図に対応し、比較例１、
２は図７の模式図に対応する。実施例１、３はカーブが
緩やかであるが、比較例１、２は急峻である。
【００６７】表２に各基板が蒸発を開始するエネルギー
Ｅv （μＪ）、２０μｍのウエスト径に対して規格化し
た蒸発開始エネルギーＥv （μＪ）／（Ｄ／２０）2 、
照射パルスエネルギーがＥv （μＪ）におけるレーザー
マーク高さＨv （Å）、レーザーマーク高さ２５０Åを
得るための照射エネルギーＥ250 （μＪ）、高さＨを±
５％の範囲内、即ち２５０ű１３Åに抑えるために許
容される照射パルスエネルギーの変動幅△Ｅ／Ｅ250 を
示す。ここで△Ｅ＝（Ｅ263 −Ｅ237 ）であり、Ｅ263
は高さ２６３Åを得るための照射エネルギー、Ｅ237 は
高さ２３７Åを得るための照射エネルギーである。△Ｅ
／Ｅ250 は、レーザーマークの高さ変動を±５％の範囲
内に抑えるために必要な照射パルスエネルギーの許容変
動幅（％）を示し、大きな数字はレーザー出力の変動に
対して材料が許容する程度が高いことを意味しており望
ましい。
【００６８】
【表２】
【００６９】レーザーの出力の変動幅は、例えば本実施
例で用いたＹＡＧレーザーの場合、基本波長では２％程
度と言われている。また２次高調波、４次高調波と波長
を変換するごとに、レーザー出力の安定性は低下してく
る。表２において、比較例１、２および３は、いずれも
△Ｅ／Ｅ250 が２％に満たないため、レーザーマークの
高さのばらつきを制御するのに問題があることがわか
る。一方、実施例１、２および３では△Ｅ／Ｅ250 が２
％を大きく超えており、レーザーマークの高さのばらつ
きの制御性の点で改善が認められる。比較例２および３
では、実施例１、２、３と同じ光吸収剤を含有させてい
るが、その含有量が十分でなく、レーザーマーク高さの
ばらつきの制御性に関して効果が十分でないことがわか
る。
【００７０】なお、２５０Åの高さのレーザーマークを
形成する場合、実施例３では必要な照射パルスエネルギ
ーは０．５５μＪであるが、蒸発を開始するパルスエネ
ルギーＥv （０．４２μＪ）を超えており、高さ２５０
Åのレーザーマークの形状は図４のくびれ型である。一
方実施例１および２では、高さ２５０Åのレーザーマー
クを形成する照射パルスエネルギーは、Ｅv を超えてお
らず、図３の単純隆起型である。
【００７１】実施例１、２および３においては基板に微
小クラックなどの発生は認められず、いずれも使用でき
るテクスチャが得られた。
【００７２】また、比較例１では、Ｅv における高さＨ
v が８０００Åに達している。レーザーに対する感度を
特別に高めていない材料を用いると、特開平７−１８２
６５５号にも記載されているように、ほぼ１μｍにも達
する高さのレーザーマークが形成されることがわかる。
ディスクのテクスチャとしてこのような高さは不要であ
る。求められているのは、５００Å以下、好ましくは３
００Å以下の高さのレーザーマークをばらつき少なく形
成し、それから構成されるテクスチャを得ることであ
る。比較例１においても、照射パルスエネルギーを選ん
で高さ２５０Åのレーザーマークを形成することは理論
上可能であるが、照射エネルギーの変化に対するレーザ
ーマーク高さの変化の傾きが大きいため、照射エネルギ
ーの僅かの変動に対してもレーザーマークの高さの変動
が非常に大きくなり、レーザーマークの高さのそろった
テクスチャを得ることはきわめて困難である。
【００７３】表３は、表２の実施例１、２および３、比
較例１、３について、任意に選んだ６個のレーザーマー
クの高さの（Å）のＡＦＭ（原子間力顕微鏡）による測
定値とそのばらつきを示す。実施例１、２、３では、高
さの制御が非常に良く成され、高さのばらつきが小さい
のに対して、比較例１および３では、高さのばらつきが
非常に大きいことがわかった。特に、比較例１では、パ
ルスエネルギーの増加に対するレーザーマーク高さの増
加が急峻であるため、パルスエネルギーの調整が困難で
あり、５００Å以下の高さのレーザーマークを形成する
ことができなかった。スティクションを回避し、かつ記
録の高密度化に対応してヘッドの飛翔高さを低くするた
めには、ヘッドの飛翔高さに適応したレーザーマーク高
さをばらつきを小さく形成することが必要である。高さ
のばらつきを（標準偏差）σで表したとき、（標準偏
差）σを高さＨの平均値の５％以内、望ましくは３％以
内にすることが必要である。
【００７４】表２に示した如く、実施例１、２および３
はいずれもＥv ／（Ｄ／２０）2 が０．５μＪより大き
くかつ６μＪより小さい範囲にあり、また表３に示すよ
うにレーザーマークの高さＨのばらつきの標準偏差σが
Ｈの平均値に対して、５％以内、特に実施例２、３は３
％以内にある。
【００７５】
【表３】
【００７６】表４は、実施例４〜６、比較例４、５の基
板についてレーザーマークを形成した結果である。使用
したパルスレーザー光はＹＡＧレーザー光の４次高調波
（波長λ＝２６６ｎｍ）である。
【００７７】実施例４、５および６において使用された
基板は、実施例１、２および３と順次それぞれ同じ材料
からなる基板である。また比較例４および５において使
用された基板は比較例２および３とそれぞれ同じ材料か
らなる基板である。
【００７８】レーザー加工時のプロセスパラメーターは
次の通りである。ウエスト直径Ｄのみが前記実施例１〜
３、比較例２〜３と異なる。 パルス繰り返し周波数＝５ｋＨｚ レーザーパルス幅＝６５ｎｓｅｃ 対物レンズ焦点距離＝１５０ｍｍ ウエスト直径Ｄ＝２０μｍ
【００７９】
【表４】
【００８０】表４において、比較例４および５は、いず
れも△Ｅ／Ｅ250 が２％に満たないため、レーザーマー
クの高さを制御するのに問題があることがわかる。一
方、実施例４、５および６では、△Ｅ／Ｅ250 が２％を
大きく超えておりレーザーマークの制御性の点で改善が
認められる。比較例４および５では、実施例４、５、６
と同じ光吸収剤を含有させているが、その含有量が十分
でなく、レーザーマークの高さの制御性に関して効果が
十分でないことがわかる。なお、２５０Åの高さのレー
ザーマークを形成する場合、実施例６では必要な照射パ
ルスエネルギーは２．７μＪであるが、蒸発を開始する
パルスエネルギー値Ｅv （１．８μＪ）を超えており、
２５０Åのレーザーマーク形状は図４のくびれ型であ
る。一方、実施例４および５では、２５０Åの高さのレ
ーザーマークを形成する照射パルスエネルギーは、Ｅv
を超えておらず図３の単純隆起型である。
【００８１】表４に示したごとく、実施例４、５および
６はいずれもＥv ／（Ｄ／２０）2が０．５μＪより大
きくかつ６μＪより小さい範囲にある。
【００８２】以上の実施例では、レーザー光としてＹＡ
Ｇレーザーの４次高調波（波長２６６ｎｍ）を用いてい
る。通常のガラス材料の吸収は、紫外領域と３μｍ以上
の赤外領域にあるから、これらの領域の波長をもつレー
ザー光に対する感度を高めることが比較的容易であり好
ましい。しかし、本発明の主旨は必ずしもこれに限定さ
れず、０．５μＪ＜Ｅv ／（Ｄ／２０）2 ＜６μＪの条
件が実現できるレーザー波長と基板の感度の組み合わせ
であればよい。
【００８３】表５は、実施例７および比較例６について
レーザーマークを形成した結果である。実施例７におい
て用いた基板は、光吸収材として所定量のＴｉＯ2 を含
有するガラスセラミックス（結晶化ガラス）材料よりな
るものであり、比較例６において用いた基板は、光吸収
材として所定量以下のＶ2 Ｏ5 を含有するガラスセラミ
ックス（結晶化ガラス）材料よりなるものである。ガラ
スセラミックスは、非晶質ガラス材の中に結晶化したガ
ラス粒が存在する材料である。
【００８４】使用したパルスレーザー光はＹＡＧレーザ
ー光の４次高調波（波長λ＝２６６ｎｍ）である。レー
ザーパルス加工時のプロセスパラメーターは以下の通り
である。 パルス繰り返し周波数＝５ｋＨｚ レーザーパルス幅 ＝６５ｎｓｅｃ 対物レンズ焦点距離 ＝１５０ｍｍ ウエスト直径 Ｄ ＝２０μｍ
【００８５】
【表５】
【００８６】表５において、比較例６は△Ｅ／Ｅ250 が
２％に満たないため、レーザーマークの高さを制御する
のに問題があることがわかる。一方、実施例７では、△
Ｅ／Ｅ250 が２％を大きく超えておりレーザーマークの
制御性の点で改善が認められる。比較例６では、光吸収
剤としてＶ2 Ｏ5 を含有させているが、その含有量が十
分でなく、レーザーマークの高さの制御性に関して効果
が十分でないことがわかる。また、実施例７ではＴｉＯ
2 を光吸収材として含有している。なお、実施例７にお
いて２５０Åの高さのレーザーマークを形成する場合、
必要な照射パルスエネルギーは１．３８μＪであるが、
蒸発を開始するパルスエネルギー値Ｅv（２．１μＪ）
以下であり、２５０Åのレーザーマーク形状は図３の単
純隆起型であった。
【００８７】表４において、実施例７はＥv ／（Ｄ／２
０）2 が０．５μＪより大きくかつ６μＪより小さい範
囲にある。これから、ガラスセラミックス材料からなる
基板においても、ガラス材料と同様に０．５μＪ＜Ｅv
／（Ｄ／２０）2 ＜６μＪを満たす基板においては、レ
ーザーマーク形成の制御性の改善が認められる。
【００８８】
【発明の効果】本発明は次のような優れた効果を有す
る。 （１）テクスチャを構成するレーザーマークの高さを微
小領域（５００Å以下、さらに３００Å以下）で精度高
く形成でき、ヘッドの飛翔を容易とする。 （２）テクスチャを構成するレーザーマークの高さのば
らつきが小さく抑えられることにより、ヘッドの低飛翔
とＣＳＳ耐久性の両立により、記録容量の向上が可能と
なる。
【００８９】（３）本発明の基板を使用することによ
り、小出力レーザーの使用が可能となり、生産ラインに
おける省コストと省スペースを実現できる。 （４）パルス繰り返し周波数を増加させるとテクスチャ
形成に要する時間が短縮され生産性をあげることができ
る。しかし、ＹＡＧなどのＱスイッチパルス固体レーザ
ーを用いる場合、パルス繰り返し周波数を増加させると
１パルス当りのエネルギー値が低下し、レーザーマーク
の形成が難しくなる。本発明の基板を使用することによ
り、低エネルギーでのテクスチャ形成が可能となるか
ら、パルス繰り返し周波数を増加させて生産性をあげる
ことができる。 （５）照射レーザー光エネルギーの変動許容幅が広く、
磁気記録媒体の工業的生産が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気記録媒体の一実施例の断面図。
【図２】本発明の一実施例において使用されるレーザー
テクスチャ加工装置のブロック図。
【図３】単純隆起型レーザーマークの断面模式図。
【図４】くびれ型レーザーマークの断面模式図。
【図５】火口型レーザーマークの断面模式図。
【図６】感度の高い材料基板におけるパルスエネルギー
とレーザーマーク高さの関係を示す模式図。
【図７】感度の低い材料基板におけるパルスエネルギー
とレーザーマーク高さの関係を示す模式図。
【図８】実施例１、３および比較例１、２におけるパル
スエネルギーとレーザーマーク高さの関係を示すグラ
フ。
【符号の説明】
１：非磁性脆性基体 ２：磁性層 ３：レーザーマーク ４：ＹＡＧ−Ｑスイッチパルスレーザー２次高調波出力 ５：折り返しミラー ６：非線形素子 ７：アテニュエータ ８：折り返しミラー ９：開口 １０：エキスパンダ １１：ガルバノミラー（Ｘ軸） １２：ガルバノミラー（Ｙ軸） １３：対物レンズ １４：非磁性脆性基体 １５：ＹＡＧレーザー光の２次高調波 １６：ＹＡＧレーザー光の４次高調波 ３０：磁気記録媒体表面の形状変化部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実質的に平坦な非磁性脆性材料からなる磁
    気記録媒体用基板の表面の複数の箇所に、前記非磁性脆
    性材料に吸収される波長を有するパルスレーザー光をウ
    エスト直径Ｄμｍの略円形の範囲で照射することによ
    り、少なくとも一部に凸状の部分をもち、該凸状部の高
    さＨが１０〜５００Åの範囲にあるレーザーマークが前
    記表面に複数個形成されてなり、かつ前記基板が前記レ
    ーザー光のパルスエネルギーにより蒸発を開始するエネ
    ルギーをＥv μＪとしたとき、０．５μＪ＜Ｅv／（Ｄ
    ／２０）2 ＜６μＪであることを特徴とする磁気記録媒
    体用基板。
  2. 【請求項２】非磁性脆性材料がガラスまたはガラスセラ
    ミックスであることを特徴とする請求項１記載の磁気記
    録媒体用基板。
  3. 【請求項３】非磁性脆性材料に吸収される波長を有する
    パルスレーザー光が、ＹＡＧレーザー光の４次高調波、
    ＹＬＦレーザー光の４次高調波またはＹＶＯ4 レーザー
    光の４次高調波であることを特徴とする請求項１または
    ２記載の磁気記録媒体用基板。
  4. 【請求項４】レーザーマークの凸状部の高さＨが標準偏
    差σのばらつきを有し、標準偏差σが高さＨの平均値に
    対して５％以下であることを特徴とする請求項１記載の
    磁気記録媒体用基板。
  5. 【請求項５】磁気記録媒体用基板が、ランディング領域
    とデータ領域を有し、レーザーマークがランディング領
    域にのみ存在することを特徴とする請求項１記載の磁気
    記録媒体用基板。
  6. 【請求項６】請求項１、２、３、４または５項記載の磁
    気記録媒体用基板の上に磁性膜およびその他の所要の膜
    が設けられてなる磁気記録媒体。
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