JPH11213387A - Production of magnetic recording medium - Google Patents
Production of magnetic recording mediumInfo
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- JPH11213387A JPH11213387A JP886698A JP886698A JPH11213387A JP H11213387 A JPH11213387 A JP H11213387A JP 886698 A JP886698 A JP 886698A JP 886698 A JP886698 A JP 886698A JP H11213387 A JPH11213387 A JP H11213387A
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク等の
磁気記録媒体の製造方法に関し、特に、媒体表面に凹凸
面を反映させるためのレーザービームを用いたテクスチ
ャー加工工程に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording medium such as a magnetic disk, and more particularly to a texture processing step using a laser beam for reflecting an uneven surface on the medium surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】固定磁気ディスク装置においては、ディ
スク停止時には磁気ヘッドスライダーがディスク内周側
のCSS(コンタクト・スタート・ストップ)領域で接
触状態にあり、稼動時にのみ磁気ヘッドスライダーが空
気膜の作用で表面から僅かに浮上して、ディスク外周側
のデータ領域で情報の読み取り動作又は書込み動作を行
うCSS方式が主として採用されている。CSS領域で
はヘッド接触摺動−ヘッド浮上−ヘッド接触摺動が繰り
返して行われるため、記録密度の向上を図るにはディス
クの高速回転化とヘッド浮上高さの低減化が必要である
ことから、摺動の耐久性や安定性が要求されている。こ
れらの要求を満たすには、ディスク表面の保護膜,潤滑
膜の特性と並んで、ディスク表面の粗面化による摩擦係
数の低減化を求められる。2. Description of the Related Art In a fixed magnetic disk drive, when a disk is stopped, a magnetic head slider is in contact with a CSS (contact start / stop) area on the inner peripheral side of the disk. In this case, a CSS method is used, in which the data is slightly floated from the surface to read or write information in the data area on the outer peripheral side of the disk. In the CSS area, head contact sliding, head floating, and head contact sliding are repeatedly performed. Therefore, in order to increase the recording density, it is necessary to rotate the disk at a high speed and reduce the head flying height. Durability and stability of sliding are required. In order to satisfy these requirements, it is required to reduce the friction coefficient by roughening the disk surface, in addition to the properties of the protective film and the lubricating film on the disk surface.
【0003】このディスク表面の粗面化処理はテクスチ
ャー加工(テクスチャリング)と呼ばれ、基板表面に所
定の凹凸形状を付与するものである。磁気ディスクには
一般的にアルミニウム基板が用いられているが、近年で
は、平坦度,剛性等に優れているガラス基板も用いられ
るようになっている。アルミニウム基板の場合、テクス
チャー加工方法としては機械的研磨が主流であるが、ガ
ラス基板の場合、リソグラフィー,印刷技術を用いたエ
ッチング,或いはフィルムテクスチャーと呼ばれるスパ
ッタ技術などが知られている。[0003] The surface roughening treatment of the disk surface is called texturing (texturing), which imparts a predetermined uneven shape to the substrate surface. An aluminum substrate is generally used for a magnetic disk, but in recent years, a glass substrate having excellent flatness, rigidity, and the like has been used. In the case of an aluminum substrate, mechanical polishing is mainly used as a texture processing method, but in the case of a glass substrate, lithography, etching using a printing technique, or a sputtering technique called a film texture is known.
【0004】更に昨今では、上述の湿式或いは複雑工程
プロセスを経ないでテクスチャー加工が可能な乾式テク
スチャーが主流を占めるようになって来た。即ち、この
乾式テクスチャー加工はレーザービームを集光して微小
スポットを基板表面にパルス照射し、溶解凝固させて凹
凸部(バンプ)を生成するものである。基板の表面材質
に合わせてレーザー種,波長,レーザー出力などを選定
することで所定のバンプ形状を得ることが可能である。[0004] In recent years, dry textures that can be textured without the above-mentioned wet or complicated process have become the mainstream. That is, in the dry texturing, a laser beam is condensed, a minute spot is irradiated on a substrate surface by pulses, and the substrate is melted and solidified to generate an uneven portion (bump). A predetermined bump shape can be obtained by selecting a laser type, a wavelength, a laser output, and the like according to the surface material of the substrate.
【0005】このレーザー・テクスチャー加工は、Ni
Pメッキ被膜付アルミニウム基板には、ごく一般に用い
られる技術となっており、様々なバンプ形状を得ること
ができる。図7(a)〜(d)はそれぞれ異なるバンプ
形状の断面を示す拡大断面図である。これらのバンプ形
状はレーザーのエネルギー密度(又はパワー密度),レ
ーザーのパルス幅や波長,基板とレーザービームとの相
対速度などの組み合わせにより決定できる。[0005] This laser texturing is performed using Ni
The aluminum substrate provided with a P plating film is a technique generally used, and various bump shapes can be obtained. 7A to 7D are enlarged cross-sectional views showing cross sections of different bump shapes. These bump shapes can be determined by a combination of the energy density (or power density) of the laser, the pulse width and wavelength of the laser, the relative speed between the substrate and the laser beam, and the like.
【0006】例えば、NiPメッキ被覆付きアルミニウ
ム基板の場合、バンプを形成する加工条件としては、レ
ーザー種はNd:YVO4 レーザーのQスイッチパルス
発振型で、波長は1.06μm 、パルス幅は20〜150 nsec
(〜350nsec )、レーザービームの集光スポット径は10
〜30μm 、レーザーのパルスエネルギーは1〜10μJ /
p、パルス繰り返し周波数10〜100 KHzの範囲で、バン
プ径φ(図7(a)の場合は突起頂点間の距離、図7
(b)〜(d)については最外周の突起頂点間の距離)
は5〜25μm で、バンプ高さh(図7(a)の場合は基
板表面と突起頂点との距離、図7(b)〜(d)につい
ては基板表面と最高突起頂点との距離)は70〜1000Åの
バンプが通常形成される。For example, in the case of an aluminum substrate coated with NiP plating, as a processing condition for forming a bump, a laser type is a Q switch pulse oscillation type of a Nd: YVO 4 laser, a wavelength is 1.06 μm, and a pulse width is 20 to 150. nsec
(~ 350nsec), laser beam focusing spot diameter is 10
~ 30μm, laser pulse energy 1 ~ 10μJ /
p, pulse repetition frequency in the range of 10 to 100 KHz, bump diameter φ (in the case of FIG.
(For (b) to (d), the distance between the outermost protrusion vertices)
Is 5 to 25 μm, and the bump height h (the distance between the substrate surface and the top of the protrusion in the case of FIG. 7A, the distance between the substrate surface and the highest protrusion apex in FIGS. 7B to 7D) is 70-1000 mm bumps are typically formed.
【0007】ところが、近年、高記録密度・高信頼性の
要求が高まるにつれ、これらのバンプを形成する場合、
例えばバンプ高さhのバラツキに対する精度要求がます
ます高まっている。このバンプ高さhのバラツキは、レ
ーザー照射側ではレーザーの出力のバラツキ、基板側で
は表面性状(面粗さ,NiPメッキ被膜の成分濃度,表
面酸化度)などの微妙な違いによって起こる。However, in recent years, as the demand for high recording density and high reliability has increased, when forming these bumps,
For example, accuracy requirements for variations in the bump height h are increasing. The variation in the bump height h is caused by variations in the laser output on the laser irradiation side and subtle differences in the surface properties (surface roughness, component concentration of the NiP plating film, degree of surface oxidation) on the substrate side.
【0008】通常、上述のQスイッチパルス発振型のレ
ーザー(Nd:YVO4 レーザー,Nd:YAGレーザ
ー,Nd:YLFレーザーなどの固体レーザー)から射
出するパルスレーザー出力のピーク値は10数Wから数10
0 Wに及ぶものである。例えば、NiPメッキ被膜付ア
ルミニウム基板の場合、バンプ径φは10μm 、バンプ高
さ280 Åのバンプ形成を行うとき、レーザー出力エネル
ギー3μJ/p,パルス幅150nsec のパルスレーザー出
力のピーク値は20Wになる。この場合のレーザー照射パ
ワー密度は2.7 ×107 W/cm2 にもなる。バンプ(高さ
280 Å) の基板のCSS領域上に形成する数は数万個〜
20数万個にもなるが、バンプ高さhのバラツキ(σ/
h,σは標準偏差)は4〜5%にもなる。Qスイッチパ
ルス発振型のレーザーの場合、平均レーザー出力は高性
能タイプでも±1〜3%のバラツキ(24時間以上連続稼
働時)がある。また、バンプ高さhの管理のため定期的
なレーザーのメンテナンス,バンプの品質管理のための
抜き取り検査の頻度数などを考えると、生産上のコスト
アップの要因の一つとなっている。Normally, the peak value of the pulse laser output from the above-mentioned Q-switch pulse oscillation type laser (solid laser such as Nd: YVO 4 laser, Nd: YAG laser, Nd: YLF laser) is from several tens of watts to several Ten
0 W. For example, in the case of an aluminum substrate with a NiP plating film, when forming a bump having a bump diameter φ of 10 μm and a bump height of 280 °, the peak value of the pulse laser output with a laser output energy of 3 μJ / p and a pulse width of 150 nsec is 20 W. . In this case, the laser irradiation power density is as high as 2.7 × 10 7 W / cm 2 . Bump (height
The number of tens of thousands formed on the CSS region of the substrate
Although the number of bumps reaches 200,000, the variation in bump height h (σ /
h and σ are standard deviations) of 4 to 5%. In the case of a Q-switch pulse oscillation type laser, the average laser output varies even within a high performance type by ± 1 to 3% (when operated continuously for 24 hours or more). In addition, considering the regular laser maintenance for managing the bump height h and the frequency of sampling inspections for bump quality control, this is one of the factors that increase the production cost.
【0009】他方、ガラス基板へのレーザーテクスチャ
ー方式には、ガラス基板上に薄膜(例えばNiPメッキ
被膜)を付けておき、その被膜上にレーザーを照射して
バンプを形成する方式(以下、レーザー薄膜付加方式と
いう)と、ガラス基板に直接レーザーを照射してバンプ
を形成する方式(以下、レーザーダイレクト加工方式と
いう)とがある。レーザー薄膜付加方式は従来のNiP
メッキ被膜アルミ基板のバンプ形成方式にほとんど類似
するため、技術的信頼性の点で有利となっている。ま
た、レーザーダイレクト加工方式はレーザー薄膜付加方
式に比べ工数低減の点で有利となっている。以下、レー
ザーダイレクト加工方式について説明する。On the other hand, in the laser texturing method on a glass substrate, a thin film (for example, a NiP plating film) is provided on a glass substrate, and a laser is irradiated on the film to form a bump (hereinafter referred to as a laser thin film). There is a method of directly irradiating a glass substrate with a laser to form a bump (hereinafter, referred to as a laser direct processing method). The laser thin film addition method uses the conventional NiP
Since it is almost similar to the method of forming a bump on a plated aluminum substrate, it is advantageous in terms of technical reliability. Further, the laser direct processing method is advantageous in that the number of steps is reduced as compared with the laser thin film addition method. Hereinafter, the laser direct processing method will be described.
【0010】レーザーダイレクト加工方式に使用される
レーザーには、炭酸(CO2 )レーザー,Nd:YAG
レーザー/Nd:YVO4 レーザー/Nd:YLFレー
ザーの第2高調波,第3高調波,第4高調波及びアルゴ
ンレーザー,エキシマレーザーがある。ガラス基板の材
質は上記レーザー光を吸収し易いように選定される。The laser used for the laser direct processing method includes a carbon dioxide (CO 2 ) laser, Nd: YAG
There are second harmonic, third harmonic, fourth harmonic, argon laser, and excimer laser of laser / Nd: YVO 4 laser / Nd: YLF laser. The material of the glass substrate is selected so as to easily absorb the laser light.
【0011】特に、上記のCO2 レーザー(波長10.6μ
m )以外のレーザーはいずれも可視光レーザー,紫外線
レーザーで、波長域0.532 μm 〜0.248 μm にあり、こ
の帯域にレーザー光を吸収し易いガラス基板が各メーカ
ーから各種提供されている。In particular, the above CO 2 laser (wavelength 10.6 μm)
Lasers other than m) are all visible light lasers and ultraviolet lasers in the wavelength range of 0.532 μm to 0.248 μm, and various glass substrates that easily absorb laser light in this band are provided by various manufacturers.
【0012】ところが、ガラス基板へのレーザーダイレ
クト加工方法は、NiPメッキ被膜付アルミニウム基板
へのバンプ形成の場合に比べて、数倍から10数倍以上の
レーザー出力エネルギーを必要とする。上述した第2高
調波(波長0.532 μm ),第3高調波(波長0.355 μm
),第4高調波(波長0.266 μm )の場合、レーザー
出力の安定確保が難しく、レーザー出力安定度は、(±
2〜3%)〜(±10数%)と高次のレーザーになるほど
悪化し、またバンプ高さhのバラツキは(±5〜7%)
〜(±20数%)と大きくなる。However, the laser direct processing method on a glass substrate requires several times to more than ten times the laser output energy as compared with the case of forming a bump on an aluminum substrate with a NiP plating film. The above-mentioned second harmonic (wavelength 0.532 μm) and third harmonic (wavelength 0.355 μm)
), In the case of the fourth harmonic (wavelength 0.266 μm), it is difficult to secure laser output stability, and the laser output stability is (±
(2-3%)-(± 10 several%), the worse the higher the order of the laser, and the variation in bump height h is (± 5-7%)
~ (± 20 several percent).
【0013】また、レーザーダイレクト加工方法におい
て、例えばエキシマレーザーを用いる場合、産業用とし
て利用できる放電励起レーザーはパルス発振寿命の点で
問題がある。つまり、基板の片面だけでも数万個〜20数
万個のバンプを形成させるという観点からすれば産業用
として対応することができない。ただ、エキシマレーザ
ーのビーム断面形状が矩形大面積であるという利点を活
かし、予めマスクに多数の孔を形成しておき、マスク投
影法で一度に多数のバンプを形成するという方法も提案
できる。しかし、矩形断面ビームのレーザー出力分布の
均一性は技術的に克服されていないのが現状である。In the laser direct processing method, for example, when an excimer laser is used, a discharge excitation laser which can be used for industrial purposes has a problem in terms of pulse oscillation life. That is, from the viewpoint of forming tens of thousands to two hundreds of thousands of bumps on only one surface of the substrate, it cannot be used for industrial purposes. However, taking advantage of the advantage that the beam cross-sectional shape of the excimer laser has a large rectangular area, it is possible to propose a method in which a large number of holes are formed in a mask in advance and a large number of bumps are formed at once by a mask projection method. However, at present, the uniformity of the laser power distribution of the rectangular cross section beam has not been technically overcome.
【0014】CO2 レーザーの場合、波長の長い近赤外
線レーザー(波長10.6μm )であることから、バンプの
高密度化,低バンプ高さの要求により、集光スポット径
を小さく絞る(φ10μm のバンプ径)ことは難しい。In the case of a CO 2 laser, since it is a near-infrared laser having a long wavelength (wavelength 10.6 μm), the diameter of the condensed spot is reduced to a small size (a bump of φ10 μm) due to the demand for a higher density of bumps and a lower bump height. Diameter) is difficult.
【0015】ところで、ガラス基板へのレーザーダイレ
クト加工方式によるバンプの形成の場合、上述のQスイ
ッチパルス発振型のレーザーでは、例えば、Nd:YA
Gレーザーの第2高調波,第3高調波,第4高調波でそ
れぞれバンプ形成すると、バンプ径φ10μm ,バンプ高
さ100 〜 300Åのコーン状( 突起状) のバンプが形成で
きる。NiPメッキ被膜付アルミニウム基板の場合のよ
うな多種類のバンプ形状にはならず、コーン状バンプ
か、図7(a)に示す如くのV形穴状バンプである。通
常は、加工条件の自由度や品質の点で、コーン状バンプ
が主流となっている。従って、以下ことわらない限り、
バンプ形状はコーン状であるものとする。By the way, in the case of forming a bump on a glass substrate by a laser direct processing method, the above-mentioned Q-switch pulse oscillation type laser is, for example, Nd: YA.
When bumps are formed at the second harmonic, the third harmonic, and the fourth harmonic of the G laser, a cone-shaped (projection-shaped) bump having a bump diameter of φ10 μm and a bump height of 100 to 300 ° can be formed. The bumps do not have a variety of bump shapes as in the case of an aluminum substrate with a NiP plating film, but are cone-shaped bumps or V-shaped hole-shaped bumps as shown in FIG. Usually, cone-shaped bumps are predominant in terms of the degree of freedom in processing conditions and quality. Therefore, unless stated otherwise:
The bump shape is a cone shape.
【0016】レーザーダイレクト加工方法において、可
視光レーザーであるArレーザー(波長0.515 μm )の
場合、連続発振型のレーザービームをEOM(電気光学
変調)のパルス変調器によりパルス化した後、そのパル
スレーザー光をガラス基板に集光照射するものである。
このEOM法では、パルス幅が数10nsec〜0.999secまで
任意に可変でき、パルス繰り返し周波数も1Hz〜数10M
Hzまで可変できる。また、バンプ高さhのバラツキは、
Qスイッチパルス発振型のレーザーに比べて、極めて小
さくなる。連続発振型のレーザー出力安定度が±0.2 %
レベルと極めて小さくできるからである。更に、このE
OM法は高速パルス発振に匹敵するため、CSS領域の
数万個〜20数万個に及ぶバンプ数を形成するテクスチャ
ー加工において加工時間の短縮化が実現できる。In the laser direct processing method, in the case of an Ar laser (wavelength: 0.515 μm), which is a visible light laser, a continuous wave laser beam is pulsed by an EOM (electro-optical modulation) pulse modulator, and then the pulse laser is emitted. Light is condensed and irradiated on the glass substrate.
In this EOM method, the pulse width can be arbitrarily varied from several tens nsec to 0.999 sec, and the pulse repetition frequency is also from 1 Hz to several tens M
Variable up to Hz. Also, the variation of the bump height h is
It is extremely small compared to a Q-switch pulse oscillation type laser. Continuous oscillation type laser output stability ± 0.2%
This is because the level can be made extremely small. Furthermore, this E
Since the OM method is comparable to high-speed pulse oscillation, the processing time can be reduced in texture processing for forming tens of thousands to 200,000 bumps in the CSS region.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際、
アルミニウム基板に対しては高速加工が可能であるもの
の、ガラス基板に対しては前述したようにレーザーの出
力エネルギーがアルミニウム基板に比べて数倍から10数
倍も必要となるので、高速加工が難しい。即ち、連続発
振型のレーザー光から得たパルスレーザー光は出力のピ
ーク値が高々2〜3W程度に過ぎないため、実際に、バ
ンプ形成に必要なレーザーの出力エネルギーを確保する
ためには、パルス幅としては数μsec 〜30数μsec が必
要で、Qスイッチパルスレーザーの場合のパルス幅(数
10nsec〜数100nsec )に比べ相当長いものとなる。現在
の産業用の市販のArレーザーの場合、発振器レベルで
の最高出力は5W程度であり、EOM変調器,パワーコ
ントローラ,ミラー,集光レンズを通過する光路上で減
衰するため、ガラス基板上に実質的に照射できる有効な
レーザー出力は1〜1.5 Wにまで落ちてしまう。そのた
め、例えば、バンプ径φ3μm ,バンプ高さ280 Åを形
成する場合、その加工条件は、ピーク出力1W,パルス
幅20μsec ,出力エネルギー20μJ/pとなる。However, in practice,
High-speed processing is possible for aluminum substrates, but high-speed processing is difficult for glass substrates, as described above, because laser output energy is several times to ten and several times higher than aluminum substrates. . That is, since the peak value of the output of the pulse laser light obtained from the continuous wave laser light is only about 2 to 3 W at most, in order to actually secure the output energy of the laser necessary for forming the bump, A pulse width of several μsec to 30 μsec is required for the Q-switched pulse laser.
10 nsec to several 100 nsec). In the case of the current commercial Ar laser for industrial use, the maximum output at the oscillator level is about 5 W, and is attenuated on the optical path passing through the EOM modulator, power controller, mirror, and condenser lens. The effective laser power that can be substantially irradiated falls to 1 to 1.5 W. Therefore, for example, when forming a bump diameter φ3 μm and a bump height 280 °, the processing conditions are a peak output of 1 W, a pulse width of 20 μsec, and an output energy of 20 μJ / p.
【0018】このように、パルス幅が長くなると、CS
S領域へのテクスチャー加工時間が遅くなる。即ち、C
SS領域へのバンプ形成法は、ガラス基板を回転させな
がらパルスレーザーを集光照射するものであり、その回
転速度が高速になると、レーザーパルス幅内で基板表面
が相対的に移動する距離が長くなるため、結果的に、楕
円形状ないし長円形状の非対称バンプ形状が形成される
ことになるので、回転速度を高速化できず、従って、テ
クスチャー加工時間が遅くなる。例えば、基板の回転数
を100 RPMとしたとき、基板(ディスク)中心から半
径方向距離20mmの位置での相対移動距離は約4.2 μm に
もなる。ここで、バンプ形状が長円形であると、CSS
の摩擦係数が増大してしまう。As described above, when the pulse width becomes longer, CS becomes larger.
The texture processing time for the S region becomes slow. That is, C
In the method of forming a bump on the SS region, a pulse laser is focused and irradiated while rotating the glass substrate. When the rotation speed is high, the distance over which the substrate surface moves relatively within the laser pulse width is long. As a result, as a result, an asymmetric bump shape of an elliptical shape or an elliptical shape is formed, so that the rotation speed cannot be increased, and therefore, the texture processing time is reduced. For example, when the rotation speed of the substrate is 100 RPM, the relative movement distance at a position 20 mm in the radial direction from the center of the substrate (disk) is about 4.2 μm. Here, if the bump shape is oval, CSS
Increases the friction coefficient.
【0019】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、連続発振型のレーザー光から得たパルスレーザー光
を用いてガラス基板にバンプを形成するテクスチャー加
工において、バンプ高さのバラツキが少なく、且つテク
スチャー加工時間の短縮化を実現できる磁気記録媒体の
製造方法を提供することにある。In view of the above problems, it is an object of the present invention to reduce variations in bump height in texture processing for forming bumps on a glass substrate using pulsed laser light obtained from continuous wave laser light. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium capable of realizing a reduced texture processing time.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の講じた手段は、連続発振型のレーザー光を
電気光学変調でパルス化し、そのパルス・レーザービー
ムを相対的に回転するガラス基板の表面に集光スポット
照射してバンプを形成するテクスチャー加工工程を含む
磁気記録媒体の製造方法において、上記集光スポットの
照射断面は上記ガラス基板の周方向に短径を揃えた長円
形状であることを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the means adopted by the present invention is to convert a continuous wave laser beam into a pulse by electro-optic modulation, and rotate the pulse laser beam relatively. In a method for manufacturing a magnetic recording medium including a texture processing step of forming a bump by irradiating a converging spot on a surface of a substrate, an irradiation section of the converging spot has an elliptical shape whose minor axis is aligned in a circumferential direction of the glass substrate. It is characterized by being.
【0021】パルス幅内で基板が周方向へ相対的に移動
するため、集光スポットが相対的に短径方向へ一時的に
走査されることになるが、長円形状の集光スポットの照
射断面の短径がガラス基板の周方向に揃っているため、
その間、短径方向に集光スポットが引きずられるので、
結果的に照射領域が略円形状となる。このため、この略
円形状の照射領域を中心としてガラス材の融解凝固が促
され、その故、擬似円形のコーン状バンプが形成され
る。レーザーのパワー密度を増強せずに、パルス幅と長
円率を最適化することにより、基板の相対回転を高速化
しても、所定のバンプ高さとバンプ平面形状の円形化を
実現できる。テクスチャー加工時間の短縮化を達成で
き、生産性の大幅向上を実現できる。Since the substrate relatively moves in the circumferential direction within the pulse width, the condensed spot is temporarily scanned in the relatively short diameter direction. Because the minor axis of the cross section is aligned in the circumferential direction of the glass substrate,
During that time, the focused spot is dragged in the minor axis direction,
As a result, the irradiation area has a substantially circular shape. For this reason, the melting and solidification of the glass material is promoted around the substantially circular irradiation region, and therefore, a pseudo circular cone-shaped bump is formed. By optimizing the pulse width and the ellipticity without increasing the power density of the laser, it is possible to achieve a predetermined bump height and a circular bump planar shape even when the relative rotation of the substrate is accelerated. The texture processing time can be shortened, and the productivity can be greatly improved.
【0022】上記長円形状の長径と短径の差が上記パル
ス・レーザービームのパルス幅と上記ガラス基体の照射
点での相対的周速度の積に略等しい関係を持たせた場
合、集光スポットの照射領域をより擬似円形状に近づけ
ることができるため、バンプ平面形状の円形化が容易と
なる。When the difference between the major axis and the minor axis of the elliptical shape has a relation approximately equal to the product of the pulse width of the pulsed laser beam and the relative peripheral velocity at the irradiation point of the glass substrate, light is condensed. Since the irradiation area of the spot can be made closer to a pseudo circular shape, it is easy to make the bump planar shape circular.
【0023】この照射断面長円形の集光スポットを得る
には、電気光学変調器の後段に平行ビーム断面変形光学
系を用いることが好ましい。非点収差型の集光レンズ系
でも照射断面長円形の集光スポットを得ることができる
ものの、基板との距離や焦点距離の調整などが煩雑とな
る。平行ビーム断面変形光学系を用いると、集光レンズ
系を変えずに済み、メンテナンスの容易化にも役立つ。In order to obtain a condensed spot having an oval irradiation cross section, it is preferable to use a parallel beam cross section deforming optical system after the electro-optic modulator. Although an astigmatism-type condensing lens system can obtain a condensed spot with an oblong irradiation cross section, adjustment of the distance from the substrate and the focal length becomes complicated. The use of the collimated beam cross section deforming optical system does not need to change the condenser lens system, which also facilitates maintenance.
【0024】平行ビーム断面変形光学系としては、斜入
射のプルズム系,トーリックレンズ系などを用いること
ができるものの、シリンドリカルレンズ光学系を用いる
ことが好ましい。光学構成が簡単で、照射断面長円形の
所望サイズの長径と短径を比較的容易に作成できる。As the parallel beam section deforming optical system, an obliquely incident prism system, a toric lens system or the like can be used, but it is preferable to use a cylindrical lens optical system. The optical configuration is simple, and the major axis and minor axis of the desired size of the irradiation cross section ellipse can be created relatively easily.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施形態に係る磁
気記録媒体の製造方法に用いるレーザー加工装置を示す
ブロック図、図2(a)はそのレーザー加工装置におけ
るシリンドリカルレンズ光学系を示す平面図、図2
(b)はそのシリンドリカルレンズ光学系を示す正面図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a laser processing apparatus used in a method for manufacturing a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A shows a cylindrical lens optical system in the laser processing apparatus. Plan view, FIG. 2
(B) is a front view showing the cylindrical lens optical system.
【0026】レーザー加工装置は、図1に示す如く、連
続発振型のレーザー発振器(例えばArレーザー発振
器)1と、これから射出したビーム断面円形状(直径D
0 )の連続レーザービーム2aを通過させてレーザー出
力を安定化させるパワースタビライザ3と、その連続通
過ビーム2bを電気光学変調(EOM)により任意のパ
ルス幅とパルス繰り返し周波数でパルス化するためのパ
ルス変調器4と、そのパルスレーザ2cのビーム断面円
形状を楕円形状ないし長円形状に変形させるためのシリ
ンドリカルレンズ光学系5と、そのシリンドリカルレン
ズ光学系5の水平射出ビーム2dを垂直下方へ偏向する
ための反射板6と、その反射ビーム2eを集光して集光
ビーム2fをスピンドルモータ9により回転されるディ
スク状のガラス基板8の表面にスポット照射する集光レ
ンズ7とを有している。集光ビーム2fの照射断面はガ
ラス基板8の周方向に短径を揃えた長円形状(楕円形
状)となっている。従って、その長円形状の長径はガラ
ス基体7の半径方向に揃っている。As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus includes a continuous oscillation type laser oscillator (for example, an Ar laser oscillator) 1 and a circular cross section (diameter D) emitted from the laser oscillator.
0 ) a power stabilizer 3 for stabilizing the laser output by passing a continuous laser beam 2a, and a pulse for pulsating the continuous passing beam 2b with an arbitrary pulse width and a pulse repetition frequency by electro-optic modulation (EOM). The modulator 4, a cylindrical lens optical system 5 for changing the circular cross section of the pulse laser 2 c into an elliptical shape or an elliptical shape, and the horizontal emission beam 2 d of the cylindrical lens optical system 5 is vertically deflected. And a condensing lens 7 for condensing the reflected beam 2e and irradiating the condensed beam 2f with a spot on the surface of a disk-shaped glass substrate 8 rotated by a spindle motor 9. . The irradiation cross section of the condensed beam 2f has an elliptical shape (elliptical shape) whose minor axis is aligned in the circumferential direction of the glass substrate 8. Therefore, the major axis of the oval shape is aligned in the radial direction of the glass substrate 7.
【0027】本例のシリンドリカルレンズ光学系5は、
図2に示す如く、入射側シリンドリカルレンズ(円柱レ
ンズ)L1 と、これと平行の射出側シリンドリカルレン
ズL2 とから成り、細い平行ビームを太い平行ビームに
変換するX軸一次元のコリメータ(ビームエキスパン
ダ)であり、対物レンズたるレンズL1 とコリメータレ
ンズたるレンズL2 間では共心光線を形成するように、
レンズ間距離をレンズL1 の焦点距離f1 とレンズL2
の焦点距離f2 との和に設定してある。入射ビーム2c
のメリジオナル光線(主光線と光軸を含む平面内に含ま
れる光線)のビーム径についての拡張倍率はf2 /f1
(>1)であり、サジタル光線(主光線と光軸を含む平
面に直交する平面内に含まれる光線)はシリンドリカル
レンズの母線に揃っているため、その拡張倍率は1であ
る。このため、射出ビーム2dのビーム断面は短径DS
(=D0 )で長径DL (=D0 f2 /f1 )の楕円形状
となる。The cylindrical lens optical system 5 of the present embodiment includes:
As shown in FIG. 2, the incident-side cylindrical lens (cylindrical lens) L 1, which the consist exit side cylindrical lens L 2 Metropolitan parallel, the X-axis one-dimensional converting a narrow collimated beam into a thick collimated beam collimator (beam an expander), so as to form a Kyokokoro beam between the objective lens serving as lens L 1 and the collimator lens serving as a lens L 2,
The focal point of the lens distance lens L 1 distance f 1 and the lens L 2
Is set to the sum of the focal length f 2 and the focal length f 2 . Incident beam 2c
The expansion magnification for the beam diameter of the meridional ray (the ray included in the plane including the principal ray and the optical axis) is f 2 / f 1
(> 1), and the sagittal ray (the ray included in a plane orthogonal to the plane including the principal ray and the optical axis) is aligned with the generating line of the cylindrical lens. Therefore, the beam cross-section of the exit beam. 2d minor axis D S
(= D 0 ), and has an elliptical shape with a long diameter D L (= D 0 f 2 / f 1 ).
【0028】ここで、一般に、集光レンズ通過後におい
て、レーザービームの集光スポット径d0 は次式で与え
られる。 d0 =(Kfλ)/D …(1) なお、Kはマルチモード係数(レーザー発振器の固有の
特性で決まる値) Dは集光レンズに入射する前のレーザービームの直径 fは集光レンズの焦点距離 λはレーザー光の波長 この式から、レーザー光の集光スポット径d0 は入射レ
ーザー光の光束径Dに反比例する。従って、本例では、
集光レンズ2eの入射ビーム2eの長径がガラス基板8
の周接線方向に揃い、短径がガラス基板8の半径方向に
揃うように設定されている。Here, generally, the focused spot diameter d 0 of the laser beam after passing through the focusing lens is given by the following equation. d 0 = (Kfλ) / D (1) where K is a multi-mode coefficient (a value determined by the inherent characteristics of the laser oscillator) D is the diameter of the laser beam before entering the condenser lens f is the diameter of the condenser lens The focal length λ is the wavelength of the laser light. From this equation, the focused spot diameter d 0 of the laser light is inversely proportional to the luminous flux diameter D of the incident laser light. Therefore, in this example,
The major axis of the incident beam 2e of the condenser lens 2e is
Are set so as to be aligned in the circumferential tangent direction, and the minor axis is aligned in the radial direction of the glass substrate 8.
【0029】この結果、ガラス基板8に照射する集光ス
ポットの短径dS と長径dL は次式で与えられる。 dS =(Kfλf1 )/(D0 f2 ) …(2) dL =(Kfλ)/D0 …(3) 楕円形状の集光スポットの照射断面の短径dS がガラス
基体8の周方向に揃っているため、パルス幅t内で基板
8が周方向へ相対的に移動するので、図3に示す如く、
その間、集光スポットが実線で示す照射開始時点から一
点鎖線で示す照射途中時点を経て二点鎖線で示す照射終
了時点にかけ相対的に短径方向へ一時的に走査されるこ
とになる。その間、短径方向に集光スポットが引きずら
れるため、結果的に照射領域が略円形状となるので、こ
の略円形状の照射領域を中心としてガラス材の融解凝固
が促され、その故、擬似円形のコーン状パンプが形成さ
れる。As a result, the minor axis d S and major axis d L of the condensed spot irradiated on the glass substrate 8 are given by the following equations. d S = (Kfλf 1 ) / (D 0 f 2 ) (2) d L = (Kfλ) / D 0 (3) The minor diameter d S of the irradiation cross-section of the elliptical condensed spot is Since the substrate 8 is aligned in the circumferential direction, the substrate 8 relatively moves in the circumferential direction within the pulse width t, and as shown in FIG.
In the meantime, the condensed spot is temporarily scanned relatively in the minor axis direction from the irradiation start time indicated by the solid line to the irradiation end time indicated by the two-dot chain line after the irradiation halfway indicated by the dashed line. In the meantime, the condensed spot is dragged in the short diameter direction, and as a result, the irradiation area becomes substantially circular, so that the melting and solidification of the glass material is promoted centering on the substantially circular irradiation area, and therefore, pseudo A circular cone-shaped pump is formed.
【0030】略円形状の照射領域を得るためには、ガラ
ス基体8のスポット照射位置での相対的周速度をVとす
ると、次式を満足させることが望ましい。 Vt=dL −dS …(4) ここで、Vtは、相対的移動距離、即ち集光スポットの
引きずり長さで、dL−dS は長径と短径の差である。
なお、周速度VはCSS領域(基板内周側領域)では略
一定と見做すことができる。In order to obtain a substantially circular irradiation area, it is desirable to satisfy the following equation, where V is the relative peripheral velocity at the spot irradiation position of the glass substrate 8. Vt = d L -d S ... ( 4) where, Vt is the relative movement distance, that is, dragging a length of the focusing spot, d L -d S is the difference of the major axis and the minor axis.
The peripheral velocity V can be considered to be substantially constant in the CSS area (the area on the inner peripheral side of the substrate).
【0031】集光スポットの引きずり長さが短径を超え
る場合は、照射開始時点の集光スポットと照射終了時点
の集光スポットとが重ならなくなり、レーザーのパワー
密度がガラス材に稠密に集中し難くなる。かかる場合、
引きずり長さVtを短径未満に抑えることが必要とな
り、かかる場合、次式が成立する。If the trailing length of the focused spot exceeds the minor axis, the focused spot at the start of irradiation and the focused spot at the end of irradiation do not overlap, and the power density of the laser is densely concentrated on the glass material. It becomes difficult to do. In such cases,
It is necessary to suppress the drag length Vt to less than the minor axis, and in such a case, the following equation is established.
【0032】 dL −dS <dS …(5) 従って、長円率(楕円率)=f2 /f1 を、1〜2以内
に抑えることも有効と言える。D L −d S <d S (5) Accordingly, it can be said that it is also effective to keep the ellipticity (ellipticity) = f 2 / f 1 within 1 or 2.
【0033】また、レーザー光の集光スポットサイズの
うち中心部のパワー密度が最大で、周辺部は低くなるこ
とから、略円形状の照射領域のうち中心部のパワー密度
をできるだけ強くすると、歪みの少ない真円状のコーン
状バンプが得やすい。かかる場合、照射開始時点の集光
スポットの中心部が照射終了時点の集光スポットの周辺
に収まっていると、略円形状の照射領域の中心部のパワ
ー密度を強くできる。Further, since the power density at the center of the focused spot size of the laser beam is the largest and the power at the periphery is low, if the power density at the center of the substantially circular irradiation area is increased as much as possible, It is easy to obtain a perfect circular cone-shaped bump with a small diameter. In such a case, if the central part of the focused spot at the start of the irradiation is located around the focused spot at the end of the irradiation, the power density at the center of the substantially circular irradiation area can be increased.
【0034】かかる場合、、次式が成立する。In such a case, the following equation is established.
【0035】 dL −dS <dS /2 …(6) 従って、長円率(楕円率)=f2 /f1 を、1〜3/2
以内に抑えることも有効と言える。D L −d S <d S / 2 (6) Accordingly, the ellipticity (ellipticity) = f 2 / f 1 is calculated as 1 to 3/2.
It can be said that it is effective to keep it within.
【0036】図4(a)はレーザー加工装置における別
のシリンドリカルレンズ光学系を示す平面図、図4
(a)はそのシリンドリカルレンズ光学系を示す正面図
である。FIG. 4A is a plan view showing another cylindrical lens optical system in the laser processing apparatus.
(A) is a front view showing the cylindrical lens optical system.
【0037】このシリンドリカルレンズ光学系は、Y軸
1次元のコリメータ5aとX軸1次元のコリメータ5b
とから成る。Y軸1次元のコリメータ5aは、入射側シ
リンドリカルレンズL3 とこれに平行の射出側シリンド
リカルレンズL4 とから成り、レンズL3 とレンズL4
間では共心光線を形成するように、レンズ間距離をレン
ズL3 の焦点距離f3 とレンズL4 の焦点距離f4 との
和に設定してある。入射ビーム2cのメリジオンル光線
のビーム径についての拡張倍率はf4 /f3 (<1)で
あり、サジタル光線の拡張倍率は1である。このため、
Y軸1次元のコリメータ5aの射出ビームのビーム断面
は、Y軸方向の短径DS がD0 f4 /f3 であり、X軸
方向の長径DL がD0 である楕円形状となる。The cylindrical lens optical system includes a one-dimensional Y-axis collimator 5a and a one-dimensional X-axis collimator 5b.
Consisting of Y-axis one-dimensional collimator 5a consists exit side cylindrical lens L 4 Metropolitan parallel thereto an incident-side cylindrical lens L 3, the lens L 3 and the lens L 4
Between so as to form a Kyokokoro rays, have set the lens distance between the sum of the focal length f 4 of the focal length f 3 and lens L 4 of the lens L 3. The expansion magnification of the beam diameter of the meridional light beam of the incident beam 2c is f 4 / f 3 (<1), and the expansion magnification of the sagittal light beam is 1. For this reason,
Beam cross-section of the exit beam in the Y-axis one-dimensional collimator 5a is short diameter D S of the Y-axis direction is D 0 f 4 / f 3, the long diameter D L of the X-axis direction has an elliptical shape is D 0 .
【0038】また、X軸1次元のコリメータ5bは、Y
軸1次元のコリメータ5aの射出側シリンドリカルレン
ズL4 と直交する入射側シリンドリカルレンズL5 と、
これに平行の射出側シリンドレイカルレンズL6 とから
成り、レンズL5 とレンズL6 間では共心光線を形成す
るように、レンズ間距離をレンズL5 の焦点距離f5と
レンズL6 の焦点距離f6 との和に設定してある。レン
ズL5 の入射ビームのメリジオンル光線のビーム径につ
いての拡張倍率はf6 /f5 (>1)であり、サジタル
光線の拡張倍率は1である。The one-dimensional X-axis collimator 5b
An incident-side cylindrical lens L 5 which is perpendicular to the exit side cylindrical lens L 4 of the shaft 1 dimensional collimator 5a,
It consists exit side cylindrical drain lens L 6 Metropolitan parallel, so as to form a Kyokokoro beam between lens L 5 and the lens L 6, the focal length f 5 of the lens of the inter-lens distance lens L 5 L 6 Is set to the sum of the focal length f 6 and Expansion magnification of beam diameter of Merijionru ray of the incident beam of lens L 5 is f 6 / f 5 (> 1 ), extended magnification in the sagittal ray is 1.
【0039】この結果、X軸1次元のコリメータ5bか
らの射出ビーム2dのビーム断面は、Y軸方向の短径D
S ′がD0 f4 /f3 であり、X軸方向の長径DL ′が
D0f6 /f5 である楕円形状となる。従って、この楕
円形状の長円率はf3 f6 /f4 f5 である。このよう
なシリンドリカルレンズ光学系を用いると、短径と長径
の両者のサイズを変形でき、最適長円径を選定し易い。As a result, the beam cross section of the exit beam 2d from the X-axis one-dimensional collimator 5b has a minor axis D in the Y-axis direction.
S ′ is D 0 f 4 / f 3 , and the major axis D L ′ in the X-axis direction is an elliptical shape of D 0 f 6 / f 5 . Thus, ovality of the elliptical shape is f 3 f 6 / f 4 f 5. When such a cylindrical lens optical system is used, both the minor axis and the major axis can be deformed, and it is easy to select the optimal oblong diameter.
【0040】射出ビーム2dが反射板6で反射されて集
光レンズ7を通過し、その集光束2fの集光スポットが
ガラス基体7に照射されるが、集光スポットの短径は基
板の周方向に揃っており、長径は半径方向に揃ってい
る。The outgoing beam 2d is reflected by the reflector 6 and passes through the condenser lens 7, and the condensed spot of the condensed light beam 2f is irradiated on the glass substrate 7. And the major axis is aligned in the radial direction.
【0041】図4のシリンドリカルレンズ光学系によれ
ば、ガラス基板8に照射する集光スポットの短径dS ′
と長径dL ′は次式で与えられる。 dS ′=(Kfλf5 )/(D0 f6 ) …(7) dL ′=(Kfλf3 )/(D0 f4 ) …(8) 前述したように、楕円形状の集光スポットの短径dS ′
がガラス基体8の周方向に揃っているため、短径方向に
集光スポットが引きずられても、結果的に略円形状の照
射領域となるので、これを中心としてガラスの融解凝固
が促され、擬似円形状のコーン状パンプが形成される。According to the cylindrical lens optical system shown in FIG. 4, the short diameter d S ′ of the condensed spot applied to the glass substrate 8
And the major diameter d L ′ are given by the following equation. d S ′ = (Kfλf 5 ) / (D 0 f 6 ) (7) d L ′ = (Kfλf 3 ) / (D 0 f 4 ) (8) Short diameter d S ′
Are aligned in the circumferential direction of the glass substrate 8, so that even if a condensing spot is dragged in the minor diameter direction, the resulting irradiation area becomes a substantially circular shape. , A pseudo circular cone-shaped pump is formed.
【0042】図5は、EOM変調器でパルス化されたレ
ーザーのパルス幅(1パルス当りの時間)と、このとき
に形成されるコーン状パンプ高さhとの関係を示すグラ
フである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the pulse width (time per pulse) of the laser pulsed by the EOM modulator and the height h of the cone-shaped pump formed at this time.
【0043】この図から判るように、バンプ高さhはレ
ーザーパワー密度に依存しており、レーザー照射時間即
ちパルス幅tがプロットの5μsec 以上になると、次
第に単調増加で高く形成される。従って、パルス幅tで
略一義的にバンプ高さhが決まることから、バンプ高さ
hのバラツキを抑えることができる。必要とされるバン
プ高さhはプロットの約280 Åであり、最適なパルス
幅tは20μsec である。As can be seen from this figure, the bump height h depends on the laser power density. When the laser irradiation time, that is, the pulse width t becomes 5 μsec or more in the plot, the bump height h gradually increases monotonically. Accordingly, since the bump height h is substantially uniquely determined by the pulse width t, variations in the bump height h can be suppressed. The required bump height h is about 280 ° in the plot, and the optimal pulse width t is 20 μsec.
【0044】図6はパルス幅を変えた場合の形成される
パンプ形状を示す平面図で、その(a)はシリンドリカ
ルレンズ光学系5を用いない従来のレーザー照射法によ
るパンプ形状の推移を示し、その(b)はシリンドリカ
ルレンズ光学系5を用いた本実施形態のレーザ照射法に
よるパンプ形状の推移を示す。FIG. 6 is a plan view showing a pump shape formed when the pulse width is changed. FIG. 6 (a) shows a transition of the pump shape by the conventional laser irradiation method without using the cylindrical lens optical system 5, (B) shows the transition of the pump shape by the laser irradiation method of the present embodiment using the cylindrical lens optical system 5.
【0045】従来の照射法では、パルス幅tがプロッ
トの5μsec からプロットの9μsec の間で、平面略
円形状のバンプが形成されるものの、パンプ高さhは約
50Å以下にとどまっているのに対し、パルス幅tがプ
ロットの15μsec 以上になると、パンプ高さhは高くな
るものの、バンプは周方向に延びた楕円又はトラック状
の長円形状となっている。従って、従来の照射法では、
パルス幅20μsec でバンプ高さhが約280 Åになるよう
に、平面円形状のバンプを形成するには、ガラス基板の
回転速度を落とし、低速に設定する必要があり、レーザ
ーパワー密度を増強しない限り、ガラス基板の高速回転
は原理的に不可能である。In the conventional irradiation method, a bump having a substantially circular planar shape is formed when the pulse width t is between 5 μsec on the plot and 9 μsec on the plot, but the pump height h is about
When the pulse width t is 15 μsec or more in the plot, the bump height is increased, but the bump has an elliptical shape extending in the circumferential direction or a track-shaped elliptical shape. Therefore, in the conventional irradiation method,
In order to form a planar circular bump so that the bump height h is about 280 mm with a pulse width of 20 μsec, the rotation speed of the glass substrate must be reduced and set to a low speed, and the laser power density is not increased In principle, high-speed rotation of the glass substrate is impossible in principle.
【0046】他方、本例の照射法において、パルス幅t
がプロットの5μsec からプロットの15μsec の間
で、半径方向に集光スポット断面の長径が揃っており、
そのパルス幅内では集光スポットの引きずり長さが足り
ないため、平面が略楕円形状のバンプが形成されると共
に、未だレーザーパワ密度が低いので約150 Å以下とな
るのに対し、パルス幅tがプロットの20μsec 付近で
は、引きずり長さは必要充分となり、平面略円形状のバ
ンプが形成されると共に、レーザーパワ密度も足りてパ
ンプ高さhが約280 Åとなる。従って、本照射法では、
レーザーパワー密度を増強せずに、ガラス基板の高速回
転が可能となる。On the other hand, in the irradiation method of this embodiment, the pulse width t
Is between 5 μsec on the plot and 15 μsec on the plot.
Within the pulse width, the trailing length of the converging spot is not enough, so that a bump having a substantially elliptical flat surface is formed, and since the laser power density is still low, it becomes about 150 mm or less, whereas the pulse width t However, in the vicinity of 20 μsec in the plot, the drag length becomes necessary and sufficient, a substantially circular bump is formed on a plane, and the laser power density is sufficient, so that the pump height h becomes about 280 °. Therefore, in this irradiation method,
High-speed rotation of the glass substrate becomes possible without increasing the laser power density.
【0047】以下、具体的な数値を用いて説明する。C
SS領域にバンプを形成する場合、ガラス基板の回転数
100 RPM、基板(ディスク)中心から半径20mmの位置
での周速度125.6mm /sec 、パルス幅t=20μsec とす
れば、相対移動距離(引きずり長さ)Vtは、約4.2 μ
m である。例えば、従来の照射法によるバンプ形成の場
合、停止時(非回転時)での1パルス当りのバンプ径が
10μm であれば、回転数100 RPMでの基板回転により
形成されるパンプは、幅(短径)が10μm で、長さ(長
径)が14.2μm の楕円形状となる。これに対し、本照射
法において、シリンドリカルレンズ光学系5によって周
方向に短径を揃えた長円形断面の集光スポットを照射す
る場合、停止時(非回転時)での1パルス当りのバンプ
径の長径を10μm とし、その短径を5.8 μm とすれば、
幅が10μm で、長さが10μm の擬似円形状のバンプが形
成される。Hereinafter, a description will be given using specific numerical values. C
When bumps are formed in the SS area, the rotation speed of the glass substrate
Assuming 100 RPM, a peripheral velocity of 125.6 mm / sec at a radius of 20 mm from the substrate (disk) center, and a pulse width t = 20 μsec, the relative movement distance (dragging length) Vt is about 4.2 μm.
m. For example, in the case of bump formation by the conventional irradiation method, the bump diameter per pulse at the time of stop (at the time of non-rotation) is
If it is 10 μm, a pump formed by rotating the substrate at a rotation speed of 100 RPM has an elliptical shape having a width (minor axis) of 10 μm and a length (major axis) of 14.2 μm. On the other hand, in the present irradiation method, when irradiating a condensed spot having an oval cross section whose minor axis is aligned in the circumferential direction by the cylindrical lens optical system 5, the bump diameter per pulse at the time of stop (at the time of non-rotation). If the major axis is 10 μm and its minor axis is 5.8 μm,
A pseudo circular bump having a width of 10 μm and a length of 10 μm is formed.
【0048】従来の照射法で例えばφ10μm のバンプを
形成する場合、基板回転数を大幅に低くして、例えば25
RPMにすれば、引きずり長さVtは、約1.1 μm と小
さくなるので、略擬似円形状のバンプを形成できる。し
かし、例えばCSS領域のトラック数を100 とした場
合、テクスチャー加工時間が約4分間となり、生産性に
劣るが、本照射法を含む加工方法では、約1分間で済
み、生産性を大幅に向上できる。特に、本例では生産性
を高めるため、基板の回転速度を高速化できる。その
際、長円率を回転速度に比例させて大きくすれば良い。When bumps of, for example, φ10 μm are formed by the conventional irradiation method, the number of rotations of the substrate is greatly reduced, and
With the use of RPM, the drag length Vt is reduced to about 1.1 μm, so that a substantially pseudo-circular bump can be formed. However, when the number of tracks in the CSS area is set to 100, for example, the texture processing time is about 4 minutes, which is inferior in productivity. However, in the processing method including this irradiation method, it takes about 1 minute, and the productivity is greatly improved. it can. In particular, in this example, the rotational speed of the substrate can be increased in order to increase the productivity. At this time, the ellipticity may be increased in proportion to the rotation speed.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、集光ス
ポットの照射断面を予めガラス基板の周方向に短径を揃
えた長円形状とする点を特徴としているので、次のよう
な効果を奏する。As described above, the present invention is characterized in that the irradiation cross section of the condensed spot is formed in an elliptical shape in which the minor axis is aligned in the circumferential direction of the glass substrate in advance. It works.
【0050】 長円形状の集光スポットの照射断面の
短径がガラス基板の周方向に揃っているため、その間、
短径方向に集光スポットが引きずられるので、結果的に
照射領域が略円形状となる。このため、この略円形状の
照射領域を中心としてガラス材の融解凝固が促され、そ
の故、擬似円形のコーン状バンプが形成される。レーザ
ーのパワー密度を増強せずに、パルス幅と長円率を最適
化することにより、基板の相対回転を高速化しても、所
定のバンプ高さとバンプ平面形状の円形化を実現でき
る。テクスチャー加工時間の短縮化を達成でき、生産性
の大幅向上を実現できる。Since the short diameter of the irradiation cross section of the oval condensed spot is aligned in the circumferential direction of the glass substrate,
Since the converging spot is dragged in the minor axis direction, the irradiation area becomes substantially circular as a result. For this reason, the melting and solidification of the glass material is promoted around the substantially circular irradiation region, and therefore, a pseudo circular cone-shaped bump is formed. By optimizing the pulse width and the ellipticity without increasing the power density of the laser, it is possible to achieve a predetermined bump height and a circular bump planar shape even when the relative rotation of the substrate is accelerated. The texture processing time can be shortened, and the productivity can be greatly improved.
【0051】 長円形状の長径と短径の差がパルス・
レーザービームのパルス幅とガラス基体の照射点での相
対的周速度の積に略等しい関係を持たせた場合、集光ス
ポットの照射領域をより擬似円形に近づけることができ
るため、バンプ平面形状の円形化が容易となる。The difference between the major axis and the minor axis of the oval
If the relationship between the pulse width of the laser beam and the product of the relative peripheral velocity at the irradiation point of the glass substrate is approximately equal, the irradiation area of the focused spot can be made closer to a pseudo-circle, so that the bump plane shape Circularization becomes easy.
【0052】 照射断面長円形の集光スポットを得る
に、平行ビーム断面変形光学系を用いると、集光レンズ
系を変えずに済み、メンテナンスの容易化に役立つ。Using a parallel beam cross-section deforming optical system to obtain a converging spot with an oblong irradiation cross section does not require changing the condensing lens system, which facilitates maintenance.
【0053】 平行ビーム断面変形光学系としてシリ
ンドリカルレンズ光学系を用いる場合、光学構成が簡単
で、照射断面長円形の所望サイズの長径と短径を比較的
容易に作成できる。When a cylindrical lens optical system is used as the parallel beam section deforming optical system, the optical configuration is simple, and the major and minor axes of the desired size of the irradiation section ellipse can be relatively easily created.
【図1】本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方
法に用いるレーザー加工装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a laser processing apparatus used in a method for manufacturing a magnetic recording medium according to an embodiment of the present invention.
【図2】(a)は図1に示すレーザー加工装置における
シリンドリカルレンズ光学系を示す平面図、(b)はそ
のシリンドリカルレンズ光学系を示す正面図である。2A is a plan view showing a cylindrical lens optical system in the laser processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a front view showing the cylindrical lens optical system.
【図3】本実施形態において、基板表面に対する集光ス
ポットの照射過程を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a process of irradiating a condensed spot on a substrate surface in the present embodiment.
【図4】(a)は図1に示すレーザー加工装置における
別のシリンドリカルレンズ光学系を示す平面図、(b)
はそのシリンドリカルレンズ光学系を示す正面図であ
る。FIG. 4A is a plan view showing another cylindrical lens optical system in the laser processing apparatus shown in FIG. 1, and FIG.
FIG. 3 is a front view showing the cylindrical lens optical system.
【図5】本実施形態において、EOMでパルス化された
パルスレーザーのパルス幅と、このときに形成されるコ
ーン状パンプ高さとの関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a pulse width of a pulse laser pulsed by an EOM and a height of a cone-shaped pump formed at this time in the embodiment.
【図6】パルス幅を変えた場合の形成されるパンプ形状
の推移を示す平面図で、その(a)はシリンドリカルレ
ンズ光学系を用いない従来のレーザー照射法によるパン
プ形状の推移を示し、その(b)はシリンドリカルレン
ズ光学系を用いた本実施形態のレーザー照射法によるパ
ンプ形状の推移を示すものである。FIG. 6 is a plan view showing a transition of a formed pump shape when a pulse width is changed, and FIG. 6A shows a transition of a pump shape by a conventional laser irradiation method without using a cylindrical lens optical system; (B) shows the transition of the pump shape by the laser irradiation method of the present embodiment using the cylindrical lens optical system.
【図7】(a)〜(d)はNiPメッキ被膜付アルミニ
ウム基板においてレーザー・テクスチャー加工により得
られる様々なバンプ形状を示す拡大断面図である。FIGS. 7A to 7D are enlarged cross-sectional views showing various bump shapes obtained by laser texturing on an aluminum substrate having a NiP plating film.
1…連続発振型のレーザー発振器 2a,2b…ビーム断面円形状の連続レーザービーム 2d,2e…ビーム断面楕円形状のパルスレーザービー
ム 2f…ビーム断面楕円形状の集光ビーム 3…パワースタビライザ 4…EOMのパルス変調器 5…シリンドリカルレンズ光学系 5a…Y軸1次元のコリメータ 5b…X軸1次元のコリメータ 6…反射板 7…集光レンズ 8…ガラス基板 9…スピンドルモータ L1 〜L6 …シリンドリカルレンズ f1 〜f6 …シリンドリカルレンズの焦点距離。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Continuous oscillation type laser oscillator 2a, 2b ... Continuous laser beam with circular beam cross section 2d, 2e ... Pulse laser beam with elliptical beam cross section 2f ... Condensed beam with elliptical beam cross section 3 ... Power stabilizer 4 ... EOM pulse modulator 5 ... cylindrical lens optical system 5a ... Y-axis one-dimensional collimator 5b ... X-axis one-dimensional collimator 6 ... reflector 7 ... condenser lens 8 ... glass substrate 9 ... spindle motor L 1 ~L 6 ... cylindrical lens the focal length of f 1 ~f 6 ... cylindrical lens.
Claims (4)
でパルス化し、そのパルス・レーザービームを相対的に
回転するガラス基板の表面に集光スポット照射してバン
プを形成するテクスチャー加工工程を含む磁気記録媒体
の製造方法において、前記集光スポットの照射断面は前
記ガラス基板の周方向に短径を揃えた長円形状であるこ
とを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。1. A texture processing step of forming a bump by pulsing a continuous wave laser beam by electro-optic modulation and irradiating the pulsed laser beam onto a surface of a relatively rotating glass substrate with a focused spot. In the method for manufacturing a magnetic recording medium, the irradiation cross section of the condensing spot is an elliptical shape whose minor axis is aligned in a circumferential direction of the glass substrate.
と短径の差が前記パルス・レーザービームのパルス幅と
前記ガラス基板の照射点での相対的周速度の積に略等し
い関係にあることを特徴とする磁気記録媒体の製造方
法。2. A relation according to claim 1, wherein a difference between a major axis and a minor axis of the elliptical shape is substantially equal to a product of a pulse width of the pulsed laser beam and a relative peripheral velocity at an irradiation point of the glass substrate. A method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising:
光スポットは電気光学変調器の後段にて平行ビーム断面
変形光学系を用いて形成されることを特徴とする磁気記
録媒体の製造方法。3. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the condensed spot is formed using a parallel beam cross-sectional deformation optical system at a stage subsequent to the electro-optic modulator. .
変形光学系はシリンドリカルレンズ光学系であることを
特徴とする磁気記録媒体の製造方法。4. The method for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 3, wherein said parallel beam section deforming optical system is a cylindrical lens optical system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP886698A JPH11213387A (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Production of magnetic recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP886698A JPH11213387A (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Production of magnetic recording medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11213387A true JPH11213387A (en) | 1999-08-06 |
Family
ID=11704624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP886698A Pending JPH11213387A (en) | 1998-01-20 | 1998-01-20 | Production of magnetic recording medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11213387A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6530258B2 (en) * | 2001-07-23 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Disk drive laser melt bump disk for accurate glide calibration and certification processing |
US7118279B2 (en) | 2003-04-07 | 2006-10-10 | Daido Metal Company Ltd. | Sliding member and method of manufacturing the same |
WO2019229823A1 (en) * | 2018-05-28 | 2019-12-05 | ギガフォトン株式会社 | Optical pulse stretcher, laser apparatus, and electronic device production method |
-
1998
- 1998-01-20 JP JP886698A patent/JPH11213387A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7118279B2 (en) | 2003-04-07 | 2006-10-10 | Daido Metal Company Ltd. | Sliding member and method of manufacturing the same |
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JPWO2019229823A1 (en) * | 2018-05-28 | 2021-06-10 | ギガフォトン株式会社 | Manufacturing methods for optical pulse stretchers, laser devices, and electronic devices |
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