JPH11328667A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径の単峰状バンプを形成するに適したレー
ザー・テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方
法の提供。 【解決手段】 パルスレーザ発振器１からのガウスビー
ムをビーム変換器６でビーム断面における光強度分布が
中心部に比しその略円環部の方が強い円環状ビーム７に
変換し、その円環状ビームはミラー３で変向されて集光
レンズ４を通って回転且つ並進する基板５の内周側円環
帯領域の表面に集光する。集光スポット照射の断面は光
強度分布が円環状になるため、溶融部分のうち中心部に
比しその周辺の略円環部の方が温度が高く、表面張力が
小さいので、中心部に溶融材が集まり、小径（３μm 〜
６μm ）の単峰状バンプが確実に形成される。

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光パルスを用いたテクス
チャー加工法に関する。

【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
円環状帯のＣＳＳ（コンタクト・スタート・ストップ）
領域（待機領域）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（Contact Start Stop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（微小なギャップ）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。

【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、基板表面の内
周側円環帯領域に所定の凹凸形状を付与するものであ
る。テクスチャー加工法としては、レーザーによる方法
（レーザーゾーンテクスチャー加工，以下ＬＺＴ加工と
略記する）が広く用いられている。この方法を図９によ
り説明する。図中、１はパルスレーザ発振器であり、通
常ＹＡＧレーザーが用いられ、その基本波（波長λ＝1.
06μm ）又は第２高調波（波長λ＝0.53μm ）の繰り返
しパルスを発生する。そのレーザー光パルス２はミラー
３で変向されて集光レンズ４を通って媒体基板５の内周
側円環帯領域の表面に焦点を結ぶ。基板５は通常アルミ
ニウムの円板にＮｉ−Ｐメッキ被膜を施したものが用い
られる。レーザー光パルスを基板５上の微小スポットに
集光することにより、Ｎｉ−Ｐメッキ被膜の一部が溶融
して窪みを生じると共にその周囲が盛り上がり、凝固に
よりバンプが形成される。この加工の際には、通常、基
板５を回転させながら一定方向に並進移動させることに
より、レーザー光を螺旋状に走査して内周側円環帯領域
上に高密度のバンプ列を形成する。ＬＺＴ加工の後、基
板上に磁性層及び保護層を形成するが、基板上のバンプ
によるテクスチャーの凹凸が保護層上にも反映するた
め、スタイダーと媒体の付着を防止でき、摩擦係数が低
減化する。

【０００４】このようなレーザー光によるバンプは溶融
金属の表面張力が温度に依存することにより形成される
と考えられている。その仕組みを図１０に示す。レーザ
ー光の照射断面の光強度分布は図１０（ａ）に示すよう
に中心部が中高のガウス分布形状であり、この分布のレ
ーザー光が基板に照射すると、中心部のＮｉ−Ｐメッキ
被膜がよく溶融し、周辺部になるにつれ溶融し難い。即
ち、溶融部分のうち中心部の温度が高く、周辺部の温度
が低い。このため、温度の高い部分は濡れ性が大きく
（表面張力が小さく）、温度の低い部分は濡れ性が小さ
く（表面張力が大きい）ので、中心部の溶融金属は図１
０（ｂ）の矢印で示す如く周辺部へ広がり、結果的に、
図１０（ｃ）に示す如く、中心部凹陥状（クレーター
状）のバンプが形成される。

【０００５】従来のＬＺＴ加工により形成されるバンプ
形状として、図１０（ｃ）に示した中心部凹陥状のバン
プの外、中高の単峰状（ソンブレロ状）バンプが比較的
大口径（10μm 以上) で観測される場合がある。単峰状
バンプは中心部凹陥状バンプに比し、摩擦係数が小さい
ので、高密度記録には有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】記録密度を更に向上さ
せるためには浮上ギャップの低減化が要請され、小径
（２〜３μm ）のバンプを高密度で形成する必要があ
る。しかしながら、単峰状バンプは比較的大口径（10μ
m 程度）のバンプでは得やすいものの、小口径のバンプ
では形成できないというのが実情である。また、高密度
で小径のバンプはレーザー光走査により１つ１つ順次形
成して行くものであり、そのレーザーパルスの繰り返し
周波数には限界があることから、大口径のバンプを形成
する場合に比し、どうしても加工時間が長くなり、生産
性が劣る。

【０００７】そこで、上記問題点に鑑み、本発明の第１
の課題は、小径の単峰状バンプを形成するに適したレー
ザー・テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方
法を提供することにある。そして、第２の課題は、小径
且つ高密度の単峰状バンプを単時間で形成できるレーザ
ー・テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るため、本発明の講じた第１の手段は、レーザー光パル
スを相対的に回転する基板の表面に対し繰り返し集光ス
ポット照射して単峰状バンプを次々形成するレーザー・
テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方法であ
って、上記基板上に照射するレーザー光ビームとしてビ
ーム断面における光強度分布が中心部に比しその略円環
部の方が強い円環状ビームを用いてなることを特徴とす
る。集光スポット照射の断面においては、図２（ａ）に
示す如く、ビーム断面の光強度分布は円環状になってい
る。このため、図２（ｂ）に示す如く、基板表面の溶融
部分のうち中心部に比しその周辺の略円環部の方が温度
が高く、表面張力が小さいため、矢印のように周辺部の
溶融材が中心部に集まる。

【０００９】この結果、図２（ｃ）に示す如く、凝固に
より小径単峰状バンプが確実に形成される。

【００１０】レーザー発振器から射出するレーザー光パ
ルスの光強度分布は通常ガウス分布であるが、ビーム変
換手段を用いることにより、そのレーザー光パルスを円
環状ビームに整形できる。

【００１１】このビーム変換手段としては、例えば、入
射面及び射出面が共に円錐状を成す円錐レンズで構成す
ることができる。ガウス分布のレーザー光パルスの円形
断面平行ビームが円錐レンズの入射側円錐面の頂点に入
射すると、その入射ビームは入射面上で入射側円錐面の
頂点を境に振り分けられて逆偏角で屈折し、レンズ内で
光軸と交叉するため、入射断面の近軸側と遠軸側とが裏
返ることになり、円形断面の平行入射ビームは円環状拡
射ビームに変換されるが、その円環状拡射ビームは射出
側円錐面で再屈折するため、集射作用で円環状平行ビー
ムが形成される。この円錐レンズは、ガウスビームを一
旦円環状拡射ビームに変換した後円環状平行ビームに変
換するもので、ビームスプリッターとビームエクスパン
ダーの両機能を兼ねたビーム変換手段である。そして、
この円環状平行ビームを集光レンズで基板上に集光スポ
ット照射する。

【００１２】しかし、上記の単レンズの円錐レンズで
は、入射側円錐面から射出側円錐面までの距離がレンズ
の厚さであるため、入射ビームの円形断面の径を変化さ
せても、円環状ビームの外径は不変で、内径だけが逆に
変化する。常に、円環部の帯幅は入射ビームの径の半分
で一定である。ビーム断面の径を太くして光エネルギー
を高めると、内径が逆に狭まり、円環状が円形に近づ
く。即ち、入射ビームの円形断面の径の値が一定の場
合、円環の内径と外径の比率を変えることができず、小
径単峰状バンプの形成の最適化に不都合である。

【００１３】そこで、ビーム変換手段としては、円環状
ビームの円環の内径と外径の比率を増減可能の径比率増
減手段を有して成ることが好ましい。

【００１４】このような径比率増減手段を具備するビー
ム変換手段として、射出面が円錐状を成す第１の円錐レ
ンズと入射面が円錐状を成す第２の円錐レンズとをレン
ズ間距離を長短調節可能に組み合わせた複レンズを採用
できる。ガウス分布のレーザー光パルスの円形断面平行
ビームが第１の円錐レンズに入射すると、その入射ビー
ムは射出面上で射出側円錐面の頂点を境に振り分けられ
て逆偏角で屈折し、レンズ間で光軸と交叉するため、入
射断面の近軸側と遠軸側とが裏返ることになる。第１の
円錐レンズはガウスビームを円環状拡射ビームに変換す
る。更に、その円環状拡射ビームは第２の円錐レンズの
入射側円錐面で再屈折するため、集射作用により第２の
円錐レンズからは円環状平行ビームが射出する。第２の
円錐レンズは円環状拡射ビームを円環状平行ビームに変
換する。第１の円錐レンズと第２の円錐レンズとの組み
合わせは、ガウスビームを一旦円環状拡射ビームに変換
した後円環状平行ビームに変換するもので、ビームスプ
リッターとビームエクスパンダーの両機能を兼ねたビー
ム変換手段である。

【００１５】ここで、円形断面平行ビームの径が一定の
場合、第１の円錐レンズと第２の円錐レンズとのレンズ
間距離を長短調節すると、円環帯の帯幅を径の半分とし
て不変のまま、第２の円錐レンズの入射側円錐面に入射
する円環状拡射ビームの内径と外径が共に相似的に増減
するため、ビーム断面の拡縮ができる。つまり、円環状
ビームの円環部の帯幅を一定のままで、内径と外径の比
率を変えることができ、小径の単峰状バンプの高精度な
形成に最適な径比率を選定できる。

【００１６】また、上記第２の課題を解決するため、第
１の手段において、上記円環状ビームから回折格子によ
り離散的に縦列した多数の回折像を形成し、その多数の
回折像を基板上の半径方向に揃えて集光させることを特
徴とする。この回折格子としては、スリットを等間隔に
列設した透過型振幅格子，透明平板に周期的な溝を形成
した透過型位相格子の外、透過率による光減衰の問題を
無くすため、反射型振幅格子や反射型位相格子を用いる
ことができる。多数の円環状の回折像が基板の半径方向
に並ぶため、基板の１回転で一挙に多条の螺旋上に多数
の単峰状バンプを形成できるので、テクスチャー加工時
間の短縮化により生産性が向上する。なお、このような
方法は小径の単峰状バンプの形成に限らず、バンプ一般
の形成に応用できる。

【００１７】上記第１及び第２の課題を同時に解決する
ため、本発明の講じた第２の手段は、レーザー光パルス
を基板の内周側円環帯領域の表面に対し単発又は繰り返
し照射して単峰状バンプを一挙に多数個形成するレーザ
ー・テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方法
であって、上記基板を非回転のままとし、レーザー光ビ
ームは上記内周側円環帯領域の全域に照射し、そのビー
ム断面の光強度分布が基板中心部に比し上記内周側円環
帯領域の全域において高く且つ略均一である円環帯状ビ
ームであることを特徴とする。このような円環帯状ビー
ムを基板の内周側円環帯領域の全域に合わせて単発又は
繰り返し照射すると、図６に示す如く、内周側円環帯領
域のどの部分でも表層が溶融し、マランゴニ対流の群が
発生する。マランゴニ対流による熱輸送により、相隣る
マランゴニ対流の上昇流会合域の溶融表面は温度が高
く、相隣るマランゴニ対流の下降流会合域の溶融表面は
温度が低くなるため、溶融表面の温度分布は破線で示す
サインカーブとなり、温度の高い部分は表面張力が小さ
いので周囲に拡がり、温度の低い部分に溶融材が集ま
る。そして照射が止むと、凝固により内周側円環帯領域
の全域に周期的に離散した多数の小径単峰状バンプが形
成される。この方法は、レーザー走査で単峰状バンプを
１つ１つ形成せずに、内周側円環帯領域の全域にマラン
ゴニ対流を発生させて一挙に無数の単峰状バンプを形成
するバッチ処理であることから、テクスチャー加工時間
の大幅短縮化を実現できる。基板表層の材質や光強度な
どを変えることで、単峰状バンプの径を変えることがで
きる。

【００１８】この第２の手段において、上記円環帯状ビ
ームは、レーザー発振器から射出するレーザー光パルス
をビーム変換手段にて形成した後、基板の内周側円環帯
領域の全域に集光照射するものであるが、かかる場合の
ビーム変換手段は、射出面が円錐状を成す円錐レンズ
と、その射出ビームを入射側円環端面で取込み、射出側
円環端面から放射する円筒状のビームホモジナイザーと
を有している。レーザー光パルスのガウスビームがその
円錐レンズに入射すると、その入射ビームは入射面上で
射出側円錐面の頂点を境に振り分けられて逆偏角で屈折
し、射出後に光軸と交叉するため、入射断面の近軸側と
遠軸側とが裏返ることになる。この円錐レンズはガウス
ビームは円環状拡射ビームに変換する。更に、その円環
状拡射ビームの大径の円環部が円筒状のビームホモジナ
イザーの入射側円環端面に入射するため、その円筒部が
光導路となり、その内周面及び外周面で多重の全反射が
行われ、射出側円環端面から光軸の略平行方向に大径の
円環状ビームが散乱放射する。そして、ビームホモジナ
イザーの後段に設けた結像レンズがこの射出側円環端面
の像を基板の内周側円環帯領域の全域に合わせて結像す
るため、大径の円環状ビームはその中心が基板中心に合
致して内周側円環領域の全域に照射する。ビームホモジ
ナイザーの代わりに、第１の手段における第２の円錐レ
ンズを用いた場合、円環帯状ビームの円環帯の分布はガ
ウスビームの中央側と外周側とが反転した分布であるた
め、円環帯で略一様な分布が得られない。本発明のよう
に、ビームホモジナイザを用いることにより、多重全反
射によるミキシング効果で、放射ビームの円環帯は略一
様の光強度となる。このため、基板の内周側円環帯領域
の全域で均一なマランゴニ対流を発生させることがで
き、規則的な小径単峰状バンプを形成できる。

【００１９】なお、ビームホモジナイザーの円環端面が
薄い場合、円錐レンズからの円環状拡射ビームの円環部
の一部が欠けるおそれがある。これを防止するには、円
錐レンズの前に正のレンズを配置し、円環状拡射ビーム
の円環部の幅を狭めるようにしても良い。

【００２０】更に、上記第１及び第２の課題を解決する
ため、本発明の講じた第３の手段は、レーザー光パルス
を基板の内周側円環帯領域の表面に対し単発又は繰り返
し照射して単峰状バンプを一挙に多数個形成するレーザ
ー・テクスチャー加工法を含む磁気記録媒体の製造方法
であって、上記基板を非回転のままとし、レーザー光ビ
ームは上記内周側円環帯領域の全域に照射し、そのビー
ム断面の光強度分布が基板中心部に比し上記内周側円環
帯領域の全域において高く且つ略均一である円環帯状ビ
ームであり、上記内周側円環帯領域の全域に分散した点
状の陰影を含むことを特徴とする。この第３の手段にお
いても、円環帯状ビームが内周側円環帯領域の全域に照
射するものの、照射断面の内周側円環帯領域の全域には
分散した点状の陰影を含まれているため、点状の陰影部
の温度はその周囲よりも低く、溶融材の表面張力が大き
いので、図８に示す如く、陰影部に溶融材が集まり、凝
固により内周側円環帯領域の全域に離散した多数の小径
単峰状バンプが形成される。この方法も、レーザー走査
で単峰バンプを１つ１つ形成せずに、内周側円環帯領域
の全域に一挙に無数の単峰バンプを形成するバッチ処理
であることから、テクスチャー加工時間の大幅短縮化を
実現できる。また、第２の手段ではマランゴニ対流自体
が溶融材の自律現象によるため、単峰状バンプの直径や
形成部位を制御し難いが、第３の手段では、点状の陰影
の直径や部位を計画的に決定できるため、単峰状バンプ
の形成精度が高まり、歩留まりが向上する。

【００２１】円環帯状ビームはレーザー発振器から射出
するレーザー光パルスをビーム変換手段にて形成でき
る。その円環帯状ビームを分散した点状の不透過部を有
する遮光マスクに通し、この遮光マスクの像を結像レン
ズにより基板の内周側円環帯領域の全域に合わせて結像
すると、内周側円環帯領域の全域の照射面には分散した
点状の陰影が含まれる。このビーム変換手段も、第２の
手段のビーム変換手段と同様に、射出面が円錐状を成す
円錐レンズと、その射出ビームを入射側円環端面で取込
み、射出側円環端面から拡射する円筒状のビームホモジ
ナイザーとを有する構成を採用できる。ビームホモジナ
イザーを用いているので、ビームホモジナイザー内での
多重全反射によるミキシング効果で、放射ビームの円環
帯は略一様の光強度となる。このため、基板の内周側円
環帯領域の全域で規則的な小径単峰状バンプを形成でき
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。

【００２３】〔第１実施形態〕図１（ａ）は本発明の第
１実施形態に用いるテクスチャー加工装置を示す概略
図、図１（ｂ）は同テクスチャー加工装置に用いるビー
ム変換器を示す側面図、図１（ｃ）は同テクスチャー加
工装置における基板上での集光状態を模式的に示す概略
図である。

【００２４】図中、１はパルスレーザ発振器であり、通
常ＹＡＧレーザーが用いられ、その基本波（波長λ＝1.
06μm ）又は第２高調波（波長λ＝0.53μm ）の繰り返
しパルスを発生する。このレーザー光パルス２のビーム
断面はガウス分布状の光強度分布を有しているが、ビー
ム変換器６でビーム断面における光強度分布が中心部に
比しその略円環部の方が強い円環状ビーム７に変換され
る。その円環状ビームはミラー３で変向されて集光レン
ズ４を通って基板５の内周側円環帯領域の表面に集光す
る。基板５は通常アルミニウムの円板にＮｉ−Ｐメッキ
被膜を施したものが用いられる。加工時は、通常、基板
５を回転させながら一定方向に並進移動させる。

【００２５】本例のビーム変換手段６は、図１（ｂ）に
示す如く、入射面１０及び射出面９が共に円錐状に光学
研磨された円錐レンズ８であり、円錐の頂角を相等しく
してある。ガウス分布のレーザー光パルスの円形断面平
行ビーム２が円錐レンズ８の入射側円錐面１０の頂点に
入射すると、その入射ビームは入射面上で入射側円錐面
１０の頂点１０ａを境に振り分けられて逆偏角で屈折
し、レンズ内で光軸と交叉するため、入射断面の近軸側
と遠軸側とが裏返ることになり、円形断面の平行入射ビ
ーム２はレンズ内で円環状拡射ビームに変換される。そ
の円環状拡射ビームは射出側円錐面９で再屈折するた
め、集射作用で円環状平行ビーム７が形成される。円環
部のうち外周側の光強度が内周側よりも強くなるので好
都合である。

【００２６】この円錐レンズ８は、ガウスビーム２を一
旦円環状拡射ビームに変換した後円環状平行ビーム７に
変換するもので、ビームスプリッターとビームエクスパ
ンダーの両機能を兼ねたビーム変換器である。

【００２７】この円環状平行ビーム７は集光レンズ４に
より集射し、図１（ｃ）に基板の内周側円環帯領域の表
面（被加工面）１１に照射するが、焦点に表面（被加工
面）１１を合致させると、照射スポットが単峰強度分布
の微小スポットに収縮してしまうので、表面（被加工
面）１１を焦点から若干ずらしてある。このため、集光
スポット照射の断面においては、図２（ａ）に示す如
く、ビーム断面の光強度分布は円環状になるので、図２
（ｂ）に示す如く、基板表面の溶融部分のうち中心部に
比しその周辺の略円環部の方が温度が高く、表面張力が
小さいため、矢印のように周辺部の溶融材が中心部に集
まる。この結果、図２（ｃ）に示す如く、凝固により小
径（３μm 〜６μm ）の単峰状バンプが確実に形成され
る。

【００２８】しかし、上記の単レンズの円錐レンズ８で
は、入射側円錐面１０から射出側円錐面９までの距離が
レンズの厚さであるため、入射ビーム２の円形断面の径
Ｄを変化させても、円環状ビーム７の外径ｄ₁ は不変
で、内径ｄ₂ だけが逆に変化する。常に、円環帯の帯幅
は径Ｄの半分で一定である。ビーム断面の径Ｄを太くし
て光エネルギーを高めると、内径がｄ₂ が逆に狭まり、
円環状が円形に近づく。

【００２９】即ち、入射ビーム２の円形断面の径Ｄの値
が一定の場合、円環の内径と外径の比率（ｄ₂ ／ｄ₁ ）
を変えることができず、小径単峰状バンプの形成の最適
化に不都合である。

【００３０】〔第２実施形態〕図３は本発明の第２実施
形態に用いるテクスチャー加工装置におけるビーム変換
器を示す側面図である。なお、第２実施形態に用いるテ
クスチャー加工装置はでは図１（ａ）に示す加工装置の
ビーム変換器６だけが異なり、他の部分は同じである。

【００３１】本例のビーム変換器６は、図３に示す如
く、射出面１３ａが円錐状を成す第１の円錐レンズ１３
と入射面１２ａが円錐状を成す第２の円錐レンズ１２と
をレンズ間距離Ｌを長短調節可能に組み合わせた複レン
ズである。ガウス分布のレーザー光パルスの円形断面平
行ビームが第１の円錐レンズ１３に入射すると、その入
射ビームは射出面上で射出側円錐面１３ａの頂点１３ｂ
を境に振り分けられて逆偏角で屈折し、レンズ間で光軸
と交叉するため、入射断面の近軸側と遠軸側とが裏返る
ことになる。第１の円錐レンズ１３はガウスビームを円
環状拡射ビームに変換する。更に、その円環状拡射ビー
ムは第２の円錐レンズ１２の入射側円錐面１２ａで再屈
折するため、集射作用により第２の円錐レンズ１２から
は円環状平行ビーム７が射出する。第２の円錐レンズ１
２は円環状拡射ビームを円環状平行ビーム７に変換す
る。第１の円錐レンズ１３と第２の円錐レンズ１２との
組み合わせは、ガウスビームを一旦円環状拡射ビームに
変換した後円環状平行ビームに変換するもので、ビーム
スプリッターとビームエクスパンダーの両機能を兼ねた
ビーム変換器である。

【００３２】ここで、円形断面平行ビーム２の径Ｄが一
定の場合、第１の円錐レンズ１３と第２の円錐レンズ１
２とのレンズ間距離Ｌを長短調節すると、円環帯の帯幅
を径Ｄの半分として不変のまま、第２の円錐レンズ１２
の入射側円錐面１２ａに入射する円環状拡射ビームの内
径ｄ₂ と外径ｄ₁ が共に相似的に増減するため、ビーム
断面の拡縮ができる。つまり、円環状ビームの円環帯の
帯幅Ｄ／２を一定のままで、内径と外径の比率（ｄ₂ ／
ｄ₁ ）を変えることができ、小径の単峰状バンプの高精
度な形成に最適な径比率を選定できる。

【００３３】〔第３実施形態〕図４は本発明の第３実施
形態に用いるテクスチャー加工装置を示す概略図であ
る。特に、本例のテクスチャー加工装置においては回折
格子１４が集光レンズ４の手前に配置されている。他の
部分は第１及び第２実施形態に用いるテクスチャー加工
装置と同じである。この回折格子１４は円環状ビーム７
から離散的に縦列した多数の回折像を形成する。集光レ
ンズ４はその多数の回折像を基板５の内周側円環帯領域
上の半径方向に揃えて集光させる。この回折格子１４と
しては、スリットを等間隔に列設した透過型振幅格子，
透明平板に周期的な溝を形成した透過型位相格子の外、
透過率による光減衰の問題を無くすため、反射型振幅格
子や反射型位相格子を用いることができる。多数の円環
状の回折像が基板の半径方向に並ぶため、基板の１回転
で一挙に多条の螺旋上に多数の単峰状バンプを形成でき
るので、テクスチャー加工時間の短縮化により生産性を
向上できる。なお、このような方法は小径の単峰状バン
プの形成に限らず、バンプ一般の形成に応用できる。

【００３４】〔第４実施形態〕図４は本発明の第４実施
形態に用いるテクスチャー加工装置を示す概略図であ
る。

【００３５】図中、１５はパルスレーザ発振器、１６，
１７はミラー、１８は凸レンズ、１９は円錐レンズ、２
０は円筒状のビームホモジナイザ、２１は結像レンズで
ある。５は基板で、Ｏは基板中心である。パルスレーザ
発振器１５から射出したガウスビーム２３は円錐レンズ
１９により円環状拡射ビームに変換されて、円筒状のビ
ームホモジナイザ２０の入射側円環帯端面２４に入射す
る。ビームホモジナイザは円筒部が光導路となってお
り、その内周面２７及び外周面２６で多重の全反射が行
われ、射出側円環帯端面２５から光軸の略平行方向に大
径の円環帯状ビームが散乱放射する。ビームホモジナイ
ザー２０の後段に設けた結像レンズ２１がこの射出側円
環端面２５の像を基板５の内周側円環帯領域の全域に合
わせて結像する。

【００３６】このような円環帯状ビームを基板５の内周
側円環帯領域の全域に合わせて単発又は繰り返し照射す
ると、図６の示す如く、内周側円環帯領域のどの部分で
も表層が溶融し、マランゴニ対流の群が発生する。な
お、図６中、Ｘは基板の内周側円環帯領域の表面を、Ｚ
は基板の深さ方向を表す。このため、マランゴニ対流に
よる熱輸送により、相隣るマランゴニ対流の上昇流会合
域の溶融表面Ａは温度が高く、相隣るマランゴニ対流の
下降流会合域の溶融表面Ｂは温度が低くなるため、溶融
表面の温度分布は破線で示すサインカーブとなり、温度
の高い部分は表面張力が小さいので周囲に拡がり、温度
の低い部分に溶融材が集まる。そして照射が止むと、凝
固により内周側円環帯領域の全域に周期的に離散した多
数の小径単峰バンプが形成される。このような方法は、
レーザー走査で単峰状バンプを１つ１つ形成せずに、内
周側円環帯領域の全域にマランゴニ対流を発生させて一
挙に無数の単峰バンプを形成するバッチ処理であること
から、テクスチャー加工時間の大幅短縮化を実現でき
る。基板表層の材質や光強度などを変えることで、単峰
状バンプの径を変えることができる。

【００３７】大径の円環帯状ビームを形成するビーム変
換器として、本例では、射出面が円錐状を成す円錐レン
ズ１９と、その射出ビームを入射側円環帯端面２４で取
込み、射出側円環帯端面２５から放射する円筒状のビー
ムホモジナイザー２０とを有している。レーザー光パル
スのガウスビームがその円錐レンズ１９に入射すると、
その入射ビームは入射面上で射出側円錐面１９ａの頂点
１９ｂを境に振り分けられて逆偏角で屈折し、射出後に
光軸と交叉するため、入射断面の近軸側と遠軸側とが裏
返ることになる。この円錐レンズ１９はガウスビームは
円環状拡射ビームに変換する。この後段にビームホモジ
ナイザー２０を用いることにより、多重全反射によるミ
キシング効果で、放射ビームの円環帯は略一様の光強度
となる。

【００３８】このため、基板５の内周側円環帯領域の全
域で均一なマランゴニ対流を発生させることができ、規
則的な小径単峰状バンプを形成できる。

【００３９】なお、本例では、円錐レンズ１９の前に凸
レンズ１８を配置し、円環状拡射ビームの円環部の幅を
狭めるようにしてある。ビームホモジナイザー２０の円
環帯端面２４が薄い場合でも、円錐レンズ１９からの円
環状拡射ビームの円環部の一部が欠けるおそれがない。

【００４０】〔第５実施形態〕図７（ａ）は本発明の第
５実施形態に用いるテクスチャー加工装置を示す概略
図、図７（ｂ）はそのテクスチャー加工装置に示す遮光
マスクを示す平面図である。

【００４１】本例のテクスチャー加工装置は、図５に示
すテクスチャー加工装置において、ビームホモジナイザ
ー２０の射出側円環帯端面２５側に分散した点状の不透
過部２８ａを有する遮光マスク２８を配置したものであ
る。

【００４２】この装置によれば、円環帯状ビームが基板
５の内周側円環帯領域の全域に照射するものの、照射断
面の内周側円環帯領域の全域には分散した点状の陰影を
含まれているため、マスク２８の不透過部２８ａに１対
１に対応した点状の陰影部の温度はその周囲よりも低
く、溶融材の表面張力が大きいので、図８に示す如く、
陰影部に溶融材が集まり、凝固により内周側円環帯領域
の全域に離散した多数の小径の単峰状バンプが形成され
る。この方法も、レーザー走査で単峰状バンプを１つ１
つ形成せずに、内周側円環帯領域の全域に一挙に無数の
単峰状バンプを形成するバッチ処理であることから、テ
クスチャー加工時間の大幅短縮化を実現できる。

【００４３】第４実施形態では、マランゴニ対流自体が
溶融材の自律現象によるため、単峰状バンプの直径や形
成部位を制御し難いが、本例では、点状の陰影の直径や
部位を計画的に決定できるため、単峰状バンプの形成精
度が高まり、歩留まりが向上する。

【００４４】なお、ビームホモジナイザー２０を用いて
いるので、放射ビームの円環帯は略一様の光強度とな
り、基板５の内周側円環帯領域の全域で規則的な小径単
峰状バンプを形成できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレー
ザー光パルスによるレーザー・テクスチャー加工法によ
れば、次のような効果を奏する。

【００４６】 第１の手段では、ガウスビームではな
く、円環状ビームを基板上に集光照射するものであるた
め、単峰状バンプを確実に形成でき、特に小径の単峰状
バンプの形成に好適である。

【００４７】 レーザー発振器から射出するレーザー
光パルスのガウスビームを円環状ビームに変換するビー
ム変換手段が円環状ビームの円環の内径と外径の比率を
増減可能の径比率増減手段を有する場合、最適な径比率
を選択することができ、単峰状バンプの形成を高精度化
できる。

【００４８】 円環状ビームから回折格子により離散
的に縦列した多数の回折像を形成し、その多数の回折像
を基板上の半径方向に揃えて集光させると、基板の１回
転で一挙に多条の螺旋上に多数の単峰バンプを形成でき
るので、テクスチャー加工時間の短縮化により生産性を
向上できる。

【００４９】 第２の手段では、基板を非回転のまま
とし、レーザー光ビームは基板の内周側円環帯領域の全
域に照射し、そのビーム断面の光強度分布が基板中心部
に比し内周側円環帯領域の全域において高く且つ略均一
である円環帯状ビームであることを特徴とする。内周側
円環帯領域での表層が溶融してマランゴニ対流の群が発
生することにより、内周側円環帯領域の全域に周期的に
離散した多数の小径単峰状バンプがバッチ的に形成され
る。テクスチャー加工時間の大幅短縮化を実現できる。

【００５０】 レーザー発振器から射出するレーザー
光パルスのガウスビームを円環帯状ビームに変換するビ
ーム変換手段として、射出面が円錐状を成す円錐レンズ
と、その射出ビームを入射側円環端面で取込み、射出側
円環端面から放射する円筒状のビームホモジナイザーと
を用いる場合、ビームホモジナイザー内での多重全反射
によるミキシング効果で、放射ビームの円環帯は略一様
の光強度となる。このため、基板の内周側円環帯領域の
全域で均一なマランゴニ対流を発生させることができ、
規則的な小径単峰状バンプを形成できる。

【００５１】 第３の手段では、基板を非回転のまま
とし、レーザー光ビームは内周側円環帯領域の全域に照
射し、そのビーム断面の光強度分布が基板中心部に比し
内周側円環帯領域の全域において高く且つ略均一である
円環帯状ビームであり、内周側円環帯領域の全域に分散
した点状の陰影を含むことを特徴とする。陰影部に溶融
材が集まり、内周側円環帯領域の全域に離散した多数の
小径単峰状バンプがバッチ的に形成される。テクスチャ
ー加工時間の大幅短縮化を実現できる。また、第２の手
段ではマランゴニ対流自体が溶融材の自律現象によるた
め、単峰状バンプの直径や形成部位を制御し難いが、第
３の手段では、点状の陰影の直径や部位を計画的に決定
できるため、単峰状バンプの形成精度が高まり、歩留ま
りが向上する。

【００５２】 第３の手段においてもビームホモジナ
イザーを用いる場合、ビームホモジナイザ内での多重全
反射によるミキシング効果で、放射ビームの円環帯は略
一様の光強度となる。このため、基板の内周側円環帯領
域の全域で規則的な小径単峰状バンプを形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に用いるテクス
チャー加工装置を示す概略図、（ｂ）は同テクスチャー
加工装置に用いるビーム変換器を示す側面図、（ｃ）は
同テクスチャー加工装置における基板上での集光状態を
模式的に示す概略図である。

【図２】（ａ）は第１実施形態による基板表面の円環状
の光強度分布を示す図、（ｂ）はその溶融材の表面張力
の差による移動を示す図、（ｃ）は形成された単峰状バ
ンプの断面を示す図である。

【図３】本発明の第２実施形態に用いるテクスチャー加
工装置におけるビーム変換器を示す側面図である。

【図４】本発明の第３実施形態に用いるテクスチャー加
工装置を示す概略図である。

【図５】本発明の第４実施形態に用いるテクスチャー加
工装置を示す概略図である。

【図６】第４実施形態における基板表層のマランゴニ対
流を示す模式図である。

【図７】（ａ）は本発明の第５実施形態に用いるテクス
チャー加工装置を示す概略図、（ｂ）はそのテクスチャ
ー加工装置に示す遮光マスクを示す平面図である。

【図８】第５実施形態による基板表面の円環状の光強度
分布と単峰状バンプの形成過程を示す模式図である。

【図９】従来のテクスチャー加工装置を示す概略図であ
る。

【図１０】（ａ）は従来のテクスチャー加工装置による
基板表面の円環状の光強度分布を示す図、（ｂ）はその
溶融材の表面張力の差による移動を示す図、（ｃ）は形
成された中央部凹陥状バンプの断面を示す図である。

【符号の説明】

１，１５…パルスレーザ発振器 ２…ビーム断面ガウス分布のレーザー光パルス ３，１６，１７…ミラー ４…集光レンズ ５…媒体基板 ６…ビーム変換器 ７…ビーム断面円環状光ビーム ８，１２，１３，１９…円錐レンズ １１…基板の被加工面 １４…回折格子 １８…凸レンズ ２０…ビームホモジナイザー ２１…結像レンズ ２８…遮光マスク。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光パルスを相対的に回転する基
   板の表面に対し繰り返し集光スポット照射して単峰状バ
   ンプを次々形成するレーザー・テクスチャー加工法を含
   む磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板上に照射
   するレーザー光ビームはビーム断面における光強度分布
   が中心部に比しその略円環部の方が強い円環状ビームで
   あることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記円環状ビーム
   は、レーザー発振器から射出する前記レーザー光パルス
   をビーム変換手段にて形成した後、前記基板上に集光ス
   ポット照射することを特徴とする磁気記録媒体の製造方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記ビーム変換手段
   は、入射面及び射出面が共に円錐状を成す円錐レンズで
   あることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記ビーム変換手段
   は、前記円環状ビームの円環部の内径と外径の比率を増
   減可能の径比率増減手段を有して成ることを特徴とする
   磁気記録媒体の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記ビーム変換手段
   は、射出面が円錐状を成す第１の円錐レンズと入射面が
   円錐状を成す第２の円錐レンズとをレンズ間距離を長短
   調節可能に組み合わせて成る複レンズであることを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に
   おいて、前記円環状ビームから回折格子により離散的に
   縦列した多数の回折像を形成し、その多数の回折像を前
   記基板上の半径方向に揃えて集光させることを特徴とす
   る磁気記録媒体の製造方法。
7. 【請求項７】 レーザー光パルスを基板の内周側円環帯
   領域の表面に対し単発又は繰り返し照射して単峰状バン
   プを一挙に多数個形成するレーザー・テクスチャー加工
   法を含む磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板を
   非回転のままとし、レーザー光ビームは前記内周側円環
   帯領域の全域に照射し、そのビーム断面の光強度分布が
   基板中心部に比し前記内周側円環帯領域の全域において
   高く且つ略均一である円環帯状ビームであることを特徴
   とする磁気記録媒体の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、前記円環帯状ビーム
   は、レーザー発振器から射出する前記レーザー光パルス
   をビーム変換手段にて形成した後、前記基板の内周側円
   環帯領域の全域に集光照射することを特徴とする磁気記
   録媒体の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記ビーム変換手段
   は、射出面が円錐状を成す円錐レンズと、その射出ビー
   ムを入射側円環帯端面で取込み、射出側円環端面から放
   射する円筒状のビームホモジナイザーとを有しており、
   この射出側円環端面の像を前記基板の内周側円環帯領域
   の全域に合わせて結像する結像レンズを備えて成ること
   を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
10. 【請求項１０】 レーザー光パルスを基板の内周側円環
    帯領域の表面に対し単発又は繰り返し照射して単峰バン
    プを一挙に多数個形成するレーザー・テクスチャー加工
    法を含む磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板を
    非回転のままとし、レーザー光ビームは前記内周側円環
    帯領域の全域に照射し、そのビーム断面の光強度分布が
    基板中心部に比し前記内周側円環帯領域の全域において
    高く且つ略均一である円環帯状ビームであり、前記内周
    側円環帯領域の全域に分散した点状の陰影を含むことを
    特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記円環帯状ビ
    ームは、レーザー発振器から射出する前記レーザー光パ
    ルスをビーム変換手段にて形成した後、その円環帯状ビ
    ームを分散した点状の不透過部を有する遮光マスクに通
    し、この遮光マスクの像を結像レンズにより前記基板の
    内周側円環帯領域の全域に合わせて結像することを特徴
    とする磁気記録媒体の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１２において、前記ビーム変換
    手段は、射出面が円錐状を成す円錐レンズと、その射出
    ビームを入射側円環端面で取込み、射出側円環端面から
    放射する円筒状のビームホモジナイザーとを有すること
    を特徴とする磁気記録媒体の製造方法。