JPH0935257A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

磁気記録媒体の製造方法

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JPH0935257A
JPH0935257A JP15672295A JP15672295A JPH0935257A JP H0935257 A JPH0935257 A JP H0935257A JP 15672295 A JP15672295 A JP 15672295A JP 15672295 A JP15672295 A JP 15672295A JP H0935257 A JPH0935257 A JP H0935257A
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JP
Japan
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laser
substrate
magnetic recording
recording medium
magnetic
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JP15672295A
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English (en)
Inventor
Shinichi Ogawa
伸一 小川
Hiroshi Osawa
弘 大澤
Hideo Yashima
秀夫 八島
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Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録媒体の基板と磁気ヘッドとの摺動耐
久性を向上させた磁気記録媒体の製造方法を提案する。 【構成】 ガラス基板を用いた磁気記録媒体の製造にお
いて、磁性層等の成膜に先だって、紫外線レーザを用
い、基板に対して0.01J/cm2 以上加工閾値以下
のエネルギー密度の当該レーザパルスビームを2回以上
1000回以下連続照射することにより、テクスチャ加
工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置等の
磁気記録媒体の製造方法に関し、さらに詳しくは磁気デ
ィスク(以下、HDという)と磁気ヘッドとの摺動耐久
性を向上させた磁気記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録の高密度化の進歩はまさに日進
月歩の勢いであり、かつて10年で10倍といわれたハ
ードディスク・ドライブ(HDD)の記録密度向上速度
が最近では10年で100倍という声も聞かれている。
HDDは俗にウィンチェスター様式と呼ばれる、HD/
磁気ヘッド間の接触摺動−ヘッド浮上−接触摺動を基本
動作とするCSS(接触起動停止)方式が主流である。
この方式はHDDの高記録密度化を一気に加速した画期
的なものであるが、一方で深刻なトライポロジー上の課
題を持ち込む端緒にもなった。近年の記録密度の向上
は、ディスクの回転速度の増加と磁気ヘッドの浮上高さ
の低減を伴い、CSS方式における摺動耐久性/安定性
やHD表面の平滑性への要求はますます強まっている現
状である。磁気ヘッド/HD間の摺動耐久性を向上させ
る鍵は、材料強度向上と潤滑性も含めた摩擦係数低下に
あるが、HDの側でいえば、従来トップコート技術の検
討(ダイヤモンドライクカーボン(DLC)保護膜、各
種塗布潤滑剤等)と並んでHD表面の粗面化によって摩
擦係数を低減させる努力が払われてきた。これはテクス
チャ処理と呼ばれ、接触面積の実効的低減によって摩擦
係数を下げてCSS耐久性/安定性を高めることを目的
としたものである。粗面化は基本的にはHD表面に所定
範囲の高低差を有する凹凸を形成することである。この
テクスチャ処理はHD製造における不可決の要素技術と
なっている。
【0003】上記テクスチャ技術は、当然のことながら
基板材質と不可分の関係にあり、従来のNi−P被覆A
l基板の場合には、研磨粉等を用いた機械的研磨によっ
て凹凸を形成する手法が主流であった。また、ガラス基
板等ではリソグラフィー、或いはそれと印刷技法を組み
合わせたエッチング技術等が提案され、一部では実用化
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】テクスチャ技術全般に
言えることとして、精密な凹凸制御と並んで工程上の効
率性も必要要件であるが、両者はしばしば拮抗する関係
にあり、特に前述のようなHDDの高記録密度化が驚く
べき速さで進行している現今の状勢下では、従来技術は
所定仕様を満足しきれないだけではなく、もはや工夫や
改良の蓄積ではカバーし得ない様々な問題点を露呈しつ
つある。例えば、機械研磨法では既に微細加工制御の限
界付近にあり、凹凸の高低のみならず、ゾーンテクスチ
ャリング等で重要になるテクスチャ領域の精密制御でも
根本的な困難に遭遇している。具体的には一定の割合で
発生する所定範囲外の高低差を示す凹凸(過研磨、バリ
等)の発生や、テクスチャ境界のぼやけ等である。ま
た、リソグラフィ的手法は、精密制御の点では問題ない
ものの、工程の複雑さが避けられず、それが効率面での
アキレス腱になっている。他方、HDDの高記録容量
化、高品質化は必然的にHD製造環境の高いクリーン度
達成を包含するものであり、各種汚染物、塵埃の高いレ
ベルでの除去/排除が各工程に対する至上目標となって
いる現状である。この観点からすれば各工程が乾式であ
ることが望ましく、この乾式テクスチャリングに対して
大きな期待が持たれている。レーザ光を物質加工や測定
に応用する試みはレーザの発明当初から始まったと言え
るが、昨今のレーザ光源の発達/開発は基本特性やハン
ドリング性の目覚ましい向上をもたらし、高エネルギー
加工から超微細加工、精密測定まで利用技術の広い裾野
を形成している。レーザビームによって物質を成膜し、
或いは物質表面を加工するレーザアブレーション(爆
蝕)ないしレーザエッチングは80年代から盛んに検討
されている技術であるが、これによってテクスチャを施
す、所謂レーザテクスチャ技術が最近関心を集めている
(例えばUSP5062021、特開昭62−2097
98号公報)。これはレーザビームの特徴を生かして形
成する個々の表面凹凸の精密制御が可能である上、基本
的に乾式過程であるという利点がある。さらに基板材質
に合わせたレーザ種ないし波長、エネルギー密度を選択
できる自由度/汎用性も具備しているといえる。しかし
ながら、ガラス、珪素等の所謂代替基板の場合、レーザ
種ないし波長、エネルギー密度を限定しない単純なレー
ザビームの照射/アブレーションでは、飛散微粒子の再
付着や過蝕による凹凸形状の不整等が起り、クラック発
生やCSS特性を却って悪化させる等の問題を発生する
確率が高い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案されたもので、ガラス基板を用いた磁気記録媒体の製
造方法において、磁性層や保護層等の成膜に先だって、
YAGレーザの高調波、エキシマレーザ等に代表される
紫外線レーザを用い、基板に対して0.01J/cm2
以上加工閾値以下のエネルギー密度の当該レーザパルス
ビームを2回以上1000回以下連続照射することによ
り、テクスチャ加工を施すことを特徴とする磁気記録媒
体の製造方法に関するものである。
【0006】一般に、セラミックスや高分子材料等の物
質にレーザビームを照射する時、レーザビームのエネル
ギー密度が一定の閾値を越えると急激に加工深さが増大
する(図1に示すようなレーザダメージの非線形性)
が、その閾値以下の領域でパルスビーム照射を連続的に
施すと、コーン状構造体と呼ばれる円錐状突起物が形成
されることが知られている(例えばジャーナル・オブ・
アプライド・フィジックス誌、49巻、453頁、19
86年)。本発明者等は前述の問題に関して、レーザ照
射条件、照射雰囲気等について詳細に検討を加えた結
果、課題解決の要諦はレーザビームで形成される基板上
の凹凸の形状制御であり、レーザビームのエネルギー密
度分布を工夫することにより図2(A),(B)で示さ
れる所期形状の構造物を適宜に形成し得ることを見いだ
して本発明に至ったものである。
【0007】即ち、本発明では、YAGやエキシマ等に
よる紫外線レーザを0.01J/cm2 以上加工閾値以
下のエネルギー密度で2回以上1000回以下パルス状
に基板に連続照射することにより、図2(A)に示すよ
うな所期の形状を有する突起部を形成でき、磁気ヘッド
/HD間の起動−摺動−浮上−摺動−停止を繰り返す所
謂CSS特性に優れたテクスチャ処理を基板に施すもの
である。尚、レーザパルスビームを1000回以上連続
照射することはスループットの関係上、好ましくない。
図3には、本発明で用いられるレーザパルスビームとレ
ーザシングルビームで加工されたガラス表面の、図2
(A),(B)で示される凹凸形状の出現頻度を示す。
レーザビームのエネルギー密度が一定の値を越えると、
突起部〔図2(A)〕の出現頻度が急減する。レーザシ
ングルビームを照射して基板に加工を施す場合、加工閾
値を越える過度のエネルギーの集中が必要で、本発明で
求める所期の突起部を選択的に形成することが困難であ
る。一方、本発明では、レーザパルスビームを連続的に
基板に照射するため、0.01J/cm2 以上加工閾値
以下のエネルギー密度のレーザ照射でも十分凹凸形状が
形成されるばかりか、突起部の大きさや出現頻度を選択
的に設定できる利点がある。0.01J/cm2 より小
さいエネルギー密度でも加工自体は可能であるが、十分
に大きい突起部が得られないため、実用上(磁気記録媒
体の基板表面のテクスチャとして)適していない。突起
部の加工は、レーザビームの照射間隔が重ならない範囲
で行うことが望ましい。ビームが重なりあうと不定形の
凹凸が形成され易くHDの摺動耐久性が低下する。逆
に、ビームの照射間隔を一定以上に広げた場合、凹凸の
形成されない領域が拡大し磁気ヘッドとHDとの接触面
積増加をもたらし摺動耐久性が悪化する。同様に、突起
部高さを一定以上の高さとした場合、磁気ヘッドとHD
との衝突が生じ易くなり、摺動耐久性が悪化する。磁気
記録媒体としての基板表面に形成される突起部の大きさ
は、外半径1〜50μm、高さ1〜100nmが好まし
く、この突起部の基板表面に対する占有面積の割合が
0.1〜99.9%であることが望ましい。尚、本発明
は本来レーザテクスチャリングを施し難いガラス基板を
対象とするものであるが、このようなテクスチャ処理は
磁性層或いは炭素保護膜に対する粗面化に応用すること
も可能である。また、従来のNi−P被覆Al基板、珪
素基板等にも適用することができる。
【0008】上記のようにガラス基板に紫外線レーザを
用いて0.01J/cm2 以上加工閾値以下のエネルギ
ー密度で照射してテクスチャを施した後、下地層、磁性
層等を順次成膜して形成した磁気記録媒体は、優れた摺
動耐久性を有し、高い耐久性を求められるその使用に際
してもクラック等を生ずることがないので、高い信頼性
を有する磁気ディスク装置等の磁気記録装置の作製に貢
献することができる。尚、ガラス基板上に成膜する各
層、下地膜、磁性膜、保護膜、潤滑膜などは、特にその
材質や組成、成膜方法等を限定するものではなく、公知
の材料、公知の方法を適宜に選定、組み合わせて使用す
ることができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を示す。尚、粗さの測
定は触針式の粗さ計を用い、スタイラス0.5μm、カ
ットオフ0.25mmにて行なった。
【0010】〈実施例1〉ソーダライムガラス基板表面
に、YAGレーザの第四高調波(266nm)の直径1
0μmのビームをエネルギー密度0.05J/cm2 、
パルス幅20nsして100パルス照射した。その結
果、Rp(突起部高さ)25nm、Rv(凹部深さ)≧
−1nm、外半径7μm、Sm(突起部平均間隔)〜2
5μmの表面突起が60%の割合で得られた。引き続
き、基板温度200℃にて下地層としてCr100n
m、磁性層としてCo17Cr4 Ta合金20nm、保護
層としてカーボン20nmを逐次スパッタ成膜し、さら
にPFPE(パーフルオロポリエーテル)系潤滑剤を塗
布成膜して実施例1の磁気記録媒体を作製した。
【0011】〈実施例2〉KrF(248nm)エキシ
マレーザとマスクとを用い、ソーダライムガラス表面に
エネルギー密度0.02J/cm2 、パルス幅15ns
のパルスビームを80回連続的に照射した。その結果、
Rp20nm、Rv≧−1nm、外半径6μm、Sm〜
35μmの表面突起が70%の割合で得られた。引き続
き、前記実施例1と同様にして実施例2の磁気記録媒体
を作製した。
【0012】〈比較例1〉YAGレーザの第四高調波
(266nm)の直径10μmのビームをソーダライム
ガラス基板表面にエネルギー密度5J/cm2 にて1パ
ルス照射した結果、外半径8μm、Rv−100nmの
凹形〔図2(B)〕が形成された。引き続き、前記実施
例1と同様にして比較例1の磁気記録媒体を作製した。
【0013】〈比較例2〉アルミ基板に従来の機械的テ
クスチャ法を施し、Rp26nm、Rv−30nm以
上、Sm2.2μmとなるようにし、引き続き、前記実
施例1と同様にして比較例2の磁気記録媒体を作製し
た。
【0014】表1に前記実施例1,2及び比較例1,2
の各磁気ディスクのCSS特性としてのCSS1000
0回後のスティクション値を示す。尚、CSS測定機は
市販のCSSテスターを用い、磁気ヘッドにはAl2 O
3−TiCスライダーヘッドを用いた。
【0015】
【表1】
【0016】表1より明らかなように本発明の実施例
1,2の磁気記録媒体は比較例1,2の磁気記録媒体と
比較してスティクション値が格段に低下し、従来技術に
より作製されたディスクより優れたCSS特性を有して
いた。
【0017】以上本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのように
でも実施することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ガラス
基板の上に下地層、磁性層、保護層、潤滑層等を逐次成
膜してなる磁気記録媒体(HD)の製造方法に関し、レ
ーザ光を用いて基板に所要の突起形状粗面を形成するレ
ーザテクスチャ技術を提供するものである。レーザアブ
レージョンを用いるテクスチャリング加工法では従来の
機械テクスチャで問題となっていた凹凸形状や深さの非
制御性、バリの発生を完全に防止できる。また、リソグ
ラフィ技術のような多数の工程とレジスト、洗浄液とい
った廃棄物の発生を伴わないため、設備コストの低減に
つながる。しかし、レーザシングルビームを照射して基
板に加工を施す場合、加工閾値を越える過度のエネルギ
ーの集中が必要で、本発明で求める所期の突起部を選択
的に形成することが困難である。また、しばしば過大な
アブレーションによる窪みが発生して薄肉で高い耐久性
が求められる基板にクラックを生じさせ、本発明ではレ
ーザパルスビームを連続的に基板に照射するため、0.
01J/cm2 以上加工閾値以下のエネルギー密度のレ
ーザ照射でも十分凹凸形状が形成されるばかりか、CS
S特性に優れた突起部の大きさや出現頻度を選択的に設
定できる利点がある。本発明により、高記録密度/高耐
久性を要求される次世代HDにおける、高効率で制御性
に優れたテクスチャ処理技術が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板加工におけるレーザエネルギ密度と加工深
さとの関係を示す相関図である。
【図2】本発明においてガラス基板に形成されるテクス
チャの拡大側面図であり、(A)本発明において形成さ
れる突起部の形状、(B)加工閾値以上のエネルギー密
度で形成される凹部の形状である。
【図3】レーザパルスビームとレーザシングルビームと
でソーダライムガラス表面に形成されるテクスチャの相
違を示すもので、図2で示す凹凸形状の割合と基板に照
射されるレーザエネルギー密度との関係を示す相関図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板を用いた磁気記録媒体の製造
    方法において、磁性層等の成膜に先だって、紫外線レー
    ザを用い、基板に対して0.01J/cm2 以上加工閾
    値以下のエネルギー密度の当該レーザパルスビームを2
    回以上1000回以下連続照射することにより、テクス
    チャ加工を施すことを特徴とする磁気記録媒体の製造方
    法。
JP15672295A 1995-03-24 1995-06-01 磁気記録媒体の製造方法 Pending JPH0935257A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15672295A JPH0935257A (ja) 1995-03-24 1995-06-01 磁気記録媒体の製造方法
US08/621,450 US5582878A (en) 1995-03-24 1996-03-25 Process for producing magnetic recording medium

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8999195 1995-03-24
JP7-142410 1995-05-18
JP7-89991 1995-05-18
JP14241095 1995-05-18
JP15672295A JPH0935257A (ja) 1995-03-24 1995-06-01 磁気記録媒体の製造方法

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JPH0935257A true JPH0935257A (ja) 1997-02-07

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ID=27306288

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JP15672295A Pending JPH0935257A (ja) 1995-03-24 1995-06-01 磁気記録媒体の製造方法

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