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JP2001357516A - Method for assembling substrate surface of glass substrate - Google Patents

Method for assembling substrate surface of glass substrate

Info

Publication number
JP2001357516A
JP2001357516A JP2001112615A JP2001112615A JP2001357516A JP 2001357516 A JP2001357516 A JP 2001357516A JP 2001112615 A JP2001112615 A JP 2001112615A JP 2001112615 A JP2001112615 A JP 2001112615A JP 2001357516 A JP2001357516 A JP 2001357516A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
laser
disk
magnetic
polishing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001112615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Dallas W Meyer
ダブリュ. メイヤー,ダラス
David S Kuo
エス. クオ,デビッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seagate Technology LLC
Original Assignee
Seagate Technology LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seagate Technology LLC filed Critical Seagate Technology LLC
Priority to JP2001112615A priority Critical patent/JP2001357516A/en
Publication of JP2001357516A publication Critical patent/JP2001357516A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Magnetic Record Carriers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form surface irregularity by converging a coherent energy beam on an exposed surface of a magnetic recording medium. SOLUTION: This is a method for assembling a substrate surface of a glass substrate prior to film-deposition of a magnetic thin film. Non-magnetic metal is worked to form a non-magnetic metal layer having uniform thickness of 5 nm on the glass substrate. Coherent radiation energy is converged selectively on plural positions on a region to be processed of the metal layer to controllably change substrate topography in each position. The surface irregularity is formed in each position so as to have a height in 3-200 nm range from the nominal plane of the substrate surface to an upper part. The surface irregularity consists of roundish small lumps formed by slight destruction of the glass adjacent to the metal layer or formed in the metal layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】(発明の背景)この発明は、磁気データを
記録し、記憶および読み出すための媒体、更に詳しく
は、その種の媒体のトポグラフィーを制御するための放
射エネルギービームの使用に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to media for recording, storing and reading magnetic data, and more particularly to the use of radiant energy beams to control the topography of such media.

【0002】磁気ディスクは磁性材料の薄膜を使用し
て、磁気形式でデータを記憶する。典型的な磁気ディス
クは、回転可能に取り付けられ、各々が磁気ディスク記
録面の一方に極く接近して配置された磁気データ変換ヘ
ッドを有する。各ヘッドは、ディスクが回転するとき、
関連ディスクに対して概ね半径方向に移動する。固体磁
気ディスクを使用する駆動機構では、読出しおよび記録
動作中はディスクは高速で回転する。回転速度は十分に
速く、各変換ヘッドをヘッドの関連記録面からある制御
された距離を保って支持するエアクッションすなわちエ
アベアリングが発生し、一貫性のあるヘッド「浮上量」
を維持する。ディスクが静止しているか、停止状態から
加速中であるか、もしくは完全停止状態になる直前の減
速中には、常に変換ヘッドは関連ディスクに接触してい
る。
[0002] Magnetic disks use thin films of magnetic material to store data in magnetic form. Typical magnetic disks are rotatably mounted, each having a magnetic data transducing head located in close proximity to one of the magnetic disk recording surfaces. Each head rotates when the disk rotates.
Move generally radially relative to the associated disk. In a drive mechanism using a solid magnetic disk, the disk rotates at a high speed during reading and recording operations. The rotation speed is fast enough to produce an air cushion or air bearing that supports each transducing head at a controlled distance from the associated recording surface of the head, resulting in consistent head "flying height"
To maintain. The transducing head is always in contact with the associated disk when the disk is stationary, accelerating from a stop, or decelerating just before reaching a complete stop.

【0003】設計者達は、磁気データが記録される密度
を増そうと絶えず努力している。記憶密度を増す一つの
方法は、変換ヘッド浮上量を減少させることである。平
滑で鏡面性の記録面および同様な変換ヘッドの対向面を
用いれば、ヘッドと記録面とを一層接近させることがで
きる。平滑な表面は、データ密度を増大できるのみでな
く、動作中のエアベアリングおよびヘッドの挙動を更に
一貫性に富み、予測可能なものにする。
[0003] Designers are constantly striving to increase the density at which magnetic data is recorded. One way to increase storage density is to reduce the flying height of the transducing head. The use of a smooth, mirrored recording surface and a similar facing surface of the conversion head allows the head to be closer to the recording surface. A smooth surface not only can increase data density, but also makes the behavior of the air bearing and head during operation more consistent and predictable.

【0004】同時に、優れた平滑度は、変換ヘッドがデ
ィスクに接触している際の摩擦およびスティクション問
題にも通ずる。一つの方法は、ランジャン(Ranja
n)他の米国特許第5,108,781号で開示される
ものであって、ディスク表面の所定の部分、ランディン
グ帯もしくは接触帯と称せられることもある部分、に選
択的な組織調製(texturizing)を施すこと
を含む。更に、ディスクが停止状態に向けて減速すると
きには、変換ヘッドの位置が制御され、ディスクの比較
的高平滑度の記録面ではなく、ランディング帯に、ヘッ
ドが常に停留するようにする。この特許は、レーザを用
いてランディング帯の組織(texture)を調製す
ることについても開示している。更に詳述すると、ネオ
ジム:イットリウム アルミニウム ガーネット(Nd
−YAG)レーザがパルス化レーザビームを発生させ、
ビームをアルミニウム ニッケル−リン基板の上面に収
束させる。レーザが一連のレーザマークすなわちスポッ
トを形成すると、その各々は環状に隆起したリムで囲ま
れた中央陥没部を持つようになる。
At the same time, good smoothness also leads to friction and stiction problems when the transducing head is in contact with the disk. One method is Ranja
n) Other US Pat. No. 5,108,781 that selectively textures certain portions of the disk surface, sometimes referred to as landing or contact zones. ). Further, when the disk decelerates toward the stop state, the position of the conversion head is controlled so that the head always stays on the landing band, not on the relatively smooth recording surface of the disk. This patent also discloses using a laser to prepare the texture of the landing zone. More specifically, neodymium: yttrium aluminum garnet (Nd
-YAG) laser generates a pulsed laser beam;
The beam is focused on the upper surface of the aluminum nickel-phosphorus substrate. As the laser forms a series of laser marks or spots, each has a central depression surrounded by an annular raised rim.

【0005】この方法は大部分の用途において十分に満
足されるが、陥没部およびその周囲のリムが過渡の表面
粗さや十分な均一性の欠如をもたらすといった特殊な要
求環境が存在することがある。これらの用途では、変換
ヘッド浮上量を更に減らし、例えば1マイクロインチ
(25.4nm)にする。低浮上量は、磁気ディスクの
比較的高平滑度のデータ記録面にも厳しい要求を課する
ことになる。更に詳述すると、記録面は極度に平滑に研
磨され、鋭利な尖端その他の針状形相の発生を防いで、
低浮動変換ヘッドが接触しないようにする必要がある。
While this method is satisfactory for most applications, there may be special demanding environments where the depression and the surrounding rim result in transient surface roughness and lack of sufficient uniformity. . In these applications, the flying height of the conversion head is further reduced to, for example, 1 microinch (25.4 nm). The low flying height imposes strict requirements on the data recording surface of the magnetic disk with relatively high smoothness. More specifically, the recording surface is polished extremely smoothly, preventing the occurrence of sharp points and other needle-like features,
It is necessary to prevent the low-floating conversion head from touching.

【0006】ディスクの機械的研磨、すなわち酸化セリ
ウム、炭化ケイ素その他の適当なグリットを塗布もしく
は充満させて飽和状態にした布、紙、もしくはパッドを
用いる手段は周知である。0.1マイクロインチ(2.
54nm)の粗さレベルに到達するために、研摩プロセ
スは通常数段階にわたり、次第にグリットを微細化す
る。別の方法として、極めて微細なグリット材料を使用
して、機械的研磨を時間をかけて単一段階で行うことも
できる。いずれの場合でも、資材の多量消耗、媒体生産
コストの相当な増大、かつ縁端付近の望ましくない曲率
による潜在的な媒体品質の低下が生ずるにちがいない。
後に被覆される磁気記録膜は表面トポグラフィーの複製
となるから、機械的研磨で形成された痕跡スクラッチ
(residual scratch)が磁気記録膜に
欠陥を生じさせる可能性もある。痕跡スクラッチは、磁
気記録層の上に成膜される保護炭素膜の均一性をも低下
させ、腐食に対する耐性を弱める。
[0006] Means for mechanically polishing a disk, ie, using a cloth, paper, or pad saturated with cerium oxide, silicon carbide, or other suitable grit applied or filled, are well known. 0.1 microinch (2.
In order to reach a roughness level of 54 nm), the polishing process usually takes several steps and progressively refines the grit. Alternatively, mechanical polishing can be performed in a single step over time using very fine grit material. In either case, a large amount of material consumption, a significant increase in media production costs, and potential media quality degradation due to unwanted curvature near the edges must result.
Since the magnetic recording film to be coated later is a copy of the surface topography, a residual scratch formed by mechanical polishing may cause a defect in the magnetic recording film. Trace scratches also reduce the uniformity of the protective carbon film formed on the magnetic recording layer and weaken the resistance to corrosion.

【0007】したがって、本発明の目的は、専用の変換
ヘッド接触帯の組織が一層均一で一層正確に制御された
磁気データ記録媒体を提供することである。
It is, therefore, an object of the present invention to provide a magnetic data recording medium in which the structure of the dedicated transducer head contact zone is more uniform and more precisely controlled.

【0008】別の目的は、コヒーレントエネルギービー
ムを磁気記録媒体の露出面に指向し、瘤塊その他の不連
続性の高さおよび構造的特性を制御するようにビームを
制御するプロセスを提供することである。
Another object is to provide a process for directing a coherent energy beam to an exposed surface of a magnetic recording medium and controlling the beam to control the height and structural properties of nodules and other discontinuities. It is.

【0009】更に別の目的は、基板表面の機械的研磨後
に、磁気媒体基板のデータ記録面にレーザエネルギーを
選択的に指向して、処理された基板の性質を変えないで
痕跡スクラッチを除去するプロセスを提供することであ
る。
Yet another object is to selectively direct laser energy to the data recording surface of a magnetic media substrate after mechanical polishing of the substrate surface to remove trace scratches without altering the properties of the processed substrate. Is to provide a process.

【0010】更に別の目的は、平滑で、痕跡スクラッチ
その他の針状形相が本質的に存在せず、腐食に対する耐
性を増した磁気データ記録媒体を提供することである。
Yet another object is to provide a magnetic data recording medium that is smooth, essentially free of trace scratches and other needle-like features, and has increased resistance to corrosion.

【0011】(発明の要約)このような目的を達成する
ために、非磁性基板の上に磁性記録層を被覆して磁気デ
ータを読出しおよび記録する媒体を製作する過程におい
て、非磁性基板を研磨するプロセスが提供される。この
プロセスは、 a.非磁性基板を機械的に研摩して、基板上に実質的に
平坦な基板表面を形成し、機械的研摩によって形成され
た痕跡スクラッチによる表面粗さが高々略25nmであ
るようにするステップ、 b.機械的研摩に続いて、放射エネルギーを基板表面の
選択された表面部分に注入して、選択された表面部分で
あって前記の粗さを超える深さ、これは基板表面の表面
基準平面から内向きに測る、を含む溶融領域内の基板を
溶融させ、それによって溶融領域内の基板材料を流動さ
せ実質的に痕跡スクラッチを消去するステップ、および c.基板材料を凝固させて、選択された表面部分を鏡面
性で実質的に痕跡スクラッチがないように形成するステ
ップ、 を含む。
(Abstract of the Invention) In order to achieve such an object, a non-magnetic substrate is polished in a process of manufacturing a medium for reading and recording magnetic data by coating a magnetic recording layer on the non-magnetic substrate. Process is provided. The process comprises: a. Mechanically polishing the non-magnetic substrate to form a substantially flat substrate surface on the substrate such that the surface roughness due to trace scratches formed by mechanical polishing is at most about 25 nm; b. . Subsequent to mechanical polishing, radiant energy is injected into a selected surface portion of the substrate surface, and the selected surface portion has a depth above the roughness, which is within a surface reference plane of the substrate surface. Fusing, melting the substrate in the melted region, thereby causing the substrate material in the melted region to flow and substantially eliminate trace scratches; and c. Solidifying the substrate material to form a selected surface portion to be specular and substantially free of trace scratches.

【0012】好ましくは、放射エネルギーの注入は、コ
ヒーレントエネルギーのビームを基板表面に指向し、前
述の表面に衝突するビームの照射区域を画定するように
し、かつ基板とビームを相互に平行移動させて、選択さ
れた表面部分を実質的に覆域に含むような経路に沿って
照射区域を移動させるようにすることによって達成され
る。ビームプロファイルおよび基板表面に対するビーム
入射角が、照射区域の形状を、例えば、円形、楕円形等
に、決める。一つの有効な組合せでは、円形のプロフィ
アル、すなわち断面、を有するビームが、基板表面に垂
直に配向され、円形照射区域を形成する。
Preferably, the injection of radiant energy is such that the beam of coherent energy is directed at the surface of the substrate, defines an irradiation area of the beam impinging on said surface, and translates the substrate and the beam relative to each other. , By moving the illuminated area along a path that substantially includes the selected surface portion in the coverage area. The beam profile and the angle of incidence of the beam on the substrate surface determine the shape of the illuminated area, for example, circular, elliptical, etc. In one useful combination, a beam having a circular profile, ie, a cross section, is oriented perpendicular to the substrate surface to form a circular illumination area.

【0013】表面加熱の程度、したがって溶融領域の深
さは、主として照射区域におけるエネルギーのレベルお
よび持続時間、すなわち基板表面の特定の位置が照射さ
れる期間、によって制御される。コヒーレントエネルギ
ーがパルス化された場合には持続時間はパルス幅および
パルス周波数によって制御される。持続時間は照射区域
の対基板速度によって僅かに影響されるが、パルス時間
は極く短く、この要因は通常有意ではない。エネルギー
レベルは、ビームが発生される際のパワー、ビーム源と
衝突区域との間の減衰、ビーム収束度その他のビームの
空間特性によって制御される。
[0013] The degree of surface heating, and thus the depth of the fusion zone, is primarily controlled by the level and duration of energy in the illuminated area, ie, the time period during which a particular location on the substrate surface is illuminated. If the coherent energy is pulsed, the duration is controlled by the pulse width and pulse frequency. Although the duration is slightly affected by the velocity of the irradiation area relative to the substrate, the pulse time is very short and this factor is usually not significant. The energy level is controlled by the power at which the beam is generated, the attenuation between the beam source and the collision area, the degree of beam convergence, and other spatial properties of the beam.

【0014】好ましいエネルギー源は固体レーザであ
り、更に好ましくはネオジム:イットリウム フッ化リ
チウム(Nd:YLF)レーザである。前述の米国特許
第5,108,781号で検討されたNd:YAGレー
ザに比較すると、Nd:YLFレーザは低エネルギーレ
ベルで動作可能であり、パルスレベルおよびパルス幅に
関しては実質的に一層安定である。このことは、特許第
5,108,781号で開示されたリム付き陥没のよう
な均一で反復性の特性を改善するから、レーザの表面加
工能力にかなりな向上をもたらす。更に、固体レーザに
よって表面研磨および独特な表面不規則性の形成が可能
なことが分かった。
A preferred energy source is a solid state laser, more preferably a neodymium: yttrium lithium fluoride (Nd: YLF) laser. Compared to the Nd: YAG laser discussed in the aforementioned US Pat. No. 5,108,781, the Nd: YLF laser is operable at lower energy levels and is substantially more stable with respect to pulse level and pulse width. is there. This results in a significant improvement in the laser's surface processing capabilities, since it improves uniform and repeatable properties such as the rimmed depression disclosed in US Pat. No. 5,108,781. In addition, it has been found that solid state lasers allow for surface polishing and formation of unique surface irregularities.

【0015】得られた向上例を挙げると、Nd:YLF
レーザをパルス化および収束させ、局所的であるが比較
的広い照射区域をつくり、パルス幅を選択して、基板表
面を溶融するが、極く瞬間的であって高々略40マイク
ロインチ(1ミクロン)の深さ、更に好ましくは略25
0nm、最も好ましくは38nm、まで溶融するように
できる。この方法は、慣用の基板ディスク(3〜10ミ
クロンの厚さのニッケル−リン合金の層をめっきされた
アルミニウム)の機械的研磨後の痕跡スクラッチの除去
に特に有効である。材料溶融深度は、痕跡スクラッチを
除去するためには十二分である。しかも、溶融深度はい
かなる場合でもNi−P層厚の高々10%に選ばれるか
ら、溶融深度はNi−P層の厚さに関しては些細なもの
である。溶融領域の急速な冷却および再凝固ならびに合
金層厚に比較して溶融深度が浅いことによって、合金層
が十分な加熱を受けてもっと全体的な結晶化を起こした
場合には失われるにちがいない合金層の非磁性特性が保
存される。更に詳しくは、Ni−P層の初期構造は、そ
の大部分の深度にわたって保存される。
As an example of the obtained improvement, Nd: YLF
The laser is pulsed and focused to create a localized but relatively large illumination area, and to select a pulse width to melt the substrate surface, but to be extremely instantaneous and at most about 40 microinches (1 micron) ), More preferably about 25
It can be melted down to 0 nm, most preferably 38 nm. This method is particularly effective in removing trace scratches after mechanical polishing of conventional substrate disks (aluminum plated with a 3-10 micron thick layer of nickel-phosphorous alloy). The material melting depth is more than sufficient to remove trace scratches. In addition, since the depth of fusion is selected to be at most 10% of the thickness of the Ni-P layer in any case, the depth of fusion is insignificant with respect to the thickness of the Ni-P layer. Due to the rapid cooling and resolidification of the melting zone and the low melting depth compared to the alloy layer thickness, it must be lost if the alloy layer receives sufficient heating and causes more general crystallization The non-magnetic properties of the alloy layer are preserved. More specifically, the initial structure of the Ni-P layer is preserved over most of its depth.

【0016】レーザ研磨は必ずしも表面粗さを減少させ
るとは限らないことが分かった。例えば、最大粗さ略2
nmまで機械的に研摩された表面は、ここで論ずるレー
ザ研磨を施されると粗さを増して、例えば略3nmの最
大尖端高になることがある。しかし、生じた粗さは、痕
跡スクラッチの峰と谷からなる高周波数の針状形相に比
較すると、比較的低周波数の波形すなわち起伏である。
したがって、媒体の性能は、雑音低減および腐食耐性に
関して向上し、十分に低い粗さが保たれる。
It has been found that laser polishing does not always reduce surface roughness. For example, the maximum roughness is approximately 2
Surfaces that have been mechanically polished down to nm may increase in roughness when subjected to the laser polishing discussed herein, for example, to a maximum peak height of approximately 3 nm. However, the resulting roughness is a relatively low frequency waveform or undulation as compared to the high frequency needle-like features of trace scratch peaks and valleys.
Thus, the performance of the media is improved with respect to noise reduction and corrosion resistance, while keeping sufficiently low roughness.

【0017】別の事例では、例えば、基板表面が略25
nm以上の痕跡粗さを有する場合、もしくは略25nm
以上の粗さまで機械的に研摩された場合に、レーザ研磨
は針状形相を除去するのみでなく、表面粗さも減少させ
る。
In another case, for example, if the substrate surface is approximately 25
with a trace roughness of at least 25 nm or approximately 25 nm
When mechanically polished to the above roughness, laser polishing not only removes needle-like features, but also reduces surface roughness.

【0018】研磨のほか、変換ヘッドの接触に専用さ
れ、したがって隣接もしくは接近したデータ記録帯より
も大きな粗さを有する選択された表面帯域の表面組成を
制御するためにレーザが使用できる。結論的には、レー
ザマークすなわちスポットを形成することによって、専
用帯が選択的に表面加工される。レーザ研磨に用いられ
るものと同程度のパワーレベルで発生されるが、実質的
にもっと微小な照射区域に収束されるレーザビームは、
基板表面から外向きに突出した瘤塊すなわちディンプル
を形成することが分かった。瘤塊の形成は、より低いエ
ネルギーレベルおよび照射区域への収束度に起因する。
これ以外に、陥没形成とは逆の瘤塊形成の正確な理由は
十分には分かっていない。両方の場合とも、衝突レーザ
ビームのガウス特性がビーム中心に熱を集中させる。隆
起形成に対する一つの仮説は、ビーム衝突が、ビーム照
射区域内の材料を瞬間的に溶融した場合には、照射区域
の中心部に発生して半径方向外向きに進行する傾向を示
す波動を形成すると考えることである。基板材料の急速
な冷却及び凝固によって、波動が保存される。比較的高
いエネルギーレベルでは、材料が凝固する前に波動が外
向き進行して、陥没部を囲む環すなわちリムを形成す
る。比較的低いエネルギーレベルでは、溶融した基板材
料の凝固は非常に急速であって、波動は半径方向外向き
に移動し始めるに到っていない。したがって、陥没では
なく、隆起すなわち瘤塊が形成される。
In addition to polishing, lasers can be used to control the surface composition of selected surface zones that are dedicated to contacting the transducing head and thus have greater roughness than adjacent or close data recording zones. Consequently, the exclusive band is selectively surface-machined by forming a laser mark or spot. A laser beam generated at a power level similar to that used for laser polishing, but focused on a substantially smaller illumination area,
It was found that a nodule or dimple protruding outward from the substrate surface was formed. Nodule formation is due to lower energy levels and convergence to the illuminated area.
Apart from this, the exact reason for the formation of nodules opposite to the formation of depressions is not fully understood. In both cases, the Gaussian nature of the impinging laser beam concentrates heat at the beam center. One hypothesis for the formation of bumps is that if the beam impinges instantaneously melts the material in the beam-irradiated area, it will form waves in the center of the irradiated area that tend to travel radially outward. That is what you think. The waves are preserved by rapid cooling and solidification of the substrate material. At relatively high energy levels, the waves travel outward before the material solidifies, forming a ring or rim surrounding the depression. At relatively low energy levels, the solidification of the molten substrate material is so rapid that the waves have not yet begun to move radially outward. Thus, instead of sinking, bumps or nodules are formed.

【0019】リム付き陥没が瘤塊になる(およびその
逆)のエネルギーのレベルは基板材料によって変動す
る。更に、アルミニウム ニッケル−リン基板の異なる
組すなわちバッチ間では変動するが、所与のバッチ内で
は高い一致性があり、しかもエネルギーレベルと瘤塊寸
法の間に密接な関係があることが分かった。したがっ
て、異なる状況で適切なエネルギーレベルを決定するに
は、幾つかの試行が必要である。
The level of energy at which a rimbed depression becomes a nodule (and vice versa) varies with the substrate material. Furthermore, it has been found that there is a high degree of consistency within a given batch, although varying between different sets of aluminum nickel-phosphorus substrates or batches, and that there is a close relationship between energy level and nodule size. Therefore, determining the appropriate energy level in different situations requires several trials.

【0020】リム付き陥没ではなく、瘤塊の形成は意外
かつ有用な成果である。同一の条件(パルスレベル、減
衰度およびパルス幅)下で所与の基板に生成された瘤塊
は、高さに関して極めて高い均一性、例えば略1nmに
満たない標準偏差、をしばしば示す。更に一般的には、
瘤塊は、陥没に比較すると、砕片を生ずる可能性が少な
く、液体潤滑材の補給を強化するから、好ましい不連続
性である。
The formation of nodules, rather than rimmed depressions, is a surprising and useful outcome. Nodules produced on a given substrate under the same conditions (pulse level, attenuation and pulse width) often exhibit very high uniformity in height, eg, less than about 1 nm standard deviation. More generally,
Nodules are a preferred discontinuity because they are less likely to form debris and enhance liquid lubricant replenishment as compared to sinking.

【0021】したがって、本発明の別の態様は、磁気記
録媒質を選択的に表面加工するプロセスであって、 a.非磁性基板本体の上に鏡面性の基板表面を形成し
て、基板表面を実質的に平坦であって基準の粗さを有す
るようにするステップ、 b.基板表面の処理区域を覆うように複数の位置に選択
的に放射エネルギーを収束させて、選択された表面トポ
グラフィーを制御可能に変化させ、各々の位置におい
て、選択された表面の表面基準平面の上方略2.5〜2
5nmの範囲にあって前記の標準の粗さよりも大きな高
さを有する半球状瘤塊を形成するようにするステップ、 c.基板表面に実質的に厚さが均一な層として磁性膜を
堆積して、記録面を作り出すステップ、 を含むプロセスである。
Accordingly, another aspect of the present invention is a process for selectively surface-treating a magnetic recording medium, comprising: a. Forming a specular substrate surface on the non-magnetic substrate body so that the substrate surface is substantially flat and has a nominal roughness; b. The radiant energy is selectively focused at a plurality of locations to cover the processing area of the substrate surface to controllably change the selected surface topography, and at each location, the surface reference plane of the selected surface. Upward approximately 2.5-2
Causing a hemispherical nodule to form in the range of 5 nm and having a height greater than said standard roughness, c. Depositing the magnetic film as a substantially uniform thickness layer on the substrate surface to create a recording surface.

【0022】処理区域の好ましい適用例は、一層平滑な
データ記録区域に隣接する専用の変換ヘッド接触区域を
提供する環状帯である。典型的には、この帯域は比較的
狭くデータ記録区域の半径方向内縁に配置される。
A preferred application of the processing area is an annular band which provides a dedicated transducing head contact area adjacent to a smoother data recording area. Typically, this band is relatively narrow and located on the radially inner edge of the data recording area.

【0023】瘤塊寸法の制御程度によっては、更なる向
上、すなわち接触帯と記録帯の間の環状遷移帯、が提供
される。特に接触帯と記録帯との間の環状遷移帯の全域
にわたって、半径方向に向かって瘤塊寸法を減らすよう
に、例えば高さを略20nmから低くするように、制御
可能に変化させることができる。遷移帯を横切る勾配
は、変換ヘッドが接触帯とデータ帯との間を半径方向に
移動する際の外乱を減少させ、ヘッド故障の可能性を減
少させる。
Depending on the degree of control of the nodule size, a further improvement is provided, namely an annular transition zone between the contact zone and the recording zone. In particular, over the entire area of the annular transition zone between the contact zone and the recording zone, it can be controllably varied to reduce the nodule size in the radial direction, for example to reduce the height from approximately 20 nm. . The slope across the transition zone reduces disturbances as the transducing head moves radially between the contact zone and the data zone, reducing the likelihood of head failure.

【0024】本発明の更に別の態様は、後続の磁性薄膜
の被覆ステップに備えて、ガラス基板の基板表面を組織
調製するプロセスである。このプロセスは、 a.ガラス基板の上に、少なくとも5nmの均一厚の金
属層として、金属を堆積するステップ、 b.コヒーレント放射エネルギーを金属層の処理区域を
覆う複数の位置に集中させて、各々の前記位置における
基板トポグラフィーを制御可能に変化させ、各各の前記
位置において表面不規則性を形成し、前記不規則性が基
板表面の表面基準平面から3〜200nmの高さを有す
るようにするステップ、 を含む。
Still another embodiment of the present invention is a process for preparing the texture of a glass substrate in preparation for a subsequent step of coating a magnetic thin film. The process comprises: a. Depositing a metal as a metal layer of uniform thickness of at least 5 nm on a glass substrate, b. Concentrating coherent radiant energy at a plurality of locations covering the processing area of the metal layer to controllably change the substrate topography at each of said locations to form a surface irregularity at each of said locations, forming said irregularities; Making the regularity have a height of 3 to 200 nm from a surface reference plane of the substrate surface.

【0025】このように、本発明によれば、放射エネル
ギーが磁気記録媒体に選択的に注入され、データ帯、接
触帯および遷移帯にわたる表面トポグラフィーを制御す
る。放射エネルギー研磨によって、機械的な組織調製お
よび研磨によって生じた痕跡スクラッチその他の針状形
相が除去され、データ帯の平滑度、耐食性および信号再
生特性が強化される。放射エネルギー組織調製による瘤
塊の形成は、接触帯の全域にわたって極めて均一性の高
い粗さ、および所望なら遷移帯を横切って制御された粗
さの勾配が得られる。変換ヘッドの一層低い浮上量が実
現され、一層高密度でデータ記録ができるようになる。
Thus, according to the present invention, radiant energy is selectively injected into a magnetic recording medium to control surface topography over the data, contact and transition zones. Radiative energy polishing removes trace scratches and other needle-like features created by mechanical tissue preparation and polishing and enhances data band smoothness, corrosion resistance and signal reproduction characteristics. The formation of nodules by radiant energy tissue preparation results in a very uniform roughness across the contact zone and, if desired, a controlled roughness gradient across the transition zone. A lower flying height of the conversion head is realized, and data can be recorded at a higher density.

【0026】(好ましい実施例の詳細な説明)図面にお
いて、図1および図2には、磁気データの記録および読
出し用媒体、詳しくは垂直軸回りに回転可能であって実
質的に平坦かつ水平な上面18を備えた磁気ディスク1
6、が示してある。回転アクチュエータ(図示せず)
が、片持ち梁方式で変換ヘッド支持アーム20を支えて
いる。磁気データ変換ヘッド22は、懸垂具24を介し
て支持アーム20の自由端に取り付けられており、懸垂
具24はヘッドのジンバル動作、すなわちピッチ軸およ
びロール軸回りの有限な垂直移動および回転、を可能に
する。回転アクチュエータおよび支持アームは旋回可能
に取り付けられ、ヘッド22をディスク16の概ね半径
方向に沿って弧状経路内を移動させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to the drawings, FIGS. 1 and 2 show a magnetic data recording and reading medium, in particular a substantially flat and horizontal rotatable rotatable about vertical axis. Magnetic disk 1 with upper surface 18
6, is shown. Rotary actuator (not shown)
Support the conversion head support arm 20 in a cantilever manner. The magnetic data transducing head 22 is attached to the free end of the support arm 20 via a suspension 24, which provides gimbal movement of the head, i.e., finite vertical movement and rotation about the pitch and roll axes. enable. The rotary actuator and the support arm are pivotally mounted to move the head 22 in an arcuate path along a generally radial direction of the disk 16.

【0027】ディスク16の中央部には、開口26があ
って、ディスクを回転させるために用いられるディスク
駆動軸(図示せず)を受け入れる。ディスクの開口26
と外周縁端28との間で、上面18は4つのセクタ、す
なわちディスク16を軸に締着するための半径方向内側
セクタ30、専用の変換ヘッド接触帯32、遷移帯3
4、および磁気データの記録および読出し用の区域とし
て役立つデータ帯36、に分割されている。
An opening 26 is provided in the center of the disk 16 to receive a disk drive shaft (not shown) used to rotate the disk. Disk opening 26
Between the outer peripheral edge 28 and the outer peripheral edge 28, the upper surface 18 has four sectors: a radially inner sector 30 for fastening the disk 16 to the shaft, a dedicated transducing head contact zone 32, and a transition zone 3.
4 and a data band 36 serving as an area for recording and reading magnetic data.

【0028】ディスク16が、静止しているか、もしく
は正規の動作範囲よりも実質的に低い速度で回転してい
る場合には、ヘッド22は上面18に接触する。しか
し、ディスクが正規の動作範囲内で回転している場合に
は、ディスクの回転方向に沿ってヘッド22と上面18
との間を流れる空気によって、エアベアリングすなわち
エアクッションが形成され、ヘッドを記録面に対して間
隔を隔てて平行に支持する。典型的には、ヘッド22の
平坦な底面38と上面18との距離は、ヘッド「浮上
量」として知られているが、略10マイクロインチ(2
54nm)以下である。ディスク16のデータ記憶密度
を最大にするためには、浮上量は実行可能な限り低くす
る必要がある。
When the disk 16 is stationary or spinning at a speed substantially below its normal operating range, the head 22 contacts the top surface 18. However, when the disk is rotating within the normal operating range, the head 22 and the upper surface 18 are moved along the rotation direction of the disk.
An air bearing or air cushion is formed by the air flowing between the head and the head, and supports the head at a distance from and parallel to the recording surface. Typically, the distance between the flat bottom surface 38 and the top surface 18 of the head 22, known as the head "fly height", is approximately 10 microinches (2
54 nm) or less. In order to maximize the data storage density of the disk 16, the flying height must be as low as practicable.

【0029】記録および読出し動作に関しては、ディス
ク回転および回転アーム旋回が調和して制御され、変換
ヘッド22をデータ帯36内の所望の位置付近に配置す
るようにする。読出しおよび記録動作の後で、ディスク
16が減速されると、支持アーム20が半径方向内向き
に動かされ、ヘッド22を接触帯32の真上に配置する
ようにする。このようにして、ディスク16が十分に減
速してヘッドと上面が係合できるようになると、ヘッド
は接触帯にだけ係合するように配置される。次回のデー
タの記録および読出しもしくは検索に先立って、ディス
ク16は停止状態から加速されるが、当初はヘッド22
は接触帯32内でディスクに係合している。ヘッド22
が接触帯から離れてエアベアリングで支持されるように
なるまで、回転アームは旋回しない。
With respect to the recording and reading operations, the rotation of the disk and the rotation of the rotating arm are controlled in harmony, so that the transducing head 22 is positioned near a desired position in the data band 36. After the reading and recording operations, when the disk 16 is decelerated, the support arm 20 is moved radially inward so as to place the head 22 directly above the contact zone 32. In this manner, when the disk 16 is sufficiently decelerated so that the head and upper surface can engage, the head is positioned to engage only the contact band. Prior to the next data recording and reading or retrieval, the disk 16 is accelerated from the stopped state,
Are engaged with the disk in the contact zone 32. Head 22
The rotating arm does not pivot until is separated from the contact zone and supported by the air bearing.

【0030】磁気ディスク16は、アルミニウム基板デ
ィスクに、研磨(polishing)、研削(gri
nding)、その他の機械的な仕上げを施して形成さ
れ、実質的に偏平な上面40が得られる。次いで、ニッ
ケル−リン合金が基板ディスクの上面にめっきされ、略
2〜10ミクロンの範囲内の均一な厚さを備えた非磁性
層42が得られる。めっきステップに続いて、Ni−P
合金層の上面、すなわち基板表面44は、概ね0.1マ
イクロインチ(2.54nm)未満の粗さまで研磨され
る。この目的には、酸化セリウム、炭化ケイ素その他の
適当なグリットを塗布もしくは充満させて飽和状態にし
た布、紙、もしくはパッドが用いられる。液状スラリー
含有グリットも使用できる。
The magnetic disk 16 is polished and ground on an aluminum substrate disk.
nding or other mechanical finish to provide a substantially flat top surface 40. Next, a nickel-phosphorous alloy is plated on the top surface of the substrate disk to obtain a non-magnetic layer 42 having a uniform thickness in the range of approximately 2-10 microns. Following the plating step, Ni-P
The top surface of the alloy layer, ie, the substrate surface 44, is polished to a roughness of less than approximately 0.1 microinches (2.54 nm). For this purpose, a cloth, paper or pad saturated with cerium oxide, silicon carbide or other suitable grit is applied or filled. Liquid slurry containing grit can also be used.

【0031】レーザ処理は、好ましくは基板表面44の
機械的研磨後に行われる。処理はレーザ組織調製および
研磨装置を用いて遂行される。図3に示すように、装置
46は、50と表示された基板ディスクを回転可能に保
持するための軸48を含む。レーザモジュール52は、
基板ディスクの半径方向に往復移動するキャリッジ54
に取り付けられる。レーザモジュールは、ネオジム:イ
ットリウム フッ化リチウム(Nd:YLF)ダイオー
ドレーザ56、ダイオードレーザパワーをコリメートし
て半径略1mmのビーム60を生成するためのコリメー
ト光学系、減衰器62、およびビーム60を基板表面4
4もしくはその近傍に収束させるための集光光学系64
を含む。図示するように、減衰器62はNDフィルタ、
例えばガラス板を横切って透過率が傾斜するようにスパ
ッタリングによって厚さを変えて成膜した薄膜68を備
えたガラス板66である。ガラス板66の移動は縦軸沿
いのビーム方向に対して横軸沿いであって、集光光学系
58に透過されるビームエネルギーの割合を制御可能に
変え、それによって基板表面におけるエネルギー強度を
変化させる。
The laser treatment is preferably performed after mechanical polishing of the substrate surface 44. Processing is performed using a laser texture preparation and polishing apparatus. As shown in FIG. 3, apparatus 46 includes a shaft 48 for rotatably holding a substrate disk labeled 50. The laser module 52
Carriage 54 reciprocates in the radial direction of the substrate disk
Attached to. The laser module includes a neodymium: yttrium lithium fluoride (Nd: YLF) diode laser 56, a collimating optical system for collimating the diode laser power to generate a beam 60 having a radius of about 1 mm, an attenuator 62, and a beam 60. Surface 4
Focusing optical system 64 for converging to or near 4
including. As shown, the attenuator 62 is an ND filter,
For example, it is a glass plate 66 having a thin film 68 formed by changing the thickness by sputtering so that the transmittance is inclined across the glass plate. The movement of the glass plate 66 is along the abscissa relative to the beam direction along the ordinate and controllably alters the percentage of beam energy transmitted to the collection optics 58, thereby changing the energy intensity at the substrate surface. Let it.

【0032】ダイオードレーザ56は、例えばスペクト
ラ フィジックス社(Spectra Phsics)
から入手可能な、Nd:YLFダイオードポンピングレ
ーザである。好ましくは、ダイオードレーザ56は組織
調製および研磨用としてはパルス化されるが、連続モー
ド(あまり好ましくはない)も研磨に使用できる。装置
46は組織調製および研磨動作においては制御可能であ
って、様々な基板表面のトポグラフィーおよび特性を決
定する。本質的には、組織調製および研磨は基板ディス
ク50を制御された速度で回転させる手段を含み、その
間にキャリッジ54は制御された半径方向速度でレーザ
モジュールを移動させる。同時に、ダイオードレーザ
は、所定の周波数、所定のパルス幅でパルス化ビームを
供給するように制御される。所望なら、レーザモジュー
ルが半径方向外向きに移動するに伴い、ディスクの回転
速度を徐々に減速させて、実質的に一定の線速度を維持
するようにすることもできる。
The diode laser 56 is, for example, a Spectra Physics company.
Nd: YLF diode-pumped laser, available from Sigma-Aldrich, Inc. Preferably, the diode laser 56 is pulsed for tissue preparation and polishing, but a continuous mode (less preferred) can be used for polishing. Apparatus 46 is controllable in tissue preparation and polishing operations to determine the topography and properties of various substrate surfaces. In essence, tissue preparation and polishing includes means for rotating the substrate disk 50 at a controlled speed, while the carriage 54 moves the laser module at a controlled radial speed. At the same time, the diode laser is controlled to provide a pulsed beam at a predetermined frequency and a predetermined pulse width. If desired, the rotational speed of the disk can be gradually reduced as the laser module moves radially outward to maintain a substantially constant linear velocity.

【0033】ビーム60は基板表面44に対して垂直で
あって、表面に衝突するビームの区域を実質的に円形区
域70に画定する。所望なら、ビームを非垂直に変える
か、もしくは集光光学系を、例えば円筒レンズに変える
ことによって、衝突区域を楕円形にすることも当然可能
である。いずれの場合でも、表面を変化させる方法は、
衝突区域のエネルギー分布および持続時間、すなわち衝
突区域70と基板表面の特定の部分とが一致する期間、
に依存する。ディスク回転とレーザモジュール移動とを
同時に行う結果として、衝突区域70は基板表面全域に
わたる渦巻状経路内を移動するようになる。渦巻状経路
は好ましいが、ディスクの1回転毎にレーザモジュール
52を階段状に動かし、経路が同心円をなすようにもで
きる。
The beam 60 is perpendicular to the substrate surface 44 and defines an area of the beam impinging on the surface in a substantially circular area 70. If desired, it is of course possible to make the collision area elliptical by changing the beam non-vertically or by changing the collection optics, for example to a cylindrical lens. In any case, the way to change the surface is
The energy distribution and duration of the collision area, i.e., the period during which the collision area 70 matches a particular part of the substrate surface;
Depends on. As a result of the simultaneous disk rotation and laser module movement, the impact area 70 moves in a spiral path across the substrate surface. While a spiral path is preferred, the laser module 52 can be moved stepwise with each revolution of the disk so that the path is concentric.

【0034】衝突区域におけるエネルギー分布は数種の
要因に依存し、その中にはダイオードレーザ56が射出
するパワー、減衰度、およびレーザビーム収束度が含ま
れる。エネルギー分布は、ダイオードレーザ56が動作
するモードにも依存する。例えば、TEM00モードはエ
ネルギーのガウス分布をもたらし、衝突区域の中央部に
エネルギーを集中させる。収束度を鋭利にすることも、
衝突区域付近のエネルギーの集中につながる。
The energy distribution in the collision area depends on several factors, including the power emitted by the diode laser 56, the attenuation, and the degree of laser beam convergence. The energy distribution also depends on the mode in which the diode laser 56 operates. For example, the TEM 00 mode results in a Gaussian distribution of energy and concentrates energy in the center of the collision area. To make the convergence sharp,
This leads to concentration of energy near the collision area.

【0035】ビーム60がパルス化された場合には、持
続時間は主としてパルス幅の関数である。持続時間はデ
ィスク回転速度およびレーザモジュール52の半径方向
速度にも僅かながら影響される。更に、ダイオードレー
ザがパルス化された場合には、表面トポグラフィーはパ
ルス周波数、すなわち単位時間毎のパルス数、の関数で
ある。
When the beam 60 is pulsed, the duration is primarily a function of the pulse width. The duration is also slightly affected by the disk rotation speed and the radial speed of the laser module 52. Furthermore, if the diode laser is pulsed, the surface topography is a function of the pulse frequency, ie, the number of pulses per unit time.

【0036】それより低いエネルギーのビーム60を用
いて、基板表面に、リム付きの陥没ではなく、上方に突
出した瘤塊を形成できるエネルギーしきい値がある。略
0.1〜略2マイクロインチ(2.5〜51nm)の範
囲にわたる高さをもつ瘤塊を生成させるために必要な数
種のパラメータの動作範囲が分かった。更に詳述する
と、ダイオードレーザ56は1〜50μJ、更に好まし
くは1〜6μJの範囲にわたるレベルで射出される。低
エネルギーレベルが与えられると、ビーム60は焦点直
径、すなわち衝突区域直径、一層好ましくは5〜15ミ
クロンの範囲内に、鋭く収束される。TEM00モードで
動作するダイオードレーザ56は、ビーム60内に、し
たがって衝突区域70を覆って、エネルギーのガウス分
布を生成する。衝突区域の中心付近で得られるエネルギ
ーの集中が瘤塊形成を促す。ダイオードレーザ56は好
ましくは上述のようにパルス化され、かつパルスレベル
がピーク振幅の10%以上である時間を含む持続時間、
すなわちパルス幅は、好ましくは5〜200ns(一層
好ましくは略20〜40ns)の範囲内である。
Using a lower energy beam 60, there is an energy threshold at the substrate surface that allows the formation of an upwardly protruding nodule rather than a rimged depression. The operating ranges of several parameters required to produce nodules having a height ranging from approximately 0.1 to approximately 2 microinches (2.5 to 51 nm) have been found. More specifically, the diode laser 56 is emitted at a level ranging from 1 to 50 μJ, more preferably 1 to 6 μJ. Given a low energy level, the beam 60 is sharply focused to a focal diameter, i.e., the impact area diameter, more preferably in the range of 5 to 15 microns. The diode laser 56 operating in the TEM 00 mode produces a Gaussian distribution of energy in the beam 60 and thus over the collision area 70. The concentration of energy obtained near the center of the collision area promotes nodule formation. Diode laser 56 is preferably pulsed as described above and has a duration including a time when the pulse level is greater than or equal to 10% of the peak amplitude;
That is, the pulse width is preferably in the range of 5 to 200 ns (more preferably about 20 to 40 ns).

【0037】ダイオードレーザ56によって形成された
典型的な瘤塊が図4に見取り図で示してある。瘤塊は、
基板表面の鏡面性表面の平面、すなわち基準平面72の
上方に、0.3ミクロンインチ(7.6nm)の高さ
「h」ほど突出している。瘤塊74は、略5ミクロンの
直径「d」を有する。その基底部で、瘤塊は微小な環状
陥没で囲まれている。上述の動作範囲内で、ダイオード
レーザ56が射出されるパワーを増すと、瘤塊の高さお
よび直径が増す傾向がある。焦点を鋭利にして衝突区域
70を小さくすると、瘤塊の高さが増す傾向がある。し
かし、射出パワーおよび/もしくはパルス幅を増す場合
には、しきい値、熱浸透のためにレーザが瘤塊ではなく
リム付き陥没を形成するようになるエネルギー値、を超
えるエネルギー分布の増大を避けるように注意する必要
がある。
A typical nodule formed by the diode laser 56 is shown in a perspective view in FIG. Nodules are
It protrudes above the plane of the specular surface of the substrate surface, the reference plane 72, by a height "h" of 0.3 micron inches (7.6 nm). Nodule 74 has a diameter "d" of approximately 5 microns. At its base, the nodule is surrounded by a small annular depression. Increasing the power at which the diode laser 56 is emitted within the operating range described above tends to increase the height and diameter of the nodule. Reducing the collision area 70 with a sharp focus tends to increase the height of the nodule. However, when increasing the firing power and / or pulse width, avoid increasing the energy distribution beyond the threshold, the energy value at which the laser will form a rimmed depression instead of a nodule due to thermal infiltration. You need to be careful.

【0038】以下に更に詳細に説明するように、基板表
面44の組織調製は、接触帯32もしくは組織改質のた
めに指定された任意の他の表面区域の中に、瘤塊74の
ような多数の瘤塊を形成するステップを含む。上述のリ
ム付き陥没に比較すると、種種の理由から瘤塊のほうが
好ましい。おそらく最も明らかなことは、略0.1ミク
ロンインチ(2.54nm)程度の高さに形成できる瘤
塊を用いることによって得られる粗さが低減することで
ある。密接な関連性をもつ利点は、瘤塊形成による均一
性の強化であって、これは主としてNd:YLFダイオ
ードレーザ、特に低ピークパワーレベルのNd:YLF
ダイオードレーザ、に負うものである。同程度の粗さを
もつ機械的に研磨された表面の針状形相に比較すれば、
リム付き陥没は優れた均一性を示すが、均一性に関して
は瘤塊が更に実質的な向上を与える。
As will be described in more detail below, the texture preparation of the substrate surface 44 may be accomplished by contacting the contact zone 32 or any other surface area designated for texture modification, such as a nodule 74. Forming a number of nodules. Compared to the rimbed depression described above, the nodule is preferred for various reasons. Perhaps most apparently, the roughness obtained by using lumps that can be formed as high as approximately 0.1 micron inches (2.54 nm) is reduced. A closely related advantage is the enhancement of uniformity due to nodule formation, which is mainly due to Nd: YLF diode lasers, especially Nd: YLF at low peak power levels.
Diode laser. Compared to a mechanically polished surface needle-like feature with similar roughness,
The rimmed depression shows excellent uniformity, but with regard to uniformity, the nodule provides a further substantial improvement.

【0039】瘤塊組織調製は、変換ヘッドとの接触の反
復に起因する損傷に関して、表面靱性を強化する。図4
および図5は瘤塊の直径に比較して高さを誇張している
にもかかわらず、瘤塊74は丸みを帯びて僅かに凸状の
構造、すなわち直径「d」が高さ「h」を上回る程度、
を示しているので、同程度の寸法のリム付き陥没よりも
安定なことが分かる。結論的には、おそらく実質的に陥
没が全く無いことにより、瘤塊組織調製表面は滑らかさ
をより良く補充されて摩擦特性を向上させ、屑片を収集
もしくは捕捉し難くする。
Nodule tissue preparation enhances surface toughness with respect to damage due to repeated contact with the transducing head. FIG.
5 and FIG. 5 shows that although the height is exaggerated relative to the diameter of the nodule, the nodule 74 is rounded and slightly convex, ie, the diameter “d” is the height “h”. More than
, It can be seen that it is more stable than a rim-filled depression of the same size. In conclusion, presumably with substantially no depression, the nodule tissue preparation surface is better replenished with smoothness to improve frictional properties and make it difficult to collect or trap debris.

【0040】個々の瘤塊74の性質の制御のほか、装置
46は、基板表面の組織調製領域全域にわたって瘤塊の
所望のパターンすなわち分布を付与するように制御され
る。上述の制御パラメータに関する一例を挙げると、基
板ディスク50はダイオードレーザの半径方向回転に依
存して変化可能な速度で回転し、毎秒略1メートルの線
(弧状の)速度が得られる。パルス幅10ナノ秒のパル
スが、毎秒50,000パルスの周波数で、すなわち2
0マイクロ秒毎に1パルスが、与えられる。その結果、
隣接する瘤塊の中心間の距離は20ミクロンになる。更
に、レーザモジュール52は、ディスク回転速度に伴っ
て変化する速度で、例えば1回転毎に20ミクロンほ
ど、半径方向に移動する。その結果、隣接する瘤塊の間
隔および瘤塊の円形軌跡の隣接間隔がいずれも20ミク
ロンとなる瘤塊の渦巻状パターンが得られる。
In addition to controlling the properties of the individual nodules 74, the device 46 is controlled to impart the desired pattern or distribution of nodules throughout the tissue preparation area of the substrate surface. To give an example of the above control parameters, the substrate disk 50 rotates at a speed that can vary depending on the radial rotation of the diode laser, resulting in a linear (arc) speed of approximately one meter per second. A pulse with a pulse width of 10 nanoseconds has a frequency of 50,000 pulses per second, ie, 2
One pulse is given every 0 microseconds. as a result,
The distance between the centers of adjacent nodules will be 20 microns. Furthermore, the laser module 52 moves in the radial direction at a speed that varies with the disk rotation speed, for example, about 20 microns per rotation. As a result, a spiral pattern of the nodules is obtained in which both the distance between the adjacent nodules and the adjacent distance between the circular loci of the nodules are 20 microns.

【0041】別の例を挙げると、ディスク回転およびレ
ーザモジュールの半径方向移動の速度を一定にしても、
パルス周波数をビームの半径方向位置に応じて毎秒5
0,000パルスの平均値から制御可能に変化させれ
ば、同様なパターンが形成できる。
As another example, even if the speed of the disk rotation and the radial movement of the laser module is kept constant,
The pulse frequency is 5 per second depending on the radial position of the beam.
A similar pattern can be formed by controllably changing the average value of 0000 pulses.

【0042】いずれの場合でも、前述の線速度では、ビ
ーム衝突区域70は各パルス幅の時間には僅かに10n
mしか移動しない。この距離は衝突区域の直径に関して
微小であるから、衝突区域は各々の瘤塊を形成している
最中は本質的に静止していると考えて差し支えない。
In any case, at the aforementioned linear velocity, the beam impact area 70 will be only 10n at each pulse width time.
Only move m. Since this distance is small with respect to the diameter of the collision area, it can be considered that the collision area is essentially stationary during the formation of each nodule.

【0043】瘤塊の渦巻状パターンは、単一で連続した
経路に関わり、完全な組織調製、すなわち接触帯32全
域にわたる瘤塊形成の完成、のために僅か数秒しか必要
としないから好ましい。
The spiral pattern of the nodule is preferred because it involves a single, continuous path and requires only a few seconds for complete tissue preparation, ie, completion of nodule formation across contact zone 32.

【0044】装置46は、表面の組織調製に限定される
ものではなく、基板表面のデータ帯36およびその他の
選ばれた領域を研磨するためにも使用される。レーザ研
磨は図6〜図8に模式的に示してある。図6で分かるよ
うに、レーザビーム60は基板表面44、すなわちニッ
ケル−リン層42の上面に収束される。ビーム60は瘤
塊形成の場合ほどは鋭く収束されない。研磨では、焦点
スポットすなわちビーム衝突区域の好ましい直径は50
〜100ミクロンの範囲内である。ダイオードレーザ
は、1〜50μJ、更に好ましくは1〜6μJの範囲内
のパワーレベルで射出される。空間フィルタを使用すれ
ば、前記の面を覆うパワーの更に一様な分布(すなわち
非ガウス分布)が可能になる。ビーム60および衝突区
域70の内部のエネルギー分布はかなり一様、すなわち
非ガウス的である。したがって、瘤塊を形成する傾向は
かなり低減する。しかし、十分なエネルギー分布が存在
し、衝突区域の内部および近傍のニッケル−リン材料を
溶融でき、材料が溶融される区域は少なくとも略30ミ
クロンの直径を有する。パルス幅は瘤塊形成時と同一、
すなわち5〜200ns、更に好ましくは略20〜40
ns、である。
Apparatus 46 is not limited to surface texture preparation, but may also be used to polish data bands 36 and other selected areas on the substrate surface. Laser polishing is shown schematically in FIGS. As can be seen in FIG. 6, the laser beam 60 is focused on the substrate surface 44, ie, the upper surface of the nickel-phosphorous layer 42. The beam 60 is not as sharply focused as in the case of nodule formation. For polishing, the preferred diameter of the focal spot or beam impact area is 50
In the range of 100100 microns. The diode laser is emitted at a power level in the range of 1-50 μJ, more preferably 1-6 μJ. The use of a spatial filter allows for a more uniform distribution of power over the surface (ie, a non-Gaussian distribution). The energy distribution within beam 60 and collision area 70 is fairly uniform, ie, non-Gaussian. Thus, the tendency to form nodules is significantly reduced. However, there is sufficient energy distribution to melt the nickel-phosphorous material inside and near the collision zone, the zone where the material is melted has a diameter of at least about 30 microns. The pulse width is the same as when forming the nodule,
That is, 5 to 200 ns, more preferably approximately 20 to 40 ns
ns.

【0045】パルスに瞬時性が付与されると、ニッケル
−リン溶融範囲は、図6で溶融領域76として示してあ
るように、限定される。最も好ましくは、溶融領域は極
めて薄く、例えば38nm(1.5マイクロインチ)程
度である。しかし、非磁性層42の厚さが十分なら、略
250nm(10ミクロンインチ)までの厚さなら、良
好な結果が得られ、略1000nmまでの厚さなら好ま
しくはないが満足される結果が得られる。更に詳述する
と、溶融領域76の深さはニッケル−リン層厚の略10
%を超えてはならない。溶融領域76の最小深度は、実
質的にパルス終了直後の周囲ディスク材料への熱損失に
よって決まる。層42の全厚にわたる実質的な加熱は再
凝固の際に望ましくない結晶化を起こし、ニッケル−リ
ン層を磁化するから、この性質は研磨プロセスでは重要
である。しかし、溶融領域76の深さは機械的研磨によ
る痕跡スクラッチの深さを超え、したがって、そのよう
なスクラッチ(および他の針状形相)によって形成され
た峰と谷の除去に寄与する。
Once the pulse is instantaneous, the nickel-phosphorous melting range is limited, as shown in FIG. Most preferably, the fusion zone is very thin, for example, on the order of 38 nm (1.5 microinches). However, if the thickness of the nonmagnetic layer 42 is sufficient, good results can be obtained if the thickness is up to about 250 nm (10 micron inches), and satisfactory results can be obtained if the thickness is up to about 1000 nm. Can be More specifically, the depth of the molten region 76 is approximately 10% of the nickel-phosphorus layer thickness.
% Should not be exceeded. The minimum depth of the fusion zone 76 is determined by heat loss to the surrounding disk material substantially immediately after the end of the pulse. This property is important in the polishing process because substantial heating over the entire thickness of layer 42 will cause undesirable crystallization upon resolidification and magnetize the nickel-phosphorous layer. However, the depth of the fusion zone 76 exceeds the depth of the trace scratches due to mechanical polishing and thus contributes to the removal of peaks and valleys formed by such scratches (and other needle-like features).

【0046】図7から分かるように、ビーム60の右方
への移動が、針状形相を除去し、移動する液状化領域の
跡に低周波数の波形すなわち起伏を残す。図8は、完全
に研磨された表面を示す。
As can be seen from FIG. 7, the rightward movement of beam 60 removes the needle-like features, leaving a low frequency waveform or undulation in the trail of the moving liquefaction region. FIG. 8 shows a completely polished surface.

【0047】研磨はダイオードレーザ56の連続動作に
よって遂行されてもよいが、パルス化レーザが好まし
い。ナノ秒のパルス幅と毎秒50,000パルスの周波
数が与えられると、基板ディスク50は実質的に緩やか
な速度で回転して、連続するパルスが衝突区域に重なる
ように指向される。こうして、比較的大きい衝突区域で
あるにもかかわらず、レーザ研磨は組織調製よりも長い
時間、例えば10〜330秒、を要する。
Polishing may be performed by continuous operation of the diode laser 56, but a pulsed laser is preferred. Given a pulse width of nanoseconds and a frequency of 50,000 pulses per second, the substrate disk 50 rotates at a substantially slow speed and is directed such that successive pulses overlap the collision area. Thus, despite relatively large collision areas, laser polishing requires a longer time than tissue preparation, for example, 10 to 330 seconds.

【0048】図9〜図12は、原子間力顕微鏡によって
測定された表面粗さのトレースを示すとともに、レーザ
研磨の2つの適用を示す。第1は、図9および図10に
示され、極めて低い変換ヘッド浮上量には無関係な専用
のヘッド接触帯もしくはデータ帯であって、機械的に組
織調製された表面77のレーザ処理である。図9は、機
械的組織調製後に存在する針状形相78を例示する。表
面粗さは、表面基準平面80より上方の最大ピーク高で
表せば、略25nmである。
FIGS. 9-12 show traces of surface roughness measured by atomic force microscopy and show two applications of laser polishing. The first is the laser treatment of a mechanically textured surface 77, a dedicated head contact or data band, shown in FIGS. 9 and 10, which is independent of the very low transducing head fly height. FIG. 9 illustrates the needle-shaped features 78 present after mechanical tissue preparation. The surface roughness is approximately 25 nm in terms of the maximum peak height above the surface reference plane 80.

【0049】図10の粗さトレースは、レーザ研磨後の
ものであって、表面粗さが実質的に略10nmに低減し
た例示である。更にまた、レーザエネルギーによって溶
融された基板材料は流動して、実質的にすべての針状形
相を除去し、かつ低周波数の波形をつくる平滑で丸みを
帯びた形相82を残す。ヘッドの接触に際して鋭いピー
クは破壊を招き易いから、鋭いピークの除去は特に有利
である。したがって、レーザ処理後の表面は、意図的も
しくは偶発的なヘッドの接触に耐える能力が向上し、屑
片を発生することも少なくなる。
The roughness trace in FIG. 10 is after laser polishing and is an example in which the surface roughness is substantially reduced to approximately 10 nm. Furthermore, the substrate material melted by the laser energy flows to remove substantially all of the needle-like features, leaving a smooth, rounded feature 82 that creates a low frequency waveform. The removal of sharp peaks is particularly advantageous because sharp peaks are likely to cause breakage upon head contact. Therefore, the surface after the laser treatment has an improved ability to withstand intentional or accidental head contact, and generates less debris.

【0050】図11は、極めて細かく研摩された、すな
わち「超微細研磨(super polish)」され
た基板ディスクの表面粗さトレース84を示す。ピーク
高に基づく表面粗さは2nm未満であるが、痕跡スクラ
ッチが針状形相86を形成している。
FIG. 11 shows a surface roughness trace 84 of a very finely polished, or "super-polished", substrate disk. The surface roughness based on peak height is less than 2 nm, but trace scratches form needle-like phases 86.

【0051】その後でレーザ研磨を施した同じ基板を図
12に示す。表面基板の粗さは、実際上は略3nmに増
している。しかし、痕跡スクラッチを除去し、かつ丸み
を帯び、もっと穏やかな曲線的プロファイルに変形した
ことは、表面粗さの僅かばかりの増大によって生ずるい
かなる不利にも優る。第一に、組織調製された表面をレ
ーザ処理した場合と同様に、丸みを増した形相88は、
変換ヘッドとの偶発的接触に耐える適合性を増してい
る。第二に、磁性膜その他の後続処理で成膜される層は
基板表面のトポグラフィーの複製になる傾向があるか
ら、保護炭素膜の一様性の増大によって耐食性が強化さ
れる。痕跡スクラッチおよび後続処理によって成膜され
る層の針状形相の複製が事実上無くなることによって、
信号品質も向上する。
FIG. 12 shows the same substrate after the laser polishing. The roughness of the front substrate has actually increased to approximately 3 nm. However, the removal of trace scratches and the deformation to a more rounded and gentler curvilinear profile outweighs any disadvantages caused by a slight increase in surface roughness. First, as with laser-treated tissue-prepared surfaces, the rounded features 88
Increased compatibility to withstand accidental contact with the transducing head. Second, the increased uniformity of the protective carbon film enhances corrosion resistance because the magnetic film and other layers deposited in subsequent processing tend to duplicate the topography of the substrate surface. By virtually eliminating trace scratches and needle-like features of the layers deposited by subsequent processing,
Signal quality is also improved.

【0052】図13〜図15は、装置46を用いて、基
板表面の異なる領域に選択的に組織調製する方法を示
す。
FIGS. 13 to 15 show a method for selectively preparing tissues in different regions of the substrate surface using the apparatus 46. FIG.

【0053】図13は、レーザ組織調製された接触帯9
4および機械的に研摩され、超研磨されたデータ帯96
をつくるように選択的に処理された基板表面92を備え
た基板ディスク90の一部を示す。データ帯沿いに、図
11に示した機械的研磨の結果と同程度の略3nm未満
のピーク粗さまで、基板92は研磨される。接触帯沿い
に、好ましくは接触帯の縁端まで基板表面が同様に研磨
される。その後で、基板表面は接触帯全域をビーム60
に曝して、0.3〜1.0マイクロインチ(7.6〜2
5.4nm)の高さをもつ瘤塊を形成する。接触帯の組
織調製以外の主な利点は、データ帯96と接触帯94と
の間には何らのステップも必要でないことである。した
がって、漸次変遷を選ぶか、あるいは他の方法のように
データを記録するために用いられる余白部分と、変換ヘ
ッド障害の危険性を増す狭小で急峻なステップとを設け
るようなステップを選ぶか、といった選択の必要はな
い。
FIG. 13 shows a laser-prepared contact zone 9.
4 and mechanically polished and super polished data band 96
Shows a portion of a substrate disk 90 with a substrate surface 92 that has been selectively treated to create a substrate. Along the data band, the substrate 92 is polished to a peak roughness of less than about 3 nm, comparable to the result of the mechanical polishing shown in FIG. The substrate surface is likewise polished along the contact zone, preferably to the edge of the contact zone. Thereafter, the substrate surface is irradiated with a beam 60 over the entire contact band.
To 0.3 to 1.0 microinches (7.6 to 2 micron inches).
(5.4 nm). A major advantage other than tissue preparation of the contact zone is that no steps are required between the data zone 96 and the contact zone 94. Therefore, choose a gradual transition, or choose a step that provides a margin that is used to record data like other methods and a narrow, steep step that increases the risk of transducing head failure, There is no need to make a choice.

【0054】図14では、基板ディスク102の基板表
面100が、装置46によって処理されて、接触帯10
4、データ帯106および接触帯とデータ帯との間の遷
移帯108が付与される。接触帯104の全域にわたっ
てビーム60が注入されて、間隔を隔てた瘤塊110
が、0.8〜1.0マイクロインチ(20.3〜25.
4nm)、更に好ましくは略0.8マイクロインチ(略
20nm)範囲の瘤塊高をもつように形成される。
In FIG. 14, the substrate surface 100 of the substrate disk 102 is processed by the device 46 to form the contact band 10.
4. A data band 106 and a transition band 108 between the contact band and the data band are provided. Beam 60 is injected over contact zone 104 to provide spaced nodules 110
Is 0.8-1.0 microinch (20.3-25.
4 nm), more preferably about 0.8 microinch (about 20 nm).

【0055】遷移帯108の半径方向にわたって、瘤塊
112の高さは傾斜変化する、すなわち略0.8〜1.
0マイクロインチ(20.3〜25.4nm)から略
0.1〜0.3マイクロインチ(2.5〜7.6nm)
まで次第に低くなる。瘤塊112は、先に説明したよう
にダイオードレーザ56をパルス化することによって、
連続的な渦巻状経路内に形成されるが、付加的特徴とし
て、ビーム60が半径方向外向きに移動するに伴い衝突
区域70のエネルギーが漸減するようにされる。これ
は、ダイオードレーザの射出パワーは一定レベルに保た
れるが、NDフィルタ62が横軸方向(図3の矢印)に
徐々に移動し、それによってガラス板66を通過するビ
ームを次第に減衰させることによって遂行される。遷移
帯の傾斜は遷移帯の半径方向幅ならびに瘤塊の最大高お
よび最小高の関数である。
Over the radial direction of the transition zone 108, the height of the nodule 112 changes incline, ie, approximately 0.8-1.
0 microinch (20.3-25.4 nm) to approximately 0.1-0.3 microinch (2.5-7.6 nm)
It becomes lower gradually. The nodule 112 is formed by pulsing the diode laser 56 as described above.
Although formed in a continuous spiral path, an additional feature is that the energy in the impact area 70 is gradually reduced as the beam 60 moves radially outward. This means that the emission power of the diode laser is maintained at a constant level, but the ND filter 62 moves gradually in the horizontal axis direction (arrow in FIG. 3), thereby gradually attenuating the beam passing through the glass plate 66. Performed by The slope of the transition zone is a function of the radial width of the transition zone and the maximum and minimum height of the nodule.

【0056】データ帯106は、図6〜図8に関連して
説明したように、機械的微細研摩後に先ずレーザ研磨に
よって処理され、図12で示したプロファイルと同様な
表面プロファイルを達成する。レーザ研磨に続いて、デ
ータ帯106は更にビーム60に曝されて、0.1〜
0.3マイクロインチ(2.5〜7.6nm)の範囲内
の高さ、すなわち瘤塊112よりも低い瘤塊を形成す
る。このことは、制御された表面粗さは大部分の変換ヘ
ッド浮上量にとって十分であって、偶発的な変換ヘッド
接触に耐え得るように制御された組織が得られることを
意味する。
Data band 106 is first processed by laser polishing after mechanical fine polishing, as described in connection with FIGS. 6-8, to achieve a surface profile similar to that shown in FIG. Following laser polishing, the data band 106 is further exposed to the beam 60, and
It forms a nodule that is less than 0.3 microinches (2.5-7.6 nm) in height, ie nodule 112. This means that the controlled surface roughness is sufficient for most transducer head flying heights, resulting in a controlled texture that can withstand accidental transducer head contact.

【0057】図15は、接触帯120およびデータ帯1
22が形成されるように処理された基板表面118を有
する基板ディスク116を示す。接触帯120全域にわ
たって、基板表面が機械的に組織調製されて、25nm
程度の表面ピーク粗さが付与される。データ帯122は
更に微細な機械的研摩を施されて、最大略3nmの表面
ピーク粗さになる。
FIG. 15 shows contact band 120 and data band 1
Shown is a substrate disk 116 having a substrate surface 118 that has been processed to form 22. Over the entire contact zone 120, the substrate surface was mechanically textured to 25 nm
A degree of surface peak roughness is provided. The data band 122 is further finely polished to a surface peak roughness of up to approximately 3 nm.

【0058】機械的研摩の後で、基板表面全体がレーザ
研磨される。接触帯120の全域では、レーザ研磨が表
面粗さを10nm程度の値まで実質的に減少させる。研
磨はデータ帯の全域にわたる3nmの表面粗さを著しく
変化させるわけではない。レーザ研磨によって、接触帯
およびデータ帯にわたって基板材料が流動化して、痕跡
スクラッチが消去され、針状形相が丸みを帯びた形状で
置換される。こうして、基板表面全体が一層良好な耐食
性を示すようになる。
After mechanical polishing, the entire substrate surface is laser polished. Throughout the contact zone 120, laser polishing substantially reduces the surface roughness to a value on the order of 10 nm. Polishing does not significantly change the 3 nm surface roughness across the data band. Laser polishing fluidizes the substrate material across the contact and data bands, eliminating trace scratches and replacing the needle-like features with a rounded shape. Thus, the entire substrate surface exhibits better corrosion resistance.

【0059】図16は、エネルギー吸収層126を付与
するように処理されたガラス基板124を示す。好まし
くは、エネルギー吸収層は金属層、例えばガラス基板1
24上に少なくとも5nmの厚さまでスパッタリング、
気相めっきもしくはめっきによって塗布されたクロムで
ある。タングステンもしくはチタンのような他の金属も
使用できる。
FIG. 16 shows a glass substrate 124 that has been treated to provide an energy absorbing layer 126. Preferably, the energy absorbing layer is a metal layer, for example a glass substrate 1
Sputtering to a thickness of at least 5 nm on 24,
Chromium applied by vapor phase plating or plating. Other metals such as tungsten or titanium can also be used.

【0060】金属層126はパルス化レーザビームに曝
されて、接触帯128が組織調製される。これは、図4
および図5に関連して論じた瘤塊の形成と実質的には同
様な方法で、かつ同じ動作範囲のレーザパワー(1〜5
0μJ、更に好ましくは1〜6μJ)、収束区域直径
(5〜15ミクロン)、およびパルス幅(5〜200n
s、更に好ましくは20〜40ns)を用いて遂行され
る。表面トポグラフィーは、先に論じたように、これら
のパラメータの変化の影響を受ける。
The metal layer 126 is exposed to a pulsed laser beam to prepare a contact zone 128. This is shown in FIG.
And in substantially the same manner as in the formation of the nodule discussed in connection with FIG.
0 μJ, more preferably 1-6 μJ), convergent zone diameter (5-15 microns), and pulse width (5-200 n)
s, more preferably 20-40 ns). Surface topography is affected by changes in these parameters, as discussed above.

【0061】また、表面トポグラフィーはクロム層の厚
さの影響を受ける。極めて薄い、例えば5〜10nm厚
の膜が成膜された場合には、クロムは局所的エネルギー
吸収の作因として事実上独占的に作用し、それによって
ガラスに局所的変形(表面溶融、局所的な微小破壊)を
惹起する。図17は、不規則で幾分か星形の破壊130
のプロファイルを示し、一方、図18は、上述の瘤塊に
較べると針状形相を示すこれらの破壊の原子間力顕微鏡
プロファイルのトレースである。破壊の高さは、瘤塊よ
りも広範囲、すなわち(0.1〜8ミクロンインチ)に
わたって変動する。
Also, the surface topography is affected by the thickness of the chromium layer. When very thin films, for example 5 to 10 nm thick, are deposited, chromium acts virtually exclusively as a cause of local energy absorption, thereby causing local deformation of the glass (surface melting, local melting). Micro-destruction). FIG. 17 shows an irregular, somewhat star-shaped destruction 130.
FIG. 18, while FIG. 18 is an atomic force microscopy profile trace of these fractures showing a needle-like appearance as compared to the nodule described above. The height of the rupture varies over a wider range than the nodule, ie (0.1-8 micron inches).

【0062】クロム層の厚さを増すと、例えば10〜1
00nm厚の範囲内では生成トポグラフィーは、上述の
ミクロ破壊と、アルミニウム ニッケル−リン基板に関
連して述べたようにクロムからなる丸みを帯びた瘤塊と
の組合せになる。結論的には、100nmを超える厚さ
の材料では、トポグラフィーは瘤塊形成によって事実上
独占的に決められる。
When the thickness of the chromium layer is increased, for example, 10 to 1
Within a thickness of 00 nm, the resulting topography combines the microfractures described above with rounded nodules of chromium as described in connection with the aluminum nickel-phosphorous substrate. In conclusion, for materials thicker than 100 nm, the topography is virtually exclusively determined by nodule formation.

【0063】図19は、装置46に類似のレーザ組織調
製および研磨装置132であって、レーザビーム134
が基板ディスク138の基板表面136に収束される装
置を示す。ディスクは軸140に載って回転し、その間
にキャリッジ142はレーザモジュールを半径方向に平
行移動させる。レーザモジュールは、エネルギーをビー
ムコリメート用光学系148に供給するダイオードレー
ザ146を含む。柱状ビームは減衰器150を透過して
集光光学系152、次いで基板表面に伝達される。
FIG. 19 shows a laser tissue preparation and polishing apparatus 132 similar to the apparatus 46, including a laser beam 134.
Are focused on the substrate surface 136 of the substrate disk 138. The disk rotates on a shaft 140 while the carriage 142 translates the laser module radially. The laser module includes a diode laser 146 that supplies energy to beam collimating optics 148. The columnar beam passes through the attenuator 150 and is transmitted to the focusing optics 152 and then to the substrate surface.

【0064】相異は減衰器の構造にある。減衰器150
は偏光器であって、上流偏光板154、偏光板154に
整列した下流偏光板156、および偏光板156を回転
させる機構158を含む。偏光板156の回転によっ
て、偏光板154および156のそれぞれの偏光軸(矢
印で表示される)を整列させ、レーザエネルギーの最大
透過が得られるように配置できる。偏光板156が整列
状態から外れると、偏光器の透過率は次第に減少する。
このように、偏光板156の回転によって、図3のND
フィルタの直線移動と同様な結果が得られる。
The difference lies in the structure of the attenuator. Attenuator 150
Is a polarizer, which includes an upstream polarizer 154, a downstream polarizer 156 aligned with the polarizer 154, and a mechanism 158 for rotating the polarizer 156. The rotation of the polarizer 156 aligns the respective polarization axes (indicated by the arrows) of the polarizers 154 and 156 and can be arranged to provide maximum transmission of laser energy. As the polarizer 156 moves out of alignment, the transmittance of the polarizer gradually decreases.
Thus, the rotation of the polarizing plate 156 causes the ND in FIG.
A result similar to the linear movement of the filter is obtained.

【0065】図2を参照すると、磁性ディスク16の製
作は、基板ディスクの選択的な組織調製および研磨後の
数種の層の成膜を含む。クロムの層は基板表面44上に
スパタリングによって、好ましくは略10〜100nm
の厚さまで、堆積される。これによって、下地層160
の結晶構造が磁性膜のエピタキシーおよび結晶構造を有
利に制御できるから、後に施される磁性薄膜の成膜にと
って特に好適な下地層160が得られる。磁性材料、例
えばコバルト/タンタル/クロムもしくはコバルト/プ
ラチナ/クロムの合金、の記録層162が略10〜50
nmの厚さまでスパッタリングで堆積される。最後に、
保護層164、例えば炭素、が記録層の上に略5〜30
nmの厚さまでスパッタリングで堆積される。上述のよ
うに、基板表面のレーザ研磨による針状形相の除去は、
一層均一な厚さで炭素層164を堆積できるようにし、
耐食性を強化する。
Referring to FIG. 2, the fabrication of the magnetic disk 16 involves the selective organization of the substrate disk and the deposition of several layers after polishing. A layer of chromium is sputtered onto substrate surface 44, preferably about 10-100 nm.
Up to a thickness of. Thereby, the underlayer 160
Can advantageously control the epitaxy and crystal structure of the magnetic film, so that an underlayer 160 particularly suitable for forming a magnetic thin film to be formed later can be obtained. The recording layer 162 of a magnetic material, such as cobalt / tantalum / chromium or an alloy of cobalt / platinum / chromium, is approximately 10-50.
Sputter deposited to a thickness of nm. Finally,
A protective layer 164, for example, carbon, is deposited on the recording layer for approximately 5-30.
Sputter deposited to a thickness of nm. As described above, removal of the needle-like phase by laser polishing of the substrate surface
Allowing the carbon layer 164 to be deposited with a more uniform thickness,
Enhance corrosion resistance.

【0066】図20は、更に別のレーザ組織調製および
研磨装置166であって、レーザビーム168を基板デ
ィスク172の基板表面170に収束させる装置を示
す。ダイオードレーザ174がレーザビームを発生し、
ビームはコリメート光学系176でコリメートされ、そ
の後で走査組立体178に供給される。減衰器180、
例えばNDフィルタ、は矢印で示すように水平に移動可
能であって、選択的にビームを減衰させる。
FIG. 20 shows yet another laser tissue preparation and polishing apparatus 166 that focuses a laser beam 168 on a substrate surface 170 of a substrate disk 172. A diode laser 174 generates a laser beam,
The beam is collimated by collimating optics 176 before being provided to scanning assembly 178. Attenuator 180,
For example, an ND filter can be moved horizontally, as indicated by the arrows, to selectively attenuate the beam.

【0067】当業界の技術者等に良く知られているよう
に、走査組立体178内の光学系(レンズおよびミラー
を含む)は、ビームを基板ディスク172に対して平行
移動するように操作されて、装置46および装置132
の場合と同様に、ディスクの回転に調和したレーザダイ
オードの半径方向移動によって得られた経路を写す渦巻
状経路上を移動する。したがって、装置166では光学
系は複雑さを増すが、処理を受ける基板ディスクは静止
のままで良い。
As is well known to those skilled in the art, the optics (including lenses and mirrors) within scanning assembly 178 are operated to translate the beam relative to substrate disk 172. Device 46 and device 132
As in the case of (1), the laser diode moves on a spiral path which reflects the path obtained by the radial movement of the laser diode in accordance with the rotation of the disk. Thus, in apparatus 166, the optics increase in complexity, but the substrate disk to be processed may remain stationary.

【0068】このようにして、本発明によれば、磁性記
録媒体が選択的に組織調製されて、変換ヘッド接触帯、
データ帯、および中間遷移帯が得られ、接触帯すなわち
ランディング帯の均一性を強化するためか、もしくは遷
移帯の全域にわたる半径方向の傾斜すなわち粗さの勾配
を制御するために、表面粗さに関して厳密に制御され
る。既に公知のレーザ不連続性、特に盛り上がったリム
で囲まれた陥没、に比較すると、瘤塊は、不均一性の改
善、表面粗さが低い場合におけるヘッド接触に対する耐
性の向上、潤滑材補給の改善および屑片捕集の低減を示
す。レーザ研磨は、極めて平滑に機械的に研磨された表
面と比較しても、痕跡スクラッチを消去して耐食性およ
び信号完全性を向上する点において、性能を増強する。
As described above, according to the present invention, the tissue of the magnetic recording medium is selectively prepared, and the conversion head contact zone,
A data band and an intermediate transition zone are obtained, with respect to surface roughness, either to enhance the uniformity of the contact or landing zone or to control the radial or roughness gradient across the transition zone. Strictly controlled. Compared to the already known laser discontinuities, especially depressions surrounded by raised rims, nodules improve non-uniformity, increase resistance to head contact when surface roughness is low, and provide additional lubricant. Shows improvement and reduced debris collection. Laser polishing enhances performance in eliminating trace scratches and improving corrosion resistance and signal integrity, even when compared to extremely smooth mechanically polished surfaces.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】固体磁気ディスクおよびディスクに対して概ね
半径方向に移動する変換ヘッドの平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a solid-state magnetic disk and a conversion head that moves substantially radially with respect to the disk.

【図2】図1の磁気ディスクを拡大した部分断面図であ
る。
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of the magnetic disk of FIG. 1;

【図3】磁気ディスクに研磨および組織調製を施す装置
の正面図である。
FIG. 3 is a front view of an apparatus for performing polishing and tissue preparation on a magnetic disk.

【図4】磁気ディスク基板の表面に図3の装置によって
形成された瘤塊を拡大した見取り図である。
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a lump formed on the surface of a magnetic disk substrate by the apparatus of FIG. 3;

【図5】図4の瘤塊のプロファイルを示す。FIG. 5 shows the profile of the nodule of FIG.

【図6】機械的に研磨された基板のレーザ研磨ステップ
を模式的に示す。
FIG. 6 schematically illustrates a laser polishing step of a mechanically polished substrate.

【図7】機械的に研磨された基板のレーザ研磨ステップ
を模式的に示す。
FIG. 7 schematically illustrates a laser polishing step of a mechanically polished substrate.

【図8】機械的に研磨された基板のレーザ研磨ステップ
を模式的に示す。
FIG. 8 schematically illustrates a laser polishing step of a mechanically polished substrate.

【図9】機械的に組織調製された基板の原子間力顕微鏡
表面プロファイルを図示する。
FIG. 9 illustrates an atomic force microscope surface profile of a mechanically textured substrate.

【図10】基板のレーザ研磨後における、図9の表面プ
ロファイルを図示する。
FIG. 10 illustrates the surface profile of FIG. 9 after laser polishing of the substrate.

【図11】機械的に研磨された基板の原子間力顕微鏡表
面プロファイルを図示する。
FIG. 11 illustrates an atomic force microscope surface profile of a mechanically polished substrate.

【図12】基板のレーザ研磨後における、図11の表面
プロファイルを図示する。
FIG. 12 illustrates the surface profile of FIG. 11 after laser polishing of the substrate.

【図13】レーザ組織調製を施された専用のヘッド接触
帯を備えた基板の表面プロファイルを図示する。
FIG. 13 illustrates the surface profile of a substrate with a dedicated head contact zone that has been laser textured.

【図14】レーザ組織調製を施された接触帯および遷移
帯、ならびにレーザ研磨されたデータ帯を備えた基板の
表面プロファイルを図示する。
FIG. 14 illustrates the surface profile of a substrate with laser textured contact and transition zones, and a laser polished data zone.

【図15】機械的に組織調製された接触帯および機械的
に研磨されたデータ帯であって、更にその後でレーザ処
理された両帯域を備えた基板の表面プロファイルを図示
する。
FIG. 15 illustrates the surface profile of a substrate with a mechanically textured contact zone and a mechanically polished data zone, followed by both laser treated zones.

【図16】上面付近のエネルギー吸収能を強化するよう
に処理されたガラス基板の断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a glass substrate near the top surface that has been treated to enhance its energy absorption capability.

【図17】基板上面の平面図であって、表面破壊不連続
群を図示する。
FIG. 17 is a plan view of the upper surface of the substrate, illustrating a group of surface breakdown discontinuities.

【図18】図17の不連続群の一つのプロファイルを図
示する。
FIG. 18 illustrates one profile of the discontinuity group of FIG.

【図19】別の組織調製および研磨装置の正面図であ
る。
FIG. 19 is a front view of another tissue preparation and polishing apparatus.

【図20】更に別の組織調製および研磨装置の正面図で
ある。
FIG. 20 is a front view of still another tissue preparation and polishing apparatus.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クオ,デビッド エス. アメリカ合衆国 94546 カリフォルニア 州カストロ バレイ,シドニー サークル 18923 Fターム(参考) 5D006 CA01 DA03 DA04 5D112 AA02 AA03 AA24 BA03 KK01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing the front page (72) Inventor Quo, David S. United States 94546 Castro Valley, California, Sydney Circle 18923 F-term (reference) 5D006 CA01 DA03 DA04 5D112 AA02 AA03 AA24 BA03 KK01

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 後続して行われる磁気薄膜の成膜に備え
て、ガラス基板の基板表面を組み立てる方法であって、 非磁性金属をガラス基板上に付着して、少なくとも5n
mの均一な厚さの非磁性金属層を形成するステップ、お
よびコヒーレント放射エネルギーを前記金属層の処理区
域上の複数の位置に選択的に集中し、それら位置の各々
における基板トポグラフィーを制御可能に変化させて、
それらの位置の各々に表面不規則性を形成し、その表面
不規則性が基板表面の名目上の平面から上方へ3〜20
0nmの範囲内の高さを有するようにするステップ、 を含み、前記表面不規則性は、(i)前記金属層に隣接
するガラスの微小破壊および(ii)前記金属層で形成さ
れた丸みのある小塊からなるグループから選択された不
規則性から本質的になる、前記方法。
1. A method for assembling a substrate surface of a glass substrate in preparation for a subsequent magnetic thin film deposition, comprising: depositing a non-magnetic metal on the glass substrate and forming at least 5 n
forming a non-magnetic metal layer having a uniform thickness of m and selectively focusing coherent radiant energy at a plurality of locations on the processing area of the metal layer and controlling the substrate topography at each of those locations Change to
A surface irregularity is formed at each of these locations, the surface irregularities being 3-20 upwards above the nominal plane of the substrate surface.
Having a height in the range of 0 nm, wherein said surface irregularities are caused by (i) microfracture of glass adjacent to said metal layer and (ii) roundness formed by said metal layer. Such a method, which consists essentially of the irregularities selected from the group of nodules.
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