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JP5840958B2 - Surface flattening method of glass disk - Google Patents
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Description

本発明は、情報記録媒体用基板等として用いられるガラスディスクの外周面を平坦化するためのガラスディスクの表面平坦化方法に関するものである。   The present invention relates to a glass disk surface flattening method for flattening the outer peripheral surface of a glass disk used as an information recording medium substrate or the like.

従来より、HDD(ハードディスクドライブ)の情報記録媒体用基板として、アルミ製のアルミディスクの他に、ガラス製のガラスディスクが用いられている。HDD用ガラスディスクは、回転駆動時における回転動作を安定させるため、その記録面や外周面の表面粗さとしてRa値で5nm前後のナノスケールの平坦性が要求されている。このような平坦性は、一般には、成形後のガラスディスクに対してダイヤモンド砥粒等を用いた機械研磨を施すことにより、ガラスディスクのRa値が100nm程度となるようにした後、酸化セリウムを用いた化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)を施すことにより得られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, glass substrates made of glass are used in addition to aluminum discs for aluminum as information recording medium substrates for HDDs (hard disk drives). The glass disk for HDD is required to have a nanoscale flatness of about 5 nm in terms of Ra as the surface roughness of its recording surface and outer peripheral surface in order to stabilize the rotational operation during rotational driving. In general, such flatness is obtained by performing mechanical polishing using diamond abrasive grains or the like on a molded glass disk so that the Ra value of the glass disk becomes about 100 nm, and then cerium oxide is used. It is obtained by applying the used chemical mechanical polishing (CMP) (for example, see Patent Document 1).

特開平11-129155号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-129155 特開2009-94345号公報JP 2009-94345

ところで、上述のCMPは、研磨剤としていわゆるレアメタルとして知られる酸化セリウムを用いる必要がある。酸化セリウムは、その産出国が限られている等の理由により非常に高価であり、製造コストの低減を図る観点からは、CMPによることなくナノスケールの平坦性を実現することのできる方法の提案が望まれる。   By the way, the above-described CMP needs to use cerium oxide known as a so-called rare metal as an abrasive. Cerium oxide is very expensive because its country of origin is limited, etc. From the viewpoint of reducing manufacturing cost, a proposal of a method that can realize nanoscale flatness without using CMP is proposed. Is desired.

このような問題を解決するため、特許文献2においては、近接場光を利用してディスク等の基板の表面を平坦化する表面平坦化方法が開示されている。この表面平坦化方法では、フッ素ガス等のエッチングガスが供給されるチャンバ内にディスク等の基板を配置し、そのエッチングガスの吸収端波長より長波長の光を照射することとしている。これにより、基板の表面に形成された微小凸部に近接場光を発生させ、その近接場光に基づき非断熱過程を経てエッチングガスを解離させ、これにより基板の表面の微小凸部のみを選択的にエッチングすることが可能となる。   In order to solve such a problem, Patent Document 2 discloses a surface flattening method for flattening the surface of a substrate such as a disk using near-field light. In this surface planarization method, a substrate such as a disk is placed in a chamber to which an etching gas such as fluorine gas is supplied, and light having a wavelength longer than the absorption edge wavelength of the etching gas is irradiated. This generates near-field light on the minute projections formed on the surface of the substrate and dissociates the etching gas through a non-adiabatic process based on the near-field light, thereby selecting only the minute projections on the surface of the substrate. Etching can be performed.

しかしながら、特許文献2に開示の表面平坦化方法では、フッ素ガス等のエッチングガスを用いる必要があるため、人体に対する毒性や、取り扱い時の危険性を考慮したうえで作業する必要があるという問題点がある。   However, in the surface flattening method disclosed in Patent Document 2, it is necessary to use an etching gas such as a fluorine gas, and therefore it is necessary to work in consideration of toxicity to the human body and danger during handling. There is.

また、CMPの単位分あたりの研磨レートは10〜50nm/分のオーダーであり、特許文献2の方法による単位時間あたりのエッチングレートは100nm/時間のオーダーであり、ナノスケールの平坦性を得るために長時間の作業が必要になるという問題点もある。   In addition, the polishing rate per unit of CMP is on the order of 10 to 50 nm / min, the etching rate per unit time by the method of Patent Document 2 is on the order of 100 nm / hour, and in order to obtain nanoscale flatness In addition, there is a problem that long work is required.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、CMPやエッチングガスを用いることなくナノスケールの平坦性を短時間で実現することを可能とするガラスディスクの表面平坦化方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to realize nanoscale flatness in a short time without using CMP or etching gas. An object of the present invention is to provide a method for flattening the surface of a glass disk.

本発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意検討の末、下記のガラスディスクの表面平坦化方法を発明した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has invented the following method for flattening the surface of a glass disk after intensive studies.

第1発明に係るガラスディスクの表面平坦化方法は、ガラスディスクの外周面をナノオーダーに平坦化するためのガラスディスクの表面平坦化方法において、前記ガラスディスクの外周面に光吸収性材料を塗布して光吸収性膜を形成する塗布工程と、前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させた状態のまま当該光吸収性膜に対して連続波レーザー光を照射する連続照射工程とを有し、前記連続照射工程では、前記光吸収性膜における連続波レーザー光の光吸収により前記ガラスディスクの外周部に熱応力を発生させ、前記熱応力に基づいて前記ガラスディスクの外周部を周方向に沿って破断させることを特徴とする。 A glass disk surface flattening method according to a first aspect of the present invention is a glass disk surface flattening method for flattening an outer peripheral surface of a glass disk to a nano-order , wherein a light absorbing material is applied to the outer peripheral surface of the glass disk. And applying the light absorbing film to the light absorbing film while moving the light irradiation range to the light absorbing film at a relatively constant speed along the circumferential direction of the glass disk. A continuous irradiation step of irradiating continuous wave laser light, and in the continuous irradiation step, thermal stress is generated in the outer peripheral portion of the glass disk by light absorption of continuous wave laser light in the light absorbing film, The outer peripheral portion of the glass disk is broken along the circumferential direction based on thermal stress.

第2発明に係るガラスディスクの表面平坦化方法は、第1発明において、前記連続照射工程では、前記ガラスディスクを中心軸周りに等速回転させた状態のまま前記光吸収性膜に連続波レーザー光を照射することによって、前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the glass disk surface flattening method according to the first aspect, wherein in the continuous irradiation step, the continuous wave laser is applied to the light-absorbing film while the glass disk is rotated at a constant speed around a central axis. By irradiating light, the light irradiation range with respect to the light absorptive film is moved relatively at a constant speed along the circumferential direction of the glass disk.

第3発明に係るガラスディスクの表面平坦化方法は、第1発明において、前記連続照射工程では、前記連続波レーザー光の発振源を前記ガラスディスクの中心軸周りに等角速度回転させた状態のまま前記光吸収性膜に連続波レーザー光を照射することによって、前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the glass disk surface flattening method according to the first aspect, in the continuous irradiation step, in a state where the oscillation source of the continuous wave laser light is rotated at a constant angular velocity around the central axis of the glass disk. By irradiating the light absorbing film with continuous wave laser light, the light irradiation range with respect to the light absorbing film is moved at a relatively constant speed along the circumferential direction of the glass disk.

第1発明〜第3発明によれば、ガラスディスクの外周面に光吸収性膜を形成したうえで、連続波レーザー光をガラスディスクに照射するといった簡単な手順を行うのみで、CMPやエッチングガスを用いることなくナノスケールの平坦性を実現することが可能となる。特に、CMPが不要となるので、CMPのために必要となるレアメタルとしての酸化セリウムが不要となり、非常に低コストでナノスケールの平坦性を実現することが可能となる。また、ディスクの外周面について、非常に短時間でナノオーダーの平坦性を得ることが可能となる。   According to the first to third inventions, CMP and etching gas are performed only by performing a simple procedure of irradiating a glass disk with continuous wave laser light after forming a light absorbing film on the outer peripheral surface of the glass disk. Nanoscale flatness can be realized without using. In particular, since CMP is not required, cerium oxide as a rare metal required for CMP is not required, and nanoscale flatness can be realized at a very low cost. In addition, it is possible to obtain nano-order flatness in a very short time on the outer peripheral surface of the disk.

(a)はガラスディスクの構成を示す平面図であり、(b)はその外周部の拡大断面図である。(A) is a top view which shows the structure of a glass disc, (b) is an expanded sectional view of the outer peripheral part. 第1実施形態に係る表面平坦化方法で用いられる表面平坦化装置の概略的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the surface planarization apparatus used with the surface planarization method which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る表面平坦化方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface planarization method which concerns on 1st Embodiment. 連続波レーザー光の光照射範囲について説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the light irradiation range of a continuous wave laser beam. 第1実施形態に係る表面平坦化方法の適用によりガラスディスクの外周部を破断させている途中の状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state in the middle of fracture | rupturing the outer peripheral part of a glass disc by application of the surface planarization method which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の変形形態に係る表面平坦化方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the surface planarization method which concerns on the modification of 1st Embodiment.

以下、本発明を適用したガラスディスクの表面平坦化方法を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out a method for flattening a surface of a glass disk to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

本発明の適用の対象となるガラスディスク1(以下、ディスク1という。)は、図1に示すように、全体として円板状に形成されており、その上下両側の一対の主表面11と、一対の主表面11の外周側に設けられた外周面12とを備える。ディスク1は、例えば、その肉厚が0.6mm〜2mm、その直径が45mm〜200mmとなるように形成される。ディスク1の外周面12は、第1実施形態において、上下方向に平行な鉛直面12aと、鉛直面12aと主表面11との間に設けられた傾斜面としてのチャンファ面12bとを備える。ディスク1は、例えば、HDD用基板等の情報記録媒体用基板として用いられる。   As shown in FIG. 1, a glass disk 1 (hereinafter referred to as a disk 1) to which the present invention is applied is formed in a disk shape as a whole, and a pair of main surfaces 11 on both upper and lower sides thereof, The outer peripheral surface 12 provided in the outer peripheral side of a pair of main surface 11 is provided. The disk 1 is formed, for example, such that its thickness is 0.6 mm to 2 mm and its diameter is 45 mm to 200 mm. In the first embodiment, the outer peripheral surface 12 of the disk 1 includes a vertical surface 12 a parallel to the vertical direction, and a chamfer surface 12 b as an inclined surface provided between the vertical surface 12 a and the main surface 11. The disk 1 is used as an information recording medium substrate such as an HDD substrate.

ディスク1は、その材料について、ガラス材料であれば特に限定しないが、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、セラミックガラス等が用いられる。   The material of the disk 1 is not particularly limited as long as it is a glass material. For example, aluminosilicate glass, soda lime glass, ceramic glass, or the like is used.

本発明に係る表面平坦化方法では、次に説明するような表面平坦化装置3を用いて後述の連続照射工程S2を行なう。   In the surface flattening method according to the present invention, a continuous irradiation step S2 described later is performed using a surface flattening apparatus 3 as described below.

第1実施形態に係る表面平坦化装置3は、図2に示すように、ディスク1に対して連続波レーザー光を照射する照明光学系31と、ディスク1を回転させるスピンドル34とを備える。   As shown in FIG. 2, the surface flattening device 3 according to the first embodiment includes an illumination optical system 31 that irradiates the disk 1 with continuous wave laser light, and a spindle 34 that rotates the disk 1.

照明光学系31は、第1実施形態において、連続波レーザー光を発振するレーザー光源32と、レーザー光源32から発振された連続波レーザー光のガラスディスク1に対する光照射範囲を調整する光照射範囲調整手段としてのコリメートレンズ33とを備える。   In the first embodiment, the illumination optical system 31 is a laser light source 32 that oscillates continuous wave laser light, and a light irradiation range adjustment that adjusts the light irradiation range of the continuous wave laser light oscillated from the laser light source 32 to the glass disk 1. And a collimating lens 33 as means.

レーザー光源32は、図示しない駆動電源による制御に基づき、所定の波長を有する連続波レーザー光を発振するものである。レーザー光源32から発振された連続波レーザー光は、第1実施形態において、コリメートレンズ33を位置調整することによって、ガラスディスク1に対する光照射範囲が調整可能とされている。連続波レーザー光の光照射範囲を調整する手段は、このようなコリメートレンズ33のみを用いたものに限定されない。   The laser light source 32 oscillates continuous wave laser light having a predetermined wavelength based on control by a driving power source (not shown). The continuous wave laser light oscillated from the laser light source 32 can adjust the light irradiation range on the glass disk 1 by adjusting the position of the collimating lens 33 in the first embodiment. The means for adjusting the light irradiation range of the continuous wave laser light is not limited to the one using only such a collimating lens 33.

スピンドル34は、ディスク1が装着可能に構成される。スピンドル34は、図示しないモータの駆動により、ディスク1を中心軸周りに等速回転させることができるように構成される。   The spindle 34 is configured so that the disk 1 can be mounted. The spindle 34 is configured so that the disk 1 can be rotated around the central axis at a constant speed by driving a motor (not shown).

次に、本発明に係る表面平坦化方法について説明する。   Next, the surface flattening method according to the present invention will be described.

本発明に係る表面平坦化方法は、塗布工程S1と、連続照射工程S2とを有する。   The surface flattening method according to the present invention includes a coating step S1 and a continuous irradiation step S2.

塗布工程S1では、図3(a)に示すように、ディスク1の外周面12に光吸収性材料を塗布して光吸収性膜2を形成する。光吸収性材料は、照明光学系31から照射される連続波レーザー光の波長に対して高い吸光率をもつ材料が選択される。光吸収性材料は、このような観点から、例えば、顔料又は染料としての黒色系化合物を初めとした種々の色素化合物を含有するものが用いられる。この黒色系化合物としては、例えば、カーボンブラック等が挙げられる。光吸収性材料は、例えば、芳香族系、アルコール系、脂肪酸系等の有機溶媒に溶解等させた状態で塗布される。光吸収性材料の塗布方法は、例えば、光吸収性材料を含有するインクが内蔵されたペン等の筆記具による塗布の他、ロールコーター、ハケ塗り、吹き付け等による塗布が挙げられる。   In the coating step S1, a light absorbing film 2 is formed by applying a light absorbing material to the outer peripheral surface 12 of the disk 1 as shown in FIG. As the light absorbing material, a material having a high absorptance with respect to the wavelength of the continuous wave laser light emitted from the illumination optical system 31 is selected. From such a point of view, for example, a material containing various coloring compounds including a black compound as a pigment or dye is used as the light absorbing material. Examples of the black compound include carbon black. The light-absorbing material is applied in a state where it is dissolved in an organic solvent such as an aromatic, alcohol, or fatty acid. Examples of the method for applying the light-absorbing material include application by a roll coater, brush coating, spraying, and the like, in addition to coating by a writing instrument such as a pen with a built-in ink containing the light-absorbing material.

連続照射工程S2では、図3(b)、図4に示すように、ディスク1の外周面12の光吸収性膜2に対して連続波レーザー光42を照射する。連続波レーザー光42は、第1実施系形態において照明光学系31から照射され、その波長は、ディスク1が光励起されないように、ディスク1の材料となるガラス材料の吸収端波長より長波長の波長を用いる。この波長の一例を挙げると、一般的なガラス材料は、その吸収端波長が400nm程度であることから、連続波レーザー光42としては、その吸収端波長より長波長である、例えば、532nmの波長のものが用いられる。   In the continuous irradiation step S2, as shown in FIGS. 3B and 4, the light-absorbing film 2 on the outer peripheral surface 12 of the disk 1 is irradiated with a continuous wave laser beam. The continuous wave laser beam 42 is irradiated from the illumination optical system 31 in the first embodiment, and the wavelength thereof is longer than the absorption edge wavelength of the glass material that is the material of the disk 1 so that the disk 1 is not photoexcited. Is used. As an example of this wavelength, since a general glass material has an absorption edge wavelength of about 400 nm, the continuous wave laser light 42 has a wavelength longer than the absorption edge wavelength, for example, a wavelength of 532 nm. Is used.

この連続照射工程S2では、図4に示すように、光吸収性膜2に対する光照射範囲41をディスク1の周方向に沿って相対的に等速移動させた状態のまま光吸収性膜2に対して連続波レーザー光42を照射する。第1実施形態においては、ディスク1を中心軸周りに等速回転させた状態のまま光吸収性膜2に連続波レーザー光42を照射することによって、光吸収性膜2に対する光照射範囲41を相対的に等速移動させる。このとき、第1実施形態においては、ディスク1をスピンドル34の回転駆動により等速回転させる。また、このときのディスク1の回転速度は、例えば、5rpm〜20rpmとなる。   In this continuous irradiation step S2, as shown in FIG. 4, the light-absorbing film 2 is moved to the light-absorbing film 2 while moving the light-irradiating range 41 relative to the light-absorbing film 2 at a relatively constant speed along the circumferential direction of the disk 1. On the other hand, continuous wave laser light 42 is irradiated. In the first embodiment, by irradiating the light-absorbing film 2 with the continuous wave laser light 42 while rotating the disk 1 around the central axis at a constant speed, the light irradiation range 41 for the light-absorbing film 2 is set. Move relatively at a constant speed. At this time, in the first embodiment, the disk 1 is rotated at a constant speed by the rotational drive of the spindle 34. Further, the rotational speed of the disk 1 at this time is, for example, 5 rpm to 20 rpm.

このように光吸収性膜2に対して連続波レーザー光42を照射することによって、光吸収性膜2における連続波レーザー光42の光吸収により光エネルギーが熱エネルギーに変換される。これにより、ディスク1の外周部13は、図3(b)に示すように、光吸収性膜2を熱源として加熱されることになり、ディスク1の外周面12よりの部位の熱膨張が周囲の部位に拘束されることにより圧縮の熱応力が発生し、更にこの圧縮の熱応力によりディスク1の外周面12から離れた部位に引張の熱応力が発生する。   By irradiating the light absorbing film 2 with the continuous wave laser light 42 in this way, light energy is converted into thermal energy by light absorption of the continuous wave laser light 42 in the light absorbing film 2. As a result, the outer peripheral portion 13 of the disk 1 is heated using the light absorbing film 2 as a heat source, as shown in FIG. Compressive thermal stress is generated by being constrained by this part, and tensile thermal stress is generated in a part away from the outer peripheral surface 12 of the disk 1 due to this compressive thermal stress.

このとき、本発明者が検討したところ、ディスク1の外周部13に対して十分な熱量が与えられるように光照射範囲41全体に対する連続波レーザー光の出力パワー等を調整したうえで、光照射範囲41をディスク1の周方向に沿って相対的に移動させた場合、図3(c)、図5に示すように、このディスク1の外周部13に発生した引張の熱応力に基づいて、その外周部13が周方向に沿って破断されることを知見した。この破断により形成される破断片15は、ディスク1の径方向の厚さが一定となる。   At this time, as a result of examination by the present inventor, the light irradiation is performed after adjusting the output power of the continuous wave laser light to the entire light irradiation range 41 so that a sufficient amount of heat is given to the outer peripheral portion 13 of the disk 1. When the range 41 is relatively moved along the circumferential direction of the disk 1, as shown in FIGS. 3C and 5, based on the tensile thermal stress generated in the outer peripheral portion 13 of the disk 1, It has been found that the outer peripheral portion 13 is broken along the circumferential direction. The fracture piece 15 formed by this fracture has a constant radial thickness of the disk 1.

さらに、この光照射範囲41の移動速度を等速にした状態のまま光吸収性膜2に対して連続波レーザー光を照射すると、その破断後に形成された破断面14がナノオーダーの表面粗さ(Ra)になることを知見した。これは、光照射範囲41を一定速度で移動させながら出力パワーの安定した連続波レーザー光を照射することにより、ディスク1に対して、その外周部13の周方向に沿って連続的に一定の熱量が与えられたためと考えられる。   Further, when the light-absorbing film 2 is irradiated with continuous wave laser light while the moving speed of the light irradiation range 41 is kept constant, the fracture surface 14 formed after the fracture has a nano-order surface roughness. It was found that it was (Ra). This is because the continuous wave laser beam having a stable output power is irradiated while moving the light irradiation range 41 at a constant speed, so that the disk 1 is continuously fixed along the circumferential direction of the outer peripheral portion 13. This is probably because heat was given.

このようにディスク1の外周部13を周方向に沿って破断させるためには、ディスク1の外周部13に対して十分な熱量が与えられるように、連続波レーザー光の出力パワーを一定以上にする必要がある。このような条件を満足する連続波レーザー光の出力パワーは、連続光レーザー光の波長や、光吸収性膜2の吸光率や、ディスク1の肉厚、直径等の寸法条件や、ディスク1のガラス材料、光照射範囲41の移動速度等の条件に応じて変化するため、これら条件との関係で十分な熱量が与えられるように調整する。   In this way, in order to break the outer peripheral portion 13 of the disk 1 along the circumferential direction, the output power of the continuous wave laser beam is set to a certain level or more so that a sufficient amount of heat is given to the outer peripheral portion 13 of the disk 1. There is a need to. The output power of the continuous wave laser beam that satisfies these conditions is the wavelength of the continuous laser beam, the light absorption rate of the light absorbing film 2, the dimensional conditions such as the thickness and diameter of the disk 1, and the disk 1 Since it changes according to conditions, such as a glass material and the moving speed of the light irradiation range 41, it adjusts so that sufficient calorie | heat amount may be given in relation to these conditions.

また、このようにディスク1の外周部13を周方向に沿って破断させる場合、ディスク1の外周面12において光照射範囲41の通過した箇所が連続的に破断されることになる。このため、ディスク1の外周部13の全周に亘り光吸収性膜2を形成した場合、ディスク1の外周面12に連続波レーザー光を照射させた状態のまま、ディスク1の外周面12を一周に亘り光照射範囲41を移動させると、ディスク1の外周部13が周方向に沿って全周に亘り破断されることになる。   Further, when the outer peripheral portion 13 of the disk 1 is broken along the circumferential direction in this way, the portion of the outer peripheral surface 12 of the disk 1 through which the light irradiation range 41 has passed is continuously broken. For this reason, when the light-absorbing film 2 is formed over the entire circumference of the outer peripheral portion 13 of the disk 1, the outer peripheral surface 12 of the disk 1 is kept in a state where the outer peripheral surface 12 of the disk 1 is irradiated with continuous wave laser light. When the light irradiation range 41 is moved over one circumference, the outer peripheral portion 13 of the disk 1 is broken along the entire circumference.

なお、塗布工程S1と連続照射工程S2とは、ディスク1の等速回転中に連続して行うようにしてもよいし、塗布工程S1の完了後に連続照射工程S2を行うようにしてもよい。   Note that the coating step S1 and the continuous irradiation step S2 may be performed continuously during the constant speed rotation of the disk 1, or the continuous irradiation step S2 may be performed after the coating step S1 is completed.

以上によれば、ディスク1の外周面12に光吸収性膜2を形成したうえで、連続波レーザー光をディスク1に照射するといった簡単な手順を行うのみで、CMPやエッチングガスを用いることなくナノスケールの平坦性を実現することが可能となる。特に、CMPが不要となるので、CMPのために必要となるレアメタルとしての酸化セリウムが不要となり、非常に低コストでナノスケールの平坦性を実現することが可能となる。   According to the above, the light-absorbing film 2 is formed on the outer peripheral surface 12 of the disk 1 and then a simple procedure of irradiating the disk 1 with continuous wave laser light is performed without using CMP or etching gas. Nanoscale flatness can be realized. In particular, since CMP is not required, cerium oxide as a rare metal required for CMP is not required, and nanoscale flatness can be realized at a very low cost.

また、ディスク1の外周面12を一周に亘り光照射範囲41を移動させるのみで、ディスク1の外周部13が周方向に沿って全周に亘り破断され、その全周に亘りナノオーダーの表面粗さの破断面14が得られることになる。この光照射範囲41の移動速度は、例えば、ディスク1の回転速度に換算して5rpm〜20rpm程度であり、ディスク1の外周面12の一周当たり数秒程度ということになる。このため、本発明の適用により、ディスク1の外周面12について、非常に短時間でナノオーダーの平坦性を得ることが可能となる。   Further, only by moving the light irradiation range 41 over the outer peripheral surface 12 of the disk 1, the outer peripheral portion 13 of the disk 1 is broken over the entire circumference along the circumferential direction, and the nano-order surface is formed over the entire circumference. A rough fracture surface 14 is obtained. The moving speed of the light irradiation range 41 is, for example, about 5 to 20 rpm in terms of the rotational speed of the disk 1 and is about several seconds per round of the outer peripheral surface 12 of the disk 1. For this reason, the application of the present invention makes it possible to obtain nano-order flatness on the outer peripheral surface 12 of the disk 1 in a very short time.

なお、本発明の適用により、ディスク1の外周面12に形成されたチャンファ面12bも切除されることになるが、ディスク1の外周面12についてナノオーダーの平坦性を得るための加工技術として本発明を用いることができる。   Although the chamfer surface 12b formed on the outer peripheral surface 12 of the disk 1 is also removed by the application of the present invention, the present processing technique for obtaining nano-order flatness on the outer peripheral surface 12 of the disk 1 is described. The invention can be used.

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。   As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be construed as limiting.

例えば、上述の実施形態においては、光吸収性膜2に対する光照射範囲41をディスク1の周方向に沿って相対的に等速移動させるために、ディスク1を中心軸周りに等速回転させることとしたが、図6に示すように、連続波レーザー光の発振源となる照明光学系31をディスク1の中心軸周りに等角速度回転させることとしてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the disk 1 is rotated at a constant speed around the central axis in order to move the light irradiation range 41 with respect to the light-absorbing film 2 at a relatively constant speed along the circumferential direction of the disk 1. However, as shown in FIG. 6, the illumination optical system 31 serving as the oscillation source of the continuous wave laser light may be rotated at a constant angular speed around the central axis of the disk 1.

以下、本発明の効果を実施例により更に説明する。   Hereinafter, the effects of the present invention will be further described with reference to examples.

本実施例では、本発明に係る表面平坦化方法を実際に用いることにより、本発明の効果を確認することとした。   In this example, the effect of the present invention was confirmed by actually using the surface flattening method according to the present invention.

ディスク1としては、図1に示すような形状のものを用い、その寸法については、直径63.5mm、肉厚0.635mmのものを用い、その材料については、セラミックガラスを用いた。表面平坦化装置3としては、図2に示すようなものを用い、レーザー光源32としては、波長532nm、出力パワー15Wのものを用いた。また、コリメートレンズ33としては、焦点距離fが80mmのものを用い、ディスク1に対する光照射範囲をディスク1の外周面12の肉厚方向全長さと一致させるように、ディスク1に対するコリメートレンズ33の間隔を125mmとした。   As the disk 1, a disk having a shape as shown in FIG. 1 was used. The disk 1 had a diameter of 63.5 mm and a wall thickness of 0.635 mm, and the material thereof was ceramic glass. As the surface flattening device 3, the one as shown in FIG. 2 was used, and as the laser light source 32, one having a wavelength of 532 nm and an output power of 15 W was used. The collimating lens 33 has a focal length f of 80 mm, and the distance between the collimating lens 33 and the disc 1 is set so that the light irradiation range on the disc 1 coincides with the overall length of the outer peripheral surface 12 of the disc 1 in the thickness direction. Was 125 mm.

塗布工程S1では、光吸収性材料としてカーボンブラックを含有するインクを用いることとし、そのインクが内蔵されたペンによりディスク1の外周面12にインクを塗布することにより光吸収性膜2を形成することとした。光吸収性膜2はディスク1の外周部13の全周に亘り形成することとした。   In the coating step S1, an ink containing carbon black is used as the light absorbing material, and the light absorbing film 2 is formed by applying the ink to the outer peripheral surface 12 of the disk 1 with a pen in which the ink is built. It was decided. The light absorbing film 2 is formed over the entire periphery of the outer peripheral portion 13 of the disk 1.

連続照射工程S2では、スピンドル34により8.3rpmの回転速度でディスク1を等速回転させた状態のまま、光吸収性膜2に連続波レーザー光42を照射することとした。   In the continuous irradiation step S2, the light-absorbing film 2 is irradiated with the continuous wave laser beam 42 while the disk 1 is rotated at a constant speed of 8.3 rpm by the spindle 34.

この結果、図3(c)に示すように、ディスク1の外周部13が周方向に沿って全周に亘り破断された。また、この破断により形成された破断面14は、その表面粗さがRa値で0.99nmとナノオーダーの平坦性が得られていた。また、ディスク1の外周部13を全周に亘り破断するための時間としては7.2秒の時間が必要であった。   As a result, as shown in FIG. 3 (c), the outer peripheral portion 13 of the disk 1 was broken along the entire circumference. Further, the fracture surface 14 formed by this fracture had a surface roughness Ra value of 0.99 nm and a nano-order flatness. In addition, the time required for breaking the outer peripheral portion 13 of the disk 1 over the entire circumference is 7.2 seconds.

また、他の試験条件として、出力パワーを6W、ディスク1の回転速度を1.5rpmとした条件で試験を行なった。この結果、ディスク1の外周部13を全周に亘り破断するための時間としては40秒程度の時間が必要であった。また、この破断により形成された破断面14は、出力パワー15Wのときと同程度の表面粗さであった。   As another test condition, the test was performed under the condition that the output power was 6 W and the rotation speed of the disk 1 was 1.5 rpm. As a result, it took about 40 seconds to break the outer peripheral portion 13 of the disk 1 over the entire circumference. Further, the fracture surface 14 formed by this fracture had the same surface roughness as when the output power was 15 W.

1 ガラスディスク
2 光吸収性膜
3 表面平坦化装置
11 主表面
12 外周面
13 外周部
14 破断面
15 破断片
31 照明光学系
32 レーザー光源
33 コリメートレンズ
34 スピンドル
41 光照射範囲
42 連続波レーザー光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass disk 2 Light absorption film | membrane 3 Surface planarization apparatus 11 Main surface 12 Outer peripheral surface 13 Outer peripheral part 14 Fracture surface 15 Fracture surface 31 Illumination optical system 32 Laser light source 33 Collimating lens 34 Spindle 41 Light irradiation range 42 Continuous wave laser light

Claims (3)

ガラスディスクの外周面をナノオーダーに平坦化するためのガラスディスクの表面平坦化方法において、
前記ガラスディスクの外周面に光吸収性材料を塗布して光吸収性膜を形成する塗布工程と、
前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させた状態のまま当該光吸収性膜に対して連続波レーザー光を照射する連続照射工程とを有し、
前記連続照射工程では、前記光吸収性膜における連続波レーザー光の光吸収により前記ガラスディスクの外周部に熱応力を発生させ、前記熱応力に基づいて前記ガラスディスクの外周部を周方向に沿って破断させること
を特徴とするガラスディスクの表面平坦化方法。
In the glass disk surface flattening method for flattening the outer peripheral surface of the glass disk to the nano order ,
A coating step of coating a light-absorbing material on the outer peripheral surface of the glass disk to form a light-absorbing film;
A continuous irradiation step of irradiating the light absorbing film with a continuous wave laser beam in a state where the light irradiation range with respect to the light absorbing film is moved at a relatively constant speed along the circumferential direction of the glass disk; Have
In the continuous irradiation step, thermal stress is generated in the outer peripheral portion of the glass disk by light absorption of continuous wave laser light in the light absorbing film, and the outer peripheral portion of the glass disk is aligned along the circumferential direction based on the thermal stress. A method for flattening the surface of a glass disk, wherein
前記連続照射工程では、前記ガラスディスクを中心軸周りに等速回転させた状態のまま前記光吸収性膜に連続波レーザー光を照射することによって、前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させること
を特徴とする請求項1に記載のガラスディスクの表面平坦化方法。
In the continuous irradiation step, the light-absorbing film is irradiated with continuous-wave laser light in a state in which the glass disk is rotated at a constant speed around a central axis, whereby a light irradiation range for the light-absorbing film is changed to the glass. The method for flattening the surface of a glass disk according to claim 1, wherein the glass disk is moved relatively at a constant speed along a circumferential direction of the disk.
前記連続照射工程では、前記連続波レーザー光の発振源を前記ガラスディスクの中心軸周りに等角速度回転させた状態のまま前記光吸収性膜に連続波レーザー光を照射することによって、前記光吸収性膜に対する光照射範囲を前記ガラスディスクの周方向に沿って相対的に等速移動させること
を特徴とする請求項1に記載のガラスディスクの表面平坦化方法。
In the continuous irradiation step, the light absorption film is irradiated with continuous wave laser light while the oscillation source of the continuous wave laser light is rotated at a constant angular velocity around the central axis of the glass disk, thereby absorbing the light. The surface flattening method for a glass disk according to claim 1, wherein the light irradiation range with respect to the conductive film is moved relatively at a constant speed along the circumferential direction of the glass disk.
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