JP2001155331A - 磁気ディスク用基板およびその研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気ディスク基板の各部分相互間に異方性を
生じさせる原因となる研磨痕やうねりの小さい磁気デス
ク基板およびその研磨方法を提供する。 【解決手段】 複数の異なる方向の研磨痕を有する磁気
ディスク基板５であって、水平両面同時研磨装置１が備
える上下の円盤状砥石２、３の回転を停止した後に、磁
気ディスク基板５を砥石２、３の内周側と外周側を往復
するように移動して前記研磨痕が形成された磁気ディス
ク基板５、および、砥石２、３の回転を停止した後に、
磁気ディスク基板５を砥石２、３の内周側と外周側を往
復するように移動させる研磨方法によって、上記課題を
解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨ムラやうねり
の小さい磁気ディスク用の基板およびその研磨方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】コンピューターで使用されている磁気デ
ィスク装置では、開口した内径部を有するドーナツ盤状
の磁気ディスクが高速回転し、その上を流体力学的に浮
上する磁気ヘッドによって信号の記録・再生が行われて
いる。そのため、磁気ディスクには、高い表面平坦度が
要求されている。こうした表面平坦度を向上させるため
に、従来から、磁気ディスク用の基板（以下「磁気ディ
スク基板」という。）の研磨工程の改良、磁気ディスク
基板の焼鈍工程の改良、磁気ディスク基板の上に積層す
る磁性膜等の均一性の改良等がなされている。特に、ア
ルミニウム合金を基板とする磁気ディスクにおいては、
アルミニウム合金基板の表面平坦度を高めるため、平面
研磨装置を用いた高精度な研磨が行われている。このと
き使用される平面研磨装置は、いわゆる水平両面同時研
磨装置であり、上下に配置された円盤状の平面研磨砥石
（以下「砥石」という。）の間に、研磨すべき複数のア
ルミニウム合金基板をセットした複数のキャリアを挟
み、上下の砥石の回転運動と、キャリアの公転運動およ
び自転運動とによって、セットされたアルミニウム合金
基板の表裏両面を研磨する装置である（図１を参
照。）。

【０００３】こうした研磨装置による磁気ディスク基板
の研磨は、特許第２６５９２３５号および特開平１１−
１３８４２５号公報に開示されている。これらの先行技
術は、研磨終了時に、キャリアの自転運動と公転運動を
停止し、その後遅れてまたは同時に、上下の砥石の回転
を停止させる方法である。そして、上下の砥石を遅れて
停止させる場合には、研磨痕である引き目が一方向に揃
った磁気ディスク基板が得られ、また、上下の砥石を同
時に停止させる場合には、引き目がない磁気ディスク基
板が得られるとしたものである。これらの方法のうち、
上下の砥石を遅れて停止させて得られた磁気ディスク基
板は、図４（ｂ）に示されるように、キャリアを停止し
た後の上下砥石の回転によって一方向の引き目が形成さ
れるので、外観が綺麗で光沢があるという利点があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上下の
砥石を遅れて停止させて得られた磁気ディスク基板に
は、砥石の回転によって一方向の研磨痕である引き目
（図４（ｂ）、左下図と右下図を参照。）が形成され、
さらに、砥石の内周側から外周側に向かって存在する砥
石表面のうねりがキャリアに配置された磁気ディスク基
板にそのまま形成されることとなる。こうした一方向の
引き目やうねりは、磁気ディスク基板内の各部分相互間
に異方性を生じさせるので、後の完成品である磁気ディ
スクにもそうした異方性が残存し、ＨＤＤヘッドの追従
性に関して好ましくない結果となるおそれがあった。

【０００５】また、上下の砥石を同時に停止させて得ら
れた磁気ディスク基板には、実際には、磁気ディスク基
板内の各部分相互間および磁気ディスク基板相互間に、
一方向の引き目のある部分と無い部分が不規則に混在す
るといった問題がある。しかも、その混在の程度が、加
工条件により一定せずに不安定になるという問題もあっ
た。

【０００６】本発明は、こうした問題を解決するために
なされたものであって、磁気ディスク基板の各部分相互
間に異方性を生じさせる原因となる一方向の研磨痕やう
ねりがなく、ランダム目が安定して形成された磁気デス
ク基板およびその研磨方法を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の磁気ディスク
基板の発明は、複数の異なる方向の研磨痕を有する磁気
ディスク基板であって、前記研磨痕が、水平両面同時研
磨装置が備える上下の円盤状砥石の回転を停止した後
に、前記磁気ディスク基板を前記砥石の内周側と外周側
を往復するように移動して形成されたことに特徴を有す
る。

【０００８】この発明によれば、磁気ディスク基板が複
数の異なる方向の研磨痕、すなわちランダム目を有する
ので、一方向の研磨痕が形成された従来の磁気ディスク
基板とは異なり、磁気ディスク基板内の各部分相互間に
生じる異方性やうねりが小さい。さらに、そうした研磨
痕が、水平両面同時研磨装置が備える上下の円盤状砥石
の回転を停止した後に、磁気ディスク基板を砥石の内周
側と外周側を往復するように移動して形成されるので、
砥石の各部分で研磨されることとなる。そのため、砥石
の各部分に存在するうねりがそのまま磁気ディスク基板
に形成されることがない。こうして得られた磁気ディス
ク基板は、その各部分の相互間に異方性を生じさせる原
因となる一方向の研磨痕やうねりが軽減されて小さくな
り、ランダム目が形成される。その結果、後の完成品で
ある磁気ディスクにおいても研磨痕やうねりに基づいた
異方性が小さく、ＨＤＤヘッドの追従性に関して好まし
い。

【０００９】請求項２の磁気ディスク用基板の研磨方法
の発明は、水平両面同時研磨装置が備える上下の円盤状
砥石の回転によって平面研磨を行う磁気ディスク用基板
の研磨方法において、前記砥石の回転を停止した後に、
前記磁気ディスク基板を前記砥石の内周側と外周側を往
復するように移動させることに特徴を有する。

【００１０】この発明によれば、水平両面同時研磨装置
が備える上下の円盤状砥石の回転を停止した後に磁気デ
ィスク基板を砥石の内周側と外周側を往復するように移
動させるので、磁気ディスク基板は、前記の砥石の回転
が停止する前とは異なった内周側と外周側の砥石部分に
よって研磨されることとなる。その結果、磁気ディスク
基板の表面の研磨痕は、砥石の回転が停止する直前に設
けられた一方向の円弧状研磨痕を、砥石の回転が停止し
た後に設けられる研磨痕が覆うように形成される。こう
して得られた磁気ディスク基板は、その各部分の相互間
に異方性を生じさせる原因となる一方向の研磨痕やうね
りが軽減されて小さくなり、安定したランダム目が形成
されているので、後の完成品である磁気ディスクにおい
ても研磨痕やうねりに基づいた異方性が小さく、ＨＤＤ
ヘッドの追従性に関して好ましい結果になる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載の磁気
ディスク基板の研磨方法において、前記磁気ディスク基
板の移動が、前記磁気ディスク基板を複数配した円盤状
のキャリアの回転によってなされることに特徴を有す
る。

【００１２】この発明によれば、磁気ディスク基板の移
動が、前記磁気ディスク基板を複数配した円盤状のキャ
リアの回転によってなされるので、一度に多数の磁気デ
ィスク基板を、砥石の回転が停止する前とは異なった内
周側と外周側の砥石部分で研磨することができ、より安
定したランダム目を形成することができる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項３に記載の磁気
ディスク基板の研磨方法において、前記キャリアの回転
が、前記砥石の外周側に設けられた外周ギアと内周側に
設けられた内周ギアの操作によって制御されることに特
徴を有する。

【００１４】この発明によれば、砥石の外周側に設けら
れた外周ギアと内周側に設けられた内周ギアの操作によ
ってキャリアの回転が制御されるので、外周ギアおよび
／または内周ギアの操作という簡単な操作によって、磁
気ディスク基板の各部分の相互間に異方性を生じさせる
原因となる研磨痕やうねりを軽減でき、より安定したラ
ンダム目を形成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の磁気ディスク基
板およびその研磨方法の実施形態について説明する。

【００１６】図１は、本発明の磁気ディスク基板の研磨
方法を実施する平面研磨装置の一例を示す模式的な斜視
図であり、図２は、図１の平面研磨装置の横断面模式図
であり、図３は、内周ギアと外周ギアとによって制御さ
れるキャリアと、そのキャリアにセットされた磁気ディ
スク基板の動きを説明する平面模式図である。

【００１７】本発明の磁気ディスク基板の研磨方法を実
施する平面研磨装置１は、図１および図２に示すよう
に、円盤状の上盤砥石２と下盤砥石３とを備える一般的
な水平両面同時研磨型の研磨装置を使用することができ
る。この研磨装置１において、下盤砥石３の外周側には
外周ギア（以下「インターナルギア６」という。）が設
けられ、下盤砥石３の内周側には内周ギア（以下「サン
ギア７」という。）が設けられている。上下の砥石２、
３の間には、複数の磁気ディスク基板５がセットされた
円盤状の専用のキャリア４が概ね等間隔で配置される。
このキャリア４の外周端には、上記のインターナルギア
６とサンギア７に噛み合う歯車８が形成されている。な
お、上盤砥石２と下盤砥石３は、通常、逆方向に回転す
る。

【００１８】キャリア４は、図３に示すように、インタ
ーナルギア６および／またはサンギア７を操作すること
によって、砥石２、３の周りを公転運動するように移動
し、さらにキャリア４自身も自転運動する。通常、サン
ギア７のみを回転させ、インターナルギア６を回転させ
ない場合が多いが、インターナルギア６のみを回転させ
たり、インターナルギア６をサンギア７と逆方向に回転
させるように操作してもよく特に制限されない。

【００１９】キャリア４にセットされた磁気ディスク基
板５は、キャリア４の自転運動によって砥石２、３の外
周側と内周側を往復するように移動しつつ、キャリアの
公転運動によって砥石２、３の周りを回転しながら上下
の砥石２、３によって両面研磨される。

【００２０】本発明の磁気ディスク基板の研磨方法は、
こうした研磨装置１を用いて以下の手順によって実施さ
れる。

【００２１】先ず、磁気ディスク基板５に対して通常行
う所定の研磨が行われる。キャリア４にセットされた磁
気ディスク基板５の研磨は、研磨装置１が備える上下の
砥石２、３を回転させつつ、インターナルギア６および
／またはサンギア７の回転操作により、キャリア４を自
転運動させながら公転運動させることによって行われ
る。研磨時間等の研磨条件は、磁気ディスク基板５の材
質、砥石２、３の種類、研磨剤の種類等によって適宜設
定される。

【００２２】所定の研磨が終了した後、砥石２、３の回
転を停止する。このとき、磁気ディスク基板５の表面に
は、図４（ｂ）（左下図と右下図）に示すように、砥石
２、３の回転が停止する直前に設けられた一方向の円弧
状の研磨痕１０が形成される。この一方向の研磨痕１０
（「引き目」ともいう。以下同じ。）は、同一の磁気デ
ィスク基板内の各部分でその付き方に異方性を生じさせ
る結果となる。例えば、磁気ディスク基板５の一部分に
は、円周に沿うように研磨痕が形成され、他の部分に
は、外周部と中心部とを結ぶように研磨痕が形成され
る。さらに、磁気ディスク基板５には、砥石２、３の有
する表面うねりに基づいたうねりが形成される場合があ
る。こうしたうねりは、同一の磁気ディスク基板内で
も、同一のキャリア４内の他の磁気ディスク基板間でも
それぞれ起こるおそれがある。

【００２３】その後、磁気ディスク基板５を砥石２、３
の内周面と外周面を往復するように移動させる。磁気デ
ィスク基板５は、通常、専用のキャリア４にセットされ
ているので、磁気ディスク基板５の上記の移動は、その
キャリア４の回転によって生じるものである。キャリア
４は、上述したインターナルギア６および／またはサン
ギア７を操作させることにより回転し、そのキャリア４
にセットされた複数の磁気ディスク基板５は、いわば衛
星運動のように移動する。このように移動する磁気ディ
スク基板５は、砥石２、３の回転が停止する前とは異な
った砥石部分、すなわち砥石２、３の外周側の部位や内
周側の部位、で研磨される。研磨される磁気ディスク基
板５の表面は、砥石２、３の回転が停止する直前に形成
された一方向の研磨痕１０を覆うように、新たな研磨痕
９が複数形成される。この新たな研磨痕９は、砥石２、
３の停止後に内周面と外周面を往復するように移動して
形成されるので、上記の一方向の研磨痕１０とは異なる
方向にランダム目を形成することとなる。

【００２４】最後に、磁気ディスク基板５の移動を停止
して、研磨作業を終了させる。通常、インターナルギア
６および／またはサンギア７の操作を停止してキャリア
４の回転を止め、そのキャリア４にセットされた磁気デ
ィスク基板５の移動を停止する。

【００２５】研磨終了後の磁気ディスク基板５は、複数
の異なる方向の研磨痕９からなるランダム目を有してい
る。そのため、従来のように、一方向の研磨痕１０が形
成された磁気ディスク基板とは異なり、磁気ディスク基
板５内の各部分相互間に生じる異方性やうねりが小さ
い。さらに、砥石２、３の回転を停止した後に、磁気デ
ィスク基板５を砥石２、３の内周側と外周側を往復する
ように移動させるので、磁気ディスク基板５の表面は、
砥石２、３の各部分で研磨されている。そのため、砥石
２、３の各部分に存在するうねりがそのまま磁気ディス
ク基板５に形成されることもない。こうして得られた磁
気ディスク基板５には、安定したランダム目が形成され
ており、その各部分の相互間に異方性を生じさせる原因
となる研磨痕やうねりが小さい。さらに、同一のキャリ
ア４内の他の磁気ディスク基板間のうねりの差も等しく
小さくなる。

【００２６】なお、本発明の研磨方法において、インタ
ーナルギア６および／またはサンギア７の操作は、上述
のように適宜設定することができる。例えば、インター
ナルギア６とサンギア７とを反対方向に等速で回転させ
れば、キャリア４は公転運動せずに元の位置で自転運動
する。また、インターナルギア６を回転させずにサンギ
ア７のみを回転させれば、キャリア４はゆっくりと公転
運動しながら自転運動する。サンギア７を回転させずに
インターナルギア６のみを回転させる場合も同じであ
る。何れの場合であっても、キャリア４にセットされた
磁気ディスク基板５は、砥石２、３の外周側と内周側を
往復するように移動し、その両面が研磨される。こうし
た動作によって、砥石２、３の回転が停止する直前に設
けられた一方向の研磨痕１０を、新しい研磨痕９が覆う
ように磁気ディスク基板５が研磨される。なお、サンギ
ア７のみを回転させる場合において、キャリア４の公転
速度と同じ速度で上下の砥石２、３を同方向にゆっくり
と回転させることにより、砥石２、３に接するキャリア
４の位置を相対的に変化させないようにすることができ
る。これは、インターナルギア６とサンギア７とを反対
方向に等速で回転させる場合と同じ状態である。このよ
うな制御は、砥石２、３とキャリア４の位置関係を一定
にすることによって、キャリア４の公転成分が抑制さ
れ、自転成分のみが運動するので、ランダム目をより安
定に形成することができる。また、インターナルギア６
のみを動作させて上記と同様な動作をさせることもでき
る。

【００２７】こうしたインターナルギア６および／また
はサンギア７の簡単な操作によって、磁気ディスク基板
５の各部分の相互間や、同一のキャリア４内の他の磁気
ディスク基板間相互に異方性を生じさせる原因となる研
磨痕やうねりを小さくすることができる。

【００２８】本発明の研磨方法の実施は、通常、上述し
たような平面研磨装置１に、上述の手順を有した機能
（これを、「ランダム目付機能」ともいう。）を付加す
ることによって行うことができる。

【００２９】このような磁気ディスク基板５を用いて磁
気ディスクを製造すると、得られた磁気ディスクの表面
の異方性やうねりが小さく、その結果、ＨＤＤヘッドの
追従性が好ましい磁気ディスクとすることができる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳しく説
明する。

【００３１】研磨装置として、一般的に使用されている
水平両面同時研磨型の研磨装置を用いた。上下の砥石
２、３は、＃４０００のＳｉＣの砥粒をＰＶＡ樹脂に混
ぜ、その混合物をエポキシ樹脂で固めたものを使用し
た。研磨は、上下の砥石２、３を逆回転させ、その最外
周の相対速度（研磨速度）を１００ｍ／分とし、加工圧
力約５０ｇ／ｃｍ² （４９０３Ｐａ）を負荷しつつ行っ
た。研磨液は１ウエイで掛けながら行った。このとき、
サンギア７のみを操作することにより、３．５″インチ
の磁気ディスク基板５をセットしたキャリア４に、公転
運動と自転運動を行わせつつ研磨した。

【００３２】所定の研磨を行った後、砥石２、３の回転
を停止した。そして、加工圧力を１０ｇ／ｃｍ² （９８
１Ｐａ）に低下させ、サンギア７のみの回転によってキ
ャリア４を回転させた。キャリア４と砥石２、３との相
対位置が変化しないように、砥石２、３をキャリア４の
公転速度と同じ速度で回転させた。この操作を、約１５
秒程度行った後、サンギア７の操作を停止して、研磨作
業を終了した。得られた磁気ディスク基板を実施品とし
た。なお、砥石２、３の回転を停止した後に取り出した
磁気ディスク基板を比較品とした。 （測定と結果）実施品と比較品に対して、表面うねりの
表面形態の観察、表面粗さ測定、表面うねり測定の各測
定を行って評価した。

【００３３】図４は、上段の実施品（ａ）と下段の比較
品（ｂ）の表面形態を示す２４０倍の鳥かん図と顕微鏡
写真である。表面形態は、表面形状測定器（Ｚｙｇｏ社
製）を用いて観察した。比較品（ｂ）（左下図と右下
図）の表面には一方向の研磨痕が形成され、縞状の形態
が観察されたのに対し、実施品（ａ）（左上図と右上
図）の表面にはそうした研磨痕は見られず、複数の異な
る方向の研磨痕からなるランダム目が形成され、アイラ
ンド状の形態が観察された。

【００３４】図５は、実施品（ａ）と比較品（ｂ）の表
面粗さの測定結果である。表面粗さも表面形状測定器
（Ｚｙｇｏ社製）を用いて測定した。比較品の表面粗さ
に対して、実施品の表面粗さが小さくなっていた。

【００３５】図６は、実施品とそれを用いた磁気ディス
クの表面うねり測定の測定結果であり、図７は、比較品
とそれを用いた磁気ディスクの表面うねり測定の測定結
果である。表面うねり測定は、表面うねりを定量化でき
る表面形状測定器（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ社製、商品
名：Ｏｐｔｉ−ｆｌａｔ）を用いて行い、測定波長の範
囲を５段階に分けて、表面うねりを評価した。実施品
は、比較品に比べて、波長範囲が大きい場合の表面うね
りが小さかった。また、実施品を用いた磁気ディスク
も、比較品を用いた磁気ディスクに比べて、波長範囲が
大きい場合の表面うねりが小さかった。こうした結果
は、磁気ディスクを完成させる直前のポリッシュ工程に
よっては磁気ディスクの表面うねりを小さくすることが
困難であるという現状を考慮したとき、磁気ディスク基
板の段階で表面うねりを小さくしておくという本発明の
有効性を示すものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気ディ
スク基板によれば、一方向の研磨痕が形成された従来の
磁気ディスク基板とは異なり、磁気ディスク基板内の各
部分相互間に生じる異方性やうねりが小さいランダム目
が形成される。さらに、そうした研磨痕が、砥石の各部
分で研磨されることとなるので、砥石の各部分に存在す
るうねりがそのまま磁気ディスク基板に形成されること
がない。

【００３７】本発明の磁気ディスク基板の研磨方法によ
れば、磁気ディスク基板は、砥石の回転が停止する前と
は異なった内周側と外周側の砥石部分によって研磨され
ることとなるので、磁気ディスク基板の表面の研磨痕
は、砥石の回転が停止する直前に設けられた一方向の円
弧状研磨痕を、砥石の回転が停止した後に設けられる研
磨痕が覆うようなランダム目が形成される。

【００３８】本発明の磁気ディスク基板および本発明の
研磨方法によって得られた磁気ディスク基板は、ランダ
ム目を有し、その各部分の相互間に異方性を生じさせる
原因となる研磨痕やうねりが軽減されるので、後の完成
品である磁気ディスクにも研磨痕やうねりに基づいた異
方性がなく、ＨＤＤヘッドの追従性に関して好ましい結
果になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ディスク基板の研磨方法を実施す
る平面研磨装置の一例を示す模式的な斜視図である。

【図２】図１の平面研磨装置の横断面模式図である。

【図３】内周ギアと外周ギアとによって制御されるキャ
リアと、そのキャリアにセットされた磁気ディスク基板
の動きを説明する平面模式図である。

【図４】実施品（ａ）と比較品（ｂ）の表面形態を示す
２４０倍の鳥かん図と顕微鏡写真である。

【図５】実施品（ａ）と比較品（ｂ）の表面粗さの測定
結果である。

【図６】実施品とそれを用いた磁気ディスクの表面うね
り測定の測定結果である。

【図７】比較品とそれを用いた磁気ディスクの表面うね
り測定の測定結果である。

【符号の説明】

１ 平面研磨装置 ２ 上盤砥石 ３ 下盤砥石 ４ キャリア ５ 磁気ディスク基板 ６ インターナルギア ７ サンギア ８ 歯車 ９ 異なる方向の研磨痕 １０ 一方向の研磨痕

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 聡 長野県南安曇郡穂高町大字穂高418−１ 株式会社アルテクノ内 Ｆターム(参考） 3C043 BC06 CC04 CC11 DD05 3C058 AA07 AA11 AA16 AA18 AB01 AB06 BC01 BC02 DA06 DA18 5D112 AA24 GA03 GA04 GA09 GA12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の異なる方向の研磨痕を有する磁気
   ディスク基板であって、前記研磨痕が、水平両面同時研
   磨装置が備える上下の円盤状砥石の回転を停止した後
   に、前記磁気ディスク基板を前記砥石の内周側と外周側
   を往復するように移動して形成されたことを特徴とする
   磁気ディスク基板。
2. 【請求項２】 水平両面同時研磨装置が備える上下の円
   盤状砥石の回転によって平面研磨を行う磁気ディスク用
   基板の研磨方法において、 前記砥石の回転を停止した後に、前記磁気ディスク基板
   を前記砥石の内周側と外周側を往復するように移動させ
   ることを特徴とする磁気ディスク基板の研磨方法。
3. 【請求項３】 前記磁気ディスク基板の移動が、前記磁
   気ディスク基板を複数配した円盤状のキャリアの回転に
   よってなされることを特徴とする請求項２に記載の磁気
   ディスク基板の研磨方法。
4. 【請求項４】 前記キャリアの回転が、前記砥石の外周
   側に設けられた外周ギアと内周側に設けられた内周ギア
   の操作によって制御されることを特徴とする請求項３に
   記載の磁気ディスク基板の研磨方法。