JP2004345018A

JP2004345018A - Method and device for polishing substrate for magnetic disk, method for manufacturing substrate for magnetic disk and method for manufacturing magnetic disk

Info

Publication number: JP2004345018A
Application number: JP2003144373A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yoshikawa; 博則吉川
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-05-22
Filing date: 2003-05-22
Publication date: 2004-12-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain dimensional accuracy required for a magnetic disk of high recording density and suppress dimension dispersion between individuals by improving thickness measurement accuracy of a substrate for the magnetic disk in polishing. <P>SOLUTION: In this device, a vertical movement of an upper polishing plate 20 is performed by two steps of a vertical movement of a slider 62 in relation to a column 63 and a vertical movement of an upper polishing plate spindle 61 in relation to the slider 62, and the thickness measurement of the substrate for the magnetic disk is performed between the slider 62 and the upper polishing plate spindle 61. A thickness measuring means 70 is constituted of an eddy current sensor 73 provided on the slider 62 and a target plate 71 provided on the upper polishing plate spindle 61 to detect a distance of the eddy current sensor 73 and the target plate 71 by non-contact. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクの製造に用いられる磁気ディスク用基板の研磨方法及び研磨装置、並びに磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブなどに搭載される磁気ディスクは、磁気ディスク用基板の主表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層などの薄膜を形成して製造される。また、磁気ディスク用基板は、ガラスワークなどの基板材料から得られるもので、通常、磁気ディスク用基板の製造工程には、研磨装置を用いて、基板の主表面を研磨（又は研削）する工程が含まれる。この工程では、遊離砥粒、固定砥粒などの砥粒で基板を研磨加工することにより、基板の主表面が平坦化されるとともに、基板の厚さが所定の寸法範囲内（許容公差）に調節される。
【０００３】
上記研磨加工を行う研磨装置としては、遊星歯車方式のものが広く採用されている（例えば、特許文献１、２参照。）。遊星歯車方式の研磨装置は、太陽歯車と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車と、太陽歯車及び内歯歯車に噛み合い、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転に応じて公転及び自転するキャリアと、このキャリアに保持された基板を上下から挟持する上定盤及び下定盤と、上定盤と下定盤との間に加工液（研磨液）を供給する加工液（研磨液）供給部とを備えている。
【０００４】
上記研磨装置によって基板を研磨加工する場合は、上定盤が上昇した状態でキャリアに基板をセットした後、上定盤を下降させて、上定盤と下定盤との間で基板を挟持する。その後、上定盤と下定盤との間に加工液を供給しながら、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転により、キャリアを公転及び自転させる。このとき、上定盤や下定盤も必要に応じて回転させる。
研磨加工中は、上定盤が基板を加圧しており、研磨加工の進捗に応じて基板の厚さが減少する。基板の厚さは、研磨装置に設けられる厚さ測定手段によって測定され、その測定厚さが所定の目標厚さとなった時点で研磨加工を終了とする。つまり、基板の厚さ寸法精度は、厚さ測定手段の測定精度に依存している。
【０００５】
上記厚さ測定手段としては、特許文献１に示されるように、研磨装置本体に対する上定盤の上下位置検出にもとづいて、基板の厚さを測定するものと、特許文献２に示されるように、上定盤と下定盤との距離検出にもとづいて、基板の厚さを測定するものとが知られている。
特許文献１、２に設けられる厚さ測定手段は、いずれも渦電流センサを用いて構成されている。渦電流センサは、ターゲット（検出対象部材）の表面形状や磁気特性（透磁率など）が均一であれば、ターゲットとの距離を、非接触で高精度に検出することができるため、研磨装置における基板の厚さ測定に適している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１１２１号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００２−２５４３０２号公報（第３頁、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年におけるＩＴ社会の高度化に伴い、大容量の情報を高速で記録再生できる情報記録再生機器のニーズが急速に高まっている。特に、ハードディスクドライブは、２．５インチ型ディスク１枚あたり４０ギガバイトを超える情報記録容量を達成し、ＩＴの発展に大きく貢献しているものの、より大きな情報記録容量を得るために、１平方インチあたり８０ギガビット以上の情報記録密度で記録再生を行う技術が求められている。
【０００８】
このような高記録密度を実現するには、スペーシングロスを低減する観点から、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ以下にまで低減する必要があるが、磁気ヘッドの浮上量を低減すると、磁気ヘッドと磁気ディスクの衝突によるヘッドクラッシュ障害が起きやすくなるだけでなく、磁気ヘッドの安定浮上を阻害する可能性がある。
このような問題を回避するには、磁気ディスク及び磁気ディスク用基板の表面形状や寸法精度を極めて厳密に制御することが要求され、特に、基板表面に圧縮応力層が形成される場合は、表面形状や寸法精度にバラツキがあると、そのバラツキが応力によって拡大される可能性があるため、細心の注意が必要となる。
【０００９】
また、磁気ディスクの量産に際しては、個々の磁気ディスク用基板について、表面形状や寸法精度を厳密に制御する必要があるだけでなく、製造個体間や製造ロット間における表面形状や寸法精度のバラツキも抑制することが要求される。このバラツキが十分に抑制されていないと、歩留まりが低下して製造コストが増大し、廉価な基板を提供することが困難になるだけでなく、工程能力指数（Ｃｐｋ）の低下により、出荷製品に対して高度な品質保証を付与することが困難になる。
【００１０】
上記の理由により、磁気ディスク用基板の研磨工程に求められる許容公差は、年々厳しくなっており、その結果、特許文献１、２に示される厚さ測定技術を用いても、十分な製造歩留まりを維持することが困難となってきた。その原因としては、下記のようなことが考えられる。
【００１１】
渦電流センサは、ターゲットとの距離を高精度に測定可能であるものの、測定範囲が比較的狭いため、特許文献１のように、相対的な上下動ストロークが大きい上定盤と研磨装置本体との間で測定を行う場合、渦電流センサを上定盤と同期して上下動させるセンサ昇降機構（特許文献１の図２参照）や、上定盤の上下移動経路から渦電流センサを退避させるセンサ退避機構（特許文献１の図７参照）が必要となる。このような機構を介して、渦電流センサを研磨装置本体に取り付けると、センサ昇降機構やセンサ退避機構の組付精度、動作精度、摩耗、ガタなどに影響を受け、測定精度が低下する可能性がある。
【００１２】
また、特許文献１に示される渦電流センサは、上定盤の上面又はその近傍部材をターゲットとするため、基板の通過に伴う上定盤の振れにより、安定した測定が阻害される可能性がある。また、加工中に飛散した加工液などにより上定盤の上面に錆が発生すると、磁気特性の変化によって正確な測定が困難になるという問題もある。
【００１３】
一方、特許文献２に示される渦電流センサは、上定盤に取り付けられ、下定盤をターゲットとして測定を行うため、渦電流センサの測定範囲が問題となることはないが、センサ付近を基板が通過するとき、上定盤及び下定盤の振れにより、安定した測定が阻害される可能性がある。また、回転部材である上定盤に渦電流を取り付けると、研磨装置本体側に信号を取り出すために、ロータリコネクタも必要になる。
【００１４】
また、特許文献２に示される渦電流センサは、研磨加工領域に臨むように配置されるため、異物によるセンサ保護膜の破損や、加工液などの付着による測定精度の低下が起る可能性がある。しかも、ターゲットである下定盤の研磨加工面は、摩耗などによって組成が変質し、透磁率などの磁気特性が変化するため、渦電流センサによる測定精度が経時的に悪化する現象が見られる。
【００１５】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制し、その結果、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる磁気ディスク用基板の研磨方法及び研磨装置、並びに磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えた研磨装置を用い、前記磁気ディスク用基板が所定の目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する研磨方法であって、前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定し、前記厚さ測定手段の測定厚さが前記目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する方法としてある。
【００１７】
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、上定盤の上下動を、スライダ支持部に対するスライダの上下動と、スライダに対する上定盤支軸の上下動との二段階で行い、スライダと上定盤支軸との間で磁気ディスク用基板の厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサなどの高精度なセンサを用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
しかも、本発明では、上定盤や下定盤をターゲットとしないため、基板の通過に伴う定盤の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができるとともに、摩耗による定盤の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００１９】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部近傍に配置され、前記上定盤支軸の上端部と前記スライダとの相対的な上下位置を検出する方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、センサやターゲットを、上定盤から離れた場所に配置することができるため、加工液の付着によりターゲットに錆が発生したり、異物との接触でセンサが破損するなどの不都合を回避し、これらに起因する測定精度の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部に設けられる円盤状の導体ターゲットと、前記スライダに設けられ、前記導体ターゲットとの距離を非接触で検出する渦電流センサとを備えた方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、スライダに対する上定盤支軸の相対的な上下位置を非接触で精度良く検出することが可能になる。しかも、上定盤支軸自体をターゲットとする場合に比べ、渦電流センサの配置の自由度を向上させることができるとともに、ターゲットの交換も容易になる。
【００２１】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記渦電流センサが、高さ調整手段を介して、前記スライダに設けられる方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、渦電流センサの高さを適宜調整することにより、定盤の摩耗や目標厚さの変更に伴う検出値や検出範囲のずれを補正し、良好な測定精度を維持することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の研磨装置は、磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えている。研磨装置であって、前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する構成としてある。
【００２３】
磁気ディスク用基板の研磨装置をこのように構成すれば、上定盤の上下動が、スライダ支持部に対するスライダの上下動と、スライダに対する上定盤支軸の上下動との二段階で行われ、磁気ディスク用基板の厚さ測定を、スライダと上定盤支軸との間で行うことが可能になる。
【００２４】
これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサなどの高精度なセンサを用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することができ、その結果、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることが可能になる。
【００２５】
また、厚さ測定手段は、上定盤や下定盤をターゲットとしないため、基板の通過に伴う定盤の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができる許りでなく、摩耗による定盤の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の製造方法は、上記のいずれかに記載した磁気ディスク用基板の研磨方法を用いて、磁気ディスク用基板を研磨する工程が含まれる方法としてある。
磁気ディスク用基板の製造方法をこのような方法にすれば、研磨工程における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成できるだけでなく、個体間の寸法バラツキを抑制することが可能になる。これにより、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスクの製造方法は、上記磁気ディスク用基板の製造方法によって得られた基板上に、少なくとも磁性層を形成する方法としてある。
このような方法で磁気ディスクを製造すると、高記録密度の磁気ディスクを低コストで製造することができる。
【００２８】
なお、本発明において磁気ディスク用基板の研磨とは、磁気ディスク用基板の寸法及び／又は表面形状を所定の精度に加工する目的で、回転する定盤を用いて基板の正面を所定量削減して厚さを減少させる加工のことである。主に、所定の寸法を得ようとする目的で加工することをラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）といい、主に、表面形状を鏡面化する目的で加工することをポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）という。
【００２９】
本発明は、回転する定盤を用いて磁気ディスク用基板の表面を所定量削減して厚さを減少させる加工であれば、どのような加工にも用いることができるが、特に、磁気ディスク用基板のラッピング工程に用いることが好ましい。ラッピング工程においては、所定の寸法精度に加工する点が重視されるので、加工量（削減量、取りしろ）がポリッシング工程よりも多いからである。加工量にばらつきがあると、寸法がばらついてしまうが、本発明では、加工量を精密制御することができるので、このようなことがない。
【００３０】
本発明は、特に、磁気ディスク用のガラス基板の研磨（ラッピング、ポリッシング）に用いることが好ましい。ガラス基板は高剛性かつ平滑であるので、磁気ヘッドの低浮上量化に適しているからである。
また、ガラスの研磨加工にあっては、研磨加工に高い精度を必要とするが、本発明では、精密に基板の厚さを制御することができるので、有用性に優れている。
なお、ガラス基板のなかでも、特に、平滑性の高いアモルファスガラス基板においては優れた作用を発揮し、取り分け、アルミノシリケートガラス基板の研磨に用いると好適である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
［磁気ディスク用基板の研磨装置］
まず、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す全体側面図、図２は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す要部正面図である。
図１に示すように、磁気ディスク用基板の研磨装置は、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０、内歯歯車４０、キャリア５０、加工液供給部（図示せず）などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。
【００３３】
下定盤１０は、円環状の水平な上面を有する円盤部材である。この下定盤１０は、基板を所定の寸法に加工するためのラッピング工程においては、パッド等を貼付しなくてもよいが、基板を所定の鏡面に加工するためのポリッシング工程においては、発泡ウレタンなどの研磨パッドを貼付することが好ましい。下定盤１０の下面は、垂直線Ａを中心として回転可能な下部支持部材（図示せず）に固定されている。下部支持部材は、下定盤回転駆動部（図示せず）と連係されており、その駆動によって下定盤１０及び下部支持部材が回転動作される。
なお、下定盤１０は、回転不能に固定されていてもよい。
【００３４】
上定盤２０は、円環状の水平な下面を有する円盤部材である。この上定盤２０も、基板を所定の寸法に加工するためのラッピング工程においては、パッド等を貼付しなくてもよいが、基板を所定の鏡面に加工するためのポリッシング工程においては、発泡ウレタンなどの研磨パッドを貼付することが好ましい。上定盤２０の上面は、垂直線Ａを中心として回転可能な上部支持部材２１に固定されている。上部支持部材２１は、後述する上定盤回転駆動部（図示せず）に連係されており、その駆動によって、上定盤２０及び上部支持部材２１が回転動作される。
また、上定盤２０及び上部支持部材２１は、垂直線Ａに沿って上下動自在に支持されており、後述する上定盤支持機構６０の駆動によって昇降動作される。
【００３５】
太陽歯車３０は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部（図示せず）の駆動に応じて、垂直線Ａを中心として回転動作される。ただし、内歯歯車４０を回転動作させる場合は、太陽歯車３０を回転不能に固定してもよい。
内歯歯車４０は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車３０の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車４０は、回転不能に固定されているが、垂直線Ａを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
【００３６】
キャリア（遊星歯車）５０は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被研磨加工物である磁気ディスク用基板を保持するためのワーク保持孔（図示せず）が一個又は複数個形成されている。
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア５０が配置される。これらのキャリア５０は、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０及び／又は内歯歯車４０の回転に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
【００３７】
つまり、キャリア５０に保持された磁気ディスク用基板を上定盤２０及び下定盤１０で挟持し、この状態でキャリア５０を公転及び自転させることにより、磁気ディスク用基板の上下両面が研磨加工される。
このような研磨加工部では、通常、上定盤２０及び下定盤１０の外径が内歯歯車４０の内径よりも小さくなっており、太陽歯車３０と内歯歯車４０との間で、かつ上定盤２０と下定盤１０とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。
【００３８】
加工液供給部は、図示してないが、加工液を貯溜する加工液貯溜樋と、加工液貯溜樋に貯溜された加工液を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する複数のチューブとを備えている。
加工液貯溜樋は、例えば、水平面上に環状の加工液貯溜路を形成しており、複数の支柱部材を介して、上部支持部材２１の上方位置に設けられる。
【００３９】
上定盤２０及び研磨パッドを貼付した場合にはその研磨パッドに、図示してないが、貫通孔が複数形成されており、ここに各チューブの下端部が接続される。これにより、加工液貯溜樋に貯溜された加工液が、チューブ及び貫通孔を介して、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給される。
なお、研磨領域に供給された加工液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び加工液貯溜樋に送られる。
【００４０】
［上定盤支持機構］
以下、本発明に係る研磨装置の特徴部分について説明する。
図１に示すように、上定盤２０は、上定盤支持機構６０によって支持されている。定盤支持機構６０は、上定盤２０の回転中心となる上定盤支軸６１と、上定盤支軸６１を回転かつ上下動自在に支持するスライダ６２と、スライダ６２を上下動自在に支持するコラム（スライダ支持部）６３とを備えている。
【００４１】
上定盤支軸６１は、垂直線Ａを中心としてスライダ６２を上下方向に貫通し、その下端部で上部支持部材２１及び上定盤２０を一体的に支持している。スライダ６２の内部には、スプライン軸である上定盤支軸６１を上下動自在に支持するスプラインスリーブ６４が設けられる。スプラインスリーブ６４は、垂直軸Ａを中心としてスライダ６２に回転自在に支持されるとともに、その外周面には、ギヤ６５が一体的に設けられている。このギヤ６５は、スライダ６２の内部に設けられる上定盤回転駆動部の出力ギヤ６６に噛み合っており、その駆動によってギヤ６５、スプラインスリーブ６４、上定盤支軸６１、上部支持部材２１及び上定盤２０が一体的に回転される。
【００４２】
また、スライダ６２の内部には、上定盤支軸６１を回転自在かつ上下動不能に支持する支持部材６７が設けられている。この支持部材６７は、第一リフトシリンダ６８のロッドに連結され、第一リフトシリンダ６８のロッド伸縮動作に伴って、上定盤支軸６１、上部支持部材２１及び上定盤２０を、スライダ６２に対して上下動させる。第一リフトシリンダ６８による上定盤２０の上下動作は、そのストロークが小さくなっており、主に研磨加工中における基板の加圧や、基板の厚さ制御に用いられる。
【００４３】
コラム６３は、研磨装置のベースに立設されており、例えば、複数のガイドレールを介して、スライダ６２を上下動自在に支持している。スライダ６２とコラム６３との間には、第二リフトシリンダ６９が介設され、そのロッド伸縮動作に伴って、スライダ６２や上定盤２０がコラム６３に対して上下動される。第二リフトシリンダ６９による上定盤２０の上下動作は、そのストロークが大きくなっており、主にキャリア５０に基板をセットする際や、研磨加工された基板をキャリア５０から取り出す際に用いられる。
【００４４】
また、スライダ６２とコラム６３との間には、コラム６３に対するスライダ６２の上下位置を検出するスライダ位置検出手段が介設されている。スライダ位置検出手段としては、例えば、検出範囲が広いマグネスケールなどの位置センサを用いることができる。また、スライダ６２の下降位置（研磨加工位置）や上昇位置（基板着脱位置）を固定する場合は、リミットセンサでスライダ６２の上下限位置を検出してもよい。また、スライダ６２の下限停止は、位置センサ値によるソフトリミットに限らず、ストッパによるハードリミットで行うようにしてもよい。この場合には、位置センサの検出精度に影響されず、スライダ６２を精度良く下限停止させることができる。
【００４５】
［厚さ測定手段］
図１及び図２に示すように、スライダ６２と上定盤支軸６１との間には、スライダ６２と上定盤支軸６１との相対的な上下位置検出にもとづいて、磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段７０が構成されている。本実施形態の厚さ測定手段７０は、上定盤支軸６１の上端面に設けられるターゲットプレート７１と、スライダ６２の上面に、高さ調整手段７２を介して設けられる渦電流センサ７３とを備えている。
【００４６】
ターゲットプレート７１は、円盤状の導体ターゲットであり、上定盤支軸６１の軸心（垂直軸Ａ）に対して直角となるように、上定盤支軸６１の上端面に設けられる。上定盤支軸６１に対するターゲットプレート７１の取り付けは、ネジなどによる一体固定でもよいが、自動調芯機構を介して取り付けることが好ましい。この場合には、上定盤支軸６１の回転に伴ってターゲットプレート７１が自動的に調芯され、ターゲットプレート７１の揺れによる測定精度の低下を防止することができる。
【００４７】
渦電流センサ７３は、ターゲットプレート７１の下面に向けて高周波磁界を発生するように、ターゲットプレート７１の下方に上向きで配置されている。渦電流センサ７３からターゲットプレート７１の下面に向けて高周波磁界を発生させると、ターゲットプレート７１の下面に、高周波磁界を打ち消すように渦電流が流れ、それに伴って渦電流センサ７３のコイルインダクタンスが変化する。渦電流は、ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離に応じて変化し、渦電流センサ７３は、コイルインダクタンスの変化を電圧変化として出力するため、渦電流センサ７３の出力電圧にもとづいて、ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離を特定することが可能になる。
【００４８】
ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離は、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置であり、スライダ６２の上下位置を別途特定すれば、渦電流センサ７３の出力電圧にもとづいて、上定盤２０の上下位置を特定し、下定盤１０と上定盤２０に挟持される磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
【００４９】
高さ調整手段７２は、図２に示すように、センサブラケット７４と、このセンサブラケット７４を上下方向に貫通するセンサ支持パイプ７５と、一対のロックナット７６とを備えている。渦電流センサ７３は、センサ支持パイプ７５の上端部に組み込まれ、センサ支持パイプ７５の下端部から引き出される配線７７を介して、Ａ／Ｄ変換器７８に接続される。
【００５０】
センサ支持パイプ７５は、外周面にネジ溝（図示せず）を有しており、センサブラケット７４のネジ孔に貫通状に螺合している。したがって、ロックナット７６を緩めて、センサ支持パイプ７５を回し操作すれば、センサ支持パイプ７５のネジ送り動作により、渦電流センサ７３の上下位置を調整することができ、その後、ロックナット７６を締めれば、渦電流センサ７３を任意の上下位置で固定することが可能になる。
【００５１】
上記のように構成された本実施形態の研磨装置によれば、上定盤２０の上下動を、コラム６３に対するスライダ６２の上下動と、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動との二段階で行い、スライダ６２と上定盤支軸６１との間で磁気ディスク用基板の厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、高精度な渦電流センサ７３を用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００５２】
また、渦電流センサ７３は、上定盤２０や下定盤１０をターゲットとしないため、磁気ディスク用基板の通過に伴う定盤１０、２０の振れに影響を受けにくくなる。これにより、安定した厚さ測定を行うことができるだけでなく、摩耗による定盤１０、２０の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことが可能になる。
【００５３】
また、渦電流センサ７３やターゲットプレート７１を、上定盤支軸６１の上端部近傍に配置し、上定盤２０から可及的に離間させているため、加工液の付着によりターゲットプレート７１に錆が発生したり、異物との接触で渦電流センサ７３が破損するなどの不都合を回避し、これらに起因する測定精度の低下を防ぐことが可能になる。
【００５４】
また、渦電流センサ７３は、高さ調整手段７２を介して、スライダ６２に設けられるため、渦電流センサ７３の高さを適宜調整することにより、定盤１０、２０の摩耗や目標厚さの変更に伴う検出値や検出範囲のずれを補正し、良好な測定精度を維持することができる。
【００５５】
［厚さ測定手段の他例］
図３は、厚さ測定手段の他例を示す研磨装置の要部概略正面図である。
この図に示される厚さ測定手段８０は、マグネスケール８１と、センサブラケット８２と、超硬チップ８３とを備えている。
マグネスケール８１は、読み取り部８１ａとスケール部８１ｂとを備えている。リニア変位センサである。スケール部８１ｂに沿って設けられる磁性体には、一定の波長で正弦波が磁気記録されており、これを読み取り部８１ａの二個の磁気ヘッドで読み取ることによって、読み取り部８１ａに対するスケール部８１ｂの相対的な位置を検出する。
【００５６】
センサブラケット８２は、一対の第一リフトシリンダ６８間に架設されており、その中心部（垂直軸Ａと同心）でマグネスケール８１の読み取り部８１ａを支持している。
超硬チップ８３は、きわめて摩耗が少ない超硬材料で形成された円盤状の部材であり、上定盤支軸６１の上端面に一体的に固定されている。マグネスケール８１のスケール部８１ｂは、図示しないバネにより、超硬チップ８３に押し当てられており、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動に追従する。
【００５７】
上記のように構成された厚さ測定手段８０によれば、マグネスケール８１の出力にもとづいて、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置を特定し、下定盤１０と上定盤２０に挟持される磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
また、マグネスケール８１のスケール部８１ｂが押し当てられる上定盤支軸６１の上端面には、超硬チップ８３が設けられるため、上定盤支軸６１の回転に伴う摩耗を可及的に防止することができる。
【００５８】
［磁気ディスク用基板の研磨方法］
つぎに、本発明に係る磁気ディスク用基板の研磨方法について説明する。
まず、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０の回転が停止した状態で、スライダ６２を上昇させ、下定盤１０と上定盤２０を離間させる。この状態で、キャリア５０にワーク（磁気ディスク用基板）をセットする。
スライダ６２を下降させて、キャリア５０に保持されたワークを上定盤２０及び下定盤１０で挟み、加工液供給部から研磨領域に加工液を供給するとともに、下定盤１０、上定盤２０及び太陽歯車３０を回転動作させ、ワークの研磨加工を開始する。このとき、第一リフトシリンダ６８により上定盤２０を下降方向へ動作させ、所定の圧力でワークを加圧する。
ワークを保持したキャリア５０は、太陽歯車３０の回転動作に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しながら自転し、ワークの研磨加工を進行させ、研磨加工の進行に応じて、ワークの両主表面が平坦化されるとともに、ワークの厚さ寸法が減少する。また、ワークの厚さ寸法が減少すると、それに応じて上定盤２０や上定盤支軸６１も下方へ変位する。
【００５９】
研磨加工中は、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置を検出する厚さ測定手段７０（８０）の出力にもとづいて、ワークの厚さ変化を監視し、厚さ測定手段７０（８０）の測定厚さが目標厚さになるまで、ワークの研磨加工を継続する。
厚さ測定手段７０（８０）の測定厚さが目標厚さになったら、下定盤１０、上定盤２０及び太陽歯車３０の回転を停止するとともに、加工液の供給を停止し、研磨加工を終了する。その後、スライダ６２の上昇動作により、上定盤２０を下定盤１０から離間させ、研磨加工されたワークをキャリア５０から搬出する。
【００６０】
上記のような研磨方法によれば、上定盤２０の上下動を、コラム６３に対するスライダ６２の上下動と、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動との二段階で行い、スライダ６２と上定盤支軸６１との間でワークの厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサ７３などの高精度なセンサを用いて、ワークの厚さを測定することが可能になる。これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板となるワークの厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００６１】
しかも、厚さ測定手段７０（８０）は、上定盤２０や下定盤１０をターゲットとしないため、ワークの通過に伴う定盤１０、２０の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができるとともに、摩耗による定盤１０、２０の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００６２】
［磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法］
つぎに、本発明に係る磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について、図４を参照して説明する。
図４は、磁気ディスク用基板（磁気ディスク）の製造工程を示すフローチャートである。
この図に示すように、磁気ディスク用基板は、ディスク形状加工工程Ｐ１と、ラッピング工程Ｐ２と、鏡面ポリッシング工程Ｐ３と、化学強化工程Ｐ４とを経て製造される。その後、磁気ディスク製造工程Ｐ５を経ることにより磁気ディスクが完成する。
【００６３】
＜ディスク形状加工工程Ｐ１＞
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスによりディスク状にした。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ_２：５８〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜２３重量％、Ｌｉ_２Ｏ：３〜１０重量％・Ｎａ_２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有するガラスからなることが好ましい。
【００６４】
更に、上記ガラス基板の組成は、ＳｉＯ_２：６２〜７５重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：５〜１５重量％、Ｌｉ_２Ｏ：４〜１０重量％、Ｎａ_２Ｏ：４〜１２重量％、ＺｒＯ_２：５．５〜１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ_２Ｏ／ＺｒＯ_２の重量比が０．５〜２．０、Ａｌ_２Ｏ_３／ＺｒＯ_２の重量比が０．４〜２．５であるアルミノシリケートガラスであることが好ましい。
【００６５】
また、ＺｒＯ_２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起を無くすためには、モル％表示で、ＳｉＯ_２を５７〜７４％、ＺｎＯ_２を０〜２．８％、Ａｌ_２Ｏ_３を３〜１５％、ＬｉＯ_２を７〜１６％、Ｎａ_２Ｏを４〜１４％含有する化学強化用ガラスなどを使用することが好ましい。このようなアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、ガラス基板表面に１０μｍ〜２００μｍ程度の圧縮応力層を形成することができるので、抗折強度が増加し、ヌープ硬度にも優れる。このような高い剛性が得られるガラス基板は、高速回転する磁気ディスクや、ＬＵＬ（ロードアンロード）方式用磁気ディスクに好適である。
【００６６】
本実施例においては、ＳｉＯ_２：６３．６重量％、Ａｌ_２Ｏ_３：１４．２重量％、Ｎａ_２Ｏ：１０．４重量％、Ｌｉ_２Ｏ：５．４重量％、ＺｒＯ_２：６．０重量％、Ｓｂ_２Ｏ_３：０．４重量％の組成を有するアルミノシリケートガラスを用いた。
このガラス基板に内径加工、外径加工を行なうことによりドーナツ状のガラスディスクを得た。
【００６７】
＜ラッピング工程Ｐ２＞
つぎに、ガラス基板にラッピング加工を施した。ラッピング工程Ｐ２は、寸法精度や形状精度、表面品質の向上を目的として行う。このラッピング工程Ｐ２によって、ガラス基板の厚さは所定の厚さまで削減される。ラッピング工程Ｐ２は、前述した研磨装置と研磨方法を用いて行った。加工液に含まれる砥粒の粒度は、第１ラッピング工程で＃４００を用い、第２ラッピング工程で＃１０００を用いた。加工液には、アルミナ砥粒と水が含まれる。加工荷重は、６．６〜２００ｇ／ｃｍ^２程度に設定した。
【００６８】
ガラス基板を複数枚セットした複数のキャリア５０を、太陽歯車３０と内歯歯車４０を用いて遊星歯車運動させることにより、ガラス基板の両主表面を均一に精密にラッピングした。ラッピング除去量（取りしろ）は、各主表面について１００μｍ以上、特に、２００μｍ以上とすることが好ましい。上限については、所定の寸法、品質が得られる範囲内であれば特に制限を設ける必要はないが、実用上６００μｍ以下とすると製造コストを抑制することができる。
本実施例においては、各主表面についてのラッピング除去量を２００μｍとした。
ラッピング後のガラス基板の寸法は、厚さが０．６８ｍｍ、平坦度は１．５μｍ、表面粗さはＲｍａｘで１．０μｍであった。
なお、ガラス基板の表面には、高いラッピング加工圧力により、圧縮応力層が形成された。このため精密に両主表面を均一にラッピングできないと、ガラスラッピングに由来するトワイマン効果により微小な反りが発生する場合がある。
この工程では、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて、ガラス基板の両主表面をラッピングすることにより、要求される表面形状及び寸法精度を満足するガラス基板が得られた。
【００６９】
＜鏡面ポリッシング工程Ｐ３＞
つぎに、ガラス基板に鏡面ポリッシング工程Ｐ３を施した。鏡面ポリッシング工程Ｐ３は、ラッピング工程Ｐ２で発生した微小なキズなどを除去するとともに、磁気ディスク用基板として用いることができるように、ガラス基板の主表面を高度に平滑化するために行われる。鏡面ポリッシング工程Ｐ３によって、ガラス基板の主表面は、Ｒｍａｘで２〜７ｎｍ程度の鏡面となるよう表面仕上げされる。
【００７０】
鏡面ポリッシング工程Ｐ３は、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて行なった。これに用いる加工液は、ガラス研磨において高い平滑性を実現することのできる酸化セリウム砥粒と水を含む。加工荷重はラッピング工程のときと同様とした。ポリッシング除去量（取りしろ）は、各主表面について０．０１μｍ以上、特に１．０μｍ以上とすることが好ましい。上限については、所定の表面形状（表面粗さなど）が得られる範囲内であれば特に制限を設ける必要はないが、実用上５０μｍ以下とすると製造コストを抑制することができる。
本実施例においては、各主表面についてのポリッシング除去量を１５μｍとした。
上定盤２０及び下定盤１０には、発泡ポリウレタン表面からなる研磨パッドを貼付し、ガラス基板の主表面を精密に研磨した。ガラス基板を複数枚セットした複数のキャリア５０を、太陽歯車３０と内歯歯車４０を用いて遊星歯車運動させることにより、ガラス基板の両主表面を均一に精密に鏡面ポリッシングした。
この工程では、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて、ガラス基板の両主表面を鏡面ポリッシングすることにより、要求される表面形状及び寸法精度を満足するガラス基板が得られた。
【００７１】
＜化学強化工程Ｐ４＞
鏡面ポリッシングされたガラス基板に対し、低温イオン交換法により化学強化を行なった。化学強化を行うことにより、ガラス基板の表面に強い圧縮応力層を形成することができるので、ガラス基板の剛性や耐衝撃性を高めることができる。具体的には、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩を３８０℃に加熱して溶融させ、この溶融塩にガラスディスク基板を浸漬させて化学強化を行った。化学強化により表面に形成された圧縮応力層は、バビネ法によると１００μｍであった。
【００７２】
この後に、ガラス基板を精密洗浄し、磁気ディスク用基板が完成した。このガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で詳細に測定したところ、表面粗さは、Ｒｍａｘで４．２ｎｍ、Ｒａで０．４ｎｍであり、極めて平滑性の高い鏡面であることが判った。なお、表面粗さは、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づく。
また、磁気ヘッドの浮上を妨げるような、寸法異常、ディスク厚異常、形状異常や反り、ウネリは観察されなかった。また、異物やキズなどの異常も観察されなかった。
なお、１０００枚の磁気ディスク用基板を製造したときの製造歩留まりは９９．５％であった。
【００７３】
＜磁気ディスク製造工程Ｐ５＞
以上の工程を経て完成した磁気ディスク用基板の両主表面に、アルゴン雰囲気でＤＣマグネトロンスパッタリング方法により順次成膜を行った。
まず、ガラス基板上にＡｌＲｕ合金薄膜からなる膜厚３００Åの第１下地層、つぎに、ＣｒＷ薄膜からなる膜厚３０Åの第２下地層を形成した。この上に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金薄膜からなる膜厚１００Åの磁性層を形成した。磁性層まで形成された磁気ディスク上にプラズマＣＶＤ法により水素化炭素からなる保護層を６０Å形成した。つぎに、ディップ法によりアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑剤を塗布して１０Åの潤滑層を形成した。以上のようにして、磁気ディスクが完成した。
【００７４】
なお、磁性層としては、高い異方性磁界（Ｈｋ）が得られるＣｏＰｔ系合金磁性層が好ましい。磁性層の形成は、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によることが好ましい。保護層としては、優れた耐久性の得られる炭素系保護層が好ましい。この場合、水素化炭素とすると好適である。保護層の形成は、プラズマＣＶＤ法によることが好ましい。
潤滑層としては、柔軟な主鎖構造を備えているパーフルオロポリエーテル潤滑剤が好ましく、特に、末端基に水酸基を備えるアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑剤が好適である。潤滑層の形成には、ディップ法、スピンコート法などを採用することができる。
本発明に対して、このような保護層及び潤滑層を組み合わせることにより、タッチダウンハイトをさらに低減させることができる。また、ＬＵＬ（ロードアンロード）方式磁気ディスク用として特に好ましい。
【００７５】
得られた磁気ディスクについて、磁気ヘッドの浮上特性を調査するために、タッチダウンハイト法によるグライド測定を行った。その結果、タッチダウンハイトは４．５ｎｍであった。したがって、浮上量が４．５ｎｍまでは、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触しないことが判った。また、測定中に浮上量や浮上姿勢が変動するようなことも無かった。
【００７６】
つぎに、磁気ディスクをハードディスクドライブに搭載して動作状況を確認した。ＬＵＬ（ロードアンロード）方式のハードディスクドライブを用意し、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドとともに磁気ディスクを搭載した。連続してＬＵＬ動作を繰り返し、耐久性を調査したところ４０万回のＬＵＬ動作に耐久した。ヘッドクラッシュ障害などの故障は発生しなかった。
通常のハードディスクドライブの使用環境では、ＬＵＬ動作が４０万回を超えるには概ね１０年間程度の使用が必要と言われている。したがって、本実施例で提供される磁気ディスクは、高い信頼性を備えている。とともに、高度の品質保証を付与することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制し、その結果、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す全体側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す要部正面図である。
【図３】厚さ測定手段の他例を示す研磨装置の要部概略正面図である。
【図４】磁気ディスク用基板（磁気ディスク）の製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０下定盤
２０上定盤
３０太陽歯車
４０内歯歯車
５０キャリア
６０上定盤支持機構
６１上定盤支軸
６２スライダ
６３コラム
６８第一リフトシリンダ
６９第二リフトシリンダ
７０厚さ測定手段
７１ターゲットプレート
７２高さ調整手段
７３渦電流センサ
８０厚さ測定手段
８１マグネスケール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for polishing a magnetic disk substrate used for manufacturing a magnetic disk, a method for manufacturing a magnetic disk substrate, and a method for manufacturing a magnetic disk.
[0002]
[Prior art]
A magnetic disk mounted on a hard disk drive or the like is manufactured by forming thin films such as an underlayer, a magnetic layer, a protective layer, and a lubricating layer on a main surface of a magnetic disk substrate. Further, the magnetic disk substrate is obtained from a substrate material such as a glass work. Usually, in the manufacturing process of the magnetic disk substrate, a polishing device is used to polish (or grind) the main surface of the substrate. Is included. In this step, the main surface of the substrate is flattened by polishing the substrate with abrasive grains such as free abrasive grains and fixed abrasive grains, and the thickness of the substrate is within a predetermined dimensional range (tolerance). Adjusted.
[0003]
As a polishing apparatus for performing the above-mentioned polishing, a planetary gear type is widely adopted (for example, see Patent Documents 1 and 2). The planetary gear type polishing apparatus is configured such that a sun gear, an internal gear arranged concentrically outside the sun gear, mesh with the sun gear and the internal gear, and revolve according to the rotation of the sun gear and / or the internal gear. And a rotating carrier, an upper platen and a lower platen for holding the substrate held by the carrier from above and below, and a processing liquid (polishing liquid) for supplying a processing liquid (polishing liquid) between the upper and lower platens. ) Supply section.
[0004]
When the substrate is polished by the polishing apparatus, after setting the substrate on the carrier with the upper platen raised, the upper platen is lowered, and the substrate is sandwiched between the upper platen and the lower platen. . Thereafter, the carrier revolves and rotates by the rotation of the sun gear and / or the internal gear while supplying the working liquid between the upper surface plate and the lower surface plate. At this time, the upper platen and the lower platen are also rotated as necessary.
During polishing, the upper platen presses the substrate, and the thickness of the substrate decreases as the polishing progresses. The thickness of the substrate is measured by a thickness measuring means provided in the polishing apparatus, and the polishing is terminated when the measured thickness reaches a predetermined target thickness. That is, the thickness dimensional accuracy of the substrate depends on the measurement accuracy of the thickness measuring means.
[0005]
As the thickness measuring means, as described in Patent Literature 1, a means for measuring the thickness of a substrate based on detection of the vertical position of an upper platen with respect to a polishing apparatus main body, and as described in Patent Literature 2, It is known that the thickness of a substrate is measured based on detection of a distance between an upper surface plate and a lower surface plate.
Each of the thickness measuring means provided in Patent Documents 1 and 2 is configured using an eddy current sensor. The eddy current sensor can detect the distance to the target (non-contact) with high accuracy if the surface shape and magnetic properties (permeability etc.) of the target (detection target member) are uniform. Suitable for measuring substrate thickness.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-11121 (page 4, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP 2002-254302 A (Page 3, FIG. 3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
With the advancement of the IT society in recent years, the need for information recording / reproducing devices capable of recording / reproducing large-capacity information at high speed is rapidly increasing. In particular, a hard disk drive has achieved an information recording capacity of more than 40 gigabytes per 2.5-inch disk, and has greatly contributed to the development of IT. There is a demand for a technology for recording and reproducing at an information recording density of 80 gigabits or more.
[0008]
To realize such a high recording density, it is necessary to reduce the flying height of the magnetic head with respect to the magnetic disk to 10 nm or less from the viewpoint of reducing the spacing loss. A head crash failure due to a collision between the magnetic head and the magnetic disk is likely to occur, and the stable floating of the magnetic head may be hindered.
In order to avoid such a problem, it is necessary to control the surface shape and dimensional accuracy of the magnetic disk and the magnetic disk substrate very strictly. Particularly, when a compressive stress layer is formed on the substrate surface, If there is a variation in the shape and dimensional accuracy, the variation may be enlarged by stress, so that extreme care is required.
[0009]
In addition, when mass-producing magnetic disks, it is necessary not only to strictly control the surface shape and dimensional accuracy of each magnetic disk substrate, but also to vary the surface shape and dimensional accuracy among manufacturing individuals and manufacturing lots. It is required to suppress. If this variation is not sufficiently suppressed, the yield will decrease, the manufacturing cost will increase, and it will be difficult to provide inexpensive substrates. It is difficult to provide high quality assurance.
[0010]
For the above reasons, the tolerance required for the polishing step of the magnetic disk substrate is becoming stricter year by year. As a result, even if the thickness measurement techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 are used, a sufficient manufacturing yield can be obtained. It has become difficult to maintain. The possible causes are as follows.
[0011]
Although the eddy current sensor can measure the distance to the target with high accuracy, the measurement range is relatively narrow. When the measurement is performed between the above, the sensor lifting mechanism for moving the eddy current sensor up and down in synchronization with the upper surface plate (see FIG. 2 of Patent Document 1), or the eddy current sensor is retracted from the vertical movement path of the upper surface plate A sensor retreat mechanism (see FIG. 7 of Patent Document 1) is required. If the eddy current sensor is attached to the main body of the polishing device via such a mechanism, the accuracy of assembly, operation accuracy, wear, backlash, etc. of the sensor elevating mechanism and sensor retracting mechanism may be affected, and measurement accuracy may be reduced. There is.
[0012]
In addition, since the eddy current sensor disclosed in Patent Document 1 targets the upper surface of the upper surface plate or a member near the upper surface, there is a possibility that stable measurement may be hindered by the swing of the upper surface plate accompanying the passage of the substrate. is there. In addition, when rust is generated on the upper surface of the upper platen due to a processing liquid or the like scattered during processing, there is a problem that accurate measurement becomes difficult due to a change in magnetic characteristics.
[0013]
On the other hand, the eddy current sensor disclosed in Patent Document 2 is mounted on the upper surface plate and performs measurement using the lower surface plate as a target, so that the measurement range of the eddy current sensor does not matter, but the substrate near the sensor is When passing, there is a possibility that stable measurement may be hindered by the swing of the upper and lower stools. Further, when an eddy current is attached to the upper surface plate, which is a rotating member, a rotary connector is also required to extract a signal to the polishing apparatus main body side.
[0014]
Further, since the eddy current sensor disclosed in Patent Document 2 is disposed so as to face the polishing region, there is a possibility that the sensor protection film may be damaged by a foreign substance or the measurement accuracy may be reduced due to the attachment of a processing liquid or the like. is there. In addition, the composition of the polished surface of the lower surface plate, which is the target, changes due to wear and the like, and magnetic properties such as magnetic permeability change, so that a phenomenon in which the measurement accuracy by the eddy current sensor deteriorates with time is observed.
[0015]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and achieves the dimensional accuracy required for a high recording density magnetic disk by improving the thickness measurement accuracy of the magnetic disk substrate in the polishing process, A method and apparatus for polishing a magnetic disk substrate, a method for manufacturing a magnetic disk substrate, and a method for manufacturing a magnetic disk, which can suppress dimensional variation between individuals and, as a result, can manufacture a magnetic disk having a high recording density with a high yield. The purpose is to provide a method.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for polishing a magnetic disk substrate according to the present invention comprises: an upper surface plate and a lower surface plate for sandwiching a magnetic disk substrate from above and below and polishing the main surface thereof; and rotating and vertically moving the upper surface plate. A polishing apparatus having an upper surface plate supporting mechanism for freely supporting the magnetic disk substrate and a thickness measuring means for measuring a thickness change of the magnetic disk substrate due to the polishing, wherein the magnetic disk substrate has a predetermined target thickness. A polishing method for polishing the main surface of the magnetic disk substrate until the upper platen support mechanism comprises: an upper platen support shaft serving as a rotation center of the upper platen; A slider supporting the shaft so that it can rotate and move up and down; and a slider supporting portion that supports the slider so that it can move up and down, wherein the thickness measuring means is configured to control a relative position between the slider and the upper platen support shaft. Based on the vertical position detection, Measuring the thickness variation of the magnetic disk substrate, to measure the thickness of said thickness measuring means becomes the target thickness is a method of polishing a main surface of the substrate for the magnetic disk.
[0017]
With such a method of polishing the magnetic disk substrate, the vertical movement of the upper surface plate is performed in two steps: the vertical movement of the slider relative to the slider support, and the vertical movement of the upper surface support shaft relative to the slider. By measuring the thickness of the magnetic disk substrate between the slider and the upper surface plate spindle, a high-precision sensor such as an eddy current sensor can be used without providing a sensor elevating mechanism or sensor retreat mechanism. It is possible to measure the thickness of the magnetic disk substrate.
As a result, it is possible to avoid a decrease in measurement accuracy due to the sensor elevating mechanism and the sensor retracting mechanism, and to improve the thickness dimensional accuracy of the magnetic disk substrate.
[0018]
Moreover, in the present invention, since the upper platen and the lower platen are not targeted, a stable thickness measurement can be performed without being affected by the deflection of the platen caused by the passage of the substrate, and the platen due to abrasion. , And high-accuracy thickness measurement can be continuously performed without being affected by the change in magnetic permeability of the substrate.
[0019]
Further, in the method of polishing a magnetic disk substrate according to the present invention, the thickness measuring means is disposed near an upper end of the upper platen spindle, and a relative position between the upper end of the upper platen spindle and the slider is provided. This is a method for detecting a vertical position.
If the method of polishing the magnetic disk substrate is set to such a method, the sensor and the target can be arranged at a place distant from the upper surface plate, so that rust is generated on the target due to the adhesion of the processing liquid, and foreign matter is generated. Inconveniences such as breakage of the sensor due to contact with the sensor can be avoided, and a decrease in measurement accuracy due to these can be prevented.
[0020]
Further, in the method for polishing a magnetic disk substrate according to the present invention, the thickness measuring means is provided on a disk-shaped conductor target provided on an upper end portion of the upper platen support shaft, and the slider is provided on the slider. And an eddy current sensor for detecting the distance of the contact without contact.
With such a method of polishing the magnetic disk substrate, the relative vertical position of the upper platen support shaft with respect to the slider can be accurately detected without contact. In addition, compared to the case where the upper platen support itself is used as a target, the degree of freedom in arranging the eddy current sensor can be improved, and the target can be easily replaced.
[0021]
In the polishing method for a magnetic disk substrate according to the present invention, the eddy current sensor is provided on the slider via height adjusting means.
If this method is used for polishing the magnetic disk substrate, the height of the eddy current sensor can be adjusted appropriately to correct the deviation of the detection value and the detection range due to the wear of the surface plate and the change of the target thickness. In addition, good measurement accuracy can be maintained.
[0022]
Further, in order to achieve the above object, the magnetic disk substrate polishing apparatus of the present invention sandwiches the magnetic disk substrate from above and below, an upper surface plate and a lower surface plate for polishing the main surface thereof, and rotating the upper surface plate and An upper platen support mechanism that supports the magnetic disk substrate so as to be movable up and down, and a thickness measuring unit that measures a thickness change of the magnetic disk substrate due to the polishing are provided. A polishing apparatus, wherein the upper stool support mechanism is an upper stool support shaft serving as a rotation center of the upper stool, a slider for rotatably and vertically moving the upper stool support shaft, and the slider A slider supporting portion for vertically moving the magnetic disk substrate, wherein the thickness measuring means detects the relative vertical position of the slider and the upper surface plate support shaft, It is configured to measure the change.
[0023]
With this configuration of the magnetic disk substrate polishing apparatus, the vertical movement of the upper surface plate is performed in two stages: the vertical movement of the slider with respect to the slider support portion, and the vertical movement of the upper surface support shaft with respect to the slider. Further, the thickness of the magnetic disk substrate can be measured between the slider and the upper surface plate support shaft.
[0024]
This makes it possible to measure the thickness of the magnetic disk substrate using a high-precision sensor such as an eddy current sensor without providing a sensor elevating mechanism or a sensor retracting mechanism. It is possible to avoid a decrease in measurement accuracy due to the retracting mechanism and to improve the thickness dimension accuracy of the magnetic disk substrate.
[0025]
Also, since the thickness measuring means does not target the upper surface plate and the lower surface plate, it is not allowed to perform stable thickness measurement without being affected by the deflection of the surface plate accompanying the passage of the substrate. In addition, high-precision thickness measurement can be continuously performed without being affected by a change in the magnetic permeability of the surface plate due to wear.
[0026]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a magnetic disk substrate according to the present invention includes a method of polishing a magnetic disk substrate using any one of the above-described methods of polishing a magnetic disk substrate. There is.
By adopting such a method for manufacturing a magnetic disk substrate, it is possible to achieve the dimensional accuracy required for a high recording density magnetic disk by improving the thickness measurement accuracy of the magnetic disk substrate in the polishing step. In addition, it is possible to suppress dimensional variation between individuals. Thus, a magnetic disk having a high recording density can be manufactured with high yield.
[0027]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a magnetic disk according to the present invention is a method of forming at least a magnetic layer on a substrate obtained by the method of manufacturing a magnetic disk substrate.
When a magnetic disk is manufactured by such a method, a magnetic disk having a high recording density can be manufactured at low cost.
[0028]
In the present invention, the polishing of the magnetic disk substrate refers to reducing the front surface of the magnetic disk substrate by a predetermined amount using a rotating platen for the purpose of processing the dimensions and / or surface shape of the magnetic disk substrate to a predetermined accuracy. Process to reduce the thickness. Processing mainly for the purpose of obtaining a predetermined size is called lapping, and processing mainly for the purpose of mirror-finishing the surface shape is called polishing.
[0029]
The present invention can be used for any processing that reduces the thickness by reducing the surface of the magnetic disk substrate by a predetermined amount by using a rotating surface plate, but is particularly applicable to magnetic disks. It is preferably used in a substrate lapping step. This is because, in the lapping process, since processing with a predetermined dimensional accuracy is regarded as important, the processing amount (reduction amount, margin) is larger than that in the polishing process. If there is a variation in the amount of processing, the dimensions will vary. However, in the present invention, this is not the case because the amount of processing can be precisely controlled.
[0030]
The present invention is particularly preferably used for polishing (lapping, polishing) a glass substrate for a magnetic disk. This is because the glass substrate has high rigidity and smoothness, and is suitable for reducing the flying height of the magnetic head.
Further, in the polishing of glass, high precision is required for the polishing, but in the present invention, since the thickness of the substrate can be controlled precisely, the utility is excellent.
Among glass substrates, particularly, an amorphous glass substrate having a high smoothness exhibits an excellent effect, and is particularly preferably used for polishing an aluminosilicate glass substrate.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
[Polishing device for magnetic disk substrate]
First, a polishing apparatus for a magnetic disk substrate according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is an overall side view showing a magnetic disk substrate polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a main part front view showing the magnetic disk substrate polishing apparatus according to an embodiment of the present invention. .
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus for a magnetic disk substrate includes a lower surface plate 10, an upper surface plate 20, a sun gear 30, an internal gear 40, a carrier 50, a working fluid supply unit (not shown), and the like. And a planetary gear type polishing section.
[0033]
The lower surface plate 10 is a disk member having an annular horizontal upper surface. In the lapping process for processing the substrate to a predetermined size, the lower platen 10 does not need to attach a pad or the like. However, in the polishing process for processing the substrate to a predetermined mirror surface, urethane foam or the like is used. It is preferable to affix the polishing pad. The lower surface of the lower stool 10 is fixed to a lower support member (not shown) rotatable about a vertical line A. The lower support member is linked to a lower platen rotation drive unit (not shown), and the lower platen 10 and the lower support member are rotated by the drive.
The lower platen 10 may be fixed so as not to rotate.
[0034]
The upper surface plate 20 is a disk member having an annular horizontal lower surface. In the lapping process for processing the substrate to a predetermined size, the upper platen 20 does not need to attach a pad or the like. However, in the polishing process for processing the substrate to a predetermined mirror surface, urethane foam is used. It is preferable to attach a polishing pad such as a polishing pad. The upper surface of the upper stool 20 is fixed to an upper support member 21 rotatable about a vertical line A. The upper support member 21 is linked to an upper platen rotation drive unit (not shown) described later, and the upper platen 20 and the upper support member 21 are rotated by the driving.
The upper stool 20 and the upper support member 21 are vertically movably supported along the vertical line A, and are moved up and down by driving an upper stool support mechanism 60 described later.
[0035]
The sun gear 30 is rotatably provided at a center position of the polishing section, and is rotated around a vertical line A in response to driving of a sun gear rotation drive section (not shown). However, when rotating the internal gear 40, the sun gear 30 may be fixed so as not to rotate.
The internal gear 40 is a ring-shaped gear having a tooth row on the inner peripheral side, and is arranged concentrically outside the sun gear 30. Although the internal gear 40 of the present embodiment is fixed so as not to rotate, the internal gear 40 may be rotatable about a vertical line A, and may be rotated in accordance with the driving of the internal gear rotation drive unit.
[0036]
The carrier (planetary gear) 50 is a thin disk member having a tooth row on an outer peripheral portion, and has one or a plurality of work holding holes (not shown) for holding a magnetic disk substrate which is a workpiece to be polished. Individually formed.
Usually, a plurality of carriers 50 are arranged in the polishing portion. These carriers 50 mesh with the sun gear 30 and the internal gear 40, and revolve around the sun gear 30 while revolving around the sun gear 30 in accordance with the rotation of the sun gear 30 and / or the internal gear 40.
[0037]
That is, the upper and lower surfaces of the magnetic disk substrate are polished by holding the magnetic disk substrate held by the carrier 50 between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 and revolving and rotating the carrier 50 in this state. .
In such a polished portion, the outer diameter of the upper stool 20 and the lower stool 10 is usually smaller than the inner diameter of the internal gear 40, and the upper surface 20 and the lower surface 10 are located between the sun gear 30 and the internal gear 40, and The donut-shaped area sandwiched between the surface plate 20 and the lower surface plate 10 is the actual polishing region.
[0038]
Although not shown, the processing fluid supply unit supplies a processing fluid storage gutter for storing the processing fluid and a processing fluid stored in the processing fluid storage gutter to a polishing area between the upper stool 20 and the lower stool 10. And a plurality of tubes for supplying.
The machining fluid storage gutter forms, for example, an annular machining fluid reservoir on a horizontal plane, and is provided above the upper support member 21 via a plurality of support members.
[0039]
When the upper surface plate 20 and the polishing pad are attached, a plurality of through holes (not shown) are formed in the polishing pad, and the lower end of each tube is connected to the through hole. Thereby, the working fluid stored in the working fluid storage gutter is supplied to the polishing area between the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10 via the tube and the through hole.
The processing fluid supplied to the polishing area is collected in a tank via a predetermined recovery path, and then sent again to the processing fluid storage gutter via a reduction path including a pump and a filter.
[0040]
[Upper platen support mechanism]
Hereinafter, the characteristic portions of the polishing apparatus according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the upper stool 20 is supported by an upper stool support mechanism 60. The platen support mechanism 60 includes an upper platen support shaft 61 serving as a rotation center of the upper platen 20, a slider 62 that supports the upper platen support shaft 61 so as to rotate and move up and down, and moves the slider 62 up and down freely. And a supporting column (slider supporting portion) 63.
[0041]
The upper platen support shaft 61 vertically passes through the slider 62 about the vertical line A, and integrally supports the upper support member 21 and the upper platen 20 at its lower end. Inside the slider 62, a spline sleeve 64 that supports the upper surface plate support shaft 61, which is a spline shaft, to be vertically movable is provided. The spline sleeve 64 is rotatably supported by the slider 62 about the vertical axis A, and a gear 65 is integrally provided on the outer peripheral surface thereof. The gear 65 meshes with an output gear 66 of an upper platen rotation drive unit provided inside the slider 62, and driven by the gear 65, the spline sleeve 64, the upper platen support shaft 61, the upper support member 21, and the upper The platen 20 is integrally rotated.
[0042]
In addition, a support member 67 that supports the upper surface plate support shaft 61 in a rotatable and immovable manner is provided inside the slider 62. The support member 67 is connected to the rod of the first lift cylinder 68, and moves the upper platen support shaft 61, the upper support member 21, and the upper platen 20 to the slider 62 in accordance with the rod expansion and contraction operation of the first lift cylinder 68. To move up and down. The vertical movement of the upper surface plate 20 by the first lift cylinder 68 has a small stroke, and is mainly used for pressurizing the substrate during polishing and controlling the thickness of the substrate.
[0043]
The column 63 is erected on the base of the polishing apparatus, and supports the slider 62 vertically movable via a plurality of guide rails, for example. A second lift cylinder 69 is interposed between the slider 62 and the column 63, and the slider 62 and the upper platen 20 are moved up and down with respect to the column 63 in accordance with the rod expansion and contraction operation. The vertical movement of the upper surface plate 20 by the second lift cylinder 69 has a large stroke, and is mainly used when setting a substrate on the carrier 50 or when removing a polished substrate from the carrier 50.
[0044]
Further, between the slider 62 and the column 63, a slider position detecting means for detecting the vertical position of the slider 62 with respect to the column 63 is provided. As the slider position detecting means, for example, a position sensor such as a magnescale having a wide detection range can be used. When fixing the lowering position (polishing position) and the raising position (substrate attaching / detaching position) of the slider 62, the upper and lower limit positions of the slider 62 may be detected by a limit sensor. Further, the lower limit stop of the slider 62 is not limited to the soft limit by the position sensor value, but may be performed by the hard limit by the stopper. In this case, the lower limit of the slider 62 can be stopped accurately without being affected by the detection accuracy of the position sensor.
[0045]
[Thickness measuring means]
As shown in FIGS. 1 and 2, a magnetic disk substrate is provided between the slider 62 and the upper surface plate support shaft 61 based on detection of the relative vertical position of the slider 62 and the upper surface plate support shaft 61. A thickness measuring means 70 for measuring a change in the thickness of the sheet is constituted. The thickness measuring means 70 of the present embodiment includes a target plate 71 provided on the upper end surface of the upper surface plate support shaft 61 and an eddy current sensor 73 provided on the upper surface of the slider 62 via a height adjusting means 72. Have.
[0046]
The target plate 71 is a disk-shaped conductor target, and is provided on the upper end surface of the upper surface plate support shaft 61 so as to be perpendicular to the axis (vertical axis A) of the upper surface plate support shaft 61. Attachment of the target plate 71 to the upper surface plate support shaft 61 may be integrally fixed with screws or the like, but is preferably attached via an automatic alignment mechanism. In this case, the target plate 71 is automatically aligned with the rotation of the upper platen support shaft 61, so that a decrease in the measurement accuracy due to the swing of the target plate 71 can be prevented.
[0047]
The eddy current sensor 73 is arranged upward below the target plate 71 so as to generate a high-frequency magnetic field toward the lower surface of the target plate 71. When a high-frequency magnetic field is generated from the eddy current sensor 73 toward the lower surface of the target plate 71, an eddy current flows on the lower surface of the target plate 71 so as to cancel the high-frequency magnetic field, and the coil inductance of the eddy current sensor 73 changes accordingly. I do. The eddy current changes according to the distance between the target plate 71 and the eddy current sensor 73, and the eddy current sensor 73 outputs a change in coil inductance as a voltage change. The distance between the target plate 71 and the eddy current sensor 73 can be specified.
[0048]
The distance between the target plate 71 and the eddy current sensor 73 is the vertical position of the upper platen support shaft 61 relative to the slider 62. If the vertical position of the slider 62 is specified separately, the output voltage of the eddy current sensor 73 is Based on this, it is possible to specify the upper and lower positions of the upper stool 20 and measure the thickness of the magnetic disk substrate sandwiched between the lower stool 10 and the upper stool 20.
[0049]
As shown in FIG. 2, the height adjusting means 72 includes a sensor bracket 74, a sensor support pipe 75 penetrating the sensor bracket 74 in the up-down direction, and a pair of lock nuts 76. The eddy current sensor 73 is incorporated in the upper end of the sensor support pipe 75, and is connected to the A / D converter 78 via a wiring 77 drawn from the lower end of the sensor support pipe 75.
[0050]
The sensor support pipe 75 has a thread groove (not shown) on the outer peripheral surface, and is screwed into a threaded hole of the sensor bracket 74 in a penetrating manner. Therefore, if the lock nut 76 is loosened and the sensor support pipe 75 is rotated and operated, the vertical position of the eddy current sensor 73 can be adjusted by the screw feed operation of the sensor support pipe 75, and then the lock nut 76 is tightened. For example, the eddy current sensor 73 can be fixed at an arbitrary vertical position.
[0051]
According to the polishing apparatus of the present embodiment configured as described above, the vertical movement of the upper surface plate 20 is controlled by the vertical movement of the slider 62 with respect to the column 63 and the vertical movement of the upper surface plate support shaft 61 with respect to the slider 62. By performing the measurement in two stages and measuring the thickness of the magnetic disk substrate between the slider 62 and the upper surface plate support shaft 61, a high-precision eddy current sensor 73 can be provided without providing a sensor elevating mechanism or a sensor retreat mechanism. Can be used to measure the thickness of the magnetic disk substrate. As a result, it is possible to avoid a decrease in measurement accuracy due to the sensor elevating mechanism and the sensor retracting mechanism, and to improve the thickness dimensional accuracy of the magnetic disk substrate.
[0052]
In addition, since the eddy current sensor 73 does not target the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10, the eddy current sensor 73 is less affected by the swing of the surface plates 10 and 20 accompanying the passage of the magnetic disk substrate. As a result, not only can stable thickness measurement be performed, but also high-precision thickness measurement can be continuously performed without being affected by a change in the magnetic permeability of the surface plates 10 and 20 due to wear.
[0053]
In addition, since the eddy current sensor 73 and the target plate 71 are disposed near the upper end of the upper surface plate support shaft 61 and are separated as much as possible from the upper surface plate 20, the processing liquid adheres to the target plate 71 due to the attachment of the processing liquid. It is possible to avoid inconveniences such as generation of rust and breakage of the eddy current sensor 73 due to contact with foreign matter, and to prevent a decrease in measurement accuracy due to these.
[0054]
Further, since the eddy current sensor 73 is provided on the slider 62 via the height adjusting means 72, the height of the eddy current sensor 73 is appropriately adjusted so that the wear of the surface plates 10 and 20 and the target thickness are reduced. The deviation of the detection value and the detection range due to the change can be corrected, and good measurement accuracy can be maintained.
[0055]
[Other examples of thickness measuring means]
FIG. 3 is a schematic front view of a main part of a polishing apparatus showing another example of the thickness measuring means.
The thickness measuring means 80 shown in this figure includes a magnescale 81, a sensor bracket 82, and a carbide tip 83.
The magnescale 81 includes a reading unit 81a and a scale unit 81b. It is a linear displacement sensor. A sine wave having a fixed wavelength is magnetically recorded on a magnetic body provided along the scale section 81b, and the sine wave is read by two magnetic heads of the reading section 81a. Detect relative position.
[0056]
The sensor bracket 82 is provided between the pair of first lift cylinders 68, and supports the reading unit 81a of the magnescale 81 at the center (concentric with the vertical axis A).
The super hard tip 83 is a disc-shaped member formed of a super hard material with very little wear, and is integrally fixed to the upper end surface of the upper platen support shaft 61. The scale portion 81 b of the magnescale 81 is pressed against the carbide tip 83 by a spring (not shown), and follows the vertical movement of the upper platen support shaft 61 with respect to the slider 62.
[0057]
According to the thickness measuring means 80 configured as described above, the relative vertical position of the upper platen support shaft 61 with respect to the slider 62 is specified based on the output of the magnescale 81, and the lower platen 10 and the upper platen are determined. It is possible to measure the thickness of the magnetic disk substrate sandwiched between the boards 20.
Further, since the carbide tip 83 is provided on the upper end surface of the upper surface plate support shaft 61 against which the scale portion 81b of the magnescale 81 is pressed, wear caused by the rotation of the upper surface plate support shaft 61 is minimized. Can be prevented.
[0058]
[Polishing method for magnetic disk substrate]
Next, a method for polishing a magnetic disk substrate according to the present invention will be described.
First, with the rotation of the lower stool 10, the upper stool 20, and the sun gear 30 stopped, the slider 62 is raised to separate the lower stool 10 and the upper stool 20. In this state, a work (magnetic disk substrate) is set on the carrier 50.
By lowering the slider 62, the work held by the carrier 50 is sandwiched between the upper platen 20 and the lower platen 10, and a processing liquid is supplied from the processing liquid supply unit to the polishing area, and the lower platen 10, the upper platen 20, The sun gear 30 is rotated to start the polishing of the work. At this time, the upper platen 20 is moved in the downward direction by the first lift cylinder 68 to press the work with a predetermined pressure.
The carrier 50 holding the work revolves around the sun gear 30 while revolving around the sun gear 30 in accordance with the rotation operation of the sun gear 30 to advance the work of polishing the work. As the surface is flattened, the thickness dimension of the work decreases. When the thickness of the work is reduced, the upper surface plate 20 and the upper surface plate support shaft 61 are also displaced downward.
[0059]
During the polishing, a change in the thickness of the work is monitored based on the output of the thickness measuring means 70 (80) for detecting the relative vertical position of the upper surface plate support shaft 61 with respect to the slider 62, and Polishing of the workpiece is continued until the measured thickness of 70 (80) reaches the target thickness.
When the thickness measured by the thickness measuring means 70 (80) reaches the target thickness, the rotation of the lower platen 10, the upper platen 20, and the sun gear 30 is stopped, the supply of the working liquid is stopped, and the polishing is performed. finish. Thereafter, the upper platen 20 is separated from the lower platen 10 by the raising operation of the slider 62, and the polished work is carried out from the carrier 50.
[0060]
According to the polishing method as described above, the vertical movement of the upper surface plate 20 is performed in two stages, that is, the vertical movement of the slider 62 with respect to the column 63 and the vertical movement of the upper surface plate support shaft 61 with respect to the slider 62. By measuring the thickness of the work between the upper platen 61 and the upper surface plate support 61, the thickness of the work can be measured using a high-precision sensor such as the eddy current sensor 73 without providing a sensor elevating mechanism or a sensor retracting mechanism. It becomes possible to measure. As a result, it is possible to avoid a decrease in measurement accuracy due to the sensor elevating mechanism and the sensor retracting mechanism, and to improve the thickness and dimensional accuracy of the work serving as the magnetic disk substrate.
[0061]
In addition, since the thickness measuring means 70 (80) does not target the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10, stable thickness measurement can be performed without being affected by the deflection of the surface plates 10 and 20 accompanying the passage of the work. , And high-precision thickness measurement can be continuously performed without being affected by a change in the magnetic permeability of the surface plates 10 and 20 due to wear.
[0062]
[Method for Manufacturing Magnetic Disk Substrate and Method for Manufacturing Magnetic Disk]
Next, a method for manufacturing a magnetic disk substrate and a method for manufacturing a magnetic disk according to the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the magnetic disk substrate (magnetic disk).
As shown in this figure, the magnetic disk substrate is manufactured through a disk shape processing step P1, a lapping step P2, a mirror polishing step P3, and a chemical strengthening step P4. Thereafter, the magnetic disk is completed through a magnetic disk manufacturing process P5.
[0063]
<Disk shape processing step P1>
Amorphous aluminosilicate glass was formed into a disk by direct pressing. Examples of such aluminosilicate glass include SiO 2 ₂ : 58-75% by weight, Al ₂ O ₃ : 5 to 23% by weight, Li ₂ O: 3 to 10% by weight · Na ₂ O: It is preferable to be made of glass containing 4 to 13% by weight as a main component.
[0064]
Further, the composition of the glass substrate is SiO 2 ₂ : 62 to 75% by weight, Al ₂ O ₃ : 5 to 15% by weight, Li ₂ O: 4 to 10% by weight, Na ₂ O: 4 to 12% by weight, ZrO ₂ : Containing 5.5 to 15% by weight as a main component and Na ₂ O / ZrO ₂ Weight ratio of 0.5 to 2.0, Al ₂ O ₃ / ZrO ₂ Is preferably an aluminosilicate glass having a weight ratio of 0.4 to 2.5.
[0065]
Also, ZrO ₂ In order to eliminate protrusions on the glass substrate surface caused by undissolved substances of ₂ 57-74%, ZnO ₂ 0 to 2.8%, Al ₂ O ₃ 3-15%, LiO ₂ 7-16%, Na ₂ It is preferable to use glass for chemical strengthening containing 4 to 14% of O. Such an aluminosilicate glass can form a compressive stress layer of about 10 μm to 200 μm on the surface of the glass substrate by chemical strengthening, so that the bending strength is increased and the Knoop hardness is excellent. A glass substrate having such high rigidity is suitable for a magnetic disk rotating at a high speed and a magnetic disk for a LUL (load unload) system.
[0066]
In this embodiment, SiO 2 ₂ : 63.6% by weight, Al ₂ O ₃ : 14.2% by weight, Na ₂ O: 10.4% by weight, Li ₂ O: 5.4% by weight, ZrO ₂ : 6.0% by weight, Sb ₂ O ₃ : Aluminosilicate glass having a composition of 0.4% by weight was used.
A donut-shaped glass disk was obtained by subjecting the glass substrate to inner diameter processing and outer diameter processing.
[0067]
<Lapping process P2>
Next, a lapping process was performed on the glass substrate. The lapping process P2 is performed for the purpose of improving dimensional accuracy, shape accuracy, and surface quality. By the lapping step P2, the thickness of the glass substrate is reduced to a predetermined thickness. The lapping step P2 was performed using the above-described polishing apparatus and polishing method. Regarding the particle size of abrasive grains contained in the working fluid, # 400 was used in the first lapping step, and # 1000 was used in the second lapping step. The working fluid contains alumina abrasive grains and water. Processing load is 6.6 to 200 g / cm ² Set to about.
[0068]
The two main surfaces of the glass substrate were uniformly and precisely wrapped by causing the plurality of carriers 50 on which a plurality of glass substrates were set to move in a planetary gear using the sun gear 30 and the internal gear 40. It is preferable that the lapping removal amount (gap) is 100 μm or more, particularly 200 μm or more for each main surface. There is no particular limitation on the upper limit as long as it is within the range where predetermined dimensions and quality can be obtained. However, if the upper limit is set to 600 μm or less, manufacturing cost can be suppressed.
In this embodiment, the lapping removal amount on each main surface was set to 200 μm.
The dimensions of the glass substrate after lapping were 0.68 mm in thickness, 1.5 μm in flatness, and 1.0 μm in Rmax in surface roughness.
A compressive stress layer was formed on the surface of the glass substrate by a high lapping pressure. Therefore, if both main surfaces cannot be precisely and uniformly wrapped, a small warp may occur due to the Twyman effect derived from glass wrapping.
In this step, the two main surfaces of the glass substrate were wrapped using the polishing apparatus and the polishing method described above, whereby a glass substrate satisfying the required surface shape and dimensional accuracy was obtained.
[0069]
<Mirror polishing step P3>
Next, a mirror polishing process P3 was performed on the glass substrate. The mirror polishing step P3 is performed to remove minute scratches and the like generated in the lapping step P2 and to smooth the main surface of the glass substrate to a high degree so that it can be used as a magnetic disk substrate. By the mirror polishing step P3, the main surface of the glass substrate is finished to have a mirror surface of about 2 to 7 nm in Rmax.
[0070]
The mirror polishing step P3 was performed using the above-described polishing apparatus and polishing method. The working liquid used for this contains cerium oxide abrasive grains and water capable of realizing high smoothness in glass polishing. The processing load was the same as in the lapping step. The removal amount (polishing margin) of the polishing is preferably 0.01 μm or more, particularly 1.0 μm or more for each main surface. The upper limit does not need to be particularly limited as long as it is within a range in which a predetermined surface shape (surface roughness and the like) can be obtained.
In this embodiment, the polishing removal amount on each main surface was set to 15 μm.
A polishing pad made of a foamed polyurethane surface was attached to the upper surface plate 20 and the lower surface plate 10, and the main surface of the glass substrate was precisely polished. The two main surfaces of the glass substrate were uniformly and precisely mirror-polished by causing a plurality of carriers 50 each having a plurality of glass substrates set therein to move in a planetary gear using the sun gear 30 and the internal gear 40.
In this step, both main surfaces of the glass substrate were mirror-polished using the above-described polishing apparatus and method, whereby a glass substrate satisfying the required surface shape and dimensional accuracy was obtained.
[0071]
<Chemical strengthening process P4>
Mirror-polished glass substrates were chemically strengthened by low-temperature ion exchange. By performing the chemical strengthening, a strong compressive stress layer can be formed on the surface of the glass substrate, so that the rigidity and impact resistance of the glass substrate can be increased. Specifically, a mixed salt of potassium nitrate and sodium nitrate was heated and melted at 380 ° C., and a glass disk substrate was immersed in the molten salt to perform chemical strengthening. The compressive stress layer formed on the surface by the chemical strengthening was 100 μm according to the Babinet method.
[0072]
Thereafter, the glass substrate was precision washed to complete a magnetic disk substrate. When the surface of this glass substrate was measured in detail by an atomic force microscope (AFM), the surface roughness was 4.2 nm for Rmax and 0.4 nm for Ra, indicating that the surface was a mirror surface with extremely high smoothness. Was. The surface roughness is based on Japanese Industrial Standard (JIS).
In addition, no dimensional abnormality, abnormal disk thickness, abnormal shape, warpage, or undulation that hindered the flying of the magnetic head were observed. No abnormalities such as foreign matter and scratches were observed.
The production yield when 1,000 magnetic disk substrates were produced was 99.5%.
[0073]
<Magnetic disk manufacturing process P5>
Films were sequentially formed on both main surfaces of the magnetic disk substrate completed through the above steps by a DC magnetron sputtering method in an argon atmosphere.
First, a 300 mm thick first underlayer made of an AlRu alloy thin film was formed on a glass substrate, and then a 30 mm thick second underlayer made of a CrW thin film was formed. On this, a magnetic layer made of a CoCrPtB alloy thin film having a thickness of 100 ° was formed. On the magnetic disk having the magnetic layer formed thereon, a protective layer made of hydrogenated carbon was formed by plasma CVD at 60 °. Next, an alcohol-modified perfluoropolyether lubricant was applied by a dipping method to form a 10 ° lubricating layer. The magnetic disk was completed as described above.
[0074]
Note that the magnetic layer is preferably a CoPt-based alloy magnetic layer capable of obtaining a high anisotropic magnetic field (Hk). The magnetic layer is preferably formed by DC magnetron sputtering. As the protective layer, a carbon-based protective layer from which excellent durability can be obtained is preferable. In this case, hydrogenated carbon is preferred. The protective layer is preferably formed by a plasma CVD method.
As the lubricating layer, a perfluoropolyether lubricant having a flexible main chain structure is preferable, and an alcohol-modified perfluoropolyether lubricant having a hydroxyl group at a terminal group is particularly preferable. For forming the lubricating layer, a dipping method, a spin coating method, or the like can be employed.
In the present invention, by combining such a protective layer and a lubricating layer, the touchdown height can be further reduced. It is particularly preferable for a magnetic disk of the LUL (load / unload) type.
[0075]
For the obtained magnetic disk, glide measurement was performed by a touchdown height method in order to investigate the flying characteristics of the magnetic head. As a result, the touchdown height was 4.5 nm. Therefore, it was found that the magnetic head did not contact the magnetic disk until the flying height was 4.5 nm. In addition, the flying height and the flying posture did not change during the measurement.
[0076]
Next, the magnetic disk was mounted on a hard disk drive to check the operation status. A hard disk drive of the LUL (load unload) system was prepared, and a magnetic disk was mounted together with a magnetic head having a flying height of 10 nm. The LUL operation was repeated continuously, and the durability was examined. No failures such as head crash failures occurred.
In a normal hard disk drive usage environment, it is said that approximately 10 years of use is required for the LUL operation to exceed 400,000 times. Therefore, the magnetic disk provided in this embodiment has high reliability. In addition, high quality assurance can be provided.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the dimensional accuracy required for a high recording density magnetic disk is achieved by improving the thickness measurement accuracy of the magnetic disk substrate during polishing, and Variation is suppressed, and as a result, a magnetic disk having a high recording density can be manufactured with a high yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view showing an apparatus for polishing a magnetic disk substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a main part front view showing a polishing apparatus for a magnetic disk substrate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic front view of a main part of a polishing apparatus showing another example of the thickness measuring means.
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of a magnetic disk substrate (magnetic disk).
[Explanation of symbols]
10 Lower surface plate
20 Upper surface plate
30 Sun Gear
40 Internal gear
50 career
60 Upper surface plate support mechanism
61 Upper surface plate spindle
62 Slider
63 columns
68 First lift cylinder
69 2nd lift cylinder
70 Thickness measuring means
71 Target plate
72 Height adjustment means
73 Eddy current sensor
80 Thickness measuring means
81 Magnescale

Claims

An upper surface plate and a lower surface plate for sandwiching the magnetic disk substrate from above and below, and polishing the main surface thereof; an upper surface plate support mechanism for rotatably and vertically moving the upper surface plate; and for the magnetic disk by the polishing. Using a polishing apparatus having a thickness measuring means for measuring a thickness change of the substrate, a polishing method for polishing the main surface of the magnetic disk substrate until the magnetic disk substrate reaches a predetermined target thickness. So,
The upper platen support mechanism includes an upper platen support shaft serving as a rotation center of the upper platen, a slider that rotatably and vertically moves the upper platen support shaft, and a vertically movable supporter for the slider. And a slider support portion that
The thickness measuring means measures a change in thickness of the magnetic disk substrate based on detection of a relative vertical position between the slider and the upper surface plate spindle,
Polishing the main surface of the magnetic disk substrate until the thickness measured by the thickness measuring means reaches the target thickness.

The said thickness measuring means is arrange | positioned near the upper end part of the said upper surface plate spindle, and detects the relative up-down position of the upper end part of the said upper surface plate spindle, and the said slider. 2. The method for polishing a magnetic disk substrate according to item 1.

The thickness measuring means includes a disk-shaped conductor target provided at an upper end of the upper platen spindle, and an eddy current sensor provided on the slider and detecting a distance from the conductor target in a non-contact manner. 3. The method for polishing a magnetic disk substrate according to claim 1, wherein

4. The method according to claim 3, wherein the eddy current sensor is provided on the slider via height adjusting means.

An upper surface plate and a lower surface plate for sandwiching the magnetic disk substrate from above and below, and polishing the main surface thereof; an upper surface plate support mechanism for rotatably and vertically moving the upper surface plate; and for the magnetic disk by the polishing. A thickness measuring means for measuring a change in thickness of the substrate. A polishing apparatus,
The upper platen support mechanism includes an upper platen support shaft serving as a rotation center of the upper platen, a slider that rotatably and vertically moves the upper platen support shaft, and a vertically movable supporter for the slider. And a slider support portion that
The thickness measuring means measures a change in thickness of the magnetic disk substrate based on detection of a relative vertical position between the slider and the upper surface plate spindle. Polishing equipment.

A method for manufacturing a magnetic disk substrate, comprising the step of polishing a magnetic disk substrate using the method for polishing a magnetic disk substrate according to claim 1.

A method for manufacturing a magnetic disk, comprising: forming at least a magnetic layer on a substrate obtained by the method for manufacturing a magnetic disk substrate according to claim 6.