JP2007090472A - ディスク状部材の研磨治具、裏面研磨方法および裏面研磨機 - Google Patents

Abstract

【課題】スタンパ（ディスク状部材）の記録面に非接触でスタンパ（ディスク状部材）の裏面（非記録面）を研磨する。
【解決手段】スタンパ（ディスク状部材）の研磨治具１０，２０は、ラッピングプレート３２に裏面が載置されるスタンパ１の周囲を囲むリング部１１，２１と、リング部の上方を覆う蓋部１４，２４と、蓋部の中央に配置され、リング部および蓋部により形成されるチャンバ１５，２５内に加圧流体を導入する加圧流体導入部１６，２６とを備える。スタンパ（ディスク状部材）の裏面研磨機３０は、ラッピングプレート３２と、研磨治具１０，２０と、研磨治具をラッピングプレートの回転方向に移動しないよう規制する規制部材３３とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば、光ディスクなどディスク用のスタンパをはじめ各種のディスク状部材の裏面を研磨するディスク状部材の研磨治具、裏面研磨方法および裏面研磨機に関するものである。

一般に、光ディスクなどのディスクは、スタンパを取り付けた金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填することで、ディスク基板の成形と同時にスタンパの表面形状をディスク基板に転写することによって作製される。

このような射出成形によりディスク基板に表面形状（ピットまたはグルーブ）を転写させるスタンパには、原盤としての精度、裏面（非記録面）の平滑性、射出成形時の耐久性が要求される。

そのため、スタンパは、一般的にニッケル電鋳によって作製される。また、これらの特性のうち、とくに、スタンパ裏面の平滑性は、作製されるディスク基板の特性に大きな影響を及ぼす。

そこで従来、スタンパ裏面の平滑性を確保するため、研磨ブロックに両面粘着性テープまたは接着剤を用いて磁気シートまたは永久磁石を固定し、信号面に高分子膜を被覆したスタンパを、その信号面が磁気シートまたは永久磁石に対向するようにして張り付けた状態で、スタンパ裏面（非信号面）を研磨するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、基板上にエアーバッグを配して両面接着シートで接着固定し、凹凸の形成された側の面に保護膜を形成したスタンパを、その保護膜を形成した面を両面接着シート上に固着した状態で、スタンパ裏面（固着した面の反対側の面）を研磨するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−７８３６０号公報 特開平５−２７７５号公報

しかしながら、このような従来のスタンパ裏面の研磨方法には、つぎのような課題があった。

すなわち、研磨ブロックに磁気シートまたは永久磁石を用いてスタンパを張り付けるものも、基板上のエアーバッグに両面接着シートを用いてスタンパを固着するものも、いずれも、スタンパの信号面または凹凸形成面を張り付け面または固着面として、その裏面を研磨するものである。

そのため、研磨工程ではスタンパの裏面に所定の研磨圧が加わることで、磁気シートまたは永久磁石に張り付けられたスタンパの信号面、または、両面接着シートに固着されたスタンパの凹凸形成面にも、この研磨圧が加わることが避けられない。

その結果、スタンパの信号面または凹凸形成面が、研磨圧の影響を免れることができず、裏面研磨後のスタンパの信号面または凹凸形成面の精度に影響を及ぼし、ひいてはディスク基板の転写面の精度に影響を及ぼす虞れがある。

この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、スタンパ（ディスク状部材）の記録面に非接触で、スタンパ（ディスク状部材）の裏面（非記録面）を研磨することのできるディスク状部材の研磨治具、裏面研磨方法および裏面研磨機を提供することを目的とする。

この発明の請求項１に係るディスク状部材の研磨治具は、ラッピングプレートに裏面が載置されるディスク状部材を内包するチャンバを有し、かつ、このチャンバ内に加圧流体を導入する加圧流体導入部を備えたことを特徴とするものである。

この発明の請求項２に係るディスク状部材の研磨治具は、請求項１記載のディスク状部材の研磨治具において、前記加圧流体導入部は前記チャンバの中央上方に配置されることを特徴とするものである。

この発明の請求項３に係るディスク状部材の研磨治具は、ラッピングプレートに裏面が載置されるディスク状部材の周囲を囲むリング部と、前記リング部の上方を覆う蓋部と、前記蓋部の中央に配置され、前記リング部および前記蓋部により形成されるチャンバ内に加圧流体を導入する加圧流体導入部とを備えたものである。

この発明の請求項４に係るディスク状部材の研磨治具は、請求項３記載のディスク状部材の研磨治具において、前記リング部は、下端部分に、所要のクリアランスをもってディスク状部材の周縁部分を収容する環状収容部を備え、前記環状収容部にディスク状部材の周縁部分を収容したとき、ディスク状部材の裏面が前記リング部の下端面と実質的に同一高さとなることを特徴とするものである。

この発明の請求項５に係るディスク状部材の研磨治具は、請求項３または請求項４記載のディスク状部材の研磨治具において、前記リング部は、前記環状収容部のやや上方に、加圧流体を逃がす逃がし孔を備えていることを特徴とするものである。

この発明の請求項６に係るディスク状部材の研磨治具は、請求項１〜５のいずれか１項記載のディスク状部材の研磨治具において、前記ディスク状部材は記録面に保護膜が施されていることを特徴とするものである。

この発明の請求項７に係るディスク状部材の裏面研磨方法は、研磨治具のチャンバ内にディスク状部材をその裏面を下向きに内包してラッピングプレートに載置し、前記研磨治具をローラアームで位置規制した状態でラッピングプレートを回転させながら、前記チャンバ内に加圧流体を導入してその圧力でディスク状部材の裏面をラッピングプレートに押圧することを特徴とするものである。

この発明の請求項８に係るディスク状部材の裏面研磨機は、ラッピングプレートと、チャンバ内にディスク状部材をその裏面を下向きに内包して前記ラッピングプレートに載置され、かつ、加圧流体導入部から前記チャンバ内に加圧流体を導入してディスク状部材をラッピングプレートに押圧する研磨治具と、前記研磨治具を前記ラッピングプレートの回転方向に移動しないよう規制する規制部材とを備えたものである。

この発明の請求項９に係るディスク状部材の裏面研磨機は、請求項８記載のディスク状部材の裏面研磨機において、前記研磨治具は、ディスク状部材の周囲を囲むリング部と、前記リング部の上面を覆う蓋部とを備え、前記リング部および前記蓋部により前記チャンバが形成されることを特徴とするものである。

この発明の請求項１０に係るディスク状部材の裏面研磨機は、請求項９記載のディスク状部材の裏面研磨機において、前記加圧流体導入部は、前記蓋部の中央に配置されることを特徴とするものである。

この発明は以上のように、ラッピングプレートに裏面が載置されるディスク状部材を内包するチャンバを有し、かつ、このチャンバ内に加圧流体を導入する加圧流体導入部を備えた構成としたので、チャンバ内に導入した加圧流体の圧力でディスク状部材の裏面をラッピングプレートに押圧することができ、スタンパ（ディスク状部材）の記録面には一切接触することなく、スタンパ（ディスク状部材）の裏面（非記録面）を研磨することができる。

また、この発明は、ラッピングプレートと、チャンバ内にディスク状部材をその裏面を下向きに内包して前記ラッピングプレートに載置され、かつ、加圧流体導入部から前記チャンバ内に加圧流体を導入してディスク状部材をラッピングプレートに押圧する研磨治具と、前記研磨治具を前記ラッピングプレートの回転方向に移動しないよう規制する規制部材とを備えた構成としたので、チャンバ内に導入した加圧流体の圧力でディスク状部材の裏面をラッピングプレートに押圧することができ、スタンパ（ディスク状部材）の記録面には一切接触することなく、スタンパ（ディスク状部材）の裏面（非記録面）を研磨することができる。

この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、この発明によるディスク状部材の研磨治具の一実施形態を示す縦断面図、図２はディスク状部材としてのスタンパの拡大断面図である。

この研磨治具１０は、図示しないラッピングプレートに裏面（非記録面）１ｂが載置されるスタンパ１を内包するチャンバ１５を有し、かつ、このチャンバ１５内に加圧流体（例えば圧縮空気）を導入する加圧流体導入部１６を備えたものである。

すなわち、研磨治具１０は、図示しないラッピングプレートに裏面１ｂが載置されるスタンパ１の周囲を囲むリング部１１と、リング部１１の上方を覆う蓋部１４と、蓋部１４の中央に配置され、リング部１１および蓋部１４により形成されるチャンバ１５内に加圧流体を導入する加圧流体導入部１６とを備えている。

また、研磨治具１０は、ラッピングプレート上にワーク（スタンパ１）を保持するものであるから、それに必要な充分重い重量を有している。

加圧流体導入部１６には、図示しない加圧流体（例えば圧縮空気）源が、所要の圧力調整機構を介して接続される。そのため、加圧流体導入部１６からチャンバ１５内に、例えば所要圧力の加圧空気を導入することができる。

図２に示すように、スタンパ１は記録面１ａに、例えばオレフィン系ゴムなどの保護膜２が施されている。スタンパ１の記録面１ａには、ディスク基板に転写させるピットまたはグルーブが形成されているため、記録面１ａに施された保護膜２は、平坦でなく、細かくて不規則な凹凸がともなう。

この研磨治具１０は、上記のように構成したので、加圧流体導入部１６からチャンバ１５内に導入した加圧空気の圧力で、スタンパ１の裏面１ｂを図示しないラッピングプレートに押圧することができる。

そのため、スタンパ１の記録面１ａには一切接触することなく、スタンパ１の裏面（非記録面）１ｂを研磨することができる。しかも、スタンパ１の記録面１ａに施された保護膜２に細かくて不規則な凹凸があっても、その影響を受けることが全くない。

図３は、この発明によるスタンパの研磨治具の他の実施形態を示す縦断面図、図４は要部の拡大断面図である。

この研磨治具２０は、図示しないラッピングプレートに裏面１ｂが載置されるスタンパ１の周囲を囲むリング部２１と、リング部２１の上方を覆う蓋部２４と、蓋部２４の中央に配置され、リング部２１および蓋部２４により形成されるチャンバ２５内に加圧流体（例えば圧縮空気）を導入する加圧流体導入部２６とを備えている。

また、リング部２１は、下端部分に、所要のクリアランスＣＬをもってスタンパ１の周縁部分１ｃを収容する環状収容部２２を備えている。

リング部２１の下端面２１ａからの環状収容部２２の高さは、環状収容部２２にスタンパ１の周縁部分１ｃを収容したとき、スタンパ１の裏面１ｂがリング部２１の下端面２１ａと実質的に同一高さとなるように設定されている。

また、リング部２１は、環状収容部２２のやや上方に、加圧流体を逃がす逃がし孔２３を備えている。逃がし孔２３は、複数個（例えば８個）が、リング部２１の円周方向に沿って均等に配置されている。

また、研磨治具２０は、ラッピングプレート上にワーク（スタンパ１）を保持するものであるから、それに必要な充分重い重量を有している。

この研磨治具２０の場合も、加圧流体導入部２６には、図示しない加圧流体（例えば圧縮空気）源が、所要の圧力調整機構を介して接続される。そのため、加圧流体導入部２６からチャンバ２５内に、例えば所要圧力の加圧空気を導入することができる。

この研磨治具２０は、上記のように構成したので、加圧流体導入部２６からチャンバ２５内に導入した加圧空気の圧力で、スタンパ１の裏面１ｂを図示しないラッピングプレートに押圧することができる。

そのため、スタンパ１の記録面１ａには一切接触することなく、スタンパ１の裏面（非記録面）１ｂを研磨することができる。しかも、スタンパ１の記録面１ａに施された保護膜２に細かくて不規則な凹凸があっても、その影響を受けることが全くない。

図５は、この発明によるスタンパの裏面研磨機の一実施形態を示す平面図、図６は縦断面図、図７は要部の拡大断面図である。

この裏面研磨機３０は、ラッピングプレート３２と、研磨治具１０または２０と、研磨治具１０または２０を位置規制する規制部材３３とを備えている。

ラッピングプレート３２は、フレーム３１のほぼ中央に水平に配置され、図示しないモータの駆動により、中心のまわりを一方向（図５の矢印Ａ方向）に回転する円盤状のものである。

また、ラッピングプレート３２は、表面に螺旋状の溝（図示省略）が形成されていて、この表面に、遊離砥粒を分散させた図示しない研磨剤が供給されてラッピングを行うものである。

規制部材３３は、ラッピングプレート３２に載置した研磨治具１０または２０が、ラッピングプレート３２の回転にともなってその回転方向（図５の矢印Ａ方向）に移動しないよう規制するものである。

そのため、規制部材３３は、フレーム３１の天板に固定された基部からラッピングプレート３２の上方所定高さをほぼ水平に延びるアーム３４と、アーム３４に回転自在に取り付けられた２個のローラ３５，３５とで構成される。

この規制部材（ローラアーム）３３は、２個のローラ３５，３５が研磨治具１０または２０を支えることで、研磨治具１０または２０が図５の矢印方向に移動しないよう位置規制するとともに、研磨治具１０または２０がその位置で中心のまわりを回転（自転）することを支障なく許容する。

この裏面研磨機３０は、つぎのようにしてスタンパの裏面研磨を行う。

すなわち、ラッピングプレート３２をモータの駆動により図５の矢印Ａ方向に回転させながら、研磨治具１０（または２０）のチャンバ１５内にスタンパ１をその裏面１ｂを下向きに内包してラッピングプレート３２に載置し、ローラアーム３３で位置規制する。

このとき、ラッピングプレート３２が図５の矢印Ａ方向に回転していることから、ローラアーム３３で位置規制された研磨治具１０は、その重量が充分重くてラッピングプレート３２の動きに追従するため、ラッピングプレート３２の外周側から比較的大きい回転モーメントを受ける一方、内周側から比較的小さい回転モーメントを受けることで、図５の矢印Ｂ方向に回転（自転）する。

これに対し、研磨治具１０のチャンバ１５内に内包されたスタンパ１は、その重量が非常に軽量であるため、ラッピングプレート３２の動きに追従したりしなかったりすることが予想される。

この状態で、チャンバ１５内に加圧空気を導入してその圧力でスタンパ１の裏面１ｂをラッピングプレート３２に押圧する。

すなわち、チャンバ１５内に導入された加圧空気の圧力は、リング部１１の内面および蓋部１４の下面に作用するとともに、スタンパ１の記録面１ａに作用して、スタンパ１の裏面１ｂをラッピングプレート３２に押圧する。

この押圧力によって、スタンパ１は、ラッピングプレート３２の動きに追従するようになり、ラッピングプレート３２の外周側から比較的大きい回転モーメントを受ける一方、内周側から比較的小さい回転モーメントを受けることで、図５の矢印Ｃ方向に回転（自転）する。

同時に、ラッピングプレート３２が図５の矢印Ａ方向に回転していることから、スタンパ１は、ラッピングプレート３２の中心に対して相対的に回転（公転）する。

これにより、スタンパ１の裏面１ｂは、ラッピングプレート３２に対して自転と公転を行うことで、偏りなく均一に研磨される。

また、チャンバ１５内に導入された加圧空気は、図７に示すように、研磨治具１０がラッピングプレート３２から浮き気味になって、リング部１１の下端面１１ａがラッピングプレート３２の表面から微少間隔ｄだけ離れることで、過剰分がこの微少間隔ｄからチャンバ１５外へ抜ける。

これにより、チャンバ１５内でスタンパ１の記録面１ａに作用する加圧空気の圧力は、ほぼ一定に保たれる。

このときの微少間隔ｄは、スタンパ１の厚さより小さいことが必要であり、これは、加圧流体導入部１６が接続される図示しない加圧空気源との間の圧力調整機構によって調整、設定される。

そして、研磨治具１０は、ラッピングプレート３２から浮き気味になることで、それまでのようにラッピングプレート３２の動きに追従できなくなり、図５の矢印Ｂ方向に回転（自転）する速度が大幅に低下する。

したがって、研磨治具１０の回転（自転）速度が低下するのを目で見ることによって、チャンバ１５内の加圧空気の圧力が一定レベルに達したことを確認することができる。

また、研磨治具１０に代えて、研磨治具２０を使用する場合も同様である。

この場合も、チャンバ２５内に導入された加圧空気の過剰分は、研磨治具２０がラッピングプレート３２から浮き気味になって、リング部２１の下端面２１ａがラッピングプレート３２の表面から微少間隔（ｄ）だけ離れることで、この微少間隔（ｄ）からチャンバ２５外へ抜ける。

リング部２１に形成した複数の逃がし孔２３は、ここから加圧空気が噴き出していることを、目で見たり、指先で触れたりして、確認することができる。

そして、この場合も、研磨治具２０の回転（自転）速度が低下するのを目で見ることによって、チャンバ２５内の加圧空気の圧力が一定レベルに達したことを確認することができる。

さらに、チャンバ１５，２５内のスタンパ１の回転の様子をより確実に観察できるように、研磨治具１０，２０の蓋部１４，２４の全部または一部を透明な材料で構成するとともに、スタンパ１の保護膜２に回転状態の観察が容易な幾何学模様などを施してもよい。

この発明によるスタンパの研磨治具の一実施形態を示す縦断面図である。 スタンパの拡大断面図である。 この発明によるスタンパの研磨治具の他の実施形態を示す縦断面図である。 図３の要部の拡大断面図である。 この発明によるスタンパの裏面研磨機の一実施形態を示す平面図である。 図５の裏面研磨機の縦断面図である。 図６の要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ スタンパ（ディスク状部材）
１ａ 記録面
１ｂ 裏面（非記録面）
１ｃ 周縁部分
２ 保護膜
１０，２０ 研磨治具
１１，２１ リング部
１１ａ，２１ａ 下端面
２２ 環状収容部
２３ 逃がし孔
１４，２４ 蓋部
１５，２５ チャンバ
１６，２６ 加圧流体導入部
３０ 裏面研磨機
３１フレーム
３２ ラッピングプレート
３３ 規制部材（ローラアーム）
３４ アーム
３５ ローラ

Claims (10)

1. ラッピングプレートに裏面が載置されるディスク状部材を内包するチャンバを有し、かつ、このチャンバ内に加圧流体を導入する加圧流体導入部を備えたことを特徴とするディスク状部材の研磨治具。
2. 前記加圧流体導入部は前記チャンバの中央上方に配置されることを特徴とする請求項１記載のディスク状部材の研磨治具。
3. ラッピングプレートに裏面が載置されるディスク状部材の周囲を囲むリング部と、
   前記リング部の上方を覆う蓋部と、
   前記蓋部の中央に配置され、前記リング部および前記蓋部により形成されるチャンバ内に加圧流体を導入する加圧流体導入部と
   を備えたことを特徴とするディスク状部材の研磨治具。
4. 前記リング部は、下端部分に、所要のクリアランスをもってディスク状部材の周縁部分を収容する環状収容部を備え、
   前記環状収容部にディスク状部材の周縁部分を収容したとき、ディスク状部材の裏面が前記リング部の下端面と実質的に同一高さとなることを特徴とする請求項３記載のディスク状部材の研磨治具。
5. 前記リング部は、前記環状収容部のやや上方に、加圧流体を逃がす逃がし孔を備えていることを特徴とする請求項３または請求項４記載のディスク状部材の研磨治具。
6. 前記ディスク状部材は記録面に保護膜が施されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のディスク状部材の研磨治具。
7. 研磨治具のチャンバ内にディスク状部材をその裏面を下向きに内包してラッピングプレートに載置し、前記研磨治具をローラアームで位置規制した状態でラッピングプレートを回転させながら、前記チャンバ内に加圧流体を導入してその圧力でディスク状部材の裏面をラッピングプレートに押圧することを特徴とするディスク状部材の裏面研磨方法。
8. ラッピングプレートと、
   チャンバ内にディスク状部材をその裏面を下向きに内包して前記ラッピングプレートに載置され、かつ、加圧流体導入部から前記チャンバ内に加圧流体を導入してディスク状部材をラッピングプレートに押圧する研磨治具と、
   前記研磨治具を前記ラッピングプレートの回転方向に移動しないよう規制する規制部材と
   を備えたことを特徴とするディスク状部材の裏面研磨機。
9. 前記研磨治具は、ディスク状部材の周囲を囲むリング部と、前記リング部の上面を覆う蓋部とを備え、前記リング部および前記蓋部により前記チャンバが形成されることを特徴とする請求項８記載のディスク状部材の裏面研磨機。
10. 前記加圧流体導入部は、前記蓋部の中央に配置されることを特徴とする請求項９記載のディスク状部材の裏面研磨機。

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