JP2009154232A - Method of manufacturing glass substrate for magnetic disk - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるHDD(ハードディスクドライブ)等の磁気記録媒体用基板として、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、従来多く用いられてきたアルミニウム基板に代えて基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板が用いられるようになってきている。 In recent years, with the advancement of information technology, information recording technology, particularly magnetic recording technology, has made remarkable progress. As a substrate for magnetic recording media such as HDD (Hard Disk Drive), which is one of the magnetic recording media, a substrate replacing the aluminum substrate that has been widely used with the miniaturization, thinning, and high-density recording of magnetic disks. A glass substrate excellent in surface flatness and substrate strength has been used.
また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)、大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が6nm程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸によって発生するため、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。 As the magnetic recording technology has been increased in density, the magnetic head has been changed from a thin film head to a magnetoresistive head (MR head) and a large magnetoresistive head (GMR head). The flying height from is narrowed to about 6 nm. A magnetic head equipped with such a magnetoresistive element may cause a head crash failure or a thermal asperity failure as an inherent failure. Since these obstacles are caused by minute irregularities on the surface of the magnetic disk, the surface of the magnetic disk is required to have extremely high smoothness and flatness.
また、ガラス基板の表面の面積を有効活用するために、従来のCSS方式(Contact Start Stop)に変わって、LUL方式(Load UnLoad)が採用されるようになってきている。LUL方式では、磁気ヘッドがガラス基板の端部を通過することから、ガラス基板の端面形状(特に外周端面)の精度が問題となる。ガラス基板の端部に形状の乱れ(端部の盛り上がりや端部のだれ)があると、磁気ヘッドの浮上姿勢が乱され、磁気ヘッドがガラス基板の外から入ってくる際、または出て行く際に接触しやすくなり、クラッシュ障害を生じる可能性がある。 Further, in order to effectively use the surface area of the glass substrate, the LUL method (Load UnLoad) has been adopted instead of the conventional CSS method (Contact Start Stop). In the LUL system, since the magnetic head passes through the end of the glass substrate, the accuracy of the end surface shape (particularly the outer peripheral end surface) of the glass substrate becomes a problem. If there is a shape disorder at the end of the glass substrate (swelling or drooping at the end), the flying position of the magnetic head is disturbed, and the magnetic head enters or exits from the outside of the glass substrate. It may be easy to touch and may cause a crash failure.
また、6nm以下というような極狭な浮上量で磁気ヘッドを浮上飛行させる場合には、フライスティクション障害が頻発するという問題が生じている。フライスティクション障害とは、磁気ディスク上を浮上飛行している磁気ヘッドが、浮上姿勢や浮上量に変調をきたす障害であり、これにより不規則な再生出力変動の発生を伴うことである。また、このフライスティクション障害が生ずると、浮上飛行中の磁気ヘッドが磁気ディスクに接触してしまうヘッドクラッシュ障害を生じてしまうことがある。これらのことから、磁気ディスク用ガラス基板においては基板表面の平坦度が特に重要となっている。 Further, when flying the magnetic head with an extremely narrow flying height of 6 nm or less, there is a problem that fly stiction failure frequently occurs. The fly stiction failure is a failure in which the magnetic head flying and flying over the magnetic disk modulates the flying posture and the flying height, thereby causing irregular reproduction output fluctuations. Further, when this fly stiction failure occurs, a head crash failure may occur in which the flying magnetic head contacts the magnetic disk. For these reasons, the flatness of the substrate surface is particularly important in a glass substrate for a magnetic disk.
上述のような磁気ディスク用ガラス基板の製造工程における研磨工程では、研磨パッドを用いて、遊離砥粒を含む研磨液(スラリー)をガラス基板と研磨パッドとの間に供給しながら研磨が行われている。またガラス基板に研磨痕や偏りが発生しないように、定盤に研磨パッドを貼り付けてガラス基板を挟み込み、遊星歯車機構を用いてガラス基板と研磨パッドとを相対的に移動させることにより、まんべんなく研磨している。 In the polishing process in the manufacturing process of the glass substrate for magnetic disks as described above, polishing is performed using a polishing pad while supplying a polishing liquid (slurry) containing free abrasive grains between the glass substrate and the polishing pad. ing. Also, in order to prevent polishing marks and bias on the glass substrate, a polishing pad is attached to the surface plate, the glass substrate is sandwiched, and the glass substrate and the polishing pad are moved relatively by using a planetary gear mechanism. Polishing.
研磨工程で使用する研磨パッドは、研磨機の定盤に貼り付けただけではパッド面が平坦にならない場合や、研磨処理を行うにつれてパッド面に凹凸が生じ、パッド面が平坦でなくなる場合がある。パッド面が平坦ではない状態でガラス基板に研磨処理を施すと、研磨後のガラス基板ではうねりが大きくなってしまう。このうねりは、上記したように記録ヘッドの浮上安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。 The polishing pad used in the polishing process may not be flat when attached to the surface plate of the polishing machine, or the pad surface may become uneven as the polishing process is performed, and the pad surface may not be flat. . When the glass substrate is subjected to a polishing process in a state where the pad surface is not flat, waviness is increased in the polished glass substrate. As described above, this undulation may adversely affect the flying stability of the recording head.
このようなパッド面の凹凸の発生を改善する方法として、修正プレートを用いて研磨パッドの凹凸を修正する方法がある。例えば特許文献1には、修正プレートを加工キャリヤに配備することにより、研磨工程前や研磨工程中に研磨パッド面の凹凸を修正し、パッド面を平坦にする方法が提案されている。
As a method for improving the unevenness of the pad surface, there is a method of correcting the unevenness of the polishing pad using a correction plate. For example,
また、研磨処理を行うにつれ、パッド面の粗さが失われ、パッド面は平滑になる。これにより、パッド面の研磨能力が低下し、研磨工程での研磨レートが低下する。ここで、研磨レートとは、研磨効率のことであり、取り代を時間で割った値である。このような研磨レートの低下も、上述の修正方法により、パッド面を適度な粗さに修正することで改善が可能であった。
しかし、上述の修正方法によって研磨レートを回復させたとしても万全に修復するには到らず、回復した研磨レートが再び低下するまでの周期が短いため、短いスパンで頻繁にパッド面の修正を行わなくてはならなかった。パッド面の修正はパッド面を修正プレートで研削しているため、頻繁に修正を行うことによりパッド面は削られていく。その結果、研磨パッドはどんどん薄くなっていき、寿命が短くなってしまう。 However, even if the polishing rate is recovered by the correction method described above, it cannot be fully restored, and the period until the recovered polishing rate decreases again is short, so the pad surface is frequently corrected in a short span. I had to do it. Since the pad surface is corrected by grinding the pad surface with the correction plate, the pad surface is scraped by frequently correcting the pad surface. As a result, the polishing pad becomes thinner and shorter in life.
本発明はこのような課題に鑑み、研磨パッドの表面状態を効果的に修正することで研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的としている。 In view of such problems, the present invention provides a method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk capable of improving the polishing efficiency by effectively correcting the surface state of the polishing pad and thus improving the production efficiency. The purpose is that.
上記課題を解決するために本願発明者が鋭意検討したところ、研磨効率が短期間で早期に低下している原因は、研磨パッドの研磨面が遊離砥粒を保持する保持力が十分に回復していないためではないかと考えた。そして、研磨パッドが遊離砥粒を保持できない原因として、以下のような原因が考えられた。 The inventors of the present invention diligently studied to solve the above problems, and the reason why the polishing efficiency was lowered early in a short period of time was that the holding force for holding the free abrasive grains on the polishing surface of the polishing pad was sufficiently recovered. I thought it was because it was not. And the following causes were considered as a cause which a polishing pad cannot hold | maintain a loose abrasive grain.
軟質研磨パッドは、不織布等からなる基層と、多数の独立した気泡を内在した内層と該気泡が開口した表層とからなるナップ層とからなる。気泡は内部が大きい雫形状をしており、表層のナップ孔は微細な開口となっている。研磨工程においては、研磨液に含まれる遊離砥粒がナップ孔に保持されることによりガラス基板を研磨している。また内部に気泡を有することにより、ナップ層は弾性力の小さな軟質材料となっている。 The soft polishing pad is composed of a base layer made of a nonwoven fabric or the like, a nap layer made up of an inner layer containing many independent bubbles and a surface layer in which the bubbles are opened. The bubble has a large bowl shape inside, and the nap hole on the surface layer is a fine opening. In the polishing step, the glass substrate is polished by holding free abrasive grains contained in the polishing liquid in the nap holes. In addition, the nap layer is a soft material having a small elastic force because it has bubbles inside.
研磨を行うにつれて遊離砥粒は磨耗して研磨能力は低下するため、ガラス基板に相対する遊離砥粒は新しいものに入れ替わる必要がある。しかし、この遊離砥粒が次第にナップ孔に蓄積し、ナップ孔に遊離砥粒が詰まった状態になる。このような状態になると、ナップ孔は新たな遊離砥粒に入れ替わることができなくなり、研磨効率が低下するのではないかと考えた。 As the polishing is performed, the loose abrasive particles are worn and the polishing ability is lowered. Therefore, it is necessary to replace the loose abrasive particles facing the glass substrate with new ones. However, the loose abrasive grains gradually accumulate in the nap holes, and the free abrasive grains are clogged in the nap holes. In such a state, the nap hole could not be replaced with new free abrasive grains, and it was thought that the polishing efficiency would be reduced.
そして研磨パッドが遊離砥粒を保持できない原因の1つとして、研磨工程においてナップ層の組織には研磨方向の倒れが生じており、同方向に修正プレートを摺擦しても、ナップ孔の奥に詰まった遊離砥粒を除去することはできていないのではないかと考えた。 One of the reasons why the polishing pad cannot hold loose abrasive grains is that the nap layer structure has fallen in the polishing direction in the polishing process, and even if the correction plate is rubbed in the same direction, It was thought that the free abrasive grains clogged with the material could not be removed.
研磨パッドが遊離砥粒を保持できない他の原因として、修正プレートを用いて研削されることにより、研磨パッド表層は研削方向に物理的な構造が弱くなってしまっており、遊離砥粒の保持力が低下しているのではないかと考えた。 As another reason why the polishing pad cannot hold loose abrasive grains, the physical structure of the polishing pad surface layer is weakened in the grinding direction due to grinding using the correction plate. I thought that it was decreasing.
そこで発明者らは、ナップ孔の目詰まりを効果的に除去し、かつ研磨方向の物理的な構造を弱くしないように修正工程を行うべくさらに検討し、本発明を完成するに至った。 Therefore, the inventors have further studied to perform a correction process so as to effectively remove clogging of the nap holes and not weaken the physical structure in the polishing direction, and have completed the present invention.
すなわち本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の代表的な構成は、ガラス基板とガラス基板の主表面を研磨するナップ層を有する研磨パッドとの間に遊離砥粒を含有する研磨液を供給し、ガラス基板と研磨パッドとを相対的に移動させることで研磨する研磨工程と、修正面に研磨砥粒を固定した修正部材を、研磨パッドのガラス基板を研磨した面と接触させて、修正部材と研磨パッドとを相対的に移動させることで研磨パッドを修正する修正工程とを含み、研磨工程時と修正工程時とで、研磨パッドに対するガラス基板と修正部材の移動方向が異なることを特徴とする。 That is, a typical configuration of the method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk according to the present invention is that a polishing liquid containing free abrasive grains is provided between a glass substrate and a polishing pad having a nap layer for polishing the main surface of the glass substrate. A polishing step of polishing by supplying and relatively moving the glass substrate and the polishing pad, and a correction member having the abrasive grains fixed to the correction surface, contacting the surface of the polishing pad with the polished glass substrate; A correction step of correcting the polishing pad by relatively moving the correction member and the polishing pad, and the movement direction of the glass substrate and the correction member relative to the polishing pad is different between the polishing step and the correction step. Features.
研磨効率を向上させるためには、パッド面に研磨砥粒の保持力が必要であり、そのためにはパッド面が適度な粗さを有していることが必要である。研磨に使用する研磨パッドは軟質パッドである場合には特に、研磨工程においてガラス基板と摺擦すると、研磨パッドの表面には研磨方向への方向性(表面組織の倒れや目詰まりなど)が発生していると考えられる。したがって、研磨工程時と修正工程時の移動方向を異なる方向にすることにより、研磨パッド表面に発生した方向性を異なる方向へ分散させることができる。 In order to improve the polishing efficiency, the pad surface needs a holding force of the abrasive grains, and for this purpose, the pad surface needs to have an appropriate roughness. Especially when the polishing pad used for polishing is a soft pad, if the surface is rubbed against the glass substrate in the polishing process, the surface of the polishing pad may be oriented in the polishing direction (such as surface structure falling or clogging). it seems to do. Therefore, the directionality generated on the surface of the polishing pad can be dispersed in different directions by making the movement directions in the polishing process and the correction process different directions.
上記の研磨工程時と修正工程時の移動方向は共に回転方向成分を含み、かつ、研磨工程時と修正工程時とで回転方向成分が逆方向であるとよい。 Both the moving direction during the polishing step and the correction step include a rotation direction component, and the rotation direction component may be opposite between the polishing step and the correction step.
研磨工程と修正工程はその目的を異にするが、対象物がガラス基板であるか修正部材であるか以外は、同じ装置を用いてほぼ同様の作業を行う。そしていずれの工程においても継続的に対象物(ガラス基板または修正部材)と研磨パッドとを継続的かつ相対的に移動させて摺擦するものであるから、その相対的な移動方向に回転方向成分を含むことにより無限軌道を描くことが可能となる。そして、研磨工程時において研磨パッド表面の組織にはその回転方向への方向性が発生している。したがって、修正工程時の研磨パッドの移動方向の回転方向成分を逆方向にすることにより、研磨パッド表面に発生した方向性を修正することができる。 The polishing process and the correction process have different purposes, but substantially the same operation is performed using the same apparatus except that the object is a glass substrate or a correction member. In either step, the object (glass substrate or correction member) and the polishing pad are continuously and relatively moved and rubbed, so that the rotational direction component in the relative movement direction. It becomes possible to draw an endless orbit by including. In the polishing process, the structure on the surface of the polishing pad is directional in the rotational direction. Therefore, the directionality generated on the surface of the polishing pad can be corrected by making the rotational direction component in the moving direction of the polishing pad in the correction process reverse.
上記の研磨パッドは、多数の独立した気泡を内在した内層と気泡が開口した表層とからなるナップ層を有するとよい。 Said polishing pad is good to have a nap layer which consists of the inner layer which contained many independent air bubbles, and the surface layer which the air bubbles opened.
研磨パッドのパッド表面に上記のナップ層を有することにより、研磨パッドは弾性力の小さな軟質材料となる。また、開口した気泡であるナップ孔を有することにより、研磨工程時に供給される研磨液に含まれる遊離砥粒を保持することでき、研磨効率が向上する。また上述したように、キャリヤや修正部材、研磨パッド等の移動方向または回転方向を、研磨工程時と修正工程時とで異なる方向または逆方向にすることによって、研磨パッド表面の方向性を分散(修正)できるのはもとより、研磨パッドのナップ層が有するナップ孔に蓄積(目詰まり)した遊離砥粒を除去することも可能である。 By having the nap layer on the pad surface of the polishing pad, the polishing pad becomes a soft material having a small elastic force. Moreover, by having a nap hole that is an open bubble, free abrasive grains contained in the polishing liquid supplied during the polishing step can be retained, and the polishing efficiency is improved. Further, as described above, the directionality of the surface of the polishing pad is dispersed by changing the moving direction or rotation direction of the carrier, the correction member, the polishing pad, etc. in the direction different from the polishing process and the correction process or in the opposite direction ( It is also possible to remove loose abrasive grains accumulated (clogged) in the nap holes of the nap layer of the polishing pad.
上記のガラス基板は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動をするキャリヤに保持して研磨パッドと相対的に移動させ、修正部材は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動させて研磨パッドと相対的に移動させてもよい。 The glass substrate is engaged with a relatively rotating sun gear and an internal gear and is held by a carrier that moves in a planetary gear and is moved relative to the polishing pad. The gear may be meshed with the internal gear and may be moved relative to the polishing pad by moving the planetary gear.
研磨工程時において、遊星歯車運動によって自転しながら公転するキャリヤにガラス基板を保持させることにより、ガラス基板は研磨パッドに対してさまざまな異なる方向へと移動させることができ、まんべんなく研磨することが可能となるため、ガラス基板への研磨痕や偏りの発生を低減することができる。同様に、修正工程時は修正部材を遊星歯車運動させることによって、修正部材は一定方向への回転運動よりも複雑な軌跡を描くことができる。したがって、研磨工程時に発生した研磨パッド表面の方向性をより様々な方向に分散させることが可能となる。 During the polishing process, the glass substrate can be moved in various different directions with respect to the polishing pad by holding the glass substrate on the revolving carrier while rotating by planetary gear motion, and can be polished evenly. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of polishing marks and bias on the glass substrate. Similarly, during the correction process, the correction member can make a trajectory more complicated than the rotational movement in a certain direction by moving the correction member in a planetary gear. Therefore, the directionality of the polishing pad surface generated during the polishing process can be dispersed in more various directions.
上記の太陽ギヤと内歯歯車の相対的な回転方向は、研磨工程時と修正工程時とで逆方向であるとよい。 The relative rotation directions of the sun gear and the internal gear may be opposite in the polishing process and the correction process.
上記構成により、研磨工程時と修正工程時とにおける研磨パッドとの相対的な移動方向を異なる方向にすることができる。特にキャリヤまたは修正部材の公転は太陽ギヤを中心とする回転方向成分となるため、逆方向に回転させることにより、回転方向成分(公転方向)を逆方向にすることができる。したがって、研磨パッド表面に研磨工程において発生した方向性を、修正工程において効率的に修正することが可能となる。 With the above configuration, the relative movement direction of the polishing pad during the polishing process and during the correction process can be changed. Particularly, since the revolution of the carrier or the correction member becomes a rotation direction component centering on the sun gear, the rotation direction component (revolution direction) can be reversed by rotating in the reverse direction. Therefore, the directionality generated in the polishing process on the polishing pad surface can be efficiently corrected in the correction process.
上記の遊離砥粒は、粒子径が80nm以下であるとよい。遊離砥粒の粒子径が大きすぎると、研磨処理を行った際に、所定の品質(粗さ)が得られない。よって、遊離砥粒の粒子径は80nm以下であることが好ましい。また、かかる微細な遊離砥粒はナップ孔に目詰まりしやすいが、上述したように本発明によればナップ孔内部に蓄積した遊離砥粒を効率的に除去することができる。 Said loose abrasive grain is good in a particle diameter being 80 nm or less. If the particle size of the loose abrasive grains is too large, a predetermined quality (roughness) cannot be obtained when the polishing process is performed. Therefore, the particle size of the free abrasive grains is preferably 80 nm or less. Further, such fine loose abrasive grains are easily clogged in the nap hole, but as described above, according to the present invention, the free abrasive grains accumulated in the nap hole can be efficiently removed.
上記の修正部材の修正面に固定した研磨砥粒は、ダイヤモンド砥粒を含むとよい。研磨砥粒は、研磨パッドの修正工程において、パッド表面を修正するために使用される。研磨工程に供給される研磨液に含まれる遊離砥粒は、シリカ砥粒等の硬度が高い砥粒である。よって、研磨処理を行った研磨パッド上に残存している遊離砥粒よりも研磨能力の高い、すなわち、硬度が高い砥粒であるとよいため、ダイヤモンド砥粒が好ましい。 The abrasive grains fixed on the correction surface of the correction member may include diamond abrasive grains. Abrasive grains are used to modify the pad surface in a polishing pad modification process. The loose abrasive grains contained in the polishing liquid supplied to the polishing process are abrasive grains having high hardness such as silica abrasive grains. Accordingly, diamond abrasive grains are preferred because the abrasive grains should have a higher polishing ability than the free abrasive grains remaining on the polished polishing pad, that is, have a high hardness.
本発明によれば、研磨パッドの表面状態を効率的に修正することで研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to provide the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs which can improve polishing efficiency by modifying the surface state of a polishing pad efficiently, and can improve production efficiency by extension. is there.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また、本発明に直接関係ない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
図1は、両面研磨装置の駆動機構部の説明図である。図1に示すように、両面研磨装置100はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動される太陽ギヤ130及び内歯歯車(以下、「インターナルギヤ140」という。)を有するキャリヤ装着部と、このキャリヤ装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤150及び下定盤160とを有する。上定盤150および下定盤160のガラス基板110と対向する面には、それぞれ後述する研磨パッド200が貼り付けられている。キャリヤ120は太陽ギヤ130及びインターナルギヤ140に噛合するように装着されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a drive mechanism unit of a double-side polishing apparatus. As shown in FIG. 1, the double-
図2は両面研削装置の全体図である。上下方向において下定盤160は固定的に設置されており、上定盤150は上下移動可能に構成されて、キャリヤ120に保持されたガラス基板110またはパッドドレッサー300に研磨パッド200で挟んで押圧することができる。
FIG. 2 is an overall view of the double-side grinding apparatus. The
研磨工程においては、遊離砥粒を含む研磨液(スラリー)を供給しながら研磨を行う。容器410に貯留された研磨液420はポンプ430によって上定盤150に供給され、研磨に供された後に下定盤160から回収し、容器410へと戻して循環させる。粒径の大きな砥粒や研磨屑を回収するフィルタ440を、下定盤160の出口や、配管から容器410への出口などに設けている。修正工程においては研磨液420に代えてクーラント(冷却水)を用いる。
In the polishing step, polishing is performed while supplying a polishing liquid (slurry) containing loose abrasive grains. The polishing liquid 420 stored in the
図3はガラス基板用のキャリヤを示す図である。図3(a)に示すように、下定盤160の上にて、外周にギヤを有するキャリヤ120にはそれぞれ複数の小孔が設けられており、この小孔にガラス基板110が保持されている。このキャリヤ120を太陽ギヤ130、インターナルギヤ140に噛合させ、太陽ギヤ130を矢印方向に回転させることにより、各キャリヤ120はそれぞれの矢印方向に遊星歯車として自転しながら公転する。太陽ギヤ130とインターナルギヤ140とは相対的に回転していればよく、いずれか一方が回転することでも、両方が回転することでもよい。インターナルギヤ140は太陽ギヤ130と各速度が異なってさえいればキャリヤ120に遊星歯車運動を生じさせるが、太陽ギヤ130と反対方向に回転させることによって、効果的に高速にキャリヤ120を回転させることができる。
FIG. 3 is a view showing a carrier for a glass substrate. As shown in FIG. 3A, a plurality of small holes are provided in the
上定盤150は太陽ギヤ130と共に回転し、下定盤160はインターナルギヤ140と共に回転する。本実施形態においては太陽ギヤ130とインターナルギヤ140とを反対方向に回転させることにより、上定盤150と下定盤160とは互いに逆回転する。なお、仮に太陽ギヤ130とインターナルギヤ140とを同一方向に回転させたとしても、キャリヤ120が遊星歯車運動をする限りにおいては、キャリヤ120を基準として見れば上定盤150と下定盤160とは互いに逆回転する。
The
図3(b)は、図3(a)のキャリヤ120のA−A断面図である。下定盤160に対して上定盤150は上下方向に移動可能であって、図3(b)に示すように、上定盤150と下定盤160は、それぞれ、研磨パッド200が研磨面に配備されており、上下からキャリヤ120を挟み、ガラス基板110の表裏の主表面に研磨パッド200を加圧する。そして遊離砥粒を含有する研磨液(スラリー)を供給しつつ、キャリヤ120の遊星歯車運動と、上定盤150および下定盤160が互いに逆回転することにより、ガラス基板110と研磨パッド200とは相対的に移動して、ガラス基板110の表裏の主表面が研磨される。
FIG. 3B is a cross-sectional view of the
上記のごとく構成した両面研磨装置100は、研磨液に含有される遊離砥粒と、研磨液を供給されながらガラス基板110と相対的に移動する研磨パッド200とで構成されるセットを複数セット用いることにより、ガラス基板110の製造工程において段階的に複数回行われるガラス基板110の主表面研磨に用いることができる。後述する実施例では、ガラス基板110の主表面を研磨する工程として、予備研磨(1次研磨)工程、鏡面研磨(2次研磨)工程の2回の研磨工程を実施する。これらの工程において両面研磨装置100の構成はほぼ同様であるが、使用する研磨液に含有される遊離砥粒、および研磨パッド200の組成が異なる。一般的な傾向としては後工程になるほど遊離砥粒の粒径は小さくなり、研磨パッド200の硬さは柔らかくなる。
The double-
図4は研磨パッドの構成を説明する拡大断面図である。研磨パッド200は、ポリウレタンやポリエステルなど合成樹脂の発泡体が用いられる。特に現状では、発泡ポリウレタンが好ましい。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the polishing pad. The
図4(a)は研磨工程前の研磨パッドの状態を説明する拡大断面図であり、研磨パッド200は、不織布等からなる基層210と、基層210の表面に積層されたナップ層220とからなる。ナップ層220は、多数の独立した気泡230が内在した内層220aと、気泡230が開口した表層220bとからなる。気泡230はナップ層220の厚み方向に雫形状(奥側の断面積が大きく表層側に行くにしたがって断面積が小さくなる形状)に形成され、表層220bに形成する極めて微細な開口をナップ孔230aと称する。このような研磨パッド200の硬度は、混入する気泡230の量によって調節することができる。またナップ孔230aは遊離砥粒を保持し、効果的にガラス基板110の主表面を研磨することができる。
FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view illustrating the state of the polishing pad before the polishing process. The
図4(b)は研磨工程後の研磨パッドの状態を説明する拡大断面図である。研磨工程後の研磨パッドは、研磨液に含まれる遊離砥粒240がナップ孔230aおよび気泡230に詰まった状態になっている。また、研磨工程時に上定盤150および下定盤160によって加えられる圧力によりナップ層220は斜方向に変形し、ナップ層220の表層でのナップ孔230aの開口幅が狭まってしまっている。
FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view for explaining the state of the polishing pad after the polishing step. In the polishing pad after the polishing process, the loose
研磨パッド200が上述のような状態になると、気泡230が目詰まりを生じてしまってナップ層220が柔軟性を失うことから、精密な鏡面研磨を行うことが難しくなってしまう。またナップ孔230は新たな遊離砥粒を保持することができなくなること、およびナップ孔230aの開口幅が狭まってしまうことから、研磨パッド表面に方向性が発生し平滑になってしまう。このため研磨レートが著しく低下し、所定の加工時間内に所望の研磨を行うことができなくなってしまう。そこで従来技術において説明したように、修正部材を用いて研磨パッド表面を摺擦し、研磨能力の回復を図っている。ただし従来技術においては、万全に修復するには到らず、回復した研磨レートが再び低下するまでの周期が短いため、短いスパンで頻繁にパッド面の修正を行わなくてはならなかった。
When the
そこで本実施形態においては、以下に示す方法で研磨パッド200の研磨面を修正し、研磨効率を向上する。
Therefore, in this embodiment, the polishing surface of the
図5は修正部材の例であるパッドドレッサーを示す図である。図5(a)に示すキャリヤ310は、図3(a)に示すキャリヤ120と置換可能な構成を有する。すなわち、外周にギヤを有するキャリヤ310に保持され、SUS等の金属製の芯材320の上下に、SUS基板の上に研磨砥粒を固定した固定砥粒330を貼り付けたものとしてよい。あるいは、図示しないものの、芯材の表面に直接研磨砥粒を担持させてもよい。また、固定砥粒330は、円板状のものを図示しているが、円弧状や矩形のものなどを用いることができる。
FIG. 5 is a view showing a pad dresser which is an example of a correction member. A
固定砥粒330は芯材320の外周に沿って貼り付けられている。芯材320の中央部は円形の空洞になっていて、固定砥粒330は貼られていない。本実施形態においては、かかる固定砥粒330が貼られている芯材320をパッドドレッサー300とし、キャリヤ310の空孔に挿嵌しているが、パッドドレッサー300とキャリヤ310が一体になっていてもよい。研磨工程後の研磨パッド200には、研磨工程時に供給された遊離砥粒240が残存していると考えられるため、固定砥粒330の研磨砥粒は遊離砥粒240よりも硬度が高いほうがよく、例えば、ダイヤモンド砥粒が挙げられる。
The fixed
なお、パッドドレッサー300の全面に固定砥粒330を設けていない。これは、仮に全面に設けると研磨パッド200と接触した場合に摩擦力が大きくなりすぎて、研磨パッド200に対してパッドドレッサー300を回転させることができず、研磨パッド200のパッド表面の修正という目的が達成できなくなるからである。また、パッドドレッサー300の全面を固定砥粒330によって被覆する必要もないことから、ダイヤモンド砥粒その他の材料コストを節約する利点もある。
The fixed
また固定砥粒330を設けた位置の厚みは、図3(b)に示すガラス基板110以上の厚さを有するとよい。パッドドレッサー300にこのような厚さを持たせる理由は、パッドドレッサー300の修正能力を高めるためである。上定盤150および下定盤160を有する両面研磨機の場合、それらの間に挟まれる被加工対象の厚さが厚いほど、曲げ強度が強くなるため、加工がしやすい。パッドドレッサー300によって上定盤150および下定盤160を修正するときも同様であり、パッドドレッサー300が厚いほど修正能力は向上する。すなわち、ガラス基板110のように薄い被加工対象を加工して発生したウネリは、被加工対象より厚い対象を加工することで、低減させることが可能である。
Moreover, the thickness of the position where the fixed
このような厚さで構成されたパッドドレッサー300の修正面と、上定盤150および下定盤160に配備された研磨パッド200のパッド面とを、クーラント(冷却液)を供給しながら、互いに押圧させて摺動させることにより、上下の定盤150、160の研削面の平滑性を高めることができる。
While supplying the coolant (coolant), the correction surface of the
図5(b)はパッドドレッサー300がキャリヤ120と置換可能であることを示す図である。ガラス基板110の研磨時には遊星歯車としてキャリヤ120を用い、研磨パッドの修正時には、各キャリヤ120に換えて、図5(a)に示すパッドドレッサー300を遊星歯車とすることが可能である。
FIG. 5B is a diagram showing that the
図6は、両面研磨装置にパッドドレッサーを装着した状態を示す図である。図6(a)は平面図であり、このようにして、研磨対象であるガラス基板110のキャリヤ120をパッドドレッサー300に置換することが可能である。
FIG. 6 is a view showing a state in which a pad dresser is attached to the double-side polishing apparatus. FIG. 6A is a plan view. In this manner, the
図6(b)は、図6(a)のパッドドレッサー300のX−X断面図である。研磨パッドの修正時には、研磨時と同様に、キャリヤ120と置換したパッドドレッサー300を、研磨パッド200が配備された上定盤150および下定盤160で挟む。そして、上定盤150および下定盤160に配備された研磨パッド200とパッドドレッサー300の固定砥粒330とを互いに押圧させて摺動させる。
FIG. 6B is an XX cross-sectional view of the
ここで本実施形態の特徴的な構成として、研磨工程時の研磨パッド200とキャリヤ120の相対的な移動方向と、修正工程時の研磨パッド200とパッドドレッサー300の相対的な移動方向を異なる方向にする、または、研磨工程時の太陽ギヤ130とインターナルギヤ140の相対的な回転方向と、修正工程時の太陽ギヤ130とインターナルギヤ140の相対的な回転方向を逆方向にすることにより、研磨パッド200のパッド表面を効率的に修正することができる。
Here, as a characteristic configuration of the present embodiment, the relative movement direction of the
図7は両面研磨装置の駆動機構部材の研磨工程時と修正工程時の移動方向を説明する図である。ここで、両面研磨装置100において、上定盤150は太陽ギヤ130と接合しているため、太陽ギヤ130の回転方向に回転する。また、下定盤160はインターナルギヤ140と接合しているため、インターナルギヤ140の回転方向に回転する。また、研磨パッド200は、取り付けられている各定盤150、160の回転方向に回転する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the movement direction of the drive mechanism member of the double-side polishing apparatus during the polishing process and during the correction process. Here, in the double-
図7(a)は、研磨工程時の研磨パッドとキャリヤ(ガラス基板)との相対的な移動方向を示す図である。研磨工程時において、太陽ギヤ130(上定盤150)が反時計回り(左回り)に回転するとき、上定盤150に配備されている研磨パッド200も同方向に回転し、キャリヤ120は太陽ギヤ130を中心として反時計回りに公転しながら、時計回り(右回り)に自転する。また、このとき、インターナルギヤ140(下定盤160)は時計回りに回転し、下定盤160に配備されている研磨パッド200も同方向に回転する。したがってガラス基板110の移動方向は(下定盤160を基準に考えれば)、公転による反時計周りの回転方向成分と、自転による半径方向の反復方向成分とを重ね合わせたものになる。
FIG. 7A is a diagram showing the relative movement direction of the polishing pad and the carrier (glass substrate) during the polishing process. During the polishing process, when the sun gear 130 (upper surface plate 150) rotates counterclockwise (counterclockwise), the
図7(b)は、修正工程時の研磨パッドとパッドドレッサー(固定砥粒)との相対的な移動方向を示す図である。修正工程時は、研磨パッド200とパッドドレッサー300との相対的な移動方向が研磨工程時とは逆(異なる)方向になるようにする。すなわち、修正工程時においては、太陽ギヤ130(上定盤150)を時計回りに回転させる。すると上定盤150に配備されている研磨パッド200も同方向に回転し、パッドドレッサー300は太陽ギヤ130を中心として時計回りに公転しながら、反時計回りに自転する。また、このとき、インターナルギヤ140(下定盤160)は反時計回りに回転し、下定盤160に配備されている研磨パッド200も同方向に回転する。したがってガラス基板110の移動方向は(下定盤160を基準に考えれば)、公転による時計周りの回転方向成分と、自転による半径方向の反復方向成分とを重ね合わせたものになる。
FIG.7 (b) is a figure which shows the relative moving direction of the polishing pad and pad dresser (fixed abrasive grain) at the time of a correction process. At the time of the correction process, the relative movement direction of the
上記の構成により、研磨工程時の研磨パッド200とガラス基板110との相対的な移動方向と、修正工程時の研磨パッド200と固定砥粒330との相対的な移動方向とを、異なる方向とすることができる。特に回転方向成分に着目すれば、研磨工程時と修正工程時の移動方向を逆方向とすることができる。したがって研磨工程において研磨パッド200のナップ層220に発生した方向性(表面組織の倒れや目詰まりなど)を分散することにより、パッド面の遊離砥粒の保持力を修正し、研磨能力および柔軟性を十分に回復させることができる。また修正工程によって研磨方向の物理的な構造を弱くしてしまうことがないため、遊離砥粒の保持力を低下させてしまうおそれがない。
With the above configuration, the relative movement direction of the
このように研磨パッドの表面状態を効率的に修正することで、研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることができる。 Thus, by efficiently correcting the surface state of the polishing pad, it is possible to improve the polishing efficiency and thus improve the production efficiency.
[実施例]
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクは、0.8インチ型ディスク(内径6mm、外径21.6mm、板厚0.381mm)、1.0インチ型ディスク(内径7mm、外径27.4mm、板厚0.381mm)、1.8インチ型磁気ディスク(内径12mm、外径48mm、板厚0.508mm)などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。また、2.5インチ型ディスクや3.5インチ型ディスクとして製造してもよい。
[Example]
Examples of the manufacturing method of the magnetic disk glass substrate to which the present invention is applied will be described below. This glass substrate for magnetic disk and magnetic disk are 0.8 inch type disk (
(1)形状加工工程およびラッピング工程
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング(研削)加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス(結晶化ガラス)を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
(1) Shape processing step and lapping step In the method for manufacturing a magnetic disk glass substrate according to this example, first, the surface of the plate-like glass is lapped (ground) to obtain a glass base material. Cut the glass disc. Various plate glasses can be used as the plate glass. This plate-like glass can be manufactured by using a known manufacturing method such as a press method, a float method, a downdraw method, a redraw method, or a fusion method using a molten glass as a material. Of these, plate glass can be produced at low cost by using the pressing method. As the material of the plate glass, amorphous glass or glass ceramics (crystallized glass) can be used. As the material for the plate glass, aluminosilicate glass, soda lime glass, borosilicate glass, or the like can be used. In particular, as an amorphous glass, an aluminosilicate glass can be preferably used in that it can be chemically strengthened and a magnetic disk substrate excellent in flatness of the main surface and substrate strength can be supplied.
本実施例においては、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、SiO2:58〜75重量%、Al2O3:5〜23重量%、Li2O:3〜10重量%、Na2O:4〜13重量%を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。 In this example, the melted aluminosilicate glass was molded into a disk shape by direct pressing using an upper mold, a lower mold, and a barrel mold to obtain an amorphous plate glass. As the aluminosilicate glass, SiO 2: 58 to 75 wt%, Al 2 O 3: 5~23 wt%, Li 2 O: 3 to 10 wt%, Na 2 O: 4 to 13 principal component weight% The chemically strengthened glass contained as was used.
次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。 Next, both main surfaces of the plate glass were lapped to form a disk-shaped glass base material. This lapping process was performed using alumina free abrasive grains with a double-sided lapping apparatus using a planetary gear mechanism. Specifically, the lapping platen is pressed from above and below on both sides of the plate glass, a grinding liquid containing free abrasive grains is supplied onto the main surface of the plate glass, and these are moved relatively to perform lapping. went. By this lapping process, a glass base material having a flat main surface was obtained.
(2)切り出し工程(コアリング、フォーミング、チャンファリング)
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした(コアリング)。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した(フォーミング、チャンファリング)。
(2) Cutting process (coring, forming, chamfering)
Next, the glass base material was cut using a diamond cutter, and a disk-shaped glass substrate was cut out from the glass base material. Next, using a cylindrical diamond drill, an inner hole was formed in the center of the glass substrate to obtain an annular glass substrate (coring). Then, the inner peripheral end face and the outer peripheral end face were ground with a diamond grindstone and subjected to predetermined chamfering (forming, chamfering).
(3)第2ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第1ラッピング工程と同様に、第2ラッピング加工を行った。この第2ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
(3) Second Lapping Step Next, a second lapping process was performed on both main surfaces of the obtained glass substrate in the same manner as in the first lapping step. By performing this second lapping step, it is possible to remove in advance the fine unevenness formed on the main surface in the cutting step and end surface polishing step, which are the previous steps, and shorten the subsequent polishing step on the main surface. Will be able to be completed in time.
(4)端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー(遊離砥粒)を用いた。
(4) End surface grinding | polishing process Next, mirror polishing was performed with the brush grinding | polishing method about the outer peripheral end surface of the glass substrate. At this time, as the abrasive grains, a slurry (free abrasive grains) containing cerium oxide abrasive grains was used.
そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。特に内周端面は、200〜300枚ほどの多数枚を積層して研磨した場合であっても、内孔の公差や真円度が低下することなく良好な状態であった。 And the glass substrate which finished the end surface grinding | polishing process was washed with water. By this end face polishing step, the end face of the glass substrate was processed into a mirror state that can prevent the precipitation of sodium and potassium. In particular, the inner peripheral end face was in a good state without a decrease in tolerance and roundness of the inner hole even when a large number of about 200 to 300 sheets were laminated and polished.
(5)主表面第1研磨工程
主表面研磨工程として、まず第1研磨工程を施した。この第1研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第1研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。第1研磨工程後のガラス基板主表面の表面粗さは、算術平均粗さRa=0.8nm、最大高さRv=10nmであった。
(5) Main surface first polishing step As the main surface polishing step, first, a first polishing step was performed. This first polishing step is mainly intended to remove scratches and distortions remaining on the main surface in the lapping step described above. In the first polishing step, the main surface was mirror-polished using a hard resin polisher by a double-side polishing apparatus having a planetary gear mechanism. As the abrasive, cerium oxide abrasive grains were used. The surface roughness of the main surface of the glass substrate after the first polishing step was an arithmetic average roughness Ra = 0.8 nm and a maximum height Rv = 10 nm.
この第1研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、IPA(イソプロピルアルコール)、の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。 The glass substrate which finished this 1st grinding | polishing process was immersed in each washing tank of neutral detergent, a pure water, and IPA (isopropyl alcohol) one by one, and was wash | cleaned.
(6)主表面第2研磨工程
次に、主表面研磨工程として、第2研磨工程を施した。この第2研磨工程は上記説明した研磨工程であり、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。
(6) Main surface second polishing step Next, a second polishing step was performed as the main surface polishing step. The second polishing step is the polishing step described above, and aims to finish the main surface in a mirror shape.
図8は第2研磨工程の処理の流れを示すフローチャートである。ガラス基板の研削を行う際には、まず、上述した遊星歯車機構を有する両面研磨装置を用いて、上定盤150および下定盤160に研磨パッド200を貼り付ける貼付工程を行う(ステップS400)。研磨パッド200はアスカーC硬度75の軟質発泡樹脂ポリッシャを用いた。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of the second polishing step. When grinding the glass substrate, first, a pasting step of pasting the
次に、パッドドレッサー300を用いて研磨パッド200の表面を研削する初期修正工程を行う(ステップS410)。初期修正を行う理由は、単に定盤に貼り付けただけではパッド面に平坦性および平滑性が不足するためである。
Next, an initial correction process for grinding the surface of the
その後、研磨工程を行い、数10バッチのガラス基板の主表面を研磨する(ステップS420)。遊離砥粒としては、第1研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な粒径20nmのコロイダルシリカを用いた。 Thereafter, a polishing process is performed to polish the main surface of several tens of batches of glass substrates (step S420). As the free abrasive grains, colloidal silica having a particle diameter of 20 nm finer than the cerium oxide abrasive grains used in the first polishing step was used.
そして研磨工程にて低下した研磨パット200の平滑性を修正するため、研磨工程のバッチ間に、パッドドレッサー300およびクーラントを用いて、定盤の修正工程を行った(ステップS430)。修正工程は、加工加重100kg、定盤回転数20rpmで30分間行った。ここで、上述したように、修正工程時の上定盤150、下定盤160、太陽ギヤ130、インターナルギヤ140は、すべて研磨工程時とは逆方向に回転させた。
Then, in order to correct the smoothness of the
この第2研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。 The glass substrate which finished this 2nd grinding | polishing process was immersed in each washing tank of neutral detergent, a pure water, and IPA (isopropyl alcohol) sequentially, and was wash | cleaned. Note that ultrasonic waves were applied to each cleaning tank.
[評価]
上記の実施例に対し、比較例として、修正工程時の上定盤150、下定盤160、太陽ギヤ130、インターナルギヤ140を、すべて研磨工程時と同じ方向に回転させた。このときの加工加重、定盤回転数、処理時間は実施例と同様である。図9は実施例と比較例の比較を説明する図であって、図9(a)は実施例にかかる研磨速度を説明する図、図9(b)は比較例にかかる研磨速度を説明する図、図9(c)は実施例と比較例の微小うねりを比較する図である。
[Evaluation]
As a comparative example, the
実施例を示す図9(a)においては、はじめの数バッチは研磨レートがむしろ上昇し、5バッチを過ぎる頃から研磨レートの低下が開始する。これに対し比較例を示す図9(b)においては、始めから研磨レートは低下する一方である。 In FIG. 9A showing the embodiment, the polishing rate is rather increased in the first few batches, and the decrease in the polishing rate starts around 5 batches. On the other hand, in FIG. 9B showing the comparative example, the polishing rate is decreasing from the beginning.
上記のように実施例において研磨レートが上昇するのは、研磨工程時と修正工程時で移動方向が異なっていることから、ナップ孔の目詰まりを効果的に除去できており、かつ研磨方向の物理的な構造が弱くなっていないためであると考えられる。すなわち研磨工程の始めの数バッチでは、ナップ孔に徐々に遊離砥粒が充填されていくに従い、研磨レートが上昇していくと考えられる。そして充填された遊離砥粒が磨耗し始めると、ふたたび研磨レートが下降していくものと考えられる。一方、比較例においてはナップ孔の目詰まりが除去できていないうえ研磨方向の物理的な構造が弱くなってしまっており、遊離砥粒の保持力が当初から失われている(回復できていない)ために、研磨レートは低下する一方となると考えられる。 As described above, the polishing rate is increased in the examples because the moving direction is different between the polishing process and the correction process, so that clogging of the nap holes can be effectively removed and the polishing direction is increased. This is probably because the physical structure is not weakened. That is, in the first few batches of the polishing process, it is considered that the polishing rate increases as the nap holes are gradually filled with loose abrasive grains. And, when the filled free abrasive grains start to wear, it is considered that the polishing rate decreases again. On the other hand, in the comparative example, clogging of the nap hole has not been removed and the physical structure in the polishing direction has become weak, and the holding power of the free abrasive grains has been lost from the beginning (not recovered). For this reason, it is considered that the polishing rate is only decreasing.
また図9(c)においては、実施例と比較例において、微小うねり(MicroWave)の二乗平均平方根粗さRqの分布を示したものである。図9(c)によれば、比較例に対して実施例のほうがRqの小さな微小うねりが多くなっており、より効果的に鏡面研磨されていることが確認できる。 FIG. 9C shows the distribution of the root mean square roughness Rq of micro swell (MicroWave) in the example and the comparative example. According to FIG.9 (c), compared with a comparative example, the direction of an Example has many small undulations with small Rq, and it can confirm that it is mirror-polished more effectively.
(7)化学強化工程
次に、ガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、まず硝酸カリウム(60%)と硝酸ナトリウム(40%)を混合した粉末状の化学強化塩を、固体の化学強化塩として用意し、塩投入容器に投入して、電磁波発生器によって加熱溶融した。
(7) Chemical strengthening process Next, the glass substrate was chemically strengthened. For chemical strengthening, first prepare a powdered chemical strengthening salt mixed with potassium nitrate (60%) and sodium nitrate (40%) as a solid chemical strengthening salt, put it into a salt charging container, and heat it with an electromagnetic wave generator. Melted.
このように、ガラス基板中のリチウムイオンおよびナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオンおよびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化された。 Thus, lithium ions and sodium ions in the glass substrate were replaced with sodium ions and potassium ions in the chemical strengthening solution, respectively, and the glass substrate was strengthened.
化学強化処理を終えたガラス基板を、20℃の水槽に浸漬して急冷し、約10分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約40℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、IPA(イソプロピルアルコール)の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。 The glass substrate that had been subjected to the chemical strengthening treatment was immersed in a 20 ° C. water bath and rapidly cooled, and maintained for about 10 minutes. And the glass substrate which finished quenching was immersed in the concentrated sulfuric acid heated at about 40 degreeC, and was wash | cleaned. Further, the glass substrate after the sulfuric acid cleaning was cleaned by immersing in a cleaning bath of pure water and IPA (isopropyl alcohol) sequentially.
上記の如く、ラッピング工程、切り出し工程、研削工程、端面研磨工程、第1および第2研磨工程、ならびに化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。 As described above, a flat and smooth, high-rigidity glass substrate for a magnetic disk is obtained by performing a lapping process, a cutting process, a grinding process, an end face polishing process, first and second polishing processes, and a chemical strengthening process. Obtained.
(8)磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、ガラス基板の表面にCr合金からなる付着層、CoTaZr基合金からなる軟磁性層、Ruからなる下地層、CoCrPt基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。
(8) Magnetic disk manufacturing process On both surfaces of the glass substrate obtained through the above-described processes, an adhesion layer made of a Cr alloy, a soft magnetic layer made of a CoTaZr-based alloy, an underlayer made of Ru, and a CoCrPt group on the surface of the glass substrate A perpendicular magnetic recording disk was manufactured by sequentially forming a perpendicular magnetic recording layer made of an alloy, a protective layer made of hydrogenated carbon, and a lubricating layer made of perfluoropolyether. Although this configuration is an example of a configuration of a perpendicular magnetic disk, a magnetic layer or the like may be configured as an in-plane magnetic disk.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although the suitable Example of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に利用することができる。 The present invention can be used in a method for manufacturing a magnetic disk glass substrate.
100…両面研磨装置、110…ガラス基板、120…キャリヤ、130…太陽ギヤ、140…インターナルギヤ、150…上定盤、160…下定盤、200…研磨パッド、210…基層、220…ナップ層、220a…内層、220b…表層、230…気泡、230a…ナップ孔、240…遊離砥粒、300…パッドドレッサー、310…キャリヤ、320…芯材、330…固定砥粒、410…容器、420…研磨液、430…ポンプ、440…フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
修正面に研磨砥粒を固定した修正部材を、前記研磨パッドの前記ガラス基板を研磨した面と接触させて、該修正部材と前記研磨パッドとを相対的に移動させることで該研磨パッドを修正する修正工程とを含み、
研磨工程時と修正工程時とで、研磨パッドに対するガラス基板と修正部材の移動方向が異なることを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 By supplying a polishing liquid containing free abrasive grains between a glass substrate and a polishing pad having a nap layer for polishing the main surface of the glass substrate, and relatively moving the glass substrate and the polishing pad A polishing step for polishing;
The polishing pad is corrected by moving the correction member and the polishing pad relative to each other by bringing a correction member having polishing grains fixed on the correction surface into contact with the surface of the polishing pad on which the glass substrate has been polished. A correction process to
A method for manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, wherein the moving direction of the glass substrate and the correction member relative to the polishing pad is different between the polishing step and the correction step.
前記修正部材は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動させて前記研磨パッドと相対的に移動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。 The glass substrate is moved relative to the polishing pad by being held by a carrier that meshes with a relatively rotating sun gear and an internal gear and performs planetary gear motion,
4. The correction member according to claim 1, wherein the correction member meshes with a relatively rotating sun gear and an internal gear and is moved relative to the polishing pad by moving as a planetary gear. 5. The manufacturing method of the glass substrate for magnetic disks of description.
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