JP2015069674A - Manufacturing method of magnetic disk glass substrate, and polishing treatment carrier - 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、及びガラス基板の研磨処理に用いる研磨処理用キャリアに関する。 The present invention relates to a method for producing a glass substrate for a magnetic disk, and a polishing carrier used for polishing the glass substrate.
情報記録媒体の1つとして用いられる磁気ディスクには、従来より、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。これに伴って、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することが行われている。このような磁気ディスクに用いるガラス基板の寸法及び形状は目標通り精度高く作製されていることが好ましい。 Conventionally, a glass substrate has been suitably used for a magnetic disk used as one of information recording media. Today, in response to a request for an increase in storage capacity in a hard disk drive device, the density of magnetic recording has been increased. Along with this, the magnetic recording information area is miniaturized by extremely shortening the flying distance from the magnetic recording surface of the magnetic head. It is preferable that the size and shape of the glass substrate used for such a magnetic disk be manufactured with high accuracy as intended.
ガラス基板の寸法及び形状を精度高く作製するために、ガラス基板の表面を研削及び研磨を行う。ガラス基板の研削及び研磨では、2つの定盤間に挟まれて研削あるいは研磨されるガラス基板を、研削あるいは研磨中保持するための板状の研削用あるいは研磨用のキャリアが用いられる。このキャリアには、ガラス基板を保持するための保持穴が設けられている。
従来、このキャリアとして、機械的強度及びコストの点からガラス繊維で樹脂を補強した繊維強化樹脂が広く用いられている。特に、ガラス繊維でエポキシ樹脂を補強した層を複数層積層させた構成のキャリアが好適に用いられる。しかし、このキャリアでは、ガラス基板が研削あるいは研磨されるとき、ガラス基板の端面(外周端面)に欠陥、例えば凹んだ傷が生じる場合がある。この傷の深さは端面に形成される他の傷に比べて深くかつ長い。この傷の凹んだ部分にスラリー中の砥粒が付着し、また、傷により発生したガラスチップが端面に付着して発塵源となる場合もある。特に、最終研磨で用いるスラリー中の砥粒が端面とキャリアとの間に挟まれて微粒子として凹状の傷内に付着しさらには固着する。このように付着した微粒子は、ガラス基板に磁性層を形成するときに行うスパッタリング中にガラス基板の端面から離脱して主表面上に乗って磁性層に欠陥をつくる場合もある。
In order to manufacture the glass substrate with high accuracy in size and shape, the surface of the glass substrate is ground and polished. In grinding and polishing of a glass substrate, a plate-like grinding or polishing carrier for holding a glass substrate to be ground or polished by being sandwiched between two surface plates during grinding or polishing is used. The carrier is provided with a holding hole for holding the glass substrate.
Conventionally, a fiber reinforced resin obtained by reinforcing a resin with glass fiber has been widely used as the carrier from the viewpoint of mechanical strength and cost. In particular, a carrier having a configuration in which a plurality of layers in which an epoxy resin is reinforced with glass fibers is laminated is preferably used. However, in this carrier, when the glass substrate is ground or polished, a defect, for example, a concave scratch may occur on the end surface (outer peripheral end surface) of the glass substrate. The depth of the scratch is deeper and longer than other scratches formed on the end face. In some cases, the abrasive grains in the slurry adhere to the concave portions of the scratches, and the glass chips generated by the scratches adhere to the end surface to become a dust generation source. In particular, the abrasive grains in the slurry used in the final polishing are sandwiched between the end face and the carrier, adhere to the concave wound as fine particles, and further adhere. The fine particles attached in this way may be detached from the end face of the glass substrate during sputtering performed when forming the magnetic layer on the glass substrate and get on the main surface to create a defect in the magnetic layer.
このような状況下、キャリアの保持穴に樹脂を装着する、あるいは塗布する技術が知られている(特許文献1、特許文献2、及び特許文献3)。これらの技術は、いずれも基板の外周端面に傷が発生することを防止するために行われる。 Under such circumstances, a technique for mounting or applying a resin to a holding hole of a carrier is known (Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). All of these techniques are performed in order to prevent the outer peripheral end face of the substrate from being damaged.
しかし、キャリアの保持穴の側面に樹脂を塗布した場合、塗布した樹脂が部分的に剥離し、剥離した樹脂がキャリアと定盤との間に隙間を作る。この隙間に研磨あるいは研削中のガラス基板が挟まることにより、ガラス基板が破損し易くなる。さらには、剥離した樹脂の一部が微粒子となってスラリー中に混ざり、研削あるいは研磨のガラス基板の主表面に残存することにより凸状の欠陥となり、あるいは、微粒子がガラス基板の主表面でこすられて主表面に傷を作る。このような問題は、キャリアの保持穴に樹脂を装着した場合においても生じる。 However, when a resin is applied to the side surface of the holding hole of the carrier, the applied resin is partially peeled, and the peeled resin creates a gap between the carrier and the surface plate. When the glass substrate being polished or ground is sandwiched between the gaps, the glass substrate is easily damaged. Furthermore, a part of the peeled resin becomes fine particles and is mixed in the slurry and remains on the main surface of the ground or polished glass substrate to form convex defects, or the fine particles are rubbed on the main surface of the glass substrate. To make scratches on the main surface. Such a problem also occurs when a resin is attached to the holding hole of the carrier.
そこで、本発明は、ガラス基板の端面の傷の発生を抑制し、さらに、ガラス基板の主表面に微粒子等が付着して欠陥が形成されることを抑制できる、研磨処理用キャリア及び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する。 Therefore, the present invention suppresses the occurrence of scratches on the end face of the glass substrate, and further suppresses the formation of defects due to adhesion of fine particles or the like to the main surface of the glass substrate. It aims at providing the manufacturing method of a glass substrate.
本願発明者は、上述した従来の問題を解決するために、キャリアとガラス基板について鋭意検討したところ、キャリアの保持穴の内壁面とキャリアの表面との境界部分であるエッジ部が、研削あるいは研磨中、ガラス基板の外周端面の側壁面に接触することによりガラス基板の外周端面に傷が発生することを知見した。すなわち、ガラス基板の研削あるいは研磨中にキャリアの保持穴のエッジ部がガラス基板の側壁面に接触し、エッジ部が側壁面に集中した力を与えることにより傷をつけることがわかった。特に、キャリアがガラス繊維強化樹脂で構成されるとき、ガラス基板の研削あるいは研磨中、キャリアの厚さはガラス基板に比べて薄いにもかかわらず、キャリアも表面がこすれ、表面に樹脂に比べて硬いガラス繊維が露出し易い。さらに、キャリアの保持穴は、研削あるいは研磨中ガラス基板と接触するので、キャリアの表面であって保持穴のエッジ部では、いっそうガラス繊維が露出し易い。このように、エッジ部がガラス基板の側壁面と接触することによりガラス基板の外周端面の側壁面に傷が発生し易くなる。
以上の知見より、本願発明者は、以下の発明を見出した。
In order to solve the above-described conventional problems, the present inventor has intensively studied the carrier and the glass substrate, and the edge portion, which is the boundary between the inner wall surface of the carrier holding hole and the surface of the carrier, is ground or polished. In the middle, it was found that the outer peripheral end face of the glass substrate was damaged by contacting the side wall surface of the outer peripheral end face of the glass substrate. That is, it has been found that the edge portion of the carrier holding hole comes into contact with the side wall surface of the glass substrate during grinding or polishing of the glass substrate, and the edge portion is damaged by applying a force concentrated on the side wall surface. In particular, when the carrier is composed of a glass fiber reinforced resin, the surface of the carrier is also rubbed during grinding or polishing of the glass substrate, although the thickness of the carrier is thinner than that of the glass substrate, compared to the resin on the surface. Hard glass fiber is easily exposed. Further, since the holding hole of the carrier comes into contact with the glass substrate during grinding or polishing, the glass fiber is more likely to be exposed at the edge of the holding hole on the surface of the carrier. As described above, the edge portion comes into contact with the side wall surface of the glass substrate, so that the side wall surface of the outer peripheral end surface of the glass substrate is easily damaged.
Based on the above findings, the present inventors have found the following invention.
すなわち、本発明の一態様は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。当該製造方法は、ガラス主表面と直交するガラス基板の端面に設けられた側壁面と、前記端面のうち、前記側壁面と両側のガラス主表面との間のそれぞれの部分に設けられた面取面と、を有するガラス基板を、キャリアに設けられた保持孔に保持した状態で前記ガラス基板を上定盤と下定盤とで挟み、ガラス基板の両側の主表面と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に移動させることで、前記ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を含む。
前記キャリアの板厚は、前記ガラス基板の板厚方向における前記側壁面と1つの面取面の長さの和よりも薄い板厚である。
前記キャリアの前記保持孔の内壁面とキャリア表面との境界部分のうちの前記上定盤と面する側の部分が、前記キャリアの内部の材料と比べて柔らかい材料で構成されている。
That is, one aspect of the present invention is a method for producing a glass substrate for a magnetic disk. The manufacturing method includes a side wall surface provided on an end surface of a glass substrate orthogonal to the glass main surface, and a chamfer provided in each portion of the end surface between the side wall surface and both glass main surfaces. The glass substrate is sandwiched between an upper surface plate and a lower surface plate in a state where the glass substrate having a surface is held in a holding hole provided in the carrier, the main surface on both sides of the glass substrate, the upper surface plate, and the lower surface plate It includes a polishing process for polishing the main surface of the glass substrate by relatively moving the disc.
The thickness of the carrier is smaller than the sum of the length of the side wall surface and one chamfered surface in the thickness direction of the glass substrate.
Of the boundary portion between the inner wall surface of the holding hole of the carrier and the carrier surface, the portion facing the upper surface plate is made of a softer material than the material inside the carrier.
その際、前記キャリアは、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、前記研磨処理中前記上定盤の側に配されるキャリア表面を構成するシート状材料が前記柔らかい材料で構成されている、ことが好ましい。 At that time, the carrier has a laminated structure in which a plurality of sheet-like materials are laminated, and the sheet-like material constituting the carrier surface arranged on the upper surface plate side during the polishing treatment is the soft material. It is preferable that it is comprised.
また、前記キャリアは、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、キャリア表面を構成しているシート状材料は、繊維を含まない樹脂で構成されており、キャリア内部を構成しているシート状材料は、繊維強化樹脂で構成されている、ことも好ましい。 Further, the carrier has a laminated structure in which a plurality of sheet-like materials are laminated, and the sheet-like material constituting the carrier surface is made of a resin that does not contain fibers and constitutes the inside of the carrier. It is also preferable that the sheet-like material currently comprised is comprised with the fiber reinforced resin.
また、本発明の他の一態様は、円板状のガラス基板を上定盤及び下定盤で挟んで前記ガラス基板のガラス主表面を研磨処理する際に前記ガラス基板を保持するための保持穴を有する研磨処理用キャリアである。前記研磨処理用キャリアは複数のシート状材料を積層させた積層構造を有し、前記研磨処理用キャリアの内部を構成しているシート状材料は、繊維を含んだ繊維強化樹脂で構成され、前記研磨処理用キャリアの少なくとも一方の表層を構成するシート状材料は、繊維を含まない樹脂で構成されている。 Another embodiment of the present invention is a holding hole for holding the glass substrate when the glass main surface of the glass substrate is polished by sandwiching the disk-shaped glass substrate between the upper surface plate and the lower surface plate. A carrier for polishing treatment having The polishing carrier has a laminated structure in which a plurality of sheet-like materials are laminated, and the sheet-like material constituting the inside of the polishing carrier is made of a fiber reinforced resin containing fibers, The sheet-like material constituting at least one surface layer of the carrier for polishing treatment is made of a resin not containing fibers.
上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法および研磨処理用キャリアによれば、ガラス基板の端面への傷の発生を抑制し、さらに、ガラス基板の主表面に欠陥が形成されることを抑制できる。 According to the above-described method for manufacturing a glass substrate for magnetic disk and the carrier for polishing treatment, it is possible to suppress the generation of scratches on the end face of the glass substrate and to further suppress the formation of defects on the main surface of the glass substrate.
以下、本発明の研磨処理用キャリア及び磁気ディスク用ガラス基板の製造方法について詳細に説明する。本明細書では、研磨処理とは、ガラス基板の研削と、この研削後のガラス基板のガラス主表面の粗さを小さくするガラス基板の研磨と、を含む。したがって、研磨処理用キャリアとは、ガラス基板の研削および研磨に用いることができるキャリアである。 Hereinafter, the manufacturing method of the polishing carrier and the magnetic disk glass substrate of the present invention will be described in detail. In the present specification, the polishing treatment includes grinding of the glass substrate and polishing of the glass substrate to reduce the roughness of the glass main surface of the glass substrate after grinding. Therefore, the polishing carrier is a carrier that can be used for grinding and polishing a glass substrate.
[研磨装置]
本実施形態の研磨処理用キャリアを用いるガラス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、研磨装置(両面研磨装置)の分解斜視図である。図2は、研磨装置の断面図である。研削装置についても研磨装置と同様の構成を有するので、研削装置の説明は省略する。
[Polishing equipment]
A glass substrate polishing apparatus using the polishing carrier of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view of a polishing apparatus (double-side polishing apparatus). FIG. 2 is a sectional view of the polishing apparatus. Since the grinding apparatus has the same configuration as the polishing apparatus, description of the grinding apparatus is omitted.
図1に示すように、研磨装置は、上下一対の定盤、すなわち上定盤40および下定盤60を有している。上定盤40および下定盤60の間に円環状のガラス基板Gが狭持され、上定盤40または下定盤60のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板Gと各定盤とを相対的に移動させることで、このガラス基板Gの両主表面を研磨することができる。なお、ガラス基板と定盤との間には、研磨砥粒を含んだ研磨スラリーが供給される。以降、上定盤40及び下定盤60を総称して説明するとき、単に定盤という。
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus has a pair of upper and lower surface plates, that is, an
図1及び図2を参照して研磨装置の構成をさらに具体的に説明する。
研磨装置において、下定盤60の上面および上定盤40の下面には、研磨パッド10が貼り付けられている。図1では、研磨パッド10はシート状に記されている。研磨パッド10には、例えば、発泡ウレタン樹脂等を用いることができる。
キャリア30は、円板状のガラス基板Gを上定盤40と下定盤60で挟んでガラス基板Gの主表面を研磨する際に、ガラス基板Gを保持するための保持穴を有する。具体的には、キャリア30は、外周部に設けられて太陽歯車61及び内歯車62に噛合する歯部31と、ガラス基板Gを収容し保持するための1または複数の保持穴32とを有する。太陽歯車61、外縁に設けられた内歯車62および円板状のキャリア30は全体として、中心軸CTRを中心とする遊星歯車機構を構成する。円板状のキャリア30は、内周側で太陽歯車61に噛合し、かつ外周側で内歯車62に噛合するともに、ガラス基板Gを1または複数を収容し保持する。下定盤60上では、キャリア30が遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板Gと下定盤60とが相対的に移動させられる。例えば、太陽歯車61が反時計回りの方向に回転すれば、キャリア30は時計回りの方向に回転し、内歯車62は反時計回りの方向に回転する。その結果、下定盤60とガラス基板Gの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス基板Gと上定盤40とを相対的に移動させてもよい。
The configuration of the polishing apparatus will be described more specifically with reference to FIGS.
In the polishing apparatus, the
The
上記相対運動の動作中には、上定盤40がキャリア30に保持されたガラス基板Gに対して(つまり、鉛直方向に)所定の圧力で押圧し、これによりガラス基板Gに対して研磨パッド10が押圧される。また、図2に示すように、ポンプ(不図示)によって研磨スラリーが、供給タンク71から1または複数の配管72を経由してガラス基板Gと研磨パッド10との間に供給される。
During the operation of the relative movement, the
図3は、キャリア30の一例の断面図である。キャリア30は、5層のシート状材料を積層させた積層構造を有している。キャリア30の一方の側の表層は樹脂層30aである。一方、キャリア30の両側の表層に挟まれた内側の3層及び樹脂層30aと反対側の表面の表層は、樹脂層30aと異なる構成の繊維強化樹脂層30bとなっている。キャリア表面の樹脂層30aを構成しているシート状材料は、繊維で強化された樹脂ではなく、繊維を含まないシート状樹脂材料で構成されている。キャリア30の他方の側の表層および内部の繊維強化樹脂層30bを構成しているシート状材料は、樹脂層30aを構成する樹脂と同じ樹脂をガラス繊維で補強した繊維強化樹脂で構成されている。キャリア30の内部に繊維強化樹脂層30bを積層するのは、キャリア30が研磨中に太陽歯車61及び内歯車62からうける力によっての曲げ変形やせん断変形を引き起こし、その結果、ガラス基板Gが破損することが生じないように、曲げ剛性、せん断剛性、及び機械的強度を確保するためである。
樹脂層30aでは、繊維強化樹脂層30bに用いるガラス繊維に比べて柔らかい。柔らかいとは、硬度の点で軟らかいことをいう。ここで、硬度は、ロックウェル硬さであり、JIS 2245:2011で規定されている。例えば、繊維強化樹脂層30bにロックウェル硬さHRCで55.2〜57.8(モース硬度で6.5程度、ビッカース硬さで600〜640HV)であるガラスの繊維を用いる場合、55.2よりも低いロックウェル硬さを有する材料を樹脂層30aに用いるとよい。硬さの指標として、ロックウェル硬さの他に、モース硬度あるいはビッカース硬さを用いることもできる。
本実施形態は、内部に3層、表層に2層設けた5層積層構造であるが、5層積層構造に限定されず、3層、4層、6層、7層等であってもよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an example of the
The
This embodiment has a five-layer laminated structure in which three layers are provided inside and two layers are provided on the surface layer, but is not limited to a five-layer laminated structure, and may be three layers, four layers, six layers, seven layers, or the like. .
キャリア30は、1層の樹脂層30a及び4層の繊維強化樹脂層30bが積層された5層積層構造であり、5層積層構造がキャリア30の全体に渡って形成されているので、保持穴32の側壁面においても5層の積層構造となっている。したがって、キャリア30の最表層である樹脂層30aのうち、ガラス基板Gの端面と接触する保持穴32の内壁面とキャリア30の表面との間の境界部分(上定盤40に面する側の境界部分)であるエッジ部を含む最表層を構成する全ての材料、すなわち樹脂は、キャリア30の内部層のうち保持穴32を囲む内部層領域を構成する少なくとも1つの材料、すなわち樹脂中のガラス繊維に比べて柔らかい。キャリア30の内部層とは、キャリア30の両側の最表層の内側部分の層をいう。
The
このように樹脂層30a及び繊維強化樹脂層30bを積層し、樹脂層30aをキャリア30の一方の側の最表層に用いるのは、以下の理由による。図4は、研磨中のガラス基板Gの端面とキャリア30の保持穴32の内壁面との接触状態を説明する図である。
図4に示すように、キャリア30の両側の表面のうち樹脂層30aが設けられた側が上定盤40の側に位置するようにキャリア30はセットされる。研磨対象のガラス基板Gの端面は、ガラス主表面と直交する側壁面Tと、端面のうち、側壁面Tと両側のガラス主表面との間のそれぞれの部分に設けられた面取面Cと、を有するように形状加工されている。面取面Cの板厚方向の長さは互いに同じである。このとき、キャリア30の板厚は、ガラス基板Gの板厚方向における側壁面Tと1つの面取面Cの長さの和よりも薄い板厚である。この場合、キャリア30の保持穴32の図中の上方に位置するエッジ部E1は、ガラス基板Gの側壁面Tに接触する。キャリア30の図中の下方に位置するエッジ部E2は、ガラス基板Gの面取面である傾斜面Cと同じ高さ方向の位置にあるので、エッジ部E2はガラス基板Gの端面と接触しない。エッジ部E1は、ガラス基板Gの端面と接触するが、エッジ部E1は樹脂層30aに含まれる部分なので、エッジ部E1を構成する樹脂は、強化樹脂層30bを構成するガラス繊維に比べて柔らかい。このため、エッジ部E1からガラス基板Gの側壁面Tが受ける力は緩和される。従来のキャリアの場合、ガラス繊維がエッジ部E1において露出しているので、エッジ部E1から受ける集中した力により、さらにはエッジ部E1から露出したガラス繊維により、ガラス基板Gの側壁面は傷を発生させ易い。これに対して、本実施形態のキャリア30では、エッジ部E1はガラス繊維より硬度の低い樹脂で構成しているので、また、ガラス繊維のない樹脂層により構成しているので、ガラス基板Gの側壁面がエッジ部E1から傷つけられることを、従来のキャリアに比べて抑制することができる。
The reason why the
As shown in FIG. 4, the
このように、本実施形態のキャリア30は、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、研磨処理中上定盤40の側に配されるキャリア表面を構成するシート状材料がキャリア30の内部の材料と比べて柔らかい材料で構成されていることが好ましい。
また、本実施形態のキャリア30は、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、キャリア表面を構成しているシート状材料は、繊維を含まない樹脂で構成されており、キャリア内部を構成しているシート状材料は、繊維強化樹脂で構成されていることが好ましい。
Thus, the
Further, the
また、キャリア30は、樹脂層30aと繊維強化樹脂層30bとで構成される積層構造のほかに、繊維強化樹脂層30bの代わりに、繊維を一切含まない樹脂層で構成することもできる。この場合においても、繊維を一切含まない樹脂層に用いる樹脂に比べて、キャリア30の最表層である樹脂層30aに用いる樹脂は柔らかい材料で構成されている。すなわち、キャリア30の最表層のうち、ガラス基板Gの端面と接触する保持穴32のエッジ部E1を含む最表層を構成する樹脂は、キャリア30の内部層のうち保持穴32を囲む内部層領域を構成する樹脂に比べて柔らかい(硬度が低い)。このため、この場合においても、エッジ部E1はガラス基板Gの側壁面にエッジ部E1による傷をつけることを、従来のキャリアに比べて抑制することができる。繊維強化樹脂層30bに用いるシート状材料の種類は特に制限されないが、例えば、ガラス繊維布、ガラス繊維不織布、アラミド繊維織布、あるいはポリエステル繊維織布等が例示される。繊維強化樹脂層30bは、上記織布や不織布等の布に樹脂を含浸させて得られたものの他、ミクロやナノサイズの繊維をフィラーとして樹脂内に含ませて機械的強度や剛性を向上させたものであってもよい。樹脂層30aに用いる樹脂の種類は特に制限されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂が例示され、また、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等が例示される。
Moreover, the
なお、図3に示すキャリア30では、キャリア30の両側の最表層のうち一方の側にのみ樹脂層30aが設けられるが、キャリア30の両側の最表層に樹脂層30aが設けられてもよい。この場合、研磨前に、キャリア30の樹脂層30aが設けられた側を上定盤40に向くようにセッティングする必要がなくなる点で好ましい。すなわち、キャリア30は、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、研磨処理中上定盤40の側に配されるキャリア表面を構成するシート状材料がキャリア30の内部の材料と比べて柔らかい材料で構成されていることが好ましい。
キャリア30は、上述したように、複数のシート状材料を積層させた積層構造を有しており、キャリア表面を構成しているシート状材料は、繊維を含まない樹脂で構成されており、キャリア内部を構成しているシート状材料は、繊維強化樹脂で構成されていることが好ましい。
3, the
As described above, the
また、本実施形態では、樹脂層30a及び繊維強化樹脂層30bの積層構造を、キャリア30全体に設ける構成を用いるが、ガラス基板Gの端面と接触する保持穴32のエッジ部E1を含む最表層にのみ、樹脂層30aを設ける構成を用いてもよい。この場合、上記最表層以外の部分は、従来と同様にガラス繊維で強化された繊維強化樹脂層を設けてもよい。しかし、樹脂層30a及び繊維強化樹脂層30bの積層構造をキャリア30全体に設けることが、樹脂層30aの保持穴32を囲む最表層から離脱しない点で好ましい。
Further, the uppermost in the present embodiment includes a stacked structure of the
また、本実施形態では、樹脂層30aと繊維強化樹脂層30bには、同じ樹脂材料が用いられることが、積層構造の機械的強度を確保する点で好ましい。異なる樹脂材料を用いると層の境界で剥離等が生じ易い。樹脂の種類として、例えば、エポキシ樹脂、ポリアセタール樹脂(POM)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)等が用いられる。
Moreover, in this embodiment, it is preferable that the same resin material is used for the
また、キャリア30の板厚に対する上述の最表層を含まない内部層の厚さの比は30%以上であることが、キャリア30の曲げ剛性、せん断剛性、及び機械的強度を確保する点で好ましい。より好ましくは50%以上である。この場合、上記比の上限は、95%であることが、樹脂層30aの厚さを確保して、ガラス基板Gの端面に傷をつけることを抑制する点で好ましい。
また、キャリア30の厚さに対する表層層である樹脂層30aの厚さの比は、2.5%以上、35%以下であることが、樹脂層30aの厚さを確保して、ガラス基板Gの端面に傷をつけることを抑制する点で好ましい。樹脂層30aの厚さのより好ましい下限は5%である。
Further, the ratio of the thickness of the inner layer not including the outermost layer to the plate thickness of the
Further, the ratio of the thickness of the
図1,2に示す研磨装置では、研磨パッドを上定盤40あるいは下定盤60に貼り付けたものであるが、上定盤40あるいは下定盤60に固定砥粒を設けて、ガラス基板Gと上定盤40あるいは下定盤60との間にクーラントを供給してもよい。また、キャリア30は研磨装置の他に、ガラス基板Gを研削する研削装置に用いることもできる。
このようなキャリア30を用いた研磨装置さらには、この研磨装置と略同様の構成をした研削装置に用いて、以下に示すような磁気ディスク用ガラス基板の製造に好適に用いることができる。ガラス基板の研削装置を用いた研削では、研磨に比べて研削後のガラス基板の主表面の粗さRaは大きい。このような研削において、上定盤及び下定盤のそれぞれとガラス基板との間に研削液を供給してガラス基板の主表面を研削してもよい。あるいは、上定盤及び下定盤のそれぞれに固定砥粒を設け、この固定砥粒とガラス基板との間に潤滑液を供給してガラス基板の主表面を研削してもよい。
1 and 2, the polishing pad is attached to the
A polishing apparatus using such a
(磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の説明)
本実施形態の製造方法では、まず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる。次に、このガラスブランクの粗研削が行われる。この後、ガラスブランクに形状加工及び端面研磨が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に固定砥粒を用いた精研削が行われる。この後、第1研磨、化学強化、及び、第2研磨がガラス基板に施される。なお、本実施形態では、上記流れで行うが、上記処理がある必要はなく、これらの処理は適宜行われなくてもよい。以下、各処理について、説明する。
(Description of manufacturing method of glass substrate for magnetic disk)
In the manufacturing method of the present embodiment, first, a glass blank that is a material for a plate-shaped magnetic disk glass substrate having a pair of main surfaces is formed. Next, rough grinding of this glass blank is performed. Thereafter, shape processing and end face polishing are performed on the glass blank. Thereafter, fine grinding using fixed abrasive grains is performed on the glass substrate obtained from the glass blank. Thereafter, first polishing, chemical strengthening, and second polishing are performed on the glass substrate. In the present embodiment, the above process is performed. However, the above process is not necessarily performed, and these processes may not be appropriately performed. Hereinafter, each process will be described.
(a)ガラスブランクの成形
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラス基板が得られる。
(A) Molding of glass blank In the molding of a glass blank, for example, a press molding method can be used. A circular glass blank can be obtained by the press molding method. Furthermore, it can manufacture using well-known manufacturing methods, such as a downdraw method, a redraw method, and a fusion method. A disk-shaped glass substrate serving as a base of the magnetic disk glass substrate can be obtained by appropriately performing shape processing on the plate-shaped glass blanks produced by these known production methods.
(b)粗研削
粗研削では、具体的には、ガラスブランクを、図1,2に示す装置と同様の遊星歯車機構の周知の両面研削装置に装着される保持部材(キャリア)に設けられた保持穴内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。この時、上述のキャリア30を用いることができる。研削材として、例えば遊離砥粒が用いられる。粗研削では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。
(B) Rough grinding In rough grinding, specifically, a glass blank was provided on a holding member (carrier) to be mounted on a well-known double-side grinding apparatus of a planetary gear mechanism similar to the apparatus shown in FIGS. The main surfaces on both sides of the glass blank are ground while being held in the holding holes. At this time, the
(c)形状加工
次に、形状加工が行われる。形状加工では、ガラスブランクの成形後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面Tと、側壁面と両側のガラス主表面との間に、ガラス主表面に対して傾斜した面取面(介在面)Cが形成される。
(C) Shape processing Next, shape processing is performed. In the shape processing, after forming the glass blank, a circular hole is formed using a known processing method to obtain a disk-shaped glass substrate having a circular hole. Thereafter, the end surface of the glass substrate is chamfered. Thereby, the end face of the glass substrate is chamfered (intervening surface) inclined with respect to the glass main surface between the side wall surface T orthogonal to the main surface and the side wall surface and the glass main surfaces on both sides. C is formed.
(d)端面研磨
次にガラス基板の端面研磨が行われる。端面研磨は、例えば研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。
(D) End surface polishing Next, end surface polishing of the glass substrate is performed. The end surface polishing is a process for performing polishing by supplying a polishing liquid containing loose abrasive grains between the polishing brush and the end surface of the glass substrate and moving the polishing brush and the glass substrate relatively, for example. In the end surface polishing, the inner peripheral side end surface and the outer peripheral side end surface of the glass substrate are to be polished, and the inner peripheral side end surface and the outer peripheral side end surface are in a mirror state.
(e)精研削
次に、ガラス基板の主表面に精研削が施される。具体的には、固定砥粒を貼り付けた定盤を用い、図1,2に示した研磨装置と同様の遊星歯車機構の両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。この場合、研磨パッドの代わりに固定砥粒を定盤に設ける。具体的には、ガラス基板を、両面研削装置の保持部材である上述したキャリア30に設けられた保持穴内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を固定砥粒で行う。研削による取代量は、例えば10μm〜200μm程度である。
本実施形態の研削では、固定砥粒を含んだ研削面とガラス基板の主表面とを接触させてガラス基板の主表面を研削するが、遊離砥粒を用いた研削を行ってもよい。
(E) Fine grinding Next, fine grinding is performed on the main surface of the glass substrate. Specifically, grinding is performed on the main surface of the glass substrate using a double-side grinding device having a planetary gear mechanism similar to the polishing device shown in FIGS. Do. In this case, fixed abrasive grains are provided on the surface plate instead of the polishing pad. Specifically, grinding of the main surfaces on both sides of the glass substrate is performed with fixed abrasive grains while holding the glass substrate in the holding holes provided in the
In the grinding of this embodiment, the grinding surface containing fixed abrasive grains and the main surface of the glass substrate are brought into contact with each other to grind the main surface of the glass substrate. However, grinding using loose abrasive grains may be performed.
(f)第1研磨
次に、ガラス基板の主表面に第1研磨が施される。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、図1〜3に示される研磨装置のキャリア30に設けられた保持穴32内に保持しながらガラス基板Gの両側の主表面の研磨が行われる。第1研磨は、遊離砥粒を用いて、定盤に貼り付けられた研磨パッドを用いる。第1研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去をする。第1研磨では、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さRaを低減することができる。
第1研磨に用いる遊離砥粒は特に制限されないが、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒などが用いられる。
研磨パッドの種類は特に制限されないが、例えば、硬質発泡ウレタン樹脂ポリッシャが用いられる。
(F) 1st grinding | polishing Next, 1st grinding | polishing is given to the main surface of a glass substrate. Specifically, the main surface on both sides of the glass substrate G is polished while holding the outer peripheral side end face of the glass substrate in the holding
The free abrasive grains used for the first polishing are not particularly limited. For example, cerium oxide abrasive grains or zirconia abrasive grains are used.
Although the kind in particular of a polishing pad is not restrict | limited, For example, a hard foaming urethane resin polisher is used.
(g)化学強化
ガラス基板は適宜化学強化することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム,硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化の後に研磨を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。
(G) Chemical strengthening The glass substrate can be appropriately chemically strengthened. As the chemical strengthening liquid, for example, a molten liquid obtained by heating potassium nitrate, sodium nitrate, or a mixture thereof can be used. Then, by immersing the glass substrate in the chemical strengthening solution, lithium ions and sodium ions in the glass composition on the surface of the glass substrate are converted into sodium ions and potassium ions having relatively large ion radii in the chemical strengthening solution, respectively. By replacing each, a compressive stress layer is formed in the surface layer portion, and the glass substrate is strengthened.
The timing of performing chemical strengthening can be determined as appropriate, but it is particularly preferable to perform polishing after chemical strengthening because foreign matters fixed on the surface of the glass substrate by chemical strengthening can be removed along with smoothing of the surface. . Moreover, chemical strengthening should just be performed as needed and does not need to be performed.
(h)第2研磨(鏡面研磨)
次に、化学強化後のガラス基板に第2研磨が施される。第2研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第2研磨においても、第1研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する遊星歯車機構の両面研磨装置が用いられる。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、図1〜3に示される研磨装置のキャリア30に設けられた保持穴32内に保持しながらガラス基板Gの両側の主表面の研磨が行われる。こうすることで主表面の端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の粗さを低減することができる。第2研磨が第1研磨と異なる点は、遊離砥粒の種類が異なり及び粒子サイズが小さくなることと、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度が軟らかくなることである。
(H) Second polishing (mirror polishing)
Next, 2nd grinding | polishing is given to the glass substrate after chemical strengthening. The second polishing is intended for mirror polishing of the main surface. Also in the second polishing, a double-side polishing apparatus of a planetary gear mechanism having the same configuration as the double-side polishing apparatus used for the first polishing is used. Specifically, the main surface on both sides of the glass substrate G is polished while holding the outer peripheral side end face of the glass substrate in the holding
第2研磨に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第2研磨は、必ずしも必須ではないが、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。このようにして、第2研磨の施されたガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板となる。
As the free abrasive grains used for the second polishing, for example, fine particles such as colloidal silica are used. By cleaning the polished glass substrate, a glass substrate for a magnetic disk can be obtained.
Although 2nd grinding | polishing is not necessarily essential, it is preferable to implement by the point which can make the level of the surface unevenness | corrugation of the main surface of a glass substrate still better. Thus, the glass substrate subjected to the second polishing becomes a glass substrate for a magnetic disk.
研削装置あるいは研磨装置で行う粗研削、精研削、第1研磨及び第2研磨の少なくとも1つの研磨処理では、ガラス基板Gを上下方向から挟む上定盤と下定盤が用いられる。そして、樹脂層30aを設ける最表層は、キャリア30の一方の主表面に設けられる。この場合、粗研削、精研削、第1研磨及び第2研磨の少なくとも1つでは、樹脂層30aを設けた最表層が上定盤の側に位置するように、すなわち上定盤と面するようにキャリア30が上定盤と下定盤との間に配されることが、エッジ部E1によるガラス基板Gの側壁面に傷をつけ難くする点で好ましい。
また、ガラス基板Gの端面は、図4に示すように、ガラス主表面に対して垂直方向に延びる1つの側壁面Tと、側壁面Tと両側のガラス主表面との間を接続する2つの傾斜面Cと、を含む。この場合、キャリア30の板厚は、ガラス基板Gの板厚方向における側壁面Tと1つの面取面Cの長さの和よりも薄い板厚である。したがって、キャリア30の上定盤40の側の保持穴32のエッジ部E1は、研削または研磨を行う処理中、側壁面Tに接触する。このような場合でも、本実施形態のキャリア30を用いることにより、ガラス基板Gの側壁面Tに傷をつけ難くすることができる。
In at least one polishing process of rough grinding, fine grinding, first polishing, and second polishing performed by a grinding device or a polishing device, an upper surface plate and a lower surface plate that sandwich the glass substrate G from the vertical direction are used. The outermost layer on which the
Moreover, as shown in FIG. 4, the end surface of the glass substrate G has two side walls T extending in the direction perpendicular to the main glass surface, and two side walls T connecting the main glass surfaces on both sides. And an inclined surface C. In this case, the thickness of the
本実施形態のキャリア30は、遊離砥粒を含むスラリーを用いて行う研磨において用いられることが、ガラス主表面に欠陥を発生させる原因となる微粒子を捕獲する傷をガラス基板Gの端面につけ難くする点で好ましい。特に、第2研磨はガラス主表面の加工処理が最終となるので、ガラス基板Gの端面に傷をつけ難くする点から、本実施形態のキャリア30を第2研磨に用いることが好ましい。
The
このように、本実施形態におけるキャリア30の板厚は、ガラス基板Gの板厚方向における側壁面Tと1つの面取面Cの長さの和よりも薄い板厚であり、キャリア30の保持孔32の内壁面とキャリア表面との境界部分のうちの上定盤40と面する境界部分が、キャリア30の内部の材料と比べて柔らかい材料で構成されている。すなわち、キャリア30の最表層のうち、ガラス基板Gの端面と接触する保持穴32のエッジ部E1を含む最表層を構成するすべての材料は、キャリア30の内部層のうち保持穴32を囲む内部層を構成する少なくとも1つの材料に比べて柔らかい材料が用いられる。このため、ガラス主表面の研削あるいは研磨中に、ガラス基板の端面への傷の発生を抑制することができる。このため、傷に捕獲される微粒子やガラスチップが少なくなるので、ガラス基板Gの主表面に欠陥が形成されることを抑制できる。
As described above, the thickness of the
[実施例、従来例、比較例]
本実施形態の効果を確認するために、種々のキャリアを作製して、このキャリアを用いたガラス基板の研磨を行い、ガラス基板の端面の傷(端面欠陥)を調べた。加工対象の磁気ディスク用ガラス基板は、2.5インチサイズで板厚が0.8mmのガラス基板とした。
上述したガラス基板の製造方法を(e)精研削まで行った後、下記表1に示すキャリアを用いて、ガラス主表面の(f)第1研摩及び(h)第2研磨を以下の条件で行った。
キャリアはいずれもシート状材料を重ねた5層の積層構造とし、上定盤40の側に位置するキャリアの最表層(1層)と、その内部層(3層)と、下定盤60の側に位置するキャリアの最表層(1層)とに用いる材料を下記表1に示すように種々変更した。キャリアの最表層の厚さは、キャリアの板厚に対する比率で示した。内部層の厚さの比率は、両側の最表層の厚さの比率の合計を100%から引いた値である。
キャリアを用いた研磨後、ガラス基板Gの外周端面の状態をビデオスコープで全周にわたって観察し、エッジ部E1による傷の有無を調べた。下記表1は、傷の有無の調査結果も示している。
[Examples, conventional examples, comparative examples]
In order to confirm the effect of the present embodiment, various carriers were produced, the glass substrate using this carrier was polished, and scratches (end surface defects) on the end surface of the glass substrate were examined. The glass substrate for magnetic disk to be processed was a glass substrate having a size of 2.5 inches and a thickness of 0.8 mm.
After performing the manufacturing method of the glass substrate mentioned above to (e) fine grinding, (f) 1st grinding | polishing and (h) 2nd grinding | polishing of the glass main surface were carried out on condition of the following using the carrier shown in following Table 1. went.
Each carrier has a five-layer structure in which sheet-like materials are stacked, and the outermost layer (one layer) of the carrier located on the
After polishing using the carrier, the state of the outer peripheral end face of the glass substrate G was observed with a video scope over the entire circumference, and the presence or absence of scratches by the edge portion E 1 was examined. Table 1 below also shows the results of a survey for the presence or absence of scratches.
ポリアセタール樹脂、及びポリフェニレンサルファイド樹脂は、いずれもガラス繊維に比べて柔らかい。したがって、実施例3,4の最表層は、内部層に比べて柔らかい材料で構成されている。このように、実施例1〜4のキャリア30を用いて研磨をした場合、ガラス基板Gの外周端面には傷が無く、従来例及び比較例1,2では傷があることから、本実施形態の効果は明らかである。なお、実施例1のキャリア30を用いて研磨処理をしたガラス基板の場合、外周端面に明確な傷は観察されなかったが、薄い線状の凹部が観察された。実施例2〜4のキャリア30を用いて研磨をしたガラス基板の場合、外周端面にわずかな凹部も観察されなかった。
これより、最表層の厚さは、キャリア30の板厚の5%以上であることが好ましい。
Both the polyacetal resin and the polyphenylene sulfide resin are softer than the glass fiber. Therefore, the outermost layer of Examples 3 and 4 is made of a softer material than the inner layer. Thus, when grinding | polishing using the
Thus, the thickness of the outermost layer is preferably 5% or more of the thickness of the
さらに、実施例1,2と同様のエポキシ樹脂、ガラス繊維+エポキシ樹脂を用い、キャリア30の板厚を一定に保ちつつ、両側の最表層の厚さ(両側の差異表層の厚さは互いに同じ)を種々変更したとき、研磨によるガラス基板Gの破損の有無を調べた。さらに、研磨後のガラス基板Gの外周端面の状態をビデオスコープで全周にわたって観察しガラス基板の外周端面のエッジ部E1による傷の有無を調べた。下記表2に、キャリア30の仕様と、ガラス基板Gの破損の有無と、傷の有無の調査結果を示す。
Further, the same epoxy resin and glass fiber + epoxy resin as in Examples 1 and 2 were used, and the thickness of the outermost layer on both sides (the thicknesses of the difference surface layers on both sides were the same as each other) while keeping the plate thickness of the
実施例5〜8のキャリア30を用いて研磨したガラス板はいずれも外周端面に傷がなかった。また、内部層の厚さは、キャリアの板厚の30%以上であれば、ガラス基板Gは破損すること無く研磨することができ、キャリア30の曲げ剛性、せん断剛性、及び機械的強度を確保できることがわかった。
None of the glass plates polished using the
以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨処理用キャリアについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 As mentioned above, although the manufacturing method of the glass substrate for magnetic discs of this invention and the carrier for grinding | polishing processing were demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it is various. Of course, improvements and changes may be made.
10 研磨パッド
30 キャリア
31 歯部
32 保持穴
40 上定盤
60 下定盤
61 太陽歯車
62 内歯車
71 供給タンク
72 配管
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記キャリアの板厚は、前記ガラス基板の板厚方向における前記側壁面と1つの面取面の長さの和よりも薄い板厚であり、
前記キャリアの前記保持孔の内壁面とキャリア表面との境界部分のうちの前記上定盤と面する側の部分が、前記キャリアの内部の材料と比べて柔らかい材料で構成されている、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。 A side wall surface provided on the end surface of the glass substrate orthogonal to the glass main surface, and a chamfered surface provided in each portion of the end surface between the side wall surface and the glass main surfaces on both sides. The glass substrate is sandwiched between an upper surface plate and a lower surface plate while the glass substrate is held in a holding hole provided in a carrier, and the main glass surface, the upper surface plate, and the lower surface plate are relatively moved. Thus, a method for producing a glass substrate for a magnetic disk including a polishing treatment for polishing the main surface of the glass substrate,
The thickness of the carrier is a thickness that is thinner than the sum of the length of the side wall surface and one chamfered surface in the thickness direction of the glass substrate,
Of the boundary portion between the inner wall surface of the holding hole of the carrier and the carrier surface, the portion facing the upper surface plate is made of a softer material than the material inside the carrier. A method for producing a glass substrate for a magnetic disk.
前記研磨処理用キャリアは複数のシート状材料を積層させた積層構造を有し、前記研磨処理用キャリアの内部を構成しているシート状材料は、繊維を含んだ繊維強化樹脂で構成され、前記研磨処理用キャリアの少なくとも一方の表層を構成するシート状材料は、繊維を含まない樹脂で構成されている、ことを特徴とする研磨処理用キャリア。
A polishing carrier having a holding hole for holding the glass substrate when the glass main surface of the glass substrate is polished by sandwiching a disk-shaped glass substrate between an upper surface plate and a lower surface plate,
The polishing carrier has a laminated structure in which a plurality of sheet-like materials are laminated, and the sheet-like material constituting the inside of the polishing carrier is made of a fiber reinforced resin containing fibers, A carrier for polishing treatment, wherein the sheet-like material constituting at least one surface layer of the carrier for polishing treatment is made of a resin not containing fibers.
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