JP2015164084A - Magnetic disk substrate manufacturing method and polishing processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上定盤と下定盤との間で円板状の基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法及び研磨処理装置に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic disk substrate including a polishing process for polishing a main surface of a disk-shaped substrate between an upper surface plate and a lower surface plate, and a polishing apparatus.
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、ガラス基板の表面は研磨される。ガラス基板の研磨では、2つの定盤間に挟まれたガラス基板を研磨するために、従来より遊星歯車機構の研磨装置が用いられる。より多くのガラス基板を短時間に研磨するために、下定盤と中定盤と上定盤とを有し、それぞれの定盤は相対回転駆動されるように構成された研磨装置が知られている(特許文献1)。 The surface of the glass substrate is polished in order to manufacture the glass substrate with high accuracy in size and shape. In polishing a glass substrate, a planetary gear mechanism polishing apparatus has been conventionally used to polish a glass substrate sandwiched between two surface plates. In order to polish more glass substrates in a short time, a polishing apparatus having a lower surface plate, an intermediate surface plate, and an upper surface plate, each surface plate being configured to be driven to rotate relative to each other is known. (Patent Document 1).
上記研磨装置では、下定盤の上面には研磨具が設けられ、中定盤には上面と下面とにそれぞれ研磨具が設けられ、上定盤の下面には研磨具が設けられる。下定盤の研磨具の上には、ガラス基板を収容する収容孔が設けられたキャリアが複数個配置され、中定盤の研磨具の上にも、同様のキャリアが複数個配置される。上下に2段となって配置されるキャリアのうち下段側のキャリアは太陽歯車と噛み合い、上段側のキャリアは太陽歯車と噛み合って、ガラス基板を水平方向に移動させて、ガラス基板の両面が同時に研磨加工される。 In the polishing apparatus, a polishing tool is provided on the upper surface of the lower surface plate, a polishing tool is provided on the upper surface and the lower surface of the middle surface plate, and a polishing tool is provided on the lower surface of the upper surface plate. A plurality of carriers provided with receiving holes for receiving glass substrates are arranged on the lower surface plate polishing tool, and a plurality of similar carriers are also arranged on the middle surface plate polishing tool. Of the carriers arranged in two stages on the top and bottom, the lower carrier meshes with the sun gear and the upper carrier meshes with the sun gear to move the glass substrate horizontally, so that both surfaces of the glass substrate move simultaneously. Polished.
しかし、上記研磨装置では、同時に研磨したガラス基板において、研磨ムラができ、また、研磨後の板厚にばらつきが見られた。これは、3つの定盤間の平行度が低下して、研磨中にガラス基板に加わる圧力が場所によって異なり、均一になっていないことに起因していると考えられる。上記研磨処理装置では、下定盤、中定盤、及び上定盤が用いられるので、各定盤間の平行度を保つことは極めて難しい。
このような問題は、ガラス基板の他、研磨処理を行うアルミニウム合金基板等の金属基板においても同様に生じる。
However, in the above-described polishing apparatus, uneven polishing was observed on the glass substrate polished at the same time, and variations in the plate thickness after polishing were observed. This is thought to be due to the fact that the parallelism between the three surface plates decreases, and the pressure applied to the glass substrate during polishing varies depending on the location and is not uniform. In the above polishing apparatus, since a lower surface plate, a middle surface plate, and an upper surface plate are used, it is extremely difficult to maintain parallelism between the surface plates.
Such a problem similarly occurs not only on a glass substrate but also on a metal substrate such as an aluminum alloy substrate to be polished.
そこで、本発明は、上定盤と下定盤との間で円板状の基板の主表面を研磨するとき、多数の基板を同時に研磨することができ、従来に比べて研磨ムラが小さく、研磨後の板厚にばらつきが生じ難い研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法及び研磨処理装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can polish a large number of substrates at the same time when polishing the main surface of a disk-shaped substrate between an upper surface plate and a lower surface plate. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic disk substrate including a polishing process and a polishing apparatus that hardly cause variations in plate thickness afterwards.
従来の3つの定盤を有する研磨装置では、定盤の外周部分は、回転軸に支持された中央部分に比べて、定盤の自重によって下方に撓み易く、定盤間の平行度が低下し易い。このため、板厚のばらつき及び研磨ムラが生じ易い。このため、本願発明者は、上定盤及び下定盤の2つの定盤を用いた研磨方法であって、一度に多数の基板を研磨することができ、かつ、基板の板厚のばらつき及び研磨ムラが従来に比べて低減することができる研磨方法を、鋭意検討の結果発明するに至った。 In a conventional polishing apparatus having three surface plates, the outer peripheral portion of the surface plate is more easily bent downward due to its own weight than the center portion supported by the rotating shaft, and the parallelism between the surface plates is reduced. easy. For this reason, variation in plate thickness and polishing unevenness are likely to occur. For this reason, the inventor of the present application is a polishing method using two surface plates, an upper surface plate and a lower surface plate, which can polish a large number of substrates at the same time, and the variation in thickness and polishing of the substrate thickness. As a result of intensive studies, the inventors have invented a polishing method capable of reducing unevenness as compared with the conventional method.
本発明の一態様は、回転中心軸を有する上定盤と下定盤の間で円板状の基板の主表面を研磨処理して磁気ディスク用基板を製造する方法である。
前記研磨処理では、複数の基板を保持した複数のキャリア板の間に、両側の面に研磨面が形成された研磨板を挟んで多段に前記キャリア板を重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、前記上定盤及び前記下定盤の間で前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りに、前記研磨板とともに公転させながら前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させることにより、前記上定盤に設けられた研磨面と前記下定盤に設けられた研磨面と前記研磨板の研磨面とを用いて基板の両側の主表面を同時に研磨処理する。
One aspect of the present invention is a method of manufacturing a magnetic disk substrate by polishing a main surface of a disk-shaped substrate between an upper surface plate and a lower surface plate having a rotation center axis.
In the polishing process, a carrier plate laminate formed by stacking the carrier plates in multiple stages with a polishing plate having polishing surfaces formed on both sides between a plurality of carrier plates holding a plurality of substrates, By relatively sliding the polishing plate and the substrate between the upper surface plate and the lower surface plate while revolving together with the polishing plate around the rotation center axis of the upper surface plate and the lower surface plate The main surfaces on both sides of the substrate are simultaneously polished using the polishing surface provided on the upper platen, the polishing surface provided on the lower platen, and the polishing surface of the polishing plate.
その際、前記キャリア板積層体の前記複数のキャリア板及び前記研磨板の一方の外側を固定する環状部材を用いて前記基板の両側の主表面を研磨処理し、前記環状部材を前記回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、前記複数のキャリア板及び前記研磨板の少なくとも一方を自転させる、ことが好ましい。 At that time, the main surfaces on both sides of the substrate are polished using an annular member that fixes one outer side of the plurality of carrier plates and the polishing plate of the carrier plate laminate, and the annular member is rotated to the central axis of rotation. It is preferable that at least one of the plurality of carrier plates and the polishing plate is rotated by being rotated while revolving around.
前記研磨処理時、前記複数のキャリア板を前記回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させる、ことが好ましい。 In the polishing process, it is preferable that the polishing plate and the substrate are relatively slid by rotating the plurality of carrier plates while revolving around the rotation center axis.
あるいは、前記研磨処理時、前記研磨板を前記回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させる、ことも好ましい。 Alternatively, during the polishing process, it is also preferable that the polishing plate and the substrate are relatively slid by rotating the polishing plate while revolving around the rotation center axis.
前記研磨板には、前記基板の主表面に供給する液体を上方向から下方向に流すために前記液体を通過させる貫通孔が設けられていることが好ましい。 The polishing plate is preferably provided with a through-hole through which the liquid passes in order to flow the liquid supplied to the main surface of the substrate from the upper side to the lower side.
本発明の別の一態様は、円板状の基板の主表面を研磨処理する研磨処理装置である。当該研磨処理装置は、
複数の基板の両側の主表面の側から基板を挟み、前記基板を研磨処理する研磨面が設けられた、回転中心軸を有する上定盤及び下定盤と、
複数の基板を保持し、前記上定盤と前記下定盤との間に多段に重ねて設けられる複数のキャリア板と、
多段に重ねた前記キャリア板の間に挟まれて設けられる、両側の面に研磨面が形成された研磨板と、
複数の前記キャリア板の間に前記研磨板を挟んで多段に前記キャリア板を重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、前記上定盤及び前記下定盤の間で前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りに、前記研磨板とともに公転させながら前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させる移動機構と、を備える。
Another embodiment of the present invention is a polishing apparatus for polishing a main surface of a disk-shaped substrate. The polishing processing apparatus
An upper surface plate and a lower surface plate having a rotation center axis provided with a polishing surface for sandwiching the substrate from the main surface sides on both sides of the plurality of substrates,
Holding a plurality of substrates, a plurality of carrier plates provided in multiple stages between the upper surface plate and the lower surface plate, and
A polishing plate provided between the carrier plates stacked in multiple stages, the polishing surfaces having polishing surfaces formed on both sides;
A carrier plate laminate formed by stacking the carrier plates in multiple stages with the polishing plate sandwiched between a plurality of the carrier plates, the upper surface plate and the lower surface plate between the upper surface plate and the lower surface plate And a moving mechanism for relatively sliding the polishing plate and the substrate while revolving together with the polishing plate around a rotation center axis.
さらに、前記研磨処理装置は、前記キャリア板積層体の前記複数のキャリア板及び前記研磨板の一方の外側を固定する環状部材を備え、前記環状部材を前記回転中心軸の周りに公転させながら自転をさせることにより、前記複数のキャリア板及び前記研磨板の少なくとも一方を自転させる、ことが好ましい。 The polishing apparatus further includes an annular member that fixes one of the plurality of carrier plates and the polishing plate of the carrier plate laminate, and rotates while rotating the annular member around the rotation center axis. It is preferable that at least one of the plurality of carrier plates and the polishing plate is rotated by performing the above.
また、前記キャリア板及び前記環状部材は、互いに噛み合って、前記キャリア板を前記環状部材に対して前記環状部材の周方向に固定する係合部を備え、
前記環状部材は、前記回転中心軸の周りに公転しながら自転し、前記キャリア板は、前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りを公転しながら自転する、ことが好ましい。
In addition, the carrier plate and the annular member include an engaging portion that meshes with each other and fixes the carrier plate to the annular member in the circumferential direction of the annular member,
Preferably, the annular member rotates while revolving around the rotation center axis, and the carrier plate rotates while revolving around the rotation center axes of the upper surface plate and the lower surface plate.
また、前記研磨板及び前記環状部材は、互いに噛み合って、前記研磨板を前記環状部材に対して前記環状部材の周方向に固定する係合部を備え、前記環状部材は、前記回転中心軸の周りに公転しながら自転し、前記研磨板は、前記回転中心軸の周りを公転しながら自転する、ことも好ましい。 The polishing plate and the annular member include an engaging portion that meshes with each other and fixes the polishing plate with respect to the annular member in a circumferential direction of the annular member. It is also preferable that the polishing plate rotates while revolving around, and the polishing plate rotates while revolving around the rotation center axis.
上述の磁気ディスク用基板の製造方法、及び研磨処理装置によれば、多数の基板を同時に研磨することができ、従来に比べて研磨後の研磨ムラが小さく、研磨後の板厚のばらつきが小さい基板を得ることができる。 According to the above-described method for manufacturing a magnetic disk substrate and polishing apparatus, a large number of substrates can be polished simultaneously, so that polishing unevenness after polishing is smaller and variation in plate thickness after polishing is smaller than in the past. A substrate can be obtained.
以下、本発明の磁気ディスク用基板の製造方法、及び研磨処理装置について詳細に説明する。本明細書では、研磨処理は、ガラス基板の形状を所定の形状に整えるためにガラス主表面を削るガラス基板の研削及び研削後のガラス主表面の表面凹凸を低減する研磨の処理を含む。以下に説明する実施形態では、研磨処理対象とする基板としてガラス基板を用いるが、ガラス基板以外に、アルミニウム合金等の金属基板に適用することもできる。 Hereinafter, a method for manufacturing a magnetic disk substrate and a polishing apparatus according to the present invention will be described in detail. In the present specification, the polishing treatment includes grinding of the glass substrate for cutting the glass main surface in order to adjust the shape of the glass substrate to a predetermined shape, and polishing treatment for reducing surface irregularities on the glass main surface after grinding. In the embodiment described below, a glass substrate is used as a substrate to be polished, but it can also be applied to a metal substrate such as an aluminum alloy in addition to the glass substrate.
(研磨処理装置10)
本実施形態のガラス基板の製造方法において行う研磨処理を実行するガラス基板の研磨処理装置の一形態について図1〜図3を参照して説明する。図1は、研磨処理装置の分解斜視図である。図2は、研磨処理装置の主要部の断面の拡大図である。図3(a),(b)は、環状部材及びガラス基板を保持するキャリア板の動きの例を説明する図である。
(Polishing apparatus 10)
One embodiment of a glass substrate polishing apparatus for performing a polishing process performed in the glass substrate manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded perspective view of a polishing apparatus. FIG. 2 is an enlarged view of a cross section of a main part of the polishing processing apparatus. FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating an example of the movement of the carrier plate that holds the annular member and the glass substrate.
図1に示すように、研磨処理装置10は、上下一対の定盤、すなわち上定盤50および下定盤60を有している。上定盤50および下定盤60は、回転中心軸を有し、ガラス基板Gの両側のガラス主表面の側から複数のガラス基板Gを挟む。上定盤50の下面および下定盤60の上面には、ガラス基板Gを研磨する研磨面12、例えば、研磨パッドの面が設けられている。上定盤50または下定盤60のいずれか一方、または、双方を回転中心軸の周り回転するように移動操作することにより、ガラス基板Gに対して各定盤は相対的に移動する。研磨処理装置10では、上定盤50及び下定盤60の回転方向や回転数は同じであってもよいし、又別々に自在に設定できる構成としてもよい。したがって、回転方向及び回転数を同じにしてもよく、異ならせてもよい。これにより、ガラス基板Gの両主表面は研磨面と摺動して研磨処理をすることができる。ここで、複数のガラス基板Gを保持したキャリア板を多段に積層したキャリア板積層体が上記中心軸の周りに回転する。具体的には、研磨処理装置10は、上定盤50及び下定盤60の他に、キャリア板30a,30bと、研磨板32と、環状部材34と、太陽歯車61と、内歯車62と、を有する。
As shown in FIG. 1, the
キャリア板30a,30bは、それぞれ、複数のガラス基板Gを保持し、上定盤50と下定盤60との間に多段に重ねて設けられる円形状の板である。キャリア板30a,30bには、複数のガラス基板Gを保持する複数の保持孔が設けられている。
研磨板32は、多段に重ねたキャリア板30a,30bの間に挟まれて設けられる、両側の面に研磨面36、例えば研磨パッドの面が形成されている。キャリア板30a,30bの外周端面には、後述する環状部材34の内周壁面に形成された係合凹部と互いに噛み合ってキャリア板30a,30bを環状部材34に固定する係合凸部が形成されている。係合凹部と係合凸部による上記固定は、具体的には環状部材34の周方向についての固定である。キャリア板30a,30bを環状部材34に固定する場合、環状部材34の内周面に固定する場合の他、環状部材34の上端面あるいは下端面等に固定してもよい。
Each of the
The polishing
環状部材34は、環状を成しており、上定盤50と下定盤60との間に設けられる。環状部材34の内周壁面には、キャリア板30a,30bの外周端面の係合凸部と噛み合う係合凹部が形成されて、キャリア板30a,30bは、環状部材34に対して、環状部材34の周方向に固定されている。係合凸部及び係合凹部をまとめて係合部という。周方向に固定とは、周方向において、キャリア板30a,30bと環状部材34の間で相対的な移動や変位が生じないことをいう。これにより、環状部材34の自転するとき内部キャリア30a,30bも自転する。一方、環状部材34の外周壁面には、太陽歯車61と内歯車62と噛み合う歯車が形成されている。太陽歯車61と内歯車62は、キャリア板積層体を、上定盤50及び下定盤60の回転中心軸の周りに、研磨板32とともに公転させながら研磨板32とガラス基板Gを相対的に摺動させる移動機構である。キャリア板積層体は、研磨板32を間に挟んで複数のキャリア板を多段に積層して形成されたものである。
The
太陽歯車61及び内歯車62は、図示されないモータ等の駆動源により回転するので、太陽歯車61及び内歯車62の回転駆動により、環状部材34及びキャリア板30a,30bは、図3(a)に示すように、自転しながら、上定盤50及び下定盤60の回転中心軸の周りに公転する。なお、研磨板32は環状部材34に対し周方向に固定されていないので、図3(b)に示すように、研磨板32は、太陽歯車61及び内歯車62に連動した自転をせず、公転をする。
Since the
このように、本実施形態では、ガラス基板Gを保持したキャリア板30a,30bの間に、両側の面に研磨面36が形成された研磨板32を挟んで多段に内部キャリア30a,30bを重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、上定盤50及び下定盤60の間で上定盤50及び下定盤60の回転中心軸の周りに研磨板32とともに公転させながらガラス基板Gを研磨板32と摺動させることにより、上定盤50に設けられた研磨面と下定盤60に設けられた研磨面と研磨板32の研磨面とを用いてガラス基板Gの両側のガラス主表面を同時に研磨処理する。本実施形態では、上定盤50及び下定盤60の他に中定盤を設けずに、キャリア板30a,30bと略同じ大きさの研磨板32を用いる。このため、従来のように、3つの定盤間の平行度を調整する必要が無く、上定盤50及び下定盤60の平行度のみを調整すればよいので、従来に比べて研磨後の研磨ムラが小さく、研磨後の板厚のばらつきが小さいガラス基板を得ることができる。また、多段にキャリア板30a,30bを重ねてガラス基板Gの両側のガラス主表面を研磨するので、多数のガラス基板を同時に研磨することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、本実施形態では、研磨処理時、係合部を用いてキャリア板積層体のキャリア板30a,30bを環状部材34に対して環状部材34の周方向に固定するように、キャリア板積層体は環状部材34の内周面で囲まれて配される。そして、環状部材34を上定盤50及び下定盤60の回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、すなわち遊星歯車機構による運動をさせることにより、少なくともキャリア板30a,30bを自転させる。こうして、ガラス基板Gと、上定盤50、下定盤60、及び研磨板32それぞれの研磨面とは、相対的に摺動する。このため、ガラス板Gの研磨処理を効率よく行うことができる。
特に、研磨処理時、キャリア板30a,30bを上定盤50、下定盤60の回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、研磨板32とガラス基板Gとを相対的に摺動させるので、研磨面36によるガラス板Gの研磨処理を効率よく行うことができる。
Further, in the present embodiment, the carrier plate laminate is configured such that the
In particular, during the polishing process, the
本実施形態では、キャリア板積層体を囲みかつ係合させた環状部材34を用いて、キャリア板積層体を上定盤50及び下定盤60の回転中心軸の周りに公転させるが、必ずしも環状部材34を用いる必要はない。少なくとも、ガラス基板Gを保持したキャリア板30a,30bの間に、研磨板32を挟んでキャリア板30a,30bを重ねることにより形成されたキャリア板積層体を回転中心軸の周りに公転させながらガラス基板Gと研磨板32を相対的に摺動させればよい。例えば、キャリア板30a,30bは、太陽歯車61と、内歯車62と噛み合う歯車を外側端面に備えてもよい。
In the present embodiment, the carrier plate laminate is revolved around the rotation center axes of the
(研磨処理装置100)
本実施形態のガラス基板の製造方法において行う研磨処理を実行するガラス基板の研磨処理装置の別の一形態について図4〜6を参照して説明する。図4は、研磨処理装置の分解斜視図である。図5は、研磨処理装置の主要部の断面の拡大図である。図6(a),(b)は、環状部材及びガラス基板を保持するキャリア板の動きの例を説明する図である。
(Polishing apparatus 100)
Another embodiment of the glass substrate polishing apparatus for performing the polishing process performed in the glass substrate manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is an exploded perspective view of the polishing processing apparatus. FIG. 5 is an enlarged view of a cross section of a main part of the polishing processing apparatus. FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating an example of the movement of the carrier plate that holds the annular member and the glass substrate.
図4に示すように、研磨処理装置100は、上下一対の定盤、すなわち上定盤150および下定盤160を有している。上定盤150および下定盤160は、研磨処理装置10の上定盤50および下定盤60と同じように、回転中心軸を有し、ガラス基板Gの両側のガラス主表面の側からガラス基板Gを挟む。上定盤50の下面および下定盤60の上面には、ガラス基板Gを研磨する研磨面112、例えば、研磨パッドの面が設けられている。上定盤150または下定盤160のいずれか一方、または、双方を回転中心軸の周り回転するように移動操作することにより、ガラス基板Gに対して各定盤は相対的に移動する。研磨処理装置100では、上定盤150及び下定盤160の回転方向や回転数は同じであってもよいし、又別々に自在に設定できる構成としてもよい。したがって、回転方向及び回転数を同じにしてもよく、異ならせてもよい。これにより、ガラス基板Gの両主表面を研磨処理することができる。ここで、複数のガラス基板Gを保持したキャリア板を多段に積層したキャリア板積層体が上記中心軸の周りに回転する。具体的には、研磨処理装置100は、上定盤150及び下定盤160の他に、キャリア板130a,130bと、研磨板132と、環状部材134と、太陽歯車161と、内歯車162と、を有する。研磨板132の両側の面には研磨面136が設けられている。
As shown in FIG. 4, the polishing
研磨処理装置100を研磨処理装置10と比べたとき、研磨板132の外周端面には、環状部材134の内周壁面に設けられた係合凹部と噛み合う係合凸部が設けられ、研磨板132は環状部材134に対して環状部材134の周方向に固定される。
周方向に固定とは、周方向において、キャリア板130a,130bと環状部材134の間で相対的な移動や変位が生じないことをいう。キャリア板130a,130bを環状部材134に固定する場合、環状部材134の内周面に固定する場合の他、環状部材134の上端面あるいは下端面等に固定してもよい。係合凸部及び係合凹部をまとめて係合部という。これにより、環状部材134が自転するとき、キャリア板130a,130bは自転する。キャリア板130a,130bの外周端面には環状部材134の内周壁面に設けられた歯車と噛み合う歯車が設けられていない。これ以外の構成は、研磨処理装置10と同じであるので、説明は省略する。
When the
Fixing in the circumferential direction means that no relative movement or displacement occurs between the
研磨処理装置100では、研磨処理時、係合部を用いて研磨板132を環状部材134に対して環状部材34の周方向に固定するように、キャリア板積層体は環状部材134の内周面で囲まれて配される。そして、環状部材134を上定盤150及び下定盤160の回転中心軸の周りに公転させながら自転させることにより、すなわち遊星歯車機構による運動をさせることにより、少なくとも研磨板132を自転させる。こうして、ガラス基板Gと、上定盤150、下定盤160、及び研磨板32それぞれの研磨面とは、相対的に摺動する。このため、ガラス板Gの研磨処理を効率よく行うことができる。
太陽歯車161及び内歯車162は、図示されないモータ等の駆動源により回転するので、太陽歯車161及び内歯車162の回転駆動により、環状部材134及び研磨板132は、図6(a)に示すように、自転しながら、上定盤150及び下定盤160の回転中心軸の周りに公転する。なお、キャリア板130a,130bは環状部材134に対し周方向に固定されていないので、図6(b)に示すように、キャリア板130a,130bは、太陽歯車161及び内歯車162に連動した自転をせず、公転をする。これにより、研磨板132とガラス基板Gとを相対的に摺動させるので、研磨面36によるガラス板Gの研磨処理を効率よく行うことができる。
In the
Since the
なお、研磨処理中、研磨スラリあるいはクーラント等の液体は、上定盤50,150からガラス基板Gのガラス主表面と研磨面の間に、上方向から下方向に流して供給するので、研磨板32,132が設けられると、研磨スラリあるいはクーラント等の液体は、下段のガラス基板に供給され難くなる。このため、図7に示すように、研磨板32,132には、ガラス基板に供給する液体を上方向から下方向に流すために液体を通過させる貫通孔である中央孔32a,132a及び径方向に列状に延びた貫通孔の列である孔列32b,132bを設けることが好ましい。図7は、本実施形態の研磨処理装置に用いる研磨板の表面の例を説明する図である。この場合、図7に示すように、周上の隣り合う孔列32b,132bの間に、研磨面36,136を設けることが好ましい。
During the polishing process, liquid such as polishing slurry or coolant flows from the
本実施形態では、ガラス基板Gを保持したキャリア板130a,130bの間に、研磨板132を挟んで多段に内部キャリア130a,130bを重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、上定盤150及び下定盤160の間で上定盤150及び下定盤160の回転中心軸の周りに研磨板132とともに公転させながらガラス基板Gと研磨板132とを相対的に摺動させることにより、上定盤150に設けられた研磨面と下定盤160に設けられた研磨面と研磨板132の研磨面とを用いてガラス基板Gの両側のガラス主表面を同時に研磨処理する。本実施形態でも、上定盤150及び下定盤160の他に中定盤を設けずに、キャリア板130a,130bと略同じ大きさの研磨板132を用いる。このため、従来のように、3つの定盤間の平行度を調整する必要が無く、上定盤150及び下定盤160の平行度のみを調整すればよいので、従来に比べて研磨後の研磨ムラが小さく、研磨後の板厚のばらつきが小さいガラス基板を得ることができる。また、多段にキャリア板130a,130bを重ねてガラス基板Gの両側のガラス主表面を研磨するので、多数のガラス基板を同時に研磨することができる。
なお、研磨処理装置10,100のいずれにおいても、ガラス主表面を削るガラス基板の研削に用いられる場合、上定盤50,150、下定盤60,160の面と研磨板32,132の面は、固定砥粒を備えるパッドや鋳鉄製の面が用いられる。固定砥粒を用いる場合、例えばダイヤモンドの砥粒を樹脂で結合させた砥石が用いられる。上記研削では、クーラント等の研削液や遊離砥粒を含んだ研磨スラリーをガラス基板に供給しつつ研削が行われる。
In the present embodiment, a carrier plate laminate formed by stacking
In any of the polishing
(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、成形されたガラスブランクを機械加工する。機械加工する処理は、円環形状(リング形状)にする加工処理、端面研磨処理、主表面の研削処理、及び主表面の研磨処理を含む。具体的には、作製されたガラスブランクを加工して円環形状(リング形状)にする。これによりガラス基板が得られる。さらに、ガラス基板に形状加工を行う。次に、形状加工された円環形状のガラス基板に対して端面研磨を行う。端面研磨の行われたガラス基板に研削を行う。次に、ガラス基板の主表面に研磨を行う。以上の処理を経て、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。以下、各処理について、詳細に説明する。なお、研削は行わなくてもよい。また、上述した処理の順番は適宜変更してもよい。
(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, the molded glass blank is machined. The machining process includes an annular shape (ring shape) machining process, an end face polishing process, a main surface grinding process, and a main surface polishing process. Specifically, the produced glass blank is processed into an annular shape (ring shape). Thereby, a glass substrate is obtained. Further, shape processing is performed on the glass substrate. Next, end-face polishing is performed on the circular glass substrate that has been processed into a shape. Grinding is performed on the glass substrate that has been subjected to end face polishing. Next, the main surface of the glass substrate is polished. The glass substrate for magnetic disks is obtained through the above processing. Hereinafter, each process will be described in detail. Note that grinding may not be performed. Further, the order of the processes described above may be changed as appropriate.
(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)円環形状加工処理
プレス成形処理の後、公知のコアドリルやスクライブ等の方法により、成形されたガラスブランクを所定のサイズの円環形状(リング形状)のガラス基板とする。
(B) Annular shape processing After the press forming process, the formed glass blank is made into an annular (ring shape) glass substrate of a predetermined size by a method such as a known core drill or scribe.
(c)形状加工処理
次に、形状加工処理について説明する。形状加工処理は、円環形状加工処理後のガラス基板の端部に対する面取り加工(外周側端面および内側端面の面取り加工)を含む。面取り加工は、円環形状加工処理後のガラス基板の外周側端面および内側端面において、ダイヤモンド砥石等により行われる。この形状加工により所定の形状をしたガラス基板が生成される。面取りの傾斜角度は、主表面に対して例えば40〜50度であり、略45度であることが好ましい。
(C) Shape processing processing Next, the shape processing processing will be described. The shape processing treatment includes chamfering processing (chamfering processing of the outer peripheral side end surface and the inner end surface) to the end portion of the glass substrate after the annular shape processing processing. The chamfering is performed with a diamond grindstone or the like on the outer peripheral side end face and the inner end face of the glass substrate after the circular shape processing. A glass substrate having a predetermined shape is generated by this shape processing. The chamfering inclination angle is, for example, 40 to 50 degrees with respect to the main surface, and is preferably about 45 degrees.
(d)端面研磨処理
次に、端面研磨処理を説明する。端面研磨では、ガラス基板の内側端面及び外周側端面に対して、ブラシ研磨により鏡面仕上げを行う。このとき、酸化セリウム等の微粒子を遊離砥粒として含む砥粒スラリが用いられる。端面研磨を行うことにより、ガラス基板の端面での塵等が付着した汚染、傷等の損傷の除去を行うことにより、サーマルアスペリティ障害の発生の防止や、ナトリウムやカリウム等のコロージョンの原因となるイオン析出の発生を防止することができる。
(D) End Surface Polishing Process Next, the end surface polishing process will be described. In the end surface polishing, mirror finishing is performed by brush polishing on the inner end surface and the outer peripheral side end surface of the glass substrate. At this time, an abrasive slurry containing fine particles such as cerium oxide as free abrasive grains is used. By polishing the end surface, removing contamination such as contamination and scratches on the end surface of the glass substrate will prevent the occurrence of thermal asperity failure and cause corrosion such as sodium and potassium. The occurrence of ion precipitation can be prevented.
(e)研削処理
研削処理では、遊星歯車機構を備えた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加工を行う。上記両面研削装置には、図1あるいは図4に示す研磨処理装置と同様の構成の装置を用いてもよい。具体的には、ガラスブランクから生成されたガラス基板の外周側端面を、両面研削装置の保持部材に設けられた保持孔内にガラス基板を保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を行う。研削は、遊離砥粒を用いて行ってもよく、固定砥粒を用いて行ってもよい。この場合、研削処理は、研磨処理装置10,100を用いて、ガラス基板に研削液等を与えながら行なう。
(E) Grinding process In the grinding process, grinding is performed on the main surface of the glass substrate using a double-sided grinding apparatus having a planetary gear mechanism. As the double-side grinding apparatus, an apparatus having the same configuration as the polishing apparatus shown in FIG. 1 or 4 may be used. Specifically, the outer peripheral side end surface of the glass substrate generated from the glass blank is ground on the main surfaces on both sides of the glass substrate while holding the glass substrate in the holding hole provided in the holding member of the double-side grinding apparatus. . Grinding may be performed using loose abrasive grains or may be performed using fixed abrasive grains. In this case, the grinding process is performed using the polishing
(f)研磨処理
次に、研削後のガラス基板の主表面に研磨が施される。研磨は、ガラス主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸(マイクロウェービネス、粗さ)の調整をして、主表面の鏡面研磨をする。研磨処理では、図1あるいは図4に示す研磨処理装置10,100を用いて、遊離砥粒を含む研磨スラリを与えながらガラス基板が研磨される。研磨処理を実施することで、主表面の粗さ(Ra)を小さくし、かつ主表面のマイクロウェービネスを小さくする。このようにして、研磨処理の施されたガラス基板は、洗浄されて磁気ディスク用ガラス基板となる。研磨処理は、研磨をより精密に行うために、第1の研磨と、第1の研磨後に行う第2の研磨の2つの研磨を含んでもよい。この場合、第1の研磨は、ガラス主表面に残留したキズや歪みの除去、あるいは微小な表面凹凸の調整をする。第2の研磨は、ガラス主表面を鏡面研磨する。第2の研磨は場合によっては行わなくてもよい。
なお、研磨処理と研削処理の間に、あるいは上記第1の研磨と第2の研磨の間に、化学強化処理を行ってもよい。
(F) Polishing treatment Next, the main surface of the ground glass substrate is polished. For polishing, the main surface is mirror-polished by removing scratches and distortions remaining on the main surface of the glass, or adjusting fine surface irregularities (micro-waveness, roughness). In the polishing process, the glass substrate is polished using a
Note that a chemical strengthening process may be performed between the polishing process and the grinding process, or between the first polishing and the second polishing.
以上、本発明の磁気ディスク用基板の製造方法、及び研磨処理装置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。 The method for manufacturing a magnetic disk substrate and the polishing apparatus of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course, improvements and changes may be made.
10,110 研磨処理装置
12,36 研磨面
30a,30b,130a,130b キャリア板
32,132 研磨板
34,134 環状部材
50,150 上定盤
60,160 下定盤
61,161 太陽歯車
62,162 内歯車
10, 110
Claims (9)
前記研磨処理では、複数の基板を保持した複数のキャリア板の間に、両側の面に研磨面が形成された研磨板を挟んで多段に前記キャリア板を重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、前記上定盤及び前記下定盤の間で前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りに、前記研磨板とともに公転させながら前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させることにより、前記上定盤に設けられた研磨面と前記下定盤に設けられた研磨面と前記研磨板の研磨面とを用いて基板の両側の主表面を同時に研磨処理する、ことを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。 A method of manufacturing a magnetic disk substrate by polishing a main surface of a disk-shaped substrate between an upper surface plate and a lower surface plate having a rotation center axis,
In the polishing process, a carrier plate laminate formed by stacking the carrier plates in multiple stages with a polishing plate having polishing surfaces formed on both sides between a plurality of carrier plates holding a plurality of substrates, By relatively sliding the polishing plate and the substrate between the upper surface plate and the lower surface plate while revolving together with the polishing plate around the rotation center axis of the upper surface plate and the lower surface plate The main surface on both sides of the substrate is simultaneously polished using the polishing surface provided on the upper surface plate, the polishing surface provided on the lower surface plate, and the polishing surface of the polishing plate. A method for manufacturing a disk substrate.
複数の基板の両側の主表面の側から基板を挟み、前記基板を研磨処理する研磨面が設けられた、回転中心軸を有する上定盤及び下定盤と、
複数の基板を保持し、前記上定盤と前記下定盤との間に多段に重ねて設けられる複数のキャリア板と、
多段に重ねた前記キャリア板の間に挟まれて設けられる、両側の面に研磨面が形成された研磨板と、
複数の前記キャリア板の間に前記研磨板を挟んで多段に前記キャリア板を重ねることにより形成されたキャリア板積層体を、前記上定盤及び前記下定盤の間で前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りに、前記研磨板とともに公転させながら前記研磨板と前記基板とを相対的に摺動させる移動機構と、を備えることを特徴とする研磨処理装置。 A polishing apparatus for polishing a main surface of a disk-shaped substrate,
An upper surface plate and a lower surface plate having a rotation center axis provided with a polishing surface for sandwiching the substrate from the main surface sides on both sides of the plurality of substrates,
Holding a plurality of substrates, a plurality of carrier plates provided in multiple stages between the upper surface plate and the lower surface plate, and
A polishing plate provided between the carrier plates stacked in multiple stages, the polishing surfaces having polishing surfaces formed on both sides;
A carrier plate laminate formed by stacking the carrier plates in multiple stages with the polishing plate sandwiched between a plurality of the carrier plates, the upper surface plate and the lower surface plate between the upper surface plate and the lower surface plate A polishing processing apparatus comprising: a moving mechanism that relatively slides the polishing plate and the substrate while revolving together with the polishing plate around a rotation center axis.
前記環状部材は、前記回転中心軸の周りに公転しながら自転し、前記キャリア板は、前記上定盤及び前記下定盤の回転中心軸の周りを公転しながら自転する、請求項7に記載の研磨処理装置。 The carrier plate and the annular member include an engaging portion that meshes with each other and fixes the carrier plate to the annular member in the circumferential direction of the annular member;
The annular member rotates while revolving around the rotation center axis, and the carrier plate rotates while revolving around the rotation center axes of the upper surface plate and the lower surface plate. Polishing processing equipment.
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