JP2022536014A - 基板の製造方法、磁気ディスクの製造方法、及び研磨装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ハードディスク装置では、基板に磁性層が設けられた磁気ディスクが用いられ、磁気ディスクの面上を僅かに浮上させた磁気ヘッドで磁性層に磁気記録情報が記録され、あるいは読み取られる。ハードディスク装置では、記憶容量を増大させるために、磁気記録密度の増大が図られており、この磁気記録密度の増大を可能にするために、磁気ディスクの基板として用いる基板の主表面の表面凹凸は可能な限り小さくなっている。したがって、磁気ディスクに用いる基板の製造では、精度の高い研磨が行われる。
今日の磁気ディスクでは、磁気ヘッドの磁気ディスクに対する浮上距離を極小化して、多くの磁気ディスクがHDD装置に搭載されるが、上記HDD装置の記憶容量の大容量化には十分対応できていない。このため、HDD装置に搭載される磁気ディスクの枚数を増加することが考えられる。磁気ディスクの枚数を増やすためには、磁気ディスクの中で最も厚い基板の厚さを薄くすることが効果的である。この場合、基板を薄くするので、上定盤と下定盤とにより挟んで基板を研磨する際に用いる基板を保持するキャリアも、基板の厚さに合わせて薄くする必要がある。しかし、キャリアの厚さを薄くすると、キャリアの剛性が低下して、曲げ変形により、キャリアの端が上定盤の研磨液を供給する貫通孔の開口に引っ掛かり、開口周りに設けられた研磨パッドを損傷することが生じる場合がある。この結果、基板に研磨キズや研磨ムラなどが発生して精度の高い研磨ができない。すなわち、研磨中、研磨液を供給する貫通孔の開口が障害となって、キャリアによって保持された基板を精度よく研磨することができない。
基板を、研磨パッドを備えた上定盤と下定盤とにより挟んで前記上定盤と前記下定盤を回転させながら前記研磨パッドで前記基板の主表面を研磨するステップと、
前記主表面を研磨する際、前記上定盤の回転中心軸が通る前記上定盤の中心孔の内周面に研磨液を供給して前記研磨液を前記内周面に沿って下降させ、前記上定盤と前記下定盤の隙間から前記研磨液を前記基板と前記研磨パッドとの間に供給するステップと、を有する研磨処理を含む。
前記内周面には、前記研磨液の下降速度を抑制する下降速度抑制手段が設けられている。
前記キャリアは、前記主表面の研磨中、前記基板を保持した状態で、前記上定盤と前記下定盤に挟まれ、前記キャリアの外周部分が、前記上定盤の前記中心孔の開口の縁の位置よりも前記回転中心軸の側を通って前記開口から流れる前記研磨液を受けるように、前記上定盤に対して配置され、
前記キャリアは、前記キャリアの外周を形成する外枠部と、前記外枠部に囲まれた平板部とを備え、
前記外枠部及び前記平板部の周上の一部は、前記開口の縁の位置よりも前記回転中心軸の側に位置し、
前記外枠部は、前記平板部に対して隆起している、ことが好ましい。
例えば、当該製造方法は、
基板を、研磨パッドを備えた上定盤と下定盤とにより挟んで前記上定盤と前記下定盤を回転させながら前記研磨パッドで前記基板の主表面を研磨するステップと、
前記主表面を研磨する際、前記上定盤の回転中心軸が通る前記上定盤の中心孔の内周面に研磨液を供給して、前記研磨液を前記内周面に下降させつつ、前記内周面に設けられた下降速度抑制手段で前記研磨液の下降速度を抑制して、前記上定盤と前記下定盤の隙間から前記研磨液を前記基板と前記研磨パッドとの間に供給するステップと、
研磨された前記基板の表面に磁性膜を形成することにより磁気ディスクを製造するステップと、を有する。
研磨パッドを備え、基板の主表面を両側から挟むように構成された上定盤及び下定盤と、
前記上定盤と前記下定盤により挟まれる前記基板に対して、前記上定盤と前記下定盤を前記主表面の研磨のために回転させるように構成された回転機構と、
前記主表面を研磨する際、前記上定盤の回転中心軸が通る前記上定盤の中心孔の内周面に研磨液を供給するように構成された研磨液供給機構と、
前記内周面に設けられ、前記内周面に沿って下降する前記研磨液の下降速度を抑制するように構成された下降速度抑制手段と、を備え、
前記中心孔は、前記下降速度抑制手段により前記下降速度が抑制された前記研磨液を、前記上定盤と前記下定盤の隙間から前記研磨液を前記基板と前記研磨パッドとの間に供給するように構成されている。
上定盤40には、上定盤40の回転中心軸が通る中心孔42が設けられている。さらに、上定盤40及び下定盤60には、上定盤40と下定盤60を主表面の研磨のために回転させるように構成された回転機構として、上定盤40を回転させる回転シャフト44及び下定盤60を回転させる回転シャフト64が接続され、回転シャフト44,64に、駆動モータ50が接続されている。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。
研磨装置1において、下定盤60の上側対向面および上定盤40の下側対向面には、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、円板状のガラス板Gを上定盤40と下定盤60で挟んでガラス板Gの主表面を研磨処理する際に、ガラス板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、ガラス板Gを収容し保持するための1または複数の保持穴(内孔)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に噛合するとともに、ガラス板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に設けられた研磨パッド10とガラス板Gの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス板Gと上定盤40とを相対的に移動させてもよい。
ガラス板Gの主表面を研磨する際、上定盤40の回転中心軸CTRが通る上定盤40の中心孔42の内周面42aに研磨液を供給するように構成された研磨液供給機構が設けられている。研磨装置1は、研磨液供給機構として、研磨液を貯留する供給タンク71、供給タンク71から、研磨液を上定盤40の中心孔42の内周面42aに供給するポンプ(不図示)、及び1または複数の配管72とを備える。
このような構成の研磨装置1において、中心孔42の内周面42aには、内周面42aに沿って下降する研磨液の下降速度を抑制する下降速度抑制部42bが設けられている。
したがって、上定盤40のガラス板Gを研磨する面の側には、中心孔42の開口以外に研磨液を供給するための開口が設けられていないことが好ましい。これによりキャリア30の端が開口に引っ掛かり、開口周りに設けられた研磨パッドを損傷することが生じない。したがって、研磨キズや研磨ムラなどが発生せず精度の高い研磨が可能となる。
なお、上記の通り本発明では上定盤40と下定盤60の隙間から研磨液を高効率で供給できるため、上記隙間を小さくすることが可能となる。したがって、本発明は上記隙間が1mm以下の場合に用いることが好ましく、0.7mm以下の場合に用いるとより好ましく、0.6mm以下の場合に用いるとより一層好ましい。
研磨液Sが表面張力によって伝わって流れる内周面42aが、傾斜部42cになり、研磨液Sの下降速度が低下して、水平方向の速度成分が生じる。このため、中心孔42の開口において研磨液Sが内周面42aから離脱して、下方に流下する量を少なくすることができ、上定盤40の下側対向面に供給される量が多くなる。このため、上定盤40に設けられる研磨パッド10とガラス板Gの間に供給される研磨液Sの量が増大し、研磨ムラ等を抑え研磨を精度よく行うことができる。
傾斜部42cの上定盤40の下側対向面に対する傾斜角度θは、15度~75度であることが、上定盤40の下側対向面に研磨液Sを供給する量を多くする点から好ましい。また、傾斜部42cの、上定盤40の厚さ方向に沿った長さは、中心孔42の、上定盤40の厚さ方向に沿った長さで3mm以上であることが、研磨液Sの下降速度を低下させて、上定盤40の下側対向面に研磨液Sを供給する量を多くする点から好ましい。上記長さの上限は特にないが、傾斜部42cによって上定盤40の面積が狭くなりすぎるのを防止するため、例えば10cm以下とするとなおよい。
また、傾斜部42cは、図3(a)に示すように、傾斜角度θが一定の面であるが、別の一実施形態では、傾斜角度θは、変化してもよく、例えば、下方に向かうに連れて傾斜角度θが小さくなる丸まった湾曲面や、所定の曲率半径を有するラウンド形状であってもよい。上記曲率半径は例えば3mm~50mmである。
また、別の一実施形態では、凹凸部42dは、内周面42a上を溝状に延びる凹部を備える。溝は、溝の両側の側壁が平行な面であってもよく、非平行な面であってもよく、溝の断面形状は特に限定されない。溝の数も、1つに限定されず、複数であってもよい。溝幅は、例えば、0.5mm~50mmである。複数の溝における溝間隔も特に限定されないが、溝間隔は,例えば、0.5mm~10mmである。また、溝深さは、例えば、0.5mm~30mmである。
溝は、内周面42aを1周するものでもよく、1周することなく、途中で途切れるものであってもよい。また、溝の延在方向は、下側対向面に平行であってもよく、傾斜してもよい。
別の一実施形態では、凹凸部42dは、内周面42a上をリッジ状に延びる凸部を備える。凸部は、両側の側壁が平行な面であってもよく、非平行な面であってもよく、凸部の断面形状は特に限定されない。凸部の数も、1つに限定されず、複数であってもよい。凸部の幅は、例えば、0.5mm~50mmである。複数の凸部における凸部間隔は特に限定されないが、凸部間隔は,例えば、0.5mm~10mmである。また、凸部の高さは、例えば、0.5mm~30mmである。
図4に示す実施形態によれば、キャリア30は、ガラス板Gの主表面の研磨中、ガラス板Gを保持した状態で、上定盤40と下定盤60に挟まれ、キャリア30の外周部分が、中心孔42の開口の縁の位置よりも回転中心軸CTRの側を通って中心孔42の開口から流下する研磨液を受けるように、上定盤40に対して配置される。このときキャリア30の外周部分は、キャリア30の外周を形成する外枠部34と、外枠部34に囲まれた平板部36とを備える。外枠部34及び平板部36の周上の一部は、開口の縁の位置よりも回転中心軸CTRの側に位置する。外枠部34は、平板部36に対して隆起している(外枠部34は、平板部36の平面の法線方向に突出している)。このように、外枠部34が隆起しているので、キャリア30に流下した研磨液Sは、キャリア30の外側に流れ出しにくくなり、下定盤60に設けられる研磨パッド10とガラス板Gの間に供給され易くなる。このため、下定盤60と接するガラス板Gの研磨は研磨ムラが生じ難く、精度の良い研磨を行うことができる。
このようなキャリア30の外枠部34と平板部36は、一つの部材で一体的に構成されてよいし、複数の部材を組み合わせて構成されたものでもよい。
なお、上定盤40と下定盤42の間の隙間が狭く、研磨液Sがこの隙間からあふれるような場合、内周面42aを伝った研磨液Sが押し出されるようになって入りにくい。このような場合、外枠部34及び平板部36を有する構成のキャリア30では、外枠部34によって研磨液Sは漏れに難くなるので、研磨を効率よく行うことができる。キャリア30は、上記隙間が1mm以下の場合に用いることが好ましく、0.7mm以下の場合に用いるとより好ましく、0.6mm以下の場合に用いるとより一層好ましい。
上述の実施形態によって製造されたガラス板の表面に磁性膜を形成することにより磁気ディスクが製造される。
10 研磨パッド
30 キャリア
31 歯部
32 保持穴
40 上定盤
42 下定盤
42a 内周面
42b 下降速度抑制部
42c 傾斜部
42d 凹凸部
44,64 回転シャフト
50 駆動モータ
60 下定盤
61 太陽歯車
62 内歯車
71 供給タンク
72 配管
Claims (15)
- 基板の研磨処理を含む基板の製造方法であって、
基板を、研磨パッドを備えた上定盤と下定盤とにより挟んで前記上定盤と前記下定盤を回転させながら前記研磨パッドで前記基板の主表面を研磨するステップと、
前記主表面を研磨する際、前記上定盤の回転中心軸が通る前記上定盤の中心孔の内周面に研磨液を供給して前記研磨液を前記内周面に沿って下降させ、前記上定盤と前記下定盤の隙間から前記研磨液を前記基板と前記研磨パッドとの間に供給するステップと、を有する研磨処理を含み、
前記内周面には、前記研磨液の下降速度を抑制する下降速度抑制手段が設けられている、ことを特徴とする基板の製造方法。 - 前記下定盤に対向する前記上定盤の下側対向面には、前記中心孔の開口以外に前記研磨液を供給するための開口が設けられていない、請求項1に記載の基板の製造方法。
- 前記中心孔には、前記下定盤に対向する前記上定盤の下側対向面に近づくに連れて孔断面積が大きくなるように、前記内周面が前記下側対向面に対して角度0度以上90度未満で傾斜した傾斜部が、前記中心孔の開口の周に沿って設けられている、請求項1または2に記載の基板の製造方法。
- 前記内周面は、前記下降速度抑制手段として、凹凸部を備える、請求項1~3のいずれか1項に記載の基板の製造方法。
- 前記凹凸部は、前記内周面上を溝状に延びる凹部を備える、請求項4に記載の基板の製造方法。
- 前記基板は、板状のキャリアに設けられた内孔内に保持され、
前記キャリアは、前記主表面の研磨中、前記基板を保持した状態で、前記上定盤と前記下定盤に挟まれ、前記キャリアの外周部分が、前記上定盤の前記中心孔の開口の縁の位置よりも前記回転中心軸の側を通って前記開口から流れる前記研磨液を受けるように、前記上定盤に対して配置され、
前記キャリアは、前記キャリアの外周を形成する外枠部と、前記外枠部に囲まれた平板部とを備え、
前記外枠部及び前記平板部の周上の一部は、前記開口の縁の位置よりも前記回転中心軸の側に位置し、
前記外枠部は、前記平板部に対して隆起している、請求項1~5のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 - 前記基板の研磨を開始する前に、前記上定盤と前記下定盤の前記隙間の少なくとも一部に前記研磨液を含ませた状態で、前記基板の研磨を開始する、請求項1~6のいずれか1項に記載の基板の製造方法。
- 前記基板の研磨を開始する前に、前記下定盤上に配置された前記キャリア、及び前記キャリアに保持された前記基板が接する前記下定盤の領域に、前記研磨液を供給する、請求項6に記載の基板の製造方法。
- 前記基板は、磁気ディスク用基板の素となるディスク形状の板である、請求項1~7のいずれか1項に記載の基板の製造方法。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の基板の製造方法における前記研磨処理を行うステップと、
前記研磨処理後の前記基板の表面に磁性膜を形成するステップと、を有することを特徴とする磁気ディスクの製造方法。 - 基板を研磨する研磨装置であって、
研磨パッドを備え、基板の主表面を両側から挟むように構成された上定盤及び下定盤と、
前記上定盤と前記下定盤により挟まれる前記基板に対して、前記上定盤と前記下定盤を前記主表面の研磨のために回転させるように構成された回転機構と、
前記主表面を研磨する際、前記上定盤の回転中心軸が通る前記上定盤の中心孔の内周面に研磨液を供給するように構成された研磨液供給機構と、
前記内周面に設けられ、前記内周面に沿って下降する前記研磨液の下降速度を抑制するように構成された下降速度抑制手段と、を備え、
前記中心孔は、前記下降速度抑制手段により前記下降速度が抑制された前記研磨液を、前記上定盤と前記下定盤の隙間から前記研磨液を前記基板と前記研磨パッドとの間に供給するように構成されている、ことを特徴とする研磨装置。 - 前記下定盤と対向する前記上定盤の下側対向面には、前記中心孔の開口以外に前記研磨液を供給するための開口が設けられていない、請求項11に記載の研磨装置。
- 前記中心孔には、前記下定盤と対向する前記上定盤の下側対向面に近づくに連れて孔断面積が大きくなるように、前記内周面が前記下側対向面に対して角度0度以上90度未満で傾斜した傾斜部が、前記中心孔の開口の周に沿って設けられている、請求項11または12に記載の研磨装置。
- 前記内周面の少なくとも一部は、前記下降速度抑制手段として、凹凸部を備える、請求項11~13のいずれか1項に記載の研磨装置。
- 前記凹凸部は、前記内周面上を溝状に延びる凹部を備える、請求項14に記載の研磨装置。
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