JP3083288B2

JP3083288B2 - 磁気基板のための電気化学機械的研磨システムおよび方法

Info

Publication number: JP3083288B2
Application number: JP2921699A
Authority: JP
Inventors: ニコラスマンサーエヌ．; オー．ウィリアムスロジャー
Original assignee: エクスクルーシブデザインカンパニーインコーポレイテッド
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2019-02-05
Also published as: JP2000158328A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に、データ処理
システムおよびデータ記憶システムのための磁気記憶メ
モリシステムにおいて回転する磁気ディスク基板の製造
に関するものであり、より特定的には、磁気ディスクメ
モリに採用されるような剛性基板ディスクの表面を研磨
するための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ処理システムおよびデータ記憶シ
ステムで使用される磁気ディスクメモリは一般に、スピ
ンドルアセンブリ上に積み重ねられかつ高速で回転す
る、複数の剛性磁気媒体ディスクを備える。各ディスク
は複数の同心トラックに分割され、各トラックは磁気メ
モリのアドレス可能領域となる。トラックは、ディスク
の表面をわたって空気の薄層上を飛行する磁気ヘッドを
介してアクセスされる。典型例では、ディスクは二面を
備え、ヘッドがその各々の面にアクセスする。

【０００３】磁気ディスクメモリの磁気媒体は、一般に
高純度合金からなる、剛性ディスク基板を備える。基板
の表面は、均一に平滑な表面を提供するように仕上げら
れた後で、ニッケルのような材料の薄層で、典型的には
約１０００分の１インチよりも薄い厚みまでメッキが施
される。次いで表面は研磨により鏡面仕上げされ、円周
方向（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ）極小溝を設け
るように構成された後、プラチナ合金やタンタル−コバ
ルト合金のような磁性材料の薄膜で被覆される。

【０００４】小寸法特性、厳密な公差、および基板上材
料の極薄層のゆえに、磁性膜層の適用の前に、基板およ
び被覆が平滑にされかつ鏡面仕上げまで十分に研磨され
ることは重要である。表面仕上げについて現在要求され
る公差は平均粗度にで３から５オングストロームであ
る。これら公差は将来的にはより厳密化される見込みが
極めて大きい。かかるレベルの仕上げを達成するには、
一連の研磨工程、洗浄工程、および研磨工程を要するの
が典型的である。基板表面の研磨工程は、円周方向研磨
機器、軌道運動（ｏｒｂｉｔａｌｍｏｔｉｏｎ）研磨
機器、または遊星運動（ｐｌａｎｅｔａｒｙｍｏｔｉ
ｏｎ）研磨機器を用いて実施されれ得る。円周方向研磨
器は典型的には軸端上で基板を固定して、基板が回転さ
れるようにする一方で、荷重ローラにより表面に対して
機械的に加圧される線形テープと基板の前方表面および
後方表面を係合させる。テープは、マイラーテープ基材
を有する層状織ポリマー型または成長ポリマー型研磨材
または複数のそれ以外の材料からなる周知の材料から構
成されてもよい。テープ研磨材はローラ上を渡され、ロ
ーラは基板表面に対して押圧される。典型例では、研磨
工程の期間中、スラリーに含有される液状化研磨材は基
板と研磨パッド／テープの組み合わせとの間に付与され
て、所望の研磨動作を達成しかつ基板表面を円滑化およ
び冷却する。軌道運動研磨器は幾分か類似しており、全
表面を常時研磨する一方、円周方向研磨器は、常時全表
面の僅かな断片のみを研磨するのが典型的である。軌道
運動研磨器内部で、基板は基板キャリアにより適所に保
持され、研磨プラテン上に支持される研磨パッドに対し
て押圧される。基板キャリアおよび基板は、液状スラリ
ーが存在するところで研磨パッド上を軌道運動で回転す
る。典型例では、円周方向研磨器におけるのと同様、軌
道運動研磨器は、研磨性でかつ特定の化学的研磨組成物
を有する液状スラリーを利用して、軌道運動研磨工程を
促進する。金属表面の化学機械的研磨工程は、従来の研
磨機器を用いた場合、むしろ時間浪費的過程であった。

【０００５】導電性金属部品の電気化学的エッチングま
たは電気化学的仕上げのように、他の形態の金属仕上げ
方法が公知である。電気化学的仕上げは、不規則表面を
有している金属部品または機械的仕上げ過程を利用して
都合よく仕上げられない金属部品に適用されるのが典型
的である。電気化学的仕上げは、例えば、金属表面から
削り目を除去するために利用されてきた。他の具体的な
適用例としては、例えば、銃身の銃尾から銃口まで変化
するピッチを腔線（ｒｉｆｌｉｎｇ）が有していなけれ
ばならない銃身において腔線をエッチングする工程が挙
げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電気化学的工程は比較
的高い金属除去率を可能にするけれども、現行の電気化
学的方法は、厳密な公差特性を提供しながら磁気記憶メ
モリを回転させるのに必要な種類の平滑研磨表面仕上げ
を達成するが、他方で、比較的高い材料除去率を成就す
るには適切な工程制御を欠いている。

【０００７】したがって本発明の目的は、合金の迅速な
除去を達成すると同時に、基板の表面仕上げについて厳
重かつ厳密な公差制御を提供する、磁気記憶メモリを回
転させるための剛性合金型基板を仕上げる工程を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記録および
記憶システムにおいて使用される基板を研磨する装置
は、研磨媒体と、基板を運動させて互いに関連して媒体
を研磨する手段と、基板を付勢して電解スラリーの存在
下で媒体を共に研磨して、前記基板の表面を化学的およ
び機械的に研磨する手段と、前記基板と導電性部材との
間に電流を生成して、前記基板表面を電気的に研磨する
電圧源とを備え、これにより上記目的が達成される。

【０００９】前記電圧源が、直流電圧源と交流高周波電
圧源のうちの一方を備えてもよい。

【００１０】前記導電性部材が静止し、かつ前記電圧源
に接続され、前記基板が前記運動手段により可動であ
り、前記装置が、前記運動手段に滑動自在に係合して前
記基板を前記電圧源に接続するための電気的接触を更に
備えてもよい。

【００１１】前記導電性部材が、前記付勢手段上に搭載
されて前記基板表面に対して前記研磨媒体を押圧するよ
うにしたプレートを備えてもよい。

【００１２】前記運動手段が前記プレートに関して前記
基板を回転させ、前記プレートは再生可能でかつ前記基
板の前記表面に均一な電流密度を提供するような形状に
されてもよい。

【００１３】前記プレートがくさび型形状にされ、か
つ、前記基板上の全ての点が所与の期間について均等な
電流が流れるような寸法にされてもよい。

【００１４】前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付
勢手段が、導電性部材を付勢して前記テープと係合状態
にして前記基板の表面に対して前記テープを押圧する手
段を備え、前記運動手段が前記テープに関して前記基板
を回転させる手段を備えてもよい。

【００１５】前記テープが導電性であり、前記電解スラ
リーが導電性であり、前記基板と前記導電性部材の間を
前記テープを介して電流が流れるようにしてもよい。

【００１６】前記電解スラリーが、硫酸、クロム酸、お
よびオルトリン酸からなる群より選択される酸と、硫酸
アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カリウム、
および硫酸ニッケルからなる群より選択される塩とを含
んでもよい。

【００１７】前記基板表面が金属製であり、前記スラリ
ーが前記金属の飽和溶液を含むスラッジスラリーであっ
てもよい。

【００１８】前記電圧源が調節可能定直流電源を備え、
前記基板は前記電源の正端子に接続され、前記導電性部
材は負端子電源に接続されてもよい。

【００１９】前記電圧源は、コンピュータ制御信号に応
答して電流を調節する手段を備えてもよい。

【００２０】前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付
勢手段が、前記テープに係合するローラと、前記ローラ
およびテープを前記基板の表面に対して押圧する手段と
を備えてもよい。

【００２１】前記ローラが前記導電性部材を備え、前記
ローラが導電性材料から形成され、かつ、導電性ベアリ
ングにより導電性シャフト上に回転可能に支持されても
よい。

【００２２】前記導電性部材が前記テープと前記基板表
面との間に配置される電極を備え、前記電極は前記テー
プと係合し、かつ、前記電解スラリーの流れの中に配置
されれてもよい。

【００２３】本発明による磁気記録システムで使用され
る基板を研磨する装置は、前記基板を回転させる手段
と、線形研磨テープを基板の側をその両側で前進させる
手段と、前記基板の表面に対して前記研磨テープを付勢
して前記表面を機械的に研磨する手段と、前記基板と前
記研磨テープとの間に電解スラリーを導入する手段と、
前記基板と電極との間に電圧を供給して、前記基板と前
記電極との間に電解スラリーを介して電流が流れるよう
になる電圧源手段とを備え、これにより上記目的が達成
される。

【００２４】前記テープが導電性で、前記電極が前記テ
ープに係合するように位置決めされ、電流が前記基板と
前記電極との間で前記テープを介して流れるようにして
もよい。

【００２５】前記電極は前記基板の両側に配置されるプ
レートを備え、前記付勢手段は前記各プレートを共に押
圧して前記テープを前記基板表面に対して押圧する手段
を備えてもよい。

【００２６】前記電圧供給手段がＤＣ定電流制御源を備
え、前記テープは多孔質であり、電流が前記プレートと
前記基板との間を前記テープを介して流れるのを可能に
してもよい。

【００２７】電源電圧を供給する前記手段がＡＣ定電流
源を備えてもよい。

【００２８】前記基板および前記回転手段を冷却して、
前記基板および前記回転手段の温度を所定の温度範囲内
に維持する冷却手段を更に備えてもよい。

【００２９】前記回転手段が回転スピンドルを備え、前
記冷却手段が冷却液を前記スピンドルおよび前記基板上
に向ける手段を備えてもよい。

【００３０】前記電圧供給手段が第１の電源および第２
の電源を備え、各電源が前記プレートの一方と前記基板
回転手段とに接続され、前記電源の各々が独立して制御
可能で、前記基板の各面に対して電流を制御するように
してもよい。

【００３１】前記電源は、コンピュータ制御信号に応答
して電流を調節する手段を有するＡＣ源を備えてもよ
い。

【００３２】前記プレートが、前記基板の前記表面全体
で均一な所定の電流密度を供給するような形状および寸
法にされてもよい。

【００３３】本発明の磁気記録システムで使用される基
板を研磨する装置は、軌道運動研磨器であって、前記軌
道運動研磨器は固定式研磨プラテンと前記固定式プラテ
ンに関して可動な基板キャリアとを有し、前記基板キャ
リアは、前記基板を付勢して前記固定式研磨プラテン上
に位置決めされる研磨媒体と係合状態にする手段と、前
記基板を軌道運動で前記研磨媒体上で運動させる手段と
を有する軌道運動研磨器と、前記基板と前記研磨媒体と
の間に電解導電スラリーを導入する手段と、前記研磨プ
ラテンと前記基板キャリアとに接続された電圧源であっ
て、前記基板と前記研磨プラテンとの間に電流が流れる
ようにし、前記基板と前記研磨媒体との間の相対的運動
のために前記基板表面の化学機械的研磨工程と同時に前
記基板の前記表面を電気研磨するようにした電圧源とを
備え、これにより上記目的が達成される。

【００３４】前記電圧源は、交流定振幅電流源と、前記
電流源を制御して前記基板と前記プラテンとの間に所定
の電流を供給する手段とを備えてもよい。

【００３５】前記ＡＣ源が、コンピュータ制御信号に応
答して電流を調節する手段を備えてもよい。

【００３６】前記ＡＣ定電流源が１ｋＨｚから５０ＭＨ
ｚの範囲で出力周波数を有してもよい。

【００３７】本発明の磁気記録システムで使用される基
板を研磨する方法は、研磨媒体を供与する工程と、電解
スラリーの存在下で前記基板と前記媒体とを一緒に付勢
しながら前記基板を前記研磨媒体に関して運動させて、
前記基板の前記表面を化学的および機械的に研磨する工
程と、前記基板と導電性部材との間にスラリーを介して
電流が流れるようにすると同時に前記基板用面から材料
を除去し、前記基板表面が化学的および機械的に研磨さ
れている間に前記基板表面を電気研磨する工程とを含
み、これにより上記目的が達成される。

【００３８】前記電流が流れるようにする手段は、均一
な電流密度が前記基板表面と前記導電性部材との間に流
れるようにする工程を含んでもよい。

【００３９】好ましくは、前記研磨媒体は、研磨被覆を
上に有する第１の線形テープおよび第２の線形テープを
備え、前記テープは前記基板の両側に配置されて前記基
板表面の側を移動し、前記テープは、共に付勢される相
互作用プレートにより付勢されて前記基板表面と係合状
態になり、前記電流が流れるようにする工程が、前記プ
レートの各々と前記回転基板との間に電圧を印加する工
程を含むことを特徴とする。

【００４０】前記電圧は、所定の電流を生成するように
制御されるＡＣ定振幅電流源を備えてもよい。

【００４１】温度を実質的に一定に維持するために、研
磨期間中に前記基板を冷却する工程を更に含んでもよ
い。

【００４２】本発明は、合金型基板を電気化学機械的研
磨する方法および装置システムを提供し、これにより、
磁性薄膜層が積層され得るベース層として好適な高度に
研磨されかつ平滑な表面を提供し、従って、コンピュー
タデータ記憶装置のための複合磁気ディスク媒体を形成
する。

【００４３】より特定的には、本発明は、基板の電気研
磨工程を化学研磨工程および機械研磨工程と同時に採用
し、回転する基板または軌道運動する基板と電極との間
に電圧が印加される一方で、基板および電極は導電性の
電解スラリーの中に封入されることを特徴とする。

【００４４】より特定的には、本発明は運動する剛性基
板と電極との間に電流供給電圧を印加して研磨を達成す
る。電流供給電圧は、定電流制御を伴うことが好ましい
直流（ＤＣ）型電源電圧か、交流（ＡＣ）型電源電圧の
いずれかであればよい。ＤＣを使用する場合、金属基板
は陽極すなわち正端子とし、研磨プレートは陰極すなわ
ち負端子にするのが好ましい。ＡＣ型電源電圧を採用す
る場合は、電源電圧の交流サイクルは基板および研磨プ
レートが交互に陽極と陰極との両方になる。ＤＣバイア
スがＡＣ電圧に付加されて、基板が陰極に関して正電圧
に留まることを確実にするようにすればよい。本発明
は、運動する基板と線形テープまたはパッドのような研
磨媒体を支持する比較的静止した研磨プレートすなわち
プラテンとの間に電圧を印加すると同時に高圧研磨力を
付与する。電流密度を調節することにより、基板からの
金属の除去率が厳重に制御され得る。

【００４５】磁気記憶媒体を形成するために使用される
合金型基板の研磨は、導電性電解液の存在下で化学機械
的研磨動作を基板に施し、かつ、直流（ＤＣ）または高
周波数交流（ＡＣ）のいずれか一方が基板と電極型プラ
テンとの間を導電性電解液を介して流れるようにして、
制御動作で基板の表面から材料を除去することにより行
われる。電気−化学−機械組合わせ研磨は円周方向研磨
装置と軌道運動研磨装置の両方で実施され、各々が定振
幅電流制御源である、ＤＣ電源電圧とＡＣ電源電圧の両
方を使用することが可能である。

【００４６】

【発明の実施の形態】本発明は、磁気膜を受容しかつコ
ンピュータデータ処理システムの硬質基板ドライブの磁
気媒体として使用される合金型剛性基板の精研磨工程に
特に好適に適合され、そのような文脈で解説される。し
かし、これは本発明の一用途のみの例示であることが理
解されるであろう。

【００４７】要約すると、本発明の根本を成す基本原理
は、電気研磨工程を化学機械的研磨メカニズムと組み合
わせて、研磨工程を加速し、研磨工程後の表面仕上げの
平滑さを向上させることである。図１は、本発明の第１
の実施態様において原理を例示している。

【００４８】図に示すように、典型例ではディスクの形
状を呈しかつアルミニウムまたはアルミニウム−マグネ
シウム合金から構成され得る剛性基板２０は、静止研磨
プラテンプレート２４上に支持される研磨パッド２２上
に押圧された状態で、基板を回転および／または振動さ
せることにより研磨されればよい。基板２０は供給源２
８から得られるスラリーが存在するところで振動または
回転し、このスラリーは研磨パッド２２と基板２０との
間の界面で１個以上のノズル３０（図中には１個のみが
例示されている）により排出され、また同時に、研磨プ
ラテン２４と基板２０との間に電源３２から電流供給電
圧を印加する。電源は直流（ＤＣ）電圧源であってもよ
く、その場合、基板が陽極（正端子）であることと、研
磨プラテン２４が陰極（負端子）であることが好まし
い。ＤＣは０．０１から２０アンペア／平方インチの範
囲の定電流供給であることが好ましい。二面工程につい
ては、後述するように、各面につき定電流供給を使用す
ることが好ましい。代替例では、電源３２は、高周波数
ＡＣエネルギーを供与する交流電圧源であり得る。ＡＣ
電源が使用される場合、例えば、１ｋＨｚから５０ＭＨ
ｚの間の周波数および０．０１から２０．０アンペア／
平方インチの範囲の供給電流密度を採用すればよい。供
給源２８からのスラリーは電解液混入研磨スラリー化合
物であるのが好ましく、本機構は非可動研磨パッド２２
および比較的静止した研磨プラテン２４に対して基板２
０に高圧研磨力を付与するのが好ましい。１から２５ポ
ンド／平方インチ（ＰＳＩ）程度の圧力が採用されれば
よい。好ましくは、基板は非可動研磨パッドおよび比較
的動きのないプラテン２４に関して２００ｍｍ／秒から
３０００ｍｍ／秒程度の速度で運動する。

【００４９】図１は軌道運動型または遊星運動型研磨装
置を図示し、図２は、本発明の別な実施態様に従った円
周方向研磨装置を図示している。図２に示されるよう
に、剛性基板４０はスピンドルシャフト４２の回りを回
転可能であり、一方、移動線形テープ４４はローラ４６
により基板の表面に対して押圧される。供給源４８から
の研磨スラリーは１個以上の分配器５０により基板表面
と研磨テープ４４との間の空間に排出され得る。それと
同時に、電気研磨電流が電源５２から印加される電圧に
より基板４０と電極５４との間に供給されるが、電極５
４は研磨テープ４４の表面と接触するように位置決めさ
れ、かつ、分配器５０のうちの１個により排出されるス
ラリーの中に配置されるのが好ましい。図１の装置に関
するのと同様、電源５２はＤＣ電源電圧かまたはＡＣ電
源電圧のいずれか一方であればよく、定電流制御を伴う
のが好ましい。電源がＤＣ電源電圧である場合、陰極
（負端子）は電極５４に接続されればよく、陽極すなわ
ち正端子はスピンドルシャフト４２および基板に接続さ
れる。更に、供給源４８からのスラリーは導電性で、電
極５４と基板４０の表面との間にローラ４６との接触点
で電流を生成するのが好ましい。

【００５０】図２に例示され、電極５４が研磨テープ４
４と基板との間のスラリーの中に配置される構成は有用
であり、ここでは、研磨テープはマイラーのように無孔
かつ非導電性である。電極５４の側をテープ４４の表面
に沿ってテープと基板４０の表面との間を流れる導電性
スラリーは、テープと基板表面との間の接触点における
電流を導通可能にする。スラリーは研磨材混合物中に高
導電性電解液を含み、電流に対する抵抗を最小限にする
のが好ましい。更に、スラリー混合物の導電性は、脱イ
オン水と２：１の希釈率でも比較的低抵抗を与えるよう
にするのが好ましい。スラリーの抵抗は、電極５４から
テープ４４と基板表面４０との間の接触領域までの間の
距離を変化させることによってばかりでなく、その導電
率を変えることによっても変化し得る。この距離は、可
能な限り小さいのが好ましい。

【００５１】本発明の電気化学機械的研磨工程におい
て、２種の溶液が使用され得る。これらは、スラッジ溶
液と非スラッジ溶液である。スラッジ溶液は研磨される
金属、例えばニッケルの飽和溶液である。電気研磨動作
の副産物として形成される金属塩は飽和電解液中に溶解
せずスラッジを生成し、これは、基板の側を流れる電解
液を捕獲する電解液捕獲タンク（図示せず）の底部に沈
殿する。非スラッジ溶液は非飽和で、金属塩を溶解す
る。種類の溶液の第１のものは、先行技術の電気研磨機
構において使用されるのが好ましく、それは、定常工程
は実質的に無期限使用の電解液により最適化されるから
である。しかし、本発明においては、電解液の使用期限
は要因ではなく、定常工程は新鮮なスラリーを継続的に
新たに供給することにより達成される。したがって、い
ずれの種類のスラリーが採用されてもよいが、飽和電解
液が好ましい。

【００５２】しかし、スラリーは先行技術の研磨性機械
研磨動作のために、次いで、電気研磨動作のために最適
化されるべきである。電気研磨工程要件は、高導電性
と、好ましくは、ニッケル塩の飽和（ニッケルメッキさ
れた基板を研磨するため）である。高導電性を達成する
には、３％から６％程度のパーセンテージおよび重量で
硫酸、クロム酸、オルトリン酸などの酸が追加され得
る。これらの酸は単独で使用されるか、または、例え
ば、硫酸アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カ
リウム、および硫酸ニッケルのような塩のように、導電
率を改善する他の物質と組み合わせて使用されればよ
い。更に、陽極膜を促進するスラリーが大いに望まし
い。

【００５３】図２に例示される円周方向研磨装置は、研
磨テープ４４がマイラーテープのように無孔である場合
は、分離電極５４を使用する。この場合、ローラ４６は
装置の残余の部分から電気的に絶縁される。しかし、テ
ープが有孔で、それ故に導電性電解液を通過させること
ができる場合、または、電源５２がＡＣ電源である場合
は、図２に波線で示されるように、研磨テープ自体の後
部表面に係合するローラ４６が電源に接続され得る。こ
れは図３に示されるように形成されるローラを採用する
ことにより達成され得て、これは例えばセラミックのよ
うな電気的に絶縁性のＬ字型ブラケット６０を使用し
て、電源に接続され得る導電性シャフト６２を支持す
る。ローラ４６は、図示の如く、アルミニウムまたはス
テンレス鋼のような導電性材料の厚みのある壁で囲った
シリンダ状ローラを備えていればよく、１対のベアリン
グ６４によりシャフト６２上に回転可能に支持される。
ベアリング６４は無グリースベアリングか、または、シ
ャフト６２とローラ４６との間に電気的接触および電流
を供与するために導電性グリースを採用したベアリング
のいずれかである。ワッシャ６６およびファスナ６８は
シャフト上にローラ４６を固定させる。

【００５４】ローラ４６は、本発明の円周方向研磨装置
に採用され得る一形態の研磨プレートにすぎない。他の
具体例を簡単に例示する。研磨される基板（陽極）の材
料にはほとんど制約がない代わりに、本発明は陰極すな
わち研磨プレートに多大な制約を与えている。研磨プレ
ートの材料は、研磨工程の汚染を回避する、アルミニウ
ムまたはステンレス鋼のようなものであることが好まし
い。更に、研磨プレートの寸法および設置は、電気研磨
機構の抵抗に影響を及ぼすので、重要なパラメータであ
る。抵抗は、部分的に、基板（陽極）と研磨プレートす
なわち陰極との間の距離に依存する。研磨プレートの設
置は工程で使用される研磨媒体の種類に依存する。上記
のとおり、マイラー基材付き研磨テープについて、陰
極、すなわち、図２に示すように電極５４は、テープの
前面に設置される必要がある。この場合、陰極つまり電
極５４と基板上のローラのフットプリントとの間の距離
は極めて重要である。抵抗を最小限にするためには、陰
極が可能な限り接触点に近接して配置されることが望ま
しい。抵抗は、ローラ４６により決定されるような電極
と接触点との間の距離だけの関数であるばかりでなく、
まもなく詳細に述べるように、保湿表面のフットプリン
ト面積の関数でもある。スラリーの抵抗Ｒは、陰極のフ
ットプリントの面積Ａの関数であるのに加えて、スラリ
ーの導電率Ｃおよび陽極（基板）から陰極までの距離Ｌ
の関数でもある。

【００５５】スラリー抵抗は以下のように表される。Ｒ＝（１／Ｃ）（Ｌ／Ａ）

【００５６】したがって、スラリーにおける抵抗を低減
することは、その導電率を増大させ、陽極と陰極の間の
距離Ｌを低減し、さらに陰極と陽極の間の接触面積を増
大させることにより可能になる。

【００５７】より詳細に以下に述べるように、基板と電
源との間の電気的接触は、基板４０を保持および回転さ
せる回転スピンドルシャフト４２と、当業者には周知の
回転部材と共に電気的接触を設けるためのスリップリン
グ、ブラシ、または導電性液体のような他の機構との間
に滑動電気的接触を供与することにより達成され得る。

【００５８】抵抗を最小限にする理由の一つは、電気研
磨動作の期間中は基板の抵抗加熱を最小限にするためで
ある。基板を保持するスピンドルを所定の一定温度に維
持して、スピンドルおよび基板が熱変形により整列しな
くなることを阻止するのが望ましい。本発明は広範な電
解液が採用されることを可能にするので、また、処理パ
ラメータの広範な変化を許容するので、ある条件下でス
ラリー抵抗は、例えば１０オームと同程度の大きさにさ
れ得るし、電流は１０アンペアにされ得る。これは１０
００ワットの電力および１００ボルトの電圧源に対応す
るが、極めて高い。予測される状態に対するより現実的
な抵抗値は３オームの位階で、電流はわずか１アンペア
であればよいが、これにより３ワットの電力が与えられ
る。しかし、広範囲の可能なパラメータを適合させるに
は、スピンドルおよび皿状基板を作動期間中に冷却して
その温度を制御するシステムを提供するのが望ましい。
本発明による円周方向研磨装置の好ましい実施態様は、
以下に記載されるように、かかる流体冷却機構を採用す
る。

【００５９】本発明による円周方向研磨装置の好ましい
実施態様を以下に記載する。円周方向研磨装置は、Ｒｕ
ｂｌｅらに１９９２年３月３１日に発行された米国特許
第５，０９９，６１５号および同じくＲｕｂｌｅらに１
９９０年１０月２３日に発行された米国特許第４，９６
４，２４２号に開示された円周方向研磨装置の変更版で
あればよく、上記特許の両方が本発明の譲受人に譲渡さ
れており、それらの開示は本明細書中に参考として援用
されている。好ましい円周方向研磨装置は、回転基板の
両面と係合状態に押圧されるローラの上を動かされる線
形研磨テープを採用してもよい。上記特許の装置は化学
機械的研磨動作を実施するが、電気研磨工程を組み入れ
ていない。しかし、本発明は先行技術の円周方向研磨装
置を改変し、後述する態様で電気研磨工程を含むように
する。

【００６０】図４は、本発明の第１の実施態様による改
変後の円周方向研磨装置１００の正面図であり、図５は
その背面図である。図示のように、装置は線対称の１対
のテープ輸送アセンブリを備え、それらが協同で作動し
て回転剛性基板１０２の前方表面および後方表面を同時
に研磨する。アセンブリの各々は研磨線形テープすなわ
ち研磨媒体１０６を含み、これは例えば、バインダーシ
ステムに組み込まれかつ柔軟性マイラー基材上に被覆さ
れる酸化アルミニウムまたは炭化ケイ素のような研磨材
料から構成され得る。テープ１０６は供給リール１０８
から１対のローラ１１０およびテープガイド１１２をわ
たって下部転向ローラ１１４の回りに巻かれる。次い
で、テープは別の１対のローラ１１６を廻って巻き取り
リール１１８に巻かれる。巻き取りリールは図示しない
通常のモータにより回転すればよく、適切な張力はロー
ラ１１０およびローラ１１６によりテープ上で維持さ
れ、かつ供給リール１０８上の張力制御機構（図示せ
ず）により維持され得る。

【００６１】基板１０２に近接して、テープ１０６は可
動ブロックアセンブリ１２２に接続される研磨プレート
１２０により基板の表面に押圧され得る。可動ブロック
アセンブリは、上述の米国特許第４，９６４，２４２号
に記載された種類の可動プーリおよびケーブル配置１２
６（図５を参照されたい）により制御され得る。プーリ
およびケーブル機構は基板１０２の両側に配置された研
磨プレート１２０が基板が回転するにつれて基板の表面
に対して付勢されるようにして研磨テープを基板表面と
係合状態に押圧し、その時、研磨テープはテープ輸送ア
センブリにより回転基板の側を移動する。図６Ａおよび
図７Ａに最も良く例示されているように、研磨プレート
１２０は、全般が三角のくさび型形状または台形型形状
を有していればよく、並びに、研磨プレートにより基板
の表面に対してテープが付勢されるとテープと係合して
それを研磨プレート１２０の側を通るように誘導する、
１対の突起ガイドロッド１３０を有していればよい。研
磨プレートは容易に再生可能かつ置換可能で、異なる形
状のプレートが使用されるのを許容するのに加えて、プ
レートが磨耗すると置換できるようにするのが好まし
い。

【００６２】図７Ａに示されるように、基板の表面上の
研磨プレートのフットプリント１３２は台形型形状また
はくさび型形状で、基板の外周部でフットプリントが広
く、基板の中心開口１３４に向けてくさびの部分はテー
パ状に狭くなる。以上が研磨プレートの好ましい形状で
ある。以下に簡略して記載するが、基板が研磨プレート
の側を回転すると、研磨プレート１２０から研磨テープ
を経由して基板１０２へと電流が流れる。研磨プレート
と基板との間を流れる単位時間あたりの電流密度は、基
板の表面の各半径で均等であることが望ましい。基板の
外周は中心開口１３４に隣接する内側部分より大きな角
速度で回転するので、基板の外周端縁のフットプリント
１３２の寸法は内側開口１３４のフットプリントの円周
長さに関して選択され得て、電流密度が基板表面の至る
所でほぼ均等となるようにする。このことは、基板の表
面全体で金属の均一な除去を確実にするために望まし
い。

【００６３】図７Ｂは、均一な電流密度を達成するのに
研磨プレート１２０の代わりに使用され得る、別の構成
の研磨プレートのフットプリント１４０を例示する。フ
ットプリント１４０により示されるように、研磨プレー
トは中心Ｖ字形切り込み部１４２を有し得、図示するよ
うに１対の三角形状の接触部１４４を設ければよい。フ
ットプリント１４０を有する研磨プレートの寸法は、研
磨プレート１２０と関連して解説されるように、各接触
部が基板の表面全体で均一な電流密度を供与すればよ
い。

【００６４】図７Ｃは、例えば図２に示されるようなド
ラムローラにより供与されるような、別なフットプリン
ト１４８を例示する。フットプリントは、基板の表面全
体で半径が一定である円周方向寸法を提供する。この後
者の構成は、図７Ａおよび図７Ｂに関連して記載される
研磨プレートを利用して供与されるもの程には有利な結
果を生じないが、それでも、ローラは容認可能な結果を
生じ、使用され得る。

【００６５】再び図４、図５、図８および図９を参照す
ると、基板１０２はコレット１５２により回転スピンド
ル１５０に連結され得る（図６Ａを参照されたい）。コ
レットは後述のような態様で伸張して基板の内側開口１
３４に摩擦係合し、基板をスピンドル上に保持する。本
発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，５６０，６２
４号はディスククランプコレットシステムを解説してい
る。更に、スピンドルはスピンドルハウジング１５４に
おいて支持され、かつ、モータ１５６および駆動ベルト
１５８を備える駆動機構により回転し得る。駆動ベルト
はスピンドル上の拡大ハブ部分１６０の周囲に延在すれ
ばよい（図９を参照のこと）。モータ１５６が回転する
につれて、駆動ベルト１５８はスピンドルシャフト１５
０をスピンドルハウジング１５４内で回転させる。これ
により２枚の研磨プレート１２０の間で基板が回転し、
この時、プレートが研磨テープ１０６を付勢して回転基
板の前方表面および後方表面と接触させる。

【００６６】図９は、コレット１５２の動作を例示する
スピンドルアセンブリの縦断面図である。図示するよう
に、縦方向に延びるロッド１６４はその前方端でコレッ
ト１５２に接続され、その反対端で空気圧シリンダー１
６８に接続される。空気圧シリンダーが作動すると、ロ
ッド１６４がスピンドルの縦方向穿孔内で移動し得、コ
レットが伸張および収縮するのを引き起こし得る。伸張
すると、コレットは中央開口１３４内で基板表面に係合
し、基板をスピンドル上に堅固に保持する。

【００６７】基板１０２を経由して研磨プレートに電流
を通すために、電気的接触は基板を用いて作られねばな
らない。これは、図９および図１０に最良に例示される
ように、滑動電気的接触をスピンドルアセンブリ１５０
に供与することにより達成され得て、このアセンブリは
ステンレス鋼またはアルミニウムのような金属導電体か
ら形成され、電気的絶縁ブロック１７０上のスピンドル
ハウジング１５４により回転可能に支持され得る。絶縁
ブロック１７０は例えばセラミックまたは他の電気絶縁
体から形成されてスピンドルハウジング１５４を支持し
得、次いでこのハウジングがスピンドルアセンブリ１５
０を回転可能に支持し得る。代替例として、絶縁ブロッ
ク１７０とスピンドルハウジング１５４の両方は、スピ
ンドルアセンブリがハウジング内で自由に回転できるよ
うにする絶縁材料から一体的に形成され得る。スピンド
ルアセンブリ１７２への電気的接触は、図１０により詳
細に示されるブラシアセンブリにより設けられる。ブラ
シアセンブリは、市場で入手可能なユニットであればよ
く、スピンドルハウジング１５４内で回転するにつれて
スピンドルアセンブリの部分１７６の周辺部に接触する
カーボンブラシ１７４を含み得る。後述のように、導電
体１７８はブラシアセンブリおよび基板１０２をスピン
ドルアセンブリを介して電流型電源電圧源に電気的に接
続する。

【００６８】研磨装置１００はまた、図６Ａに最良に例
示されるスラリー搬送システム１８０を含む。図示のよ
うに、スラリー搬送システムは搭載部材１８４に接続さ
れる１対の半シリンダ状スラリー分配部材１８２を備え
得、半シリンダー状スラリー分配器が基板１０２の両側
に位置決めされ得る。半シリンダー状分配器は各自、中
空でスラリー搬送テープ１８６を介してスラリーが供給
されればよい。スラリーは分配器表面の複数の小開口１
８８を通して分配器を出て、分配部材１８２の長さに沿
って形成される複数の円周方向に延びる溝１９０により
基板１０２の表面に誘導され得る。各部材１８２に供給
されるスラリーは小開口１８８を出て、回転基板１０２
の前方表面および後方表面に流入する。

【００６９】動作期間中は、スピンドルおよび基板の温
度は抵抗加熱のために増大することがある。基板１０２
およびスピンドルアセンブリに冷却を施すには、図４お
よび図６Ａから図６Ｂに例示されるように、冷却アセン
ブリ１９０が設けられればよい。図６Ｂに示されるよう
に、冷却アセンブリ１９０は、１対のノズル１９４に接
続される縦方向に延びる穿孔１９２を有する多岐管を備
え得る。穿孔１９２は、流体を穿孔およびノズル１９４
に供給するための供給管１９６に接続され得る。流体
は、例えば水または冷却空気であってもよく、ノズル１
９４から流出して、回転基板および回転スピンドルの表
面上に衝突する。これにより熱が除去され、スピンドル
アセンブリおよび基板の温度が制御され、熱効果による
不整列およびその結果生じる基板表面の研磨工程での欠
陥を回避する。

【００７０】図８は、電流が研磨プレート１２０および
基板１０２に供給され得る態様を例示する、研磨装置の
一部の背面図である。プレート１２０が搭載されるブラ
ケット６０は、機械加工が可能で厳密な公差を保持する
ように作られ得るセラミックまたは任意の他の非導電性
材料のような電気的絶縁材料から作られる。図示するよ
うに、好適には本発明は２個の電圧源２００を用い、こ
れらは、前述のように、好適には定電流制御を有するＤ
Ｃ電圧源またはＡＣ電圧源のいずれかであり得る。図８
に示されるように、電圧源２００の各々の一方側は共通
してブラシアセンブリ１７２に接続され、アセンブリは
上述のように回転スピンドルアセンブリのハブ部分１７
６との電気的接触を提供する。２個の電圧源の他方側
は、基板１０２の両側に配置される研磨プレート１２０
にそれぞれ接続される。２個の研磨プレートのための２
個の別個の電圧源の使用は、各研磨プレートを経由して
流れる電流の独立制御を可能にするという点で有利であ
り、これにより研磨動作への厳重な制御が供与される
が、その理由は、２個の研磨プレート間の電流の差が相
殺され得るからである。単一電流供給も利用可能であ
り、経済的恩恵を提供し得る。

【００７１】電力供給の範囲および容量は遠隔制御コン
ピュータ（図示せず）を介してプログラム可能で、広範
な条件にわたる動作を可能にする。先に示されたよう
に、本発明は多様な異なる材料について動作が可能であ
り、多様な異なるスラリー化合物および多様な異なる電
流密度を用いることができる。０から１０アンペアの範
囲で調節可能な電流容量を有する定電流型電源は、大半
の応用例と異なる複数構成の装置とに適している。

【００７２】ＤＣ電源電圧を使用する場合、図２から図
８に例示される研磨プレート式アプローチを利用するに
は、テープが導電性であることが必要である。このこと
はまた、後述のように、陰極プレートから陽極基板へ電
流を導通するために図１２に示される本発明の軌道運動
研磨器と共に使用される研磨パッドについてもあてはま
る。マイラー基材テープのような非導電性テープおよび
パッドは、ＤＣ電源電圧を使用する場合は、図２に例示
されるような別個の電極および配置を必要とする。これ
は電極をスラリーの電解液と接触状態に置くことで、陰
極（電極）と基板との間の電流経路が電解液を経由する
ようにしている。この場合、基板の回転方向が重要とな
る。基板とテープとの間に液体プールを形成するような
方向に基板を回転させることが好都合である。研磨プレ
ートを陰極として使用し、さらにテープを付勢して基板
と接触状態にするための手段として使用する場合、テー
プは導電性にされるのが好ましい。これは、織布テープ
などのように、陰極研磨プレートと陽極基板との間を電
流が流れ得るように電解液が通過する、有孔テープを用
いることにより達成され得る。代替例として、マイラー
基材付きテープ（絶縁体）は、マイラー基材を貫通する
複数の小穴を配置することにより導電性にされればよ
い。穴はテープにランダムに分布され得て、穴のサイズ
およびパターンは、それらが研磨工程とは調和しないが
電解液に対しては十分な通路を提供して所要の流れに適
合させるように選択され得る。導電性基材を有するテー
プも使用してよく、大いに望ましい。かかるテープは市
場で入手可能であり、織物テープ内に金属糸を埋め込む
ことにより、またはマイラーテープ内に均質な分布の金
属粒子の混合物を粘着させることにより作成され得る。
導電性テープを用いた場合、テープに接触する電極は、
図２に例示されるようにテープと基板との間に電極を配
置するよりもむしろ、テープの基材に沿って任意の都合
のよい位置に配置可能である。しかし、先に論じた理由
から、基板の表面全体で均一な電流密度を確実にするよ
うな構成および寸法にされた研磨プレートを用いるのが
好ましい。

【００７３】ＡＣ電圧を使用する場合、導電テープおよ
び電解液は望ましいが必要ではない。その理由は、非導
電性テープおよび／または非導電性電解液が、ＡＣ電圧
源からのＡＣ電流が通過可能なコンデンサを形成するか
らである。図１１は、コンピュータ制御のＡＣ定電流源
２２０の好ましい形態を例示している。図示するよう
に、電流源はＡＣ発振器２２２を備え得るが、これは調
整可能定振幅高周波発振器であり得る。発振器からの出
力は第１の演算増幅器（ＯＰＡＭＰ）２２４に供給さ
れ、その出力は典型的に、０．０１オームの位階の値を
有する電流検知抵抗器Ｒ１に正弦波電圧を供給する。電
流検知抵抗器を介する電流は第２の演算増幅器２２６に
より検知され得、これは電圧を増幅して、それを自動利
得制御演算増幅器２２８の入力端に供給する。電気研磨
工程について示されるように、電流検知抵抗器Ｒ１を介
する電流は基板１０２にも供給される。自動利得制御演
算増幅器２２８の出力は演算増幅器２２４の反転入力端
まで戻って供給されて、演算増幅器２２６および自動利
得制御演算増幅器２２８を経由するフィードバックルー
プを完成する。これにより、電力演算増幅器２２４の出
力を制御して基板へ定電流を供与することが可能にな
る。

【００７４】演算増幅器２２６の出力はまたダイオード
２３０にも供給され、さらに、抵抗器Ｒ２およびＲ３に
より形成される分圧器にも供給される。電圧はコンデン
サＣ１によりフィルタリングされ、制御入力として自動
利得制御演算増幅器２２８に供給される。演算増幅器２
２８はまた、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／ＡＣ）
２３２により発生される基準入力を受信し、この変換器
は遠隔制御コンピュータ（図示せず）からのディジタル
入力信号により制御され得る。ディジタル−アナログ変
換器２３２からのＤＣ基準信号は、整流器ダイオード２
３０を介して得られる利得修正済みＤＣ信号と比較され
るが、このダイオードは電力演算増幅器２２４の高周波
数ＡＣ信号を、ローパスフィルタ（抵抗器Ｒ１およびコ
ンデンサＣ１により表される）によりフィルタリングさ
れるＤＣ電圧に変換し、かつ、次いで電力演算増幅器２
２４の高周波数ＡＣ信号に対応しかつそれに対して比率
測定基準（ｒａｔｉｏ−ｍｅｔｒｉｃ）であるＤＣ電圧
を提供するが、その場合、この電圧は次には自動利得制
御演算増幅器２２８の自動利得制御入力の利得制御入力
端にフィードバックされる。ＡＣ信号整流およびフィル
タリング効果のために、演算増幅器２２８の利得は、フ
ィードバック信号が基準信号に整合するように対応して
調節される。これは、次いで、演算増幅器２２４へのフ
ィードバック信号を調節し、従って、演算増幅器２２４
の出力を制御し、コンピュータ指令の所望の電流を達成
するのに必要な電圧とは無関係に、基板１０２へ定電流
を供給する。図１１にブロック図として示される研磨装
置２３４の陰極は、例示するように、接地され得る。デ
ィジタル−アナログ変換器へのコンピュータ入力を適切
に調節することにより、電気研磨動作のための所望の電
流が確立されかつ維持されるのと同様に、基板仕上げ要
件に従った時間の関数として制御され得る。

【００７５】図１２は軌道運動研磨装置への本発明の適
用例を示している。円周方向研磨器と対比して、軌道運
動研磨器は研磨プラテン上に支持される研磨パッド上で
の遊星型運動で一度に基板の一面のみを研磨する。図１
２に示されるように、適切な研磨材の研磨パッド２５０
は、電気的に接地される固定式不動プラテン２５２上に
支持されればよい。基板１０２は、適切な軌道回遊機構
（図示せず）に接続される基板キャリア２５４内に支持
され得る。キャリアが軌道回遊している間、キャリアは
研磨パッド２５０に対し基板を押圧する。図１２に示さ
れるように、基板はシリンダー状電極２６０により基板
キャリア２５４内に包含される基板キャリアプラテン２
５８に装着されればよく、このシリンダ状電極は基板に
その中央開口１３４（図７Ａを参照のこと）で係合して
プレート２５８上に基板を固着する。定電流ＡＣ電流源
と基板との間の電気的接触は、図１２に示されるよう
に、シリンダー状電極２６０を介していてもよい。

【００７６】図１２の軌道運動研磨器は規定の軌道運動
が基板に適用され得るようにすると同時に、研磨プラテ
ンと基板との間の電解液研磨スラリー化合物を介するイ
オン研磨電流を採用する。基板は（定電流制御を伴うの
が好ましい、ＤＣ電源電圧のための）陽極であることが
好ましい。基板との電気的接触により高電流密度を電気
研磨動作のために採用することが可能になる。ＡＣ電力
を使用する場合は、例えば、所望の電気研磨工程に依存
して１ｋＨｚから５０ＭＨｚまで、広い動作範囲にわた
るＡＣ周波数が使用され得る。０．０１から２０．０ア
ンペア／平方インチの範囲にわたる電流密度が使用され
ればよい。研磨動作の期間中、基板は、例えば１から２
５ＰＳＩの範囲で圧力を利用して、研磨パッドおよびプ
ラテンに対して押圧されればよい。

【００７７】上記は本発明の好ましい実施態様について
言及しているが、本発明の精神に基づいてその範囲が添
付の請求の範囲に規定されるその原理から逸脱すること
なく、それらの実施態様の改変が行われ得ることが当業
者により明らかであろう。

【００７８】

【発明の効果】本発明の磁気記録および記憶システムお
いて使用される基板を研磨するシステムは、電気研磨工
程を化学機械的研磨工程と組み合わせることにより、従
来技術の化学機械的研磨工程よりもおよそ２倍から８倍
でより高速になる改良を可能にする一方で、研磨表面の
質について厳重な制御を供与する、極めて効率的な高速
研磨を提供する。

【００７９】本発明は、例えば単位秒あたり２００オン
グストロームを越える金属除去率を可能にする一方で、
１０オングストローム根二乗平均（ＲＭＳ）より低い平
均表面粗度を提供し、それにより高度に研磨された鏡面
仕上げを可能にする。その結果、本発明は、表面品質に
ついての厳重な制御をもって磁気記憶メモリーを回転さ
せるための合金基板に対し、実質的により高い製造率を
可能にする。

【００８０】更に、先に示されたように、本発明は、要
件に依存して広範な異なる合金基板材料と広範な異なる
処理パラメータと共に採用され得る。このことは本発明
を磁気基板媒体の製造以外の応用例について大いに有利
にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を例示する、剛性基板を研磨する
電気化学機械的装置の第１の実施態様の図である。

【図２】本発明に従った円周方向電気化学機械的研磨装
置の図である。

【図３】図２の円周方向研磨装置において採用され得る
導電性ローラの展開部分断面斜視図である。

【図４】本発明に従った円周方向電気化学機械的研磨装
置の一部の正面図である。

【図５】装置の重要な特徴をよりよく理解する助けとな
るように、装置の一部が省略されて明瞭化を図った、図
４の装置の背面図である。

【図６Ａ】電気化学機械的研磨装置の主要特徴を例示す
る、図４の装置の一部の拡大斜視図である。

【図６Ｂ】図６Ａに例示される装置の流体冷却装置の断
面図である。

【図７Ａ】本発明に従った研磨プレートの好ましい構成
と、基板表面上の研磨プレートの対応フットプリントと
を例示する。

【図７Ｂ】本発明と共に採用され得る別の形態の研磨プ
レートおよびドラム型ローラのフットプリントを例示す
る。

【図７Ｃ】本発明と共に採用され得る別の形態の研磨プ
レートおよびドラム型ローラのフットプリントを例示す
る。

【図８】図４の装置の一部の背面図であり、回転する基
板と、基板の両側の各表面に対して研磨テープを押圧す
る１対の静止研磨プレート対との間に電圧を印加するた
めの電気接続を例示する。

【図９】図８に例示される装置の一部の縦断面図であ
る。

【図１０】図９に例示される装置の一部である回転シャ
フトへ電気的接触を提供するためのブラシアセンブリの
斜視図である。

【図１１】基板と静止研磨プレートとの間にＡＣの定電
流制御を伴って印加されるＡＣ電圧源を制御するコンピ
ュータ制御回路であって、本発明に従った電気化学機械
的研磨装置において使用され得るものを例示する。

【図１２】本発明に従った軌道運動研磨装置の一部を例
示する図である。

【符号の説明】

２０基板２２研磨パッド２４研磨プラテン２８スラリー３０ノズル３２電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ロジャーオー．ウィリアムスアメリカ合衆国カリフォルニア 94539，フレモント，ランチヒグエラロード 47267 (56)参考文献特開平10−156627（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−219525（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−74524（ＪＰ，Ａ) 特開平11−144240（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−127730（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−56527（ＪＰ，Ｕ) 実開平７−40065（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 37/00 B23H 5/06 B24B 21/00 G11B 5/84

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録および記憶システムにおいて使
用される基板を研磨する装置であって、研磨媒体と、基板と研磨媒体とを互いに関連して運動させる手段と、基板と研磨媒体とを電解スラリーの存在下で共に付勢し
て、前記基板の表面を化学的および機械的に研磨する手
段と、前記基板と導電性部材との間に電流を生成して、前記基
板表面を電気的に研磨する電圧源であって、前記電圧源
が前記基板にＡＣとＤＣとの組合せを提供する電圧源
と、を備える、装置。
【請求項２】前記電圧源が、交流高周波電圧源を備え
る、請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記導電性部材が静止し、かつ前記電圧
源に接続され、前記基板が前記運動手段により可動であ
り、前記装置が、前記運動手段に滑動自在に係合して前
記基板を前記電圧源に接続するための電気的接触を更に
備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記導電性部材が、前記付勢手段上に搭
載されて前記基板表面に対して前記研磨媒体を押圧する
ようにしたプレートを備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記運動手段が前記プレートに関して前
記基板を回転させ、前記プレートは再生可能でかつ前記
基板の前記表面に均一な電流密度を提供するような形状
にされる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】磁気記録および記憶システムにおいて使
用される基板を研磨する装置であって、研磨媒体と、基板と研磨媒体とを互いに関連して運動させる手段と、基板と研磨媒体とを電解スラリーの存在下で共に付勢し
て、前記基板の表面を化学的および機械的に研磨する手
段と、前記基板と導電性部材との間に電流を生成して、前記基
板表面を電気的に研磨する電圧源と、を備え、ここで、前記電圧源が、直流電圧源と交流高周波電圧源
のうちの一方を備え、ここで、前記導電性部材が静止し、かつ前記電圧源に接
続され、前記基板が前記運動手段により可動であり、前
記装置が、前記運動手段に滑動自在に係合して前記基板
を前記電圧源に接続するための電気的接触を更に備え、ここで、前記導電性部材が、前記付勢手段上に搭載され
て前記基板表面に対して前記研磨媒体を押圧するように
したプレートを備え、ここで、前記運動手段が前記プレートに関して前記基板
を回転させ、前記プレートは再生可能でかつ前記基板の
前記表面に均一な電流密度を提供するような形状にさ
れ、ここで、前記プレートがくさび型形状にされ、かつ、前
記基板上の全ての点が所与の期間について均等な電流が
流れるような寸法にされる、装置。
【請求項７】磁気記録および記憶システムにおいて使
用される基板を研磨する装置であって、研磨媒体と、基板と研磨媒体とを互いに関連して運動させる手段と、基板と研磨媒体とを電解スラリーの存在下で共に付勢し
て、前記基板の表面を化学的および機械的に研磨する手
段と、前記基板と導電性部材との間に電流を生成して、前記基
板表面を電気的に研磨する電圧源と、を備え、ここで、前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付勢手
段が、導電性部材を付勢して前記テープと係合状態にし
て前記基板の表面に対して前記テープを押圧する手段を
備え、前記運動手段が前記テープに関して前記基板を回
転させる手段を備える、装置。
【請求項８】前記テープが導電性であり、前記電解ス
ラリーが導電性であり、前記基板と前記導電性部材の間
を前記テープを介して電流が流れるようにした、請求項
７に記載の装置。
【請求項９】前記電解スラリーが、硫酸、クロム酸、
およびオルトリン酸からなる群より選択される酸と、硫
酸アンモニウム、塩化カリウム、過マンガン酸カリウ
ム、および硫酸ニッケルからなる群より選択される塩と
を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】前記基板表面が金属製であり、前記ス
ラリーが前記金属の飽和溶液を含むスラッジスラリーで
ある、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】前記電圧源が調節可能定直流電源を備
え、前記基板は前記電源の正端子に接続され、前記導電
性部材は負端子電源に接続される、請求項１に記載の装
置。
【請求項１２】前記電圧源は、コンピュータ制御信号
に応答して電流を調節する手段を備える、請求項１に記
載の装置。
【請求項１３】磁気記録および記憶システムにおいて
使用される基板を研磨する装置であって、研磨媒体と、基板と研磨媒体とを互いに関連して運動させる手段と、基板と研磨媒体とを電解スラリーの存在下で共に付勢し
て、前記基板の表面を化学的および機械的に研磨する手
段と、前記基板と導電性部材との間に電流を生成して、前記基
板表面を電気的に研磨する電圧源と、を備え、ここで、前記研磨媒体が線形テープを備え、前記付勢手
段が、前記テープに係合するローラと、前記ローラおよ
びテープを前記基板の表面に対して押圧する手段とを備
える、装置。
【請求項１４】前記ローラが前記導電性部材を備え、
前記ローラが導電性材料から形成され、かつ、導電性ベ
アリングにより導電性シャフト上に回転可能に支持され
る、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】前記導電性部材が前記テープと前記基
板表面との間に配置される電極を備え、前記電極は前記
テープと係合し、かつ、前記電解スラリーの流れの中に
配置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】磁気記録システムで使用される基板を
研磨する装置であって、前記基板を回転させる手段と、線形研磨テープを基板の側をその両側で前進させる手段
と、前記基板の表面に対して前記研磨テープを付勢して前記
表面を機械的に研磨する手段と、前記基板と前記研磨テープとの間に電解スラリーを導入
する手段と、前記基板と電極との間に電圧を供給して、前記基板と前
記電極との間に電解スラリーを介して電流が流れるよう
になる電圧源手段と、を備える、装置。
【請求項１７】前記テープが導電性で、前記電極が前
記テープに係合するように位置決めされ、電流が前記基
板と前記電極との間で前記テープを介して流れるように
した、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】前記電極は前記基板の両側に配置され
るプレートを備え、前記付勢手段は前記各プレートを共
に押圧して前記テープを前記基板表面に対して押圧する
手段を備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】前記電圧供給手段がＤＣ定電流制御源
を備え、前記テープは多孔質であり、電流が前記プレー
トと前記基板との間を前記テープを介して流れるのを可
能にする、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】電源電圧を供給する前記手段がＡＣ定
振幅電流源を備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】前記基板および前記回転手段を冷却し
て、前記基板および前記回転手段の温度を所定の温度範
囲内に維持する冷却手段を更に備える、請求項１６に記
載の装置。
【請求項２２】前記回転手段が回転スピンドルを備
え、前記冷却手段が冷却液を前記スピンドルおよび前記
基板上に向ける手段を備える、請求項２１に記載の装
置。
【請求項２３】前記電圧供給手段が第１の電源および
第２の電源を備え、各電源が前記プレートの一方と前記
基板回転手段とに接続され、前記電源の各々が独立して
制御可能で、前記基板の各面に対して電流を制御するよ
うにした、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】前記電源は、コンピュータ制御信号に
応答して電流を調節する手段を有するＡＣ源を備える、
請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】前記プレートが、前記基板の前記表面
全体で均一な所定の電流密度を供給するような形状およ
び寸法にされる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】磁気記録システムで使用される基板を
研磨する装置であって、軌道運動研磨器であって、前記軌道運動研磨器は固定式
研磨プラテンと前記固定式プラテンに関して可動な基板
キャリアとを有し、前記基板キャリアは、前記基板を付
勢して前記固定式研磨プラテン上に位置決めされる研磨
媒体と係合状態にする手段と、前記基板を軌道運動で前
記研磨媒体上で運動させる手段とを有する軌道運動研磨
器と、前記基板と前記研磨媒体との間に電解導電スラリーを導
入する手段と、前記研磨プラテンと前記基板キャリアとに接続された電
圧源であって、前記基板と前記研磨プラテンとの間に電
流が流れるようにし、前記基板と前記研磨媒体との間の
相対的運動のために前記基板表面の化学機械的研磨工程
と同時に前記基板の前記表面を電気研磨するようにした
電圧源と、を備え、ここで、前記電圧源が、交流定振幅電流源と、前記電流
源を制御して前記基板と前記プラテンとの間に所定の電
流を供給する手段とを備える、装置。
【請求項２７】前記ＡＣ源が、コンピュータ制御信号
に応答して電流を調節する手段を備える、請求項２６に
記載の装置。
【請求項２８】前記ＡＣ定振幅電流源が１ｋＨｚから
５０ＭＨｚの範囲で出力周波数を有する、請求項２６に
記載の装置。
【請求項２９】磁気記録システムで使用される基板を
研磨する方法であって、研磨媒体を供与する工程と、電解スラリーの存在下で前記基板と前記媒体とを一緒に
付勢しながら前記基板を前記研磨媒体に関して運動させ
て、前記基板の前記表面を化学的および機械的に研磨す
る工程と、前記基板と導電性部材との間にスラリーを介して電流が
流れるようにすると同時に前記基板用面から材料を除去
し、前記基板表面が化学的および機械的に研磨されてい
る間に前記基板表面を電気研磨する工程とを含み、ここで、前記研磨媒体は、研磨被覆を上に有する第１の
線形テープおよび第２の線形テープを備え、前記テープ
は前記基板の両側に配置されて前記基板表面の側を移動
し、前記テープは、共に付勢される相互作用プレートに
より付勢されて前記基板表面と係合状態になり、前記電
流が流れるようにする工程が、前記プレートの各々と前
記回転基板との間に電圧を印加する工程を含むことを特
徴とする、方法。
【請求項３０】前記電流が流れるようにする工程は、
均一な電流密度が前記基板表面と前記導電性部材との間
に流れるようにする工程を含む、請求項２９に記載の方
法。
【請求項３１】前記電圧は、所定の電流を生成するよ
うに制御されるＡＣ定振幅電流源を備える、請求項２９
に記載の方法。
【請求項３２】磁気記録システムで使用される基板を
研磨する方法であって、研磨媒体を供与する工程と、電解スラリーの存在下で前記基板と前記媒体とを一緒に
付勢しながら前記基板を前記研磨媒体に関して運動させ
て、前記基板の前記表面を化学的および機械的に研磨す
る工程と、前記基板と導電性部材との間にスラリーを介して電流が
流れるようにすると同時に前記基板用面から材料を除去
し、前記基板表面が化学的および機械的に研磨されてい
る間に前記基板表面を電気研磨する工程とを含み、ここで、該方法は、温度を実質的に一定に維持するため
に、研磨期間中に前記基板を冷却する工程を更に含む、
方法。