JP4224823B2 - Texture processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物の面振れ等を検出する検出装置を備えたテクスチャ加工装置に関する。 The present invention relates to a texture processing apparatus including a detection device that detects surface runout of a workpiece.
磁気記録媒体の製造工程においては、例えば、円板状基体表面上に無電解めっき法などで形成されたNiP層に対し平滑化,鏡面化するためにポリッシュ加工が行われた後、磁気記録特性を高める目的でポリッシュ加工されたその表面に円周方向の微細な筋を付与するテクスチャ加工工程を含んでいる。 In the manufacturing process of the magnetic recording medium, for example, the NiP layer formed on the surface of the disk-like substrate by the electroless plating method is polished to smooth and mirror, and then the magnetic recording characteristics A texture processing step for providing fine lines in the circumferential direction on the surface polished for the purpose of increasing the thickness.
テクスチャ加工工程においては、例えば、特許文献1、または、図5および図6にも示されるようなテクスチャ加工装置が用いられる。 In the texture processing step, for example, a texture processing device as shown in Patent Document 1 or FIGS. 5 and 6 is used.
図5および図6において、テクスチャ加工装置は、中央に孔を有する基板2を着脱可能に保持するチャック機構4と、チャック機構4に連結され基板2とともにチャック機構4を回転させる回転駆動部6と、研磨テープ14の一部を基板2の各被加工面にそれぞれ押し付け研磨するテープ研磨機構8Aおよび8Bと、テープ研磨機構8Aおよび8Bをチャック機構4の中心軸線に沿って互いに近接または離隔させるテープ研磨機構送り装置10Aおよび10Bと、テープ研磨機構8Aおよび8Bを同時に基板2の半径方向に沿って移動させるオシレーション装置11と、スラリー液を基板2の被加工面に供給するスラリー液供給部12Aおよび12Bとを含んで構成されている。
5 and 6, the texture processing apparatus includes a chuck mechanism 4 that removably holds a
その基板2の孔との共通の中心軸線上に配されるチャック機構4は、その基板2の平坦面がその中心軸線を略垂直に横切るように基板2を保持するものとされる。回転駆動部6は、例えば、駆動用モータとされ、その基板2およびチャック機構4を例えば、約50〜500rpmの範囲で回転させるものとされる。
The chuck mechanism 4 disposed on a common central axis with the hole of the
基板2を挟んで相対向して配されるテープ研磨機構8Aおよび8Bは、互いに同一の構造を有するのでテープ研磨機構8Aについて説明し、テープ研磨機構8Bについての説明を省略する。
Since the
テープ研磨機構8Aは、後述する研磨テープ14を送り出す送出ローラ16cと、その研磨テープ14を巻き取る巻取ローラ16bと、連続して送られる研磨テープ14の一部を基板2の被加工面に向けて押し付ける押圧ローラ16aと、研磨テープ14における押圧ローラ16aと送出ローラ16cとの間に巻き掛けられた部分、および、押圧ローラ16aと巻取ローラ16bとの間に巻き掛けられた部分にそれぞれ初張力を付与するテンショナローラ16dとを含んで構成されている。
The
巻取ローラ16bは、図示が省略される駆動用モータの出力軸に連結されている。これにより、その駆動用モータが作動状態とされることにより、送出ローラ16cから送り出される研磨テープ14が図5に示される矢印の示す方向に移動され押圧ローラ16aを経由して巻取ローラ16bにより所定の速度で連続して巻き取られることとなる。従って、連続的に送られる押圧ローラ16aの外周面に巻き掛けられる研磨テープ14の一部は、常に基板2の被加工面に対し新しい部分が接触することとなる。さらに、テープ研磨機構8Aおよび8Bには、スラリー液を基板2の被加工面に供給するスラリー液供給部12Aおよび12Bが設けられている。
The
スラリー液供給部12Aおよび12Bは、それぞれ、その先端が基板2の被加工面に臨むようにテープ研磨機構8Aおよび8B内に配置されている。従って、スラリー液供給部12Aおよび12Bは、図7に拡大されて示されるように、基板2を挟んで相対向して配されることとなる。また、スラリー液供給部12Aおよび12Bは、それぞれ、テープ研磨機構8Aおよび8Bとともに移動せしめられる。
Slurry
テープ研磨機構8Aおよび8Bは、それぞれ、テクスチャ加工を行うにあたり、先ず、図5に二点鎖線で示されるように、基板2の被加工面から離隔した待機位置から図5に実線で示される研磨実行位置までテープ研磨機構送り装置10Aおよび10Bにより基板2の中心軸線方向に沿って移動せしめられる。次に、テープ研磨機構8Aおよび8Bは、それぞれ、図7に拡大して示されるように、研磨テープ14の一部が、スラリー液供給部12Aおよび12Bからのスラリー液が供給される状態で回転せしめられる基板2の被加工面に摺接した状態で、図6に示されるように、オシレーション装置11により基板2の半径方向に移動せしめられる。
When each of the
続いて、基板2の被加工面全体についてのテクスチャ加工終了後、スラリー液供給部12Aおよび12Bからのスラリー液の供給が停止される。
Subsequently, after the texture processing for the entire processing surface of the
そして、テープ研磨機構8Aおよび8Bは、作動を停止するとともにテープ研磨機構送り装置10Aおよび10Bにより、基板2の被加工面に対し互いに離隔され待機位置に戻される。そのテクスチャ加工が完了した基板2は、チャック機構4から取り外される。
The
このような基板2のテクスチャ加工において、回転中の基板2の被加工面が所定の振幅で振れる、所謂、面振れが加工中、発生する場合がある。この面振れの主な原因としては、加工中における研磨テープ14の押圧力が、基板2の各被加工面間で釣り合っていない場合、または、その基板2の半径方向に均一となっていない場合、あるいは、基板2のチャック機構4に対する取付け調整不足により、基板2が所謂、あおり角をもってチャック機構4に取り付けられている場合等がある。
In such texture processing of the
このようなテクスチャ加工における面振れを抑制するために特許文献2にも示されるように、加工される基板の被加工面に対向して設けられ、その被加工面がそのスピンドル軸の軸線に対し垂直となるように基板を矯正する面振れ修正用治具が提案されている。
In order to suppress such surface wobbling in texture processing, as shown in
上述の面振れ修正用治具においては、テクスチャ加工が開始される前に基板の面振れ量がダイヤルゲージにより測定された後、その測定された面振れ量を修正するように基板の取り付け姿勢が矯正されるものである。 In the surface runout correction jig described above, after the surface runout amount of the substrate is measured by the dial gauge before the texturing is started, the mounting posture of the substrate is adjusted so as to correct the measured surface runout amount. It will be corrected.
しかしながら、テクスチャ加工においては、上述したように、スラリー液が供給されるもとで研磨テープの所定の圧力が作用されるので基板の面振れの状態は、テクスチャ加工状態のときとテクスチャ加工が開始される前とでは異なる場合がある。 However, in the texturing, as described above, a predetermined pressure of the polishing tape is applied while the slurry liquid is supplied, so that the substrate surface shake is the same as in the texturing state and the texturing starts. It may be different from before being done.
従って、テクスチャ加工中のときにおける基板の面振れの異常が検出されないので面振れを厳密に矯正できない虞がある。 Therefore, since the abnormality of the surface runout of the substrate during the texture processing is not detected, there is a possibility that the surface runout cannot be strictly corrected.
以上の問題点を考慮し、本発明は、被加工物の面振れ等を検出する検出装置を備えたテクスチャ加工装置であって、テクスチャ加工の前後ばかりでなく、加工状態における基板の面振れの異常も検出することができるテクスチャ加工装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is a texture processing apparatus provided with a detection device that detects surface run-out of a workpiece, etc., not only before and after texture processing, but also of substrate run-out in a processing state. It is an object of the present invention to provide a texture processing apparatus that can detect abnormalities.
上述の目的を達成するために、本発明に係るテクスチャ加工装置は、被加工基板を回転駆動する基板回転駆動機構と、所定の回転数で回転せしめられる基板の被加工面と研磨部材の摺接部との間の隙間に面状態検出用液体を供給する液体供給手段と、隙間内近傍の面状態検出用液体の基板の被加工面に垂直方向の圧力を検出し検出出力を送出する圧力検出器と、液体供給手段の動作制御を基板回転駆動機構の回転数制御動作に応じて行うとともに、圧力検出器からの検出出力に基づいて基板の被加工面の面状態を判定する制御部と、を備えて構成される。さらに、研磨部材の摺接部を基板の被加工面上に隙間をもって基板の半径方向に沿って移動させる研磨部材移動機構を備えることが好ましい。 In order to achieve the above-described object, a texture processing apparatus according to the present invention includes a substrate rotation driving mechanism that rotationally drives a substrate to be processed, and a contact surface between the processing surface of the substrate that is rotated at a predetermined number of revolutions and the polishing member. A liquid supply means for supplying a surface state detection liquid to a gap between the first and second portions, and a pressure detection for detecting a pressure in a direction perpendicular to the processing surface of the substrate of the surface state detection liquid in the vicinity of the gap and sending a detection output And a controller for controlling the operation of the liquid supply means according to the rotational speed control operation of the substrate rotation drive mechanism, and determining the surface state of the processing surface of the substrate based on the detection output from the pressure detector; It is configured with. Furthermore, it is preferable to provide a polishing member moving mechanism for moving the sliding contact portion of the polishing member along the radial direction of the substrate with a gap on the processing surface of the substrate.
本発明に係るテクスチャ加工装置によれば、基板の回転を所定の回転数に増速して面状態検出用液体を供給することにより、基板の被加工面と研磨部材の摺接部との間に動圧効果を発生させると、その動圧は、基板の加工面と研磨部材の摺接部との間の隙間に依存したものとなる。そこで、制御部が、隙間内近傍の面状態検出用液体の圧力を検出し検出出力を送出する圧力検出器からの検出出力に基づいて基板の被加工面の面状態を判定するので、基板の被加工面の状態が加工状態に近い状態で判定されることとなり、テクスチャ加工の前後ばかりでなく、加工状態における基板の面振れの異常も検出することができる。 According to the texture processing apparatus according to the present invention, the surface state detection liquid is supplied by increasing the rotation of the substrate to a predetermined number of rotations, whereby the surface to be processed of the substrate and the sliding contact portion of the polishing member are provided. When the dynamic pressure effect is generated, the dynamic pressure depends on the gap between the processed surface of the substrate and the sliding contact portion of the polishing member. Therefore, the control unit determines the surface state of the processing surface of the substrate based on the detection output from the pressure detector that detects the pressure of the surface state detection liquid in the vicinity of the gap and sends the detection output. The state of the surface to be processed is determined in a state close to the processing state, and it is possible to detect not only before and after the texture processing, but also the abnormality of the surface deflection of the substrate in the processing state.
図1および図2は、本発明に係るテクスチャ加工装置の一例の要部を概略的に示す。
図1および図2において、テクスチャ加工装置は、中央に孔を有するディスク状の基板22を着脱可能に保持するチャック機構24と、チャック機構24に連結され基板22とともにチャック機構24を回転させる回転駆動部26と、研磨テープ34を基板22の各被加工面にそれぞれ押し付け研磨するテープ研磨機構28Aおよび28Bと、テープ研磨機構28Aおよび28Bをそれぞれチャック機構24の中心軸線に沿って互いに近接または離隔させるテープ研磨機構送り装置30Aおよび30Bと、テープ研磨機構28Aおよび28Bを基板22の半径方向に沿って移動させるオシレーション装置32と、テープ研磨機構28Aおよび28Bにそれぞれ配されスラリー液を基板22の被加工面上に供給するスラリー液供給部としてのノズル部42Aおよび42Bと、ノズル部42Aおよび42Bに隣接して配され後述する面振れの検出用液体、例えば、水を基板22の被加工面上に供給する水供給部としてのノズル部44Aおよび44Bとを含んで構成されている。
1 and 2 schematically show a main part of an example of a texture processing apparatus according to the present invention.
1 and 2, the texture processing apparatus includes a
基板22の孔との共通の中心軸線上に配されるチャック機構24は、その基板22の被加工面がその中心軸線に略垂直となるように基板22を着脱可能に保持するものとされる。
The
回転駆動部26は、例えば、駆動用モータとされ、後述する制御ユニットにより制御される。その基板22およびチャック機構24は、テクスチャ加工時には、例えば、約50〜500rpmの範囲で回転制御され、面振れ判別時には1000〜2000rpmの範囲で回転制御される。
The
基板22を挟んで相対向して配されるテープ研磨機構28Aおよび28Bは、互いに同一の構造を有するのでテープ研磨機構28Aについて説明し、テープ研磨機構28Bについての説明を省略する。
Since the
テープ研磨機構28Aは、後述する研磨テープ34を送り出す送出ローラ40cと、その研磨テープ34を巻き取る巻取ローラ40bと、連続して送られる研磨テープ34の一部を基板22の被加工面に向けて押し付ける押圧ローラ40aと、研磨テープ34における押圧ローラ40aと送出ローラ40cとの間に巻き掛けられた部分、および、押圧ローラ40aと巻取ローラ40bとの間に巻き掛けられた部分にそれぞれ初張力を付与するテンショナローラ40dとを含んで構成されている。
The
巻取ローラ40bは、図示が省略される駆動用モータの出力軸に連結されている。これにより、その駆動用モータが作動状態とされることにより、送出ローラ40cから送り出される研磨テープ34が図1に示される矢印の示す方向に移動され押圧ローラ40aを経由して巻取ローラ40bにより所定の速度で連続して巻き取られることとなる。
The winding
従って、押圧ローラ40aの外周面に巻き掛けられながら連続的に送られる研磨テープ34の一部の新しい部分が、常に基板22の被加工面に対し接触することとなる。
Therefore, a part of the
スラリー液を供給するノズル部42Aおよび42Bは、それぞれ、その先端がチャック機構24に保持された基板22の被加工面に臨むようにテープ研磨機構28Aおよび28B内に配置されている。従って、ノズル部42Aおよび42Bは、図3(A)に拡大されて示されるように、基板22を挟んで相対向して配されることとなる。ノズル部42Aおよび42Bの他端部は、図示が省略されるスラリー液が貯留されるスラリー液タンクに供給ポンプを介して接続されている。また、ノズル部42Aおよび42Bは、それぞれ、研磨機構送り装置30Aおよび30Bによりテープ研磨機構28Aおよび28Bとともに移動せしめられる。
The
水を基板22の被加工面に供給するノズル部44Aおよび44Bは、それぞれ、ノズル部42Aおよび42Bの下方の位置に配されその先端がチャック機構24に保持された基板22の各被加工面に臨むようにテープ研磨機構28Aおよび28B内に配置されている。従って、ノズル部44Aおよび44Bは、図3(A)に拡大されて示されるように、基板22を挟んで相対向して配されることとなる。また、ノズル部44Aおよび44Bの他端部は、図示が省略される水が貯留されるタンクに供給ポンプを介して接続されている。
The
ノズル部44Aおよび44Bは、それぞれ、研磨機構送り装置30Aおよび30Bによりテープ研磨機構28Aおよび28Bとともに移動せしめられる。
The
ノズル部44Aの先端と押圧ローラ40aとの間、または、ノズル部44Bの先端と押圧ローラ40aとの間には、それぞれ、基板22の被加工面と押圧ローラ40aの外周面(研磨テープ34)との間に供給される水の基板22の被加工面に垂直方向の圧力を検出し検出出力信号を送出する圧力センサ46Aおよび46Bが設けられている。圧力センサ46Aおよび46Bは、それぞれ、水の圧力をあらわす検出出力信号SP1およびSP2を送出する。
Between the tip of the
研磨機構送り装置30Aおよび30Bは、それぞれ、例えば、空気圧駆動式または油圧駆動式とされ、テープ研磨機構28Aおよび28Bに個別に設けられている。
The polishing
オシレーション装置32は、例えば、電気駆動式とされ、図示が省略されるカム機構を介して研磨機構送り装置30Aおよび30Bを、テープ研磨機構28Aおよび28Bを伴って略同時にその基板22の半径方向に沿って所定の速度で移動させる構造を有するものとされる。
The
斯かる構成に加えて、本発明に係るテクスチャ加工装置の一例においては、上述の各供給ポンプの動作制御、ならびに、基板22およびチャック機構24の回転制御等を行う制御ユニット50(図4)を備えている。
In addition to such a configuration, an example of the texture processing apparatus according to the present invention includes a control unit 50 (FIG. 4) that performs operation control of each of the above-described supply pumps, rotation control of the
図4に示すように、制御ユニット50には、信号処理部52からの水の圧力をあらわすデータDP1およびDP2、図示が省略される生産管理用ホストコンピュータからの基板22の回転開始指令信号Ss、回転停止指令信号Seが供給される。
As shown in FIG. 4, the
信号処理部52には、上述の圧力センサ46Aおよび46Bからの検出出力信号SP1およびSP2がそれぞれ供給される。信号処理部52は、検出出力信号SP1およびSP2に基づいてそれぞれ所定のディジタル変換処理を行いデータDP1およびDP2を形成しそれらを制御ユニット50に供給する。
The
制御ユニット50は、後述する水の圧力分布と基板の面振れの分布との関係をあらわす判定基準データ、および、回転駆動部26および各供給ポンプの動作制御のプログラムデータ等を記憶する記憶部50Mを備えている。
The
その判定基準データは、所定の速度で回転せしめられた基板22の被加工面に対し所定量の水を供給しながら半径方向に所定の速度で研磨テープ34を移動させた場合において、その研磨テープ34と基板22の被加工面との間に生じる半径方向に沿った水の平均圧力分布と、基板22の面振れの平均値との関係を予め実験により検証し得られたものをマップ化したものである。
The determination reference data is obtained when the polishing
制御ユニット50は、図1に実線で示されるように、テクスチャ加工される基板22がチャック機構24に取り付けられた後、回転開始指令信号Ssに基づいてチャック機構24および基板22を図2の矢印の示す方向に50〜500rpmの範囲における所定の回転数で回転させるべく、制御信号Cdを形成しそれを回転速度制御部56に供給する。これにより、回転速度制御部56は、制御信号Cdに基づいて回転駆動部26に駆動信号を供給する。次に、研磨機構送り装置30Aおよび30Bにより、押圧ローラ40aの外周面に巻き掛けられた研磨テープ34が、回転せしめられる基板22の被加工面における最外周位置に押し付けられる。
As shown by a solid line in FIG. 1, after the
続いて、図2にニ点鎖線で示されるように、研磨テープ34がオシレーション装置32により半径方向に移動せしめられる場合、制御ユニット50は、所定のタイミングでスラリー液をノズル部42Aおよび42Bを通じて基板22の被加工面に滴下すべく、制御信号Csを形成しそれをポンプ制御部54に供給する。ポンプ制御部54は、制御信号Csに基づいて駆動信号を形成しそれをスラリー液用供給ポンプに供給する。これにより、テクスチャー加工が開始されることとなる。
Subsequently, when the polishing
テクスチャー加工終了時、制御ユニット50は、回転停止指令信号Seに基づいてスラリー液の供給を停止すべく、制御信号Cdおよび制御信号Csの供給を停止する。その後、制御ユニット50は、その代わりに、そのままの状態で面振れを検出するために水をノズル部44Aおよび44Bを通じて基板22の被加工面に滴下すべく、制御信号Cwを形成しそれをポンプ制御部54に供給する。ポンプ制御部54は、制御信号Cwに基づいて駆動信号を形成しそれを水用供給ポンプに供給する。
At the end of texture processing, the
その際、制御ユニット50は、基板22の回転数を1000〜2000rpmの範囲の所定の例えば約1000rpmまで高めて動圧効果により基板22の被加工面と研磨テープ34の間に隙間を生じさせるべく、制御信号Cdを形成しそれを回転速度制御部56に供給する。これにより、図3(B)に示されるように、水Waが基板22の被加工面と研磨テープ34との間に引き込まれる。
At that time, the
従って、基板22の被加工面と研磨テープ34との間に圧力が生じ、この圧力を圧力センサ46Aおよび46Bで検出し、その変動から面振れを判別する。また、基板22の被加工面と研磨テープ34との間は、水を介して離隔した状態となるので高速回転時、余分な傷等が形成されることもない。なお、基板22の被加工面上に不所望な傷等がある場合、後述する検出された圧力の変動として検出されることとなる。
Accordingly, a pressure is generated between the surface to be processed of the
続いて、研磨テープ34が再度、オシレーション装置32により半径方向に移動せしめられる場合、制御ユニット50は、逐次供給されるデータDP1およびDP2に基づいて判定基準データを参照し基板22の被加工面と研磨テープ34との間に圧力が、所定の圧力以上であるか否かを判断し、所定の圧力未満となるとき、基板22の半径方向の面振れが所定値以上となったことをあらわすので不良をあらわす表示信号DSを形成しそれを表示部58に供給する。これにより、不良をあらわす表示が表示部58に示されることとなる。
Subsequently, when the polishing
一方、制御ユニット50は、逐次供給されるデータDP1およびDP2に基づいて判定基準データを参照し基板22の被加工面と研磨テープ34との間に圧力が、所定の圧力以上となるとき、基板22の半径方向の面振れが所定値以下であることをあらわすので不良をあらわす表示信号DSを形成しない。
On the other hand, the
そして、テクスチャ加工された基板22がチャック機構24から取り外される。
なお、上述の例においては、テクスチャ加工後にその加工状態に近い状態で基板22の半径方向の面振れの良否が判定されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、テクスチャ加工前、あるいは、テクスチャ加工中において加工を断続的に中断してそのままの状態で基板22の半径方向の面振れの良否が判定されてもよい。
Then, the
In the above-described example, the quality of the surface runout in the radial direction of the
22 基板
24 チャック機構
26 回転駆動部
28A,28B テープ研磨機構
30A,30B 研磨機構送り装置
32 オシレーション装置
34 研磨テープ
44A,44B ノズル部
46A、46B 圧力センサ
50 制御ユニット
52 信号処理部
54 ポンプ制御部
56 回転速度制御部
58 表示部
22
Claims (3)
所定の回転数で回転せしめられる前記基板の被加工面と研磨部材の摺接部との間の隙間に面状態検出用液体を供給する液体供給手段と、
前記隙間内近傍の前記面状態検出用液体の前記基板の被加工面に垂直方向の圧力を検出し検出出力を送出する圧力検出器と、
前記液体供給手段の動作制御を前記基板回転駆動機構の回転数制御動作に応じて行うとともに、前記圧力検出器からの検出出力に基づいて前記基板の被加工面の面状態を判定する制御部と、
を具備して構成されるテクスチャ加工装置。 A substrate rotation drive mechanism for rotating the substrate to be processed;
Liquid supply means for supplying a surface state detection liquid to a gap between the processed surface of the substrate and a sliding contact portion of the polishing member, which is rotated at a predetermined number of revolutions;
A pressure detector that detects a pressure in a direction perpendicular to the surface of the substrate to be processed of the surface state detection liquid in the vicinity of the gap and sends a detection output;
A control unit that performs operation control of the liquid supply unit according to a rotation speed control operation of the substrate rotation driving mechanism, and that determines a surface state of the processing surface of the substrate based on a detection output from the pressure detector; ,
A texture processing apparatus comprising:
前記制御部は、前記研磨部材移動機構の動作制御を行うとともに、前記圧力検出器からの検出出力に基づいて前記基板の被加工面の面振れ分布を判定することを特徴とする請求項1記載のテクスチャ加工装置。 A polishing member moving mechanism for moving the sliding contact portion of the polishing member on the processed surface of the substrate with the gap along the radial direction of the substrate;
2. The control unit performs operation control of the polishing member moving mechanism and determines a surface runout distribution of a surface to be processed of the substrate based on a detection output from the pressure detector. Texture processing equipment.
The texture processing apparatus according to claim 2, wherein the pressure detector is movably disposed in relation to the polishing member.
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