JP4878860B2

JP4878860B2 - 吸着支持具

Info

Publication number: JP4878860B2
Application number: JP2006036455A
Authority: JP
Inventors: マルケスジョセフ
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-02-14
Also published as: JP2007216311A

Description

本発明は負圧により物品を吸着する吸着支持具に関し、特に磁気記録媒体用のガラス基板を吸着するに適した吸着支持具に関する。

近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板としては、アルミニウム基板が広く用いられてきた。しかし磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。

また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が１０ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸或いは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。従って磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。また塵埃や異物が付着したまま磁性層を形成すると凸部が形成されてしまうため、ガラス基板には、凹凸をなくすことによる発塵の防止、異物の除去する高度な洗浄が求められている。

さらに近年は、携帯機器に大容量の磁気記録媒体を搭載すべく、基板のサイズは縮小化の傾向がある。このため従来の３．５インチ基板や２．５インチ基板から、１．８インチ基板、１インチ基板、もしくはさらに小さな基板が求められるようになってきている。基板が小さくなれば許容される寸法誤差も小さくなり、さらに精密な外形加工が求められている。

ガラス基板はアルミニウム基板に比べて上記各種の利点を有するものの、硬度が高いことから研磨が難しい。そこで従来からガラス基板の研磨については、特許文献１（特開２００４−２１３７１６）に示されるように、ガラス基板の両面を研磨パッドで挟み、スラリーをかけながら研磨する研磨装置が使用されている。

図４は従来の研磨装置を説明する図である。研磨装置Ａは下定盤５０に対して上定盤５１が上下方向に移動可能であって、ガラス基板１を挟み込んで回転可能となっている。下定盤５０および上定盤５１の基板当接面には、研磨パッド５２が貼り付けられている。Ｘ−Ｘ断面図に示すように、ガラス基板１は外周にギアを有するキャリア５３に保持し、このキャリア５３を太陽ギア５５、装置本体に設けたインターナルギア５６に噛合させる。太陽ギア５５を回転させることによりキャリア５３は遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板１はその表面を均一に研磨される。研磨する際には、スラリー５７（研磨剤）をポンプ５８によって供給する。

上記研磨装置は、第１ラッピング工程、第２ラッピング工程、主表面第１研磨工程、主表面第２研磨工程など、ガラス基板の主表面（記録面）を研磨する各工程で使用される。その際に、研磨工程の種類に応じて研磨パッド５２の硬さ（密度）、およびスラリーに混入される研磨剤の種類および粒径は適宜選択される。傾向として研磨が精密となるほどに研磨パッドの硬さはやわらかくなり、研磨剤の粒径は小さくなる。研磨パッド５２としては、ポリウレタン、ポリエステルなどの合成樹脂の発泡体が用いられる場合が多い。
特開２００４−２１３７１６号広報

上記研磨装置によって各研磨工程が終了すると、研磨装置からガラス基板を取り出してケースに収め、次の工程へと進むこととなる。このとき、ガラス基板および研磨パッドはスラリー（さらに洗浄した場合は水などの洗浄液）で濡れており、ガラス基板は研磨パッドに対して貼り付いた状態となっている。

上記の貼り付いたガラス基板を、従来は手で取ってケースへと収めていた。手扱いする場合、基板表面をさわらないように基板の内周、外周部分をつかむよう注意する必要がある。しかし人手で剥がすにはガラス基板は薄く、また強く貼り付いている。このため指先が滑って基板表面を爪でひっかいてしまったり、取り落として基板を他のものに接触させてしまったりしてしまう場合があった。

そこで本発明は、研磨装置からガラス基板を取り出す際に、基板表面を傷つけることなく容易に取り出すことができる吸着支持具を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる吸着支持具の代表的な構成は、吸引手段に接続される接続部と、前記接続部に連通する通気部と、前記通気部に連通し外気に通じる解放穴と、物品に対向する吸着面と、前記通気部に連通し前記吸着面に開口した吸引穴とを備え、前記解放穴をふさぐことにより前記吸引穴の負圧を増大して前記吸着面において物品を吸着することを特徴とする。これにより、容易に吸着力の発生、解除を制御することができ、平面を有する物体を吸着支持することができる。

前記吸着面に、少なくとも前記吸引穴の周囲を囲むように、柔軟性を有する当接パッドを取り付けることが望ましい。これにより物品を傷つけることなく吸着支持することができる。

前記吸着支持具は磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において研磨装置からガラス基板を吸着して取り出すために用いられ、前記吸着面はほぼ円形であって、該吸着面の径は前記ガラス基板の径よりも小さいことが望ましい。これにより吸着支持具が研磨装置の研磨パッドに接触することを防止することができる。

前記吸着支持具は磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において研磨装置からガラス基板を吸着して取り出すために用いられ、前記当接パッドは、前記研磨装置に用いられる研磨パッドと同じ材質であることが望ましい。さらに、前記当接パッドの硬さは、研磨工程の種類に応じて選択される前記研磨装置の研磨パッドの硬さと同じか又はやわらかいことが望ましい。これにより吸着支持した際にガラス基板に傷を付けることがなく、また吸着支持具が研磨装置の研磨パッドに接触しても研磨パッドを損傷することを防止することができる。

前記当接パッドは発泡ポリウレタンであって、Asker-C硬度が７８〜８８であることが望ましい。さらに好ましくは、Asker-C硬度が８０〜８５であることが望ましい。これ以上の硬さではガラス基板に傷を付けるおそれがあるためである。また発泡体はやわらかくなるほど密度が薄くなる（気泡が多くなる）ため、これ以下の硬さでは気密性が損なわれて吸着力が低下するおそれがあるためである。

本発明にかかる吸着支持具によれば、容易に吸着力の発生、解除を制御することができ、平面を有する物体を吸着支持することができる。特に磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程に用いれば、研磨装置からガラス基板を取り出す際に、基板表面を傷つけることなく容易に取り出すことができる。

本発明にかかる吸着支持具の実施例について説明する。図１は吸着支持具の断面図、図２は吸着面および吸引穴の寸法および配置を説明する図、図３は吸着支持具の使用態様図である。上記従来例と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。

図１に示す吸着支持具１０は、Ｔ字管１１の一端に円盤状のバキュームベース２１を取り付けた構成となっている。Ｔ字管１１は中空であって、通気部１２ａが形成されている。Ｔ字管１１の２つ目の開口端には通気部１２ａに連通する接続部１３が設けられており、不図示の吸引手段（負圧ポンプ）から延長されたホース６０の先端のプラグ６１を着脱可能に構成されている。Ｔ字管１１の３つ目の開口端は通気部１２ａから外気に通じる解放穴１４となっている。

Ｔ字管１１の１つ目の開口端には段差部１５が設けられており、接続ゴム１６が取り付けられてリング１７によって固定されている。接続ゴム１６は中空であって内部に通気部１２ｂを形成している。接続ゴム１６は円筒部１６ａの下端に平面状に広がったフランジ部１６ｂを備えており、このフランジ部１６ｂをベースホルダー１８によってバキュームベース２１に固定される。ベースホルダー１８は円環状の板材であって、ビス１９によってベースホルダー１８に締結されるとともに、接続ゴム１６の存在しない場所にはガスケット２０を介在させている。なおガスケット２０は接続ゴム１６のフランジ部１６ｂの外径がバキュームベース２１の外径より小さい場合に必要であり、これらが同じ径である場合には不要である。このように接続ゴム１６を用いてＴ字管１１とバキュームベース２１とを接続していることから、接続ゴム１６の弾性によって、バキュームベース２１がＴ字管１１に対してある程度傾くことが可能となっている。

バキュームベース２１は、Ｔ字管１１に接続される面を上面、反対側の面を物品（ガラス基板１）に対向する吸着面２１ａとすれば、上面においては中心部に開口穴２１ｂを備え、吸着面２１ａに開口した吸引穴２２を備え、内部にこれらを接続する通気部１２ｃを備えている。吸引穴２２は本実施例においては４つ設けるよう図示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。なお吸引穴２２は吸引力のバランスのために３つ以上設けることが好ましく、５つ以上設けたり、さらには長穴形状としたり、連続した円状の開口部としてもよい。

バキュームベース２１の吸着面２１ａには、柔軟性を有する材質の当接パッド２３を貼り付けている。当接パッド２３の吸引穴２２に対応する位置には穴２３ａが設けられている。言い換えると、当接パッド２３は、吸引穴２２の周囲を囲むように配置されている。これにより、当接パッドの下にある物品に対して吸引力を作用しうるよう構成されている。これにより物品を傷つけることなく吸着支持することができる。

上記構成により、接続部１３にプラグ６１を接続して吸引しつつ、解放穴１４を指などでふさぐことにより、吸引穴２２のから吸引されることになる。従って吸引穴２２の負圧が増大するために、吸着面２１ａにおいて物品を吸着支持することが可能である。また吸着支持ししているときに解放穴１４を解放することにより吸着面２１ａにおける吸着力は極めて低下するため、吸着支持具１０と物品とを容易に分離することが可能となる。すなわち、容易に吸着力の発生、解除を制御することができ、平面を有する物体を吸着支持することができる。

次に、上記の吸着支持具１０をガラス研磨工程において使用するために必要な構成について説明する。吸着支持具１０の吸着支持する対象となる物品は研磨終了後のガラス基板１であって、研磨装置Ａの研磨パッド５２（図４参照）に濡れて貼り付いた状態である。

バキュームベース２１の外径ｗ１１は、ガラス基板１の外径ｗ２１よりも小さく形成することが好ましい。吸着支持具１０の吸着面２１ａをガラス基板１に当てる際に、当接パッド２３が研磨パッドにこすれてしまうと、研磨パッドに傷を生じてしまう可能性があるからである。しかし上記寸法に構成することにより、吸着支持具１０がガラス基板１を吸着する際に研磨パッドに接触してしまうことを防止し、研磨パッドの損傷を防止することができる。

吸引穴２２（当接パッド２３の穴２３ａ）の配置については、ガラス基板１が中心部にスピンドルを装着するための穴１ａを有していることから、この穴１ａの径ｗ２２に相当する半径ｗ１２の中心円の外側に配置する必要がある。吸引穴２２がいずれか１つでもガラス基板１から外れてしまうと、吸着力を失ってしまうからである。また吸着支持具１０がガラス基板１に対して少々ずれても吸着力を発揮するために、吸引穴２２はバキュームベース２１の吸着面２１ａと同心円上に配置し、その径ｗ１３はガラス基板１の外径ｗ２１と内径２２の中間の径ｗ２３とほぼ等しくすることが好ましい。

当接パッド２３の材質は、研磨装置に用いられる研磨パッドと同じ材質であることが望ましい。具体的には、発泡ポリウレタン、発泡ポリエステルを好適に用いることができる。これにより吸着支持した際にガラス基板１に傷を付けることがなく、また吸着支持具１０が研磨装置の研磨パッドに接触してしまった場合であっても研磨パッドが損傷することを防止することができる。

さらに、当接パッド２３の硬さは、研磨工程の種類に応じて選択される研磨装置の研磨パッドの硬さと同じか又はやわらかいことが望ましい。研磨工程には第１ラッピング工程、第２ラッピング工程、主表面第１研磨工程、主表面第２研磨工程など複数回にわたって行われるが、それぞれ目的とする表面粗さに応じて研磨パッドの硬さはやわらかくなる。一例として、第１研磨工程では材質にウレタンを用いてAsker-A硬度が９０〜９５程度のものが用いられ、第２研磨工程では材質にポリウレタンを用いてAsker-C硬度が８０〜９０程度のものが用いられる。

従って各研磨工程において使用する研磨パッドよりも硬い当接パッド２３を使用すると、せっかく研磨したガラス基板１に傷を入れてしまうおそれがある。一方、やわらい当接パッド２３はラッピング（粗研磨）の際にも支障がないが、あまりやわらかくなると密度が薄くなる（気泡が多くなる）ため、気密性が損なわれて吸着力が低下するおそれがある。このため当接パッド２３の硬さとしては、Asker-C硬度が７８〜８８であることが望ましい。さらに好ましくは、Asker-C硬度が８０〜８５であることが望ましい。

図３は、上記構成の吸着支持具１０を用いて研磨装置Ａからガラス基板１を取り出す様子を説明する図である。まず図３（ａ）に示すように、研磨装置Ａの研磨パッド５２に貼り付いたガラス基板１に対し、吸着支持具１０の吸着面２１ａを当て、解放穴１４を指でふさぐ。これにより吸着面２１ａの吸引力が増大し、ガラス基板１を吸着支持することができる。そして図３（ｂ）に示すように、解放穴１４から指を離すことによりこれを解放する。すると吸着面２１ａの吸引力は失われるため、ガラス基板１を容易に分離することができる。分離したガラス基板１は、所定のケースへと収納する。

このように吸着支持具１０を用いて研磨装置からガラス基板１を取り出すようにしたことにより、吸着支持具１０を用いなかった場合と比べて、手扱いに起因する傷を１．５％減少させることができた。

上記説明したごとく、本発明にかかる吸着支持具１０によれば、容易に吸着力の発生、解除を制御することができ、平面を有する物体を吸着支持することができる。特に磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程に用いれば、研磨装置Ａからガラス基板１を取り出す際に、基板表面を傷つけることなく容易に取り出すことができる。

また、ガラス基板の外周または内周を支持する支持具は必ず研磨パッドに接触するためにこれを傷める可能性があるが、ガラス基板の主表面にのみ当接することから、研磨パッドを傷めるおそれがない。

本発明は負圧により物品を吸着する吸着支持具として利用することができる。

吸着支持具の断面図である。吸着面および吸引穴の寸法および配置を説明する図である。吸着支持具の使用態様図である。従来の研磨装置を説明する図である。

符号の説明

Ａ …研磨装置
１ …ガラス基板
１０ …吸着支持具
１１ …Ｔ字管
１２ａ〜１２ｃ …通気部
１３ …接続部
１４ …解放穴
１６ …接続ゴム
１６ａ …円筒部
１６ｂ …フランジ部
１７ …リング
１８ …ベースホルダー
１９ …ビス
１ａ …穴
２０ …ガスケット
２１ …バキュームベース
２１ａ …吸着面
２１ｂ …開口穴
２２ …吸引穴
２３ …当接パッド
２３ａ …穴
５０ …下定盤
５１ …上定盤
５２ …研磨パッド
５３ …キャリア
５５ …太陽ギア
５６ …インターナルギア
５７ …スラリー
５８ …ポンプ
６０ …ホース
６１ …プラグ

Claims

磁気ディスク用ガラス基板の研磨工程において研磨装置からガラス基板を吸着して取り出すために用いられる吸着支持具であって、
吸引手段に接続される接続部と、
前記接続部に連通する通気部と、
前記通気部に連通し外気に通じる解放穴と、
前記ガラス基板に対向する吸着面と、
前記通気部に連通し前記吸着面に開口した吸引穴と、
少なくとも前記吸引穴の周囲を囲むように、前記吸着面に取り付けられた柔軟性を有する当接パッドとを備え、
前記解放穴をふさぐことにより前記吸引穴の負圧を増大して前記吸着面において前記ガラス基板を吸着することを特徴とする吸着支持具。
前記吸引穴は、前記吸着面に吸着される前記ガラス基板の中心穴よりも外側、かつ、同心円上に配置されていて、前記同心円の径が前記ガラス基板の外径と中心穴の径とのほぼ中間の径であることを特徴とする請求項１に記載の吸着支持具。
前記吸着面はほぼ円形であって、該吸着面の径は前記ガラス基板の径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の吸着支持具。
前記当接パッドは、前記研磨装置に用いられる研磨パッドと同じ材質であることを特徴とする請求項１記載の吸着支持具。
前記当接パッドの硬さは、研磨工程の種類に応じて選択される前記研磨装置の研磨パッドの硬さと同じか又はやわらかいことを特徴とする請求項１記載の吸着支持具。
前記当接パッドは発泡ポリウレタンであって、Asker-C硬度が７８〜８８であることを特徴とする請求項１記載の吸着支持具。