JP4954694B2 - 湿式研磨方法および湿式研磨装置 - Google Patents

Description

この発明は、エッチャントによるエッチングと研磨液による研磨とを行う湿式研磨方法、およびこの研磨方法を実施するためのの湿式研磨装置に関する。

高精度の表面仕上げが要求される磁気ディスク用Ｎｉ−Ｐめっきアルミニウム基板の研磨では、工程を複数回に分け、粗研磨においては酸性の分散媒に粒径０．５〜１．７μｍ程度のアルミナを懸濁させた研磨液を用い、仕上げ研磨では同じ酸性の分散媒に粒径７〜５０ｎｍ程度のコロイダルシリカを懸濁させた研磨液を用いて、所謂、化学的なエッチングと機械的研磨を組み合わせた湿式研磨を行なっている。

今日この工程は自動研磨機によって行われるのが一般的である、単位時間当たりの研磨処理能力、いわゆるスループットは研磨加工に費やす時間で律速されており、研磨時間を如何に短くするかが生産性を上げるポイントとなっている。短時間で高精度に仕上げるために、使用する研磨剤や研磨布の種類・性状ならびに研磨機の加工圧・回転数など、種々の条件の組み合わせが検討されているが、加工時間と仕上り精度はそれぞれトレードオフの関係にあり、革新的な打開策を見出すことは難しい。

加工に要する時間を解析すると、初期段階においては被加工物表面の自然酸化膜を除去するのに費され、次いでは基板の金属皮膜（Ｎｉ−Ｐめっき）を平坦かつ鏡面に研磨するのに費やされている。一般的に自然酸化膜は金属皮膜よりも研磨されにくいという性質を有しているが、研磨剤は金属皮膜（Ｎｉ−Ｐめっき）を湿式研磨することに最適化されていることが多い。このため、研磨前に自然酸化膜を薬液による溶解またはガスによる乾式エッチングをして除去しておく方法も考案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−２７７３９６号公報

しかし、特許文献１に記載された方法では、研磨加工の前段に自然酸化膜の除去工程を行うエッチング装置を新たに設けるか、あるいは研磨圧力を変える機構を設けねばならない。このため、この方法を実施するためには従前の研磨装置の改造は避けられず、しかも大規模改造となる。また、特許文献１の図２に示すように、基板にエッチング用の薬液を噴霧するものであるから処理効率が悪く、所定の仕上がり表面粗さを得るためのスループットは殆ど短縮されない。

本発明は、上述した技術背景に鑑み、従前の研磨装置をそのまま、あるいは僅かな改造でスループットを短縮できる湿式研磨方法およびこの研磨方法を実施する湿式研磨装置の提供を目的とする。

即ち、本発明の湿式研磨方法は下記［１］〜［５］に記載の構成を有する。

［１］ 被加工物を上下に対向配置された上定盤と下定盤との間に挟持して研磨液を供給しながら研磨する研磨部と、前記研磨部の前段および後段の少なくとも一方に配置され、上面に形成された凹陥部内に被加工物を載置する載置トレイを有する被加工物展開ステージとを備えた湿式研磨装置を用い、
前記載置トレイの凹陥部内にエッチャントを貯留し、前記研磨部で被加工物を研磨する間に、前記被加工物展開ステージにおいて他の被加工物をエッチャントに浸した状態で待機させてエッチングすることを特徴とする湿式研磨方法。

［２］ 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の前段に配置され、研磨部に装填する被加工物を待機させる装填用ステージであり、被加工物をエッチャントに浸してエッチングした後に研磨する前項１に記載の湿式研磨方法。

［３］ 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の後段に配置され、湿式研磨装置から排出する研磨済みの被加工物を待機させる排出用ステージであり、被加工物を研磨した後にエッチャントに浸してエッチングする前項１または２に記載の湿式研磨方法。

［４］ 前記被加工物はアルミニウム製磁気ディスク基板である前項１〜３のいずれかに記載の湿式研磨方法。

［５］ 前記エッチャントとして、前記研磨液の分散媒、この分散媒の濃縮液、この分散媒の希釈液のうちのいずれかを用いる前項１〜４のいずれかに記載の湿式研磨方法。

また、本発明の湿式研磨装置は下記［６］〜［１２］に記載の構成を有する。

［６］ 被加工物を上下に対向配置された上定盤と下定盤との間に挟持して研磨液を供給しながら研磨する研磨部と、前記研磨部の前段および後段の少なくとも一方に配置され、被加工物を載置して待機させる載置トレイを有する被加工物展開ステージとを備える湿式研磨装置であって、
前記被加工物展開ステージの載置トレイが上面にエッチャントを貯留する凹陥部を有し、被加工物をエッチャントに浸した状態で載置してエッチングするものとなされていることを特徴とする湿式研磨装置。

［７］ 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の前段に配置され、前記研磨部に装填する被加工物を待機させる装填用ステージである前項６に記載の湿式研磨装置。

［８］ 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の後段に配置され、湿式研磨装置から排出する研磨済みの被加工物を待機させる排出用ステージである前項６または７に記載の湿式研磨装置。

［９］ 載置移載部として、前記被加工物展開ステージと、把持部により被加工物を把持し、前記研磨部と被加工物展開ステージとの間で被加工物を移載する移載装置とを有する前項６〜８のいずれかに記載の湿式研磨装置。

［１０］ 前記研磨部が被加工物を装填する保持孔が形成されたキャリアを有し、前記載置移載部が前記キャリアの保持孔と同数の載置トレイおよび把持部を有し、全被加工物の移載を一括して行う前項９に記載の湿式研磨装置
［１１］ 前記被加工物展開ステージが前記研磨部のキャリアと同数のプレートを有し、各プレートが各キャリアの保持孔と同数の載置トレイを有する前項１０に記載の湿式研磨装置。

［１２］ 前記プレートに形成された有底の凹部にリング状の載置トレイを嵌め込むことにより凹陥部が形成され、かつ前記凹部の底部に凹部を連通させる溝が設けられている前項１１に記載の湿式研磨装置。

上記［１］に記載の湿式研磨方法によれば、被加工物を研磨部で研磨する前または後に、被加工物展開ステージの載置トレイ内のエッチャントに浸漬してエッチングすることにより、所定の仕上がり表面粗さを得るための研磨時間を短縮することができる。しかも、前記エッチングは研磨部の前後で待機中の磁気ディスク基板に対して行うから、エッチングのためにスループットは延長されない。従って、研磨時間の短縮によりスループットが短縮される。

上記［２］に記載の湿式研磨方法によれば、まずエッチングにより表面の酸化皮膜が除去され、その後研磨部で研磨がなされるので、特に研磨時間の短縮に効果がある。

上記［３］に記載の湿式研磨方法によれば、研磨の後に仕上げ処理としてエッチングを行うことになり、特に表面平滑性の向上に効果がある。

上記［４］に記載の湿式研磨方法は、エッチングと研磨の両方を行うものであり高水準の研磨品質が要求される被加工物の研磨に適している。このため、アルミニウム製磁気ディスク基板の研磨に適している。

上記［５］に記載の湿式研磨方法によれば、エッチャントが研磨液に持ち込まれた場合の影響が極めて少ない。

上記［６］に記載の湿式研磨装置は、上記［１］〜［５］に記載の湿式研磨方法の実施に用いることができる。

上記［７］に記載の湿式研磨装置は、特に上記［２］に記載の湿式研磨方法の実施に用いることができる。

上記［８］に記載の湿式研磨装は、特に上記［３］に記載の湿式研磨方法の実施に用いることができる。

上記［９］に記載の湿式研磨装置によれば、上記［１］〜［５］の湿式研磨方法を実施するに際し、被加工物の移載を円滑に行うことができる。

上記［１０］に記載の湿式研磨装置によれば、上記［１］〜［５］の湿式研磨方法を実施するに際し、複数の被加工物を効率良く移載することができる。

上記［１１］に記載の湿式研磨装置によれば、上記［１］〜［５］の湿式研磨方法を実施するに際し、エッチャントに浸される領域が区画化されので、装置やメンテナンスを簡略化できる。

上記［１２］に記載の湿式研磨装置によれば、上記［１］〜［５］の湿式研磨方法を実施するに際し、プレート上の複数の載置トレイの水位調整が容易である。

図１〜６に、本発明の湿式研磨方法を実施するための湿式研磨装置(1)を例示する。前記湿式研磨装置(1)は、ローダー部(40)、研磨部(10)、アンローダー部(70)を備え、さらに、供給部(60)、洗浄乾燥部(61)および排出部(62)を備えている。前記ローダー部(40)およびアンローダー部(70)は本発明における載置移載部に対応するものである。

前記湿式研磨装置(1)は、貫通孔（Ｓ１）を有する円板上の磁気ディスク基板（Ｓ）の研磨に用いられる装置であり、カセットケース（Ｃ）に収納されて搬送されてくる多数の磁気ディスク基板（Ｓ）に対して研磨、洗浄、乾燥を順次実施し、再びカセットケース（Ｃ）に収納して排出するまでの作業を連続して行う。

前記湿式研磨装置(1)において、研磨部(10)では所定の複数枚の磁気ディスク基板（Ｓ）を同時に研磨し、磁気ディスク基板（Ｓ）の研磨部(10)への移送および研磨部(10)からの移送は、研磨枚数単位で一括して行ってもよく、このため、ローダー部(40)において、供給部(60)より搬送されてきたカセットケース（Ｃ）から磁気ディスク基板（Ｓ）を１枚ずつ取り出して、所定枚数を研磨姿勢に展開載置する。また同様に、研磨済みの磁気ディスク基板（Ｓ）は研磨部(10)から研磨姿勢のままで一括してアンローダー部(70)に移載され、アンローダー部(70)から１枚ずつ洗浄乾燥部(61)に移送される。洗浄乾燥がなされた磁気ディスク基板（Ｓ）はカセットケース（Ｃ）に所定枚数が収納され、排出部(62)から装置外に排出される。

以下に、各部の詳細構成と動作について詳述する。
〔研磨部〕
図２および図３に示すように、前記研磨部(10)は、下定盤(11)、上定盤(15)、太陽歯車(20)、内歯歯車(22)、キャリア(30)等で構成された遊星歯車方式の研磨部を例えば採用することができる。

前記下定盤(11)は、円環状の水平な上面を有する円盤部材であり、その上面には研磨布(12a)が貼り付けられている。下定盤(11)の下面は、垂直軸（Ｑ）を中心として回転可能な下部支持部材(13)に固定され、さらに該下部支持部材(13)が下定盤回転駆動部(14)と連係され、下定盤(11)および下部支持部材(13)が回転するものとなされている。

前記上定盤(15)もまた、円環状の水平な下面を有する円盤部材であり、前記下定盤(11)と対向する下面に研磨布(12b)が貼り付けられている。上定盤(15)の上面は、垂直軸（Ｑ）を中心として回転可能な上部支持部材(16)に固定され、さらに該上部支持部材(16)が上定盤回転駆動部(17)に連係され、上定盤(15)および上部支持部材(16)が回転するものとなされている。また、前記上定盤(15)および上部支持部材(16)は、垂直軸（Ｑ）に沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない上定盤昇降駆動部の駆動によって昇降するものとなされている。また、前記上定盤(15)には研磨布(12b)を貫通する研磨液供給孔(18)および剥離用流体供給孔(19)が多数穿設されている。

前記太陽歯車(20)は、研磨部(10)の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部(21)の駆動により垂直軸（Ｑ）を中心として回転するものとなされている。ただし、内歯歯車(22)を回転動作させる場合は、太陽歯車(20)を回転不能に固定してもよい。前記太陽歯車(20)としては、側面部に歯列が一体形成された平歯車やピン歯車等が用いられる。

前記内歯歯車(22)は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、前記太陽歯車(20)の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車(22)は、回転不能に固定されているが、内歯歯車回転駆動部を追加設置して垂直軸（Ｑ）を中心に回転可能としても良い。また、内歯歯車(22)においても、平歯車のほか、ピン歯車等を用いてもよい。

前記キャリア(30)は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被加工物（Ｓ）を装填し保持するための保持孔(31)が複数個形成されている。研磨部(10)には、複数個のキャリア(30)が配置され、これらのキャリア(30)は、太陽歯車(20)および内歯歯車(22)に噛み合い、太陽歯車(20)および／または内歯歯車(22)の回転に応じて、太陽歯車(20)の周囲を公転しつつ自転する。

前記研磨部(10)において、キャリア(30)に保持された被加工物（Ｓ）を上定盤(15)および下定盤(11)で挟持し、この状態でキャリア(30)を公転および自転させることにより、被加工物（Ｓ）の上下両面が研磨加工される。この研磨部(10)では、太陽歯車(20)と内歯歯車(22)との間で、かつ上定盤(15)と下定盤(11)とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。

また、前記上定盤(15)の上方に研磨液供給装置(34)が設けられている。前記研磨液供給装置(34)は、樋状本体(35)、この樋状本体(35)に研磨液およびリンス液を導入するノズル(36)(37)、研磨液およびリンス液を貯蔵するタンク（図示省略）、これらのタンクと前記ノズル(36)(37)とを連通接続するチューブ（図示省略）、前記樋状本体(35)に連通接続され研磨部(10)に研磨液を供給するチューブ(38)等を備える。前記チューブ(38)は上定盤(15)の研磨液供給孔(18)に連通接続されている。また、符号(39)は上定盤(15)に張りついた被加工物（Ｓ）を剥がすための剥離用流体を導入するチューブである。

なお、本実施形態において、キャリア(30)の数は８個の例を示すものであり、各キャリア(30)は５個の保持孔(31)を有している。

〔ローダー部〕
例えば、図２に示すように、ローダー部(40)は前記研磨部(10)の前段に配置され、台（図示省略）上に回転可能に設置された円形のテーブル(41)とこのテーブル(41)の上方に配置された移載装置(50)とを有している。前記テーブル(41)は、本発明における被加工物展開ステージに対応する。

前記テーブル(41)上には、前記研磨部(10)のキャリア(30)と同数のプレート(42)がキャリア(30)と同じ配置で取り付けられている。図４および図６に示すように、各プレート(42)は、キャリア(30)の保持孔(31)に対応する位置に有底の円形凹部(43)が設けられ、底部に設けられた溝(44)によって互いに連通している。そして、これらの凹部(43)にリング形の樹脂製載置トレイ(45)を面一に嵌め込むことによって有底の凹陥部が形成され、エッチャント（Ｗ）を貯留するものとなされている。前記載置トレイ(45)の内周部は凹陥状に刳られて段部(45a)が形成され、このリング状の段部(45a)で磁気ディスク基板（Ｓ）の下面外縁部が支持される。また、前記プレート(42)上面の周縁にはエッチャント（Ｗ）を堰き止める堤(46)が設けられている。そして、前記テーブル(41)の中心部から放射状に設けられた給液管(47)からプレート(42)上にエッチャント（Ｗ）を供給すると、載置トレイ(45)に流入し溝(44)を通じて全ての載置トレイ(45)内に供給され、一定の水位となる。このように、凹部(43)を連通させることにより、複数の載置トレイ(45)の水位調整を簡単に行うことができる。なお、前記載置トレイ(45)内のエッチャント（Ｗ）の排出は、プレート(42)からのオーバーフロー、あるいはテーブル溝(44)の底に排水口を設けること等により適宜行うことができる。

移載装置(50)は、図２および図５に示すように、可動基板(51)が前記テーブル(41)と研磨部(10)の下定盤(11)との間を水平に移動するとともに昇降可能となされ、この可動基板(51)の下面に前記プレート(42)と同数の把持ユニット(52)がプレート(42)の対応位置に取り付けられている。前記把持ユニット(52)は、円形の取付板(53)にプレート(42)内の載置トレイ(45)と同数の把持部(54)を取り付け、前記取付板(53)を取付軸(55)で可動基板(51)に取り付けたものである。各把持部(54)は、エアの給排等によって開閉する樹脂製の一対の爪(56)(56)を有し、これらの爪(56)の外面に磁気ディスク基板（Ｓ）の貫通孔（Ｓ１）の周端面を把持する溝(57)が形成されている（図６参照）。また、各把持部(54)の取付位置は前記プレート(42)上の載置トレイ(45)に対応している。

〔アンローダー部〕
アンローダー部(70)は前記研磨部(10)の後段に配置され、台（図示省略）上に回転可能に設置された円形のテーブル(71)とこのテーブル(71)の上方に配置された移載装置(80)とを有する。前記テーブル(71)は本発明における被加工物展開ステージに対応する。

前記テーブル(71)および移載装置(80)は、ローダー部(40)のテーブル(41)および移載装置(50)とは各部が左右対称に配置されていることを除いて同一構成であり、同一名称は同一機能を有するものとして説明を省略し、ローダー(40)部と区別するために符号のみを変えて記載する。即ち、(72)はプレート、(73)は凹部、(74)は溝、(75)は載置トレイ、(75a)は段部、(76)は堤、(77)は給液管である。また、(81)は可動基板、(82)は把持ユニット、(83)は円形の取付板、(84)は把持部、(85)は取付軸、(86)(86)は一対の爪、(87)は溝である。

上述した湿式研磨装置(1)において、研磨部(10)で用いる研磨液および載置トレイ(45)(75)に貯留するエッチャントは限定されず、被加工物の材質や求める表面粗さ等に応じて適宜選定すればよい。

研磨液としては、水や酸等の分散媒にコロイダルシリカやアルミナを分散させた懸濁液を例示できる。従って、研磨部(10)においては機械研磨、または化学機械研磨が行われる。 エッチャントとしては、シュウ酸やクエン酸等の無機酸あるいは有機酸を１種を単独または２種以上の混合物を水等の溶媒で適宜希釈してｐＨ１．３〜２．８程度に調整したものを例示できる。また、エッチャントとして、研磨部(10)で用いる研磨液の分散媒をそのまま、あるいはこの分散媒の濃縮液または希釈液を用いることもできる。研磨液の分散媒を用いれば、磁気ディスク基板（Ｓ）の移載時にエッチャントが研磨液に持ち込まれたとしても砥粒濃度が希釈されるだけであるから、研磨液のコンタミネーション等の影響がないか、あるいは極めて少ない。なお、ローダー部(40)とアンローダ部(70)のエッチャントは同じものであって良いし、異なるものであっても良い。

〔作業工程〕
上述した湿式研磨装置(1)において、磁気ディスク基板（Ｓ）が各部を移送される間に、下記（i）〜（ix）の順序で研磨、洗浄、乾燥が連続して行われる。

連続処理の準備として、ローダー部(40)の給液管(47)およびアンローダー部(70)の給液管(77)からエッチャント（Ｗ）を供給し、載置トレイ(45)(75)内に貯留しておく。

（i）供給部(60)のコンベアにより、カセットケース（Ｃ）がローダー部(40)のテーブル(41)の側方に搬送される。

（ii）カセットケース（Ｃ）内の磁気ディスク基板（Ｓ）を１枚ずつ取り出してテーブル(41)に移送し、研磨面が水平になるように載置トレイ(45)上に載置する。テーブル(41)を適宜回転させながら上記移送作業を行い、全ての載置トレイ(45)に磁気ディスク基板（Ｓ）を展開載置する。載置トレイ(45)にはエッチャント（Ｗ）が貯留されているので、磁気ディスク基板（Ｓ）は液中に没した状態である（図６参照）。磁気ディスク基板（Ｓ）がエッチャント（Ｗ）に浸漬している間にエッチングが行われ、表面の金属酸化膜が除去される。

（iii）ローダー部(40)の移載装置(50)をテーブル(41)の直上に移動させ、続いて可動基板(51)を下降させる。各把持部(54)の爪(56)(56)を磁気ディスク基板（Ｓ）の貫通孔（Ｓ１）に挿入した後に開き、溝(57)で貫通孔（Ｓ１）の周端面を把持する（図６参照）。前記把持部(54)は全ての載置トレイ(45)に対応して設けられているので、全ての磁気ディスク基板（Ｓ）が同時に把持される。

（iv）前記可動基板(51)を上昇させて研磨部(10)の下定盤(11)の直上に移動させる。続いて可動基板(51)を下降させ、キャリア(30)の保持孔(31)内に磁気ディスク基板（Ｓ）を装填する。そして、把持部(54)の爪(56)(56)を閉じてから可動基板(51)を上昇させて、水平移動させてローダー部(40)に戻す。これにより、所定枚数の磁気ディスク基板（Ｓ）がローダー部(40)から研磨部(10)に一括して移載される。

（v）研磨部(10)において、上定盤(15)を下降させてキャリア(30)に装填された磁気ディスク基板（Ｓ）を挟持し、研磨液供給装置(34)から研磨液を供給しつつ磁気ディスク基板（Ｓ）の両面を研磨する。研磨終了後、上定盤(15)を上昇させる。

（vi）アンローダー部(70)の移載装置(80)の可動基板(81)を下定盤(11)の直上に移動させ、続いて下降させる。各把持部(84)の爪(86)(86)を磁気ディスク基板（Ｓ）の貫通孔（Ｓ１）に挿入した後に開き、溝(87)で貫通孔（Ｓ１）の周端面を把持する。前記把持部(84)は全ての磁気ディスク基板（Ｓ）に対応して設けられているので、全ての磁気ディスク基板（Ｓ）が同時に把持される。

（vii）前記可動基板(81)を上昇させてアンローダー部(70)のテーブル(71)の直上に移動させ、続いて可動基板(81)を下降させる。載置トレイ(75)上に磁気ディスク基板（Ｓ）を載置したら、把持部(84)の爪(86)(86)を閉じて把持を解除して可動基板(81)を上昇させる。これにより、所定枚数の磁気ディスク基板（Ｓ）が研磨部(10)からアンローダー部(70)に一括して移載され、かつ研磨済みの磁気ディスク基板（Ｓ）はエッチャント（Ｗ）に浸漬されてエッチングがなされる。

（viii）アンローダー部(70)に載置された磁気ディスク基板（Ｓ）を１枚ずつ洗浄乾燥部(61)に移送し、洗浄および乾燥を行う。乾燥を終えた磁気ディスク基板（Ｓ）は移送してカセットケース（Ｃ）内に収納し、排出部(62)の排出コンベアで装置外に排出する。

（ix）（i）〜（viii）のサイクルを繰り返し行う。

上記サイクルにおいて、（iv）の工程後はローダー部(40)の載置トレイ(45)が空になり、研磨部(10)での研磨が終わってキャリア(30)の保持孔(31)が空くまでの間はローダー部(40)が待機状態となる。この待機中に、（ii）の工程を実施し、次サイクルの磁気ディスク基板（Ｓ）をローダー部(40)に移送して載置トレイ(45)上に載置し、エッチャント（Ｗ）に浸漬してエッチングを行う。即ち、ローダー部(40)の載置トレイ(45)は、研磨部(10)のキャリア(30)の保持孔(31)が空くまでの間が待機時間となるので、この待機時間を利用してエッチングを行う。このエッチングにより表面の酸化皮膜が除去されるので、研磨部(10)では所定の仕上がり表面粗さを得るための研磨時間を短縮することができる。ひいては、所定の仕上がり表面粗さを得るためのスループットを短縮することができる。

エッチング時間即ち浸漬時間を前記待機時間よりも短くする場合は、磁気ディスク基板（Ｓ）をカセットケース（Ｃ）からローダー部(40)に移送するタイミングを遅らせればよい。逆に、エッチングに必要な時間が前記待機時間よりも長い場合であっても、待機時間内の浸漬によって相応の上記効果を奏することができる。勿論、エッチング時間を長くするために、ローダー部(40)から研磨部(10)への移載を遅らせることも、エッチング時間を短縮させるために、組成や温度等のエッチャント側の条件を変更することも任意に行うことができる。所期する表面粗さを得るに際して、ローダー部(40)から研磨部(10)への移載を遅らせた場合でも、エッチングと研磨とを合わせてスループットを短縮できれば本発明の効果を奏することができる。

また、アンローダー部(70)においても、次サイクルの研磨が終了しなければ研磨部(10)から磁気ディスク基板（Ｓ）が移載されてくることはなく、この間が待機時間となる。研磨部(10)から移載されてくる磁気ディスク基板（Ｓ）が無ければ、早々に洗浄乾燥部(61)に移送しても研磨が律速段階となってスループットは短縮されないので、この待機時間を利用してエッチングを行うことができる。このエッチングにより、研磨部(10)で研磨がなされた磁気ディスク基板（Ｓ）の仕上げ処理がなされ、表面平滑性を向上させることができる。あるいは、所定の仕上がり表面粗さを得るために必要な研磨時間を短縮することができる。

また、上述した湿式研磨装置においては、ローダー部(40)およびアンローダー部(70)において移載装置(50)(80)の把持部(54)(84)が載置トレイ(45)(75)内の磁気ディスク基板（Ｓ）を把持する際に爪(56)(86)がエッチャント（Ｗ）に浸かることになる。このため、研磨部(10)で付着した研磨液がエッチャント（Ｗ）で洗われ、研磨液が乾燥して硬い塊となって磁気ディスク基板（Ｓ）を傷つけることを未然に防ぐことができる。

本発明の湿式研磨方法および湿式研磨装置によれば、被加工物を研磨部に装填するまでの待機時間、あるいは研磨済みの被加工物を次工程に進めるまでの待機時間を利用してエッチングを行うことができ、所期する表面粗さを得るためのスループットを短縮することができる。このようなエッチングと研磨とを組み合わせた研磨方法は、高水準の研磨品質が要求される被加工物の研磨に適している。かかる被加工物として、アルミニウムまたはアルミニウム合金板からなる磁気ディスク基板、ガラス基板あるいは前記基板の表面にＮｉ−Ｐめっき皮膜を有する磁気ディスク基板を挙示できる。

また、前記湿式研磨装置は、被加工物を載置するトレイにエッチャントを貯留するための凹陥部を設けるだけで上述した湿式研磨方法を実施することができる。このため、被加工物を載置トレイに展開して待機させる研磨装置であれば、エッチング装置を新設する必要がなく、載置トレイの変更とエッチャントの給排設備の追加のみで容易に実施することができる。しかも、実質的な工程変更は研磨時間の短縮のみであるから、制御プログラムの変更も僅かである。

本発明の湿式研磨装置は上記実施形態に限定されるものではない。

本発明において、エッチャントを貯留する載置トレイを有する被加工物展開ステージは研磨部の前段または後段の少なくとも一方に設置されていれば良い。即ち、前段の装填用ステージまたは後段の排出用ステージの少なくとも一方にエッチャントを貯留できる載置トレイを備えていれば良く、いずれか一方のみでエッチングを行う場合も本発明に含まれる。一方のみのエッチングであっても相応の効果は得られ、スループットを短縮することができる。また、装填用ステージと排出用ステージとで組成の異なるエッチャントを用いることもできる。

また、被加工物展開ステージと研磨部との間の被加工物の移載手段も限定されない。

また、研磨部の構成も上記実施形態の太陽歯車および内歯歯車を組み合わせてキャリアを自転および公転させるものに限定されず、任意の摺動手段を組み込むことができる。さらに、載置移載部（上記実施形態におけるローダー部およびアンローダー部）以外の装置構成、被加工物を載置移載部（ローダー部）に移送する方法や載置移載部（アンローダー部）から次工程に移送する方法も限定されない。

被加工物展開ステージの載置トレイは少なくとも１個あればよく、載置トレイ数がキャリアの保持孔の総数と一致していない場合も本発明に含まれる。但し、キャリアの保持孔と同数の載置トレイを設けることによって一括移載が可能となり作業効率が上がる。また、本実施形態ではキャリアに対応するプレートを用いて載置トレイをグループ化しているが、本発明はプレートを用いたグループ化に限定するものではない。載置トレイのグループ化により、エッチャントに浸される領域が区画化され、載置トレイ毎の供給あるいは全載置トレイへの一括供給よりも装置を簡略化でき、メンテナンスもし易くなる。また、載置トレイとプレートとが一体化された構成やプレート上の載置トレイが連通することなく独立する構成も本発明に含まれる。さらに、エッチャントの供給方法も何ら限定されない。

図１〜６の本発明の一例である湿式研磨装置(1)を用いて被加工物（Ｓ）の研磨試験を行った。

試験用の被加工物（Ｓ）として、両面にＮｉ−Ｐめっき皮膜を有する直径９５ｍｍのアルミニウム板を用いた。このアルミニウムめっき板は磁気ディスク基板として用いられるものである。研磨液はコロイダルシリカを純水に分散させたものを用い、リンス液として純水を用いた。

本発明の実施例として、ローダー部(40)およびアンローダー部(70)の載置トレイ(45)(75)にエッチャント（Ｗ）を貯留し、研磨の前後にエッチングを行った。ローダー部(40)で用いたエッチャントは硝酸系エッチャント液であり、アンローダー部(70)で用いたエッチャントはＨＥＤＰ（ヒドロキシエタンジホスホン酸）系エッチャント液である。

一方、比較例として、前記湿式研磨装置(1)のローダー部(40)およびアンローダー部(70)の載置トレイ(45)(75)にはエッチャントを貯留せず、ローダー部(40)およびアンローダー部(70)を、単に、研磨部(10)に装填する磁気ディスク基板（Ｓ）を待機させておく装填用ステージ、あるいは洗浄乾燥部(61)に移送するまで磁気ディスク基板（Ｓ）を待機させておく排出用ステージとして利用した。

そして、４０枚（キャリア数８個、保持孔数５個）の被加工物（Ｓ）を１単位とし、ローダー部(40)から研磨部(10)への移載、研磨部(10)からアンローダー部(70)への移載を単位毎に一括して行い、さらに洗浄乾燥させた。この研磨への移載から洗浄乾燥までを１サイクルとして反復し、各条件につき１００００枚のアルミニウムめっき板の両面を研磨した。

この研磨サイクルにおいて、実施例における磁気ディスク基板（Ｓ）は、ローダー部(40)でエッチングされ、研磨部(10)で研磨された後、アンローダー部(70)においてもエッチングされる。一方、比較例における磁気ディスク基板（Ｓ）は、研磨部(10)で研磨されるのみでローダー部(40)およびアンローダー部(70)では何ら処理されない。

〔試験１〕
上記研磨サイクルにおいて、目標の仕上がり表面粗さ（Ｒａ）を０．６ｎｍに設定した。この目標の表面粗さ（Ｒａ）が達成されるように、研磨部(10)における研磨時間および研磨量を設定した。実施例では研磨の前後で行われるエッチングを考慮して研磨部(10)の研磨時間を設定した。設定した研磨時間および研磨量を表１に示す。

そして、磁気ディスク基板（Ｓ）がローダー部(40)から研磨部(10)に移載されてローダー部(40)が待機状態になれば直ちに次サイクルの磁気ディスク基板（Ｓ）を順次ローダー部(40)の載置トレイ(45)に移送し、研磨部(10)に移載可能となるまでの間を載置トレイ(45)内で待機させた。同じくアンローダー部(70)においても、研磨部(10)での研磨終了後直ちにアンローダー部(70)に移載し、洗浄乾燥部(61)への移送可能となるまでの間を載置トレイ(75)内で待機させた。この研磨サイクルにおいて、実施例のローダー部(40)およびアンローダー部(70)におけるエッチャントへの浸漬時間は表１に示す時間となった。前記浸漬時間は、ローダー部(10)においては最後にカセットケース（Ｃ）から載置トレイ(45)に移送した磁気ディスク基板（Ｓ）の浸漬時間であり、アンローダー部(70)においては最初に載置トレイ(75)から洗浄乾燥部(61)に移送した磁気ディスク基板（Ｓ）の浸漬時間である。

以上のサイクルにおいて、１枚の磁気ディスク基板（Ｓ）につき、ローダー部(40)への移送開始から乾燥終了までに要する加工時間を求め、実施例と比較例で比較した。

〔試験２〕
上記研磨サイクルにおいて、目標の仕上がり表面粗さ（Ｒａ）を１ｎｍに設定し、試験例１と同じように研磨試験を行った。

これらの結果を表１に示す。

表１の結果より、待機時間を利用してエッチングすることにより、スループットを約５％短縮できることが判った。

実施例および比較例において、磁気ディスク基板（Ｓ）の移載および移送に要する時間は等しいので、加工時間の差は研磨部(10)における研磨時間の差である。換言すれば、研磨の前後にエッチングを行うことにより、研磨時間を短縮することができ、かつエッチングは待機時間を利用して行うのでスループットは延長されない。

本発明の湿式研磨方法は、エッチングと研磨を組み合わせることによって品質の高い研磨を効率良く行うことができる。このため、高い研磨品質が要求される磁気ディスク基板の研磨に好適である。

本発明の湿式研磨装置の一実施形態の概略構成を示す正面図である。 図１の湿式研磨装置において、ローダー部、研磨部およびアンローダー部を示す斜視図である。 研磨部の要部断面図である。 ローダー部およびアンローダー部のプレートを示す斜視図である。 ローダー部およびアンローダー部の移載装置の要部を示す斜視図である。 載置トレイおよび把持部を示す要部断面図である。

符号の説明

１…湿式研磨装置
10…研磨部
11…下定盤
15…上定盤
30…キャリア
31…保持孔
40…ローダー部（載置移載部）
41,71…テーブル（被加工物展開ステージ）
42,72…プレート
43…凹部
44…溝
45,75…載置トレイ
70…アンローダー部（載置移載部）
50,80…移載装置
54,84…把持部
56,86…爪
Ｓ…磁気ディスク基板（被加工物）
Ｓ１…貫通孔
Ｗ…エッチャント

Claims (10)

1. 被加工物を上下に対向配置された上定盤と下定盤との間に挟持して研磨液を供給しながら研磨する研磨部と、前記研磨部の前段および後段の少なくとも一方に配置され、上面に形成された凹陥部内に被加工物を載置する載置トレイを有する被加工物展開ステージとを備え、載置移載部として、前記被加工物展開ステージと、把持部により被加工物を把持し、前記研磨部と被加工物展開ステージとの間で被加工物を移載する移載装置とを有し、前記研磨部が被加工物を装填する保持孔が形成されたキャリアを有し、前記載置移載部が前記キャリアの保持孔と同数の載置トレイおよび把持部を有し、全被加工物の移載を一括して行う湿式研磨装置を用い、
   前記載置トレイの凹陥部内にエッチャントを貯留し、前記研磨部で被加工物を研磨する間に、前記被加工物展開ステージにおいて他の被加工物をエッチャントに浸した状態で待機させてエッチングすることを特徴とする湿式研磨方法。
2. 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の前段に配置され、研磨部に装填する被加工物を待機させる装填用ステージであり、被加工物をエッチャントに浸してエッチングした後に研磨する請求項１に記載の湿式研磨方法。
3. 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の後段に配置され、湿式研磨装置から排出する研磨済みの被加工物を待機させる排出用ステージであり、被加工物を研磨した後にエッチャントに浸してエッチングする請求項１または２に記載の湿式研磨方法。
4. 前記被加工物はアルミニウム製磁気ディスク基板である請求項１〜３のいずれかに記載の湿式研磨方法。
5. 前記エッチャントとして、前記研磨液の分散媒、この分散媒の濃縮液、この分散媒の希釈液のうちのいずれかを用いる請求項１〜４のいずれかに記載の湿式研磨方法。
6. 被加工物を上下に対向配置された上定盤と下定盤との間に挟持して研磨液を供給しながら研磨する研磨部と、前記研磨部の前段および後段の少なくとも一方に配置され、被加工物を載置して待機させる載置トレイを有する被加工物展開ステージとを備え、載置移載部として、前記被加工物展開ステージと、把持部により被加工物を把持し、前記研磨部と被加工物展開ステージとの間で被加工物を移載する移載装置とを有し、前記研磨部が被加工物を装填する保持孔が形成されたキャリアを有し、前記載置移載部が前記キャリアの保持孔と同数の載置トレイおよび把持部を有し、全被加工物の移載を一括して行う湿式研磨装置であって、
   前記被加工物展開ステージの載置トレイが上面にエッチャントを貯留する凹陥部を有し、被加工物をエッチャントに浸した状態で載置してエッチングするものとなされていることを特徴とする湿式研磨装置。
7. 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の前段に配置され、前記研磨部に装填する被加工物を待機させる装填用ステージである請求項６に記載の湿式研磨装置。
8. 前記被加工物展開ステージは、前記研磨部の後段に配置され、湿式研磨装置から排出する研磨済みの被加工物を待機させる排出用ステージである請求項６または７に記載の湿式研磨装置。
9. 前記被加工物展開ステージが前記研磨部のキャリアと同数のプレートを有し、各プレートが各キャリアの保持孔と同数の載置トレイを有する請求項６〜８のいずれかに記載の湿式研磨装置。
10. 前記プレートに形成された有底の凹部にリング状の載置トレイを嵌め込むことにより凹陥部が形成され、かつ前記凹部の底部に凹部を連通させる溝が設けられている請求項９に記載の湿式研磨装置。

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