JPH09309064A

JPH09309064A - 研磨装置及び研磨方法

Info

Publication number: JPH09309064A
Application number: JP12984596A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kikuchi; 昌己菊地; Manabu Shibata; 学柴田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】平坦度の高い基板を長期間に亘って安定的に
作製することが可能な、研磨装置を提供すること。【解決手段】下定盤２と、下定盤２の上方に配設され
る上定盤３と、上定盤３に接して上定盤３を支持する定
盤支持部４とを具備し、下定盤２と上定盤３との間に被
研磨物を配置して該被研磨物を研磨する研磨装置におい
て、上記上定盤３の熱膨張係数と上記定盤支持部４の熱
膨張係数との差を±１．０×１０^-6Ｋ^-1以下としてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平坦度に優れた基
板、特に、ハードディスク用のカーボン基板の研磨装置
及び研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在一
般に使用されている研磨装置は、平面視して円形状の下
定盤と、該下定盤の上方に配設された上定盤と、該上定
盤を上方より支持する定盤支持体とを具備した両面研磨
式の研磨装置であり、上記上定盤と下定盤との間におい
て、キャリアと称する遊星歯車に被研磨物を装填し、該
被研磨物を該キャリアと共に直接又は研磨パッドを介し
て上記上・下定盤で挟持し、所定の加圧下において研磨
剤を供給しながら研磨を行うように構成されている。

【０００３】しかしながら、上述した構成の研磨装置
は、長期間に亘って研磨を行うと、次第に被研磨物の平
坦度が極端に低下してくる。このような平坦度の低下
は、特に、被研磨物が、５μｍ以下といった精度の高い
平坦度を要求される磁気ディスク用基板である場合に
は、収率も低下し、コスト高の原因となっていた。

【０００４】従って、本発明の目的は、平坦度の高い基
板を長期間に亘って安定的に作製することが可能な、研
磨装置及び研磨方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、上定盤及びこれに接する定盤支持部に、熱膨
張係数の差が特定の範囲にある材質のものを採用した研
磨装置が、上記目的を達成し得ることを知見した。

【０００６】本発明の請求項１に記載の発明は、上記知
見に基づきなされたものであり、下定盤と、該下定盤の
上方に配設される上定盤と、該上定盤に接して該上定盤
を支持する定盤支持部とを具備し、該下定盤と上定盤と
の間に被研磨物を配置して該被研磨物を研磨する研磨装
置において、上記上定盤の熱膨張係数と上記定盤支持部
の熱膨張係数との差を±１．０×１０^-6Ｋ^-1以下とした
ことを特徴とする研磨装置を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、上記本発明の研磨装置を
使用した好ましい研磨方法として、上記本発明の研磨装
置を使用した研磨方法であって、上記被研磨物を上記上
定盤と上記下定盤との間に配置して所定時間研磨を行っ
た後、該被研磨物を上下反転させて該上定盤と該下定盤
とで研磨する面を変更し、再度所定時間研磨を行うこと
を特徴とする研磨方法を提供するものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。

【０００９】図１及び図２は、本発明の一実施形態を示
したものであり、図において符号１は研磨装置、１０は
ハードディスク用カーボン基板を示している。

【００１０】図１及び図２に示したように、上記実施形
態の研磨装置１は、下定盤２と、下定盤２の上方に配設
される上定盤３と、上定盤３に接して上定盤３を支持す
る定盤支持部４とを具備して構成された両面研磨装置で
ある。

【００１１】図２に示したように、上記下定盤２は、ベ
ース５上に矢印Ａ方向に回転自在に設けられている。こ
の下定盤２の上面には、格子状の溝（図示せず）が形成
されており、中央の矢印Ｂ方向に回転する太陽歯車７と
外周側の矢印Ｃ方向に回転する内歯歯車８とに噛み合っ
て、公転しつつ自転する遊星歯車状のキャリア９が４機
配設されている。そして、これら各キャリア９に設けら
れた８個の穴内にそれぞれカーボン基板１０がセットさ
れるようになっている。

【００１２】上記上定盤２は、エアシリンダー１１の出
力ロッド１１ａの先端部にブラケット１２を介して回転
可能に取り付けられており、上記エアシリンダー１１に
より昇降可能に設けられていると共に、下降時にはベー
ス５側で図２に示す矢印Ｄ方向に回転するローター１３
の溝に係合して同方向に回転するようになされている。
なお、上定盤２の下面にも、下定盤と同様の格子状の溝
（図示せず）が形成されている。

【００１３】上定盤３は、上記定盤支持体４にボルト
（図示せず）によって、緊結固定されており、定盤支持
体４と共に回転自在に設けられている。

【００１４】而して、本発明の研磨装置においては、上
記上定盤の熱膨張係数と定盤支持部との熱膨張係数の差
は±１．０×１０^-6Ｋ^-1以下、好ましくは、±０．５×
１０ ^-6Ｋ^-1以下とされる。定盤の熱膨張係数と定盤支持
部の熱膨張係数との差が±１．０×１０^-6Ｋ^-1を超える
と、研磨時に発生する熱により、上定盤及び定盤支持体
間に熱膨張係数の差に伴うひずみが生じ、上定盤の平坦
度が悪化し、被研磨物の表面の平坦度が悪くなる。

【００１５】上記上定盤の材質は、熱膨張係数が８×１
０^-6Ｋ^-1以下のものが好ましく、５×１０^-6Ｋ^-1のもの
がより好ましい。なお、本明細書において、熱膨張係数
とは、２０℃〜１００℃における値の平均値である。

【００１６】このような特性を有する上記上定盤の具体
的な材質としては、例えば、インバー合金（１〜２×１
０^-6Ｋ^-1）、ニレジスト鋳鉄ｔｙｐｅ５（５〜６×１０
^-6Ｋ ^-1）、「ノビナイト鋳鉄」〔登録商標、榎本鋳工
所、（２〜３×１０^-6Ｋ^-1）〕、「パイレックスガラ
ス」〔登録商標、岩城ガラス、（３．２×１０
^-6Ｋ^-1）〕、ＳｉＣ（６．６×１０^-6Ｋ^-1）等が挙げら
れ、これらの中でも、特に、取扱いに特に注意を要せ
ず、加工が容易で且つ比較的安価な点で、ニレジスト鋳
鉄、「ノビナイト鋳鉄」〔登録商標、榎本鋳工所〕が好
ましい。

【００１７】上記定盤支持体の材質は、上記上定盤と同
じ材質のものが好ましいが、上記上定盤と異なる材質で
あっても、熱膨張係数の差が上述したように、±１．０
×１０^-6Ｋ^-1以下となる材質のものであれば特に制限な
く使用できる。この場合、定盤の熱膨張係数に比べて、
定盤支持体の熱膨張係数を低くすることがより好まし
い。また、特に、定盤及び定盤支持体の材料の熱膨張係
数が、ともに７．０×１０^-6Ｋ^-1以下であると、加工を
繰り返し行ったときの収率の低下を防止でき、好まし
い。下限は、１．０×１０^-6Ｋ^-1が好ましい。

【００１８】また、上記定盤支持体の寸法は、熱膨張係
数の差の影響を小さくするために上定盤より小さいこと
が好ましく、上定盤と接する面の表面積が、定盤支持体
に接する面の表面積の５〜７０％であることが好まし
く、５〜３０％であることがより好ましい。

【００１９】なお、本発明の研磨装置においては、下定
盤の材質も上記上定盤と同じ材質とすることが好まし
い。

【００２０】本発明の研磨装置において、上記上定盤と
上記定盤支持体の固定方法は、ボルトによる緊結固定、
溶接による固定等の従来から採用されている固定方法と
して常法を採用する事が出来る。また、上述した上記上
定盤、下定盤、及び定盤支持体以外の構成については、
研磨装置として作動するための通常の構成を採用するこ
とができる。

【００２１】本発明の研磨装置は、研磨剤の種類を変更
することによって、取りしろが１０〜１０００μｍ程度
で、研磨後の平坦度が０〜５μｍ程度のラッピング加工
は勿論、取りしろが０〜２０μｍ程度で研磨後の平坦度
が０〜５μｍ程度のポリッシング加工のいずれの研磨に
も適用することが出来る。さらには、上記上定盤・下定
盤にダイアモンド、ＳｉＣ等の砥石を取り付けた研削加
工にも適用できる。なお、ここで、平坦度とは、後述す
る実施例の測定方法により測定される値である。

【００２２】本発明の研磨装置は、適用する被研磨物に
特に制限なく使用することができるが、アルミニウム若
しくはその合金、シリコン等の金属基板、又は、ガラ
ス、ガラス状カーボン、シリコン等の脆性材料基板等の
種々の材質の基板の研磨に好適であり、特に、ハードデ
ィスク用の基板として使用される、ガラス状カーボン製
基板の研磨に好適である。

【００２３】本発明の研磨装置に使用する研磨剤及び研
磨パッドは、特に制限されることはないが、本発明の研
磨装置を上記基板の研磨に使用する場合には、これらの
基板の研磨に使用される通常の研磨剤及び研磨パッドを
使用することが出来る。なお、この場合には、研磨材に
よる上・下定盤並びに定盤支持体の腐食を防止するため
に、表面に、例えば、Ｃｒメッキ等を施す。勿論、研磨
パッドを使用せずに上記上・下定盤で直接研磨してもよ
い。さらには、研磨材を使用せずにクーラントのみを使
用し、研磨パッドの代わりに上記砥石を取り付けて加工
を行っても良い。

【００２４】本発明の研磨装置を使用した基板の研磨
は、上記基板の研磨に使用される常法により行うことが
出来る。

【００２５】また、本発明の研磨方法は、上記本発明の
研磨装置を使用した研磨方法であって、上記本発明の研
磨装置により、所定時間研磨を行った後、該被研磨物を
上下反転させて上定盤と下定盤とで研磨する面を変更
し、再度所定時間研磨を行うことにより、良好な平坦度
が得られるので好ましい。

【００２６】被研磨物の上下反転は、上下反転前におけ
る該被研磨物の取りしろが、最終的な取りしろの３０〜
７０％、好ましくは、４０〜６０％となったときに行う
ことが好ましい。

【００２７】本発明の研磨方法は、被研磨物の研磨後の
平坦度をより高いものとする場合に特に効果的である。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、本発明は、本実施例に限定されるものではない。

【００２９】〔実施例１〕ディスク状に成形した硬化性
樹脂を所定雰囲気下、所定温度・所定時間で、焼成・炭
素化し、ハードディスク用ガラス状カーボン基板（直径
４８ｍｍ）を作製した。そして、〔表１〕に示した材質
の上定盤（直径６４ｃｍ）及び定盤支持体（直径４６ｃ
ｍ）を使用すると共に、装置ベースとして、下記研磨装
置を使用し、下記加工条件により、下記基板の研磨を行
った。

【００３０】＜研磨装置＞装置ベース；ＳＰＥＥＤＦＡＭ社製９Ｂ型両面研磨装置下定盤；直径６４ｃｍ（インバー合金）キャリア（基板装填枚数６枚、直径２３ｃｍ、厚さ０．５ｍｍ、グラスファイバー入りエポキシ樹脂材（ＥＧ材））；５枚研磨パッド；ウレタンパッド

【００３１】＜研磨条件＞加工圧力；１５０ｇ／ｃｍ² 下定盤回転数；４０ｒｐｍ加工時間；３０分研磨剤；平均粒径１．２μｍ、か焼アルミナ１５ｗｔ％研磨剤流量；２００ｃｃ／ｍｉｎ

【００３２】〔実施例２〜実施例７〕上定盤及び定盤支
持体の材質を、〔表１〕に示した材質に変更した以外
は、上記実施例１と同様の研磨装置及び研磨条件によ
り、研磨を行った。

【００３３】〔実施例８〕実施例１において、ラッピン
グ取りしろ７０μｍの研磨を行った後、基板を上下反転
させて上定盤と下定盤による研磨面を変えた後、再び同
一条件でラッピング取りしろ７０μｍの研磨を行った。

【００３４】〔比較例１〕上定盤及び定盤支持体の材質
を、〔表１〕に示した材質に変更した以外は、上記実施
例１と同様の研磨装置及び研磨条件により、研磨を行っ
た。

【００３５】〔比較例２〕上定盤及び定盤支持体の材質
を、〔表１〕に示した材質に変更した以外は、上記実施
例７と同様の研磨装置及び研磨条件により、研磨を行っ
た。

【００３６】

【表１】

【００３７】〔評価方法〕上記各実施例により得られた
基板について、平坦度が５μｍ以下のものを合格品とす
るときの基板３０枚当たりの収率を評価し、３０枚の評
価を１ロットとし、１ロット目、１００ロット目、及び
５００ロット目の収率をそれぞれ評価した。なお、ここ
で、平坦度とは、ニデック社製ＦＴ−１１により測定
した値を採用した。結果を〔表２〕に示した。

【００３８】

【表２】

【００３９】〔表２〕に示したように、上記各実施例で
は、５００ロット目においての収率が初期ロットから低
下せず、長期間に亘って、平坦度の高い基板を安定的に
製造可能であることが確認された。

【００４０】

【発明の効果】本発明に係る研磨装置及び研磨方法によ
れば、平坦度の高い基板を長期間に亘って安定的に作製
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨装置の一実施形態を示す要部
概略正面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線矢視図である。

【符号の説明】

１研磨装置２下定盤３上定盤４定盤支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下定盤２と、該下定盤２の上方に配設さ
れる上定盤３と、該上定盤３に接して該上定盤３を支持
する定盤支持部４とを具備し、該下定盤２と上定盤３と
の間に被研磨物を配置して該被研磨物を研磨する研磨装
置において、上記上定盤３の熱膨張係数と上記定盤支持部４の熱膨張
係数との差を±１．０×１０^-6Ｋ^-1以下としたことを特
徴とする研磨装置。
【請求項２】上記上定盤３が、上記定盤支持部４より
広い面積を有することを特徴とする請求項１に記載の研
磨装置。
【請求項３】上記上定盤３及び上記定盤支持部４の熱
膨張係数がともに７．０×１０^-6Ｋ^-1以下の材料からな
ることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項４】上記被研磨物がカーボン基板であること
を特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の研磨装
置を使用した研磨方法であって、上記被研磨物を上記上定盤３と上記下定盤２との間に配
置して所定時間研磨を行った後、該被研磨物を上下反転
させて該上定盤３と該下定盤２とで研磨する面を変更
し、再度所定時間研磨を行うことを特徴とする研磨方
法。