JP2002210640A - ディスク基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ディスク外周近傍の面ダレを少なくできる研
磨方法の提供を目的とする。 【解決手段】 外径Ｄ1と内径Ｄ2のディスク基板１の表
裏両面を、前記基板の両面に対向させて設けた一対の回
転研磨体で挟み当てつけて、同時に研磨するディスク基
板１の研磨方法において、前記基板を姿勢保持手段によ
り保持し、かつ強制的に回転させるとともに、前記一対
の回転研磨体は、直径Ｄが（Ｄ＞Ｄ1−Ｄ2）の関係を満
足し、さらに前記研磨体の回転軸心を前記基板外周端の
外側にオフセットａして、前記基板の内周端から外周端
にわたる研磨量を平均化したことを特徴とするディスク
基板の研磨方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属、セラミク
ス、ガラス等の円盤を、一対の回転研磨体を用いて研磨
する方法に関する。とりわけ、本発明は、ハードディス
クに用いられるガラス基板やアルミニウム合金基板に好
適な研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス円盤の表裏両面を研磨する方法と
しては、特開平６−２１０５６０号に、３つの円筒状の
回転ローラでガラス円盤を縦姿勢に保持し、そのガラス
円盤の直径よりも小さい直径を有する一対の回転研磨体
でガラス円盤を挟み付けながら、回転研磨体を回転させ
るとともに、ガラス円盤の軸心に沿う回転軸心周りに往
復運動させて、ガラス円盤の表裏両面を同時に研磨する
方法および装置が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところでハードディス
クでは、その記憶容量の増大がますます求められてい
る。特にディスク基板においては、外周端ぎりぎりまで
データゾーンとして使用できることも求められきてい
る。

【０００４】そこでディスク基板の外周端ぎりぎりまで
利用するために、特開２０００−３２６２１６に示され
た研磨装置では、対向する回転研磨体の間に、ガラス円
盤の厚みより若干薄い邪魔板を設けることが開示されて
いる。これにより、ガラス円盤の外周近傍の面ダレを低
減できるとされている。

【０００５】ところで、上述した特開平６−２１０５６
０号や特開２０００−３２６２１６に示された両頭研磨
装置および研磨方法において、ディスク基板を研磨処理
する際の、ディスク主表面の中央部分と外周近傍部分で
の研磨のメカニズムは詳しく検討されていなかった。

【０００６】そこで本発明は、ディスク基板の研磨方法
において、特にディスク外周近傍の面ダレを少なくでき
る研磨方法の提供を目的とする。

【０００７】またディスク基板の内周から外周にわたっ
て、研磨量を平均化できる研磨方法の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ディスク基板の内周端から外周端におけ
る研磨量を平均化することを考えた。具体的な解決方法
としては、研磨体の回転軸心をディスク基板の外周端の
外側にオフセットして、ディスク基板の内周端から外周
端において、ディスクとパッドの相対的な速度を平均化
して、研磨量を平均化した。

【０００９】すなわち、本発明は請求項１に記載の発明
として、外径Ｄ1と内径Ｄ2のディスク基板の表裏両面
を、前記基板の両面に対向させて設けた一対の回転研磨
体で挟み当てつけて、同時に研磨するディスク基板の研
磨方法において、前記基板を姿勢保持手段により保持
し、かつ強制的に回転させるとともに、前記一対の回転
研磨体は、直径Ｄが（Ｄ＞Ｄ1−Ｄ2）の関係を満足し、
さらに前記研磨体の回転軸心を前記基板外周端の外側に
オフセットして、前記基板の内周端から外周端にわたる
研磨量を平均化したことを特徴とするディスク基板の研
磨方法である。

【００１０】請求項２の発明として、請求項１に記載の
ディスク基板の研磨方法において、前記オフセット量を
最適化したディスク基板の研磨方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を説明する。図１
は、本発明が適用できる両面研磨装置の一実施例の全体
図である。両面研磨装置５０は、架台５と、この架台５
の中央部に配置されたディスク基板１を縦姿勢に保持す
る縦姿勢保持手段４と、この保持部４の両側に配置され
た回転研磨体２ａ、２ｂを含む。

【００１２】ローラ３により縦姿勢に保持されたディス
ク基板１の両面を挟むように、その回転軸心がディスク
基板１の回転軸心と平行になるように、架台５の上に一
対の回転研磨体２ａ、２ｂが配置されている。

【００１３】回転研磨体２ａは、架台５に固定された軸
受体１４ａにより回転可能に支持された回転軸筒体１３
ａに固定されている。支持具（図示しない）により固定
された電動モータ７ａの回転は、電動モータの回転軸に
取り付けられたプーリ１６ａと、プーリ１６ａと回転軸
筒体１３ａの端部に取り付けられたプーリ１５ａをつな
ぐベルト８ａを介して回転研磨体２ａに伝えられる。回
転軸筒体１３ａおよびプーリ１５ａの回転軸内には、貯
蔵タンク１８内の研磨液１７を輸送ポンプ９により回転
研磨体２ａ内部に供給するための研磨液供給孔６が設け
られている。

【００１４】回転研磨体２ｂは、架台５に設けられたレ
ール１０の上を左右方向に滑りながら移動するスライダ
ー部１２に支持された軸受体１４ｂにより回転可能に支
持されている回転軸筒体１３ｂに固定されている。電動
モータ７ｂの回転は、電動モータの回転軸に取り付けら
れたプーリ１６ｂと、プーリ１６ｂと回転軸筒体１３ｂ
の端部に取り付けられたプーリ１６ｂをつなぐベルト８
ｂを介して回転研磨体２ｂに伝えられる。

【００１５】一対の回転研磨体２ａ、２ｂの少なくとも
一方をディスク基板１に当てつける手段が設けられてい
る。この当てつけ手段は、ディスク基板１の研磨面に回
転研磨体２を所定の圧力で押し当てる機能を有するもの
であれば特に限定されない。図１においては、軸受体１
４を支えるスライダー部１２と、スライダー部１２を左
右方向にスライドさせるレール１０と、エアーシリンダ
ーを有する押圧装置１１からなるものが示されている。
押圧装置１１のモータ駆動により回転研磨体２ｂは、デ
ィスク基板１に接近、離間が可能とされ、また適当な圧
力でディスク基板１に当てつけられる。

【００１６】図１において、回転研磨体２ａは左右方向
に固定され、回転研磨体２ｂは左右方向に当てつけ手段
により移動可能である。ディスク基板１は一対の回転さ
れている回転研磨体２により押圧状態で当てつけられ、
この押圧状態で研磨液が供給され研削加工、研磨加工が
行われる。ディスク基板１の縦姿勢保持手段４は、ディ
スク基板１を少なくとも３個のローラにより、その外周
面が挟まれて保持される。

【００１７】図２は、本発明の両面研磨装置のディスク
基板１の縦姿勢保持手段４と強制回転用モータ１９の一
実施の形態を示す図である。図２には、３つの回転自在
に取り付けられたローラ３ａ、３ｂ、３ｃと一つのディ
スク基板を強制回転するローラ３ｄにより保持されてい
る状態が示されている。各ローラ３の厚み（紙面に垂直
な方向）の寸法は、ディスク基板１の厚みの寸法より十
分に大きい。各ローラ３の外周面には、ディスク基板１
の厚みより若干大きい幅の溝が、ディスク基板１の保持
手段からの取り外し、または保持手段の取り付けを容易
にするために設けられてもよい。上側２つのローラ３
ａ、３ｃは、横梁４２を長さ方向に沿って滑るようにし
て移動可能に取り付けられた移動金具４３を介して、支
持金具４４により、それぞれのローラの回転軸心が水平
になるように支持されている。下側のローラ３ｂ、３ｄ
は、支柱４１に取り付けられている。

【００１８】図３は、外径Ｄ1と内径Ｄ2とを有するディ
スク基板１と回転研磨体２の回転軸心の位置関係を説明
するための図である。図３には、ディスク基板１が、そ
の外周面で３つのローラ３ａ、３ｂ、３ｃの外周面に挟
まれて縦姿勢に保持された状態が示されている。一方の
回転研磨体２ａの回転軸心は、ディスク基板１の回転軸
心に平行に移動でき、距離ａが調整可能なものとするこ
とができるようになっている。このとき本発明では、回
転研磨体２ａの直径をＤとしたとき、Ｄ＞Ｄ1−Ｄ2であ
ることが必要である。

【００１９】回転研磨体２は、金属製またはセラミクス
製の定盤上に研磨パッドを貼りつけたものや、定盤の表
面に所定粒度のダイヤモンド砥石を貼りつけたものを用
いることができる。図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明
に用いることのできる回転研磨体の一実施例の形態の平
面図および断面図である。図４（ａ）では、金属製の円
板２０の片面には研磨液供給孔６につながる溝２２が定
盤の外周に向かって放射状に設けられている。溝２２は
渦巻き状や格子状等としてもよい。

【００２０】定盤面には樹脂製の研磨パッド２１が貼り
つけられている。研磨液供給孔６より供給される研磨液
では、研磨パッド２１が定盤２０の表面に加工された溝
の表面にならうようにして貼りつけられることによりで
きる溝の上に供給される。研磨パッド２１は、必ずしも
定盤の溝２２内面に密着させて貼りつけておく必要はな
く、定盤の溝２２と研磨パッド２１の間に隙間がある状
態で貼りつけてあってもよい。

【００２１】研磨加工時においては、溝部の研磨パッド
の面には加工荷重がかからないために、溝に沿って研磨
液が供給されるからである。定盤にダイヤモンド砥石を
貼りつけて回転研磨体とする場合は、貼りつけるダイヤ
モンド砥石片を上記のような溝ができるようにするのが
よい。

【００２２】本発明の研磨方法の実施に用いられる研磨
剤としては、平均砥粒が０．２μｍ〜２μｍ程度の酸化
セリウム、ダイヤモンド砥粒、炭化ケイ素砥粒、アルミ
ナ砥粒、ジルコニア砥粒、酸化マンガン砥粒、酸化鉄砥
粒等を純水またはアルカリ性の液に分散させたものや、
平均粒径が０．０２μｍ〜０．２μｍ程度のコロイダル
シリカを用いることができる。また、ダイヤモンド砥石
等の固定砥粒を用いてもよい。

【００２３】研磨剤を保持する研磨パッドとしては、ウ
レタン製のスエードのパッド、発泡ウレタン製のパッ
ド、不織布のパッドなどのシート状のものを用いること
ができる。さらに、機械加工や熱プレスによる溝付きの
研磨パッドであってもよい。

【００２４】（実施例）図１に示す両面研磨装置を用い
て、外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍ、厚さ０．６５ｍ
ｍのアルミノシリケートガラス製のディスク基板につい
て、後述するオフセット量を変化させて研磨を行った。
その研磨条件は下記の通りである。

【００２５】１）回転研磨体：直径７０ｍｍのステンレ
ス製定盤に、ウレタン製のスエードの研磨パッド（第一
レース株式会社製、製品名シーガル１９００）を貼りつ
けたもの。 ２）定盤：図４に示すように、幅５ｍｍ、深さ０．５ｍ
ｍの断面がＲ形状である溝を６本設けたもの。 ３）研磨液の供給 軸心から溝を経て供給：回転研磨体の一方の回転軸心に
設けた研磨液供給孔から、平均粒径が約１μｍの酸化セ
リウムを純水に分散させたものを、毎分３〜１０ｍＬ供
給する。 ４）回転研磨体の回転数：８００ｒｐｍ ５）ディスク基板の回転数：１０００ｒｐｍ ６）回転研磨体の押圧力：約５ｋｇｆ ７）ディスク基板の回転中心と回転研磨体の回転軸心と
の距離：２５ｍｍ ８）ディスク基板外周端から回転研磨体の回転軸心まで
の距離 （オフセット量）ａ：−１０ｍｍ〜＋１０ｍｍ

【００２６】ディスクの半径位置による相対的な研磨量
の結果を図５に示す。なお図５の縦軸は相対研磨量であ
る。図から明らかなように、回転研磨体の回転軸心をデ
ィスク外周の外側にオフセットすることで、ディスク基
板の内周端から外周端にわたる研磨量を平均化できるこ
とがわかる。

【００２７】つまり、上述した６５×２０ｍｍのディス
ク基板における最適なオフセット量は、６ｍｍであるこ
とがわかる。

【００２８】さらにこの最適なオフセット量は、以下の
ように算出することが可能である。つまり、以下の手順
である。 （１）パラメータを入力する。 ・パッドの外径、・パッドの回転数、 ・ディスクの外径、・ディスクの内径、・ディスクの回
転数 ・オフセット量 （２）内径から外径におけるディスクとパッドの相対速
度差を算出する。 （３）求めた相対速度差を積算して研磨量を評価する。 （４）オフセット量を変化させて、順次研磨量を評価す
る。

【００２９】このようにして、オフセット量を変化させ
て、ディスクの内径から外径における研磨量との関係を
求めることによって、最適なオフセット量を求めること
ができる。

【００３０】さらに種々の内外径を有するディスク基板
においても、同様にして最適なオフセット量を求めるこ
とができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明には、ディスク基板の研磨方法に
おいて、研磨体の回転軸心をディスク基板外周端の外側
にオフセットし、ディスク基板の内周端から外周端にわ
たる研磨量を平均化できるので、ディスク基板の外周近
傍における面ダレを防ぐことができる。

【００３２】さらには、ディスク基板の内周端から外周
端にわたる研磨量を平均化できるので、ディスク基板の
効率的な研磨が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用できる両面研磨装置の全体側面図
である。

【図２】ディスク基板の縦姿勢保持手段と強制回転手段
の一形態を説明する図である。

【図３】本発明の研磨方法にかかるディスク基板と回転
研磨体の位置関係を示す図である。

【図４】回転研磨体の一実施の形態の平面図および断面
図である。

【図５】オフセット量と研磨量の関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１：ディスク基板 ２：回転研磨体 ３：ローラ ４：縦姿勢保持手段 ５：架台 ６：研磨液供給孔 ７：電動モータ ８：ベルト ９：輸送ポンプ １０：レール １１：押圧装置 １２：スライダー部 １３：回転軸筒体 １４：軸受体 １５、１６：プーリ １７：研磨液 １８：貯蔵タンク １９：強制回転用モータ ２０：定盤 ２１：研磨パッド ２２：溝 ４１：支柱 ４２：横梁 ４３：移動金具 ４４：支持金具 ５０：研磨装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C043 BC06 CC04 CC07 DD05 EE04 3C049 AA07 AA09 AA11 AA16 AA18 AB01 AB06 CA01 CB01 3C058 AA07 AA09 AA11 AA16 AA18 AB01 AB06 CB01 DA17 5D112 AA02 BA03 BA06 GA09 GA12

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外径Ｄ1と内径Ｄ2のディスク基板の表裏
   両面を、前記基板の両面に対向させて設けた一対の回転
   研磨体で挟み当てつけて、同時に研磨するディスク基板
   の研磨方法において、 前記基板を姿勢保持手段により保持し、かつ強制的に回
   転させるとともに、前記一対の回転研磨体は、直径Ｄが
   （Ｄ＞Ｄ1−Ｄ2）の関係を満足し、さらに前記研磨体の
   回転軸心を前記基板外周端の外側にオフセットして、 前記基板の内周端から外周端にわたる研磨量を平均化し
   たことを特徴とするディスク基板の研磨方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のディスク基板の研磨方
   法において、前記オフセット量を最適化したディスク基
   板の研磨方法。