(57)【要約】【課題】研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制する。【解決手段】磁気ディスク用基板の研磨装置において、上定盤２０の上下動を、コラム６３に対するスライダ６２の上下動と、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動との二段階で行い、スライダ６２と上定盤支軸６１との間で磁気ディスク用基板の厚さ測定を行う。厚さ測定手段７０は、スライダ６２に設けられる渦電流センサ７３と、上定盤支軸６１に設けられるターゲットプレート７１で構成し、渦電流センサ７３とターゲットプレート７１との距離を非接触で検出する。【選択図】      図１
2004345018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えた研磨装置を用い、前記磁気ディスク用基板が所定の目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する研磨方法であって、
前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、
前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定し、
前記厚さ測定手段の測定厚さが前記目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する
ことを特徴とする磁気ディスク用基板の研磨方法。
【請求項２】
前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部近傍に配置され、前記上定盤支軸の上端部と前記スライダとの相対的な上下位置を検出することを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用基板の研磨方法。
【請求項３】
前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部に設けられる円盤状の導体ターゲットと、前記スライダに設けられ、前記導体ターゲットとの距離を非接触で検出する渦電流センサとを備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ディスク用基板の研磨方法。
【請求項４】
前記渦電流センサが、高さ調整手段を介して、前記スライダに設けられることを特徴とする請求項３記載の磁気ディスク用基板の研磨方法。
【請求項５】
磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えている。研磨装置であって、
前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、
前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する
ことを特徴とする磁気ディスク用基板の研磨装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載した磁気ディスク用基板の研磨方法を用いて、磁気ディスク用基板を研磨する工程が含まれることを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気ディスク用基板の製造方法によって得られた基板上に、少なくとも磁性層を形成することを特徴とした磁気ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスクの製造に用いられる磁気ディスク用基板の研磨方法及び研磨装置、並びに磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブなどに搭載される磁気ディスクは、磁気ディスク用基板の主表面に、下地層、磁性層、保護層、潤滑層などの薄膜を形成して製造される。また、磁気ディスク用基板は、ガラスワークなどの基板材料から得られるもので、通常、磁気ディスク用基板の製造工程には、研磨装置を用いて、基板の主表面を研磨（又は研削）する工程が含まれる。この工程では、遊離砥粒、固定砥粒などの砥粒で基板を研磨加工することにより、基板の主表面が平坦化されるとともに、基板の厚さが所定の寸法範囲内（許容公差）に調節される。
【０００３】
上記研磨加工を行う研磨装置としては、遊星歯車方式のものが広く採用されている（例えば、特許文献１、２参照。）。遊星歯車方式の研磨装置は、太陽歯車と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車と、太陽歯車及び内歯歯車に噛み合い、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転に応じて公転及び自転するキャリアと、このキャリアに保持された基板を上下から挟持する上定盤及び下定盤と、上定盤と下定盤との間に加工液（研磨液）を供給する加工液（研磨液）供給部とを備えている。
【０００４】
上記研磨装置によって基板を研磨加工する場合は、上定盤が上昇した状態でキャリアに基板をセットした後、上定盤を下降させて、上定盤と下定盤との間で基板を挟持する。その後、上定盤と下定盤との間に加工液を供給しながら、太陽歯車及び／又は内歯歯車の回転により、キャリアを公転及び自転させる。このとき、上定盤や下定盤も必要に応じて回転させる。
研磨加工中は、上定盤が基板を加圧しており、研磨加工の進捗に応じて基板の厚さが減少する。基板の厚さは、研磨装置に設けられる厚さ測定手段によって測定され、その測定厚さが所定の目標厚さとなった時点で研磨加工を終了とする。つまり、基板の厚さ寸法精度は、厚さ測定手段の測定精度に依存している。
【０００５】
上記厚さ測定手段としては、特許文献１に示されるように、研磨装置本体に対する上定盤の上下位置検出にもとづいて、基板の厚さを測定するものと、特許文献２に示されるように、上定盤と下定盤との距離検出にもとづいて、基板の厚さを測定するものとが知られている。
特許文献１、２に設けられる厚さ測定手段は、いずれも渦電流センサを用いて構成されている。渦電流センサは、ターゲット（検出対象部材）の表面形状や磁気特性（透磁率など）が均一であれば、ターゲットとの距離を、非接触で高精度に検出することができるため、研磨装置における基板の厚さ測定に適している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１１１２１号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】
特開２００２−２５４３０２号公報（第３頁、第３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年におけるＩＴ社会の高度化に伴い、大容量の情報を高速で記録再生できる情報記録再生機器のニーズが急速に高まっている。特に、ハードディスクドライブは、２．５インチ型ディスク１枚あたり４０ギガバイトを超える情報記録容量を達成し、ＩＴの発展に大きく貢献しているものの、より大きな情報記録容量を得るために、１平方インチあたり８０ギガビット以上の情報記録密度で記録再生を行う技術が求められている。
【０００８】
このような高記録密度を実現するには、スペーシングロスを低減する観点から、磁気ディスクに対する磁気ヘッドの浮上量を１０ｎｍ以下にまで低減する必要があるが、磁気ヘッドの浮上量を低減すると、磁気ヘッドと磁気ディスクの衝突によるヘッドクラッシュ障害が起きやすくなるだけでなく、磁気ヘッドの安定浮上を阻害する可能性がある。
このような問題を回避するには、磁気ディスク及び磁気ディスク用基板の表面形状や寸法精度を極めて厳密に制御することが要求され、特に、基板表面に圧縮応力層が形成される場合は、表面形状や寸法精度にバラツキがあると、そのバラツキが応力によって拡大される可能性があるため、細心の注意が必要となる。
【０００９】
また、磁気ディスクの量産に際しては、個々の磁気ディスク用基板について、表面形状や寸法精度を厳密に制御する必要があるだけでなく、製造個体間や製造ロット間における表面形状や寸法精度のバラツキも抑制することが要求される。このバラツキが十分に抑制されていないと、歩留まりが低下して製造コストが増大し、廉価な基板を提供することが困難になるだけでなく、工程能力指数（Ｃｐｋ）の低下により、出荷製品に対して高度な品質保証を付与することが困難になる。
【００１０】
上記の理由により、磁気ディスク用基板の研磨工程に求められる許容公差は、年々厳しくなっており、その結果、特許文献１、２に示される厚さ測定技術を用いても、十分な製造歩留まりを維持することが困難となってきた。その原因としては、下記のようなことが考えられる。
【００１１】
渦電流センサは、ターゲットとの距離を高精度に測定可能であるものの、測定範囲が比較的狭いため、特許文献１のように、相対的な上下動ストロークが大きい上定盤と研磨装置本体との間で測定を行う場合、渦電流センサを上定盤と同期して上下動させるセンサ昇降機構（特許文献１の図２参照）や、上定盤の上下移動経路から渦電流センサを退避させるセンサ退避機構（特許文献１の図７参照）が必要となる。このような機構を介して、渦電流センサを研磨装置本体に取り付けると、センサ昇降機構やセンサ退避機構の組付精度、動作精度、摩耗、ガタなどに影響を受け、測定精度が低下する可能性がある。
【００１２】
また、特許文献１に示される渦電流センサは、上定盤の上面又はその近傍部材をターゲットとするため、基板の通過に伴う上定盤の振れにより、安定した測定が阻害される可能性がある。また、加工中に飛散した加工液などにより上定盤の上面に錆が発生すると、磁気特性の変化によって正確な測定が困難になるという問題もある。
【００１３】
一方、特許文献２に示される渦電流センサは、上定盤に取り付けられ、下定盤をターゲットとして測定を行うため、渦電流センサの測定範囲が問題となることはないが、センサ付近を基板が通過するとき、上定盤及び下定盤の振れにより、安定した測定が阻害される可能性がある。また、回転部材である上定盤に渦電流を取り付けると、研磨装置本体側に信号を取り出すために、ロータリコネクタも必要になる。
【００１４】
また、特許文献２に示される渦電流センサは、研磨加工領域に臨むように配置されるため、異物によるセンサ保護膜の破損や、加工液などの付着による測定精度の低下が起る可能性がある。しかも、ターゲットである下定盤の研磨加工面は、摩耗などによって組成が変質し、透磁率などの磁気特性が変化するため、渦電流センサによる測定精度が経時的に悪化する現象が見られる。
【００１５】
本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制し、その結果、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる磁気ディスク用基板の研磨方法及び研磨装置、並びに磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えた研磨装置を用い、前記磁気ディスク用基板が所定の目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する研磨方法であって、前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定し、前記厚さ測定手段の測定厚さが前記目標厚さになるまで、前記磁気ディスク用基板の主表面を研磨する方法としてある。
【００１７】
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、上定盤の上下動を、スライダ支持部に対するスライダの上下動と、スライダに対する上定盤支軸の上下動との二段階で行い、スライダと上定盤支軸との間で磁気ディスク用基板の厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサなどの高精度なセンサを用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００１８】
しかも、本発明では、上定盤や下定盤をターゲットとしないため、基板の通過に伴う定盤の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができるとともに、摩耗による定盤の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００１９】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部近傍に配置され、前記上定盤支軸の上端部と前記スライダとの相対的な上下位置を検出する方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、センサやターゲットを、上定盤から離れた場所に配置することができるため、加工液の付着によりターゲットに錆が発生したり、異物との接触でセンサが破損するなどの不都合を回避し、これらに起因する測定精度の低下を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記厚さ測定手段が、前記上定盤支軸の上端部に設けられる円盤状の導体ターゲットと、前記スライダに設けられ、前記導体ターゲットとの距離を非接触で検出する渦電流センサとを備えた方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、スライダに対する上定盤支軸の相対的な上下位置を非接触で精度良く検出することが可能になる。しかも、上定盤支軸自体をターゲットとする場合に比べ、渦電流センサの配置の自由度を向上させることができるとともに、ターゲットの交換も容易になる。
【００２１】
また、本発明における磁気ディスク用基板の研磨方法は、前記渦電流センサが、高さ調整手段を介して、前記スライダに設けられる方法としてある。
磁気ディスク用基板の研磨方法をこのような方法にすれば、渦電流センサの高さを適宜調整することにより、定盤の摩耗や目標厚さの変更に伴う検出値や検出範囲のずれを補正し、良好な測定精度を維持することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の研磨装置は、磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、前記上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、前記研磨による前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えている。研磨装置であって、前記上定盤支持機構が、前記上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、前記上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、前記スライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備え、前記厚さ測定手段が、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する構成としてある。
【００２３】
磁気ディスク用基板の研磨装置をこのように構成すれば、上定盤の上下動が、スライダ支持部に対するスライダの上下動と、スライダに対する上定盤支軸の上下動との二段階で行われ、磁気ディスク用基板の厚さ測定を、スライダと上定盤支軸との間で行うことが可能になる。
【００２４】
これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサなどの高精度なセンサを用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することができ、その結果、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることが可能になる。
【００２５】
また、厚さ測定手段は、上定盤や下定盤をターゲットとしないため、基板の通過に伴う定盤の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができる許りでなく、摩耗による定盤の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスク用基板の製造方法は、上記のいずれかに記載した磁気ディスク用基板の研磨方法を用いて、磁気ディスク用基板を研磨する工程が含まれる方法としてある。
磁気ディスク用基板の製造方法をこのような方法にすれば、研磨工程における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成できるだけでなく、個体間の寸法バラツキを抑制することが可能になる。これにより、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる。
【００２７】
また、上記目的を達成するため本発明における磁気ディスクの製造方法は、上記磁気ディスク用基板の製造方法によって得られた基板上に、少なくとも磁性層を形成する方法としてある。
このような方法で磁気ディスクを製造すると、高記録密度の磁気ディスクを低コストで製造することができる。
【００２８】
なお、本発明において磁気ディスク用基板の研磨とは、磁気ディスク用基板の寸法及び／又は表面形状を所定の精度に加工する目的で、回転する定盤を用いて基板の正面を所定量削減して厚さを減少させる加工のことである。主に、所定の寸法を得ようとする目的で加工することをラッピング（ｌａｐｐｉｎｇ）といい、主に、表面形状を鏡面化する目的で加工することをポリッシング（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）という。
【００２９】
本発明は、回転する定盤を用いて磁気ディスク用基板の表面を所定量削減して厚さを減少させる加工であれば、どのような加工にも用いることができるが、特に、磁気ディスク用基板のラッピング工程に用いることが好ましい。ラッピング工程においては、所定の寸法精度に加工する点が重視されるので、加工量（削減量、取りしろ）がポリッシング工程よりも多いからである。加工量にばらつきがあると、寸法がばらついてしまうが、本発明では、加工量を精密制御することができるので、このようなことがない。
【００３０】
本発明は、特に、磁気ディスク用のガラス基板の研磨（ラッピング、ポリッシング）に用いることが好ましい。ガラス基板は高剛性かつ平滑であるので、磁気ヘッドの低浮上量化に適しているからである。
また、ガラスの研磨加工にあっては、研磨加工に高い精度を必要とするが、本発明では、精密に基板の厚さを制御することができるので、有用性に優れている。
なお、ガラス基板のなかでも、特に、平滑性の高いアモルファスガラス基板においては優れた作用を発揮し、取り分け、アルミノシリケートガラス基板の研磨に用いると好適である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３２】
［磁気ディスク用基板の研磨装置］
まず、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す全体側面図、図２は、本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す要部正面図である。
図１に示すように、磁気ディスク用基板の研磨装置は、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０、内歯歯車４０、キャリア５０、加工液供給部（図示せず）などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。
【００３３】
下定盤１０は、円環状の水平な上面を有する円盤部材である。この下定盤１０は、基板を所定の寸法に加工するためのラッピング工程においては、パッド等を貼付しなくてもよいが、基板を所定の鏡面に加工するためのポリッシング工程においては、発泡ウレタンなどの研磨パッドを貼付することが好ましい。下定盤１０の下面は、垂直線Ａを中心として回転可能な下部支持部材（図示せず）に固定されている。下部支持部材は、下定盤回転駆動部（図示せず）と連係されており、その駆動によって下定盤１０及び下部支持部材が回転動作される。
なお、下定盤１０は、回転不能に固定されていてもよい。
【００３４】
上定盤２０は、円環状の水平な下面を有する円盤部材である。この上定盤２０も、基板を所定の寸法に加工するためのラッピング工程においては、パッド等を貼付しなくてもよいが、基板を所定の鏡面に加工するためのポリッシング工程においては、発泡ウレタンなどの研磨パッドを貼付することが好ましい。上定盤２０の上面は、垂直線Ａを中心として回転可能な上部支持部材２１に固定されている。上部支持部材２１は、後述する上定盤回転駆動部（図示せず）に連係されており、その駆動によって、上定盤２０及び上部支持部材２１が回転動作される。
また、上定盤２０及び上部支持部材２１は、垂直線Ａに沿って上下動自在に支持されており、後述する上定盤支持機構６０の駆動によって昇降動作される。
【００３５】
太陽歯車３０は、研磨加工部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（図示せず）の駆動に応じて、垂直線Ａを中心として回転動作される。ただし、内歯歯車４０を回転動作させる場合は、太陽歯車３０を回転不能に固定してもよい。
内歯歯車４０は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車３０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４０は、回転不能に固定されているが、垂直線Ａを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
【００３６】
キャリア（遊星歯車）５０は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被研磨加工物である磁気ディスク用基板を保持するためのワーク保持孔（図示せず）が一個又は複数個形成されている。
研磨加工部には、通常、複数個のキャリア５０が配置される。これらのキャリア５０は、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０及び／又は内歯歯車４０の回転に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
【００３７】
つまり、キャリア５０に保持された磁気ディスク用基板を上定盤２０及び下定盤１０で挟持し、この状態でキャリア５０を公転及び自転させることにより、磁気ディスク用基板の上下両面が研磨加工される。
このような研磨加工部では、通常、上定盤２０及び下定盤１０の外径が内歯歯車４０の内径よりも小さくなっており、太陽歯車３０と内歯歯車４０との間で、かつ上定盤２０と下定盤１０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。
【００３８】
加工液供給部は、図示してないが、加工液を貯溜する加工液貯溜樋と、加工液貯溜樋に貯溜された加工液を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する複数のチューブとを備えている。
加工液貯溜樋は、例えば、水平面上に環状の加工液貯溜路を形成しており、複数の支柱部材を介して、上部支持部材２１の上方位置に設けられる。
【００３９】
上定盤２０及び研磨パッドを貼付した場合にはその研磨パッドに、図示してないが、貫通孔が複数形成されており、ここに各チューブの下端部が接続される。これにより、加工液貯溜樋に貯溜された加工液が、チューブ及び貫通孔を介して、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給される。
なお、研磨領域に供給された加工液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び加工液貯溜樋に送られる。
【００４０】
［上定盤支持機構］
以下、本発明に係る研磨装置の特徴部分について説明する。
図１に示すように、上定盤２０は、上定盤支持機構６０によって支持されている。定盤支持機構６０は、上定盤２０の回転中心となる上定盤支軸６１と、上定盤支軸６１を回転かつ上下動自在に支持するスライダ６２と、スライダ６２を上下動自在に支持するコラム（スライダ支持部）６３とを備えている。
【００４１】
上定盤支軸６１は、垂直線Ａを中心としてスライダ６２を上下方向に貫通し、その下端部で上部支持部材２１及び上定盤２０を一体的に支持している。スライダ６２の内部には、スプライン軸である上定盤支軸６１を上下動自在に支持するスプラインスリーブ６４が設けられる。スプラインスリーブ６４は、垂直軸Ａを中心としてスライダ６２に回転自在に支持されるとともに、その外周面には、ギヤ６５が一体的に設けられている。このギヤ６５は、スライダ６２の内部に設けられる上定盤回転駆動部の出力ギヤ６６に噛み合っており、その駆動によってギヤ６５、スプラインスリーブ６４、上定盤支軸６１、上部支持部材２１及び上定盤２０が一体的に回転される。
【００４２】
また、スライダ６２の内部には、上定盤支軸６１を回転自在かつ上下動不能に支持する支持部材６７が設けられている。この支持部材６７は、第一リフトシリンダ６８のロッドに連結され、第一リフトシリンダ６８のロッド伸縮動作に伴って、上定盤支軸６１、上部支持部材２１及び上定盤２０を、スライダ６２に対して上下動させる。第一リフトシリンダ６８による上定盤２０の上下動作は、そのストロークが小さくなっており、主に研磨加工中における基板の加圧や、基板の厚さ制御に用いられる。
【００４３】
コラム６３は、研磨装置のベースに立設されており、例えば、複数のガイドレールを介して、スライダ６２を上下動自在に支持している。スライダ６２とコラム６３との間には、第二リフトシリンダ６９が介設され、そのロッド伸縮動作に伴って、スライダ６２や上定盤２０がコラム６３に対して上下動される。第二リフトシリンダ６９による上定盤２０の上下動作は、そのストロークが大きくなっており、主にキャリア５０に基板をセットする際や、研磨加工された基板をキャリア５０から取り出す際に用いられる。
【００４４】
また、スライダ６２とコラム６３との間には、コラム６３に対するスライダ６２の上下位置を検出するスライダ位置検出手段が介設されている。スライダ位置検出手段としては、例えば、検出範囲が広いマグネスケールなどの位置センサを用いることができる。また、スライダ６２の下降位置（研磨加工位置）や上昇位置（基板着脱位置）を固定する場合は、リミットセンサでスライダ６２の上下限位置を検出してもよい。また、スライダ６２の下限停止は、位置センサ値によるソフトリミットに限らず、ストッパによるハードリミットで行うようにしてもよい。この場合には、位置センサの検出精度に影響されず、スライダ６２を精度良く下限停止させることができる。
【００４５】
［厚さ測定手段］
図１及び図２に示すように、スライダ６２と上定盤支軸６１との間には、スライダ６２と上定盤支軸６１との相対的な上下位置検出にもとづいて、磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段７０が構成されている。本実施形態の厚さ測定手段７０は、上定盤支軸６１の上端面に設けられるターゲットプレート７１と、スライダ６２の上面に、高さ調整手段７２を介して設けられる渦電流センサ７３とを備えている。
【００４６】
ターゲットプレート７１は、円盤状の導体ターゲットであり、上定盤支軸６１の軸心（垂直軸Ａ）に対して直角となるように、上定盤支軸６１の上端面に設けられる。上定盤支軸６１に対するターゲットプレート７１の取り付けは、ネジなどによる一体固定でもよいが、自動調芯機構を介して取り付けることが好ましい。この場合には、上定盤支軸６１の回転に伴ってターゲットプレート７１が自動的に調芯され、ターゲットプレート７１の揺れによる測定精度の低下を防止することができる。
【００４７】
渦電流センサ７３は、ターゲットプレート７１の下面に向けて高周波磁界を発生するように、ターゲットプレート７１の下方に上向きで配置されている。渦電流センサ７３からターゲットプレート７１の下面に向けて高周波磁界を発生させると、ターゲットプレート７１の下面に、高周波磁界を打ち消すように渦電流が流れ、それに伴って渦電流センサ７３のコイルインダクタンスが変化する。渦電流は、ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離に応じて変化し、渦電流センサ７３は、コイルインダクタンスの変化を電圧変化として出力するため、渦電流センサ７３の出力電圧にもとづいて、ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離を特定することが可能になる。
【００４８】
ターゲットプレート７１と渦電流センサ７３との距離は、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置であり、スライダ６２の上下位置を別途特定すれば、渦電流センサ７３の出力電圧にもとづいて、上定盤２０の上下位置を特定し、下定盤１０と上定盤２０に挟持される磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
【００４９】
高さ調整手段７２は、図２に示すように、センサブラケット７４と、このセンサブラケット７４を上下方向に貫通するセンサ支持パイプ７５と、一対のロックナット７６とを備えている。渦電流センサ７３は、センサ支持パイプ７５の上端部に組み込まれ、センサ支持パイプ７５の下端部から引き出される配線７７を介して、Ａ／Ｄ変換器７８に接続される。
【００５０】
センサ支持パイプ７５は、外周面にネジ溝（図示せず）を有しており、センサブラケット７４のネジ孔に貫通状に螺合している。したがって、ロックナット７６を緩めて、センサ支持パイプ７５を回し操作すれば、センサ支持パイプ７５のネジ送り動作により、渦電流センサ７３の上下位置を調整することができ、その後、ロックナット７６を締めれば、渦電流センサ７３を任意の上下位置で固定することが可能になる。
【００５１】
上記のように構成された本実施形態の研磨装置によれば、上定盤２０の上下動を、コラム６３に対するスライダ６２の上下動と、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動との二段階で行い、スライダ６２と上定盤支軸６１との間で磁気ディスク用基板の厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、高精度な渦電流センサ７３を用いて、磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板の厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００５２】
また、渦電流センサ７３は、上定盤２０や下定盤１０をターゲットとしないため、磁気ディスク用基板の通過に伴う定盤１０、２０の振れに影響を受けにくくなる。これにより、安定した厚さ測定を行うことができるだけでなく、摩耗による定盤１０、２０の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことが可能になる。
【００５３】
また、渦電流センサ７３やターゲットプレート７１を、上定盤支軸６１の上端部近傍に配置し、上定盤２０から可及的に離間させているため、加工液の付着によりターゲットプレート７１に錆が発生したり、異物との接触で渦電流センサ７３が破損するなどの不都合を回避し、これらに起因する測定精度の低下を防ぐことが可能になる。
【００５４】
また、渦電流センサ７３は、高さ調整手段７２を介して、スライダ６２に設けられるため、渦電流センサ７３の高さを適宜調整することにより、定盤１０、２０の摩耗や目標厚さの変更に伴う検出値や検出範囲のずれを補正し、良好な測定精度を維持することができる。
【００５５】
［厚さ測定手段の他例］
図３は、厚さ測定手段の他例を示す研磨装置の要部概略正面図である。
この図に示される厚さ測定手段８０は、マグネスケール８１と、センサブラケット８２と、超硬チップ８３とを備えている。
マグネスケール８１は、読み取り部８１ａとスケール部８１ｂとを備えている。リニア変位センサである。スケール部８１ｂに沿って設けられる磁性体には、一定の波長で正弦波が磁気記録されており、これを読み取り部８１ａの二個の磁気ヘッドで読み取ることによって、読み取り部８１ａに対するスケール部８１ｂの相対的な位置を検出する。
【００５６】
センサブラケット８２は、一対の第一リフトシリンダ６８間に架設されており、その中心部（垂直軸Ａと同心）でマグネスケール８１の読み取り部８１ａを支持している。
超硬チップ８３は、きわめて摩耗が少ない超硬材料で形成された円盤状の部材であり、上定盤支軸６１の上端面に一体的に固定されている。マグネスケール８１のスケール部８１ｂは、図示しないバネにより、超硬チップ８３に押し当てられており、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動に追従する。
【００５７】
上記のように構成された厚さ測定手段８０によれば、マグネスケール８１の出力にもとづいて、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置を特定し、下定盤１０と上定盤２０に挟持される磁気ディスク用基板の厚さを測定することが可能になる。
また、マグネスケール８１のスケール部８１ｂが押し当てられる上定盤支軸６１の上端面には、超硬チップ８３が設けられるため、上定盤支軸６１の回転に伴う摩耗を可及的に防止することができる。
【００５８】
［磁気ディスク用基板の研磨方法］
つぎに、本発明に係る磁気ディスク用基板の研磨方法について説明する。
まず、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０の回転が停止した状態で、スライダ６２を上昇させ、下定盤１０と上定盤２０を離間させる。この状態で、キャリア５０にワーク（磁気ディスク用基板）をセットする。
スライダ６２を下降させて、キャリア５０に保持されたワークを上定盤２０及び下定盤１０で挟み、加工液供給部から研磨領域に加工液を供給するとともに、下定盤１０、上定盤２０及び太陽歯車３０を回転動作させ、ワークの研磨加工を開始する。このとき、第一リフトシリンダ６８により上定盤２０を下降方向へ動作させ、所定の圧力でワークを加圧する。
ワークを保持したキャリア５０は、太陽歯車３０の回転動作に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しながら自転し、ワークの研磨加工を進行させ、研磨加工の進行に応じて、ワークの両主表面が平坦化されるとともに、ワークの厚さ寸法が減少する。また、ワークの厚さ寸法が減少すると、それに応じて上定盤２０や上定盤支軸６１も下方へ変位する。
【００５９】
研磨加工中は、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の相対的な上下位置を検出する厚さ測定手段７０（８０）の出力にもとづいて、ワークの厚さ変化を監視し、厚さ測定手段７０（８０）の測定厚さが目標厚さになるまで、ワークの研磨加工を継続する。
厚さ測定手段７０（８０）の測定厚さが目標厚さになったら、下定盤１０、上定盤２０及び太陽歯車３０の回転を停止するとともに、加工液の供給を停止し、研磨加工を終了する。その後、スライダ６２の上昇動作により、上定盤２０を下定盤１０から離間させ、研磨加工されたワークをキャリア５０から搬出する。
【００６０】
上記のような研磨方法によれば、上定盤２０の上下動を、コラム６３に対するスライダ６２の上下動と、スライダ６２に対する上定盤支軸６１の上下動との二段階で行い、スライダ６２と上定盤支軸６１との間でワークの厚さ測定を行うことにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構を設けることなく、渦電流センサ７３などの高精度なセンサを用いて、ワークの厚さを測定することが可能になる。これにより、センサ昇降機構やセンサ退避機構に起因する測定精度の低下を回避し、磁気ディスク用基板となるワークの厚さ寸法精度を向上させることができる。
【００６１】
しかも、厚さ測定手段７０（８０）は、上定盤２０や下定盤１０をターゲットとしないため、ワークの通過に伴う定盤１０、２０の振れに影響を受けることなく、安定した厚さ測定を行うことができるとともに、摩耗による定盤１０、２０の透磁率変化にも影響されず、高精度な厚さ測定を継続的に行うことができる。
【００６２】
［磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法］
つぎに、本発明に係る磁気ディスク用基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法について、図４を参照して説明する。
図４は、磁気ディスク用基板（磁気ディスク）の製造工程を示すフローチャートである。
この図に示すように、磁気ディスク用基板は、ディスク形状加工工程Ｐ１と、ラッピング工程Ｐ２と、鏡面ポリッシング工程Ｐ３と、化学強化工程Ｐ４とを経て製造される。その後、磁気ディスク製造工程Ｐ５を経ることにより磁気ディスクが完成する。
【００６３】
＜ディスク形状加工工程Ｐ１＞
アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスによりディスク状にした。このようなアルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３〜１０重量％・Ｎａ２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有するガラスからなることが好ましい。
【００６４】
更に、上記ガラス基板の組成は、ＳｉＯ２：６２〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜１５重量％、Ｌｉ２Ｏ：４〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４〜１２重量％、ＺｒＯ２：５．５〜１５重量％を主成分として含有するとともに、Ｎａ２Ｏ／ＺｒＯ２の重量比が０．５〜２．０、Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２の重量比が０．４〜２．５であるアルミノシリケートガラスであることが好ましい。
【００６５】
また、ＺｒＯ２の未溶解物が原因で生じるガラス基板表面の突起を無くすためには、モル％表示で、ＳｉＯ２を５７〜７４％、ＺｎＯ２を０〜２．８％、Ａｌ２Ｏ３を３〜１５％、ＬｉＯ２を７〜１６％、Ｎａ２Ｏを４〜１４％含有する化学強化用ガラスなどを使用することが好ましい。このようなアルミノシリケートガラスは、化学強化することによって、ガラス基板表面に１０μｍ〜２００μｍ程度の圧縮応力層を形成することができるので、抗折強度が増加し、ヌープ硬度にも優れる。このような高い剛性が得られるガラス基板は、高速回転する磁気ディスクや、ＬＵＬ（ロードアンロード）方式用磁気ディスクに好適である。
【００６６】
本実施例においては、ＳｉＯ２：６３．６重量％、Ａｌ２Ｏ３：１４．２重量％、Ｎａ２Ｏ：１０．４重量％、Ｌｉ２Ｏ：５．４重量％、ＺｒＯ２：６．０重量％、Ｓｂ２Ｏ３：０．４重量％の組成を有するアルミノシリケートガラスを用いた。
このガラス基板に内径加工、外径加工を行なうことによりドーナツ状のガラスディスクを得た。
【００６７】
＜ラッピング工程Ｐ２＞
つぎに、ガラス基板にラッピング加工を施した。ラッピング工程Ｐ２は、寸法精度や形状精度、表面品質の向上を目的として行う。このラッピング工程Ｐ２によって、ガラス基板の厚さは所定の厚さまで削減される。ラッピング工程Ｐ２は、前述した研磨装置と研磨方法を用いて行った。加工液に含まれる砥粒の粒度は、第１ラッピング工程で＃４００を用い、第２ラッピング工程で＃１０００を用いた。加工液には、アルミナ砥粒と水が含まれる。加工荷重は、６．６〜２００ｇ／ｃｍ２程度に設定した。
【００６８】
ガラス基板を複数枚セットした複数のキャリア５０を、太陽歯車３０と内歯歯車４０を用いて遊星歯車運動させることにより、ガラス基板の両主表面を均一に精密にラッピングした。ラッピング除去量（取りしろ）は、各主表面について１００μｍ以上、特に、２００μｍ以上とすることが好ましい。上限については、所定の寸法、品質が得られる範囲内であれば特に制限を設ける必要はないが、実用上６００μｍ以下とすると製造コストを抑制することができる。
本実施例においては、各主表面についてのラッピング除去量を２００μｍとした。
ラッピング後のガラス基板の寸法は、厚さが０．６８ｍｍ、平坦度は１．５μｍ、表面粗さはＲｍａｘで１．０μｍであった。
なお、ガラス基板の表面には、高いラッピング加工圧力により、圧縮応力層が形成された。このため精密に両主表面を均一にラッピングできないと、ガラスラッピングに由来するトワイマン効果により微小な反りが発生する場合がある。
この工程では、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて、ガラス基板の両主表面をラッピングすることにより、要求される表面形状及び寸法精度を満足するガラス基板が得られた。
【００６９】
＜鏡面ポリッシング工程Ｐ３＞
つぎに、ガラス基板に鏡面ポリッシング工程Ｐ３を施した。鏡面ポリッシング工程Ｐ３は、ラッピング工程Ｐ２で発生した微小なキズなどを除去するとともに、磁気ディスク用基板として用いることができるように、ガラス基板の主表面を高度に平滑化するために行われる。鏡面ポリッシング工程Ｐ３によって、ガラス基板の主表面は、Ｒｍａｘで２〜７ｎｍ程度の鏡面となるよう表面仕上げされる。
【００７０】
鏡面ポリッシング工程Ｐ３は、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて行なった。これに用いる加工液は、ガラス研磨において高い平滑性を実現することのできる酸化セリウム砥粒と水を含む。加工荷重はラッピング工程のときと同様とした。ポリッシング除去量（取りしろ）は、各主表面について０．０１μｍ以上、特に１．０μｍ以上とすることが好ましい。上限については、所定の表面形状（表面粗さなど）が得られる範囲内であれば特に制限を設ける必要はないが、実用上５０μｍ以下とすると製造コストを抑制することができる。
本実施例においては、各主表面についてのポリッシング除去量を１５μｍとした。
上定盤２０及び下定盤１０には、発泡ポリウレタン表面からなる研磨パッドを貼付し、ガラス基板の主表面を精密に研磨した。ガラス基板を複数枚セットした複数のキャリア５０を、太陽歯車３０と内歯歯車４０を用いて遊星歯車運動させることにより、ガラス基板の両主表面を均一に精密に鏡面ポリッシングした。
この工程では、前述した研磨装置及び研磨方法を用いて、ガラス基板の両主表面を鏡面ポリッシングすることにより、要求される表面形状及び寸法精度を満足するガラス基板が得られた。
【００７１】
＜化学強化工程Ｐ４＞
鏡面ポリッシングされたガラス基板に対し、低温イオン交換法により化学強化を行なった。化学強化を行うことにより、ガラス基板の表面に強い圧縮応力層を形成することができるので、ガラス基板の剛性や耐衝撃性を高めることができる。具体的には、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩を３８０℃に加熱して溶融させ、この溶融塩にガラスディスク基板を浸漬させて化学強化を行った。化学強化により表面に形成された圧縮応力層は、バビネ法によると１００μｍであった。
【００７２】
この後に、ガラス基板を精密洗浄し、磁気ディスク用基板が完成した。このガラス基板の表面を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で詳細に測定したところ、表面粗さは、Ｒｍａｘで４．２ｎｍ、Ｒａで０．４ｎｍであり、極めて平滑性の高い鏡面であることが判った。なお、表面粗さは、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づく。
また、磁気ヘッドの浮上を妨げるような、寸法異常、ディスク厚異常、形状異常や反り、ウネリは観察されなかった。また、異物やキズなどの異常も観察されなかった。
なお、１０００枚の磁気ディスク用基板を製造したときの製造歩留まりは９９．５％であった。
【００７３】
＜磁気ディスク製造工程Ｐ５＞
以上の工程を経て完成した磁気ディスク用基板の両主表面に、アルゴン雰囲気でＤＣマグネトロンスパッタリング方法により順次成膜を行った。
まず、ガラス基板上にＡｌＲｕ合金薄膜からなる膜厚３００Åの第１下地層、つぎに、ＣｒＷ薄膜からなる膜厚３０Åの第２下地層を形成した。この上に、ＣｏＣｒＰｔＢ合金薄膜からなる膜厚１００Åの磁性層を形成した。磁性層まで形成された磁気ディスク上にプラズマＣＶＤ法により水素化炭素からなる保護層を６０Å形成した。つぎに、ディップ法によりアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑剤を塗布して１０Åの潤滑層を形成した。以上のようにして、磁気ディスクが完成した。
【００７４】
なお、磁性層としては、高い異方性磁界（Ｈｋ）が得られるＣｏＰｔ系合金磁性層が好ましい。磁性層の形成は、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によることが好ましい。保護層としては、優れた耐久性の得られる炭素系保護層が好ましい。この場合、水素化炭素とすると好適である。保護層の形成は、プラズマＣＶＤ法によることが好ましい。
潤滑層としては、柔軟な主鎖構造を備えているパーフルオロポリエーテル潤滑剤が好ましく、特に、末端基に水酸基を備えるアルコール変性パーフルオロポリエーテル潤滑剤が好適である。潤滑層の形成には、ディップ法、スピンコート法などを採用することができる。
本発明に対して、このような保護層及び潤滑層を組み合わせることにより、タッチダウンハイトをさらに低減させることができる。また、ＬＵＬ（ロードアンロード）方式磁気ディスク用として特に好ましい。
【００７５】
得られた磁気ディスクについて、磁気ヘッドの浮上特性を調査するために、タッチダウンハイト法によるグライド測定を行った。その結果、タッチダウンハイトは４．５ｎｍであった。したがって、浮上量が４．５ｎｍまでは、磁気ヘッドが磁気ディスクに接触しないことが判った。また、測定中に浮上量や浮上姿勢が変動するようなことも無かった。
【００７６】
つぎに、磁気ディスクをハードディスクドライブに搭載して動作状況を確認した。ＬＵＬ（ロードアンロード）方式のハードディスクドライブを用意し、浮上量が１０ｎｍの磁気ヘッドとともに磁気ディスクを搭載した。連続してＬＵＬ動作を繰り返し、耐久性を調査したところ４０万回のＬＵＬ動作に耐久した。ヘッドクラッシュ障害などの故障は発生しなかった。
通常のハードディスクドライブの使用環境では、ＬＵＬ動作が４０万回を超えるには概ね１０年間程度の使用が必要と言われている。したがって、本実施例で提供される磁気ディスクは、高い信頼性を備えている。とともに、高度の品質保証を付与することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制し、その結果、高記録密度の磁気ディスクを歩留まり良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す全体側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る磁気ディスク用基板の研磨装置を示す要部正面図である。
【図３】厚さ測定手段の他例を示す研磨装置の要部概略正面図である。
【図４】磁気ディスク用基板（磁気ディスク）の製造工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  下定盤
２０  上定盤
３０  太陽歯車
４０  内歯歯車
５０  キャリア
６０  上定盤支持機構
６１  上定盤支軸
６２  スライダ
６３  コラム
６８  第一リフトシリンダ
６９  第二リフトシリンダ
７０  厚さ測定手段
７１  ターゲットプレート
７２  高さ調整手段
７３  渦電流センサ
８０  厚さ測定手段
８１  マグネスケール
【図１】
2004345018.tif 000003
【図２】
2004345018.tif 000004
【図３】
2004345018.tif 000005
【図４】
2004345018.tif 000006