JPH1091950A

JPH1091950A - 磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置

Info

Publication number: JPH1091950A
Application number: JP26659896A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Yamamoto; 裕三山本
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨、研削中に発生するスクラッチやピット
形成因子を基板本体の表面から積極的に除去して、基板
の加工表面にスクラッチ痕やピットの発生を低減できる
ようにすること。【解決手段】磁気記録媒体用基板の基板本体１Ａの表
面を砥石３１を用いて研削する磁気記録媒体用基板の製
造装置において、超音波が印加されたクーラントを基板
本体の表面へ供給する第１クーラント供給装置２１、第
２クーラント供給装置２３を備え、この供給装置からの
クーラントの供給下で、砥石により基板本体の表面を研
削するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気記録媒体用基板
の製造方法及び装置に係り、特に基板本体の表面を良好
に加工する磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク用基板に代表される記録媒
体用基板は、基板本体の表面を粗研磨するラッピング工
程、内外周端面を研削して面取りするチャンファ加工工
程、表面を仕上げ研磨するポリッシング工程を経て製造
されている。そして、この基板の表面にテクスチャー層
を形成してその表面を適度に粗面化するテクスチャー工
程、表面に下地層を形成する下地層形成工程、表面に磁
性層を成膜する磁性層形成工程、磁性層上に保護層を形
成する保護層形成工程、更にその膜表面の異常突起を除
去するバーニッシュ工程保護層の上に潤滑層を形成して
製品となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板本体の
表面の研磨は、一般的には、特開平6-339853号公報に記
載のように、遊離砥粒を用いてなされる。ところが、カ
ーボン基板やガラス基板等の基板本体は脆性材料である
ため、研磨・研削中に欠け易く、ＮｉＰ／Ａｌ合金基板
の基板材料に比べ研磨・研削しにくいという欠点があ
る。

【０００４】本発明の課題は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、研磨、研削中に発生するスクラッチ
やピット形成因子を基板本体の表面から積極的に除去し
て、基板の加工表面にスクラッチ痕やピットの発生を低
減できる磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置を提供
することにある。更に好ましくは、電解インプロセスド
レッシングを効率的に実施し、高速・連続研削であって
も、砥石の目詰まりを抑制して砥石の切れ味を常に良好
に維持できる磁気記録媒体用基板の製造方法及び装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、磁気記録媒体用基板の基板本体の表面を砥石を用い
て研削する磁気記録媒体用基板の製造方法において、超
音波が印加された流体を上記基板本体の表面へ供給し
て、この表面を上記砥石により研削するようにしたもの
である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記超音波が印加された流体を磁気記
録媒体用基板の基板本体の表面に直接供給するようにし
たものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記超音波が印加された流体を磁気記
録媒体用基板の基板本体の表面と砥石との接触部に供給
するようにしたものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記超音波が印加された流体を砥石に
供給するようにしたものである。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、上記超音波が印加された流体を電解イ
ンプロセスドレッシング用の電極と砥石との境界部に供
給するようにしたものである。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか一に記載の発明において、上記磁気記録媒体用
基板の基板本体の表面を扇形状の研削痕に研削するよう
にしたものである。

【００１１】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか一に記載の発明において、上記磁気記録媒体用
基板の基板本体の表面を、砥石の設定切込深さを0.05〜
20μm に設定して研削するようにしたものである。

【００１２】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれか一に記載の発明において、上記磁気記録媒体用
基板の基板本体の表面を電解インプロセスドレッシング
を併用し延性加工モードで研削するようにしたものであ
る。

【００１３】請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の
いずれか一に記載の発明において、上記磁気記録媒体用
基板の基板本体の表面を、ループ剛性が 150Ｎ／μm 以
上の研削装置を用いて研削するようにしたものである。

【００１４】請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９
のいずれか一に記載の発明において、上記磁気記録媒体
用基板の基板材料がカーボンであるようにしたものであ
る。

【００１５】請求項１１に記載の発明は、磁気記録媒体
用基板の基板本体の表面を砥石を用いて研削する磁気記
録媒体用基板の製造装置において、超音波が印加された
流体を上記基板本体の表面へ供給する流体供給装置を備
え、この流体供給装置からの上記流体の供給下で上記砥
石により上記基板本体の表面を研削するようにしたもの
である。

【００１６】請求項１〜５及び請求項１１に記載の発明
には、次の作用がある。超音波が印加された流体を磁気
記録媒体用基板の基板本体に供給しながら、この基板本
体の表面を砥石により研削することから、砥石から脱落
した砥粒、研削により基板本体の表面から除去された研
削屑、或いはコンタミ物質等のような研削中に発生する
スクラッチやピット形成因子を、超音波が印加された流
体によって基板本体の表面から積極的に除去できる。こ
の結果、研削により製造された基板の表面にスクラッチ
痕が発生することを抑制でき、基板の品質及び基板の収
率を向上させることができる。

【００１７】また、基板本体に発生したスクラッチ痕を
取り除くために、引き続き仕上げ研磨を実施して基板本
体の表面の取り代を増加させる必要がないので、基板の
生産性を向上させることができる。

【００１８】特に、請求項５に記載の発明には、次の作
用がある。超音波が印加された流体を電解インプロセス
ドレッシング用の電極と砥石との境界部に供給すること
から、砥石の電解インプロセスドレッシング（電解目立
て）中に、上記流体が砥石のバインダの溶解を促進する
ので、電解インプロセスドレッシングを効率的に実施で
きる。この結果、高速・連続研削加工であっても砥石の
目詰まりを抑制でき、砥石の切れ味を常に良好に維持で
きて、基板の品質及び生産性を向上させることができ
る。

【００１９】請求項６に記載の発明には、次の作用があ
る。研削痕が扇状の加工痕を付与するものであることか
ら、磁気記録媒体用基板の表面を良好に平滑化できる。

【００２０】請求項７に記載の発明には、次の作用があ
る。砥石の設定切込深さを0.05〜20μm に設定したこと
から、砥粒の切込深さを、脆性材料からなる基板本体の
延性−脆性遷移点以下に保つことができ、クラックの発
生を伴わない塑性流動的な延性モードでの研削加工を実
施できる。

【００２１】請求項８に記載の発明には、次の作用があ
る。電解インプロセスドレッシングを併用して基板を研
削したことから、砥石の切れ味を常に良好に維持でき、
基板本体の表面を高品位に研削できる。

【００２２】請求項９に記載の発明には、次の作用があ
る。研削装置のループ剛性が 150Ｎ／μm 以上であるこ
とから、この研削装置により砥石の設定切込深さが0.05
〜20μm の範囲内での延性モード加工を実施できる。

【００２３】請求項１０に記載の発明には、次の作用が
ある。磁気記録媒体用基板の基板本体を構成するカーボ
ンは脆性材料であり、ＮｉＰ／Ａｌ合金材料に比べ研削
加工中に研削屑が出易い。この研削屑を、超音波が印加
された流体にて積極的に除去できるので、カーボン基板
であっても研削加工表面にスクラッチ痕の発生を抑える
ことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、樹脂合成工程からコア
抜き工程までのＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図で
ある。図２は、焼成前ラッピング工程から焼成炭素化工
程までのＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図である。
図３は、焼成後ラッピング工程から基板本体完成までの
ＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図である。図４は、
図３の研削装置に装備されるチャックテーブルを示す正
面図である。図５は、研削装置における砥石、基板本体
及び供給ノズルとの位置関係を示す構成図である。図６
は、扇状加工痕を示す模式図である。図７は、砥石の肩
部母線形状を示す断面図である。

【００２５】磁気ディスク用ガラス状炭素基板（ＧＣ基
板）１は、下記製造工程で基板本体１Ａを加工されて製
造され、この基板１に成膜を施されて磁気ディスクとな
る。

【００２６】図１〜図３はＧＣ基板製造プロセスを示
し、(1) 樹脂合成工程、(2) 樹脂硬化工程、(3) コア抜
き工程、(4) 焼成前ラッピング工程、(5) 焼成炭素化工
程、(6) 焼成後ラッピング工程、(7) チャンファ加工工
程、(8) 延性モード加工工程の順で行なわれる。但し、
(4) の焼成前ラッピング工程は省略可能である。また、
(6) の焼成後ラッピング工程と(7) のチャンファ加工工
程の順序は入れ替わってもかまわない。

【００２７】樹脂合成工程では、反応槽１１にて、フェ
ノール変性フラン樹脂を合成する。樹脂合成後の液状の
樹脂は濾過器１２により濾過する。

【００２８】樹脂硬化工程では、一対のガラス板１３、
１３間に、硬化剤を添加・混合した液状の樹脂を注入
し、高温状態で放置して反応させることにより、硬化さ
せ、この後、ガラス板１３、１３から取出して、板状の
硬化樹脂１４を得る。

【００２９】コア抜き工程では、例えばレーザーカッタ
ー（或いはルーター、旋盤、プレス等）を用いて、板状
の硬化樹脂１４から、外径88mm、内径25mmのディスク状
の硬化樹脂（硬化樹脂基板）１５を多数切り抜く。

【００３０】焼成炭素化工程では、黒鉛板（炭素板）１
７上に多数の硬化樹脂基板１５を並べ、その上に更に黒
鉛板１７、多数の硬化樹脂基板１５を順次積層し、これ
らを焼成炉内に入れて、不活性ガス雰囲気下、黒鉛ヒー
タにより、1200℃で焼成することにより、硬化樹脂基板
１５を炭素化して、焼成されたＧＣ基板本体１Ａを得
る。

【００３１】尚、詳しくは、焼成の温度パターンに沿っ
て、ある温度範囲では不活性ガス雰囲気下、また別の温
度範囲では真空にてという具合に、不活性ガス雰囲気下
と真空とを温度範囲にあわせて制御している。不活性ガ
スとしては、具体的には、窒素、アルゴン等を用いる。
このときの収縮率は75％程度であり、焼成前の厚さが0.
9mm〜0.95mm程度であるとすると、焼成後の厚さは0.65m
m〜 0.7mm程度となる。

【００３２】焼成後ラッピング工程では、両面研磨機１
８を用いて、焼成されたＧＣ基板本体１Ａの表面を遊離
砥粒により研磨する。

【００３３】また、使用する砥粒は、平均粒径 1.0〜
6.0μの範囲の砥粒とする。但し、焼成前ラッピング工
程において平均粒径 1.0〜 6.0μの範囲の砥粒を用い
て、焼成後に所望の厚さと平坦度／面粗さとを得ている
場合は、焼成後ラッピング工程を省略可能である。

【００３４】チャンファ加工工程では、ＧＣ基板本体１
Ａの外周面及び内周面を砥石２２、２３により研削して
径を揃えるとともに角部の面取りを行なう。

【００３５】最後の延性モード加工工程では、基板本体
１Ａの表面を研削装置３０の砥石３１により仕上研削加
工する。以上の工程を経て、ＧＣ基板１が得られる。

【００３６】本実施形態では、前述した研削装置３０の
砥石３１による基板本体１Ａの仕上研削加工を下記(1)
、(2) により行なうものである。ここで、基板本体１
Ａは、研削装置３０のワークスピンドル３２に装備され
たチャックテーブル３３に、図４に示すように、複数個
リング状に配置されて真空チャックされる。

【００３７】(1) 研削装置３０の砥石３１による仕上研
削加工は、脆性モード加工がＭｉｘされていても良い
が、好適には延性モード加工により行なう。

【００３８】本明細書において「延性モード加工」と
は、脆性材料においてもクラックの発生を伴わない塑性
流動的な除去加工、即ち脆性破壊（破砕）ではなく材料
の無損傷を特徴とする研削加工を意味する。係る加工技
術は、材料への個々の砥粒の切込深さを常に延性−脆性
遷移点以下に保つことにより達成される。このことを達
成する手段としては特に限定されるものではなく、通常
公知の方法を用いることができる。例えば、脆性材料で
あるカーボンを含む磁気ディスク用基板に用いられる材
料の多くは、その延性−脆性遷移点（ｄｃ）が 2〜100n
m であるため、砥石の設定切込深さを 0.05 〜20μm 、
好ましくは 0.1〜10μm 、より好ましくは0.1〜 5μm
とすれば良い。ここで、砥石の設定切込深さは、装置位
置決め精度の観点から0.05μm 以上が好ましく、研削負
荷及びマイクロクラック発生を抑制する観点から20μm
以下とするのが好ましい。

【００３９】更に、その砥石の設定切込深さに応じてホ
イール（固定砥粒）外周の肩にＲをつけることは、砥石
の設定切込深さが大きくてもマイクロクラックのない延
性加工面が得られるため、より好ましい（図７）。Ｒの
形状等については、個々の砥粒の切込深さが被研削材料
のｄｃより小さくなるよう設定すれば良い。例えば、下
記で表される式において、

【数１】（ここで、ｄ_N は被加工基板１回転当たりの切込深さで
あり、次式で表わされる。

【００４０】

【数２】また、ｆは被加工基板１回転当たりのホイール横送り
量、Δは設定切込深さ、Ｒはホイール外周の肩の曲率半
径、ｄ_g は個々の砥粒の切込深さ、ａは砥粒の間隔、Ｖ
_W は被加工基板周速度、Ｖ_g はホイール周速度、及びＤ
はホイール直径を示す。）ｄ_g ＜ｄｃとなるように設定
すれば良い。

【００４１】このように研削することで、基板本体１Ａ
にマイクロクラックの発生が抑えられた表面が得られ
る。然も、基板本体１Ａの表面に扇状の加工痕が付与さ
れるため、研削による平滑化が良好に達成され、経済的
に有利である。

【００４２】本明細書における扇状の加工痕の「扇状」
とは、図６に模式的に示したような、実質的に同心円状
の形状である。当該同心円の中心は基板本体１Ａ上にあ
っても良く、基板本体１Ａ外にあっても良い。好ましく
は、基板本体１Ａの半径ｒ₁と加工痕の半径ｒ₂ との関
係がｒ₂ ≧ｒ₁ を満たすものであり、より好ましくは、
加工される基板本体１Ａの取付作業性及び装置の加工精
度の点から、 100ｒ₁≧ｒ₂ ≧ 2ｒ₁ の関係を満たすも
のである。この加工痕の形状は、光学的顕微鏡にて観察
される。

【００４３】上述の延性モード加工の際の砥石の設定切
込深さは、前述の如く、装置位置決め精度の観点及び研
削負荷及びマイクロクラック発生を抑制する観点から0.
05〜20μm であることが好ましい。砥石の設定切込深さ
が0.05〜20μm での延性モード加工を達成するために
は、研削装置３０、砥石３１等は次の条件を満たす必要
がある。

【００４４】1)動剛性が極めて高い砥石スピンドルの設
定と製作。半径方向、軸方向の運動誤差が100nm 以下。

【００４５】2)動剛性の極めて高い工作物支持及び運動
系の設計と製作。経験則から加工機工具と工作物間のル
ープ剛性として 150Ｎ/ μm （静剛性）以上の値。

【００４６】3)砥石３１の高精度ツルーイング及び適度
な気孔度を確保するための砥粒結合剤のドレッシング。
更に、砥石３１上の個々の砥粒の切れ刃高さ分布がｄｃ
以下であることが望ましい。

【００４７】従って、本発明に用いられる研削装置３０
としては、上記の諸条件を満たすものであれば特に限定
されるものではない。具体的には、例えば、（株）日進
機械製作所製超精密平面研削装置（ＨＰＧ− 2Ａ）等が
挙げられる。超精密平面研削装置（ＨＰＧ− 2Ａ）は、
脆性材料の延性モード加工を目的として開発されたもの
であり、次のような特質を有する。

【００４８】1)半径、軸方向の運動精度が100nm 以下 2)加工機工具と工作物間のループ剛性が 170Ｎ/ μm
（静剛性） 3)ツルーイング精度が100nm

【００４９】従って、この超精密平面研削装置（ＨＰＧ
− 2Ａ）は上記装置条件の全てを満たすものである。

【００５０】また、上述の扇状の加工痕を形成させるに
は、例えば、加工される基板本体１Ａを、図３に示す研
削装置３０のワークスピンドル３２に装備されたチャッ
クテーブル３３（図４）上で、ワークスピンドル３２の
回転中心を含まないように、即ちｒ₂ ≧ｒ₁ の関係を満
たすように偏心して取付けてチャックテーブル３３を回
転させ、砥石３１（ストレートホイール）に微小切込み
を与えた上、砥石３１をチャックテーブル３３に沿って
矢印Ｘ方向に相対的に横送りすれば良い。

【００５１】尚、砥石３１は、図３（８）及び図５に示
すようなストレートホイールの外周上にダイヤモンド砥
粒等の砥粒をメタルバインダーで固定したメタルボンド
ストレートホイールや、カップホイールの開口端面上に
ダイヤモンド砥粒等の砥粒をメタルボンドバインダで固
定したメタルカップホイールが好ましく利用できる。

【００５２】(2) 研削装置３０の砥石３１による仕上研
削加工は、図５に示す如く、電源２０の陽極の電場を砥
石３１に印加すると共に、電源２０の陰極を第１クーラ
ント供給装置２１に一体化されている電極２２に接続す
る。ここで、電極２２は砥石３１の外周の一部を覆うよ
うに設置される。また、第１クーラント供給装置２１
は、電極２２と砥石３１との境界部に電解質を含んだク
ーラントを供給する。基板本体１Ａと砥石３１の双方を
回転させながら研削加工することにより、砥石３１のメ
タルポンドの溶解による電解インプロセスドレッシング
（ＥＬＩＤ）を実現し、基板本体１Ａを延性モードで研
削加工する。

【００５３】上記(1) 及び(2) における研削装置３０に
は、図５に示すように、第２クーラント供給装置２３が
設置される。この第２クーラント供給装置２３は、超音
波が印加されたクーラント（超音波印加クーラント）を
供給ノズル２４から吐出するものであり、供給ノズル２
４は、上記超音波印加クーラントを、チャックテーブル
３３に真空チャックされた基板本体１Ａに直接吐出して
供給する位置に設置される（実線表示）。

【００５４】この供給ノズル２４は、２点鎖線に示すよ
うに、超音波印加クーラントを砥石３１とチャックテー
ブル３３上の基板本体１Ａとの接触部に吐出する位置に
設置して、チャックテーブル３３上の基板本体１Ａに上
記超音波印加クーラントを間接的に供給してもよく、
又、破線に示すように、超音波印加クーラントを砥石３
１に吐出する位置に設置して、この超音波印加クーラン
トをチャックテーブル３３上の基板本体１Ａに間接的に
供給してもよい。更に、電解インプロセスドレッシング
を併用する場合には、超音波印加クーラントを第１クー
ラント供給装置２１から電極２２と砥石３１との境界部
に吐出して、チャックテーブル３３上の基板本体１Ａに
間接的に供給してもよい。

【００５５】クーラントに印加される超音波の発信周波
数は、10KHz 〜数MHz の範囲及びその前後であり、好ま
しくは10〜500KHzである。25KHz/100KHzといった２種又
は２種以上の周波数を組み合せると効率がよくなる場合
がある。また、超音波が印加されるクーラントは、水又
は電解質を含んだ水溶液である。溶存空気を極力低くし
た方が、超音波の効率がよくなるので好ましく、5ppm以
下が好ましい。液温は、溶存空気を減らす点から低い方
が望ましく、20℃以下が好ましい。

【００５６】従って、上述の発明の実施の形態によれ
ば、次の効果を奏する。超音波が印加されたクーラント
を第２クーラント供給装置２３の供給ノズル２４、第１
クーラント供給装置２１から磁気記録媒体用基板１の基
板本体１Ａに供給しながら、この基板本体１Ａの表面を
砥石３１により研削することから、砥石３１から脱落し
た砥粒、研削により基板本体１Ａの表面から除去された
研削屑、或いはコンタミ物質等のような研削中に発生す
るスクラッチ形成因子を、超音波が印加された流体によ
って基板本体１Ａの表面から積極的に除去できる。この
結果、研削により製造された基板の表面にスクラッチ痕
やピットの発生することを抑制でき、基板１の品質及び
基板１の収率を向上させることができる。

【００５７】また、基板本体１Ａに発生したスクラッチ
痕を取り除くために、引き続き仕上げ研磨を実施して基
板本体１Ａの表面の取り代を増加させる必要がないの
で、基板の生産性を向上させることができる。

【００５８】更に、第１クーラント供給装置２１から、
超音波が印加されたクーラントを電解インプロセスドレ
ッシング用の電極２２と砥石３１との境界部に供給する
場合には、砥石３１の電解インプロセスドレッシング
（電解目立て）中に、上記クーラントが砥石３１のバイ
ンダの溶解を促進するので、電解インプロセスドレッシ
ングを効率的に実施できる。この結果、高速・連続研削
加工であっても砥石３１の目詰まりを抑制でき、砥石３
１の切れ味を良好に維持できて、基板の品質及び生産性
を向上させることができる。

【００５９】また、上述の研削により磁気記録媒体用基
板１の表面に形成された研削痕が扇形状の加工痕である
ことから、磁気記録媒体用基板１の表面を良好に平滑化
できる。

【００６０】更に、砥石３１の設定切込深さを0.05〜20
μm に設定したことから、砥粒の切込深さを、脆性材料
からなる基板本体１Ａの延性−脆性遷移点以下に保つこ
とができ、クラックの発生を伴わない塑性流動的な延性
モードで研削加工を実施できる。

【００６１】また、電解インプロセスドレッシングを併
用して基板本体１Ａを研削したことから、砥石３１の切
れ味を常に良好に維持でき、基板本体の表面を高品位に
研削することができる。

【００６２】更に、研削装置３０のループ剛性が 150Ｎ
／μm 以上であることから、この研削装置３０により砥
石３１の設定切込深さが0.05〜20μm の範囲内での延性
モード加工を実現できる。

【００６３】また、磁気記録媒体用基板１の基板本体１
Ａを構成するカーボンは脆性材料であり、ＮｉＰ／Ａｌ
合金材料等に比べて研削加工中に研削屑が出易い。この
研削屑を、第２クーラント供給装置２３の供給ノズル２
４或いは第１クーラント供給装置２１から供給された超
音波印加クーラントにて積極的に除去できるので、カー
ボン基板であっても研削加工表面にスクラッチ痕の発生
を抑えることができる。

【００６４】更に、上述のようにして、Ｒａ（表面粗
さ）が 2〜100 オングストロームであって、Ｒｐ（突起
高さ）／Ｒａ（表面粗さ）が 2〜10であり、平坦度10μ
m 以下の鏡面加工基板が得られる。ここで、Ｒａはより
好ましくは 2〜50オングストローム、特に好ましくは 2
〜30オングストロームである。研削生産性の観点から 2
オングストローム以上が好ましく、例えば磁気ディスク
用に用いる場合にはヘッドの浮上特性の観点から 100オ
ングストローム以下が好ましい。また、Ｒｐ／Ｒａはよ
り好ましくは 2〜8 、特に好ましくは 2〜4 である。こ
こで、ホイールのツルーイング（形状修正）工程の管理
負担軽減の観点から 2以上が好ましく、表面の摺動耐久
性の観点から10以下が好ましい。更に、本発明の表面加
工基板は、その平坦度が10μm 以下のものが磁気ヘッド
の浮上走行安定性の観点から好ましい。より好ましい値
は 6μm 以下である。

【００６５】

【実施例】本発明例を比較例とともに説明する。但し、
本発明は以下の実施例に限定されるものではない。（基板本体の焼成）フルフリルアルコール樹脂を公知の
方法である成形、予備焼成処理によりカーボン基板の基
板本体を製造した。より具体的には、次のようにして製
造した。フルフリルアルコール 500重量部、92％ホルム
アルデヒド 400重量部及び水30重量部を80℃で攪拌して
溶解した。次いで、攪拌下でフェノール 520重量部、水
酸化カルシウム9.5 重量部及び水45重量部の混合液を滴
下し、80℃で 3時間反応させた。その後フェノール30重
量部、上記のフェノール／水酸化カルシウム／水混合液
を更に滴下し、80℃で 2時間反応させた。30℃に冷却
後、30％パラトルエンスルホン酸水溶液で中和した。こ
の中和物を減圧化で脱水し、 170重量部の水を除去し、
フルフリルアルコール 500重量部を添加混合し、樹脂中
の不溶分をメンブランフィルターで濾過した。この樹脂
が含むことのできる水の量を測定したところ、35重量％
であった。

【００６６】この熱硬化性樹脂 100重量部に対し、パラ
トルエンスルホン酸70重量％、水20重量％、セルソルブ
10重量％の混合液0.5 重量部を添加し、充分攪拌後、厚
さ2mm の円盤状の型に注入し、減圧脱泡した。次いで、
50℃で 3時間、80℃で 2日間加熱硬化した。この熱硬化
物を所定のドーナツ形状に加工し、このあと有機物焼成
炉で窒素雰囲気下で2 〜5 ℃／時の昇温速度で700 ℃ま
で加熱し、次いで5 〜20℃／時の昇温速度で1200℃まで
加熱焼成し、この温度で 2時間保持した後、冷却し、直
径1.8 インチのカーボン基板の基板本体を得た。このよ
うにして得られた基板本体は、Ｒａ350 オングストロー
ム、密度1.5g/cm²、ビッカース硬度650、構造はアモル
ファス状であった。

【００６７】（基板本体の粗加工）焼成されたカーボン
基板の基板本体を、ＳＰＥＥＤＦＡＭ社製 9Ｂ 5Ｌ型
両面研磨機を使用し、紛砕炭化ケイ素砥粒のひとつであ
るＧＣ（緑色炭化ケイ素研磨材）＃800 を用い、濃度 4
重量％の遊離砥粒方式によるラッピング加工を行なっ
た。定盤には鋳鉄定盤を用いた。研磨代は、片面当たり
200 μm とした。得られたカーボン基板のＲａは 2μm
であった。この後、芝技研製チャンファー加工機ＳＧ−
Ｔにより、内・外径を所定の寸法に切揃え、面取り加工
（45°）（チャンファー加工）を行なった。更に、上記
両面研磨機を使用し、ＧＣ＃4000砥粒を用い、濃度20重
量％の遊離砥粒方式によりラップ研磨を行なった。この
ラップ研磨は、鋳鉄定盤を用い、研削代は片面当たり70
μm とした。得られたカーボン基板のＲａは0.1 μm で
あった。この後、上記チャンファー加工機を使用し、チ
ャンファー加工を行なった。

【００６８】（基板本体の仕上加工）粗加工されたカー
ボン基板の基板本体の両表面を延性モード加工により仕
上研削し、鏡面加工基板を得た。主な加工条件は表１及
び以下の通りである。

【００６９】研削装置：超精密横型平面研削装置
（（株）日進機械製作所製ＨＰＧ− 2Ａ）ワークテーブルの直径：200mm ワークテーブルの回転数：530rpm 砥石周速：1260m/min 砥石送り速度：30mm/min 砥石：＃6000、＃8000、＃12000 、＃20000 の 4種類の
砥石のいずれかを用いた。砥石の形状はストレートホイ
ール又はカップホイールである。クーラント：ユシロ化学製のＥＬＩＤ No.35の 2％水溶
液、（株）ノリタケカンパニーリミテッド製のＡＦＧ−
Ｍの 2％水溶液、又は水のいずれかを用いた。ＥＬＩＤ電源：新東ブレータ（株）製、パルス電源ＥＤ
Ｐ−10Ａ初期ツルーイング：＃200 ダイヤモンド（平均粒径約75
μm ）（（株）オリエンタルダイヤ工具研究所製：ＳＤ
200Ｑ75Ｍ）初期ドレッシング： 3Ａ×15分パルス（矩形波）サイクル：4 マイクロ秒

【００７０】各ダイヤモンドの砥石ホイールの肩は精密
ツルーリングにより図７（Ａ）又は（Ｂ）に示すように
母線形状を整え、個々の砥粒の切込深さがカーボン基板
の延性−脆性遷移点（約50nm）以下となるように設定し
た。尚、係る円弧形状（母線形状）の測定は、電気マイ
クロメーター（（株）東京精密製：ミニコムＥ−Ｍ 5
Ｐ）を用い、検出器はＥ−ＤＴ−ＬＪ−Ｍ30（検出器の
測定力は7gf ）を用いて行なった。

【００７１】基板本体１Ａは、テーブルチャック３３に
12枚が同時に真空チャックされて固定される。また、上
記研削装置における研削は、砥石の設定切り込み深さを
4μm として 1パス（往方向）、 2μm として 1パス
（復方向）移動することにより行ない、これを基板本体
１Ａの両表面について行なった。ここで、往方向、復方
向の基準の方向は、図３におけるＸ方向であり、砥石３
１をチャックテーブル３３に対して相対的にＸ方向に動
かすことによって達成される。

【００７２】また、加工モードの判定は、光学顕微鏡或
いはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて実施する。基板
本体にクラックがなく、スムーズな研削面であれば延性
モード加工であると判定する。基板表面にクラックやピ
ットがあり、スムーズでない研削面であれば脆性モード
加工であると判定する。クラック、ピット及び研削面性
状が両モードの中間程度である場合には、脆性／延性混
合モードであると判定する。

【００７３】また、スクラッチ痕の発生頻度は、45枚の
基板本体の両表面を連続加工した際に、ハロゲンランプ
下で肉眼により観察できる 3mm以上のスクラッチ痕を 1
本以上有する加工面の発生％で表示する。

【００７４】また、Ｒａ、Ｒｐは、触針式表面粗さ計
（Ｔｅｎｃｏｒ（株）製：型式Ｐ2 ）を用いて下記条件
で測定して得た値である。

【００７５】測定条件触針先端半径： 0.6μm （針曲率半径）触針押し付け力：7mg 測定長： 250μm × 8箇所トレース速度：2 ， 5μm ／秒カットオフ：1.25μm （ローバスフィルター）また、平坦度は、ＺＹＧＯ社製（型式：Ｍａｒｋ−4 ）
により測定した。尚、本明細書において、Ｒａ、Ｒｐ及
び平坦度は、加工痕形状を直交する方向（粗さ等が最大
となる方向）に触針をスキャンして測定した。

【００７６】

【表１】

【００７７】（実施例１）粗研削加工されたカーボン基
板の基板本体の両表面を、上述の仕上げ加工条件及び表
１の加工条件下で研削加工した。この実施例１では、電
解インプロセスドレッシングを併用せず、第２クーラン
ト供給装置の供給ノズルはチャックテーブル３３上の基
板本体へ超音波印加クーラント（水）を吐出する位置に
設置されている。研削面は、延性モード加工面であっ
た。

【００７８】（実施例２、３、５、６）粗加工されたカ
ーボン基板の基板本体の両表面を、実施例１と同様にし
て研削加工した。この実施例３、５、６では電解インプ
ロセスドレッシングを併用し、第２クーラント供給装置
の供給ノズルは、チャックテーブル上の基板本体へ超音
波印加クーラントを吐出する位置、及び砥石とチャック
テーブル上の基板本体との接触部へ超音波印加クーラン
トを吐出する位置にそれぞれ設置され、第１クーラント
供給装置は、砥石と電極との境界部へ超音波印加クーラ
ントを吐出する位置に設置されている。研削面は、いず
れも延性モード加工面であった。

【００７９】（実施例４）直径 1.8インチにカットされ
た粗研磨及びチャンファ加工済の半導体シリコンウエハ
の基板本体の両表面を、下記条件以外は実施例１と同様
にして加工した。この実施例４では、砥石の設定切込深
さを 3μm として 1パス、次に 2μm として 1パス、そ
の後 0.2μm として 1パス、基板本体の両表面について
行なった。研削面は、延性モード加工面であった。

【００８０】（比較例１）粗加工されたカーボン基板の
基板本体の両表面を、下記条件以外は実施例１と同様に
して研削加工した。この仕上げ研削では、電解インプロ
セスドレッシングが併用されず、且つ基板本体へクーラ
ントも供給されていない。研削面は、脆性モードによる
加工面であった。

【００８１】横型ロータリー平面研削盤：（株）不二越
ＨＳＧ−１０Ａ２型ワークテーブル直径：200mm ワークテーブルの回転数：2500rpm ホイール回転数：300rpm 送り速度： 2μm ／分

【００８２】（比較例２）粗加工されたカーボン基板の
基板本体の両表面を、比較例１と同様にして研削加工し
た。この仕上研削では、電解インプロセスドレッシング
が併用され、超音波が印加されていないクーラントがチ
ャックテーブル上の基板本体、チャックテーブル上の基
板本体と砥石との接触部、及び砥石と電極との境界部へ
それぞれ供給されている。研削面は、脆性モード加工面
であった。

【００８３】（比較例３）粗加工されたカーボン基板の
基板本体の両表面を、比較例１と同様にして仕上げ研削
した。この比較例３では、電解インプロセスドレッシン
グが併用され、超音波が印加されていないクーラントが
比較例２と同位置に供給されている。研削面は、脆性モ
ード加工面であった。

【００８４】（比較例４）直径 1.8インチにカットされ
た粗研磨及びチャンファ加工済の半導体シリコンウエハ
の基板本体の両表面を、比較例１と同様に加工した。こ
の仕上げ研削では、電解インプロセスドレッシングが併
用され、超音波が印加されていないクーラントが比較例
２及び３と同位置に供給されている。研削面は、延性モ
ードによる加工面であった。

【００８５】表１に示すように、実施例１〜６の各実施
例では、研削中の基板本体へ超音波印加クーラントが供
給されてスクラッチ形成因子が積極的に除去されたこと
から、磁気記録媒体用基板の表面のスクラッチ痕の発生
頻度が、比較例１〜４に比べ大幅に低減していることが
わかる。

【００８６】また、実施例１〜６の各実施例では、磁気
記録媒体用基板の表面粗さＲａが 1〜 100オングストロ
ームの範囲内にあり、平坦度も比較例１〜４よりも小さ
く、各比較例に比べ良好な鏡面加工基板であることが分
かる。

【００８７】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本
発明が適用される基板本体の材質はカーボン、シリコン
に限らず、Ａｌ合金、Ｔｉ等であってもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る磁気記録媒
体用基板の製造方法及び装置によれば、研磨、研削中に
発生するスクラッチやピット形成因子を基板本体の表面
から積極的に除去して、基板の加工表面にスクラッチ痕
やピットの発生を低減することができる。更に、電解イ
ンプロセスドレッシングを併用する場合には、この電解
インプロセスドレッシングを効率的に実施し、高速・連
続研削であっても、砥石の目詰まりを抑制して砥石の切
れ味を常に良好に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、樹脂合成工程からコア抜き工程までの
ＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図である。

【図２】図２は、焼成前ラッピング工程から焼成炭素化
工程までのＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図であ
る。

【図３】図３は、焼成後ラッピング工程から基板本体完
成までのＧＣ基板の製造プロセスを示す工程図である。

【図４】図４は、図３の研削装置に装備されるチャック
テーブルを示す正面図である。

【図５】図５は、研削装置における砥石、基板本体及び
供給ノズルとの位置関係を示す構成図である。

【図６】図６は、扇状加工痕を示す模式図である。

【図７】図７は、砥石の肩部母線形状を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ガラス状カーボン基板（ＧＣ基板）１Ａ基板本体２１第１クーラント供給装置（流体供給装置）２２電極２３第２クーラント供給装置（流体供給装置）２４供給ノズル３０研削装置３１砥石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体用基板の基板本体の表面を
砥石を用いて研削する磁気記録媒体用基板の製造方法に
おいて、超音波が印加された流体を上記基板本体の表面へ供給し
て、この表面を上記砥石により研削することを特徴とす
る磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項２】上記超音波が印加された流体を磁気記録
媒体用基板の基板本体の表面に直接供給する請求項１に
記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項３】上記超音波が印加された流体を磁気記録
媒体用基板の基板本体の表面と砥石との接触部に供給す
る請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項４】上記超音波が印加された流体を砥石に供
給する請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方
法。
【請求項５】上記超音波が印加された流体を電解イン
プロセスドレッシング用の電極と砥石との境界部に供給
する請求項１に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項６】上記磁気記録媒体用基板の基板本体の表
面を扇形状の研削痕に研削する請求項１〜５のいずれか
一に記載の磁気記録媒体用基板の製造方法。
【請求項７】上記磁気記録媒体用基板の基板本体の表
面を、砥石の設定切込深さを0.05〜20μm に設定して研
削する請求項１〜６のいずれか一に記載の磁気記録媒体
用基板の製造方法。
【請求項８】上記磁気記録媒体用基板の基板本体の表
面を電解インプロセスドレッシングを併用し延性加工モ
ードで研削する請求項１〜７のいずれか一に記載の磁気
記録媒体用基板の製造方法。
【請求項９】上記磁気記録媒体用基板の基板本体の表
面を、ループ剛性が150Ｎ／μm 以上の研削装置を用い
て研削する請求項１〜８のいずれか一に記載の磁気記録
媒体用基板の製造方法。
【請求項１０】上記磁気記録媒体用基板の基板材料が
カーボンである請求項１〜９のいずれか一に記載の磁気
記録媒体用基板の製造方法。
【請求項１１】磁気記録媒体用基板の基板本体の表面
を砥石を用いて研削する磁気記録媒体用基板の製造装置
において、超音波が印加された流体を上記基板本体の表面へ供給す
る流体供給装置を備え、この流体供給装置からの上記流体の供給下で上記砥石に
より上記基板本体の表面を研削することを特徴とする磁
気記録媒体用基板の製造装置。