円盤状基板の研磨装置、および基板ホルダ
【課題】円盤状基板を積層した積層ワークを研磨装置にセッティングする作業を大幅に軽減する。
【解決手段】円盤状基板の内周面を研磨する研磨装置７０において、軸方向に沿って中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車５６とを備えた基板ホルダ５０と、円盤状基板の開孔に挿入され開孔を研磨するブラシ６０と、この基板ホルダ５０に設けられた歯車５６を噛合する駆動側歯車７６と、駆動側歯車７６を回転駆動させる駆動手段とを備えた。
【解決手段】円盤状基板の内周面を研磨する研磨装置７０において、軸方向に沿って中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車５６とを備えた基板ホルダ５０と、円盤状基板の開孔に挿入され開孔を研磨するブラシ６０と、この基板ホルダ５０に設けられた歯車５６を噛合する駆動側歯車７６と、駆動側歯車７６を回転駆動させる駆動手段とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気記録媒体用ガラス基板などの円盤状基板の内周を研磨する研磨装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録メディアとしての需要の高まりを受け、近年、円盤状基板であるディスク基板の製造が活発化している。このディスク基板の一つである磁気ディスク基板としては、アルミ基板とガラス基板とが広く用いられている。このアルミ基板は加工性も高く安価である点に特長があり、一方のガラス基板は強度、表面の平滑性、平坦性に優れている点に特長がある。特に最近ではディスク基板の小型化と高密度化の要求が著しく高くなり、基板の表面の粗さが小さく高密度化を図ることが可能なガラス基板の注目度が高まっている。
【０００３】
このような磁気ディスク基板の製造装置については種々の改良が加えられている。公報記載の従来技術として、中心孔を有するガラスディスクの内周面を研磨する技術が存在する（例えば、特許文献１〜３参照。）。
この特許文献１では、ガラスディスクを積層した積層ガラスディスクを中心軸回りに回転可能にセッティングし、軸回りに無数のブラシ毛を持つ軸付研磨ブラシを積層ガラスディスクの中心孔に挿入する。そして、この積層ガラスディスクを、軸付研磨ブラシの回転方向とは逆方向に回転させつつ往復動させて、積層ガラスディスクの内周面を研磨している。
【０００４】
また、特許文献２では、研磨対象である複数の磁気ディスク用基板を同心状とし積層した状態で収納し保持する円筒状の保持治具を備えている。そして、この保持治具は、ハウジングを介して軸回りに回動自在に保持されている。このとき、保持治具は水平方向に保持されている。
【０００５】
更に、特許文献３では、ワーク収納ボックスの内部に、ドーナツ盤状に中心孔を有するガラスディスクを積層させて収納し、その積層ガラスディスクの上端面外周縁を押止部材を介してボルトで締め付けて圧接することで、ガラスディスクをワーク収納ボックスにセットしている。そして、ガラスディスクがセットされたワーク収納ボックスを、研磨装置の回転駆動体２２に載せ、ボルトで固定している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３８８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５０号公報
【特許文献３】特開２０００−８４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば上記特許文献１や特許文献２などに記載されているような従来技術では、研磨装置上で直接、ディスクを積層させている。そのために、ディスクの積層、ディスク取り外し等の実際の研磨動作の前後の作業が繁雑化し、結果として作業効率が低下する。
【０００８】
また、例えば特許文献３に記載されるように、ワーク収納ボックスなどのホルダにディスクを積層させた後に研磨装置に設置する構成を採用すれば、上記の課題は解決できる。しかしながら、このホルダを例えばボルトで研磨装置に固定する場合には、ホルダを精度良く位置決めしながら固定することが難しく、位置決め固定作業の工数が非常に多くなる。
【０００９】
更に、例えば積層されたワークの中で内周研磨をより均一化させたいと欲する場合には、研磨ブラシと基板ホルダとの対応位置を変えるなど、研磨条件を変えて偏った研磨を抑制することが有効である。このとき、例えば積層されたワークを軸方向に反転させることが非常に有効であるが、従来の技術では、積層されたワークの反転は容易ではない。その結果、従来では、多大な工数をかけて良好な研磨を実現するか、または良好な研磨作業の採用を断念せざるを得なかった。
【００１０】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、研磨装置へのワークの取り付け作業を簡易化することにある。
また他の目的は、簡易に研磨条件を変えることができる研磨装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明が適用される円盤状基板の研磨装置は、中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車とを備えた基板ホルダと、この円盤状基板の開孔に挿入され開孔を研磨するブラシと、この基板ホルダに設けられた歯車を噛合する駆動側歯車と、駆動側歯車を回転駆動させる駆動手段とを備えた。
【００１２】
ここで、この基板ホルダに設けられる歯車は、基板ホルダが軸方向に反転して用いられた際にも駆動側歯車に対して噛み合う位置に設けられることを特徴とすれば、積層ワークを簡易に反転させることが可能となり、研磨条件を変えることによって偏った研磨を抑制できる。また、この基板ホルダに設けられる歯車は、基板ホルダの軸方向に対して略々対象位置に複数個、設けられることを特徴とすることができる。
【００１３】
更に、この基板ホルダは、外周部に設けられた当接円環部材を更に備え、この駆動側歯車が設けられた回転軸に取り付けられた円環部材に当接円環部材が当接することによって、歯車と歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定めるようにすることができる。
また更に、この当接円環部材は基板ホルダの軸方向に複数設けられ、円環部材は各々の当接円環部材に対応して複数設けられ、複数の円環部材によって各々の当接円環部材を支持することで基板ホルダを水平方向に支持することを特徴とすることができる。
また、この円環部材または当接円環部材に設けられ基板ホルダを軸方向に往復移動させるフランジを更に備えたことを特徴とすることができる。
【００１４】
一方、本発明が適用される基板ホルダは、中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、この装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開口と、開口の近傍であって外周の表面に設けられ研磨液を開口に導くフィンと、外周部に設けられる歯車とを備えた。
【００１５】
また他の観点から捉えると、本発明が適用される基板ホルダは、中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と、この円盤状基板の開孔に挿入されて開孔を研磨するブラシに対して円盤状基板を別個に回転させるために外周部に設けられた歯車と、この外周部に設けられ、歯車とこの歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定める当接円環部材とを備えた。
【００１６】
また更に、本発明が適用される円盤状基板は、これらの装置によって内周が研磨されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように構成された本発明によれば、これらの構成を採用しない場合に比べて、円盤状基板を積層した積層ワークを研磨装置にセッティングする作業を大幅に軽減することが可能となる。
【００１８】
また、中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、この装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開孔と、開孔の近傍であって外周の表面に設けられ研磨液を開孔に導くフィンとを備えることで、研磨装置にセッティングされた状態にて、円盤状基板の中心の開孔に対して研磨液を良好に流入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１−１（ａ）〜（ｄ）、図１−２（ｅ）〜（ｈ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。この製造工程では、まず図１−１（ａ）に示す１次ラップ工程にて、円盤状基板（ワーク）１０の原材料を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を削る。このとき、円盤状基板１０を載置した定盤２１の表面には、例えばダイヤモンドの砥粒が分散して散りばめられる。次に、図１−１（ｂ）に示す内外周研削工程にて、円盤状基板１０の中心に設けられた開孔（hole）１２を内周砥石２２によって研削し、円盤状基板１０の外周１３を外周砥石２３によって研削する。このとき、内周砥石２２と外周砥石２３で円盤状基板１０の内周面と外周面を挟み込んで同時加工することで、内径と外径の同軸度を確保し易くすることができる。そして、図１−１（ｃ）に示す外周研磨工程では、外周研磨用ブラシ２４を用いて円盤状基板１０の外周１３が研磨される。その後、図１−１（ｄ）に示す２次ラップ工程にて、円盤状基板１０を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を更に削る。
【００２０】
次に、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程にて、円盤状基板１０の中心の開孔にブラシ６０を挿入し、円盤状基板１０の開孔１２を研磨する。その後、図１−２（ｆ）に示す１次ポリッシュ工程にて、円盤状基板１０を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を磨く。このときの研磨には、例えば不織布（研磨布）として硬質ポリッシャが用いられる。更に、図１−２（ｇ）に示す２次ポリッシュ工程にて、軟質ポリッシャを用いた平面研磨が行われる。その後、図１−２（ｈ）に示す最終洗浄・検査工程にて洗浄と検査が行われて、円盤状基板（ディスク基板）１０が製造される。
【００２１】
次に、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程に用いられる研磨装置について、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本実施の形態が適用される円盤状基板の研磨装置７０の全体構成を示す外観図である。ここでは、円盤状基板１０およびブラシ６０（後述）がセットされた基板ホルダ５０（後述）が軸方向を水平方向（略水平方向）として研磨装置７０にセットされた状態を斜視図で示している。また図３は、研磨装置７０の駆動系を示した説明図である。更に図４は、基板ホルダ５０を回転させるための駆動系を示した説明図であり、図２に示す研磨装置７０の軸方向の第２の回転軸７２側から眺めた状態を省略して示している。
【００２２】
図２および図３に示すように、研磨装置７０は、ブラシ６０の軸６３の一端が固着される第１の回転軸７１と、軸６３の他端が固着される第２の回転軸７２と、研磨液（スラリ）を溜める液槽７３とを備えている。また、基板ホルダ５０を支える第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を備えている。この第２の支持軸７５には、基板ホルダ５０の歯車５６と噛み合って基板ホルダ５０を回転させる駆動側歯車７６が設けられている。
【００２３】
この第１の回転軸７１および第２の回転軸７２は、回転軸と一体となった一体部材７１ａ，７２ａと、止めネジ（図示せず）等によって取り付けられる分割部材７１ｂ，７２ｂとで構成され、これらは、中心軸を含む平面で合わさることで、個々の第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を形成する。
【００２４】
第１の支持軸７４および第２の支持軸７５には、基板ホルダ５０の当接円環部材５５に当接して基板ホルダ５０を支える円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃが設けられている。この４つの円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃは基板ホルダ５０を位置決めしながら基板ホルダ５０を水平方向に支える（保持する）とともに、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が回転した場合でも、当接円環部材５５への接触を維持し、ブラシ６０の軸６３に対する基板ホルダ５０の位置を、研磨に影響のない組み合わせ精度内で保持している。また、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃは、当接円環部材５５と当接することで、基板ホルダ５０の歯車５６と研磨装置７０の駆動側歯車７６との中心距離を所定の範囲に保ち、噛み合いを良好に保っている。
【００２５】
より詳しくは、基板ホルダ５０のラジアル方向の位置決めは、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０を含む）の自重により当接円環部材５５が２つの支持軸（７４、７５）の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接することによって行われる。この自重によって、歯車５６と駆動側歯車７６との噛合いによる離間方向の分力、研磨液（スラリ）の流動による離間方向の作用力、更にはブラシ６０による研磨時に生じる離間方向の作用力など、駆動側歯車７６から離間する方向へのあらゆる作用力に対して充分なる抗力が得られるように設計されている。かかる構成を採用することによって、基板ホルダ５０の反転取り付け操作、着脱操作が極めて短時間で操作でき、作業性を良好とすることができる。
一方、基板ホルダ５０のスラスト方向の位置決めでは、当接円環部材５５の側面が、後述するフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄによって僅かなガタ（隙間、クリアランス）をもって位置規制されるようになっている。
【００２６】
基板ホルダ５０には軸方向の２箇所に歯車５６（第１の歯車および第２の歯車）が設けられており（後述）、基板ホルダ５０を軸方向に反転させた（引っ繰り返した）場合にも、研磨装置７０の駆動側歯車７６を何れか一方の歯車５６と連結させることが可能である。この第１の歯車と第２の歯車とは、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに略々対象となる位置に設けられている。そして、反転して用いられた場合でも、駆動側歯車７６に対する良好な噛合いを維持できるように構成されている。
【００２７】
次に、図４に示すように、研磨装置７０は、駆動源であるホルダ駆動モータ７７と、このホルダ駆動モータ７７の駆動力を第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に伝達するベルト７８およびプーリ７９とを備えている。ホルダ駆動モータ７７によりベルト７８が図のＦ方向に回転すると、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図のＧ方向に回転する。このＧ方向の回転によって、第２の支持軸７５に設けられた駆動側歯車７６もＧ方向に回転し、この駆動側歯車７６と噛み合う歯車５６（基板ホルダ５０側）がＥ方向に回転する。これによって、基板ホルダ５０がＥ方向に回転する。
【００２８】
尚、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に基板ホルダ５０が支持された際、基板ホルダ５０の中心Ｊと、第１の支持軸７４の中心Ｋと、第２の支持軸７５の中心Ｌとによって、三角形ＪＫＬが形成される。この三角形ＪＫＬは、底辺ＫＬが水平軸（Ｘ軸）を共有し、中心Ｊを頂点とした二等辺三角形を形成する。三角形ＪＫＬがこのような二等辺三角形を形成するように、当接円環部材５５、５５と円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃとが当接している。底辺ＫＬが水平軸（Ｘ軸）を共有し中心Ｊを頂点とした二等辺三角形を三角形ＪＫＬが形成することで、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に基板ホルダ５０の荷重が均等に加わり、安定した支持が可能となる。但し、三角形の頂点を構成する２つの中心軸がＸ軸を共有しない場合や、二等辺三角形ではない不等辺三角形となるような位置関係にて支持することも可能である。このような他の三角形となる位置関係にて支持した場合でも、この位置関係が加工中に崩れないようにすることが重要である。
【００２９】
また、図２および図３に示すように、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃには、基板ホルダ５０を往復移動させるためのフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄが形成されている。このフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄは、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに比べて径の大きな輪縁（つば）であり、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接する当接円環部材５５の側面に対向する。フランジ７４ｂとフランジ７４ｄは、第１の支持軸７４の軸方向にて左右対称に配置されている。同様に、フランジ７５ｂとフランジ７５ｄは、第２の支持軸７５の各々の軸方向にて左右対称に配置されている。
【００３０】
また、図３に示すように、研磨装置７０は、ブラシ６０を回転させるブラシモータ８１を備えている。また、ブラシモータ８１の回転を用いてブラシ６０の軸６３の一端および他端で同期して回転させるための連結機構として、第１プーリ８２、歯付きベルトである第１ベルト８３、第２プーリ８４、回転軸８５、第３プーリ８６、歯付きベルトである第２ベルト８７、第４プーリ８８を備えている。これらの連結機構によって、ブラシモータ８１の回転が第１の回転軸７１および第２の回転軸７２に機械的に連結され、ブラシ６０の軸６３の一端および他端が同期して回転することが可能となる。尚、このような機械的な連結ではなく、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２の各々に個別にモータを接続し、電気的に同期させる構成も採用できる。
【００３１】
また、研磨装置７０は、ブラシ６０に軸芯方向の引っ張り力（テンション）を与えるエアシリンダ９１と、このエアシリンダ９１の引っ張り力を第２の回転軸７２に与える引っ張り機構９２とを備えている。エアシリンダ９１による引っ張り力により、引っ張り機構９２を介して第２の回転軸７２が図３のＡ方向に移動する。エアシリンダ９１が引っ張った状態を維持することで、ブラシ６０に対する軸芯方向の引っ張り力（テンション）が維持される。
【００３２】
この動きの一例を詳述すると、第２の回転軸７２と連結して、例えばトルク伝達可能で且つ直動ころがり運動を可能とするボールスプライン９２ａ等を設ける。そして、エアシリンダ９１を動作させ、引っ張り機構９２によってＡ方向に引っ張ると、ボールスプライン９２ａをスライドして第２の回転軸７２と第４プーリ８８との距離を縮めることができ、この状態で、ブラシモータ８１から連結機構を介して得られた駆動力によって、第２の回転軸７２を回転させる。この動きの例では、エアシリンダ９１により第２の回転軸７２を引っ張った状態でも第４プーリ８８の位置は変わらず、ブラシモータ８１からの駆動力を受けることができる。
【００３３】
また他の動きの例として、ボールスプライン９２ａの代わりに所定のベアリング等を用い、第２の回転軸７２と第４プーリ８８との距離は変化させない方法もある。即ち、エアシリンダ９１の引っ張り力によって第２の回転軸７２から第４プーリ８８までをそのままＡ方向にずらす機構によってもブラシ６０に対する軸芯方向の引っ張り力（テンション）の維持が可能である。この機構を採用し、引っ張り力を与えた後に第２の回転軸７２からブラシ６０を回転させるためには、例えば第４プーリ８８の軸方向の長さを長くして第２ベルト８７との間をスライドさせる方法や、第４プーリ８８自身をスライドさせる方法、駆動力の連結機構の途中の例えば回転軸８５をスライドさせる方法など、幾つかの方法が考えられる。これらの方法を採用することで、ブラシ６０に引っ張り力を与えた状態であっても第２ベルト８７を用いてブラシモータ８１の回転を第４プーリ８８に伝達することが可能である。
尚、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２の何れか一方だけではなく、両方の回転軸に引っ張り機構を設ける構成を採用することもできる。
【００３４】
更に、研磨装置７０は、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に撹拌用羽根９３を備えている。第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の回転によって撹拌用羽根９３を回転させることで、液槽７３の底部、とくに研磨屑などを多く含み滞留、堆積しやすい四隅近傍の研磨液（スラリ）の循環を効果的に行うことが可能である。
【００３５】
また更に、研磨装置７０は、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を図のＢ方向およびＣ方向に示す軸方向へ往復動させるための機構として、駆動モータ９５、偏芯カム９６、リンク９７、および移動体９８を備えている。駆動モータ９５の回転により偏芯カム９６が回転し、この偏芯カム９６に連結したリンク９７が移動体９８を揺動させる。これによって、移動体９８に連結されている第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図のＢ方向およびＣ方向に往復動する。この第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の往復動により基板ホルダ５０を往復動させる。
【００３６】
次に、基板ホルダ５０に装着される円盤状基板１０等の部材（要素）、ブラシ６０、および基板ホルダ５０の構造について説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は、基板ホルダ５０に装着される要素を説明するための図である。図５（ａ）はワークである円盤状基板１０の斜視図、図５（ｂ）はこの円盤状基板１０の中心の開孔部分の部分断面図である。また図５（ｃ）は研磨液導入スペーサ４１を示し、図５（ｄ）は両端スペーサ４２を示している。
【００３７】
研磨対象である円盤状基板１０は、例えば直径０.８５インチのディスク基板を生成するために、直径が約２１.６６ｍｍ、厚さが約１ｍｍ、中心の開孔１２の径が約６ｍｍのガラス基板である。円盤状基板１０の開孔１２は、図５（ｂ）に示すように、内周面１２ａと、この内周面１２ａの角を削った面取り部１２ｂとを備えている。この面取り部１２ｂを設けることで、後続の加工工程および組み付け工程などにおけるクラック、チッピングなどの不具合を抑制することができる。
【００３８】
図５（ｃ）に示す研磨液導入スペーサ４１は、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）を供給する機能を有する。かかる機能を達成するために、図５（ｃ）に示すように研磨液導入スペーサ４１は、端面４１ａと、この端面４１ａの外径よりも小径の面を形成する軸方向面４１ｂと、この軸方向面４１ｂに形成され、積層ワークの中心の開孔１２に研磨液（スラリ）を供給するための貫通孔である循環供給孔４１ｃを複数（例えば６個）、設けている。また、研磨液導入スペーサ４１の中心には、軸方向面４１ｂの内周を形成する開孔４１ｄが設けられている。循環供給孔４１ｃは、この開孔４１ｄと外周部である軸方向面４１ｂとを連通させる連通部として機能している。軸方向面４１ｂの内周（開孔４１ｄ）は、円盤状基板１０の内周よりも径が大きい。また、研磨液導入スペーサ４１の材質としては、ＡＢＳ、ＰＯＭ、テフロン（登録商標）、ポリアミドなどの合成樹脂が用いられる。
【００３９】
図５（ｄ）に示す両端スペーサ４２は、例えば円盤状基板１０の積層枚数の調整や、研磨の性状が不安定となる可能性のあるブラシ６０の端部に円盤状基板１０を配置しないために設けられている。この両端スペーサ４２は、研磨液導入スペーサ４１と同様の材質（ＡＢＳ、ＰＯＭ、テフロン（登録商標）、ポリアミドなどの合成樹脂）で形成される。外径寸法は円盤状基板１０の外径寸法よりも若干（例えば１〜５ｍｍ程度）小さくなっており、また内径寸法は円盤状基板１０の内径と同等以上となるように構成されている。
【００４０】
図６は、図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を治具４４に取り付けた状態を示した斜視図である。図６に示すように、図５（ａ），（ｂ）に示す円盤状基板１０を重ね合わせて積層ワークが形成され、図５（ｃ），（ｄ）に示す部材、およびダミー基板４３が治具４４に取り付けられる。この治具４４には、全体で例えば１５０枚の円盤状基板１０が重ね合わされ、両端スペーサ４２が設けられる一端から研磨液導入スペーサ４１までの間に例えば４０枚、２つの研磨液導入スペーサ４１の間に例えば７０枚、研磨液導入スペーサ４１から他端の両端スペーサ４２までに例えば４０枚等の積層ワークが取り付けられる。ダミー基板４３を各スペーサ（研磨液導入スペーサ４１，両端スペーサ４２）と円盤状基板１０との間に設けることで、各スペーサと円盤状基板１０の平面１１とが接触することによる円盤状基板１０の品質劣化を抑制することができる。但し、各スペーサの材質などによっては、このダミー基板４３を使用しないことも可能である。
そして、この図６に示すように円盤状基板１０を積層することで、研磨液導入スペーサ４１の間隔および軸方向の位置が定まる。
【００４１】
図７は、図６に示したような積層ワークをセットするための基板ホルダ（ホルダ）５０を示した図である。図２に示すように、この基板ホルダ５０は、研磨装置７０に載置された状態で研磨工程にて用いられる。基板ホルダ５０は、例えばステンレス鋼で全体が形成され、図６に示すような積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を装着するための装着部の一態様である装着孔５１と、基板ホルダ５０の外周５２ａと装着孔５１とを連通させて研磨液（スラリ）を流入させる流入用開口（opening）５３とを備えている。尚、装着部としては、この装着孔５１に代えて、例えば基板ホルダ５０が軸方向に数分割（例えば２分割）できるように構成し、積層ワークを取り付けた後にこの数分割された部品を組み合わせて（固定して）基板ホルダ５０を形成することで積層ワークを装着する等の態様も考えられる。また、流入用開口５３の近傍であって外周５２ａの表面に設けられ、研磨液（スラリ）を流入用開口５３に導くフィン５４を備えている。流入用開口５３およびフィン５４は軸方向の２箇所に形成されており、流入用開口５３は外周５２ａの表面に例えば片側６個、設けられ、個々の流入用開口５３の間にフィン５４が形成されている。
【００４２】
流入用開口５３が形成される軸方向の２箇所の位置は、図６に示す積層ワークが基板ホルダ５０にセットされた際、図６に示すようにセットされた２つの研磨液導入スペーサ４１の軸方向位置とほぼ一致している。外周５２ａとこの外周５２ａよりも径の大きな外周５２ｂとの間で形成される段差と、フィン５４とによって形成される構造によって、基板ホルダ５０の回転により研磨液（スラリ）が掻き上げられ、流入用開口５３に研磨液（スラリ）が供給される。
【００４３】
また、基板ホルダ５０は、例えばデルリン（デュポン社の登録商標）などのアセタール樹脂を材質とする当接円環部材５５を、軸方向の２箇所（複数箇所）の外周５２ｂに形成している。更に、基板ホルダ５０を回転させるための歯車５６を軸方向の２箇所に形成している。前述のように、第１の歯車および第２の歯車を構成する２箇所の歯車５６は、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに対象となる位置に設けられている。即ち、２箇所の歯車５６とともに２箇所に設けられる当接円環部材５５なども、その配置方向や位置を含めて互いに軸方向に対象となるように配置されている。これによって、基板ホルダ５０を軸方向に反転させた（引っ繰り返した）場合にも、研磨装置７０の駆動側歯車７６を何れか一方の歯車５６と連結させることが可能となり、また、反転させた場合でも基板ホルダ５０の軸方向へのスライド移動などもそのまま実現できる。
【００４４】
また更に、積層ワークを挿入した後に積層ワークを軸方向に押圧し、基板ホルダ５０に積層ワークを固定するナット５７を有している。図７では軸方向の一方だけにナット５７を示しているが、積層ワークを挿入した後は軸方向の他方にもナット５７が設けられる。即ち、装着孔５１に積層ワークを挿入した後、他方のネジ部５８を利用してナット５７を締め付けて、積層ワークを固定する。基板ホルダ５０の両端に取り付けられるナット５７には、治具４４を引き抜いてブラシ６０を挿入するために、また研磨時に研磨液（スラリ）を流入させるために、軸方向の中心にナット開孔５７ａ（図２参照）が各々設けられている。このナット５７による積層ワークの固定の後に、図６に示した治具４４が積層ワークから引き抜かれて取り除かれる。当接円環部材５５は、前述（例えば図２参照）のように、基板ホルダ５０を研磨装置７０に配置した際の基板ホルダ５０全体の位置決めに用いられ、研磨装置の駆動側歯車７６と歯車５６との軸間距離を規定する役割、また研磨装置７０のフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄに当接して基板ホルダ５０を軸方向に往復動させる役割を担っている。
【００４５】
図８は、基板ホルダ５０にセットされた円盤状基板１０の中心の開孔１２に挿入されるブラシ６０を示す外観図である。このブラシ６０は、毛先が螺旋状に配列して形成されるブラシ部６１と、このブラシ部６１の両端部に連続して形成される径大部６２と、これらの径大部６２に連続して一端と他端とを形成する軸６３とを備えている。径大部６２は、ブラシ部６１の端を軸６３に結合するためのカシメ部６２ａと、ブラシ部６１からの研磨液（スラリ）の端部への流れを堰き止める（流れを抑制する）堰き止め部６２ｂを備えている。即ち、後述するように、研磨液（スラリ）に基板ホルダ５０をディップさせた状態でブラシ６０が所定の一方向に回転すると、毛先が螺旋状に配列して形成されるブラシ部６１によって、軸方向の一方向に研磨液（スラリ）が流れる。このとき、径大部６２の堰き止め部６２ｂによって研磨液（スラリ）が堰き止められ、ブラシ６０の端部への研磨液（スラリ）の流れが防止される。
【００４６】
ブラシ６０にて、円盤状基板１０の中心の開孔１２の研磨として例えば０.８５インチ等の小径ディスクの内径を研磨するためには、このブラシ６０の芯を細くする必要がある。そこで、本実施の形態では、例えば、複数本のワイヤ（材質：例えば、軟鋼線材（ＳＷＲＭ)、硬鋼線材（ＳＷＲＨ)、ステンレス線材（ＳＵＳＷ)、黄銅線（ＢＳＷ)など、加工性、剛性などから適宜選定できよう）の間に、ブラシの毛（材質：例えばナイロン（デュポン社の商品名））を挟み込み、この毛が挟み込まれたワイヤをねじることで、ブラシ部６１を形成している。このワイヤをねじってブラシ部６１を形成することで、ブラシ部６１に形成されるブラシ毛先を螺旋状とすることができ、挿入されている積層ワークの中心の開孔１２にて、研磨液（スラリ）を軸方向に流すことが可能となり、この箇所における研磨液（スラリ）の搬送を良好に行うことができる。また、堰き止め部６２ｂをブラシ部６１の両端に設けることで、研磨液（スラリ）の端部への流れを抑制することが可能となる。
【００４７】
そして、このような構成を有するブラシ６０は、ブラシ６０のブラシ部６１の芯が柔軟性を有している。この『柔軟性』とは、本実施の形態では、人間が両端を持って軽く曲がる程度の柔軟性、手で触って両端を曲げる程度の柔軟性である。一例を挙げると、例えば、直径０．２ｍｍ程度の軟鋼線材（ＳＷＲＭ)にブラシの毛を挟んだ４本のワイヤをねじって形成したブラシ６０にて、ブラシ軸両端を自由端支持で保持し、ブラシ６０の中央部分を約１００ｇｆ程度で押圧したときに撓みが見られた。尚、この値は、線材の太さ、種類、ねじり方等によって異なってくる。この柔軟性としては、例えば、ブラシ軸両端を自由端支持で保持し、ブラシ６０の中央部分を数１００ｇｆ程度で押圧した状態で撓む程度とすることも可能である。
【００４８】
また、図８に示すブラシ６０では、基板ホルダ５０に挿入された積層ワークである円盤状基板１０との軸方向の相対的な往復動を考慮してブラシ部６１の軸方向の長さが決定されている。即ち、後述するように、基板ホルダ５０、即ち積層ワークである円盤状基板１０を左右に往復動させたときに、ブラシ部６１から円盤状基板１０が外れると研磨が良好に行えない。そこで、積層された円盤状基板１０を左右に往復動させた場合であっても、ブラシ部６１から積層ワークの端の円盤状基板１０が外れないような長さにブラシ部６１の長さを設定しておくことが好ましい。
即ち、ブラシ部６１の軸方向の長さをＬ、積層ワークの長さをＬ０、往復動の距離をＬ１とすると、
Ｌ ＞ Ｌ０ ＋ Ｌ１
の関係がある。
【００４９】
次に、図２に示す研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給した状態について、図９を用いて説明する。ここでは、図示しないポンプを駆動させ、研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給する。液槽７３には、水平にセットされた基板ホルダ５０のほぼ中央部分まで、研磨液（スラリ）１００が溜められる。即ち、基板ホルダ５０の全部ではなく一部が研磨液（スラリ）１００にディップした状態にある。
本実施の形態では、液槽７３の外部に第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が設けられており、第１の支持軸７４、第２の支持軸７５、ブラシモータ８１（図３参照）、連結機構などの各種駆動機構も液槽７３から分離している。その結果、各種駆動機構が研磨液（スラリ）１００に浸ることがなく、軸受け等の機構部品が研磨液（スラリ）１００に含まれる研磨剤によって摩耗する問題を解消することができる。この研磨液（スラリ）１００を供給した状態で、引っ張り力が与えられたブラシ６０の両端を、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を用いて第１の方向（図９のＤ方向）に回転させる。一方、基板ホルダ５０は、第２の方向（図９のＥ方向）に回転する。
【００５０】
尚、『基板ホルダ５０の全部ではなく一部が研磨液（スラリ）１００にディップした状態』とは、液槽７３に満たされた研磨液（スラリ）１００の水平面１００ａに完全に浸った状態ではなく、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の一部が水平面１００ａから突出した位置にある状態を言う。尚、実際の研磨作業が実行されると、基板ホルダ５０の回転により、この基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の全体が研磨液（スラリ）１００で覆われるが、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の一部が水平面１００ａから突出した位置（高さ）にあることには変わりがない。
尚、水平面１００ａの位置は、通常、液槽７３の切り欠き７３ａが形成される高さとほぼ同程度であるが、供給される研磨液（スラリ）１００の流量や粘度、切り欠き７３ａの形状や大きさなどによって、その位置（高さ）が若干、上下する。
【００５１】
ここで、従来、ディスク基板を所定のブラシで研磨する際には、被研磨面である内周面に研磨液を滴下させたり、研磨液の槽にディスク基板およびブラシの全体を浸漬させていた。例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すような構造を採用した場合に、ブラシ軸を回転させる機構などをブラシ軸の下軸方向に設けると、機構部品が研磨液によって早々に浸食されてしまう問題があった。そのために、図１１（ａ），（ｂ）に示すような配置では、ブラシの両軸を支え、特に両軸を回転駆動させることは難しかった。
本実施の形態では、基板ホルダ５０を水平状態に保持して円盤状基板１０（積層ワーク）の一部を研磨液（スラリ）１００にディップさせた。そして、この状態で基板ホルダ５０とブラシ６０とを回転させることで、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）１００を充分に供給することが可能となった。また、このとき、本実施の形態では、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２、およびこれらを駆動する各種駆動機構が、研磨液（スラリ）１００を溜める液槽７３から離間した位置に配置されている。これによって、各種機構部品が研磨液（スラリ）１００の影響を受けない状態で装置を稼働することが可能となり、例えば研磨剤による軸受けの摩耗等を防止することができる。
【００５２】
以上のような研磨装置７０によって実行される、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程について、その処理の流れを詳述する。
図１０は、内周研磨工程の流れを示すフローチャートである。内周研磨行程では、まず、円盤状基板（ワーク）１０を取り付け治具（治具４４）にセットする（ステップ１０１）。即ち、前述した図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を、図６に示すように治具４４にセットする。次に、図６に示すようにして取り付け治具（治具４４）に重ねられ積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を、図７に示す基板ホルダ５０にセットする（ステップ１０２）。即ち、図７に示す基板ホルダ５０の一方のネジ部５８にナット５７が締め付けられた状態で、他方のネジ部５８のある装着孔５１に、図６に示す積層ワークを挿入する。その後、他方のネジ部５８にナット５７を締め付けることで、積層ワークを基板ホルダ５０に固定する。その後、ナット開孔５７ａ（図２参照）から治具４４を引き抜く。
【００５３】
その後、この基板ホルダ５０にセットされた積層ワークの中心の開孔に、ナット開孔５７ａから第１のブラシ（ブラシ６０）を挿入する（ステップ１０３）。本実施の形態では、ブラシ６０として、第１のブラシと第２のブラシの２種類を準備している。第１のブラシは毛が軟らかく長いブラシであり、第２のブラシは、この第１のブラシに比べて毛が固く短いブラシである。このステップ１０３では、毛が軟らかく長い第１のブラシを用いることで、円盤状基板１０の面取り部１２ｂ（図５（ｂ）参照）を良好に研磨する。一方、ステップ１１４（後述）では、毛が固く短い第２のブラシを用いることで、円盤状基板１０の内周面１２ａ（図５（ｂ）参照）を良好に研磨することができる。このように、毛の状態が異なる複数のブラシ６０を用いることで、複数の面を良好に研磨することができる。
【００５４】
次いで、積層ワークがセットされ第１のブラシが挿入された基板ホルダ５０を水平にして研磨装置７０にセットする（ステップ１０４）。即ち、基板ホルダ５０の２箇所の当接円環部材５５を、研磨装置７０の２つの支持軸（７４、７５）の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接させ、積層ワークとブラシ６０とが備えられた基板ホルダ５０を研磨装置７０に配置する。この簡単な配置によって、基板ホルダ５０の歯車５６と研磨装置７０の駆動側歯車７６との噛合いを確保する。
【００５５】
その後、基板ホルダ５０の端部に出ているブラシ６０の一端を研磨装置７０の第１の回転軸７１に固着し、ブラシの他端を研磨装置の第２の回転軸７２に固着する（ステップ１０５）。より詳しくは、図２に示すように、第１の回転軸７１の分割部材７１ｂおよび第２の回転軸７２の分割部材７２ｂが取り外された状態で、研磨装置７０に基板ホルダ５０が置かれると、基板ホルダ５０に取り付けられたナット５７のナット開孔５７ａから突出しているブラシ６０の軸６３の両端が、第１の回転軸７１の一体部材７１ａおよび第２の回転軸７２の一体部材７２ａの中心部に収まる。その後、止めネジによって分割部材７１ｂ，７２ｂを一体部材７１ａ，７２ａに取り付けることで、軸６３の一端を第１の回転軸７１に、他端を第２の回転軸７２に固着することができる。
以上のような一連の作業工程で、前述の図４に示した中心Ｊを頂点とした二等辺三角形ＪＫＬの位置関係が容易に確保された状態で、研磨装置７０へのワークの取り付けが終了する。
【００５６】
このワーク取り付け後、例えばポンプ（図示せず）を駆動させ、研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給する（ステップ１０６）。研磨装置７０の液槽７３の領域には、基板ホルダ５０が水平状態でセットされており、この状態では基板ホルダ５０の水平軸方向のほぼ半分程度が研磨液（スラリ）１００に浸漬する（図９参照）。
【００５７】
そして、この研磨液（スラリ）１００の供給に前後して、研磨装置７０にてブラシ６０の芯を軸方向に引っ張り、その引っ張り状態が維持される（ステップ１０７）。より詳細には、図３に示すエアシリンダ９１を動作させ、ブラシ６０の軸６３に対して引っ張り力を与える。この引っ張り力としては、５〜５０ｋｇｆ程度が好ましく、より好ましくは１０〜２０ｋｇｆ程度である。尚、１ｋｇｆは約９.８Ｎである。本実施の形態では、ブラシ６０の軸６３を両端支持しテンションをかけることで、図１１（ａ），（ｂ）に示したような偏芯回転を抑制している。そのために、引っ張り力の下限値は、ブラシの剛性、ブラシの回転数などを考慮し、偏芯回転を抑制するものとして実験的に定められた値である。一方、図８を用いて説明したように、ブラシ６０のブラシ部６１の軸芯は、ワイヤをねじって形成されている。そのために、引っ張り力の上限値は、ブラシ部６１の軸芯を伸ばし過ぎず、ブラシの毛先の性状を乱さない値として、ブラシ６０の特性に応じて決定される。
【００５８】
この状態にて、研磨液を供給しながら、ブラシを第１の方向に回転させ、ホルダをこの第１の方向とは逆の回転方向である第２の方向に回転させて研磨が行われる（ステップ１０８）。即ち、図９にて説明したように、研磨液（スラリ）１００を供給した状態で、引っ張り力が与えられたブラシ６０の両端を、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を用いて第１の方向（図９のＤ方向）に回転させる。ブラシ６０の回転数としては、例えば１５００〜２０００ｒｐｍ程度が好ましい。また、同時に、図３に示すホルダ駆動モータ７７を起動し、基板ホルダ５０を第２の方向（図９のＥ方向）に回転させる。この基板ホルダ５０の回転数としては、２０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ等が選択される。
【００５９】
図９に示す状態で基板ホルダ５０をＥ方向に回転させると、フィン５４によって研磨液（スラリ）１００が掻き上げられ、この研磨液（スラリ）１００が流入用開口５３から基板ホルダ５０の内部に流れ込む。そして、流入用開口５３から供給された研磨液（スラリ）１００は、基板ホルダ５０の内部にて、図６に示す研磨液導入スペーサ４１を包み込み、図５（ｃ）に示す軸方向面４１ｂと基板ホルダ５０の内周面との間が研磨液（スラリ）１００で満たされる。そして、研磨液導入スペーサ４１の循環供給孔４１ｃを経由して、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）１００が供給される。中心の開孔１２に供給された研磨液（スラリ）１００は、図８に示すような毛先が螺旋状に配列されたブラシ６０によって軸方向に移動する。これらの作用によって、基板ホルダ５０の全部ではなく一部を研磨液（スラリ）１００にディップした状態から研磨を開始しても、円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２は軸方向に充分に研磨液（スラリ）１００で満たされる。
【００６０】
尚、研磨液（スラリ）１００は、基板ホルダ５０に取り付けられたナット５７のナット開孔５７ａからも流入される（図９参照）。そして、この流入した研磨液（スラリ）１００は、毛先が螺旋状に配列されたブラシ６０によって軸方向に移動する。この軸方向に移動した研磨液（スラリ）１００は、研磨液（スラリ）１００が流入した基板ホルダ５０の一端とは異なる他端のナット５７のナット開孔５７ａから排出され、液槽７３に戻される。このように、基板ホルダ５０の端部から研磨液（スラリ）１００を流入させて研磨を行うことが可能であるとともに、研磨後の研磨液（スラリ）１００を簡易に循環させることが可能となる。
【００６１】
一方、このステップ１０８による研磨作業に際し、図３に示す駆動モータ９５を動作させ、基板ホルダ５０を軸方向（図３のＢ方向とＣ方向）に往復動させる（ステップ１０９）。往復動させることによって、基板ホルダ５０とブラシ６０とが相対的に移動してワークに接触するブラシ６０の位置をずらすことが可能となり、同一のブラシ６０によって同一の箇所を研磨することによる研磨の偏りを防止し、より均一化された研磨が可能となる。
【００６２】
ここで、この基板ホルダ５０の往復動に際し、図２に示す第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を軸方向に往復動させる。この第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の往復動により、フランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄの輪縁（つば）の側面が、基板ホルダ５０の当接円環部材５５を押し、これによって基板ホルダ５０を往復移動させることができる。即ち、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図３のＢ方向に移動すると、フランジ７４ｄおよびフランジ７５ｄが基板ホルダ５０の一方の当接円環部材５５を押すことで、基板ホルダ５０がＢ方向に移動する。一方、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図３のＣ方向に移動すると、フランジ７４ｂおよびフランジ７５ｂが基板ホルダ５０の他方の当接円環部材５５を押すことで、基板ホルダ５０がＣ方向に移動する。尚、このＢ方向およびＣ方向への移動は、駆動機構（駆動モータ９５、偏芯カム９６、リンク９７、移動体９８など）が用いられる。
【００６３】
尚、ブラシ６０と基板ホルダ５０とを軸方向に相対移動させるためには、ブラシ６０を往復動させる方法も考えられる。しかしながら、ブラシ６０は、軸６３の両端が固着され、また軸６３にはテンションがかけられ、更に両軸が同期して回転している。そのために、特に両端を固着してテンションを一定に維持した状態でブラシ６０を往復動させるための簡易な機構を形成することが難しい。即ち、両端を固着してテンションを一定に維持した状態でブラシ６０を往復動させるためには、ブラシモータ８１からブラシ６０を回転させ、且つテンションを付与する一連の機構の構成部材を全て往復動させることが必要となり、大掛かりであり可成りのコスト高となる。また、本実施の形態におけるブラシ６０の軸芯は細く柔軟性が高いことから、ブラシ６０の性状を安定化させるためにブラシ６０の回転中に軸方向に移動させることは好ましくない。そこで、本実施の形態では、引っ張り力を加えているブラシ６０の軸６３を軸方向に往復動させるのではなく、基板ホルダ５０を往復動させ、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を往復動させることで、ブラシ６０と積層された円盤状基板１０（積層ワーク）との軸方向の相対移動を実現している。
【００６４】
図１０に戻って処理の流れを説明すると、この内周研磨工程では、以上のような研磨作業を予め定められた研磨時間だけ行う（ステップ１１０）。即ち、研磨装置７０の制御部（図示せず）は、経験則から得られた研磨に必要な時間（研磨時間）として予め定められた時間が経過したか否かを判断し、研磨時間が経過していなければステップ１０８からの処理を繰り返し、研磨時間が経過すると、研磨装置７０を停止させる（ステップ１１１）。
【００６５】
その後、研磨装置７０を操作してブラシ６０への引っ張りを解除し、ブラシ６０の一端および他端を回転軸（第１の回転軸７１および第２の回転軸７２）から取り外す（ステップ１１２）。そして、基板ホルダ５０の一端および他端を反転させて（引っ繰り返して）基板ホルダ５０を研磨装置７０に置き直し、上述のステップ１０４〜ステップ１１２に示す処理を繰り返す（ステップ１１３）。このように、基板ホルダ５０を反転させて同様な処理を行うことで、機構を逆転させることなく、例えば回転方向の反転などの研磨条件を変えることが可能となり、研磨条件が唯一であることによる偏った研磨を抑制することができる。
【００６６】
この反転した後の研磨が終了した後、基板ホルダ５０から第１のブラシを抜き取り、第１のブラシに比べて硬度の高い第２のブラシを、基板ホルダ５０にセットされた積層ワークの中心の開孔１２に挿入する（ステップ１１４）。この硬度の高い第２のブラシは、前述のように、円盤状基板１０の内周面を研磨するためのもので、第１のブラシに比べて毛の長さが短い。その後、上述のステップ１０４〜ステップ１１３に示す処理にて、前述の第１のブラシを用いて行った研磨処理と同様にして研磨処理が行われる（ステップ１１５）。尚、製品としてのディスク基板では、内周面１２ａの寸法精度がより要求されることから、内周面１２ａの研磨に良好なブラシ６０を後工程である第２のブラシとして用いることが好ましい。
【００６７】
この第２のブラシによる研磨に際し、本実施の形態によれば、ステップ１１３に示す基板ホルダ５０の反転による研磨を行わなくとも、従来と比べて円盤状基盤１０の中心の開孔１２を格段に精度よく研磨することができるが、更に厳しい要求精度（表面粗さ精度、寸法精度、幾何精度など）を満足させるには、ステップ１１５に示すように反転による研磨（ステップ１１３）を合わせて実施することが、より好ましい。尚、第１のブラシを用いた場合と第２のブラシを用いた場合とで、ステップ１１０の研磨時間、回転数などの研磨条件を異ならせることもできる。研磨処理が終了した後、基板ホルダ５０からブラシ６０、ワークを取り出し（ステップ１１６）、内周研磨行程を終了して、次行程へ移行する。
【００６８】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、基板ホルダ５０の回転のためのセットは、基板ホルダ５０の当接円環部材（５５,５５）を、研磨装置７０の複数の円環部材（７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃ）に当接載置させるだけで良く、この作業だけで基板ホルダ５０の歯車５６を研磨装置７０の駆動側歯車７６と噛み合わせることができる。そして、この噛み合わせは、駆動側歯車７６から離間する方向への各種の作用力を足し合わせたものに対して充分なる抗力が得られるだけの基板ホルダ５０の自重を利用しており、非常に簡易な構造で良好な噛合いを実現することができる。
【００６９】
また、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに対象となる位置に２つの歯車５６（第１の歯車および第２の歯車）を設けている。これによって、例えば基板ホルダ５０を反転させて積層ワークの軸方向に対して研磨を均一化させることが必要な場合でも、基板ホルダ５０を容易に配置させることが可能となる。また、その際、芯だしや固定が簡単であり、製造コストを大幅に削減できる。更に加えて、基板ホルダ５０を回転のためにセットした状態にて、ブラシ６０の軸６３の両端を固着し、更に軸６３に引っ張り力を与えることで、軸芯の振れを抑制することができる。特に、円盤状基板１０の中心の開孔１２が小さくなり、ブラシ６０が細く、剛性が低くなる場合に、その効果は大きい。
【００７０】
また、基板ホルダ５０に流入用開口５３を設け、また研磨液導入スペーサ４１を設けることで、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に、基板ホルダ５０の回転によって研磨液（スラリ）１００を供給することを可能としている。かかる構成を採用することで、ポンプなどによる開孔１２への強制的な供給を行わなくとも安定した内周研磨を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１−１】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。
【図１−２】（ｅ）〜（ｈ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。
【図２】本実施の形態が適用される円盤状基板の研磨装置の全体構成を示す外観図である。
【図３】研磨装置の駆動系を示した説明図である。
【図４】基板ホルダを回転させるための駆動系を示した説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、基板ホルダに装着される要素を説明するための図である。
【図６】図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を治具に取り付けた状態を示した斜視図である。
【図７】図６に示したような積層ワークをセットするための基板ホルダを示した図である。
【図８】基板ホルダにセットされた円盤状基板の中心の開孔に挿入されるブラシを示す外観図である。
【図９】液槽に研磨液（スラリ）を供給した状態を説明するための斜視図である。
【図１０】内周研磨工程の流れを示すフローチャートである。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、従来から行われていた円盤状基板の内周研磨方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…円盤状基板、１２…開孔、４１…研磨液導入スペーサ、５０…基板ホルダ、５３…流入用開口、５４…フィン、５５…当接円環部材、５６…歯車、５７…ナット、６０…ブラシ、７０…研磨装置、７１…第１の回転軸、７２…第２の回転軸、７４…第１の支持軸、７５…第２の支持軸、７４ａ，７４ｃ，７５ａ，７５ｃ…円環部材、７６…駆動側歯車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁気記録媒体用ガラス基板などの円盤状基板の内周を研磨する研磨装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録メディアとしての需要の高まりを受け、近年、円盤状基板であるディスク基板の製造が活発化している。このディスク基板の一つである磁気ディスク基板としては、アルミ基板とガラス基板とが広く用いられている。このアルミ基板は加工性も高く安価である点に特長があり、一方のガラス基板は強度、表面の平滑性、平坦性に優れている点に特長がある。特に最近ではディスク基板の小型化と高密度化の要求が著しく高くなり、基板の表面の粗さが小さく高密度化を図ることが可能なガラス基板の注目度が高まっている。
【０００３】
このような磁気ディスク基板の製造装置については種々の改良が加えられている。公報記載の従来技術として、中心孔を有するガラスディスクの内周面を研磨する技術が存在する（例えば、特許文献１〜３参照。）。
この特許文献１では、ガラスディスクを積層した積層ガラスディスクを中心軸回りに回転可能にセッティングし、軸回りに無数のブラシ毛を持つ軸付研磨ブラシを積層ガラスディスクの中心孔に挿入する。そして、この積層ガラスディスクを、軸付研磨ブラシの回転方向とは逆方向に回転させつつ往復動させて、積層ガラスディスクの内周面を研磨している。
【０００４】
また、特許文献２では、研磨対象である複数の磁気ディスク用基板を同心状とし積層した状態で収納し保持する円筒状の保持治具を備えている。そして、この保持治具は、ハウジングを介して軸回りに回動自在に保持されている。このとき、保持治具は水平方向に保持されている。
【０００５】
更に、特許文献３では、ワーク収納ボックスの内部に、ドーナツ盤状に中心孔を有するガラスディスクを積層させて収納し、その積層ガラスディスクの上端面外周縁を押止部材を介してボルトで締め付けて圧接することで、ガラスディスクをワーク収納ボックスにセットしている。そして、ガラスディスクがセットされたワーク収納ボックスを、研磨装置の回転駆動体２２に載せ、ボルトで固定している。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３８８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４５０号公報
【特許文献３】特開２０００−８４８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば上記特許文献１や特許文献２などに記載されているような従来技術では、研磨装置上で直接、ディスクを積層させている。そのために、ディスクの積層、ディスク取り外し等の実際の研磨動作の前後の作業が繁雑化し、結果として作業効率が低下する。
【０００８】
また、例えば特許文献３に記載されるように、ワーク収納ボックスなどのホルダにディスクを積層させた後に研磨装置に設置する構成を採用すれば、上記の課題は解決できる。しかしながら、このホルダを例えばボルトで研磨装置に固定する場合には、ホルダを精度良く位置決めしながら固定することが難しく、位置決め固定作業の工数が非常に多くなる。
【０００９】
更に、例えば積層されたワークの中で内周研磨をより均一化させたいと欲する場合には、研磨ブラシと基板ホルダとの対応位置を変えるなど、研磨条件を変えて偏った研磨を抑制することが有効である。このとき、例えば積層されたワークを軸方向に反転させることが非常に有効であるが、従来の技術では、積層されたワークの反転は容易ではない。その結果、従来では、多大な工数をかけて良好な研磨を実現するか、または良好な研磨作業の採用を断念せざるを得なかった。
【００１０】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、研磨装置へのワークの取り付け作業を簡易化することにある。
また他の目的は、簡易に研磨条件を変えることができる研磨装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明が適用される円盤状基板の研磨装置は、中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車とを備えた基板ホルダと、この円盤状基板の開孔に挿入され開孔を研磨するブラシと、この基板ホルダに設けられた歯車を噛合する駆動側歯車と、駆動側歯車を回転駆動させる駆動手段とを備えた。
【００１２】
ここで、この基板ホルダに設けられる歯車は、基板ホルダが軸方向に反転して用いられた際にも駆動側歯車に対して噛み合う位置に設けられることを特徴とすれば、積層ワークを簡易に反転させることが可能となり、研磨条件を変えることによって偏った研磨を抑制できる。また、この基板ホルダに設けられる歯車は、基板ホルダの軸方向に対して略々対象位置に複数個、設けられることを特徴とすることができる。
【００１３】
更に、この基板ホルダは、外周部に設けられた当接円環部材を更に備え、この駆動側歯車が設けられた回転軸に取り付けられた円環部材に当接円環部材が当接することによって、歯車と歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定めるようにすることができる。
また更に、この当接円環部材は基板ホルダの軸方向に複数設けられ、円環部材は各々の当接円環部材に対応して複数設けられ、複数の円環部材によって各々の当接円環部材を支持することで基板ホルダを水平方向に支持することを特徴とすることができる。
また、この円環部材または当接円環部材に設けられ基板ホルダを軸方向に往復移動させるフランジを更に備えたことを特徴とすることができる。
【００１４】
一方、本発明が適用される基板ホルダは、中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、この装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開口と、開口の近傍であって外周の表面に設けられ研磨液を開口に導くフィンと、外周部に設けられる歯車とを備えた。
【００１５】
また他の観点から捉えると、本発明が適用される基板ホルダは、中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と、この円盤状基板の開孔に挿入されて開孔を研磨するブラシに対して円盤状基板を別個に回転させるために外周部に設けられた歯車と、この外周部に設けられ、歯車とこの歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定める当接円環部材とを備えた。
【００１６】
また更に、本発明が適用される円盤状基板は、これらの装置によって内周が研磨されることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように構成された本発明によれば、これらの構成を採用しない場合に比べて、円盤状基板を積層した積層ワークを研磨装置にセッティングする作業を大幅に軽減することが可能となる。
【００１８】
また、中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、この装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開孔と、開孔の近傍であって外周の表面に設けられ研磨液を開孔に導くフィンとを備えることで、研磨装置にセッティングされた状態にて、円盤状基板の中心の開孔に対して研磨液を良好に流入させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１−１（ａ）〜（ｄ）、図１−２（ｅ）〜（ｈ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。この製造工程では、まず図１−１（ａ）に示す１次ラップ工程にて、円盤状基板（ワーク）１０の原材料を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を削る。このとき、円盤状基板１０を載置した定盤２１の表面には、例えばダイヤモンドの砥粒が分散して散りばめられる。次に、図１−１（ｂ）に示す内外周研削工程にて、円盤状基板１０の中心に設けられた開孔（hole）１２を内周砥石２２によって研削し、円盤状基板１０の外周１３を外周砥石２３によって研削する。このとき、内周砥石２２と外周砥石２３で円盤状基板１０の内周面と外周面を挟み込んで同時加工することで、内径と外径の同軸度を確保し易くすることができる。そして、図１−１（ｃ）に示す外周研磨工程では、外周研磨用ブラシ２４を用いて円盤状基板１０の外周１３が研磨される。その後、図１−１（ｄ）に示す２次ラップ工程にて、円盤状基板１０を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を更に削る。
【００２０】
次に、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程にて、円盤状基板１０の中心の開孔にブラシ６０を挿入し、円盤状基板１０の開孔１２を研磨する。その後、図１−２（ｆ）に示す１次ポリッシュ工程にて、円盤状基板１０を定盤２１に載置し、円盤状基板１０の平面１１を磨く。このときの研磨には、例えば不織布（研磨布）として硬質ポリッシャが用いられる。更に、図１−２（ｇ）に示す２次ポリッシュ工程にて、軟質ポリッシャを用いた平面研磨が行われる。その後、図１−２（ｈ）に示す最終洗浄・検査工程にて洗浄と検査が行われて、円盤状基板（ディスク基板）１０が製造される。
【００２１】
次に、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程に用いられる研磨装置について、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本実施の形態が適用される円盤状基板の研磨装置７０の全体構成を示す外観図である。ここでは、円盤状基板１０およびブラシ６０（後述）がセットされた基板ホルダ５０（後述）が軸方向を水平方向（略水平方向）として研磨装置７０にセットされた状態を斜視図で示している。また図３は、研磨装置７０の駆動系を示した説明図である。更に図４は、基板ホルダ５０を回転させるための駆動系を示した説明図であり、図２に示す研磨装置７０の軸方向の第２の回転軸７２側から眺めた状態を省略して示している。
【００２２】
図２および図３に示すように、研磨装置７０は、ブラシ６０の軸６３の一端が固着される第１の回転軸７１と、軸６３の他端が固着される第２の回転軸７２と、研磨液（スラリ）を溜める液槽７３とを備えている。また、基板ホルダ５０を支える第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を備えている。この第２の支持軸７５には、基板ホルダ５０の歯車５６と噛み合って基板ホルダ５０を回転させる駆動側歯車７６が設けられている。
【００２３】
この第１の回転軸７１および第２の回転軸７２は、回転軸と一体となった一体部材７１ａ，７２ａと、止めネジ（図示せず）等によって取り付けられる分割部材７１ｂ，７２ｂとで構成され、これらは、中心軸を含む平面で合わさることで、個々の第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を形成する。
【００２４】
第１の支持軸７４および第２の支持軸７５には、基板ホルダ５０の当接円環部材５５に当接して基板ホルダ５０を支える円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃが設けられている。この４つの円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃは基板ホルダ５０を位置決めしながら基板ホルダ５０を水平方向に支える（保持する）とともに、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が回転した場合でも、当接円環部材５５への接触を維持し、ブラシ６０の軸６３に対する基板ホルダ５０の位置を、研磨に影響のない組み合わせ精度内で保持している。また、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃは、当接円環部材５５と当接することで、基板ホルダ５０の歯車５６と研磨装置７０の駆動側歯車７６との中心距離を所定の範囲に保ち、噛み合いを良好に保っている。
【００２５】
より詳しくは、基板ホルダ５０のラジアル方向の位置決めは、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０を含む）の自重により当接円環部材５５が２つの支持軸（７４、７５）の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接することによって行われる。この自重によって、歯車５６と駆動側歯車７６との噛合いによる離間方向の分力、研磨液（スラリ）の流動による離間方向の作用力、更にはブラシ６０による研磨時に生じる離間方向の作用力など、駆動側歯車７６から離間する方向へのあらゆる作用力に対して充分なる抗力が得られるように設計されている。かかる構成を採用することによって、基板ホルダ５０の反転取り付け操作、着脱操作が極めて短時間で操作でき、作業性を良好とすることができる。
一方、基板ホルダ５０のスラスト方向の位置決めでは、当接円環部材５５の側面が、後述するフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄによって僅かなガタ（隙間、クリアランス）をもって位置規制されるようになっている。
【００２６】
基板ホルダ５０には軸方向の２箇所に歯車５６（第１の歯車および第２の歯車）が設けられており（後述）、基板ホルダ５０を軸方向に反転させた（引っ繰り返した）場合にも、研磨装置７０の駆動側歯車７６を何れか一方の歯車５６と連結させることが可能である。この第１の歯車と第２の歯車とは、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに略々対象となる位置に設けられている。そして、反転して用いられた場合でも、駆動側歯車７６に対する良好な噛合いを維持できるように構成されている。
【００２７】
次に、図４に示すように、研磨装置７０は、駆動源であるホルダ駆動モータ７７と、このホルダ駆動モータ７７の駆動力を第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に伝達するベルト７８およびプーリ７９とを備えている。ホルダ駆動モータ７７によりベルト７８が図のＦ方向に回転すると、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図のＧ方向に回転する。このＧ方向の回転によって、第２の支持軸７５に設けられた駆動側歯車７６もＧ方向に回転し、この駆動側歯車７６と噛み合う歯車５６（基板ホルダ５０側）がＥ方向に回転する。これによって、基板ホルダ５０がＥ方向に回転する。
【００２８】
尚、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に基板ホルダ５０が支持された際、基板ホルダ５０の中心Ｊと、第１の支持軸７４の中心Ｋと、第２の支持軸７５の中心Ｌとによって、三角形ＪＫＬが形成される。この三角形ＪＫＬは、底辺ＫＬが水平軸（Ｘ軸）を共有し、中心Ｊを頂点とした二等辺三角形を形成する。三角形ＪＫＬがこのような二等辺三角形を形成するように、当接円環部材５５、５５と円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃとが当接している。底辺ＫＬが水平軸（Ｘ軸）を共有し中心Ｊを頂点とした二等辺三角形を三角形ＪＫＬが形成することで、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に基板ホルダ５０の荷重が均等に加わり、安定した支持が可能となる。但し、三角形の頂点を構成する２つの中心軸がＸ軸を共有しない場合や、二等辺三角形ではない不等辺三角形となるような位置関係にて支持することも可能である。このような他の三角形となる位置関係にて支持した場合でも、この位置関係が加工中に崩れないようにすることが重要である。
【００２９】
また、図２および図３に示すように、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃには、基板ホルダ５０を往復移動させるためのフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄが形成されている。このフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄは、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに比べて径の大きな輪縁（つば）であり、円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接する当接円環部材５５の側面に対向する。フランジ７４ｂとフランジ７４ｄは、第１の支持軸７４の軸方向にて左右対称に配置されている。同様に、フランジ７５ｂとフランジ７５ｄは、第２の支持軸７５の各々の軸方向にて左右対称に配置されている。
【００３０】
また、図３に示すように、研磨装置７０は、ブラシ６０を回転させるブラシモータ８１を備えている。また、ブラシモータ８１の回転を用いてブラシ６０の軸６３の一端および他端で同期して回転させるための連結機構として、第１プーリ８２、歯付きベルトである第１ベルト８３、第２プーリ８４、回転軸８５、第３プーリ８６、歯付きベルトである第２ベルト８７、第４プーリ８８を備えている。これらの連結機構によって、ブラシモータ８１の回転が第１の回転軸７１および第２の回転軸７２に機械的に連結され、ブラシ６０の軸６３の一端および他端が同期して回転することが可能となる。尚、このような機械的な連結ではなく、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２の各々に個別にモータを接続し、電気的に同期させる構成も採用できる。
【００３１】
また、研磨装置７０は、ブラシ６０に軸芯方向の引っ張り力（テンション）を与えるエアシリンダ９１と、このエアシリンダ９１の引っ張り力を第２の回転軸７２に与える引っ張り機構９２とを備えている。エアシリンダ９１による引っ張り力により、引っ張り機構９２を介して第２の回転軸７２が図３のＡ方向に移動する。エアシリンダ９１が引っ張った状態を維持することで、ブラシ６０に対する軸芯方向の引っ張り力（テンション）が維持される。
【００３２】
この動きの一例を詳述すると、第２の回転軸７２と連結して、例えばトルク伝達可能で且つ直動ころがり運動を可能とするボールスプライン９２ａ等を設ける。そして、エアシリンダ９１を動作させ、引っ張り機構９２によってＡ方向に引っ張ると、ボールスプライン９２ａをスライドして第２の回転軸７２と第４プーリ８８との距離を縮めることができ、この状態で、ブラシモータ８１から連結機構を介して得られた駆動力によって、第２の回転軸７２を回転させる。この動きの例では、エアシリンダ９１により第２の回転軸７２を引っ張った状態でも第４プーリ８８の位置は変わらず、ブラシモータ８１からの駆動力を受けることができる。
【００３３】
また他の動きの例として、ボールスプライン９２ａの代わりに所定のベアリング等を用い、第２の回転軸７２と第４プーリ８８との距離は変化させない方法もある。即ち、エアシリンダ９１の引っ張り力によって第２の回転軸７２から第４プーリ８８までをそのままＡ方向にずらす機構によってもブラシ６０に対する軸芯方向の引っ張り力（テンション）の維持が可能である。この機構を採用し、引っ張り力を与えた後に第２の回転軸７２からブラシ６０を回転させるためには、例えば第４プーリ８８の軸方向の長さを長くして第２ベルト８７との間をスライドさせる方法や、第４プーリ８８自身をスライドさせる方法、駆動力の連結機構の途中の例えば回転軸８５をスライドさせる方法など、幾つかの方法が考えられる。これらの方法を採用することで、ブラシ６０に引っ張り力を与えた状態であっても第２ベルト８７を用いてブラシモータ８１の回転を第４プーリ８８に伝達することが可能である。
尚、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２の何れか一方だけではなく、両方の回転軸に引っ張り機構を設ける構成を採用することもできる。
【００３４】
更に、研磨装置７０は、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５に撹拌用羽根９３を備えている。第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の回転によって撹拌用羽根９３を回転させることで、液槽７３の底部、とくに研磨屑などを多く含み滞留、堆積しやすい四隅近傍の研磨液（スラリ）の循環を効果的に行うことが可能である。
【００３５】
また更に、研磨装置７０は、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を図のＢ方向およびＣ方向に示す軸方向へ往復動させるための機構として、駆動モータ９５、偏芯カム９６、リンク９７、および移動体９８を備えている。駆動モータ９５の回転により偏芯カム９６が回転し、この偏芯カム９６に連結したリンク９７が移動体９８を揺動させる。これによって、移動体９８に連結されている第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図のＢ方向およびＣ方向に往復動する。この第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の往復動により基板ホルダ５０を往復動させる。
【００３６】
次に、基板ホルダ５０に装着される円盤状基板１０等の部材（要素）、ブラシ６０、および基板ホルダ５０の構造について説明する。
図５（ａ）〜（ｄ）は、基板ホルダ５０に装着される要素を説明するための図である。図５（ａ）はワークである円盤状基板１０の斜視図、図５（ｂ）はこの円盤状基板１０の中心の開孔部分の部分断面図である。また図５（ｃ）は研磨液導入スペーサ４１を示し、図５（ｄ）は両端スペーサ４２を示している。
【００３７】
研磨対象である円盤状基板１０は、例えば直径０.８５インチのディスク基板を生成するために、直径が約２１.６６ｍｍ、厚さが約１ｍｍ、中心の開孔１２の径が約６ｍｍのガラス基板である。円盤状基板１０の開孔１２は、図５（ｂ）に示すように、内周面１２ａと、この内周面１２ａの角を削った面取り部１２ｂとを備えている。この面取り部１２ｂを設けることで、後続の加工工程および組み付け工程などにおけるクラック、チッピングなどの不具合を抑制することができる。
【００３８】
図５（ｃ）に示す研磨液導入スペーサ４１は、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）を供給する機能を有する。かかる機能を達成するために、図５（ｃ）に示すように研磨液導入スペーサ４１は、端面４１ａと、この端面４１ａの外径よりも小径の面を形成する軸方向面４１ｂと、この軸方向面４１ｂに形成され、積層ワークの中心の開孔１２に研磨液（スラリ）を供給するための貫通孔である循環供給孔４１ｃを複数（例えば６個）、設けている。また、研磨液導入スペーサ４１の中心には、軸方向面４１ｂの内周を形成する開孔４１ｄが設けられている。循環供給孔４１ｃは、この開孔４１ｄと外周部である軸方向面４１ｂとを連通させる連通部として機能している。軸方向面４１ｂの内周（開孔４１ｄ）は、円盤状基板１０の内周よりも径が大きい。また、研磨液導入スペーサ４１の材質としては、ＡＢＳ、ＰＯＭ、テフロン（登録商標）、ポリアミドなどの合成樹脂が用いられる。
【００３９】
図５（ｄ）に示す両端スペーサ４２は、例えば円盤状基板１０の積層枚数の調整や、研磨の性状が不安定となる可能性のあるブラシ６０の端部に円盤状基板１０を配置しないために設けられている。この両端スペーサ４２は、研磨液導入スペーサ４１と同様の材質（ＡＢＳ、ＰＯＭ、テフロン（登録商標）、ポリアミドなどの合成樹脂）で形成される。外径寸法は円盤状基板１０の外径寸法よりも若干（例えば１〜５ｍｍ程度）小さくなっており、また内径寸法は円盤状基板１０の内径と同等以上となるように構成されている。
【００４０】
図６は、図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を治具４４に取り付けた状態を示した斜視図である。図６に示すように、図５（ａ），（ｂ）に示す円盤状基板１０を重ね合わせて積層ワークが形成され、図５（ｃ），（ｄ）に示す部材、およびダミー基板４３が治具４４に取り付けられる。この治具４４には、全体で例えば１５０枚の円盤状基板１０が重ね合わされ、両端スペーサ４２が設けられる一端から研磨液導入スペーサ４１までの間に例えば４０枚、２つの研磨液導入スペーサ４１の間に例えば７０枚、研磨液導入スペーサ４１から他端の両端スペーサ４２までに例えば４０枚等の積層ワークが取り付けられる。ダミー基板４３を各スペーサ（研磨液導入スペーサ４１，両端スペーサ４２）と円盤状基板１０との間に設けることで、各スペーサと円盤状基板１０の平面１１とが接触することによる円盤状基板１０の品質劣化を抑制することができる。但し、各スペーサの材質などによっては、このダミー基板４３を使用しないことも可能である。
そして、この図６に示すように円盤状基板１０を積層することで、研磨液導入スペーサ４１の間隔および軸方向の位置が定まる。
【００４１】
図７は、図６に示したような積層ワークをセットするための基板ホルダ（ホルダ）５０を示した図である。図２に示すように、この基板ホルダ５０は、研磨装置７０に載置された状態で研磨工程にて用いられる。基板ホルダ５０は、例えばステンレス鋼で全体が形成され、図６に示すような積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を装着するための装着部の一態様である装着孔５１と、基板ホルダ５０の外周５２ａと装着孔５１とを連通させて研磨液（スラリ）を流入させる流入用開口（opening）５３とを備えている。尚、装着部としては、この装着孔５１に代えて、例えば基板ホルダ５０が軸方向に数分割（例えば２分割）できるように構成し、積層ワークを取り付けた後にこの数分割された部品を組み合わせて（固定して）基板ホルダ５０を形成することで積層ワークを装着する等の態様も考えられる。また、流入用開口５３の近傍であって外周５２ａの表面に設けられ、研磨液（スラリ）を流入用開口５３に導くフィン５４を備えている。流入用開口５３およびフィン５４は軸方向の２箇所に形成されており、流入用開口５３は外周５２ａの表面に例えば片側６個、設けられ、個々の流入用開口５３の間にフィン５４が形成されている。
【００４２】
流入用開口５３が形成される軸方向の２箇所の位置は、図６に示す積層ワークが基板ホルダ５０にセットされた際、図６に示すようにセットされた２つの研磨液導入スペーサ４１の軸方向位置とほぼ一致している。外周５２ａとこの外周５２ａよりも径の大きな外周５２ｂとの間で形成される段差と、フィン５４とによって形成される構造によって、基板ホルダ５０の回転により研磨液（スラリ）が掻き上げられ、流入用開口５３に研磨液（スラリ）が供給される。
【００４３】
また、基板ホルダ５０は、例えばデルリン（デュポン社の登録商標）などのアセタール樹脂を材質とする当接円環部材５５を、軸方向の２箇所（複数箇所）の外周５２ｂに形成している。更に、基板ホルダ５０を回転させるための歯車５６を軸方向の２箇所に形成している。前述のように、第１の歯車および第２の歯車を構成する２箇所の歯車５６は、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに対象となる位置に設けられている。即ち、２箇所の歯車５６とともに２箇所に設けられる当接円環部材５５なども、その配置方向や位置を含めて互いに軸方向に対象となるように配置されている。これによって、基板ホルダ５０を軸方向に反転させた（引っ繰り返した）場合にも、研磨装置７０の駆動側歯車７６を何れか一方の歯車５６と連結させることが可能となり、また、反転させた場合でも基板ホルダ５０の軸方向へのスライド移動などもそのまま実現できる。
【００４４】
また更に、積層ワークを挿入した後に積層ワークを軸方向に押圧し、基板ホルダ５０に積層ワークを固定するナット５７を有している。図７では軸方向の一方だけにナット５７を示しているが、積層ワークを挿入した後は軸方向の他方にもナット５７が設けられる。即ち、装着孔５１に積層ワークを挿入した後、他方のネジ部５８を利用してナット５７を締め付けて、積層ワークを固定する。基板ホルダ５０の両端に取り付けられるナット５７には、治具４４を引き抜いてブラシ６０を挿入するために、また研磨時に研磨液（スラリ）を流入させるために、軸方向の中心にナット開孔５７ａ（図２参照）が各々設けられている。このナット５７による積層ワークの固定の後に、図６に示した治具４４が積層ワークから引き抜かれて取り除かれる。当接円環部材５５は、前述（例えば図２参照）のように、基板ホルダ５０を研磨装置７０に配置した際の基板ホルダ５０全体の位置決めに用いられ、研磨装置の駆動側歯車７６と歯車５６との軸間距離を規定する役割、また研磨装置７０のフランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄに当接して基板ホルダ５０を軸方向に往復動させる役割を担っている。
【００４５】
図８は、基板ホルダ５０にセットされた円盤状基板１０の中心の開孔１２に挿入されるブラシ６０を示す外観図である。このブラシ６０は、毛先が螺旋状に配列して形成されるブラシ部６１と、このブラシ部６１の両端部に連続して形成される径大部６２と、これらの径大部６２に連続して一端と他端とを形成する軸６３とを備えている。径大部６２は、ブラシ部６１の端を軸６３に結合するためのカシメ部６２ａと、ブラシ部６１からの研磨液（スラリ）の端部への流れを堰き止める（流れを抑制する）堰き止め部６２ｂを備えている。即ち、後述するように、研磨液（スラリ）に基板ホルダ５０をディップさせた状態でブラシ６０が所定の一方向に回転すると、毛先が螺旋状に配列して形成されるブラシ部６１によって、軸方向の一方向に研磨液（スラリ）が流れる。このとき、径大部６２の堰き止め部６２ｂによって研磨液（スラリ）が堰き止められ、ブラシ６０の端部への研磨液（スラリ）の流れが防止される。
【００４６】
ブラシ６０にて、円盤状基板１０の中心の開孔１２の研磨として例えば０.８５インチ等の小径ディスクの内径を研磨するためには、このブラシ６０の芯を細くする必要がある。そこで、本実施の形態では、例えば、複数本のワイヤ（材質：例えば、軟鋼線材（ＳＷＲＭ)、硬鋼線材（ＳＷＲＨ)、ステンレス線材（ＳＵＳＷ)、黄銅線（ＢＳＷ)など、加工性、剛性などから適宜選定できよう）の間に、ブラシの毛（材質：例えばナイロン（デュポン社の商品名））を挟み込み、この毛が挟み込まれたワイヤをねじることで、ブラシ部６１を形成している。このワイヤをねじってブラシ部６１を形成することで、ブラシ部６１に形成されるブラシ毛先を螺旋状とすることができ、挿入されている積層ワークの中心の開孔１２にて、研磨液（スラリ）を軸方向に流すことが可能となり、この箇所における研磨液（スラリ）の搬送を良好に行うことができる。また、堰き止め部６２ｂをブラシ部６１の両端に設けることで、研磨液（スラリ）の端部への流れを抑制することが可能となる。
【００４７】
そして、このような構成を有するブラシ６０は、ブラシ６０のブラシ部６１の芯が柔軟性を有している。この『柔軟性』とは、本実施の形態では、人間が両端を持って軽く曲がる程度の柔軟性、手で触って両端を曲げる程度の柔軟性である。一例を挙げると、例えば、直径０．２ｍｍ程度の軟鋼線材（ＳＷＲＭ)にブラシの毛を挟んだ４本のワイヤをねじって形成したブラシ６０にて、ブラシ軸両端を自由端支持で保持し、ブラシ６０の中央部分を約１００ｇｆ程度で押圧したときに撓みが見られた。尚、この値は、線材の太さ、種類、ねじり方等によって異なってくる。この柔軟性としては、例えば、ブラシ軸両端を自由端支持で保持し、ブラシ６０の中央部分を数１００ｇｆ程度で押圧した状態で撓む程度とすることも可能である。
【００４８】
また、図８に示すブラシ６０では、基板ホルダ５０に挿入された積層ワークである円盤状基板１０との軸方向の相対的な往復動を考慮してブラシ部６１の軸方向の長さが決定されている。即ち、後述するように、基板ホルダ５０、即ち積層ワークである円盤状基板１０を左右に往復動させたときに、ブラシ部６１から円盤状基板１０が外れると研磨が良好に行えない。そこで、積層された円盤状基板１０を左右に往復動させた場合であっても、ブラシ部６１から積層ワークの端の円盤状基板１０が外れないような長さにブラシ部６１の長さを設定しておくことが好ましい。
即ち、ブラシ部６１の軸方向の長さをＬ、積層ワークの長さをＬ０、往復動の距離をＬ１とすると、
Ｌ ＞ Ｌ０ ＋ Ｌ１
の関係がある。
【００４９】
次に、図２に示す研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給した状態について、図９を用いて説明する。ここでは、図示しないポンプを駆動させ、研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給する。液槽７３には、水平にセットされた基板ホルダ５０のほぼ中央部分まで、研磨液（スラリ）１００が溜められる。即ち、基板ホルダ５０の全部ではなく一部が研磨液（スラリ）１００にディップした状態にある。
本実施の形態では、液槽７３の外部に第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が設けられており、第１の支持軸７４、第２の支持軸７５、ブラシモータ８１（図３参照）、連結機構などの各種駆動機構も液槽７３から分離している。その結果、各種駆動機構が研磨液（スラリ）１００に浸ることがなく、軸受け等の機構部品が研磨液（スラリ）１００に含まれる研磨剤によって摩耗する問題を解消することができる。この研磨液（スラリ）１００を供給した状態で、引っ張り力が与えられたブラシ６０の両端を、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を用いて第１の方向（図９のＤ方向）に回転させる。一方、基板ホルダ５０は、第２の方向（図９のＥ方向）に回転する。
【００５０】
尚、『基板ホルダ５０の全部ではなく一部が研磨液（スラリ）１００にディップした状態』とは、液槽７３に満たされた研磨液（スラリ）１００の水平面１００ａに完全に浸った状態ではなく、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の一部が水平面１００ａから突出した位置にある状態を言う。尚、実際の研磨作業が実行されると、基板ホルダ５０の回転により、この基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の全体が研磨液（スラリ）１００で覆われるが、基板ホルダ５０（積層された円盤状基板１０）の一部が水平面１００ａから突出した位置（高さ）にあることには変わりがない。
尚、水平面１００ａの位置は、通常、液槽７３の切り欠き７３ａが形成される高さとほぼ同程度であるが、供給される研磨液（スラリ）１００の流量や粘度、切り欠き７３ａの形状や大きさなどによって、その位置（高さ）が若干、上下する。
【００５１】
ここで、従来、ディスク基板を所定のブラシで研磨する際には、被研磨面である内周面に研磨液を滴下させたり、研磨液の槽にディスク基板およびブラシの全体を浸漬させていた。例えば、図１１（ａ），（ｂ）に示すような構造を採用した場合に、ブラシ軸を回転させる機構などをブラシ軸の下軸方向に設けると、機構部品が研磨液によって早々に浸食されてしまう問題があった。そのために、図１１（ａ），（ｂ）に示すような配置では、ブラシの両軸を支え、特に両軸を回転駆動させることは難しかった。
本実施の形態では、基板ホルダ５０を水平状態に保持して円盤状基板１０（積層ワーク）の一部を研磨液（スラリ）１００にディップさせた。そして、この状態で基板ホルダ５０とブラシ６０とを回転させることで、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）１００を充分に供給することが可能となった。また、このとき、本実施の形態では、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２、およびこれらを駆動する各種駆動機構が、研磨液（スラリ）１００を溜める液槽７３から離間した位置に配置されている。これによって、各種機構部品が研磨液（スラリ）１００の影響を受けない状態で装置を稼働することが可能となり、例えば研磨剤による軸受けの摩耗等を防止することができる。
【００５２】
以上のような研磨装置７０によって実行される、図１−２（ｅ）に示す内周研磨工程について、その処理の流れを詳述する。
図１０は、内周研磨工程の流れを示すフローチャートである。内周研磨行程では、まず、円盤状基板（ワーク）１０を取り付け治具（治具４４）にセットする（ステップ１０１）。即ち、前述した図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を、図６に示すように治具４４にセットする。次に、図６に示すようにして取り付け治具（治具４４）に重ねられ積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を、図７に示す基板ホルダ５０にセットする（ステップ１０２）。即ち、図７に示す基板ホルダ５０の一方のネジ部５８にナット５７が締め付けられた状態で、他方のネジ部５８のある装着孔５１に、図６に示す積層ワークを挿入する。その後、他方のネジ部５８にナット５７を締め付けることで、積層ワークを基板ホルダ５０に固定する。その後、ナット開孔５７ａ（図２参照）から治具４４を引き抜く。
【００５３】
その後、この基板ホルダ５０にセットされた積層ワークの中心の開孔に、ナット開孔５７ａから第１のブラシ（ブラシ６０）を挿入する（ステップ１０３）。本実施の形態では、ブラシ６０として、第１のブラシと第２のブラシの２種類を準備している。第１のブラシは毛が軟らかく長いブラシであり、第２のブラシは、この第１のブラシに比べて毛が固く短いブラシである。このステップ１０３では、毛が軟らかく長い第１のブラシを用いることで、円盤状基板１０の面取り部１２ｂ（図５（ｂ）参照）を良好に研磨する。一方、ステップ１１４（後述）では、毛が固く短い第２のブラシを用いることで、円盤状基板１０の内周面１２ａ（図５（ｂ）参照）を良好に研磨することができる。このように、毛の状態が異なる複数のブラシ６０を用いることで、複数の面を良好に研磨することができる。
【００５４】
次いで、積層ワークがセットされ第１のブラシが挿入された基板ホルダ５０を水平にして研磨装置７０にセットする（ステップ１０４）。即ち、基板ホルダ５０の２箇所の当接円環部材５５を、研磨装置７０の２つの支持軸（７４、７５）の円環部材７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃに当接させ、積層ワークとブラシ６０とが備えられた基板ホルダ５０を研磨装置７０に配置する。この簡単な配置によって、基板ホルダ５０の歯車５６と研磨装置７０の駆動側歯車７６との噛合いを確保する。
【００５５】
その後、基板ホルダ５０の端部に出ているブラシ６０の一端を研磨装置７０の第１の回転軸７１に固着し、ブラシの他端を研磨装置の第２の回転軸７２に固着する（ステップ１０５）。より詳しくは、図２に示すように、第１の回転軸７１の分割部材７１ｂおよび第２の回転軸７２の分割部材７２ｂが取り外された状態で、研磨装置７０に基板ホルダ５０が置かれると、基板ホルダ５０に取り付けられたナット５７のナット開孔５７ａから突出しているブラシ６０の軸６３の両端が、第１の回転軸７１の一体部材７１ａおよび第２の回転軸７２の一体部材７２ａの中心部に収まる。その後、止めネジによって分割部材７１ｂ，７２ｂを一体部材７１ａ，７２ａに取り付けることで、軸６３の一端を第１の回転軸７１に、他端を第２の回転軸７２に固着することができる。
以上のような一連の作業工程で、前述の図４に示した中心Ｊを頂点とした二等辺三角形ＪＫＬの位置関係が容易に確保された状態で、研磨装置７０へのワークの取り付けが終了する。
【００５６】
このワーク取り付け後、例えばポンプ（図示せず）を駆動させ、研磨装置７０の液槽７３に研磨液（スラリ）１００を供給する（ステップ１０６）。研磨装置７０の液槽７３の領域には、基板ホルダ５０が水平状態でセットされており、この状態では基板ホルダ５０の水平軸方向のほぼ半分程度が研磨液（スラリ）１００に浸漬する（図９参照）。
【００５７】
そして、この研磨液（スラリ）１００の供給に前後して、研磨装置７０にてブラシ６０の芯を軸方向に引っ張り、その引っ張り状態が維持される（ステップ１０７）。より詳細には、図３に示すエアシリンダ９１を動作させ、ブラシ６０の軸６３に対して引っ張り力を与える。この引っ張り力としては、５〜５０ｋｇｆ程度が好ましく、より好ましくは１０〜２０ｋｇｆ程度である。尚、１ｋｇｆは約９.８Ｎである。本実施の形態では、ブラシ６０の軸６３を両端支持しテンションをかけることで、図１１（ａ），（ｂ）に示したような偏芯回転を抑制している。そのために、引っ張り力の下限値は、ブラシの剛性、ブラシの回転数などを考慮し、偏芯回転を抑制するものとして実験的に定められた値である。一方、図８を用いて説明したように、ブラシ６０のブラシ部６１の軸芯は、ワイヤをねじって形成されている。そのために、引っ張り力の上限値は、ブラシ部６１の軸芯を伸ばし過ぎず、ブラシの毛先の性状を乱さない値として、ブラシ６０の特性に応じて決定される。
【００５８】
この状態にて、研磨液を供給しながら、ブラシを第１の方向に回転させ、ホルダをこの第１の方向とは逆の回転方向である第２の方向に回転させて研磨が行われる（ステップ１０８）。即ち、図９にて説明したように、研磨液（スラリ）１００を供給した状態で、引っ張り力が与えられたブラシ６０の両端を、第１の回転軸７１および第２の回転軸７２を用いて第１の方向（図９のＤ方向）に回転させる。ブラシ６０の回転数としては、例えば１５００〜２０００ｒｐｍ程度が好ましい。また、同時に、図３に示すホルダ駆動モータ７７を起動し、基板ホルダ５０を第２の方向（図９のＥ方向）に回転させる。この基板ホルダ５０の回転数としては、２０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、６０ｒｐｍ等が選択される。
【００５９】
図９に示す状態で基板ホルダ５０をＥ方向に回転させると、フィン５４によって研磨液（スラリ）１００が掻き上げられ、この研磨液（スラリ）１００が流入用開口５３から基板ホルダ５０の内部に流れ込む。そして、流入用開口５３から供給された研磨液（スラリ）１００は、基板ホルダ５０の内部にて、図６に示す研磨液導入スペーサ４１を包み込み、図５（ｃ）に示す軸方向面４１ｂと基板ホルダ５０の内周面との間が研磨液（スラリ）１００で満たされる。そして、研磨液導入スペーサ４１の循環供給孔４１ｃを経由して、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に研磨液（スラリ）１００が供給される。中心の開孔１２に供給された研磨液（スラリ）１００は、図８に示すような毛先が螺旋状に配列されたブラシ６０によって軸方向に移動する。これらの作用によって、基板ホルダ５０の全部ではなく一部を研磨液（スラリ）１００にディップした状態から研磨を開始しても、円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２は軸方向に充分に研磨液（スラリ）１００で満たされる。
【００６０】
尚、研磨液（スラリ）１００は、基板ホルダ５０に取り付けられたナット５７のナット開孔５７ａからも流入される（図９参照）。そして、この流入した研磨液（スラリ）１００は、毛先が螺旋状に配列されたブラシ６０によって軸方向に移動する。この軸方向に移動した研磨液（スラリ）１００は、研磨液（スラリ）１００が流入した基板ホルダ５０の一端とは異なる他端のナット５７のナット開孔５７ａから排出され、液槽７３に戻される。このように、基板ホルダ５０の端部から研磨液（スラリ）１００を流入させて研磨を行うことが可能であるとともに、研磨後の研磨液（スラリ）１００を簡易に循環させることが可能となる。
【００６１】
一方、このステップ１０８による研磨作業に際し、図３に示す駆動モータ９５を動作させ、基板ホルダ５０を軸方向（図３のＢ方向とＣ方向）に往復動させる（ステップ１０９）。往復動させることによって、基板ホルダ５０とブラシ６０とが相対的に移動してワークに接触するブラシ６０の位置をずらすことが可能となり、同一のブラシ６０によって同一の箇所を研磨することによる研磨の偏りを防止し、より均一化された研磨が可能となる。
【００６２】
ここで、この基板ホルダ５０の往復動に際し、図２に示す第１の支持軸７４および第２の支持軸７５を軸方向に往復動させる。この第１の支持軸７４および第２の支持軸７５の往復動により、フランジ７４ｂ、７４ｄ、７５ｂ、７５ｄの輪縁（つば）の側面が、基板ホルダ５０の当接円環部材５５を押し、これによって基板ホルダ５０を往復移動させることができる。即ち、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図３のＢ方向に移動すると、フランジ７４ｄおよびフランジ７５ｄが基板ホルダ５０の一方の当接円環部材５５を押すことで、基板ホルダ５０がＢ方向に移動する。一方、第１の支持軸７４および第２の支持軸７５が図３のＣ方向に移動すると、フランジ７４ｂおよびフランジ７５ｂが基板ホルダ５０の他方の当接円環部材５５を押すことで、基板ホルダ５０がＣ方向に移動する。尚、このＢ方向およびＣ方向への移動は、駆動機構（駆動モータ９５、偏芯カム９６、リンク９７、移動体９８など）が用いられる。
【００６３】
尚、ブラシ６０と基板ホルダ５０とを軸方向に相対移動させるためには、ブラシ６０を往復動させる方法も考えられる。しかしながら、ブラシ６０は、軸６３の両端が固着され、また軸６３にはテンションがかけられ、更に両軸が同期して回転している。そのために、特に両端を固着してテンションを一定に維持した状態でブラシ６０を往復動させるための簡易な機構を形成することが難しい。即ち、両端を固着してテンションを一定に維持した状態でブラシ６０を往復動させるためには、ブラシモータ８１からブラシ６０を回転させ、且つテンションを付与する一連の機構の構成部材を全て往復動させることが必要となり、大掛かりであり可成りのコスト高となる。また、本実施の形態におけるブラシ６０の軸芯は細く柔軟性が高いことから、ブラシ６０の性状を安定化させるためにブラシ６０の回転中に軸方向に移動させることは好ましくない。そこで、本実施の形態では、引っ張り力を加えているブラシ６０の軸６３を軸方向に往復動させるのではなく、基板ホルダ５０を往復動させ、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）を往復動させることで、ブラシ６０と積層された円盤状基板１０（積層ワーク）との軸方向の相対移動を実現している。
【００６４】
図１０に戻って処理の流れを説明すると、この内周研磨工程では、以上のような研磨作業を予め定められた研磨時間だけ行う（ステップ１１０）。即ち、研磨装置７０の制御部（図示せず）は、経験則から得られた研磨に必要な時間（研磨時間）として予め定められた時間が経過したか否かを判断し、研磨時間が経過していなければステップ１０８からの処理を繰り返し、研磨時間が経過すると、研磨装置７０を停止させる（ステップ１１１）。
【００６５】
その後、研磨装置７０を操作してブラシ６０への引っ張りを解除し、ブラシ６０の一端および他端を回転軸（第１の回転軸７１および第２の回転軸７２）から取り外す（ステップ１１２）。そして、基板ホルダ５０の一端および他端を反転させて（引っ繰り返して）基板ホルダ５０を研磨装置７０に置き直し、上述のステップ１０４〜ステップ１１２に示す処理を繰り返す（ステップ１１３）。このように、基板ホルダ５０を反転させて同様な処理を行うことで、機構を逆転させることなく、例えば回転方向の反転などの研磨条件を変えることが可能となり、研磨条件が唯一であることによる偏った研磨を抑制することができる。
【００６６】
この反転した後の研磨が終了した後、基板ホルダ５０から第１のブラシを抜き取り、第１のブラシに比べて硬度の高い第２のブラシを、基板ホルダ５０にセットされた積層ワークの中心の開孔１２に挿入する（ステップ１１４）。この硬度の高い第２のブラシは、前述のように、円盤状基板１０の内周面を研磨するためのもので、第１のブラシに比べて毛の長さが短い。その後、上述のステップ１０４〜ステップ１１３に示す処理にて、前述の第１のブラシを用いて行った研磨処理と同様にして研磨処理が行われる（ステップ１１５）。尚、製品としてのディスク基板では、内周面１２ａの寸法精度がより要求されることから、内周面１２ａの研磨に良好なブラシ６０を後工程である第２のブラシとして用いることが好ましい。
【００６７】
この第２のブラシによる研磨に際し、本実施の形態によれば、ステップ１１３に示す基板ホルダ５０の反転による研磨を行わなくとも、従来と比べて円盤状基盤１０の中心の開孔１２を格段に精度よく研磨することができるが、更に厳しい要求精度（表面粗さ精度、寸法精度、幾何精度など）を満足させるには、ステップ１１５に示すように反転による研磨（ステップ１１３）を合わせて実施することが、より好ましい。尚、第１のブラシを用いた場合と第２のブラシを用いた場合とで、ステップ１１０の研磨時間、回転数などの研磨条件を異ならせることもできる。研磨処理が終了した後、基板ホルダ５０からブラシ６０、ワークを取り出し（ステップ１１６）、内周研磨行程を終了して、次行程へ移行する。
【００６８】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、基板ホルダ５０の回転のためのセットは、基板ホルダ５０の当接円環部材（５５,５５）を、研磨装置７０の複数の円環部材（７４ａ、７４ｃ、７５ａ、７５ｃ）に当接載置させるだけで良く、この作業だけで基板ホルダ５０の歯車５６を研磨装置７０の駆動側歯車７６と噛み合わせることができる。そして、この噛み合わせは、駆動側歯車７６から離間する方向への各種の作用力を足し合わせたものに対して充分なる抗力が得られるだけの基板ホルダ５０の自重を利用しており、非常に簡易な構造で良好な噛合いを実現することができる。
【００６９】
また、基板ホルダ５０の軸方向に対して互いに対象となる位置に２つの歯車５６（第１の歯車および第２の歯車）を設けている。これによって、例えば基板ホルダ５０を反転させて積層ワークの軸方向に対して研磨を均一化させることが必要な場合でも、基板ホルダ５０を容易に配置させることが可能となる。また、その際、芯だしや固定が簡単であり、製造コストを大幅に削減できる。更に加えて、基板ホルダ５０を回転のためにセットした状態にて、ブラシ６０の軸６３の両端を固着し、更に軸６３に引っ張り力を与えることで、軸芯の振れを抑制することができる。特に、円盤状基板１０の中心の開孔１２が小さくなり、ブラシ６０が細く、剛性が低くなる場合に、その効果は大きい。
【００７０】
また、基板ホルダ５０に流入用開口５３を設け、また研磨液導入スペーサ４１を設けることで、積層された円盤状基板１０（積層ワーク）の中心の開孔１２に、基板ホルダ５０の回転によって研磨液（スラリ）１００を供給することを可能としている。かかる構成を採用することで、ポンプなどによる開孔１２への強制的な供給を行わなくとも安定した内周研磨を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１−１】（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。
【図１−２】（ｅ）〜（ｈ）は、本実施の形態が適用される円盤状基板（ディスク基板）の製造工程を示した図である。
【図２】本実施の形態が適用される円盤状基板の研磨装置の全体構成を示す外観図である。
【図３】研磨装置の駆動系を示した説明図である。
【図４】基板ホルダを回転させるための駆動系を示した説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、基板ホルダに装着される要素を説明するための図である。
【図６】図５（ａ）〜（ｄ）に示す各要素を治具に取り付けた状態を示した斜視図である。
【図７】図６に示したような積層ワークをセットするための基板ホルダを示した図である。
【図８】基板ホルダにセットされた円盤状基板の中心の開孔に挿入されるブラシを示す外観図である。
【図９】液槽に研磨液（スラリ）を供給した状態を説明するための斜視図である。
【図１０】内周研磨工程の流れを示すフローチャートである。
【図１１】（ａ），（ｂ）は、従来から行われていた円盤状基板の内周研磨方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０…円盤状基板、１２…開孔、４１…研磨液導入スペーサ、５０…基板ホルダ、５３…流入用開口、５４…フィン、５５…当接円環部材、５６…歯車、５７…ナット、６０…ブラシ、７０…研磨装置、７１…第１の回転軸、７２…第２の回転軸、７４…第１の支持軸、７５…第２の支持軸、７４ａ，７４ｃ，７５ａ，７５ｃ…円環部材、７６…駆動側歯車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車とを備えた基板ホルダと、
前記円盤状基板の前記開孔に挿入され、当該開孔を研磨するブラシと、
前記基板ホルダに設けられた前記歯車を噛合する駆動側歯車と、
前記駆動側歯車を回転駆動させる駆動手段と
を備えた円盤状基板の研磨装置。
【請求項２】
前記基板ホルダに設けられる歯車は、当該基板ホルダが軸方向に反転して用いられた際にも前記駆動側歯車に対して噛み合う位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項３】
前記基板ホルダに設けられる歯車は、当該基板ホルダの軸方向に対して略々対象位置に複数個、設けられることを特徴とする請求項２に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは、前記外周部に設けられた当接円環部材を更に備え、
前記駆動側歯車が設けられた回転軸に取り付けられた円環部材に前記当接円環部材が当接することによって、前記歯車と当該歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定めるようにした請求項１に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項５】
前記当接円環部材は前記基板ホルダの軸方向に複数設けられ、前記円環部材は各々の当該当接円環部材に対応して複数設けられ、複数の当該円環部材によって各々の当該当接円環部材を支持することで当該基板ホルダを水平方向に支持することを特徴とする請求項４に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項６】
前記円環部材または前記当接円環部材に設けられ前記基板ホルダを軸方向に往復移動させるフランジを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項７】
中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、
前記装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開口と、
前記開口の近傍であって前記外周の表面に設けられ研磨液を当該開口に導くフィンと
を備えた基板ホルダ。
【請求項８】
外周部に設けられる歯車を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の基板ホルダ。
【請求項９】
中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と、
前記円盤状基板の前記開孔に挿入されて当該開孔を研磨するブラシに対して当該円盤状基板を別個に回転させるために外周部に設けられた歯車と
を備えた基板ホルダ。
【請求項１０】
前記外周部に設けられ、前記歯車と当該歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定める当接円環部材を更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の基板ホルダ。
【請求項１１】
請求項１乃至６何れか１項記載の装置または請求項７乃至１０何れか１項記載の基板ホルダによって開孔が研磨される円盤状基板。
【請求項１】
中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と外周部に設けられた歯車とを備えた基板ホルダと、
前記円盤状基板の前記開孔に挿入され、当該開孔を研磨するブラシと、
前記基板ホルダに設けられた前記歯車を噛合する駆動側歯車と、
前記駆動側歯車を回転駆動させる駆動手段と
を備えた円盤状基板の研磨装置。
【請求項２】
前記基板ホルダに設けられる歯車は、当該基板ホルダが軸方向に反転して用いられた際にも前記駆動側歯車に対して噛み合う位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項３】
前記基板ホルダに設けられる歯車は、当該基板ホルダの軸方向に対して略々対象位置に複数個、設けられることを特徴とする請求項２に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは、前記外周部に設けられた当接円環部材を更に備え、
前記駆動側歯車が設けられた回転軸に取り付けられた円環部材に前記当接円環部材が当接することによって、前記歯車と当該歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定めるようにした請求項１に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項５】
前記当接円環部材は前記基板ホルダの軸方向に複数設けられ、前記円環部材は各々の当該当接円環部材に対応して複数設けられ、複数の当該円環部材によって各々の当該当接円環部材を支持することで当該基板ホルダを水平方向に支持することを特徴とする請求項４に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項６】
前記円環部材または前記当接円環部材に設けられ前記基板ホルダを軸方向に往復移動させるフランジを更に備えたことを特徴とする請求項４に記載の円盤状基板の研磨装置。
【請求項７】
中心に開孔を有する円盤状基板が複数枚装着される装着孔と、
前記装着孔から外周に連通する研磨液流入用の開口と、
前記開口の近傍であって前記外周の表面に設けられ研磨液を当該開口に導くフィンと
を備えた基板ホルダ。
【請求項８】
外周部に設けられる歯車を更に備えたことを特徴とする請求項７に記載の基板ホルダ。
【請求項９】
中心に開孔を有する円盤状基板が軸方向に沿って複数枚装着される装着孔と、
前記円盤状基板の前記開孔に挿入されて当該開孔を研磨するブラシに対して当該円盤状基板を別個に回転させるために外周部に設けられた歯車と
を備えた基板ホルダ。
【請求項１０】
前記外周部に設けられ、前記歯車と当該歯車に駆動力を与える駆動側歯車との噛合関係を定める当接円環部材を更に備えたことを特徴とする請求項９に記載の基板ホルダ。
【請求項１１】
請求項１乃至６何れか１項記載の装置または請求項７乃至１０何れか１項記載の基板ホルダによって開孔が研磨される円盤状基板。
【図１−１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１−２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１０５１６１（Ｐ２００８−１０５１６１Ａ）
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９２５８５（Ｐ２００６−２９２５８５）
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月２７日（２００６．１０．２７）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【出願人】（０００１２４３６２）シチズンセイミツ株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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