JP4213086B2 - Polishing apparatus and surface plate processing method - Google Patents
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Description
本発明は、研磨装置及び定盤を加工する方法に関連する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a method for processing a surface plate.
一般に、コンピュータは、処理手順であるプログラム及び処理に関連するデータを内蔵の記憶装置又は外付けの記憶装置に格納し、それらの記憶装置に適宜アクセスし、所望の処理を実行する。内蔵の記憶装置としては、主にハードディスクドライブ(HDD)が使用される。外付けの記憶装置としては、フロッピディスク(FD)ドライブ、コンパクトディスク(CD)ドライブ、DVDその他の装置が使用される。 In general, a computer stores a program as a processing procedure and data related to the processing in a built-in storage device or an external storage device, accesses the storage device as appropriate, and executes a desired process. A hard disk drive (HDD) is mainly used as a built-in storage device. As an external storage device, a floppy disk (FD) drive, a compact disk (CD) drive, a DVD, or other devices are used.
ハードディスクドライブは、高速に回転する磁気ディスクに非接触に磁気ヘッドを近づけ、データを読み書きし、大容量化且つ高速アクセス化を実現する。磁気ヘッドの浮上面は、磁気ディスクとわずか数十ナノメートル程度しか離れていないので、浮上面は非常に平坦であるように研磨される。 A hard disk drive brings a magnetic head close to a magnetic disk rotating at high speed in a non-contact manner, reads and writes data, and realizes a large capacity and high speed access. Since the air bearing surface of the magnetic head is only a few tens of nanometers away from the magnetic disk, the air bearing surface is polished so as to be very flat.
磁気ヘッドを研磨する工程は、主に磁気ヘッドに流れる電流値(又は磁気ヘッドの抵抗値)を調整するELGラップ工程と、主に浮上面を平坦にするクラウンラップ工程とに分けて行なわれるのが一般的である。特に後者のクラウンラップ工程では、非常に高精度な研磨を行なう必要があることに加えて、研磨対象の材質が例えばアルミナチタンカーバイト(Al2O3−TiC)のように硬いので、市販の研磨布等をそのまま利用することは困難である。このため、研磨に使用される定盤の研磨面に、ダイヤモンドのような砥粒を埋め込み、研磨面を適切に加工した上で、磁気ヘッドの浮上面が研磨される。より具体的には、ダイヤモンドの砥粒を含むスラリーを定盤に滴下しながら、定盤と定盤に接する面を有するリングとが擦れ合うようにそれらを回転させることで、定盤に砥粒が埋め込まれる。このようにして形成される定盤の研磨面は、研磨対象の浮上面の精度に大きく影響を及ぼすので、その研磨面は、非常に均一な平坦度及び砥粒密度を有することが望ましい。 The process of polishing the magnetic head is mainly performed by an ELG wrapping process for adjusting the current value (or resistance value of the magnetic head) flowing through the magnetic head and a crown wrapping process for mainly flattening the air bearing surface. Is common. In particular, in the latter crown wrap process, in addition to the necessity of performing very high-precision polishing, the material to be polished is hard, for example, alumina titanium carbide (Al 2 O 3 —TiC). It is difficult to use an abrasive cloth or the like as it is. For this reason, abrasive surfaces such as diamond are embedded in the polishing surface of the surface plate used for polishing, and the air bearing surface of the magnetic head is polished after the polishing surface is appropriately processed. More specifically, while dripping the slurry containing diamond abrasive grains onto the surface plate, rotating the surface plate and the ring having a surface in contact with the surface plate so that the abrasive particles are rotated on the surface plate. Embedded. Since the polishing surface of the surface plate formed in this way greatly affects the accuracy of the air bearing surface to be polished, it is desirable that the polishing surface has a very uniform flatness and abrasive grain density.
従来の手法では、定盤とリングを回転させる時間を経験的に長くしたり短くしたりすることで、砥粒の密度を制御しようとしている。しかしながら、そのような時間調整は、砥粒の分布を均一にする観点からは、必ずしも好都合ではない。即ち、研磨面の状態を評価しながら研磨面を加工しているわけではないので、砥粒分布の不均一な定盤が作成されてしまう虞がある。研磨面の状態を評価する観点からは、研磨面の一部を取り出し、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することも考えられる。しかしながら、取り出された部分を定盤に元通りに戻すことはできないので、SEMによる表面評価を、定盤の加工工程の途中に組み込むことは困難である。従って、従来の手法では、適切な研磨面を有する定盤を再現性良く加工することが容易ではなかった。 In the conventional method, the density of the abrasive grains is controlled by empirically increasing or decreasing the time for rotating the surface plate and the ring. However, such time adjustment is not always convenient from the viewpoint of making the abrasive grain distribution uniform. That is, since the polished surface is not processed while evaluating the state of the polished surface, a surface plate with a non-uniform abrasive grain distribution may be created. From the viewpoint of evaluating the state of the polished surface, it is conceivable that a part of the polished surface is taken out and observed with a scanning electron microscope (SEM). However, since the extracted portion cannot be returned to the original surface plate, it is difficult to incorporate the surface evaluation by SEM in the middle of the processing process of the surface plate. Therefore, it is not easy to process a surface plate having an appropriate polished surface with good reproducibility by the conventional method.
特許文献1記載発明は、窒化タンタル膜を含む研磨対象物にレーザ光を照射し、窒化タンタル膜の露出した時点を検出することで、研磨の終点検出を行なっている。しかしながらこの技術は、定盤の研磨面を適切に加工した後に研磨対象物(磁気ヘッド)を研磨するものではないので、適切な研磨面を有する定盤を再現性良く加工することは依然として容易ではない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、定盤の研磨面に埋め込まれた砥粒の面密度を適切に評価することの可能な研磨装置、及び定盤に適切な面密度で砥粒を埋め込む定盤加工方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and its problem is a polishing apparatus capable of appropriately evaluating the surface density of abrasive grains embedded in a polishing surface of a surface plate, and a surface plate A surface plate processing method for embedding abrasive grains with an appropriate surface density.
本発明は、
研磨時に研磨対象物を載せる定盤と、
前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と、
砥粒を含むスラリーを前記研磨面に供給するスラリー供給手段と
前記研磨面に光を照射する手段と、
前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段と
を有することを特徴とする研磨装置
を使用する。
The present invention
A surface plate on which an object to be polished is placed during polishing;
A member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate;
Slurry supply means for supplying slurry containing abrasive grains to the polishing surface; means for irradiating the polishing surface with light;
And a means for analyzing a change in the intensity of Raman scattered light from the polishing surface.
本発明によれば、定盤の研磨面に埋め込まれた砥粒の面密度を適切に評価することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately evaluate the surface density of the abrasive grains embedded in the polishing surface of the surface plate.
本発明の一態様では、研磨装置に使用される定盤に砥粒を含むスラリーを滴下し、前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と前記定盤とを相対的に運動させ、前記研磨面に光を照射し、前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化に応じて、前記スラリーの滴下量を調整する。これにより、所定の面密度で前記砥粒が前記研磨面に埋め込まれた定盤を作成することができる。 In one aspect of the present invention, slurry containing abrasive grains is dropped on a surface plate used in a polishing apparatus, and a member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate and the surface plate are relatively moved, The polishing surface is irradiated with light, and the dripping amount of the slurry is adjusted according to a change in the intensity of Raman scattered light from the polishing surface. Thereby, a surface plate in which the abrasive grains are embedded in the polishing surface with a predetermined surface density can be created.
本発明の一態様によれば、前記砥粒がダイヤモンドより成る。これにより、1332.5cm−1付近のラマンピーク強度を調べることで、研磨面に埋め込まれた砥粒の密度を評価することができる。ラマン分光法が使用されているので、ダイヤモンドとスラリー中の有機化合物を明確に区別することができ、研磨面の様子を正確に把握することができる。 According to an aspect of the present invention, the abrasive grains are made of diamond. Thereby, the density of the abrasive grains embedded in the polished surface can be evaluated by examining the Raman peak intensity around 1332.5 cm −1 . Since Raman spectroscopy is used, diamond and the organic compound in the slurry can be clearly distinguished, and the state of the polished surface can be accurately grasped.
本発明の一態様によれば、ハードディスク用の磁気ヘッドの浮上面が研磨される。正確に加工された定盤によって浮上面が研磨されるので、磁気ヘッドを高品質に製造することができる。 According to one aspect of the present invention, the air bearing surface of a magnetic head for a hard disk is polished. Since the air bearing surface is polished by an accurately machined surface plate, the magnetic head can be manufactured with high quality.
本発明の一態様によれば、前記定盤及び前記部材が相対的に運動し、前記砥粒が前記定盤に埋め込まれる。前記ラマン散乱光の強度変化に応じて、前記スラリーの供給量や、前記定盤及び前記部材の相対的な運動が制御される。これにより、砥粒の埋め込み具合を適切に調整することができる。 According to an aspect of the present invention, the surface plate and the member move relatively, and the abrasive grains are embedded in the surface plate. The supply amount of the slurry and the relative movement of the surface plate and the member are controlled according to the change in the intensity of the Raman scattered light. Thereby, the embedding condition of the abrasive grains can be appropriately adjusted.
本発明の一態様によれば、前記定盤に埋め込まれていない前記砥粒を除去する除去手段が設けられる。前記除去手段は、研磨面にガスを噴射してもよいし、研磨面に液体を流してもよい。いずれにせよ、不要なスラリーが定盤から除去されるので、ラマン散乱光の分析を正確に行なうことができる。 According to one aspect of the present invention, a removing means for removing the abrasive grains not embedded in the surface plate is provided. The removing means may inject gas onto the polishing surface or allow liquid to flow over the polishing surface. In any case, since unnecessary slurry is removed from the surface plate, the Raman scattered light can be analyzed accurately.
本発明の一態様では、研磨時に研磨対象物を載せ、砥粒の埋め込まれた研磨面を有する定盤と、前記定盤の研磨面に光を照射する手段と、前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段とを有することを特徴とする研磨装置が、使用される。これにより、定盤の研磨面の劣化を早期に発見することができ、定盤の交換や再加工等の対策を早期に行なうことができる。 In one aspect of the present invention, a surface plate on which an object to be polished is placed during polishing and having a polishing surface in which abrasive grains are embedded, means for irradiating light to the polishing surface of the surface plate, and Raman scattering from the polishing surface A polishing apparatus characterized in that it has means for analyzing changes in light intensity is used. Thereby, deterioration of the polishing surface of the surface plate can be detected at an early stage, and measures such as replacement of the surface plate and reworking can be performed at an early stage.
以下、各種の図面を参照しながら本発明の一実施例が説明される。図中、同一の要素には原則として同一の参照番号が付される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to various drawings. In the drawings, the same elements are, in principle, given the same reference numerals.
図1に示される(a)乃至(f)の各工程は、ハードディスク用の磁気ヘッドを作成する工程を概略的に示す。図1(a)に示されるように、先ず、ウエハ1が用意される。ウエハの材料は、本実施例ではアルミナチタンカーバイト(Al2O3−TiC)のような比較的硬い材料から構成されるが、他の材料が使用されてもよい。 Each of the steps (a) to (f) shown in FIG. 1 schematically shows a step of creating a magnetic head for a hard disk. As shown in FIG. 1A, first, a wafer 1 is prepared. The material of the wafer is composed of a relatively hard material such as alumina titanium carbide (Al 2 O 3 —TiC) in this embodiment, but other materials may be used.
図1(b)に示される工程では、磁気ヘッド用の多数のパターン2が基板1に形成される。これらのパターン2は、当該技術分野で周知のパターニング工程や成膜工程等を用いて作成される。
In the step shown in FIG. 1B, a large number of
図1(c)に示される工程では、基板1を複数のバー3(図1(d)参照)に切断し、複数のバー3の各々には複数のパターン2が整列している。図示の例では1つのバー3に複数のパターン2が一列に並んでいるが、整列させるパターン2の数や列の数は、用途に応じて任意に設定できる。
In the step shown in FIG. 1C, the substrate 1 is cut into a plurality of bars 3 (see FIG. 1D), and a plurality of
図1(e)に示される工程では、バー3に含まれるパターン2の一部、即ち磁気ヘッドの浮上面となる部分が研磨される。この研磨工程については、図2以降で詳細に説明される。
In the step shown in FIG. 1 (e), a part of the
図1(f)に示される工程では、研磨後のパターン2が、図1(g)に示されるような個々の磁気ヘッド4として分離される。
In the step shown in FIG. 1F, the polished
図1(h)に示される工程では、適切に研磨された浮上面を有する磁気ヘッド4が、ヘッドアクチュエータ5に取り付けられ、磁気ヘッドに関する機構が組み立てられる。図中、磁気ヘッド4の斜線で示される面が、磁気ディスクに対向する浮上面を表す。 In the step shown in FIG. 1 (h), the magnetic head 4 having a properly polished air bearing surface is attached to the head actuator 5, and the mechanism relating to the magnetic head is assembled. In the figure, the hatched surface of the magnetic head 4 represents the air bearing surface facing the magnetic disk.
図2は、図1(e)の研磨工程で使用される装置構成を示す。この研磨装置には、定盤21と、定盤用モータ101と、リング41と、リング用モータ102と、スラリー供給装置109と、光ファイバ103と、ラマンスペクトル測定装置104と、電磁弁107を備えた窒素ガス(N2)供給ノズル106と、研磨装置内の各種の要素の動作を制御する制御装置105とが設けられている。
FIG. 2 shows an apparatus configuration used in the polishing process of FIG. The polishing apparatus includes a
定盤21は、研磨時に、磁気ヘッドのような研磨対象物を搭載する。その研磨に先立って、定盤21の表面に砥粒が所定の面密度で埋め込まれるように、定盤21は加工される。
The
定盤用モータ101は、モータ制御信号1010に応じて定盤21を回転させる。
The
リング41は、定盤21上で回転させられ、定盤21にダイヤモンドより成る砥粒を埋め込むために使用される。
The
リング用モータ102は、リング用モータ制御信号1011に応じてリング41を回転させる。
The
スラリー供給装置109は、定盤21の加工時に定盤21にスラリーを供給する。スラリーには、例えば0.1μm程度の粒径のダイヤモンドより成る砥粒と、イソパラフィンのような潤滑剤とが含まれている。供給又は滴下されるスラリーの量は、スラリー制御信号108により制御される。
The
ラマンスペクトル測定装置104は、光ファイバ103を通じて定盤21にレーザ光を照射し、光ファイバ103を通じて定盤21からのラマン散乱光を受信する。レーザ光は例えば、514.5nmの波長のアルゴンイオンレーザを使用することができるが、ラマン効果を生じさせる他のレーザ光を使用してもよい。
The Raman
窒素ガス供給ノズル106から吹き出される窒素ガスは、窒素ガス制御信号1012により調整された電磁弁107により、適切な流量で定盤21に供給され、不要なスラリーを吹き飛ばす。
Nitrogen gas blown out from the nitrogen
図3は、ラマンスペクトル測定装置104に関する詳細な説明図を示す。ラマンスペクトル測定装置104は、鏡筒96と、ビデオカメラ98と、モニタ部97と、レーザ源911と、反射鏡910と、ホログラフィックノッチフィルタ99と、分光器912とを有する。鏡筒96内には、対物レンズ93と、ビームスプリッタ94と、接眼レンズ95とが設けられている。図示されているように、光ファイバ103の一端は定盤21に対向し、他端はラマンスペクトル測定装置104内の鏡筒96に接続されている。鏡筒96、ビデオカメラ98及びモニタ部97は、全体として顕微鏡画像処理部を構成し、主に光ビームの位置合わせに使用される。
FIG. 3 is a detailed explanatory diagram related to the Raman
レーザ源911は、アルゴンイオンレーザを発振し、出力する。出力された光ビームは、反射鏡910で反射され、ホログラフィックノッチフィルタ99及びビームスプリッタ94に導かれ、その後、対物レンズ93及び光ファイバ103を通じて定盤21の表面に照射される。定盤21の表面では、入射光線と砥粒とが相互作用することで生じたラマン散乱光が、光ファイバ103及び対物レンズ93を通じてビームスプリッタ94に向かう。ビームスプリッタ94は、受けた光の一部を透過させ、一部を反射する。透過光は顕微鏡画像処理に使用される。反射光は、ホログラフィックノッチフィルタ99を通じて分光器912に与えられる。ホログラフィックノッチフィルタ99は、そこに入力された光の中から、レーザ源911からの光を除去するように機能する。周知のように、ラマン散乱光は、物質に入射した光が非弾性散乱により散乱することで生じる散乱光であり、入射光のエネルギ(振動数又は波長)とは異なるエネルギで放出される散乱光である。従って、ホログラフィックノッチフィルタ99を設けることで、ビームスプリッタ94からの散乱光の内、ラマン散乱光のみを分光器912に集めることができる。分光器912では、ラマン散乱光の強度が分析され、分析結果は制御装置105に与えられる。制御装置105は、ラマン散乱光の強度を所定の閾値と比較し、ラマン散乱光の強度変化に応じて各種の制御信号の内容を調整する。尚、分析器912と制御装置105の役割分担は厳密なものではなく、制御装置105の全部又は一部の機能を分析器912が行なってもよい。
The
図4乃至図10を参照しながら、図1(e)で行なわれる工程を説明する。この工程では、定盤21の研磨面を加工する加工工程と、加工済みの研磨面を有する定盤を用いて磁気ヘッドを研磨する工程とが行なわれる。便宜上、加工工程が図1(c)の切断工程の後に行なわれるように説明されるが、このことは本発明に必須ではない。定盤を加工する加工工程は、磁気ヘッドを研磨する工程に先立つ任意の時点で行なってもよい。
The process performed in FIG. 1E will be described with reference to FIGS. In this step, a processing step of processing the polishing surface of the
図4に示される工程はフェーシング工程と呼ばれ、この工程は、定盤21の研磨面となる面に、ダイヤモンドバイト22の先端部を当てながら、矢印24に示されるように定盤21を回転させる。ダイヤモンドバイト22は、図中の矢印25に示されるように、回転軸26に垂直な方向に(半径方向に)動かされる。これにより、定盤21の研磨面となる面に、回転軸26の周りに沿う筋状の溝23が形成され、その面に凹凸形状が形成される。溝23は回転軸26の周りに同心円状に又は螺旋状に形成される。図5は、回転軸26と回転軸26に垂直な方向とで規定される面内に形成される断面形状を模式的に示す。図5に示されるように、ダイヤモンドバイト22の先端形状に応じた形状の溝23が多数形成されている。
The process shown in FIG. 4 is called a facing process. In this process, the
本実施例では、定盤21は、錫(Sn)又は錫合金から形成されている。他の材料を用いて定盤を形成することも可能であるが、定盤21の研磨面を適切に加工する観点からは、錫等のような比較的柔らかい材料で定盤21を形成することが望ましい。
In this embodiment, the
図6に示される工程はチャージング工程と呼ばれ、この工程は、ダイヤモンドより成る砥粒と、イソパラフィンのような潤滑剤とを含むスラリー42をスラリー供給装置109から定盤21に滴下しながら、リング41及び定盤21を矢印27,24に沿って回転させる。リング41と定盤21の相対的な運動により、定盤21の凸状部分51(図7)が平坦化されると共に、リング41と定盤21上の凸状部分51との間に挟まれた砥粒が、凸状部分53に埋め込まれる。それ以外の砥粒や潤滑剤は、凹状部分53又は溝23の谷部に溜る。
The process shown in FIG. 6 is called a charging process. In this process, slurry 42 containing abrasive grains made of diamond and a lubricant such as isoparaffin is dropped from the
図7は、リング41により凸状部分51が平坦化された様子(上図)と、平坦化された凸状部分51に埋め込まれたダイヤモンドの砥粒52の様子(下図)を示す。凸状部分51に埋め込まれなかった残余の砥粒は、凹状部分53に溜るが、そのような残留スラリーは、図2のノズル106から噴射される窒素ガスによって除去される。本実施例では、ノズル106から窒素ガスが噴射されるが、他のガスが噴射されてもよい。更には、ガス以外の液体、例えば水やアルコール等を定盤に流すことで、余分なスラリーが除去されるようにしてもよい。
FIG. 7 shows a state where the convex part 51 is flattened by the ring 41 (upper figure) and a state of diamond abrasive grains 52 embedded in the flattened convex part 51 (lower figure). The remaining abrasive grains that are not embedded in the convex portion 51 accumulate in the concave portion 53, but such residual slurry is removed by nitrogen gas sprayed from the
定盤21に砥粒を埋め込む際に、図2のラマンスペクトル測定装置は、光ファイバ103を通じて定盤21の凸状部分51(図7)にレーザ光を照射する。そして、凸状部分51のダイヤモンドの砥粒によるラマン散乱光が、ラマンスペクトル測定装置104に入力される。ラマンスペクトル測定装置104(図3の分光器912))は、受信したラマン散乱光の強度を判別し、その結果を図2の制御装置105に与える。制御装置105では、ラマン散乱光の強度が、所定の閾値を上回ったか否かが検査される。閾値を上回っていれば、リング用モータ制御信号1011によりリング41の回転を止め、及びスラリー制御信号108によりスラリーの供給を止める。この場合に、定盤21の回転を止めてもよい。制御装置105は、ラマン散乱光の強度と砥粒の密度との予め記憶されている対応関係に基づいて、スラリーの滴下量やリング41の回転等を制御する。その対応関係は、例えば、ダイヤモンドの砥粒の単位面積当たりの個数N1,N2,...,NXの各々について、1332.5cm−1に現れるラマンピークの強度I1,I2,...,IXによって表現される。1332.5cm−1は、ダイヤモンド構造に固有のラマンピークである。概して、N1<N2<...<NXの場合に、I1<I2<...<IX のような関係がある。従って、次々と滴下される砥粒が定盤に埋め込まれてゆくにつれて、1335.2cm−1のラマン散乱光の強度が徐々に増加し、その強度が、所定の砥粒密度NTHに対応する強度ITHになった時点で、砥粒の埋め込み工程が完了する。これにより、研磨面に一定の砥粒密度を有する定盤を形成することができる。また、ラマンピークを観察しながらスラリーの滴下量やリング41及び定盤21の回転量を調整することで、砥粒密度の場所による不均一性を改善することもできる。
When embedding the abrasive grains in the
図8は、図4乃至図7に示される工程で加工された定盤21を用いて、磁気ヘッドの浮上面を研磨する工程を示す。図示されているように、研磨冶具61が回転しながら定盤21に向けて押圧され、研磨冶具61に取り付けられた研磨対象物が研磨される。この場合に、スラリー供給装置109又は別の供給装置から、潤滑剤62が研磨面に与えられる。研磨冶具61には、図9に示されるように、バー3が取り付けられている。研磨冶具61に取り付けられるバーの数や配置は用途に応じて適宜変更される。適切に研磨された後のバー3は、図1(f)の工程にて個々の磁気ヘッド4に切断される。
FIG. 8 shows a step of polishing the air bearing surface of the magnetic head using the
本実施例によれば、ラマン散乱光を観察しながら砥粒を定盤に埋め込むので、定盤21の研磨面が適切な砥粒密度を有するように再現性良く加工できる。磁気ヘッドの浮上面は、このように均質な定盤により研磨されるので、磁気ヘッドの平坦性のばらつきを小さく抑えることもできる。
According to the present embodiment, since the abrasive grains are embedded in the surface plate while observing the Raman scattered light, the polishing surface of the
実施例1では、徐々に増えてゆくラマン散乱光の強度を観察し、所定の閾値を超えた場合に砥粒の埋め込みを止めた。以下に説明される実施例2では、徐々に減少して行くラマン散乱光の強度が観察され、それが所定の閾値を超えた場合に定盤21の変更又は再加工が行なわれる。
In Example 1, the intensity of Raman scattered light gradually increasing was observed, and when a predetermined threshold was exceeded, embedding of abrasive grains was stopped. In Example 2 described below, the intensity of Raman scattered light gradually decreasing is observed, and when it exceeds a predetermined threshold, the
砥粒の埋め込まれた定盤を用いて磁気ヘッドを研磨する工程が反復的に行なわれると、定盤の研磨面は劣化してゆく、即ち砥粒の面密度が減少する。従って、研磨工程に使用される定盤の表面(砥粒の埋め込まれている凸状部分51)にレーザ光を照射し、ラマン散乱光を測定すると、定盤21の使用回数に応じてラマンピークの強度が減少して行くことが予想される。
When the process of polishing the magnetic head using the surface plate in which abrasive grains are embedded is repeatedly performed, the polishing surface of the surface plate deteriorates, that is, the surface density of the abrasive grains decreases. Therefore, when the surface of the surface plate used in the polishing process (the convex portion 51 where the abrasive grains are embedded) is irradiated with laser light and the Raman scattered light is measured, the Raman peak is determined according to the number of times the
図10は、そのような定期的なラマンスペクトル測定が行なわれる場合の研磨装置を示す。図2と同様に、研磨装置は、定盤21と、定盤用モータ101と、光ファイバ103と、ラマンスペクトル測定装置104と、電磁弁107を備えた窒素ガス供給ノズル106と、研磨装置内の各種の要素の動作を制御する制御装置105とが設けられている。また、この研磨装置は、図2の装置とは異なり、研磨冶具61と、研磨冶具用モータ111と、潤滑剤供給部113とを有する。研磨冶具用モータ111はリング用モータ102と同じであってもよいし、それとは別に用意されてもよい。また、潤滑剤供給装置113は、スラリー供給装置109と同じであってもよいし、それとは別に用意されてもよい。研磨冶具用モータ111の回転は、制御装置105からの研磨冶具用モータ制御信号114により制御される。潤滑剤供給装置113からの潤滑剤の滴下量は、制御装置105からの潤滑剤制御信号112により制御される。
FIG. 10 shows a polishing apparatus in which such periodic Raman spectrum measurement is performed. As in FIG. 2, the polishing apparatus includes a
定盤に対するラマン散乱光を定期的に又は不定期的に調べ、その強度が所定の閾値を下回った場合は、その定盤は使用限界に達していることを示す。従って、本実施例は、ラマン散乱光により定盤の研磨面を測定し、定盤を交換する又は砥粒の埋め込みを再度行なう等の対応策を早期に講じることができる。これにより、例えば不適切な研磨面で研磨される磁気ヘッド数を少なくすることができる。 The Raman scattered light with respect to the surface plate is examined regularly or irregularly, and if the intensity falls below a predetermined threshold, it indicates that the surface plate has reached the use limit. Therefore, in this embodiment, measures such as measuring the polished surface of the surface plate with Raman scattered light and replacing the surface plate or refilling the abrasive grains can be taken at an early stage. Thereby, for example, the number of magnetic heads polished with an inappropriate polishing surface can be reduced.
以上本発明が特定の実施例により説明されたが、本発明はそのような具体的な実施例に限定されず、様々な代替例、変形例、修正例等が当業者に明白であろう。 Although the present invention has been described with specific embodiments, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various alternatives, modifications, and modifications will be apparent to those skilled in the art.
以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。 Hereinafter, the means taught by the present invention will be listed as an example.
(付記1)
研磨時に研磨対象物を載せる定盤と、
前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と、
砥粒を含むスラリーを前記研磨面に供給するスラリー供給手段と
前記研磨面に光を照射する手段と、
前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段と
を有することを特徴とする研磨装置。
(Appendix 1)
A surface plate on which an object to be polished is placed during polishing;
A member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate;
Slurry supply means for supplying slurry containing abrasive grains to the polishing surface; means for irradiating the polishing surface with light;
And a means for analyzing an intensity change of Raman scattered light from the polishing surface.
(付記2)
前記砥粒が、ダイヤモンドより成る
ことを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 2)
The polishing apparatus according to appendix 1, wherein the abrasive grains are made of diamond.
(付記3)
ハードディスク用の磁気ヘッドの浮上面を研磨する
ことを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 3)
The polishing apparatus according to appendix 1, wherein an air bearing surface of a magnetic head for a hard disk is polished.
(付記4)
前記定盤及び前記部材が相対的に運動し、前記砥粒が前記定盤に埋め込まれる
ことを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 4)
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the surface plate and the member move relatively, and the abrasive grains are embedded in the surface plate.
(付記5)
前記ラマン散乱光の強度変化に応じて、前記スラリーの供給量が調整される
ことを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 5)
The polishing apparatus according to appendix 1, wherein the supply amount of the slurry is adjusted according to a change in the intensity of the Raman scattered light.
(付記6)
前記ラマン散乱光の強度変化に応じて、前記定盤及び前記部材の相対的な運動が制御される
ことを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 6)
The polishing apparatus according to appendix 1, wherein relative movement of the surface plate and the member is controlled in accordance with a change in intensity of the Raman scattered light.
(付記7)
前記定盤に埋め込まれていない前記砥粒を除去する除去手段
を更に備えることを特徴とする付記1記載の研磨装置。
(Appendix 7)
The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a removing unit that removes the abrasive grains not embedded in the surface plate.
(付記8)
前記除去手段が、研磨面にガスを噴射する
ことを特徴とする付記7記載の研磨装置。
(Appendix 8)
The polishing apparatus according to appendix 7, wherein the removing means injects gas onto the polishing surface.
(付記9)
前記除去手段が、研磨面に液体を流す
ことを特徴とする付記7記載の研磨装置。
(Appendix 9)
The polishing apparatus according to appendix 7, wherein the removing means causes a liquid to flow on the polishing surface.
(付記10)
研磨時に研磨対象物を載せ、砥粒の埋め込まれた研磨面を有する定盤と、
前記定盤の研磨面に光を照射する手段と、
前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段と
を有することを特徴とする研磨装置。
(Appendix 10)
A surface plate having a polishing surface on which an object to be polished is placed at the time of polishing and having abrasive grains embedded therein,
Means for irradiating the polishing surface of the surface plate with light;
And a means for analyzing an intensity change of Raman scattered light from the polishing surface.
(付記11)
研磨装置に使用される定盤を加工する定盤加工方法であって、
前記定盤に砥粒を含むスラリーを滴下するステップと、
前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と前記定盤とを相対的に運動させるステップと、
前記研磨面に光を照射するステップと、
前記研磨面からのラマン散乱光の強度変化に応じて、前記スラリーの滴下量を調整するステップと
を有し、前記砥流が所定の面密度で前記研磨面に埋め込まれた定盤を作成する
ことを特徴とする定盤加工方法。
(Appendix 11)
A surface plate processing method for processing a surface plate used in a polishing apparatus,
Dropping slurry containing abrasive grains on the surface plate;
Relatively moving a member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate and the surface plate;
Irradiating the polished surface with light;
Adjusting a dripping amount of the slurry according to a change in the intensity of Raman scattered light from the polishing surface, and creating a surface plate in which the abrasive flow is embedded in the polishing surface at a predetermined surface density. A surface plate processing method characterized by that.
1 ウエハ; 2 パターン; 3 バー; 4 磁気ヘッド; 5 ヘッドアクチュエータ;
21 定盤; 22 ダイヤモンドバイト; 23 溝;
41 リング; 42 スラリー;
51 凸状部分; 52 ダイヤモンド砥粒; 53 凹状部分;
61 研磨用冶具
93 対物レンズ; 94 ビームスプリッタ; 95 接眼レンズ; 96 鏡筒; 97 モニタ部; 98 ビデオカメラ; 99 ホログラフィックノッチフィルタ; 910 反射鏡; 911 レーザ源; 912 分光器;
101 定盤用モータ; 102 リング用モータ; 103 光ファイバ; 104 ラマンスペクトル測定装置; 105 制御装置; 106 窒素ガスノズル; 107 電磁弁; 108 スラリー制御信号; 109 スラリー供給装置; 111 研磨冶具用モータ; 112 潤滑剤制御信号; 113 潤滑剤供給装置; 114 研磨冶具用モータ制御信号;
1010 モータ制御信号; 1011 リング用モータ制御信号; 1012 窒素ガス制御信号
1 wafer; 2 patterns; 3 bar; 4 magnetic head; 5 head actuator;
21 Surface plate; 22 Diamond bite; 23 Groove;
41 ring; 42 slurry;
51 Convex part; 52 Diamond abrasive grain; 53 Concave part;
61 Abrasive jig 93 Objective lens; 94 Beam splitter; 95 Eyepiece; 96 Lens barrel; 97 Monitor part; 98 Video camera; 99 Holographic notch filter; 910 Reflector; 911 Laser source;
DESCRIPTION OF
1010 Motor control signal; 1011 Motor control signal for ring; 1012 Nitrogen gas control signal
Claims (4)
前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と、
ダイヤモンドより成る砥粒を含むスラリーを前記研磨面に供給するスラリー供給手段と、
前記研磨面に光を照射する手段と、
前記研磨面に埋め込まれた前記砥粒からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段と、
を有することを特徴とする研磨装置。 A surface plate on which an object to be polished is placed during polishing;
A member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate;
Slurry supply means for supplying slurry containing abrasive grains made of diamond to the polishing surface;
Means for irradiating the polished surface with light;
Means for analyzing an intensity change of Raman scattered light from the abrasive grains embedded in the polishing surface;
A polishing apparatus comprising:
を更に備えることを特徴とする請求項1記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a removing unit that removes the abrasive grains that are not embedded in the surface plate.
前記定盤の研磨面に光を照射する手段と、
前記研磨面に埋め込まれた砥粒からのラマン散乱光の強度変化を分析する手段と、
を有することを特徴とする研磨装置。 A surface plate on which an object to be polished is placed at the time of polishing and having a polishing surface in which abrasive grains made of diamond are embedded,
Means for irradiating the polishing surface of the surface plate with light;
Means for analyzing an intensity change of Raman scattered light from the abrasive grains embedded in the polishing surface;
A polishing apparatus comprising:
前記定盤にダイヤモンドより成る砥粒を含むスラリーを滴下するステップと、
前記定盤の研磨面に平行な面を有する部材と前記定盤とを相対的に運動させるステップと、
前記研磨面に光を照射するステップと、
前記研磨面に埋め込まれた前記砥粒からのラマン散乱光の強度変化に応じて、前記スラリーの滴下量を調整するステップと、
を有し、前記砥流が所定の面密度で前記研磨面に埋め込まれた定盤を作成する
ことを特徴とする定盤加工方法。 A surface plate processing method for processing a surface plate used in a polishing apparatus,
Dropping a slurry containing abrasive grains made of diamond on the surface plate;
Relatively moving a member having a surface parallel to the polishing surface of the surface plate and the surface plate;
Irradiating the polished surface with light;
Adjusting the dripping amount of the slurry according to the intensity change of the Raman scattered light from the abrasive grains embedded in the polishing surface;
A surface plate processing method comprising: creating a surface plate in which the abrasive flow is embedded in the polished surface with a predetermined surface density.
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