JP2001001242A - ガラス基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス基板の表面粗さ，表面傷等の表面品質を
効果的に改善することのできるガラス基板の研磨方法を
提供する。 【解決手段】被加工物としてのガラス基板１８を上定盤
１０と下定盤１２との間に研磨布２６を介して挟み込
み、それら上定盤１０及び下定盤１２を互いに逆方向に
相対回転させてガラス基板１８を研磨するに際して、先
ず砥粒２８を含む研磨液をガラス基板１８の面上に連続
的に供給しつつ研磨を行う通常研磨工程を実施し、しか
る後に砥粒２８を含まない液を供給しつつ研磨布２６に
保持した砥粒２８のみにて研磨を行う特殊研磨工程を実
施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はガラス基板の研磨
方法に関し、詳しくは表面品質の改善のための技術手段
に特徴を有する研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータの記憶媒体としてのＨＤ
（ハードディスク）として、従来アルミニウム基板又は
ガラス基板の表面に磁性材をコーティングしたものが用
いられている。このＨＤ用のガラス基板は表面粗さ，表
面傷等において厳しい品質が要求される。その品質基準
は表面粗さが数Å，表面傷の深さが数十ｎｍレベルの厳
しいものである。

【０００３】このＨＤ用のガラス基板の研磨方法とし
て、従来、図５に示すような方法が用いられている。同
図において１０は円盤状の上定盤，１２は同じく円盤状
の下定盤で、これら上定盤１０及び下定盤１２の間に、
それらよりも小径の円盤状をなすキャリヤ１４が配置さ
れている。

【０００４】キャリヤ１４には複数の保持穴１６がキャ
リヤ軸心周りに複数形成されており、そこに被加工物で
ある円盤状のガラス基板１８が嵌込セットされている。
ここでキャリヤ１４は、（Ａ）に示しているように上定
盤１０，下定盤１２の軸心周りに複数（この例では４
個）配置されている。

【０００５】キャリヤ１４には、外周面に沿って噛合歯
２０が連続的に形成されており、その噛合歯２０が中心
ギヤ２２の外周面の噛合歯２０に噛み合っている。キャ
リヤ１４はまた、内歯歯車２４の内周面に連続的に形成
された噛合歯２０にも噛み合っており、中心ギヤ２２及
び／又は内歯歯車２４の回転に伴って自転運動を行いつ
つ上定盤１０，下定盤１２の軸心周りに公転運動する。
即ち各キャリヤ１４は、中心ギヤ２２を太陽ギヤとして
その周りに遊星運動する。

【０００６】この図に示す研磨方法では、同図(Ｂ)及び
(Ｃ)に示しているように上定盤１０と下定盤１２との間
に研磨布２６を介してガラス基板１８を挟み込み、そし
て砥粒２８を含む研磨液をガラス基板１８の面上に連続
的に供給しつつ上定盤１０及び下定盤１２を互いに逆方
向に相対回転させて研磨を行う。

【０００７】詳しくは、研磨液の連続的な供給下でキャ
リヤ１４を自転運動させつつ公転運動させ、これととも
に上定盤１０及び下定盤１２を互いに逆方向に相対回転
させてガラス基板１８の両面を研磨処理する。

【０００８】尚、砥粒２８としては粒径が０．５〜１μ
ｍ程度のものが用いられている。また研磨液としては、
例えば上記サイズの砥粒を１０〜２０重量％，水を９０
〜８０重量％，他に砥粒を分散状態に保つための分散剤
を含んだものが用いられている。

【０００９】図６は従来の研磨方法のプロセスを示した
もので、同図に示しているように従来の研磨方法にあっ
ては、研磨液の供給下で上定盤１０及び下定盤１２によ
る挟込み荷重、即ち研磨荷重を徐々に高めて行き、そし
てその荷重が一定荷重となったところでその荷重を維持
しながら上記キャリヤ１４，上定盤１０，下定盤１２等
の回転によって研磨を行い、そしてある一定時間経過し
たところで研磨を終了する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにＨＤ用
のガラス基板には表面粗さが小さいこと，表面傷の無い
こと等が要求され、しかもそれらの要求基準は極めて厳
しいものである。従来その表面品質の改善のための方法
としては、研磨荷重や上定盤１０，下定盤１２，キャリ
ヤ１４等の回転数等の研磨条件の最適化や、砥粒材質，
砥粒の大きさ，硬さ等の砥粒の最適化、或いは研磨布の
材質や硬さ，厚み等研磨布の最適化を行う等の方法が実
施されてきた。

【００１１】しかしながらこれらの方法による表面品質
の改善には限界があり、表面粗さにおいてせいぜい０．
５ｎｍ程度止まりであり、また表面傷についてはかなり
の数がガラス基板表面に残っているというのが実情であ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のガラス基板の研
磨方法はこのような課題を解決するために案出されたも
のである。而して請求項１の研磨方法は、被加工物とし
てのガラス基板を上定盤と下定盤との間に研磨布を介し
て挟み込み、それら上定盤及び下定盤を互いに逆方向に
相対回転させて該ガラス基板を研磨する方法であって、
（イ）砥粒を含む研磨液を前記ガラス基板の面上に連続
的に供給しつつ研磨を行う通常研磨工程と、（ロ）その
後において該砥粒を含まない液を供給しつつ前記研磨布
に保持した砥粒のみにて研磨を行う特殊研磨工程と、を
含むことを特徴とする。

【００１３】請求項２の研磨方法は、請求項１に記載の
研磨方法において、前記上定盤と下定盤との間にキャリ
ヤを位置させて該キャリヤの保持穴内に前記ガラス基板
を嵌込セットし、その状態で該キャリヤを自転運動させ
つつそれら上定盤及び下定盤の軸心周りに公転運動させ
て研磨を行うことを特徴とする。

【００１４】請求項３の研磨方法は、請求項１，２の何
れかに記載の研磨方法において、前記通常研磨工程と特
殊研磨工程とを同一の前記上定盤，下定盤及び研磨布を
用いて連続して行うことを特徴とする。

【００１５】

【作用】上記のように本発明の研磨方法は、砥粒を含む
研磨液を連続的に供給しつつ研磨を行う通常研磨工程を
実施した後において、砥粒を含まない液のみを供給しつ
つ研磨を行う特殊研磨工程を実施するものである。これ
によりガラス基板の表面粗さ及び表面傷数がそれぞれ半
分程度ないしそれ以下に改善されることを確認した。ま
た併せて微小表面付着物の除去にも後の特殊研磨工程が
有効であることを確認した。

【００１６】上記のような通常研磨工程に続いて特殊研
磨工程を行うことでガラス基板の表面品質を改善できる
のは以下のような理由によるものと考えられる。

【００１７】図１（Ａ）は通常研磨工程を実施している
ときの状態を模式的に表したものである。同図に示して
いるように通常研磨工程の下では、研磨布２６とガラス
基板１８との間の隙間に多数の転動砥粒（遊離砥粒）２
８ａが存在しており、それらが連続的な研磨液の供給下
で研磨布２６とガラス基板１８との間を転動しながら流
動し、即ちガラス基板１８に対して相対運動し、これに
よってそれら転動砥粒２８ａがガラス基板１８表面を研
磨する。

【００１８】しかしながらこれら転動砥粒２８ａの中に
は細長い形のもの，ごつごつした形のもの或いはサイズ
の小さいものや大きいもの等様々な形状，サイズのもの
があり、この内特に大きい転動砥粒２８ａがガラス基板
１８表面に接触しながら強制移動したとき、ガラス基板
１８表面に引掻き傷のようなものが生成するものと考え
られる。

【００１９】これに対し上記特殊研磨工程を実施したと
き、即ち通常研磨工程の後において砥粒を含まない液の
みを供給しつつ上定盤１０，下定盤１２等を回転させた
場合、図１（Ｂ）に示すような状態の下で研磨が行われ
るものと考えられる。

【００２０】詳しくは、砥粒を含む研磨液の供給下で研
磨を行った後、そのような砥粒を含まない液を連続的に
供給すると、研磨布２６とガラス基板１８との間に存在
していた多数の転動砥粒２８ａが洗い流され、研磨布２
６とガラス基板１８との間に遊離の砥粒は殆ど存在しな
い状態となる。

【００２１】但し研磨布２６の表面にはある程度の砥粒
２８ｂが定着しており、砥粒を含まない液の供給下で上
定盤１０，下定盤１２等を回転させたとき、研磨布２６
に定着している砥粒（以下定着砥粒とする）２８ｂによ
って研磨が行われる。

【００２２】このときの研磨速度は、転動砥粒２８ａの
転動状態の下で行われる研磨に比べて遅いものの、転動
砥粒２８ａによってガラス基板１８表面が傷付けられる
といったことはなく、定着砥粒２８ｂによってガラス基
板１８表面が穏やか且つ良好に仕上研磨されるものと考
えられる。

【００２３】尚、上記特殊研磨工程を実施するに際して
砥粒を含まない純水のみを供給するようになすこともで
きるし、或いはアルカリ性分散剤を含んだアルカリ性液
を供給するようになすこともできる。或いはまた必要に
応じて種々の液を供給するようになすことができる。こ
のとき用いる液としては砥粒分散性が高く、また潤滑性
（ガラス−砥粒間，ガラス−研磨布間の潤滑性）の高い
ものを用いるのが望ましい。

【００２４】本発明においては、上定盤と下定盤との間
にキャリヤを位置させて、そのキャリヤの保持穴にガラ
ス基板を嵌込セットし、その状態でキャリヤを自転運動
させつつ公転運動させて研磨を行うようになすことがで
きる（請求項２）。

【００２５】本発明においては、図２の組合せパターン
に示すように上記通常研磨工程を実施した後において、
引続き同一の上定盤，下定盤及び研磨布を用いて連続し
て特殊研磨工程を実施することができる（請求項３）。
尚、通常研磨工程の後の特殊研磨工程は、研磨荷重を通
常研磨工程のそれよりも小さくすることが望ましい。荷
重を小さくすることによってより穏やかな条件で研磨が
行われ、研磨速度は低くなるものの表面の仕上研磨がよ
り良好に行われる。

【００２６】このように通常研磨工程と特殊研磨工程と
を同一の上定盤，下定盤及び研磨布を用いて連続して行
った場合、全体の研磨処理を効率良く短時間で行うこと
ができる利点が得られる。

【００２７】但し本発明においてはこれら通常研磨工程
と特殊研磨工程とを必ずしも連続して行わなければなら
ないものではなく、通常研磨工程と特殊研磨工程とを工
程的に切り離して、別々の研磨装置により、また別の場
所で行うといったことも可能である。

【００２８】例えば研磨布上に砥粒を定着したものを用
意しておいて、通常研磨工程を終えた後の中間処理品
を、別の場所或いは別の装置により特殊研磨するといっ
たことも可能である。

【００２９】

【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。研磨
液として、粒径０．５〜１μｍのＣｅＯ_２の砥粒を５〜
３０重量％，液として純水を７０〜９５重量％，砥粒分
散剤液を２〜１０重量％含むものを用いて、上記図５に
示す方法に従い、ジンクケイ酸ガラスから成るガラス基
板に対して先ず通常研磨を行った。

【００３０】尚このときの研磨荷重は５０〜１００ｇ／
ｃｍ^２とし、また上定盤回転数，下定盤回転数はそれぞ
れ上定盤回転数が１０〜２０ｒｐｍ、下定盤回転数が３
０〜６０ｒｐｍとした。このとき上定盤と下定盤とは互
いに逆方向に回転させた。また通常研磨は全体として１
０〜６０分継続して行った。

【００３１】続いて以下の条件で特殊研磨工程を実施し
た。即ち研磨荷重を１５〜３０ｇ／ｃｍ^２に落とした上
で、上定盤回転数１０〜２０ｒｐｍ，下定盤回転数３０
〜６０ｒｐｍの下で砥粒の入っていない液（純水９０〜
１００重量％，アルカリ性分散剤０〜１０重量％）を連
続的に供給して特殊研磨を行った。尚特殊研磨の時間は
全体で１０分程度とした。

【００３２】以上の研磨を行った後、ガラス基板の表面
粗さ及び表面傷の状態を調べた。結果が上記特殊研磨を
行わなかった場合、つまり従来の研磨方法との比較にお
いて図３(Ａ)，(Ｂ)にそれぞれ示してある。

【００３３】これらの結果に示しているように、特殊研
磨を行わなかった場合に比べて特殊研磨を行うことによ
り表面粗さについてはほぼ半分程度まで小さくなり、ま
た研磨傷についても著しく改善されることが分る。

【００３４】次に図４（Ａ）は特殊研磨工程に用いる、
砥粒を含まない液として純水を用いた場合とアルカリ性
分散剤液を用いた場合の表面粗さの改善の程度を比較し
て示している。尚研磨の条件は液の違いを除いて上記と
同様とした。

【００３５】ここで純水及びアルカリ性分散剤液のそれ
ぞれのｐＨは純水が７、アルカリ性分散剤液が１０であ
った。尚アルカリ性分散剤液としては大智化学産業(社)
製のシュレック＃１０５を用いた。

【００３６】一方図４（Ｂ）はアルカリ性分散剤液を用
いた場合における特殊研磨時間と表面粗さとの関係を示
している。

【００３７】これらの図に示しているように、アルカリ
性分散剤液を用いることで表面粗さが更に改善されるこ
と（この例ではガラス基体はジンクケイ酸ガラス）、ま
た特殊研磨工程においてガラス基板の表面粗さは時間の
経過とともに改善され、最終的にあるところで効果が飽
和することが見て取れる。この意味において特殊研磨時
間は少なくとも１０分以上行うことが望ましい。

【００３８】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明は特殊研磨条件を適宜に変
更することも可能であるし、またアルミノケイ酸ガラス
から成るガラス基板その他組成のガラス基板の研磨に際
して適用することも可能であるなど、その主旨を逸脱し
ない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能であ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明の研磨方法によれ
ば、ガラス基板の表面粗さ，表面傷等の表面品質を簡単
な処理によって効果的に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨方法における通常研磨工程の状態
と特殊研磨工程の状態とを模式的に表した図である。

【図２】本発明の研磨方法における通常研磨工程と特殊
研磨工程との組合せパターン例を示す図である。

【図３】本発明の実施例に従って研磨処理した場合の表
面粗さと表面傷の改善の程度を示す図である。

【図４】本発明の実施例において特殊研磨工程で用いた
液の種類と表面粗さとの関係及び特殊研磨時間と表面粗
さとの関係を示す図である。

【図５】上定盤，下定盤，キャリヤによるガラス基体の
研磨の方法を示す図である。

【図６】従来行われている研磨方法を、横軸に研磨時間
を縦軸に研磨荷重を取って示した図である。

【符号の説明】

１０ 上定盤 １２ 下定盤 １４ キャリヤ １６ 保持穴 １８ ガラス基板 ２６ 研磨布 ２８ 砥粒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C043 BB06 CC07 3C049 AA07 AA11 AB01 AB04 AB06 AC04 BA02 BA09 BC02 CA01 CB02 3C058 AA07 AA11 AB01 AB04 AB06 AC04 BA02 BA09 BC02 CA01 CB02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物としてのガラス基板を上定盤と
   下定盤との間に研磨布を介して挟み込み、それら上定盤
   及び下定盤を互いに逆方向に相対回転させて該ガラス基
   板を研磨する方法であって、（イ）砥粒を含む研磨液を
   前記ガラス基板の面上に連続的に供給しつつ研磨を行う
   通常研磨工程と、（ロ）その後において該砥粒を含まな
   い液を供給しつつ前記研磨布に保持した砥粒のみにて研
   磨を行う特殊研磨工程と、を含むことを特徴とするガラ
   ス基板の研磨方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の研磨方法において、前
   記上定盤と下定盤との間にキャリヤを位置させて該キャ
   リヤの保持穴内に前記ガラス基板を嵌込セットし、その
   状態で該キャリヤを自転運動させつつそれら上定盤及び
   下定盤の軸心周りに公転運動させて研磨を行うことを特
   徴とするガラス基板の研磨方法。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかに記載の研磨方法
   において、前記通常研磨工程と特殊研磨工程とを同一の
   前記上定盤，下定盤及び研磨布を用いて連続して行うこ
   とを特徴とするガラス基板の研磨方法。