JP2012218103A - 研磨用キャリア及び該キャリアを用いたガラス基板の研磨方法及びガラス基板の製造方法及び磁気記録媒体用ガラス基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨用キャリア20Aは、繊維質シート体30と、シート体30に含浸される樹脂製含浸体40とを積層した複合材料により成型される。繊維質のシート体30は、繊維32と樹脂製含浸体40とを積層してなり、繊維32の繊維質シート体30を複数枚積層したものである。研磨用キャリア20Aは、樹脂材料のみにより形成された保持穴緩衝領域50と、繊維質シート体30と樹脂製含浸体40により形成された保持穴補強領域60とを有する。保持穴緩衝領域50は、ガラス基板保持穴21の内周壁面25に複数の凹部26が配されており、繊維が存在しないため、弾性変形しやすい。また、凹部26は、内周壁面25から外側の所定距離の範囲La内に形成されている。
【選択図】図4A
Description
(工程1)フロート法、フュージョン法、リドロー法、またはプレス成形法により成形されたガラス素基板を、中央部に円形孔を有する円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面を面取り加工する。
(工程2)ガラス基板の内周または外周の少なくとも一方の側面部と面取り部に端面研磨する。
(工程3)ガラス基板の上下主平面を研磨加工する。
(工程4)ガラス基板を精密洗浄する。
(工程5)洗浄されたガラス基板を乾燥させる。
(工程6)乾燥したガラス基板の欠陥を目視又は光学方式表面観察機により検査する。
(工程7)検査したガラス基板をガラス基板収納容器に収納して包装する。
(1)本発明は、繊維と樹脂材料とを含む複合材料を用いて形成され、ガラス基板を保持するガラス基板保持穴を有する保持部と、前記保持部の外周に設けられた複数の歯を有するギヤ部とを備えた研磨用キャリアにおいて、
前記ガラス基板保持穴の内周壁面に複数の凹部が配され、前記内周壁面から外側に前記樹脂材料のみにより形成された保持穴緩衝領域と、
前記保持穴緩衝領域の外側に前記複合材料により形成された保持穴補強領域と、
を有することを特徴とする。
(2)本発明の前記ギヤ部は、各歯の外周壁面に複数の凹部が配され、前記樹脂材料のみにより形成されたギヤ部緩衝領域と、
前記ギヤ部緩衝領域の内側に前記複合材料により形成されたギヤ部補強領域と、
を有する。
(3)本発明は、前記内周壁面における前記繊維の露出割合を示す前記繊維の露出面積率が5%以下である。
(4)本発明の前記凹部は、前記ガラス基板保持穴の内周壁面よりの深さが2μm以上である。
(5)本発明の前記ギヤ部は、各歯の外周壁面に保護膜が形成される。
(6)本発明の前記繊維は、ガラス繊維又は金属繊維である。
(7)本発明の前記ガラス基板は、中央部に円形孔を有する円盤形状の磁気記録媒体用ガラス基板である。
(8)本発明は、研磨装置の定盤の研磨面を、研磨用キャリアのガラス基板保持穴に保持されたガラス基板の主平面に押圧し、研磨液を前記研磨面と前記ガラス基板との間に供給すると共に、前記研磨用キャリアと前記研磨面とを相対的に動かして前記ガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法において、
前記研磨用キャリアは、(1)〜(7)の何れかに記載の研磨用キャリアであることを特徴とする。
(9)本発明は、(8)に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤に装着した固定砥粒工具の研磨面と研磨液を用いた固定砥粒研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨する。
(10)本発明は、(8)に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤の研磨面と砥粒を含有する研磨液を用いた遊離砥粒研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨する。
(11)本発明は、(8)に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤に装着した研磨パッドの研磨面と砥粒を含有する研磨液を用いた鏡面研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨する。
(12)本発明は、ガラス板を所望の形状を有するガラス基板に加工する形状加工工程と、前記ガラス基板の主平面を研磨する研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有するガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、(1)〜(7)の何れかに記載の研磨用キャリアのガラス基板保持穴に前記ガラス基板を挿入した状態で前記主平面を研磨することを特徴とする。
(13)本発明は、(12)に記載のガラス基板の製造方法によって製造された磁気記録媒体用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の外周側面は、大きさが10μm以上となる凹形状欠陥の数が5個/mm2以下である。
(14)本発明は、主平面と、内周側面と、外周側面と、中央部の円形孔とを有する円盤形状の磁気記録媒体用ガラス基板において、
前記外周側面は、大きさが10μm以上となる凹形状欠陥の数が5個/mm2以下である。
図1はガラス基板の一実施例を示す斜視図である。図1に示されるように、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する工程では、先ず、フロート法、フュージョン法、リドロー法、またはプレス成形法で成形されたSiO2を主成分とするガラス素基板を製作し、外径65mm、内径20mm、板厚0.635mmの寸法のガラス基板10が得られるようにガラス素基板を加工する。ガラス基板10は、両主平面11の中央部に円形孔12を有する円盤状に形成され、内周側面13と、外周側面14とを有する。
〔ガラス基板の製造工程〕
(形状加工工程)
フロート法、フュージョン法、リドロー法、またはプレス成形法により成形されたガラス素基板を、中央部に円形孔を有する円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面を面取り加工する。
上記面取り加工したガラス基板10の外周側面14と外周面取り部16を研磨して、外周側面14と外周面取り部16のキズを除去し、鏡面にする(外周端面研磨)。外周端面研磨は、例えは研磨ブラシと砥粒を含有する研磨液を用いて行う。ガラス基板10の内周側面13と内周面取り部15も、鏡面となるように研磨することが好ましい(内周端面研磨)。
上記端面加工が終了したガラス基板10の上下主平面11を、ダイヤモンド砥粒を含有する固定砥粒工具と研磨液、又はアルミナ砥粒を含有する研磨液とラップ定盤を用いて研磨加工する(前述した研磨方法A(固定砥粒研磨工程)又は研磨方法B(遊離砥粒研磨工程)に相当する)。
ガラス基板10は、後述する両面研磨装置(図5を参照)により上下主平面11が1次研磨される。1次研磨工程では、例えば、研磨具として硬質ウレタン製の研磨パッドと、酸化セリウム砥粒を含有する研磨液(平均粒子直径、1.3μmの酸化セリウムを主成分とした研磨液組成物)とを用いる(前述した研磨方法C(鏡面研磨工程)に相当する)。
2次研磨では、研磨加工圧力は10kPa、定盤回転数は30rpm、研磨時間は研磨量が上下主平面11の厚さ方向で合計5μmとなるように研磨加工条件を設定する。この研磨加工条件により2次研磨を行う(前述した研磨方法C(鏡面研磨工程)に相当する)。
2次研磨終了後のガラス基板10は、研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、コロイダルシリカを含有する研磨液を用いて上記両面研磨装置により上下主平面11が3次研磨される。3次研磨では、一次粒子の平均粒子直径が20〜30nmのコロイダルシリカを主成分とする研磨液を用いてガラス基板10の上下主平面11を研磨して仕上げる。
〔研磨用キャリアの構成〕
図3は本発明による研磨用キャリアの一実施例を示す平面図である。図3に示されるように、研磨用キャリア20A、20Bは、繊維と樹脂材料とを含む複合材料を用いて形成され、ガラス基板10を保持するガラス基板保持穴21を有する保持部22と、保持部22の外周に設けられた複数の歯を有するギヤ部24とを有する。
〔両面研磨装置の構成〕
図5は両面研磨装置の概略構成を示す正面図である。図5に示されるように、両面研磨装置200は、複数のガラス基板の上主平面及び下主平面を同時に研磨するように構成されており、基台220と、上定盤201と、下定盤202と、昇降機構208とを有する。基台220の上部には、下定盤202が回転可能に支持されており、基台220の内部には、上定盤201を駆動する定盤駆動モータが取り付けられている。
〔キャリアの取付構造〕
図6は研磨用キャリア20A(20B)を両面研磨装置200に取付けた研磨工程を示す斜視図である。図6に示されるように、上定盤201は、回転軸150により回転可能に支持されている。また、回転軸150に設けられたサンギヤ203は、複数の研磨用キャリア20A(20B)の外周に形成されたギヤ部24に噛合している。さらに、複数の研磨用キャリア20A(20B)のギヤ部24の各歯は、インターナルギヤ205に噛合している。これらの各ギヤ203、24、205は遊星歯車機構を構成しており、各研磨用キャリア20A(20B)はサンギヤ203とインターナルギヤ205の回転により自転しながら回転軸150の周囲を公転する。
〔ガラス基板の研磨の作業手順〕
ここで、ガラス基板の研磨の作業手順について説明する。
(手順A1) 研磨用キャリア20Aを下側研磨面140上に装着する。そして、未研磨のガラス基板10をガラス基板用の研磨用キャリア20Aの各ガラス基板保持穴21に挿入する。
(手順A2) 次に、図5に示されるように、両面研磨装置200の昇降用シリンダ装置209を作動させてピストンロッド254を降下させ、上定盤201の上側研磨面130を被研磨体であるガラス基板10の上主平面11に当接させる。
(手順A3) ロック機構260のロックピン281を、回転軸150の溝262aに結合させる。この後は、駆動モータにより上定盤201及び下定盤202、サンギヤ203及びインターナルギヤ205を回転させて上記研磨用キャリア20Aの各ガラス基板保持穴21に挿入された各ガラス基板10の上、下主平面11を同時に研磨する。
(手順A4) ガラス基板10の研磨終了後、両面研磨装置200の昇降用シリンダ装置209を作動させてピストンロッド254を上昇させ、上定盤201の上側研磨面130を研磨用キャリア20A(20B)から離間させる。そして、各ガラス基板10を取出す。
(手順A5) ガラス基板10の研磨を終了したときは、両面研磨装置200による研磨を停止し、各ガラス基板を取出して洗浄して検査工程へ搬送する。
〔研磨用キャリアの加工工程について〕
〔樹脂成型機による成形工程〕
研磨用キャリア20A、20Bは、熱プレス機を用いて樹脂材料とガラス繊維とを含む複合材料により板状に成形される。
成形された後、図3に示されるように、キャリア平面部に複数のガラス基板保持穴21とギヤ部24をエンドミルにより切削形成する。各ガラス基板保持穴21内はガラス基板10を挿入できる外径に対応した内径に形成する。
図4Aに示される研磨用キャリア20Aは、所定時間エッチング溶液に浸されることにより各ガラス基板保持穴21の内周壁面25に露出するガラス繊維32を除去される。エッチング工程では、エッチング液に浸される時間によりエッチング量が決まり、その時間に応じた深さのガラス繊維32が溶解されて除去される。また、エッチング工程終了後は、内周壁面25におけるガラス繊維32の露出割合を示すガラス繊維32の露出面積率が5%以下であることが望ましい。尚、露出面積率とは、例えば、(内周壁面25におけるガラス繊維32の露出面積)÷(内周壁面25の全面積)×100(%)で求まる数値である。
(手順B1)ガラス基板保持穴21とギヤ部24を形成したキャリア20A(20B)をエッチング溶液(例えば、0.01%〜2.0%のフッ酸を含む酸性溶液)に所定時間(例えば、24時間程度)浸漬する。なお、本明細書において、%とは質量百分率を意味する。
〔研磨用キャリア20A、20Bを用いて研磨されたガラス基板の検査結果〕
(固定砥粒研磨工程の実験結果)
表1は研磨用キャリア20A(ギヤ部マスキング有り)を研磨装置200に取付けてガラス基板10を固定砥粒研磨した場合(実施例No.1)と従来の研磨用キャリア(エッチング処理無し)を用いてガラス基板10を固定砥粒研磨した場合(比較例No.2)との比較結果を示す。
(鏡面研磨工程の実験結果)
表2は研磨用キャリア20Aを研磨装置200に取付けてガラス基板10を1次研磨あるいは2次研磨した場合(実施例No.3)と従来の研磨用キャリアを用いてガラス基板10を研磨した場合(比較例No.4)との比較結果を示す。
(仕上研磨工程の実験結果)
表3は研磨用キャリア20B(ギヤ部マスキング無し)を研磨装置200に取付けてガラス基板10を研磨した場合(実施例No.5)と従来の研磨用キャリアを用いてガラス基板10を研磨した場合(比較例No.6)との比較結果を示す。尚、仕上研磨工程とは、1〜2次研磨を行う場合は2次研磨のことであり、1〜3次研磨を行う場合は3次研磨のことであり、研磨工程の最後に実施される仕上げ研磨を意味する。
ここで、前述した平行度a、bについて説明する。
11 主平面
12 円形孔
13 内周側面
14 外周側面
15 内周面取り部
16 外周面取り部
20A、20B 研磨用キャリア
21 ガラス基板保持穴
22 保持部
24 ギヤ部
25 内周壁面
26 凹部
27 外周壁面
30 繊維質シート体
32 繊維
40 樹脂製含浸体
50 保持穴緩衝領域
60 保持穴補強領域
70 ギヤ部補強領域
80 ギヤ部緩衝領域
130 上側研磨面
140 下側研磨面
150 回転軸
200 両面研磨装置
201 上定盤
202 下定盤
203 サンギヤ
205 インターナルギヤ
206 フレーム
207 支持機構
208 昇降機構
209 昇降用シリンダ装置
210 制御部
220 基台
254 ピストンロッド
260 ロック機構
Claims (14)
- 繊維と樹脂材料とを含む複合材料を用いて形成され、ガラス基板を保持するガラス基板保持穴を有する保持部と、前記保持部の外周に設けられた複数の歯を有するギヤ部とを備えた研磨用キャリアにおいて、
前記ガラス基板保持穴の内周壁面に複数の凹部が配され、前記内周壁面から外側に前記樹脂材料のみにより形成された保持穴緩衝領域と、
前記保持穴緩衝領域の外側に前記複合材料により形成された保持穴補強領域と、
を有することを特徴とする研磨用キャリア。 - 前記ギヤ部は、各歯の外周壁面に複数の凹部が配され、前記樹脂材料のみにより形成されたギヤ部緩衝領域と、
前記ギヤ部緩衝領域の内側に前記複合材料により形成されたギヤ部補強領域と、
を有する請求項1に記載の研磨用キャリア。 - 前記内周壁面における前記繊維の露出割合を示す前記繊維の露出面積率が5%以下である請求項1又は2に記載の研磨用キャリア。
- 前記凹部は、前記ガラス基板保持穴の内周壁面よりの深さが2μm以上である請求項1又は2に記載の研磨用キャリア。
- 前記ギヤ部は、各歯の外周壁面に保護膜が形成される請求項1又は2に記載の研磨用キャリア。
- 前記繊維は、ガラス繊維又は金属繊維である請求項1〜4の何れかに記載の研磨用キャリア。
- 前記ガラス基板は、中央部に円形孔を有する円盤形状の磁気記録媒体用ガラス基板である請求項1〜6に記載の研磨用キャリア。
- 研磨装置の定盤の研磨面を、研磨用キャリアのガラス基板保持穴に保持されたガラス基板の主平面に押圧し、研磨液を前記研磨面と前記ガラス基板との間に供給すると共に、前記研磨用キャリアと前記研磨面とを相対的に動かして前記ガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法において、
前記研磨用キャリアは、請求項1〜7の何れかに記載の研磨用キャリアであることを特徴とするガラス基板の研磨方法。 - 請求項8に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤に装着した固定砥粒工具の研磨面と研磨液を用いた固定砥粒研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法。 - 請求項8に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤の研磨面と砥粒を含有する研磨液を用いた遊離砥粒研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法。 - 請求項8に記載のガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨装置の定盤に装着した研磨パッドの研磨面と砥粒を含有する研磨液を用いた鏡面研磨工程により前記ガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法。 - ガラス板を所望の形状を有するガラス基板に加工する形状加工工程と、前記ガラス基板の主平面を研磨する研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有するガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、請求項1〜7の何れかに記載の研磨用キャリアのガラス基板保持穴に前記ガラス基板を挿入した状態で前記主平面を研磨することを特徴とするガラス基板の製造方法。 - 請求項12に記載のガラス基板の製造方法によって製造された磁気記録媒体用ガラス基板であって、
前記ガラス基板の外周側面は、大きさが10μm以上となる凹形状欠陥の数が5個/mm2以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板。 - 主平面と、内周側面と、外周側面と、中央部の円形孔とを有する円盤形状の磁気記録媒体用ガラス基板において、
前記外周側面は、大きさが10μm以上となる凹形状欠陥の数が5個/mm2以下であることを特徴とする磁気記録媒体用ガラス基板。
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