JP2015069676A - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板の主表面を研磨するとき、研磨後のガラス基板の板厚のばらつきを従来に比べて低減する。
【解決手段】ガラス基板の主表面を研磨するとき、上定盤と下定盤との間に挟んだガラス基板を第１の圧力で研磨した後、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を、前記研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で研磨する。第２の圧力で研磨するとき、この研磨開始時の前記上定盤の上下方向の位置を基準として前記ガラス基板の研磨により沈む前記上定盤の上下方向の位置の変化に基づいて終了する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を含んだ磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及びガラス基板の主表面を研磨する研磨装置に関する。

情報記録媒体の１つとして用いられる磁気ディスクには、従来から、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。これに伴って、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することが行われている。このような磁気ディスクに用いるガラス基板の寸法及び形状は目標通り精度高く作製されていることが好ましい。

ガラス基板の寸法及び形状を精度高く作製するために、ガラス基板の表面の研磨を行う。ガラス基板の研磨の処理では、２つの定盤間に挟んで一度に多数のガラス基板を研磨するために複数のキャリアが用いられる。複数のキャリアのそれぞれには、複数の保持穴が設けられており、複数の保持穴のそれぞれにガラス基板が研磨中保持される。こうして、一度に多数のガラス基板を１つのバッチとして研磨することができる。

このような研磨では、研磨前のガラス基板の重さあるいは板厚を測定しておき、研磨後のガラス基板の重さあるいは板厚によって研磨の取代量を定めている。このとき、研磨中のガラス基板の重さあるいは板厚は計測できないため、以前に行ったガラス基板の研磨における研磨速度、すなわち、以前に行った研磨の取代量を研磨時間で割った値を用いて、研磨時間を定めている。すなわち、研磨の取代量を揃えるために、研磨速度を考慮して研磨時間を定めている。しかし、このような研磨では、研磨パッドの劣化等により研磨速度を正しく得られないため、研磨終了後のガラス基板の板厚は、厚くなりあるいは薄くなるといったガラス基板の板厚のばらつきがバッチ間で生じ易くなっていた。ガラス基板の板厚が製品規格を満たさない程度に薄くなった場合はそのガラス基板を廃棄することになり、また、ガラス基板の板厚が製品規格を満たさない程度に厚くなった場合は、そのガラス基板を再研磨しなければならない。このため、ガラス基板の板厚のばらつきは、ガラス基板の歩留まりの低下あるいは加工処理の煩雑さにつながる。

ところで、上記研磨に関して、研磨加工における磁気ディスク用基板の厚さ測定精度を向上させることにより、高記録密度の磁気ディスクに要求される寸法精度を達成するとともに、個体間の寸法バラツキを抑制する研磨方法が知られている（特許文献１）。
具体的には、上記研磨方法では、磁気ディスク用基板を上下から挟み、その主表面を研磨する上定盤及び下定盤と、この上定盤を回転かつ上下動自在に支持する上定盤支持機構と、研磨による磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する厚さ測定手段とを備えた研磨装置が用いられる。この研磨方法では、磁気ディスク用基板の厚さが所定の目標厚さになるまで、磁気ディスク用基板の主表面が研磨される。
このとき、上定盤支持機構は、上定盤の回転中心となる上定盤支軸と、上定盤支軸を回転かつ上下動自在に支持するスライダと、このスライダを上下動自在に支持するスライダ支持部とを備える。厚さ測定手段は、前記スライダと前記上定盤支軸との相対的な上下位置検出にもとづいて、前記磁気ディスク用基板の厚さ変化を測定する。そして、厚さ測定手段の測定厚さが目標厚さになるまで、磁気ディスク用基板の主表面が研磨される。具体的には、厚さ測定手段であるセンサは、研磨中に微小に上下方向の位置が変動する上定盤支軸と研磨中実質的に変動しないスライダの隙間を測定する。

特開２００４−３４５０１８号公報

しかし、上述の研磨方法では、研磨終了後のガラス基板の板厚に関して、ロッド間のばらつきを十分に低減できなかった。このため、ガラス基板の歩留まりの低下あるいは加工処理の煩雑さにつながっていた。

そこで、本発明は、ガラス基板の主表面を研磨するとき、研磨後のガラス基板の板厚のばらつきを従来に比べて低減することができる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨装置を提供することを目的とする。

本願発明者は、上述した従来の問題を解決するために、鋭意検討したところ、研磨後のガラス基板の板厚のばらつきは、研磨時に用いる上定盤及び下定盤に備える研磨パッドが研磨中にガラス基板に対して変形して上定盤が沈み込み、上定盤の上下方向の位置を精度よく計測できないことを知見した。なお、研磨前のガラス基板の板厚にばらつきがあり、板厚のばらついた複数のガラス基板を研磨装置で同時に研磨すると、板厚が厚いガラス基板ほど研磨の取代量は多く、板厚が薄いガラス基板ほど研磨の取代量は少なくなる。このため、ガラス基板の板厚を揃えるために低い圧力で複数のガラス基板を研磨した後、これらのガラス基板を本格的に研磨するために高い圧力で研磨する。しかし、このときの低い圧力の研磨の開始時点から上定盤の上下方向の位置を計測すると、ガラス基板の板厚のばらつきによって上定盤の上下方向の位置が変わるので、正確な上下方向の位置がわからないことも知見した。
本願発明者は、研磨前の板厚のばらつきがあるガラス基板に対して、低い圧力及び高い圧力による少なくとも２段階の研磨を行うとき、研磨後のガラス基板のばらつきを従来に比べて低減することができる、以下の態様の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法と研磨装置を発明した。

すなわち、本発明の一態様は、ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法である。当該製造方法における前記研磨処理は、
上定盤及び下定盤によりガラス基板を上下方向から挟み、ガラス基板を前記下定盤及び前記上定盤と接触させながら前記下定盤及び前記上定盤の少なくとも一方の定盤とガラス基板とを相対的に移動させることによりガラス基板の主表面を研磨する処理であり、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を第１の圧力で研磨する第１処理と、前記第１処理後、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を、前記研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で研磨する第２処理と、を含む。
前記第２処理は、前記第２処理開始時の前記上定盤の上下方向の位置を基準として前記ガラス基板の研磨により沈む前記上定盤の上下方向の位置の変化に基づいて終了する。

さらに、前記研磨処理の前に、複数のガラス基板を、ガラス基板の板厚に応じたグループ分けをする処理を含み、
前記研磨処理は、前記下定盤と前記上定盤との間に、同一グループに含まれる複数のガラス基板を挟んで一度に研磨する、ことが好ましい。

前記上定盤及び前記下定盤は、ガラス基板と接触する部分に研磨パッドを備えることもできる。
前記第２の処理中、前記上定盤は、回転しながらガラス基板の研磨を行い、前記上定盤の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの前記上定盤の上下方向の位置を取得することにより、前記上定盤の上下方向の位置の変化を取得する、ことが好ましい。
その際、前記上定盤は、前記上定盤の回転中心に固定された回転シャフトを含み、前記上定盤の上下方向の位置は、前記回転シャフトの中心軸上の点の上下方向の位置を計測することにより取得される、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の一態様は、ガラス基板の主表面に研磨処理をする研磨装置である。当該研磨装置は、
ガラス基板を上下方向から挟む上定盤及び下定盤と、
前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を第１の圧力で研磨するように前記上定盤を制御するとともに、前記第１の圧力による研磨後、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を、前記研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で研磨するように前記上定盤を制御する制御部と、
前記第２の圧力で研磨中、前記上定盤の上下方向の位置を計測するセンサと、
を備える。
前記制御部は、前記第２の圧力による研磨の開始時の前記上定盤の上下方向の位置を基準として前記ガラス基板の研磨により沈む前記上定盤の上下方向の位置の変化に基づいて前記第２の圧力による研磨の終了時点を判定する。

上述の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨装置の態様によれば、ガラス基板の主表面を研磨するとき、研磨後のガラス基板の板厚のばらつきを従来に比べて低減することができる。

本実施形態の研磨装置（両面研磨装置）の構成の一例を説明する図である。 図１に示す研削装置の要部の分解斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、ガラス基板の研磨を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、本実施形態と従来の研磨によるガラス基板の板厚のばらつきをヒストグラムで説明する図である。

以下、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨装置について詳細に説明する。

［研磨装置］
本実施形態のガラス基板の研磨装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態の研磨装置（両面研磨装置）１の構成の一例を説明する図である。図２は、図１に示す研磨装置１の要部の分解斜視図である。

図１に示すように、研磨装置１は、水平基台１２と、垂直基台１４と、支持台１６と、研磨本体部１８と、制御部２０と、主にを有する。
水平基台１２は、図示されない水平な床面に設置固定されている。垂直基台１４は、水平基台１２の上面から垂直に立説している。支持台１６は、垂直基台１４から水平方向に延び、水平基台１２の上面の上方に位置している。水平基台１２は、研磨本体部１８の下部回転シャフトを軸支する軸支機構を備える。支持台１６は、研磨本体部１８の上部回転シャフトを軸支する軸支機構を有する。水平基台１２および支持台１６には、下部回転シャフトおよび上部回転シャフトを駆動するための図示されない駆動機構が設けられており、この駆動機構により、下部回転シャフトおよび上部回転シャフトは自在に回転するようになっている。

研磨本体部１８は、上定盤４０と、下定盤６０と、太陽歯車６１と、内歯車６２と、供給管６３と、上部板材６４と、上部回転シャフト６５と、下部回転シャフト６６と、位置検出センサ６８と、回転方向検出センサ６９と、を主に含む。

研磨装置１において、図２に示すように、下定盤６０の上面および上定盤４０の底面には、研磨パッド１０が貼り付けられている。図２では、研磨パッド１０はシート状に記されている。研磨パッド１０には、例えば、発砲ウレタン樹脂からなるウレタンパッドやウェードパッドを用いることができる。
下定盤６０の上面と上定盤４０の下面には、円板状のガラス基板Ｇを２つの定盤で挟んでガラス基板Ｇの主表面を研磨処理する際に、ガラス基板Ｇを保持するための保持穴を有するキャリア３０が配されている。図２では、１つのキャリア３０しか記されていないが、複数のキャリア３０が用いられる。具体的には、キャリア３０は、外周部に設けられて太陽歯車６１及び内歯車６２に噛合する歯部３１と、ガラス基板Ｇを収容し保持するための１または複数の保持穴３２とを有する。太陽歯車６１、外縁に設けられた内歯車６２および円板状のキャリア３０は全体として、中心軸を中心とする遊星歯車機構を構成する。円板状のキャリア３０は、内周側で太陽歯車６１に噛合し、かつ外周側で内歯車６２に噛合するともに、ガラス基板Ｇ（ワーク）を１または複数を収容し保持する。下定盤６０上では、キャリア３０が遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板Ｇと下定盤６０とが相対的に移動させられる。例えば、太陽歯車６１がＣＣＷ（反時計回り）の方向に回転すれば、キャリア３０はＣＷ（時計回り）の方向に回転し、内歯車６２はＣＣＷの方向に回転する。その結果、下定盤６０とガラス基板Ｇの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス基板Ｇと上定盤４０とを相対的に移動させてもよい。

上記相対運動の動作中には、上定盤４０がキャリア３０に保持されたガラス基板Ｇに対して（つまり、鉛直方向に）所定の圧力で押圧し、これによりガラス基板Ｇに対して研磨パッド１０が押圧される。また、研磨中、ポンプ（不図示）によって研磨スラリーが、図示されない供給タンクからまたは複数の供給管６３を経由してガラス基板Ｇと研磨パッド１０との間に供給される。供給管６３は、上部板材６４を通して上定盤４０に延びている。研磨スラリーは、酸化セリウムやシリカ等の研磨砥粒が水溶液に分散した液体である。

下定盤６０には、図示されない駆動モータに接続された下部回転シャフト６６が固定されている。上定盤４０には、図示されない駆動モータに接続された上部回転シャフト６５が固定されている。したがって、上定盤４０及び下定盤６０は自在に回転することができる。上部回転シャフト６５の端部は、支持台１６の上方に突出している。この端部の上方には、位置検出センサ６８と回転方向検出センサ６９が設けられている。

位置検出センサ６８は、支持台１６から延びる取付部材６７に、上部回転シャフト６５の上下方向（図中のＸ方向であり、上部回転シャフト６５の長手方向）の位置を計測するように固定されている。位置検出センサ６８は、上部回転シャフト６５の中心軸上の点と位置検出センサ６８の検出面との間の距離を計測することにより、上部回転シャフト６５の上下方向（図中のＸ方向であり、上部回転シャフト６５の長手方向）の位置を計測する。位置検出センサ６８の計測により得られる計測データは制御部２０に供給される。位置検出センサ６８は、上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測することが、安定した計測をする点で好ましい。位置検出センサ６８は、例えば、渦電流変位センサやレーザ変位計を用いることができ、センサの種類は制限されない。回転方向検出センサ６９は、支持台１６から延びる取付部材６７に、上定盤４０の回転中の方向を検出するように固定されている。回転方向検出センサ６９は、上部回転シャフト６５の回転中の方向を制御部２０に送る。回転方向検出センサ６９は、たとえば、１回転によって１回パルスを出力するエンコーダであってもよく、上部回転シャフト６５の周上に１つの突起が設けられ、この突起が検出領域を通過するたびにパルスを出力する磁気感知センサであってもよく、上部回転シャフト６５の周上の一点の周上の方向がわかるセンサであればよい。

制御部２０は、位置検出センサ６８から送られてきた計測データを監視し、ガラス基板Ｇの研磨により沈む上定盤４０の上下方向の位置の変化を監視する。監視により、制御部２０は、ガラス基板Ｇの板厚が設定された目標値になったと判定したとき、研磨を終了するために、図示されない駆動モータに回転終了の信号を送る。制御部２０による制御については、後述する。

[研磨方法]
上述の研磨装置１では、上定盤４０と下定盤６０とで挟まれるガラス基板Ｇに与える圧力が異なる２つの研磨処理（第１処理および第２処理）が行われる。最初に、低い圧力でガラス基板Ｇの研磨が行われ、一定の時間の研磨後に、高い圧力でガラス基板Ｇの研磨が行われる。すなわち、本実施形態の研磨方法は、上定盤４０及び下定盤６０によりガラス基板Ｇを上下方向から挟み、ガラス基板Ｇを下定盤６０及び上定盤４０と接触させながらガラス基板Ｇと下定盤６０と上定盤４０とを相対的に移動させることによりガラス基板Ｇの主表面を研磨する。このとき、上定盤４０と下定盤６０との間に挟んだガラス基板Ｇを第１の圧力で研磨する（第１処理）。この第１処理後、上定盤４０と下定盤６０との間に挟んだガラス基板Ｇを、第１の圧力より高い第２の圧力で研磨する（第２処理）。第２の圧力は、本実施形態の研磨方法において、最も高い圧力である。本実施形態では、２つの異なる圧力を用いるが、３つ以上の異なる圧力で研磨することもできる。この場合、第２処理で用いる第２の圧力は、上記３つ以上の異なる圧力の中で最高の圧力となる。

まず、第１処理の開始前に、研磨しようとする複数のガラス基板Ｇの板厚のうち最も薄い板厚がオペレータにより制御部２０に入力されて制御部２０において設定される。さらに、研磨後の目標とする板厚もオペレータにより制御部２０に入力されて制御部２０において設定される。これらの設定された値を用いて、制御部２０は、研磨による目標の取代量、すなわち板厚の目標低減量を定める。この後、ガラス基板Ｇがキャリア１０にセットされて、第１処理が行われる。ガラス基板Ｇに対して行う第１処理は、研磨前の複数のガラス基板Ｇの板厚のばらつきを考慮して、板厚を揃えるための処理である。ガラス基板Ｇの板厚のばらつきはある程度わかっているので、板厚を揃えるために、どの程度厚いガラス基板Ｇを研磨すればよいかわかっており、第１処理の研磨時間を管理することにより板厚のばらつきを解消することができる。図３（ａ），（ｂ）は、厚いガラス基板Ｇと薄いガラス基板Ｇとの研磨を説明する図である。図３（ａ）に示すように、厚いガラス基板Ｇと薄いガラス基板Ｇは、研磨中研磨パッド１０と接触している。しかし、厚いガラス基板Ｇは、薄いガラス基板Ｇに比べて高い圧力で研磨されるので、厚いガラス基板Ｇは薄いガラス基板Ｇに比べて研磨速度は速い。このため、第１処理の終了時点では、図３（ｂ）に示されるように、厚いガラス基板Ｇは、薄いガラス基板Ｇにならされる。この状態で、第２処理が開始される。

第２処理では、ならされた板厚を有する複数のガラス基板Ｇを同時に研磨する。第２処理におけるガラス基板Ｇに加える圧力は、第１処理時の対応する圧力に比べて高く、研磨の中で最高の圧力でガラス基板Ｇを研磨するので、板厚が略そろった全てのガラス基板Ｇを同時に同程度に研磨することができる。制御部２０の制御によって、第２処理開始時の上定盤４０の上下方向の位置を基準として定め、位置検出センサ６８の測定する上下方向の位置が、基準とする定めた位置から予め定めた板厚の目標低減量を考慮して決まる上下方向の目標位置になるまで、計測データを監視し、計測した上下方向の位置が目標位置に到達したとき、第２処理を終了するように駆動モータの回転を制御する。上部回転シャフト６５は、上定盤４０に固定されているので、位置検出センサ６８の上下方向の位置の計測は、上定盤４０の上下方向の位置の計測でもある。したがって、制御部２０は、第２処理において、第２処理開始時の上定盤の上下方向の位置を基準としてガラス基板Ｇの研磨により沈む上定盤４０の上下方向の位置の変化に基づいて第２処理を終了するように制御する。第２処理後、第２の圧力よりも低い圧力で研磨を続行してもよい。
なお、上定盤４０の上下方向の位置を計測するとき、第２処理開始時の上定盤の上下方向の位置を基準とするのは、第２の圧力によって研磨パッド１０が押圧されて上定盤４０の上下方向の位置が下方に沈む量を除去するためである。第２処理開始時の上定盤の上下方向の位置は、位置検出センサ６８によって得られる計測データを用いて定められる。たとえば、第２処理開始直後から制御部２０は計測データを監視しながら、研磨パッド１０の沈み込みが安定したときの上定盤４０の上下方向の位置を求める。また、第２処理開始後、上定盤４０の回転回数が予め定めた回数、たとえば数１０回になるまで、上記上部回転シャフト６５の上端の位置を計測し、平均した位置を基準とする。また、１回計測した位置を基準とすることもできる。
第２処理中、上記回転シャフト６５の上下方向の位置が監視されているが、この監視に用いる計測データは、回転方向検出センサ６９が一周１回パルス等の信号を出力したときに上記回転シャフト６５の上下方向の位置のデータであることが好ましい。すなわち、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの上定盤４０の上下方向の位置を取得することにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得することが好ましい。上定盤４０の回転方向の向きによって上記位置が変動する場合もある。このため、正確な位置計測を行うには、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの計測データを用いることが好ましい。

本実施形態では、上述したように、ガラス基板Ｇに対して研磨中最高の圧力で研磨する第２処理は、第２処理開始時の上定盤４０の上下方向の位置を基準としてガラス基板Ｇの研磨により沈む上定盤４０の上下方向の位置の変化に基づいて終了する。このため、研磨後のガラス基板のばらつきを従来に比べて低減することができる。
本実施形態では、ガラス基板Ｇを、研磨パッド１０を用いて研磨する場合を説明したが、研磨パッド１０を用いない研磨であってもよい。研磨パッド１０を用いた研磨において、第２処理開始時の第２の圧力による研磨パッド１０の沈み込みを考慮することができるので、本実施形態では、研磨パッド１０を用いた場合に、研磨後のガラス基板のばらつきを従来に比べて低減することができる効果を顕著に発揮することができる。
また、第２の処理中、上定盤４０は、回転しながらガラス基板Ｇの研磨を行い、このとき、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの上定盤４０の上下方向の位置を取得することにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得する。このため、上定盤４０の位置が回転により変動している場合であっても、上定盤４０の上下方向の位置の変化を正確に取得することができる。この場合、上定盤４０の上下方向の位置は、予め定めた回数の計測データの平均を用いて取得することが、安定した位置の取得をする点で好ましい。
また、上定盤４０の上下方向の位置は、上定盤４０に固定された上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測することにより取得されることが、精度の高い位置を取得する点で好ましい。

また、本実施形態の第１処理及び第２処理を含む研磨を行う前に、複数のガラス基板Ｇを、ガラス基板Ｇの板厚に応じたグループ分けをする処理を含んでもよい。板厚に応じたグループ分けとは、例えば、板厚が板厚の目標値に対して±２％の範囲に含まれる第１グループ、板厚が板厚の目標値に対して１０２％より大きく１０６％以下の範囲に含まれる第２グループ、板厚が板厚の目標値に対して９４％以上９８％未満の範囲に含まれる第３グループといったグループに分けることをいう。このとき、上記研磨は、下定盤６０と上定盤４０との間に、同一グループに含まれる複数のガラス基板Ｇを挟んで一度に研磨することが好ましい。ガラス基板Ｇの板厚は、ある程度ばらついているので、同一グループに含まれるガラス基板Ｇのみを用いて同時に研磨するので、第１の圧力による第１処理において、板厚をよりいっそう正確にならすことができ、第２処理において正確な研磨の取代量を実現できる。

（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法）
本実施形態の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法では、まず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる。次に、このガラスブランクの粗研削処理が行われる。この後、ガラスブランクに形状加工処理及び端面研磨処理が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に固定砥粒を用いた精研削処理が行われる。この後、第１研磨処理、化学強化処理、及び、第２研磨処理がガラス基板に施される。なお、本実施形態では、上記流れで行うが、上記処理全てがある必要はなく、これらの処理は適宜行われなくてもよい。以下、各処理について、説明する。

（ａ）ガラスブランクの成形処理
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラス基板が得られる。

（ｂ）粗研削処理
粗研削処理では、具体的には、ガラスブランクを、周知の両面研削装置に装着される保持部材（キャリア）に設けられた保持穴内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。この時、上記記載のキャリアを用いてもよい。研磨材として、例えば遊離砥粒が用いられる。粗研削処理では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削処理は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。

（ｃ）形状加工処理
次に、形状加工処理が行われる。形状加工処理では、ガラスブランクの成形処理後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面と、側壁面と主表面を繋ぐ傾斜面（介在面）が形成される。

（ｄ）端面研磨処理
次にガラス基板の端面研磨処理が行われる。端面研磨処理は、研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。

（ｅ）精研削処理
次に、ガラス基板の主表面に精研削処理が施される。具体的には、周知の両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。この場合、固定砥粒を定盤に設けて研削する。具体的には、ガラス基板を、両面研削装置の保持部材であるキャリアに設けられた保持穴内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を行う。研削による取代量は、例えば１０μｍ〜２００μｍ程度である。
本実施形態の研削処理では、固定砥粒を含んだ研削面とガラス基板の主表面とを接触させてガラス基板の主表面を研削するが、遊離砥粒を用いた研削を行ってもよい。

（ｆ）第１研磨処理
次に、ガラス基板の主表面に第１研磨処理が施される。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、図１，２に示される研磨装置１のキャリア３０に設けられた保持穴３２内に保持しながらガラス基板Ｇの両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨処理は、遊離砥粒を用いて、定盤に貼り付けられた研磨パッド１０を用いる。第１研磨は、ガラス基板Ｇの板厚を調整しつつ、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去をする。第１研磨では、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さＲａを低減することができる。
第１研磨に用いる遊離砥粒は特に制限されないが、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒などが用いられる。
研磨パッドの種類は特に制限されないが、例えば、硬質発泡ウレタン樹脂ポリッシャが用いられる。

（ｇ）化学強化処理
ガラス基板は適宜化学強化することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化処理を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化処理の後に研磨処理を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化処理によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化処理は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。

（ｈ）第２研磨（鏡面研磨）処理
次に、化学強化処理後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、図１，２に示される両面研磨装置と同様の構成を有する両面研磨装置が用いられる。こうすることで、ガラス基板Ｇの板厚を微調整しつつ主表面の端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の粗さを低減することができる。第２研磨処理が第１研磨処理と異なる点は、遊離砥粒の種類が異なり及び粒子サイズが小さくなることと、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度が軟らかくなることである。すなわち、第２研磨により研磨パッド１０は研磨時の圧力によって沈み易い。

第２研磨処理に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
上述した第１処理及び第２処理を含む研磨方法は、第２研磨処理に好適に適用することができるが、第１研磨処理にも適用できる。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板となる。

［実験例］
ガラスブランクを、上述の（ａ）ガラスブランクの成形処理から（ｇ）化学強化処理を行った後、第２研磨（鏡面研磨）処理を行うとき、図１，２に示す研磨装置１を用いて、第１処理及び第２処理を含む研磨を行った。このとき、第２処理は、第２処理開始時の上定盤４０の上下方向の位置を基準としてガラス基板Ｇの研磨により沈む上定盤４０の上下方向の位置の変化に基づいて終了した（実施例１，２，３）。

実施例１では、上定盤４０に固定された上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測した。このとき、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの上定盤４０の上下方向の位置を取得することにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得した。この上定盤４０の上下方向の位置は、第２処理開始時の基準とする位置及び終了時点を判定するために監視する位置を含む。
実施例２では、上定盤４０に固定された上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測した。このとき、第２処理開始時、上定盤４０が一周するときの上定盤４０の上下方向の位置を表す計測データの平均値を用いて、上定盤４０の上下方向の平均した位置を求めることにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得した。この上定盤４０の上下方向の平均した位置は、第２処理開始時の基準とする位置及び終了時点を判定するために監視する位置を含む。
実施例３は、上定盤４０に固定された上部回転シャフト６５に固定された円形板の上下方向の位置を表す計測データの、上定盤４０が一周するときの平均値を用いて、円形板の上下方向の平均した位置を求めることにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得した。

一方、第２処理について、直前に行ったガラス基板Ｇの研磨における研磨速度（研磨の取代量）を研磨時間で割った値を用いて研磨時間を定め、この研磨時間を管理して第２処理を終了させた（従来例）。
１００枚のガラス基板Ｇを１バッチとして、１バッチのガラス基板Ｇの中から１０枚のガラス基板Ｇを任意に取り出して板厚を計測し平均板厚を求めた。板厚は、各ガラス基板Ｇの周上の異なる４箇所でマイクロメータを用いて計測した。

図４（ａ）は、実施例１の研磨によって得られたガラス基板Ｇの平均板厚の分布を示す図である。図４（ｂ）は、従来例の研磨によって得られたガラス基板Ｇの平均板厚の分布を示す図である。
図４（ａ），（ｂ）の比較より、実施例１で得られたガラス基板Ｇの板厚は、従来例に比べて狭い範囲内に分布している。具体的には、実施例１の平均板厚の最大値と最小値の差は８μｍであり、従来例の平均板厚の最大値と最小値の差は１６μｍであった。同様に、実施例２の平均板厚の最大値と最小値の差は１０μｍであり、実施例３の平均板厚の最大値と最小値の差は１２μｍであった。
これより、実施例１〜３の板厚のばらつきは従来例に比べて小さいことがわかた。
また、実施例１，２のように上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測することが好ましいことがわかった。特に、上部回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測し、かつ、この位置を計測するとき、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの上定盤４０の上下方向の位置を計測して取得することがより好ましい、こともわかった。

以上、本実施形態をまとめると、
（１）本実施形態で行う研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で第２の処理を行うとき、第２処理開始時の上定盤４０の上下方向の位置を基準としてガラス基板Ｇの研磨により沈む上定盤４０の上下方向の位置の変化に基づいて終了する。このため、研磨後のガラス基板のばらつきを従来に比べて低減することができる。
（２）上定盤４０及び下定盤６０は、ガラス基板Ｇと接触する部分に研磨パッドを備える場合であっても、第２処理開始時の上定盤４０の上下方向の位置を基準として上定盤４０の上下方向の位置の変化を求めることができるので、第２処理開始直後に第２の圧力で研磨パッド１０がガラス基板１０によって押圧されて沈み込む場合であっても、沈み込んだ上定盤４０の上下方向の位置を基準とできるので、上定盤４０の上下方向の位置の変化を正確に得ることができる。
（３）上定盤４０は、回転しながらガラス基板の研磨を行い、上定盤４０の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの上定盤４０の上下方向の位置を取得することにより、上定盤４０の上下方向の位置の変化を取得するので、上定盤４０の形状が周上で変動するような場合であっても、上定盤４０の上下方向の位置の変化を正確に得ることができる。
（４）上定盤４０の上下方向の位置は、上定盤４０に固定された回転シャフト６５の中心軸上の点の上下方向の位置を計測することにより取得されるので、上定盤４０の上下方向の位置の変化を正確に得ることができる。

以上、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び研磨装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１ 研磨装置
１０ 研磨パッド
１２ 水平基台
１４ 垂直基台
１６ 支持台
１８ 研磨本体部
２０ 制御部
３０ キャリア
３１ 歯部
３２ 保持穴
４０ 上定盤
６０ 下定盤
６１ 太陽歯車
６２ 内歯車
６３ 供給管
６４ 上部板材
６５ 上部回転シャフト
６６ 下部回転シャフト
６７ 取付部材
６８ 位置検出センサ
６９ 回転方向検出センサ

Claims (6)

1. ガラス基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
   前記研磨処理は、
   上定盤及び下定盤によりガラス基板を上下方向から挟み、ガラス基板を前記下定盤及び前記上定盤と接触させながら前記下定盤及び前記上定盤の少なくとも一方の定盤とガラス基板とを相対的に移動させることによりガラス基板の主表面を研磨する処理であり、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を第１の圧力で研磨する第１処理と、前記第１処理後、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を、前記研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で研磨する第２処理と、を含み、
   前記第２処理は、前記第２処理開始時の前記上定盤の上下方向の位置を基準として前記ガラス基板の研磨により沈む前記上定盤の上下方向の位置の変化に基づいて終了する、ことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
2. さらに、前記研磨処理の前に、複数のガラス基板を、ガラス基板の板厚に応じたグループ分けをする処理を含み、
   前記研磨処理は、前記下定盤と前記上定盤との間に、同一グループに含まれる複数のガラス基板を挟んで一度に研磨する、請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記上定盤及び前記下定盤は、ガラス基板と接触する部分に研磨パッドを備える、請求項１又は２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
4. 前記第２の処理中、前記上定盤は、回転しながらガラス基板の研磨を行い、前記上定盤の周上の一点が予め定められた位置を通過するときの前記上定盤の上下方向の位置を取得することにより、前記上定盤の上下方向の位置の変化を取得する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
5. 前記上定盤は、前記上定盤の回転中心に固定された回転シャフトを含み、前記上定盤の上下方向の位置は、前記回転シャフトの中心軸上の点の上下方向の位置を計測することにより取得される、請求項４に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
6. ガラス基板の主表面に研磨処理をする研磨装置であって、
   ガラス基板を上下方向から挟む上定盤及び下定盤と、
   前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を第１の圧力で研磨するように前記上定盤を制御するとともに、前記第１の圧力による研磨後、前記上定盤と前記下定盤との間に挟んだガラス基板を、前記研磨処理の中で最大の圧力である第２の圧力で研磨するように前記上定盤を制御する制御部と、
   前記第２の圧力で研磨中、前記上定盤の上下方向の位置を計測するセンサと、
   を備え、
   前記制御部は、前記第２の圧力による研磨の開始時の前記上定盤の上下方向の位置を基準として前記ガラス基板の研磨により沈む前記上定盤の上下方向の位置の変化に基づいて前記第２の圧力による研磨の終了時点を判定する、ことを特徴とする研磨装置。
   
   

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