JP4189384B2 - 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法と研磨装置 - Google Patents
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Description
前記酸化ケイ素の砥粒は、酸化セリウムの粒子よりもその粒径が小さく、その平均粒径(D50)が0.2μm以下であり、かつ、前記研磨パッドのナップ形成孔の開口径よりも小さいことが望ましい。
前記リンス処理に係る作業時間が1〜20分であることが望ましい。
前記研磨装置は更に、回転軸の周りに回転可能に配置された下定盤及び上定盤と、上定盤及び下定盤の間に配置され、かつ、複数のガラス素板を支持可能なキャリアとを備え、前記研磨パッドを下定盤及び上定盤に必要に応じて装着した状態で、上定盤及び下定盤を回転させることにより、ガラス素板の表面を研磨パッドによって研磨することが望ましい。
情報記録媒体用ガラス基板の製造時には、まず、シート状のガラス板からガラス素板が円盤状に切り出される。そのガラス素板は中心に円孔を有する。ガラス素板の表面を、研磨装置を使用して研磨することにより、ガラス基板が形成される。当該ガラス素板は、フロート法、ダウンドロー法、リドロー法又はプレス法で製造されたソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ボロシリケートガラス、結晶化ガラス等の多成分系のガラス材料より形成されている。そして、該ガラス素板から得られたガラス基板の表面に、例えばコバルト(Co)、クロム(Cr)、鉄(Fe)等の金属又は合金よりなる磁性膜、保護膜等を形成することにより、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の情報記録媒体が構成される。
ガラス基板は、円盤加工工程、面取り工程、ラップ工程、研磨工程及び洗浄処理工程を経て製造される。
実施形態のガラス基板の製造方法において、2次研磨処理は、前研磨と後研磨との2段階に分けて精密研磨が行われ、さらに前研磨と後研磨の間にはリンス処理が設けられている。この前研磨と後研磨とではそれぞれ異なる種類及び粒径の研磨剤が使用されている。また、2次研磨処理で使用する軟質ポリッシャには、ナップ層12を2層構造としたものが使用され、これにより、研磨剤が軟質ポリッシャの内奥まで含浸されないように構成されている。従って、2次研磨処理において、同一の研磨装置で粒径又は種類の異なる研磨剤を使用することができ、生産効率の向上を図ることができる。そして、所望とする表面粗さRa、うねりの高さWa、微小うねりの高さNRaの値を満たすため、従来は3次研磨処理まで必要とする研磨工程を、2次研磨処理までで終了させることが可能であり、製造時間の短縮化及び生産量の向上を図ることができる。
以下、前記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
研磨パッドについての考察
実施例1及び比較例1について、表1に示す性状のポリウレタン製の軟質ポリッシャを研磨パッドとして使用し、2次研磨処理を施した。このとき、2次研磨処理の加工条件は、前研磨を荷重80g/cm2で5分、リンス処理を荷重60g/cm2で5分、後研磨を荷重60g/cm2で5分であった。また、実施例1の軟質ポリッシャには予めバフ研磨されていないものを使用し、比較例1には予めバフ研磨されたものを使用した。そして、研磨後のガラス素板について、その表面のNRaを測定した。これらの結果を表1に示す。また、実施例1の軟質ポリッシャの電子顕微鏡(SEM)による表面及び断面の状態を図3及び図4に示し、比較例1のポリッシャの表面及び断面の状態を図5及び図6に示す。図3,5に示す表面状態に関する電子顕微鏡の撮影倍率は100であり、図4,6に示す断面に関する撮影倍率は40である。
ナップ形成孔の開口径についての考察
次に、参考例1〜4について、実施例1の軟質ポリッシャを使用し、そのナップ形成孔の開口径をそれぞれ変更し、表2に示すような条件で2次研磨処理を施した。そして、それぞれの参考例について、リンス処理後における研磨剤の残留値、研磨後のガラス素板の表面粗さRa及び微小うねりの高さNRaを測定した。その結果を表2に示す。なお、研磨剤の残留値は、次のようにして算出した。すなわち、まず前研磨で使用する研磨剤について、濃度を様々に変え、その濃度毎の標準液を調整する。次いで、参考例1〜4について、リンス処理時に排出される排液の色と標準液の色とを比較し、参考例1〜4の排液中における研磨剤の濃度を求める。そして、参考例1を基準とし、この参考例1の濃度に対する参考例2〜4の濃度の割合を、研磨剤の残留値として算出した。
荷重についての考察
参考例5〜10について、実施例1の軟質ポリッシャを使用し、表3に示すように、前研磨、リンス処理及び後研磨の荷重をそれぞれ変更し、2次研磨処理を施した。そして、それぞれについて、得られたガラス素板の状態を目視により測定した。その結果を表3に示す。
情報記録媒体として要求される耐衝撃性、耐振動性、耐熱性等を満たすため、研磨工程よりも前の工程、研磨工程よりも後の工程又は研磨の各工程の間でガラス素板に化学強化処理を施してもよい。この化学強化処理とは、ガラス基板の組成中に含まれるリチウムイオンやナトリウムイオン等の一価の金属イオンを、それらと比較してそのイオン半径が大きなナトリウムイオンやカリウムイオン等の一価の金属イオンにイオン交換することをいう。そして、ガラス基板の表面に圧縮応力を作用させて化学強化する方法である。この化学強化処理は、化学強化塩を加熱溶融した化学強化処理液にガラス基板を所定時間浸漬することによって行われる。
面取り工程の後でガラス素板の粗さ、反り、うねり等の表面状態が所望の値を満たすのであれば、ラップ工程を省略してもよい。このように構成した場合、作業時間のさらなる短縮化を図ることができる。
Claims (11)
- ガラス素板の表面を研磨することによって製造される情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨は、ガラス素板の表面を平滑に粗研磨するための1次研磨処理を施す工程と、粗研磨されたガラス素板の表面をさらに平滑に精密研磨するための2次研磨処理を施す工程との2工程に分けて行われ、
前記2次研磨処理は、発泡体よりなる研磨パッドを使用して、酸化セリウムの砥粒を含む研磨剤を用いる前研磨と、酸化ケイ素の砥粒を含む研磨剤を用いる後研磨との2段階に分けて行われ、
前研磨及び後研磨の間で、洗浄液を用いて前研磨の後のガラス素板を濯ぐために、前研磨と比較して研磨パッドからガラス素板に加えられる荷重を低くされるリンス処理が施され、前記前研磨の際に研磨パッド内に留まっていた砥粒が前記リンス処理の際に洗い流されることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - ガラス素板の表面を研磨することによって製造される情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨は、ガラス素板の表面を平滑に粗研磨するための1次研磨処理を施す工程と、粗研磨されたガラス素板の表面をさらに平滑に精密研磨するための2次研磨処理を施す工程との2工程に分けて行われ、
前記2次研磨処理は、発泡体よりなる研磨パッドを使用して、酸化セリウムの砥粒を含む研磨剤を用いる前研磨と、酸化ケイ素の砥粒を含む研磨剤を用いる後研磨との2段階に分けて行われ、
前研磨及び後研磨の間で、洗浄液を用いて前研磨の後のガラス素板を濯ぐために、後研磨と比較して研磨パッドからガラス素板に加えられる荷重を同じか又は低くされるリンス処理が施され、前記前研磨の際に研磨パッド内に留まっていた砥粒が前記リンス処理の際に洗い流されることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - ガラス素板の表面を研磨することによって製造される情報記録媒体用ガラス基板の製造方法であって、
前記研磨は、ガラス素板の表面を平滑に粗研磨するための1次研磨処理を施す工程と、粗研磨されたガラス素板の表面をさらに平滑に精密研磨するための2次研磨処理を施す工程との2工程に分けて行われ、
前記2次研磨処理は、発泡体よりなる研磨パッドを使用して、酸化セリウムの砥粒を含む研磨剤を用いる前研磨と、酸化ケイ素の砥粒を含む研磨剤を用いる後研磨との2段階に分けて行われ、
前研磨及び後研磨の間で、洗浄液を用いて前研磨の後のガラス素板を濯ぐためのリンス処理が施され、前記リンス処理に係る荷重が25〜70g/cm 2 であり、前記前研磨の際に研磨パッド内に留まっていた砥粒が前記リンス処理の際に洗い流されることを特徴とする情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。 - 前記酸化セリウムの砥粒の平均粒径(D 50 )が1.5μm以下であり、前記研磨パッドのナップ形成孔の開口径よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記酸化ケイ素の砥粒は、酸化セリウムの粒子よりもその粒径が小さく、その平均粒径(D 50 )が0.2μm以下であり、かつ、前記研磨パッドのナップ形成孔の開口径よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記2次研磨処理に係る作業時間の合計が7〜45分であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記リンス処理に係る作業時間が1〜40分であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- 前記リンス処理に係る作業時間が1〜20分であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の情報記録媒体用ガラス基板の製造方法。
- ガラス素板の表面を研磨することによって情報記録媒体用ガラス基板を製造するための研磨装置であって、
発泡体よりなる研磨パッドを備え、その研磨パッドにより、酸化セリウムの砥粒を含む研磨剤を用いる前研磨と、酸化ケイ素の砥粒を含む研磨剤を用いる後研磨との2段階に分けて、前記ガラス素板の研磨が行われ、
前研磨及び後研磨の間で、洗浄液を用いて前研磨の後のガラス素板を濯ぐためのリンス処理が施され、前記前研磨の際に研磨パッド内に留まっていた砥粒を前記リンス処理の際に洗い流すため、前記研磨パッドは、複数の独立気泡が内在する内層と、該独立気泡に比べて極微細なサイズの複数のナップ形成孔を有する外層とからなるナップ層をその表面に備え、前記ナップ形成孔は研磨パッドの表面にて開口していることを特徴とする研磨装置。 - 前記研磨パッドのナップ形成孔は、その開口径が2μm以上、20μm未満であり、深さが2μm以上、100μm未満であることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。
- 請求項9又は10に記載の研磨装置は更に、回転軸の周りに回転可能に配置された下定盤及び上定盤と、上定盤及び下定盤の間に配置され、かつ、複数のガラス素板を支持可能なキャリアとを備え、前記研磨パッドを下定盤及び上定盤に必要に応じて装着した状態で、上定盤及び下定盤を回転させることにより、ガラス素板の表面を研磨パッドによって研磨する研磨装置。
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