JP5501556B2 - 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法並びに研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、研磨液を供給しながらガラス基板を研磨する工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法、並びに、被研磨物の両面又は片面を研磨する研磨装置に関する。

従来、リソグラフィ用フォトマスク、磁気ディスク、液晶ディスプレイなどに使用される基板（特に、ガラス基板）を被研磨物とし、その両面又は片面を研磨する研磨装置が知られている。
この種の研磨装置は、キャリアのワーク保持孔に被研磨物をセットするとともに、これを上定盤と下定盤との間に挟持して、被研磨物の両面又は片面を研磨するものであり、遊星歯車方式のものが多く使用されている。

遊星歯車方式の研磨装置は、太陽歯車と、その外方に同心円状に配置される内歯歯車と、太陽歯車及び内歯歯車に噛み合い、太陽歯車や内歯歯車の回転に応じて公転及び自転するキャリアと、このキャリアに保持された被研磨物を上下から挟持可能な上定盤及び下定盤と、上定盤と下定盤との間に研磨液を供給する研磨液供給部とを備えている。

研磨加工時には、キャリアに保持された被研磨物を上定盤及び下定盤で挟持するとともに、上下定盤の研磨面（研磨パッド）と被研磨物との間に研磨液を供給しながら、太陽歯車や内歯歯車の回転に応じて、キャリアを公転及び自転させる。
このような研磨装置では、太陽歯車と内歯歯車との間であって、かつ上定盤と下定盤とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。研磨液は、上定盤に形成される研磨液供給孔を通じて、このドーナツ状の研磨領域に供給される。

研磨液としては、酸化セリウム、シリカ（二酸化ケイ素）などの微細な研磨粒子を、水、アルカリ性溶液などの液体中に分散させた各種のものが、研磨の目的に応じて選択的に使用される。
このとき、上定盤と下定盤の間に供給された研磨液は、下定盤を支持する下定盤支持部に設けられた溝を介して排出されている（例えば、特許文献１）。

ところで、近年、磁気ディスクの記録密度の向上が図られている。そして、この記録密度を向上させるためには、スペーシングクロスを低減させる必要がある。具体的には、磁気ディスクと記録ヘッドのとの距離を小さくする必要があり、例えば、最近のＨＤＤでは、磁気ディスクと記録ヘッドとの距離は１０ｎｍ以下となっている。

また、垂直磁気記録方式の磁気ディスクの場合は、より一層、磁気ディスクと記録ヘッドとの距離を小さくする必要があるが、磁気ディスクと記録ヘッドとの距離を小さくするためには、従来よりも表面粗さの低減された磁気ディスクを製造する必要がある。そして、このような磁気ディスクを製造するためには、その基板である磁気ディスク用ガラス基板の表面粗さを低減させる必要がある。

特開２００１−３１９５０５号公報（図１）

しかしながら、従来の研磨装置を用いてガラス基板を研磨した場合、研磨液が下定盤の中心側や太陽歯車の上面に滞留してしまい、その結果、研磨液があふれ出して研磨装置を汚してしまうという問題があった。また、研磨液が滞留した状態で研磨工程を終了し、被研磨物を取り出すために上定盤を下定盤から離した場合には、滞留していた研磨液が、下定盤上を一気に流れて排出されることによって被研磨物が流されてしまい、被研磨物を損傷したり、ひどい場合には被研磨物を紛失してしまうことがあった。

特に、磁気ディスク用ガラス基板は、板厚が薄いため（例えば、２．５インチ用基板の場合、板厚は０．６３５ｍｍ）、滞留していた研磨液が下定盤の表面を一気に流れた場合、多くの基板が、キャリアから外れて流れてしまう。この場合、基板表面に傷がつき、基板として使用できなくなってしまう。また、磁気ディスク用ガラス基板の板厚には、厳しい要求があるため、再度研磨すると、上記傷を除去することはできるが、板厚が規格を外れてしまい、再利用することができない。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、研磨液の排出を円滑に行うことによって、所望の表面粗さの磁気ディスク用ガラス基板を得ることのできる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、及び、装置の汚れを防止するとともに、被研磨物であるガラス基板の表面が損傷あるいは紛失したりすることを防止することのできる研磨装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため本発明の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法は、板厚が１ｍｍ以下の被研磨物であるガラス基板を上定盤及び下定盤で狭持し、ガラス基板と上定盤及び下定盤とを相対的に移動させることで上記ガラス基板を研磨する研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、上記研磨工程の後、上記ガラス基板を、上定盤と下定盤とで狭持された状態から解放する際に、上記研磨液が当該ガラス基板にかからないように、当該研磨液を上定盤及び下定盤の外部に排出する方法としてある。

また、本発明は、板厚が１ｍｍ以下の被研磨物である磁気ディスク用ガラス基板を狭持する上定盤及び下定盤と、前記下定盤を支持する下定盤支持部と、前記上定盤及び下定盤との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給する研磨液供給部とを備え、太陽歯車が、前記下定盤の中央に形成された孔から突出する遊星歯車方式の研磨装置を用いて磁気ディスク用ガラス基板の製造を行う方法において、前記下定盤の中心側及び／又は前記太陽歯車の上面に滞留した研磨液を外部に排出しながらガラス基板を研磨する研磨工程を含む方法としてある。

本発明においては、上記研磨砥粒の平均粒子径が３μｍ以下であることが好ましく、上記研磨砥粒が、二酸化ケイ素であることが好ましい。また、上記研磨工程では、ガラス基板の表面粗さ（Ra）が０．３ｎｍ以下になるように研磨することが好ましい。

本発明の磁気ディスク製造方法は、上記磁気ディスク用ガラス基板の製造方法で製造した磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成する工程を含む方法としてある。

また、上記目的を達成するため本発明の研磨装置は、被研磨物を狭持する上定盤及び下定盤と、前記下定盤を支持する下定盤支持部と、前記上定盤及び下定盤との間に研磨液を供給する研磨液供給部とを備え、太陽歯車が、前記下定盤の中央に形成された孔から突出する遊星歯車方式の研磨装置において、前記下定盤の中心側及び／又は前記太陽歯車の上面に滞留した研磨液を外部に排出する排出手段を設けた構成としてある。

このようにすると、下定盤の中心側及び／又は太陽歯車の上面に滞留した研磨液を、外部に確実に排出することができる。

本発明の研磨装置において、前記下定盤に設けた前記排出手段は、前記下定盤のほぼ中央上面に入口を有し、前記下定盤に形成した貫通孔を介して外部に連通する構成とすることが好ましい。
このようにすると、下定盤の中心側に滞留した研磨液を直接外部に排出することができる。
また、前記太陽歯車に設けた前記排出手段は、前記太陽歯車の上面に入口を有し、前記太陽歯車及び前記太陽歯車の駆動軸に形成した貫通孔を介して外部に連通する構成とすることが好ましい。
このようにすると、太陽歯車の上面に滞留した研磨液を、太陽歯車の上面から直接外部に排出することができる。

また、本発明の研磨装置は、前記下定盤と前記太陽歯車との間に、研磨液が前記下定盤と前記下定盤支持部の間隙に浸入しないようにするためのシール手段を設けた構成とすることが好ましい。

太陽歯車が下定盤の中央に形成された孔から突出している遊星歯車方式の研磨装置においては、下定盤と太陽歯車の間に研磨液が流れ込むことになる。したがって、下定盤と太陽歯車との間をシール手段によって封止することにより、下定盤と下定盤支持部との間隙に研磨液が浸入することを防止できる。
このようにすると、下定盤と下定盤支持部との間隙に研磨液が浸入し、ここで研磨剤が凝集することがないので、下定盤と上定盤の合致度のずれを生じることがなく、被研磨物の表面粗さを低減させることができる。

ここで、前記シール手段を、断面Ｖ字形状のＶリングとすることが好ましく、前記Ｖリングを、フランジ部材を介して取り付けることが特に好ましい。
シール手段としてＶリングを用いると、シール手段が、回転部と接触する部分の面積を小さくすることができるので、研磨装置を長時間動作させてもシール手段の磨耗が少ない。これによって、長期間にわたって表面粗さの低減された研磨物の研磨を可能とする。
さらに、フランジ部材を介してＶリングを取り付けると、Ｖリングの着脱が容易となってメンテナンスを短時間で行うことができる。

本発明によれば、下定盤と下定盤支持部の間隙への研磨液の浸入を確実に防ぐことができるので、下定盤と下定盤支持部の間隙において研磨剤が凝集することを防止し、表面粗さの低減した研磨物、例えば、磁気ディスク用ガラス基板を製造することができる。
また、研磨加工された被研磨物の損傷や紛失を防ぐことにより、表面粗さの低減した研磨物、例えば、磁気ディスク用ガラス基板を歩留まりよく得ることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
［研磨装置］
まず、本発明の実施形態に係る研磨装置について、図１を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態にかかる研磨装置の概略断面図である。
この図に示すように、研磨装置は、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０、内歯歯車４０、キャリア５０、研磨液供給部６０などで構成される遊星歯車方式の研磨加工部を備えている。

下定盤１０は、円環状の水平な上面を有する円盤部材であり、その上面には研磨パッド１１が貼り付けられている。下定盤１０の下面は、垂直軸Ａ（研磨加工部の中心を通る垂直軸）を中心として回転可能な下定盤支持部１２に固定されている。下定盤支持部１２は、下定盤回転駆動部１３と連係されており、その駆動に応じて回転し、下定盤１０を回転動作させる。
なお、下定盤１０は、回転しないように固定してもよい。

上定盤２０は、円環状の水平な下面を有する円盤部材であり、下定盤１０と対向する下面には、研磨パッド２１が貼り付けられている。上定盤２０の上面は、垂直軸Ａを中心として回転可能な上定盤支持部２２に固定されている。上定盤支持部２２は、上定盤回転駆動部２３に連係されており、その駆動に応じて回転し、上定盤２０を回転動作させる。
また、上定盤２０及び上定盤支持部２２は、垂直軸Ａに沿って昇降自在に支持されるとともに、図示しない連結具を介して上定盤昇降駆動部２４の駆動に応じて昇降動作される。
なお、上定盤２０は、回転しないように固定してもよい。

太陽歯車３０は、研磨加工部の中央位置に回転可能に設けられており、太陽歯車回転駆動部３１の駆動に応じて、駆動軸３２を介して回転動作される。ただし、内歯歯車４０を回転動作させる場合は、太陽歯車３０を回転しないように固定してもよい。
また、本実施形態の太陽歯車３０は、側面部に歯列が一体形成された平歯車であるが、ピン歯車等としてもよい。

内歯歯車４０は、内周側に歯列を有するリング状の歯車であり、太陽歯車３０の外方に同心円状に配置されている。本実施形態の内歯歯車４０は、回転しないように固定されているが、垂直軸Ａを中心として回転可能とし、内歯歯車回転駆動部（図示せず）の駆動に応じて、回転動作するようにしてもよい。
また、内歯歯車においても、平歯車のほか、ピン歯車等を用いてもよい。

キャリア（遊星歯車）５０は、外周部に歯列を有する薄板状の円盤部材であり、被研磨物を保持するためのワーク保持孔５０ａが一個あるいは複数個形成されている。

研磨加工部には、通常、複数個のキャリア５０が配置される。これらのキャリア５０は、太陽歯車３０及び内歯歯車４０に噛み合い、太陽歯車３０又は内歯歯車４０の回転に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。
つまり、キャリア５０に保持された被研磨物を上定盤２０及び下定盤１０で挟持し、この状態でキャリア５０を公転及び自転させることにより、被研磨物の上下両面が研磨加工される。

このような研磨加工部では、通常、上定盤２０及び下定盤１０の外径が内歯歯車４０の内径よりも小さくなっており、太陽歯車３０と内歯歯車４０との間で、かつ上定盤２０と下定盤１０とに挟まれるドーナツ状の領域が実際の研磨領域となる。

研磨液供給部６０は、研磨液を貯溜する研磨液貯留部６１と、この研磨液貯留部６１に貯溜された研磨液を、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給する研磨液供給路となる複数のチューブ６２とを備えている。
研磨液貯留部６１は、水平面上において環状に形成されており、複数の支柱部材６３を介して、上定盤支持部２２の上方位置に設けられている。

上定盤支持部２２、上定盤２０及び研磨パッド２１には、互に連通する貫通孔２２ａ、２０ａ、２１ａが複数形成されており、ここに各チューブ６２の上端部が接続される。これにより、研磨液貯留部６１に貯溜された研磨液が、チューブ６２及び貫通孔２２ａ、２０ａ、２１ａを介して、上定盤２０と下定盤１０との間の研磨領域に供給される。

［研磨液］
研磨液としては、微細な研磨粒子を液体中に分散させたものが一般的に用いられる。
研磨粒子は、例えば、炭化珪素、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、コロイダルシリカなどであり、被研磨物の材質、加工表面粗さなどに応じて適宜選択される。なお、研磨粒子（研磨砥粒）の大きさについては、限定されるものではないが、小さい粒径の研磨粒子を用いて、極めて平滑性の高い被研磨物（特に磁気ディスク用ガラス基板）を得る場合には、平均粒子径が３μｍ以下のものを使用することが好ましい。
これらの研磨粒子は、水、酸性溶液、アルカリ性溶液などの液体中に分散され、研磨液とされる。

［被研磨物］
本発明においては、薄くて軽い被研磨物を研磨する際に有効である。このような被研磨物としては、磁気ディスクなどの情報記録媒体を形成するための基板などが挙げられる。
また、被研磨物の材料としては、ガラス、結晶化ガラス、シリコン、化合物半導体（炭化珪素やＧａＡｓなど）、金属（アルミニウム、チタン、プラチナなど）、カーボンなどが挙げられる。
特に、表面粗さがデバイス性能に影響する磁気ディスク用ガラス用基板の研磨に有用である。

つぎに、本実施形態に係る研磨装置の要部について、図１及び図２を参照して説明する。
太陽歯車が下定盤の中央に形成された孔から突出している遊星歯車方式の研磨装置においては、下定盤と太陽歯車の間に研磨液が流れ込むことになる。したがって、本発明は、下定盤と太陽歯車との間をシール手段によって封止することにより、下定盤と下定盤支持部との間隙に研磨液が浸入しないようにしている。

［シ−ル手段］
図１及び図２に示すように、研磨装置の下定盤１０の中心の孔にはフランジ部材１４が設けてある。このフランジ部材１４は太陽歯車３０の下方に位置するよう形成されており、軸受を介して太陽歯車３０の駆動軸３２を支承している。
また、フランジ部材１４の内周側には、中心側が高くなる階段部１４ａが形成されており、さらにその外周側には、周溝１４ｂが形成されている。そして、フランジ部材１４の階段部１４ａには、断面がＶ字状のシールリングいわゆるＶリング１５が取り付けてある。このＶリング１５は、太陽歯車３０の下面と接触しており、研磨液が下定盤１０と太陽歯車３０との間に入り込まないようにしている。

シール用のリングとしては、Ｖリングのほか、例えば、Ｏリングなどを使用することもできる。ただし、太陽歯車３０の下面との接触面積を考慮すると、接触面積が少なく長期間使用可能なＶリングを用いることが好ましい。
また、階段部とＶリングの数は、複数であってもよい。
このようにすると、下定盤と下定盤支持部との間隙に研磨液が浸入し、ここで研磨剤が凝集することがないので、下定盤と上定盤の合致度のずれを防止し、被研磨物の表面粗さを低減させることがない。

［排出手段］
フランジ部材１４の周溝１４ｂには、貫通孔１６の入口１６ａが形成してある。貫通孔１６は、フランジ部材１４に形成した入口１６ａに連接するとともに、下定盤１０の内部において半径方向に貫通して設けてある。貫通孔１６の出口１６ｂは下定盤１０の外周面に設けてある。この貫通孔１６は一本に限らず、放射状に複数本設けてもよい。
このような排出手段を設けると、下定盤１０の中心側に流れ込んだ研磨液は、フランジ部材の１４の周溝１４ｂに集められ、貫通孔１６を介して下定盤１０の外に排出される。したがって、下定盤１０と太陽歯車３０の間には僅かな研磨液しか流れていかないので、シール用のリングを簡単なものとしても十分なシールを行うことができる。
また、研磨液が研磨工程終了時に一気に流れ出すことがない。したがって、研磨加工された被研磨物が流されて損傷したり、紛失したりすることがない。さらには、研磨加工中に、滞留した研磨液があふれて研磨装置を汚すこともない。
なお、周溝１４ｂは省略することもでき、また、いろいろな形態の溝とすることも可能である。

図１及び図２の第一実施形態では、フランジ部材１４を下定盤１０と別個に設け結合した構成としてあるので、下定盤１０とフランジ部材１４との接合面、及び貫通孔連接部にＯリング１７ａ，１７ｂを設けてある。このようにすると、接合面及び貫通孔連接部からの研磨液の漏洩を防ぎ、下定盤１０と下定盤支持部１２の間隙への研磨液の浸入を確実に防ぐことができる。
なお、フランジ部材１４を下定盤１０と一体に形成してもよい。

下定盤１０の外周下端には、全周にわたって、遮蔽部材１８が設けてある。
この遮蔽部材１８は、板状部材が下定盤１０の下端から垂下して設けられ、下定盤１０と下定盤支持部１２の境を覆っている。このようにして、下定盤１０の研磨面及び貫通孔１６の出口１６ｂから排出される研磨液が、下定盤１０と下定盤支持部１２の間隙に浸入することを防いでいる。
このように、下定盤１０と下定盤支持部１２の間隙に外周方向からも研磨液が浸入しないようにすることによって、下定盤１０と下定盤支持部１２の間隙への研磨液の浸入を完全に防ぐことができる。

なお、図示は省略するが、排出された研磨液は、所定の回収路を経由して、タンクに回収された後、ポンプ及びフィルタが介在する還元路を経由して、再び研磨液貯留部６１に送られる。

図３は本発明の第二実施形態を説明するための図面である。
この実施形態の研磨装置は、排出手段を太陽歯車に設けた点で第一実施形態の研磨装置と異なり、他の点は、第一実施形態の研磨装置と同じ構成となっている。
この実施形態の研磨装置は、太陽歯車３０の上面中心に入口３３ａを有し、太陽歯車３０及び太陽歯車３０の駆動軸３２の中心を貫通する貫通孔３３が形成してある。この貫通孔３３は、駆動軸３２から還元路を経由して、再び研磨液貯留部６１に送る配管に接続されている。

図３に示すように、太陽歯車３０は、その上面ほぼ全域にわたる凹状部３０ａが形成してある。凹状部３０ａの形状は、すり鉢状の曲面であることが好ましいが、他の形状、例えば、円錐状としてもよい。
このような形状とすると、太陽歯車３０の上面に流れ込んだ研磨液が上面の中央部に集まり、中心部に形成してある貫通孔入口３３ａから貫通孔３３に確実に流れ込む。

太陽歯車３０の上面凹状部３０ａは、あらかじめ凹状部３０ａが形成されたカバー部材を太陽歯車３０の上面に取り付けることにより、容易に構成することができる。
カバー部材の材料としては、研磨液や研磨条件に対する耐性が高く、加工性に優れ、粉塵などの発生の少ない材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、テフロン（登録商標）のほか、塩化ビニルなどの樹脂が挙げられる。また、親水性のあるものであれば、研磨液乾燥防止の点でより好ましい。
なお、太陽歯車３０の上面を直接的に機械加工し、凹状部３０ａを太陽歯車３０に一体形成してもよい。
この第二実施形態においても、下定盤１０と太陽歯車３０の間には僅かな研磨液しか流れていかないので、シール用のリングを簡単なものとしても十分なシールを行うことができる。
また、研磨液が研磨工程終了時に一気に流れ出すことがないので、研磨加工された被研磨物が流されて損傷したり、紛失したりすることがない。さらには、研磨加工中に、滞留した研磨液があふれて研磨装置を汚すこともない。

本発明の研磨装置の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限られるものではない。
例えば、研磨装置の形態によっては、下定盤１０の内周側において、下定盤１０と太陽歯車３０との間に形成したシール手段だけ、あるいは下定盤の外周側において、下定盤１２の下端に設けた遮蔽部材１８からなるシール手段だけを採用してもよい。
また、排出手段として、第一実施形態の研磨装置に設けたものと第二実施形態の研磨装置に設けたものを同時に設けるようにしてもよい。

［磁気ディスク用ガラス基板の製造方法］
つぎに、本発明の磁気ディスク用ガラス基板の一実施形態にかかる製造方法について説明する。
まず、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転が停止した状態で、上定盤２０を上昇させ、下定盤１０と上定盤２０を離間させる。この状態で、キャリア５０のワーク保持孔５０ａに磁気ディスク用ガラス基板をセットする。

上定盤２０を下降させて、キャリア５０に保持された磁気ディスク用ガラス基板を上定盤２０及び下定盤１０で挟み、研磨液供給部６０から研磨領域に研磨液を供給するとともに、下定盤１０、上定盤２０、太陽歯車３０（内歯歯車４０）を回転動作させ、研磨加工を開始する。
磁気ディスク用ガラス基板を保持したキャリア５０は、太陽歯車３０（内歯歯車４０）の回転動作に応じて、太陽歯車３０の周囲を公転しつつ自転する。

第一実施形態の研磨装置を用いた場合には、研磨加工中下定盤１０の中心側に流れていった研磨液が周溝１４ｂに集められ、この周溝１４ｂに形成した入口１６ａから貫通孔１６を介して下定盤１０外側に排出される。
また、第二実施形態の研磨装置を用いた場合には、太陽歯車３０の上面に飛んでいった研磨液が凹状部３０ａによって太陽歯車３０の中心に集められた後、入口３３ａから貫通孔３３を介して外部に排出される。

これらのとき、下定盤１０と太陽歯車３０の間から浸入しようとする研磨液は、Ｖリングによってその侵入が阻止される。
また、下定盤１０の外周側に流れていった研磨液及び貫通孔１６を介して出口１６ｂから排出された研磨液は、遮蔽部材１８に遮られて下定盤１０と下定盤支持部１２の間隙に浸入することなく外部に排出される。

上記研磨工程の後、磁気ディスク用ガラス基板を、上定盤と下定盤とで狭持された状態から解放する。このとき、研磨液は、磁気ディスク用ガラス基板にかからないように、太陽歯車の上部及び上定盤と下定盤の間から排出してあるので、上定盤と下定盤を解放しても磁気ディスク用ガラス基板が流されてしまうことがない。
本発明の実施形態では、このような、研磨工程を含む製造方法で磁気ディスク用ガラス基板を製造する。

〔実施例〕
以下に、本発明にかかる研磨装置を用いて磁気ディスク用ガラス基板の製造を行う一例について説明する。
本実施例では、以下の（１）〜（１０）の工程を経て、磁気ディスク用ガラス基板、及び垂直磁気記録ディスクを製造した。
（１）形状加工工程
まず、アモルファスガラスからなる多成分系のガラス基板を用意した。ガラスの硝種はアルミノシリケートガラスであり、具体的な化学組成は、ＳｉＯ₂が６３．５重量％、Ａｌ₂Ｏ_３が１４．２重量％、Ｎａ₂Ｏが１０．４重量％、Ｌｉ₂Ｏが５．４重量％、ＺｒＯ₂が６．０重量％、Ｓｂ₂Ｏ_３が０．４重量％、Ａｓ₂Ｏ_３が０．１重量％とした。
このガラス基板は、ダイレクトプレス法で成形し、ディスク状のガラス基板とした。そして、砥石を用いてガラス基板の中央部分に孔をあけ、中心部に円孔を有するディスク状のガラス基板とした。さらに、外周端面および内周端面に面取加工を施した。

（２）端面研磨工程
続いて、ガラス基板を回転させながら、ブラシ研磨によりガラス基板の端面（内周、外周）の表面粗さを、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１．０μｍ程度、算術平均粗さ（Ｒａ）で０．３μｍ程度になるように研磨した。

（３）研削工程
続いて、＃１０００の粒度の砥粒を用いて、主表面の平坦度が３μｍ、Ｒｍａｘが２μｍ程度、Ｒａが０．２μｍ程度となるようにガラス基板表面を研削した。ここで平坦度とは、基板表面の最も高い部分と、最も低い部分との上下方向（表面に垂直な方向）の距離（高低差）であり、平坦度測定装置で測定した。また、Ｒｍａｘ、及びＲａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）（デジタルインスツルメンツ社製ナノスコープ）にて測定した。

（４）予備研磨工程
続いて、一度に１００枚〜２００枚のガラス基板の両主表面を研磨できる研磨装置を用いて予備研磨工程を実施した。研磨パッドには、硬質ポリッシャを用いた。研磨パッドには、予め酸化ジルコニウムと酸化セリウムとを含ませてあるものを使用した。
予備研磨工程における研磨液は、水に、平均粒径が１．１μｍの酸化セリウム研磨砥粒を混合することにより作成した。なお、グレイン径が４μｍを越える研磨砥粒は予め除去した。研磨液を測定したところ、研磨液に含有される研磨砥粒の最大値は３．５μｍ、平均値は１．１μｍ、Ｄ５０値は１．１μｍであった。
その他、ガラス基板に加える荷重は８０〜１００ｇ／ｃｍ²とし、ガラス基板の表面部の除去厚は２０〜４０μｍとした。

（５）鏡面研磨工程
続いて、上記本発明にかかる研磨装置を用いて、鏡面研磨工程を実施した。研磨パッドには、軟質ポリシャを用いた。
鏡面研磨工程における研磨液は、超純水に、硫酸と酒石酸とを加え、さらにグレイン径が４０ｎｍのコロイド状シリカ粒子を加えて作製した。この際、研磨液中の硫酸濃度を０．１５重量％とし、研磨液のｐＨ値を２．０とした。また、酒石酸の濃度は０．８重量％とし、コロイド状シリカ粒子の含有量は１０重量％とした。研磨液の電気伝導度を測定したところ６ｍＳ／ｃｍであった。
なお、鏡面研磨処理に際して、研磨液のｐＨ値には変動がなく、略一定に保持できた。本実施例においては、ガラス基板の表面に供給した研磨液を、ドレインを用いて回収し、メッシュ状フィルタで異物を除去して清浄化し、その後再びガラス基板に供給することにより再利用した。
鏡面研磨工程における研磨加工速度は０．２５μｍ／分であり、上述の条件において有利な研磨加工速度を実現できることが判った。なお、研磨加工速度とは、所定鏡面に仕上げるために必要なガラス基板の厚さの削減量（加工取代）を、所要研磨加工時間で割ることにより求めた。
なお、本実施例では、鏡面研磨処理が終了し、上定盤を下定盤から離したときに、研磨装置の中央付近（太陽歯車周辺）から研磨液が一気に流れ出すことはなかった。また、キャリアから外れたガラス基板はなかった。

（６）鏡面研磨処理後の洗浄工程
続いて、ガラス基板を、濃度３〜５ｗｔ％のＮａＯＨ水溶液に浸漬してアルカリ洗浄を行った。なお、洗浄は超音波を印加して行った。さらに、中性洗剤、純水、純水、イソプロピルアルコール（蒸気乾燥）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。洗浄後のガラス基板の表面をＡＦＭ（デジタルインスツルメンツ社製ナノスコープ）により観察したところ、最大山高さ（Ｒｐ）は１．８ｎｍ、算術平均粗さ（Ｒａ）は０．２５ｎｍであった。また、コロイダルシリカ研磨砥粒の付着は確認されなかった。また、ステンレスや鉄などの異物も発見されなかった。

（７）化学強化処理工程
続いて、硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）とを混合して３７５℃に加熱した化学強化塩の中に、３００℃に予熱した洗浄済みガラス基板を約３時間浸漬することにより化学強化処理を行った。この処理により、ガラス基板の表面のリチウムイオン、ナトリウムイオンは、化学強化塩中のナトリウムイオン、カリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板は化学的に強化される。なお、ガラス基板の表面に形成された圧縮応力層の厚さは、約１００〜２００μｍであった。化学強化の実施後は、ガラス基板を２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分維持した。

（８）化学強化後の洗浄工程
続いて、上記急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した硫酸に浸漬し、超音波を掛けながら洗浄して、磁気ディスク用ガラス基板の製造を完了した。

（９）磁気ディスク製造工程
続いて、上述の磁気ディスク用ガラス基板に、ガラス基板の表面にＣｒ合金からなる付着層、ＣｏＴａＺｒ基合金からなる軟磁性層、Ｒｕからなる下地層、ＣｏＣｒＰｔ基合金からなる垂直磁気記録層、水素化炭素からなる保護層、パーフルオロポリエーテルからなる潤滑層を順次成膜することにより、垂直磁気記録ディスクを製造した。

（１０）磁気ディスクの検査工程
続いて、以上のように製造された磁気ディスクの検査を行った。
まず、浮上量が８ｎｍである検査用ヘッドを用いて磁気ディスク上を浮上走行させるヘッドクラッシュ試験を実施した。その結果、磁気ヘッドが異物等に接触することもなく、クラッシュ障害は生じなかった。
次に、再生素子部が磁気抵抗効果型素子であり、記録素子部が単磁極型素子であって、浮上量が８ｎｍである磁気ヘッドを用いて、垂直記録方式による記録再生試験を行ったところ、正常に情報が記録、再生されることを確認した。この際、再生信号にサーマルアスペリティ信号が検出されることもなく、１平方インチ当り１００ギガビットで記録再生を行うことができた。
次に、磁気ディスクのグライドハイト試験を行った。この試験は、検査用ヘッドの浮上量を次第に低下させ、検査用ヘッドと磁気ディスクとの接触が生じる浮上量を確認する試験である。その結果、本実施例にかかる磁気ディスクでは、磁気ディスクの内縁部分から外縁部分にわたり、浮上量が４ｎｍであっても接触が生じなかった。磁気ディスクの外縁部分においては、グライドハイトは３．７ｎｍであった。

〔比較例〕
鏡面研磨処理を、排出手段が設けられていない従来の研磨装置を用いて行った以外は、実施例と同様にして磁気ディスク用ガラス基板を製造した。
鏡面研磨処理を終えて、上定盤を上げると、研磨装置の中央付近（太陽歯車周辺）に溜まった研磨液が、下定盤の表面を流れて、研磨装置の外側に流れていった。そして、キャリアから外れたガラス基板が存在した。このガラス基板の表面を観察すると、傷がついており、不良品となった。

本発明は、リソグラフィに用いるフォトマスクを形成するためのフォトマスクブランク用基板、液晶表示装置を形成するための基板、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどの情報記録媒体を形成するための基板、半導体ウエハーなどの研磨に有効に利用することができる。
特に、磁気ディスク用ガラス基板のように、表面粗さが重要となる被研磨物の研磨に好適に利用することができる。

第一実施形態の研磨装置の断面図である。 第一実施形態の研磨装置の要部を説明するための拡大断面図である。 第二実施形態の研磨装置の要部を説明するための拡大断面図である。 従来の研磨装置における研磨液の排出路を説明するための図である。

符号の説明

１０ 下定盤
１１ 研磨パッド
１２ 下定盤支持部
１３ 下定盤回転駆動部
１４ フランジ部
１４ｂ 周溝
１５ Ｖリング
１６ 貫通孔
１８ 遮蔽部材
２０ 上定盤
２１ 研磨パッド
２２ 上定盤支持部
２２ａ 貫通孔
２２ｂ 貫通孔
２３ 上定盤回転駆動部
２４ 上定盤昇降駆動部
３０ 太陽歯車
３０ａ 凹状部
３１ 太陽歯車回転駆動部
３２ 駆動軸
３３ 貫通孔
３３ａ 入口
４０ 内歯歯車
５０ キャリア
５０ａ ワーク保持孔
６０ 研磨液供給部
６１ 研磨液貯留部

Claims (11)

1. 板厚が１ｍｍ以下の被研磨物であるガラス基板を上定盤及び下定盤で狭持し、前記ガラス基板と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に移動させるとともに、前記上定盤及び前記下定盤の間に研磨砥粒を含む研磨液を供給しながら前記ガラス基板を研磨する研磨工程を含む磁気ディスク用ガラス基板の製造方法であって、
   前記下定盤を下定盤支持部によって支持し、
   前記研磨工程の後、前記ガラス基板を、上定盤と下定盤とで狭持された状態から解放する際に、前記研磨液が当該ガラス基板にかからず、かつ、前記下定盤と下定盤支持部の隙間に前記研磨液が浸入しないように、前記解放に先立って予め前記上定盤及び下定盤の外部に排出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. 板厚が１ｍｍ以下の被研磨物である磁気ディスク用ガラス基板を狭持する上定盤及び下定盤と、前記下定盤を支持する下定盤支持部と、前記上定盤及び下定盤との間に研磨砥粒を含む研磨液を供給する研磨液供給部とを備え、太陽歯車が、前記下定盤の中央に形成された孔から突出する遊星歯車方式の研磨装置を用いて磁気ディスク用ガラス基板の製造を行う方法において、
   前記下定盤を下定盤支持部によって支持し、
   前記研磨液を、前記下定盤と下定盤支持部の隙間に前記研磨液が浸入しないように、前記下定盤の中心側から外周側に形成された貫通孔及び／又は前記太陽歯車の上面から装置外部へ貫通した貫通孔を介して外部に排出することによって、前記下定盤の中心側及び／又は前記太陽歯車の上面に前記研磨液が滞留するのを防止しながらガラス基板を研磨する研磨工程を含む
   ことを特徴とした磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
3. 前記下定盤と前記上定盤が円環状に形成されており、前記下定盤と前記上定盤に挟まれるドーナツ状の研磨領域よりも内側に入口を有する貫通孔から、前記装置中央付近の研磨液を外部に排出することを特徴とした請求項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. 前記研磨工程を、太陽歯車を有する遊星歯車方式の研磨装置を用いて行う場合において、前記下定盤と前記下定盤支持部の隙間に研磨液が浸入しないよう、前記下定盤と前記太陽歯車の間をシール手段によって封止したことを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
5. 前記下定盤と前記下定盤支持部の隙間に研磨液が浸入しないよう、前記下定盤と前記太陽歯車の間をシール手段によって封止したことを特徴とする請求項２記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
6. 上記研磨砥粒の平均粒子径が３μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
7. 上記研磨砥粒が、二酸化ケイ素であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
8. 上記研磨工程では、ガラス基板の表面粗さ（Ra）が０．３ｎｍ以下になるように研磨することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法で製造し、
   磁気ディスク用ガラス基板の表面に、少なくとも磁性層を形成する工程を含むことを特徴とする磁気ディスク製造方法。
10. 板厚が１ｍｍ以下の被研磨物である磁気ディスク用基板を狭持する上定盤及び下定盤と、前記下定盤を支持する下定盤支持部と、前記上定盤及び下定盤との間に研磨液を供給する研磨液供給部とを備え、太陽歯車が、前記下定盤の中央に形成された孔から突出する遊星歯車方式の磁気ディスク用基板を研磨する研磨装置において、
    前記下定盤を支持する下定盤支持部を有するとともに、前記下定盤と前記下定盤支持部の隙間に前記研磨液が浸入しないようにするためのシール手段を備え、
    前記下定盤の中央側から外周側に形成された貫通孔及び／又は前記太陽歯車の上面から装置外部へ貫通した貫通孔を介して、前記研磨液を外部に排出する排出手段を設けた
    ことを特徴とする研磨装置。
11. 前記シール手段を、前記下定盤と前記太陽歯車との間に設けたことを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。

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