JP5983422B2 - ガラス基板の研磨方法及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガラス基板を高精度に研磨する技術に関する。

高い加工精度が要求されるガラス基板製品（たとえば、磁気記録媒体用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板など）において、研磨装置でガラス基板を高精度に研磨する技術が求められている。研磨装置でガラス基板を高精度に研磨する技術に関しての先行技術文献として、例えば特許文献１が提案されている。

特開２００４−３４５０１８号公報

しかしながら、従来技術では、近年の研磨精度に対する厳しい要求基準を満たすことができない場合がある。本発明は、平行度に優れるガラス基板を得ることができる、ガラス基板の研磨方法及び製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
研磨装置の定盤の研磨面に当接する複数のガラス基板の位置を変化させるモータの電力又は電流の検出値に基づいて、前記研磨面において研磨速度差が小さくなるように、前記ガラス基板の研磨条件を制御する、ガラス基板の研磨方法であって、
前記研磨面は、内周端と外周端がある円盤形状を有するものであって、
前記検出値に基づいて、前記研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度差が小さくなるように、前記研磨条件を制御する、ガラス基板の研磨方法、及び該研磨方法が使用される研磨工程を有する、ガラス基板の製造方法を提供するものである。

なお、研磨速度差は、研磨力差と同義である。研磨速度差（研磨力差）は、研磨面内の最大研磨速度（研磨力）と最小研磨速度（研磨力）との差である。

本発明によれば、平行度に優れるガラス基板を得ることができる。

磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図 磁気記録媒体用ガラス基板の断面斜視図 両面研磨装置の概略図 磁気記録媒体用ガラス基板を保持する保持穴の位置を示す、キャリアの概略図 ガラス基板の両主平面を同時に研磨したときの両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状が、Ｄ１＜Ｄ２であるときの形状を模式的に表す断面図 ガラス基板の両主平面を同時に研磨したときの両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面の形状が、Ｄ１＞Ｄ２であるときの形状を模式的に表す断面図 モータの電力と研磨面形状との関係を示したグラフの一例 両面研磨装置の構成例のブロック図

以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下に記載される実施形態に限られない。

まず、磁気記録媒体用ガラス基板１０の斜視図を図１に、磁気記録媒体用ガラス基板１０を切断したものの断面斜視図を図２に示す。図１と図２において各符号は、磁気記録媒体用ガラス基板１０の主平面１０１、内周側面１０２、外周側面１０３、内周面取り部１０４、外周面取り部１０５をそれぞれ示す。図２中、Ａ１とＡ６は磁気記録媒体用ガラス基板１０の外径側領域（外周側面１０３側の領域）の板厚を示す。Ａ２とＡ５は磁気記録媒体用ガラス基板１０の中間領域（外周側面１０３側の領域と内周側面１０２側の領域とに挟まれた領域）の板厚を示す。Ａ３とＡ４は磁気記録媒体用ガラス基板１０の内径側領域（内周側面１０２側の領域）の板厚を示す。

磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の平行度としては、磁気記録媒体用ガラス基板の各領域における板厚（例えば、Ａ１〜Ａ６）が均一であるほど優れており、各領域における板厚が不均一（板厚偏差が大きい）であるほど劣ることになる。

図３は、両面研磨装置２０の概略図である。図３において、１０は磁気記録媒体用ガラス基板、３０は上定盤の研磨面、４０は下定盤の研磨面、５０はキャリア、２０１は上定盤、２０２は下定盤、２０３はサンギア、２０４はインターナルギアを示す。

磁気記録媒体用ガラス基板１０は、キャリア５０のガラス基板保持穴に保持された状態で、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との間に狭持される。ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の両主平面に研磨液が供給されるとともに、ガラス基板と研磨面が相対的に動かされて、ガラス基板の両主平面が同時に研磨される。

両面研磨装置２０は、サンギア２０３とインターナルギア２０４をそれぞれ所定の回転比率で回転駆動することにより、キャリア５０を自転させながらサンギア２０３の周りを公転するように移動させる（遊星駆動させる）。両面研磨装置２０は、遊星駆動させるとともに、上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれの回転数で回転駆動し、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。

上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板と対向する面には、研磨パッドが装着されている。上定盤２０１と下定盤２０２に装着された研磨パッドは、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０をそれぞれ所定の形状とするため、ドレス治具を用いてドレス処理が施される。ドレス処理は、ドレス治具と研磨パッドとの間にドレス水を供給するとともに、ドレス治具と研磨パッドを相対的に動かして、研磨パッドの表面（上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０となる面）を削ることにより行われる。

図４に、磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程で使用されるキャリア５０の概略図を示す。図中、５０はキャリア、５０１はガラス基板保持穴を示す。ガラス基板保持穴５０１には、内径側保持穴５０１Ａと、中間部保持穴５０１Ｂと、外径側保持穴５０１Ｃとが含まれている。磁気記録媒体用ガラス基板は、キャリア５０のガラス基板保持穴５０１に保持された状態で、ガラス基板の両主平面が同時に研磨される。ガラス基板を研磨するとき、キャリア５０の全てのガラス基板保持穴５０１にガラス基板をセットしなくても良い。また、キャリア５０のガラス基板保持穴５０１の数は任意に設定できる。

キャリア５０のガラス基板保持穴５０１は、キャリア５０の中央を中心とした同心円状に形成される。両面研磨装置２０を用いてガラス基板を研磨するとき、ガラス基板を保持したキャリア５０は自転しながらサンギア２０３の周りを公転する（遊星駆動）。そのため、研磨されるガラス基板の周速は、キャリア５０の保持されている位置で異なる。

両面研磨装置２０でガラス基板を研磨するとき、ガラス基板と研磨面との相対速度は、ガラス基板が研磨面の内周端側より外周端側を通過するときに速くなる。研磨されるガラス基板の研磨速度は、ガラス基板と研磨面との相対速度が速いと高く（研磨量が多く）なり、ガラス基板と研磨面との相対速度が遅いと低く（研磨量が少なく）なる。

両面研磨装置２０を用いてガラス基板を研磨する場合、キャリア５０内での研磨量のバラツキを抑制し、内径側保持穴５０１Ａと外径側保持穴５０１Ｃに保持されたガラス基板間の板厚や平行度にバラツキが生じないようにする必要がある。

両面研磨装置２０でガラス基板を研磨するとき、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板１０を得るには、例えば、研磨パッド表面（研磨面）の状態が研磨面内で均一と仮定すると、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０は、平行または軽度の内当たりの研磨面形状であることが好ましく、軽度の内当たりがより好ましい。

研磨速度は、例えば「研磨速度＝研磨パッド表面（研磨面）の摩擦係数×研磨圧力×相対速度」の式で与えられる。研磨面の内周端側の相対速度は、研磨面の外周端側の相対速度よりも低い。そのため、研磨面内の研磨速度の分布を均一にして平行度の優れるガラス基板を得るためには、研磨面の内周端側における「研磨係数×研磨圧力」は、研磨面の外周端側における「摩擦係数×研磨圧力」以上となることが好ましい。

図５は、Ｄ１＜Ｄ２である研磨面の形状を模式的に示した断面図であり、内周端６０側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離が短く、内周端６０側が強く当たる、内当たり状態の研磨面形状を示したものである。Ｄは、研磨面内の任意の位置における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離を表す。Ｄ１は、内周端６０側における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離を表す。Ｄ２は、外周端７０側における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離を表す。

上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離Ｄは、例えば渦電流変位計を用いて計測できる。上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離Ｄは、上定盤の研磨面３０の測定位置と下定盤の研磨面４０の測定位置が最も近くなる場所で計測される。例えば、上定盤の研磨面３０の測定位置から下定盤の研磨面４０に対して垂直に下した位置を下定盤の研磨面４０の測定位置とする。

平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板１０を得るには、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０とを平行または軽度の内当たりの状態にするため、例えば、Ｄ２−Ｄ１を、０〜＋３０μｍに、更には０〜＋２５μｍに、更には０〜＋２０μｍにすることが好ましい。

研磨面が過度の内当たり状態になる場合（例えば、Ｄ２−Ｄ１が＋３０μｍを超える場合）、内周端６０側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が強く当たりすぎ、内周端側の研磨力が外周端側の研磨力に対して過大となり、研磨面内での研磨力分布が不均一となる。そのため、過度の内当たりの研磨面形状でガラス基板を研磨すると、ガラス基板の主平面内の各領域間の研磨量や、同一ロット内で研磨されたガラス基板間の研磨量が不均一となり、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板１０を得ることが難しくなるおそれがある。

なお、同一ロット内で研磨されたガラス基板とは、同一研磨装置を用いて同時に研磨加工された複数のガラス基板のことをいう。

一方、図６は、Ｄ１＞Ｄ２である研磨面の形状を模式的に示した断面図であり、外周端７０側で上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離が短く、外周端７０側が強く当たる、外当たり状態の研磨面形状を示したものである。

上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０が外周端７０側で強く当たる、外当たりの研磨面形状でガラス基板を研磨した場合（Ｄ２−Ｄ１が０μｍ未満（例えば、−２０μｍ）の場合）、ガラス基板に対する研磨加工の荷重は、研磨面の外周端７０側で高くなる。そのため、研磨されるガラス基板は、研磨面の外周端７０側を通過するときに研磨速度が速くなり、研磨量が多くなる。

外当たりの研磨面形状でガラス基板を研磨すると、ガラス基板が研磨面の外周端７０側を通過するときに研磨加工の荷重が高く、ガラス基板と研磨パッドとの相対速度も速くなる。これにより、キャリア５０内の外径側保持穴５０１Ｃに保持されたガラス基板の研磨量は、内径側保持穴５０１Ａに保持されたガラス基板の研磨量に比べて多くなる。そのため、外当たりの研磨面形状でガラス基板を研磨すると、ガラス基板の主平面内の各領域間の研磨量や、同一ロット内で研磨されたガラス基板間の研磨量が不均一となり、平行度に優れる磁気記録媒体用ガラス基板１０を得ることが難しくなるおそれがある。

ところで、研磨装置を用いてガラス基板を研磨すると、研磨中の発熱により定盤温度は変化する。定盤温度が変化すると、定盤は温度膨張により体積変化するため、定盤形状が変形し、定盤の研磨面に反り（そり）が発生する。研磨中に研磨面が反ることは、ガラス基板の加工精度に大きな影響を及ぼす。研磨中に研磨面が反ることにより、研磨面とガラス基板との当接の状態が変化するため、研磨面内における研磨圧力分布のばらつきが発生し、研磨面内において研磨速度のばらつき（研磨量のばらつき）が発生する。

本発明の実施形態では、研磨面と該研磨面に当接している複数のガラス基板との当接状態が、該複数のガラス基板の位置を変化させるモータの電力又は電流と相関関係があることが利用されている。

図７は、両面研磨装置２０の研磨面と該研磨面に当接している複数のガラス基板との当接状態と、該複数のガラス基板の位置を変化させるモータの電力との相関関係を示した実測データをプロットしたグラフの一例である。各グラフの横軸のＤ２−Ｄ１は、研磨面とガラス基板との当接状態を表し、Ｄ２−Ｄ１が正の値のとき内当たり状態を表し（図５参照）、負の値のとき外当たり状態を表している（図６参照）。図７（ａ）の縦軸は、下定盤２０２を回転させるモータが消費する電力を表す。図７（ｂ）の縦軸は、上定盤２０１を回転させるモータが消費する電力を表す。図７（ｃ）の縦軸は、インターナルギア２０４を回転させるモータが消費する電力を表す。図７（ｄ）の縦軸は、サンギア２０３を回転させるモータが消費する電力を表す。以下、モータが消費する電力を、「モータの消費電力」ともいう。

下定盤、上定盤及びサンギア用の各モータの消費電力は、研磨面が内当たりの場合、上定盤と下定盤との内周端６０側の距離Ｄ１が狭くなるにつれて（例えば、研磨面の内周端６０側で研磨圧力又は研磨速度が高くなるにつれて）、下降する傾向を有する。一方、下定盤、上定盤又はサンギア用の各モータの消費電力は、研磨面が外当たりの場合、上定盤と下定盤との外周端７０側の距離Ｄ２が狭くなるにつれて（例えば、研磨面の外周端７０側で研磨圧力又は研磨速度が高くなるにつれて）、上昇する傾向を有する。下定盤、上定盤及びサンギア用の各モータの消費電流も同じ傾向を有する。

これに対し、インターナルギア用のモータの消費電力は、研磨面が内当たりの場合、上定盤と下定盤との内周端６０側の距離Ｄ１が狭くなるにつれて（例えば、研磨面の内周端６０側で研磨圧力又は研磨速度が高くなるにつれて）、上昇する傾向を有する。一方、インターナルギア用のモータの消費電力は、研磨面が外当たりの場合、上定盤と下定盤との外周端７０側の距離Ｄ２が狭くなるにつれて（例えば、研磨面の外周端７０側で研磨圧力又は研磨速度が高くなるにつれて）、下降する傾向を有する。インターナルギア用のモータの消費電流も同じ傾向を有する。

したがって、ガラス基板の位置を研磨面内において変化させるモータの電力又は電流の大きさの検出値に基づいて、研磨面がどの程度の内当たり状態なのか外あたり状態なのかを判定できる。また、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面が平行なのか否かを判定できる。

本発明の実施形態は、ガラス基板研磨中の少なくとも一つの上記モータの電力又は電流の挙動をモニタし、このモニタ結果を用いて研磨力（研磨速度）の研磨面内における分布を判定する。そして、その判定結果に従って、研磨中における研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度差が小さくなるように、研磨条件を制御しながらガラス基板を研磨する。これにより、研磨面内における研磨速度（研磨量）のばらつきが抑えられる。

研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度差とは、上定盤の研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度の差でもよいし、下定盤の研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度の差でもよい。また、研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度差とは、内周端側において上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との研磨速度の和と、外周端側において上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との研磨速度の和との差でもよい。

図８は、両面研磨装置２０の構成例を示したブロック図である。両面研磨装置２０は、上定盤２０１等を回転させる複数の駆動モータを有する駆動部を備えている。モータ２１は、上定盤２０１を回転させる駆動モータである。モータ２２は、下定盤２０２を回転させる駆動モータである。モータ２３は、キャリア５０の外周と噛み合う外歯を有するサンギア２０３を回転させる駆動モータである。モータ２４は、キャリア５０の外周と噛み合う内歯を有するインターナルギア２０４を回転させる駆動モータである。これらのモータは、制御部９０からの制御信号に従って制御され、研磨面とキャリア５０との相対的な位置を変化させるものである。モータの駆動によってキャリア５０の位置が変化すると、キャリア５０に保持されたガラス基板の位置も研磨面内において変化する。

モータ２１〜２４それぞれの電力又は電流は、モータ状態検出センサ２７によって検出される。モータ状態検出センサ２７には、例えば、モータ２１〜２４に流れる負荷電流を検出する電流検出センサ、モータ２１〜２４の回転数を検出する回転数検出センサなどが含まれる。モータ状態検出センサ２７は、モータ２１〜２４それぞれで消費される消費電力又は消費電流の検出値を制御部９０に対して出力する。制御部９０が、モータ状態検出センサ２７から出力されるセンサ信号に基づいて、モータ２１〜２４それぞれで消費される消費電力又は消費電流の検出値を算出してもよい。

制御部９０は、モータ２１〜２４の少なくとも一つの電力又は電流の検出値に基づいて、研磨面の内周端側と外周端側との研磨力差（研磨速度差）が小さくなるように、ガラス基板の研磨条件を制御する。制御部９０は、モータ２１〜２４の少なくとも一つの電力又は電流の検出値に基づいて、研磨面内の研磨速度分布が均一になるように、ガラス基板の研磨条件を制御するものでもよい。制御部９０は、モータ２１〜２４の少なくとも一つの電力又は電流の検出値に基づいて、上定盤の研磨面と下定盤との研磨面との距離が研磨面内のいずれの部位においても均しくなるように、ガラス基板の研磨条件を制御するものでもよい。ガラス基板の研磨条件とは、例えば、研磨液温度、研磨液流量、定盤回転数、研磨加工の荷重などである。

制御部９０は、例えば、研磨液供給装置２５に構成される温度調整装置及びポンプの動作を制御することによって、研磨液供給装置２５から供給される研磨液の温度及び流量を制御する。制御部９０は、例えば、モータ２１の回転駆動を制御することによって、上定盤２０１の回転数を制御し、モータ２２の回転駆動を制御することによって、下定盤２０２の回転数を制御する。制御部９０は、例えば、研磨圧力調整装置２６に構成されるシリンダの動作を制御することによって、上定盤の研磨面３０がキャリア５０に保持されたガラス基板に加える研磨加工の荷重の増減を制御する。制御部９０の具体例として、ＣＰＵを備えるコンピュータが挙げられる。

例えば、ガラス基板の研磨により発生した（摩擦）熱で、定盤の研磨面が膨張して定盤が反るように変形すると、内周端６０側における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離Ｄ１が狭くなる場合がある。この場合、定盤の研磨面の内周端６０側で研磨速度が高くなる（内当たりの状態）。

そこで、制御部９０は、モータの検出値を用いて内当たりの状態（特には、過度の内当たり状態）と判定した場合、熱で膨張した研磨面による定盤の反りが戻るように、研磨面を冷却する制御を行う。このような制御により、熱で膨張した定盤の研磨面を収縮させて定盤の反りを戻すことで距離Ｄ１が広がるため、研磨面内における内周端側と外周端側の研磨力差（研磨速度差）を均一にすることができる。

具体的な研磨条件の制御方法としては、例えば、研磨面内に供給される研磨液の温度を下げる、研磨面内に供給される研磨液の流量を上げる等が挙げられる。また、制御部９０は、上定盤２０１及び／又は下定盤２０２の回転数を下げる、研磨面による研磨加工の荷重を下げる等によって研磨条件を制御し、研磨面を冷却してもよい。

または、制御部９０は、モータの検出値を用いて内当たりの状態（特には、過度の内当たり状態）と判定した場合、熱で膨張した研磨面による定盤の反りが抑えられるように、定盤の研磨面と反対側の面を加熱する制御を行ってもよい。このような制御により、定盤の研磨面と反対側の面を膨張させて定盤の反りを戻すことで距離Ｄ１が広がるため、研磨面内における内周端側と外周端側の研磨力差（研磨速度差）を均一にすることができる。

具体的な研磨条件の制御方法としては、例えば、定盤の研磨面とは反対側の面に温風を当てる、定盤の研磨面とは反対側の面に流れる定盤温度調整水の水温を上げる、または定盤温度調整水の流量を下げる等が挙げられる。

制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値未満になったとき、研磨面が内当たりの状態と判定する。または、制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値未満になったとき、研磨面の内周端側の研磨速度が研磨面の外周端側の研磨速度より高いと判定してもよい。これらのような場合、制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流の検出値が上昇してその目標値に収束するまで、研磨面の温度が下がる、又は定盤の研磨面と反対側の面の温度が上がるように、研磨条件を上記のように制御する。

これに対し、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値以上になったとき、研磨面が内当たりの状態と判定する。または、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値未満になったとき、研磨面の内周端側の研磨速度が研磨面の外周端側の研磨速度より高いと判定してもよい。これらのような場合、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流の検出値が下降してその目標値に収束するまで、研磨面の温度が下がる、又は定盤の研磨面と反対側の面の温度が上がるように、研磨条件を上記のように制御する。

例えば、制御部９０は、下定盤用のモータの電力の検出値が目標値７．２ｋＷ未満のとき（図７（ａ）参照）、内当たり状態と判定することができる。また、例えば、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力の検出値が目標値０．１５ｋＷを超えるとき（図７（ｃ）参照）、内当たり状態と判定することができる。

なお、設定される「目標値」には、目標値に幅を持たせた「目標範囲」の意味が含まれてよい。例えば、平行及び軽度の内当たり状態に対応する電力範囲が「目標範囲」に設定されるとよい。例えば図７（ａ）の場合、６．６ｋＷ以上７．２ｋＷ以下が「目標範囲」に設定されるとよい。

一方、外周端７０側における上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０との距離Ｄ２が狭くなり、定盤の研磨面の外周端７０側で研磨速度が高くなる場合がある（外当たりの状態）。

そこで、制御部９０は、モータの検出値を用いて外当たりの状態と判定した場合、研磨面を加熱して、距離Ｄ１が狭まるように、定盤の研磨面側を膨張させて定盤の反りを戻す制御をする。このような制御により、研磨面内の研磨速度分布が一定範囲内に収束するため、研磨面内の研磨速度ばらつきを抑えることができる。

具体的な研磨条件の制御方法としては、例えば、研磨面内に供給される研磨液の温度を上げる、研磨面内に供給される研磨液の流量を研磨液の流量を下げる等が挙げられる。また、制御部９０は、上定盤２０１及び／又は下定盤２０２の回転数を上げる、研磨面による研磨加工の荷重を上げる等によって研磨条件を制御し、研磨面を加熱してもよい。

または、制御部９０は、モータの検出値を用いて外当たりの状態と判定した場合、熱で膨張した研磨面による定盤の反りが抑えられるように、定盤の研磨面と反対側の面を冷却する制御を行ってもよい。このような制御により、定盤の研磨面と反対側の面を収縮させて定盤の反りを戻すことで距離Ｄ２が広がるため、研磨面内における内周端側と外周端側の研磨力差（研磨速度差）を均一にすることができる。

具体的な研磨条件の制御方法としては、例えば、定盤の研磨面とは反対側の面に冷風を当てる、定盤の研磨面とは反対側の面に流れる定盤温度調整水の水温を下げる、または定盤温度調整水の流量を上げる等が挙げられる。

制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値以上になったとき、研磨面が外当たりの状態と判定する。または、制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値以上になったとき、研磨面の外周端側の研磨速度が研磨面の内周端側の研磨速度より高いと判定してもよい。これらのような場合、制御部９０は、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータのいずれかの電力又は電流の検出値が下降してその目標値に収束するまで、研磨面の温度が上がる、又は定盤の研磨面と反対側の面の温度が下がるように、研磨条件を上記のように制御する。

これに対し、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値未満になったとき、研磨面が外当たりの状態と判定する。または、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流を検出する場合、ガラス基板の研磨中にその検出値が所定の目標値未満になったとき、研磨面の外周端側の研磨速度が研磨面の内周端側の研磨速度より高いと判定してもよい。これらのような場合、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力又は電流の検出値が上昇してその目標値に収束するまで、研磨面の温度が上がる、又は定盤の研磨面と反対側の面の温度が下がるように、研磨条件を上記のように制御する。

例えば、制御部９０は、下定盤用のモータの電力の検出値が目標値７．２ｋＷを超えるとき（図７（ａ）参照）、外当たり状態と判定することができる。また、例えば、制御部９０は、インターナルギア用のモータの電力の検出値が目標値０．１５ｋＷ未満のとき（図７（ｃ）参照）、外当たり状態と判定することができる。

なお、設定される「目標値」には、目標値に幅を持たせた「目標範囲」の意味が含まれてよい。

ところで、モータ（例えば、インターナルギア、サンギアのモータ）の電力または電流の検出値は、研磨面と該研磨面に当たっている複数のガラス基板との当接状態により変化するが、上定盤の研磨面の摩擦力と下定盤の研磨面の摩擦力との比とも相関関係がある。したがって、モータ（例えば、インターナルギア、サンギアのモータ）の電力又は電流の検出値は、例えば、モータ状態検出センサ２７によって測定されたモータの電力又は電流の測定値を、上下研磨面の摩擦力の比α（＝下定盤の研磨面に作用する摩擦力／上定盤の研磨面に作用する摩擦力）で補正した値でもよい。モータの電力又は電流の測定値をこのような摩擦力の比で補正することによって、研磨面とガラス基板との当たりの状態を精度良く判定して研磨条件を制御できるため、ガラス基板をさらに高精度に研磨できる。

摩擦力の比αは、例えば、ガラス基板研磨中において、上定盤２０１の回転を制御するモータ２１の電力を、下定盤２０２の回転を制御するモータ２２の電力で除した値から求められてよい。モータ２１の電力及びモータ２２の電力には、ガラス基板研磨中の上定盤の研磨面の摩擦力と下定盤の研磨面の摩擦力が反映されているためである。また、比αは、回転している上定盤２０１と下定盤２０２のトルクを所定のセンサ（例えば、回転型トルクセンサ）で測定し、そのトルク比から求められてもよく、上定盤と下定盤の表面温度の測定値から推定された研磨面の温度の比から求められてもよい。

例えば、インターナルギア用のモータの消費電力又は消費電流は、研磨面内の半径方向において同じ研磨速度分布であっても、上下研磨面の摩擦力の比αによって線形に変化する。線形の傾きは各ギアの回転数の条件によって変化するが、一般的にインターナルギアがサンギアより早く回転する条件においては上下研磨面の摩擦力の比αが大きくなるとインターナルギア用のモータの消費電力は下降する傾向を有する。

また、モータの電力の検出値は、複数のモータのうち特定の駆動モータの電力の測定値Ｐａを、特定の駆動モータの電力とそれらの複数のモータのうち特定の駆動モータとは別の駆動モータの電力とを合わせた総電力Ｐｂで除算した値（電力除算値Ｐｃ）でもよい。また、モータの電力の検出値は、複数のモータのうち特定の駆動モータの電力の測定値Ｐａを、それらの複数のモータのうち特定の駆動モータとは別の駆動モータの電力で除算した値でもよい。また、モータの電力の検出値は、研磨加工中のモータの電力の検出値から、研磨加工を行っていない空回し運転中のモータの電力の検出値を減算した値を用いても良い。これにより、研磨に要した電力のみを検出値として取り出すことができる。

また、モータの電流の検出値は、複数のモータのうち特定の駆動モータの電流の測定値Ｉａを、特定の駆動モータの電流とそれらの複数のモータのうち特定の駆動モータとは別の駆動モータの電流とを合わせた総電流Ｉｂで除算した値（電流除算値Ｉｃ）でもよい。また、モータの電流の検出値は、複数のモータのうち特定の駆動モータの電流の測定値Ｉａを、それらの複数のモータのうち特定の駆動モータとは別の駆動モータの電力で除算した値でもよい。また、モータの電流の検出値は、研磨加工中のモータの電流の検出値から、研磨加工を行っていない空回し運転中のモータの電流の検出値を減算した値を用いても良い。これにより、研磨に要した電流のみを検出値として取り出すことができる。

別の駆動モータの電力又は電流とは、別の駆動モータが複数ある場合、それらの合計値である。例えば、特定の駆動モータがインターナルギア用のモータに設定された場合、別の駆動モータは、下定盤、上定盤及びサンギア用のモータに設定されるとよい。

研磨パッドの目詰まり等による研磨速度変化が発生することによってモータの電力又は電流の検出値は増減するが、電力除算値Ｐｃ又は電流除算値Ｉｃを指標とすることによりその影響を取り除くことができる。すなわち、研磨速度の全体に変動が生じても、研磨速度分布が同等であれば電力除算値Ｐｃ又は電流除算値Ｉｃに変化は生じない。

したがって、電力除算値Ｐｃ又は電流除算値Ｉｃを用いて研磨面とガラス基板との当接状態を判定し、その判定条件に従って、研磨条件を制御することによって、特定の駆動モータの電力又は電流のみを用いる場合に比べて、ガラス基板を高精度に研磨できる。
〔ガラス基板の製造方法〕
次に、ガラス基板の製造方法における、ガラス基板の研磨方法を、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程を例に挙げて説明する。

例えば、磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスク（磁気記録媒体の一例）の製造工程は、以下の工程を含む。
（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で成形されたガラス素基板を、中央部に円孔を有する円盤形状のガラス基板に加工した後、内周側面と外周側面を面取り加工する。
（工程２）ガラス基板の側面部と面取り部を端面研磨する。
（工程３）研磨装置を用い、ガラス基板の主平面に研磨用液を供給しながらガラス基板の主平面を研磨する。研磨工程は、１次研磨のみでもよく、１次研磨と２次研磨を行ってもよく、２次研磨の後に３次研磨を行ってもよい。
（工程４）ガラス基板を洗浄し、磁気記録媒体用ガラス基板を得る。
（工程５）磁気記録媒体用ガラス基板の上に磁性層などの薄膜を形成し、磁気ディスクを製造する。

上記磁気記録媒体用ガラス基板及び磁気ディスクの製造工程において、（工程１）または（工程２）の工程の前後のうち少なくとも一方で主平面のラップ（例えば、遊離砥粒ラップ、固定砥粒ラップなど）を実施してもよい。各工程間にガラス基板の洗浄（工程間洗浄）やガラス基板表面のエッチング（工程間エッチング）を実施してもよい。なお、主平面のラップ（例えば、遊離砥粒ラップ、固定砥粒ラップなど）は広義の主平面の研磨である。

さらに、磁気記録媒体用ガラス基板に高い機械的強度が求められる場合、ガラス基板の表層に強化層を形成する強化工程（例えば、化学強化工程）を研磨工程前、または研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。

また、磁気記録媒体用ガラス基板は、アモルファスガラスでもよく、結晶化ガラスでもよく、ガラス基板の表層に強化層を有する強化ガラス（例えば、化学強化ガラス）でもよい。また、ガラス基板のガラス素基板は、フロート法で造られたものでもよく、フュージョン法で造られたものでもよく、リドロー法で造られたものでもよく、プレス成形法で造られたものでもよい。

本実施形態に係るガラス基板の研磨方法及び研磨装置は、（工程３）の研磨工程又は主平面をラップする研磨工程で使用されると、板厚の均一性が優れたガラス基板が得られる点で、有利である。

表１は、ガラス基板の研磨条件を制御する方法を変えて、ガラス基板を研磨した結果を示したものである。例１〜例４が、本発明の実施例に係る制御方法で研磨した結果であり、例５が、比較例に係る制御方法で研磨した結果である。

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（平均粒子直径が約１．３μｍの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物）を用いて、２２Ｂ型両面研磨装置（スピードファム社製、製品名：ＤＳＭ２２Ｂ−６ＰＶ−４ＭＨ）により上下主平面を研磨した。

例５は、モータの電力を用いずに（研磨中の研磨面の状態を感知せずに）ガラス基板を研磨した場合である。スラリー温度を３３℃一定で保持した状態で、ガラス基板を研磨した。

例４は、インターナルギア用のモータの電力値を用いて研磨面の状態をモニタしながら研磨を制御した場合である。インターナルギア用のモータの電力値が、所定の目標値を超えた場合、内当たり状態と判定し、研磨面を冷却して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を下げる。インターナルギア用のモータの電力値が、所定の目標値未満の場合、外当たり状態と判定し、研磨面を加熱して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を上げる。このような制御をしながらガラス基板を研磨した。

例３は、摩擦力の比αを用いて研磨面の状態をモニタしながら研磨を制御した場合である。すなわち、インターナルギア用のモータの電力の測定値を、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との摩擦力の比αで補正した値（補正値Ａ）に基づいて研磨面の状態を判定する。

例３では、
補正値Ａ ＝ （インターナルギア用モータの電力の実測値）−（ｋ_１×α＋ｋ_２）
で得られる補正値Ａを使用した（ｋ_１，ｋ_２は係数を表す）。

上記ｋ_１，ｋ_２の求め方の一例としては、研磨面の上下の摩擦力の比αが異なる状態で、ガラス基板を研磨する。その時、板厚偏差の少ない（研磨力分布が良好な）バッチのデータのみを使用して、αをx軸に、インターナルギア用モータの電力値をy軸にプロットする。そのプロットに対し最小二乗法を用いて近似直線を求め、その直線の傾きをｋ_１，ｙ切片をｋ_２とする。

補正値Ａが、所定の目標値を超えた場合、内当たり状態と判定し、研磨面を冷却して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を下げる。補正値Ａが、所定の目標値未満の場合、外当たり状態と判定し、研磨面を加熱して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を上げる。このような制御をしながらガラス基板を研磨した。

例２は、インターナルギア用のモータ２４の電力とモータ２１〜２４の総電力との電力の比βを用いて研磨面の状態をモニタしながら研磨を制御した場合である。インターナルギア用のモータの電力を総電力で除した値（補正値Ｂ）を用いる。

補正値Ｂが、所定の目標値を超えた場合、内当たり状態と判定し、研磨面を冷却して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を下げる。補正値Ｂが、所定の目標値未満の場合、外当たり状態と判定し、研磨面を加熱して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を上げる。このような制御をしながらガラス基板を研磨した。

例１は、電力の比βと摩擦力の比αを用いて研磨面の状態をモニタしながら研磨を制御した場合である。ここでは、インターナルギア用のモータの電力を総電力で除した値（補正値Ｂ）を、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との摩擦力の比αで補正した値（補正値Ｃ）を用いる。

例１では、
補正値Ｃ ＝ 補正値Ｂ−（ｋ_１×α＋ｋ_２）
で得られる補正値Ｃを使用した（ｋ_１，ｋ_２は係数を表す）。

上記ｋ_１，ｋ_２の求め方の一例としては、研磨面の上下の摩擦力の比αが異なる状態で、ガラス基板を研磨する。その時、板厚偏差の少ない（研磨力分布が良好な）バッチのデータのみを使用して、αをx軸に、補正値Ｂの電力値をy軸にプロットする。そのプロットに対し最小二乗法を用いて近似直線を求め、その直線の傾きをｋ_１，ｙ切片をｋ_２とする。

補正値Ｃが、所定の目標値を超えた場合、内当たり状態と判定し、研磨面を冷却して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を下げる。補正値Ｃが、所定の目標値未満の場合、外当たり状態と判定し、研磨面を加熱して研磨面内の研磨力分布（研磨速度分布）が均一となるように、研磨面に供給される研磨液温度を上げる。このような制御をしながらガラス基板を研磨した。

表１の同一ロット内の板厚偏差の測定手順は以下の通りである。
（１）研磨されたガラス基板の板厚ａは、レーザ変位計（キーエンス社製、レーザーヘッドはＬＫ−Ｇ１５／アンプＬＫ-Ｇ３０００Ｖ）を用いて測定。
（２）磁気記録媒体用ガラス基板の中心部から２０ｍｍの領域で（記録再生領域の中間部）、０°、９０°、１８０°、２７０°の計４箇所の位置で測定。
（３）同一ガラス基板面内の４箇所の位置で測定した板厚の平均値をガラス基板の板厚ａとする。

表１の同一ロット内の平行度の測定手順は以下の通りである。
（１）研磨されたガラス基板の平行度ｂは、レーザ干渉計（フジノン社製、製品名：Ｇ１０２Ｓ）を用いて測定。
（２）平行度ｂは、ガラス基板両主平面からの反射光の位相差により形成される干渉縞を観察し、干渉縞解析装置（フジノン社製、製品名：Ａ１）を用いて算出（自動計算）。
（３）平行度ｂの測定領域は、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板の記録再生領域を含むように設定。本実施例において、測定領域は、円盤中心部から１０．０ｍｍ〜３２．５ｍｍ領域に設定。

表１の例１〜例４に示されるように、同一研磨装置で同時に研磨したガラス基板間（同一ロットのガラス基板間）の板厚のばらつきが例５に比べて抑えられている。また、ガラス基板の主平面の平行度（最大値、最小値）も例５に比べて小さくなっている。

以上、ガラス基板の研磨方法及び製造方法、並びに研磨装置を実施形態例により説明したが、本発明は上記の実施形態例に限定されるものではない。他の実施形態例の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

例えば、ガラス基板の種類は、磁気記録媒体用に限られず、フォトマスク用、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用、光ピックアップ素子や光学フィルタ、光学レンズ等の光学部品用などでもよい。

また、本発明をガラス基板以外の基板に適用してもよい。ガラス基板以外の基板として、例えば、磁気記録媒体用アルミニウム基板、半導体用シリコン基板などが挙げられる。

また、上述の実施形態は両面研磨装置であるが、本発明は、片面研磨装置にも適用できる。例えば、下定盤は、回転不能に固定される定盤でもよい。

１０ 磁気記録媒体用ガラス基板
２０ 両面研磨装置
２１，２２，２３，２４ モータ
２５ 研磨液供給装置
２６ 研磨圧力調整装置
２７ モータ状態検出センサ
３０ 上定盤の研磨面
４０ 下定盤の研磨面
５０ キャリア
６０ 内周端
７０ 外周端
９０ 制御部
１０１ 主平面
１０２ 内周側面
１０３ 外周側面
１０４ 内周面取り部
１０５ 外周面取り部
２０１ 上定盤
２０２ 下定盤
２０３ サンギア
２０４ インターナルギア
５０１ ガラス基板保持穴
５０１Ａ 内径側保持穴
５０１Ｂ 中間部保持穴
５０１Ｃ 外径側保持穴

Claims (10)

1. 研磨装置の定盤の研磨面に当接する複数のガラス基板の位置を変化させるモータの電力又は電流の検出値に基づいて、前記研磨面において研磨速度差が小さくなるように、前記ガラス基板の研磨条件を制御する、ガラス基板の研磨方法であって、
   前記研磨面は、内周端と外周端がある円盤形状を有するものであって、
   前記検出値に基づいて、前記研磨面の内周端側と外周端側との研磨速度差が小さくなるように、前記研磨条件を制御する、ガラス基板の研磨方法。
2. 前記検出値に基づき、前記研磨面の外周端側の研磨速度が前記研磨面の内周端側の研磨速度より高いと判定した場合、前記研磨面の温度が上がるように前記研磨条件を制御し、
   前記検出値に基づき、前記研磨面の内周端側の研磨速度が前記研磨面の外周端側の研磨速度より高いと判定した場合、前記研磨面の温度が下がるように前記研磨条件を制御する、請求項１に記載のガラス基板の研磨方法。
3. 前記検出値に基づき、前記研磨面と該研磨面に当接する複数のガラス基板との当たり状態を判定し、その判定結果に従って、前記研磨条件を制御する、請求項１又は２に記載のガラス基板の研磨方法。
4. 前記研磨装置は、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面とを有するものであって、
   前記検出値に基づいて、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との距離が研磨面において均しくなるように、前記研磨条件を制御する、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス基板の研磨方法。
5. 前記研磨装置は、上定盤の研磨面と下定盤の研磨面とを有するものであって、
   前記検出値は、前記モータの電力又は電流の測定値を、上定盤の研磨面の摩擦力と下定盤の研磨面の摩擦力との比で補正した値である、請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス基板の研磨方法。
6. 前記モータは、定盤、サンギア、インターナルギアの少なくとも一つを駆動する駆動モータである、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス基板の研磨方法。
7. 前記検出値は、前記モータのうち特定の駆動モータの電力を、前記特定の駆動モータの電力と前記モータのうち前記特定の駆動モータとは別の駆動モータの電力とを合わせた総電力で除した値である、又は、前記特定の駆動モータの電流を、前記特定の駆動モータの電流と前記別の駆動モータの電流とを合わせた総電流で除した値である、請求項６に記載のガラス基板の研磨方法。
8. 前記検出値は、前記モータのうち特定の駆動モータの電力を、前記モータのうち前記特定の駆動モータとは別の駆動モータの電力で除した値である、又は、前記特定の駆動モータの電流を、前記別の駆動モータの電流で除した値である、請求項６に記載のガラス基板の研磨方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のガラス基板の研磨方法が使用される研磨工程を有する、ガラス基板の製造方法。
10. 前記ガラス基板は、磁気記録媒体用ガラス基板である請求項９に記載のガラス基板の製造方法。

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