JPWO2013046576A1

JPWO2013046576A1 - 研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法

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Publication number: JPWO2013046576A1
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Inventors: 小松　隆史; 隆史小松
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Abstract

ガラス基板の鏡面研磨工程において使用される研磨パッドであって、該研磨パッドは、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とは、隔壁により隔てられ、当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、該傾斜部は、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有することを特徴とする研磨パッド。当該研磨パッドによれば、鏡面研磨工程における加工レートを維持しながら、研磨液成分が開口穴に蓄積しにくい研磨パッド等を提供することができる。

Description

本発明は、研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法に関する。より詳細には、ガラス基板の鏡面研磨工程において研磨定盤に設置して使用され、ガラス基板と接触する主表面に開口穴を有し、研磨液成分が開口穴に蓄積しにくい研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法に関する。

近年、情報記録媒体を搭載したディスク装置（たとえばハードディスクドライブＨＤＤ）の高性能化に伴い、使用されるメディアに求められる品質水準が高まっている。特に、メディア用ガラス基板の表面に付着物が存在する場合、この付着物にヘッドが接触する可能性があり、記録特性上大きな障害となる。このため基板上の付着物は微少である事が望ましい。

ここで、上記付着物がガラス基板の表面に付着する工程として、研磨の仕上げ段階にあたる鏡面研磨工程が挙げられる。この鏡面研磨工程では、たとえばコロイダルシリカを砥粒（研磨液成分）として含有する研磨液を用いて、研磨定盤に設置された研磨パッド（スウェードパッド）によりガラス基板を研磨する（たとえば特許文献１参照）。この研磨パッドは工数および費用の関係から、一般に使い捨てにはされず、複数の研磨加工の工程において繰り返し使用される。これらの研磨加工工程の合間には、研磨パッドの主表面に存在する開口穴に研磨液（特に研磨液成分）が凝集して目詰まりを起こさないよう、研磨パッドの洗浄工程が設けられる（たとえば特許文献２参照）。

特開２０１０−８００３０号公報特開２００７−２５３２９４号公報

しかしながら、研磨パッドの洗浄工程を設けた場合であっても、研磨パッド表面に設けられた開口穴の底部が充分に洗浄されない可能性がある。その結果、開口穴内に研磨液成分が蓄積して凝集塊を形成し、この凝集塊がなんらかの拍子で鏡面研磨工程中に開口穴から放出されてガラス基板に付着するという問題がある。

一方で、研磨液成分の量を減らした場合（研磨液中の研磨液成分の含有量を下げた場合）には、ガラス基板を最適な条件で充分に研磨できない可能性がある。また、開口穴を大きく形成することにより、開口穴底部に蓄積した研磨液成分を洗浄除去しやすくしたとしても、鏡面研磨工程における加工レートが低下するという問題がある。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、鏡面研磨工程における加工レートを維持しながら、研磨液成分が開口穴に蓄積しにくい研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。また、研磨後のガラス基板の表面性状を良好なものとし、このようなガラス基板を搭載した磁気記録媒体が優れた記録特性を有するような研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面による研磨パッドは、ガラス基板の鏡面研磨工程において使用される研磨パッドであって、該研磨パッドは、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とは、隔壁により隔てられ、当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、該傾斜部は、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有することを特徴とする。

また、本発明の他の一局面によるガラス基板の製造方法は、研磨液を用いて、研磨パッドによりガラス基板を研磨する鏡面研磨工程を有するガラス基板の製造方法であって、前記鏡面研磨工程は、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とが、隔壁により隔てられ、当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、該傾斜部が、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有する研磨パッドを使用することを特徴とする。

本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図１は、本発明の一実施形態の研磨パッドの平面図である。図２は、本発明の一実施形態の研磨パッドの主表面を拡大して模式的に表した平面図である。図３は、本発明の一実施形態の研磨パッドを主表面と直行する方向に切断した場合の端面図である。図４は、従来の研磨パッドの開口穴および隔壁の構造の模式図である。図５は、最小曲率半径を説明するための説明図である。図６は、本発明の一実施形態の研磨パッドの平面図である。図７は、本発明の一実施形態の研磨パッドを使用してガラス基板を製造する際の製造工程を説明するフローチャートである。図８は、研磨パッドの切り取り位置を説明する模式図である。図９は、比較例１の研磨パッドの模式図である。

（研磨パッド）
以下、本実施形態の研磨パッドについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の研磨パッド１の平面図である。図２は、本実施形態の研磨パッド１の主表面２を拡大して模式的に表した平面図である。図３は、本実施形態の研磨パッド１を主表面と直行する方向に切断した場合の端面図である。

図１〜３に示されるように、本実施形態の研磨パッド１は、ガラス基板の鏡面研磨工程において使用される研磨パッド１である。研磨パッド１は、ガラス基板と接触する主表面２に中心孔３が設けられている。主表面２は、複数の開口穴４を有する。１の開口穴４と該開口穴４と隣り合う他の開口穴４’とは、隔壁５により隔てられ、当該隔壁５の側面のうち、前記他の開口穴４’側の側面には、傾斜部６が設けられている。傾斜部６は、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有する。

図３において、矢印Ａは、研磨パッド１を設けた研磨定盤に対するガラス基板の公転方向を示している。鏡面研磨工程において、研磨液成分を含む研磨液は、開口穴４に保持される。そのため、研磨定盤の回転（自転および公転）により、研磨定盤の上定盤および下定盤に挟持されたガラス基板は、研磨される。その際、研磨定盤の公転により加わる応力によって研磨パッド１に形成された隔壁５は、応力を緩和する方向に湾曲する（図３では、研磨定盤の公転方向（矢印Ａの方向）に隔壁５が湾曲する）。

ここで、図４に示される従来の研磨パッド７の開口穴８および隔壁９の構造によれば、隔壁９の側面は歪な形状を有しているため、隔壁９が湾曲した場合に、開口穴８の開口部近傍を閉塞または狭窄することがある。その結果、従来の研磨パッド７においては、開口穴８の底部に研磨液成分が蓄積し、凝集塊が形成されることがある。そして、従来の研磨パッド７は、隔壁９の形状が歪であるため、洗浄により凝集塊を排出できない場合がある。

しかしながら、本実施形態の研磨パッド１は、上述の所定の最小曲率半径を有する傾斜部６が形成されているため、鏡面研磨工程中において、研磨液成分が開口穴４に侵入したとしても長時間保持されることはなく傾斜部６に誘導されて排出されるとともに、新たな研磨液成分と入れ替わる。また、仮に排出が遅れて開口穴４の底部に残存したとしても、開口穴４は開口部が広く形成されているため、鏡面研磨工程後の洗浄により、容易に開口穴４の底部に残った研磨液成分は除去される。その結果、凝集塊が形成されることがなく、鏡面研磨工程において凝集塊の混入によるガラス基板の表面性状の悪化が起こらないため、良好な表面性状を有するガラス基板を製造することができる。

なお、本明細書において、最小曲率半径とは、図５を参照して、以下のとおり定義される。図５は、最小曲率半径を説明するための説明図である。本明細書において、最小曲率半径とは、図５に示されるように、隔壁５の内部から側面に接する円のうち、最も面積の小さな円の半径をいう。通常は、複数の隔壁５の傾斜部６について最小曲率半径を算出し、その平均値を算出する。最小曲率半径の算出方法としては特に限定されず、たとえば研磨パッドの表面を切り出し、走査型共焦点レーザー顕微鏡（たとえば、レーザーマイクロスコープＶＫ−９７００キーエンス社製）により、切り取った研磨パッドのうち３００μｍ四方の三次元計測を行う方法を採用することができる。

最小曲率半径は、好ましくは２０〜１００μｍであり、より好ましくは２５〜７０μｍであり、さらに好ましくは３０〜５０μｍである。最小曲率半径が２０μｍ未満の場合、研磨液成分が開口穴４に保持されやすく、凝集塊を形成しやすい傾向がある。一方、１００μｍを超える場合、研磨液成分は開口穴４に保持されにくく、加工レートが低下する傾向がある。

次に、研磨パッド１の作製方法について説明する。本実施形態の研磨パッドは、従来の軟質のスウェードパッド（たとえばＦｉｌｗｅｌ製のＮＰ２２５、Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度７６）を、研磨機（たとえばスピードファム社製の１６Ｂタイプ）の研磨定盤（上定盤および下定盤）に貼り付け、１０時間以上ダミーワークの加工を行うことにより作製することができる。その際、加工は実際に基板を研磨する際の荷重よりもやや高い値（たとえば１２ｋＰａ）を最初に設定し、徐々に荷重値を下げて５ｋＰａ程度とすることができる。研磨定盤に対するキャリアの自転速度は、研磨定盤の径方向に開口穴４の隔壁５が曲率を有するよう、キャリアの公転速度に対して１／３以下であることが好ましい。ダミーワークが終了した後に、両面研磨機から研磨パッドを剥がし、研磨定盤上の所定の位置に相当する位置の研磨パッドを切り取り、共焦点顕微鏡（たとえば、キーエンス社製、レーザーマイクロスコープＶＫ−９７００）により、３００μｍ四方の三次元計測を行う。形状解析処理により、開口穴４の加工方向の計測を行い、傾斜部６の最小曲率半径を算出し、所望の最小曲率半径を有する研磨パッドを作製することができる。

次に、本実施形態にかかる研磨パッド１の好ましい一実施形態（研磨パッド１０）について、図面を参照しながら説明する。図６は、研磨パッド１０の平面図である。

研磨パッド１０は、図６に示されるように、中心孔３を有し、開口穴が研磨パッド１０の主表面のうち、研磨パッド１０の外端面１１から中心孔３の方向に１００ｍｍ以上、かつ、内端面１２から外周方向へ１００ｍｍ以上離れた中帯領域１３に形成されている以外は、上記した研磨パッド１と同様である。すなわち、中帯領域１３に存在する開口穴には、研磨パッド１と同様の最小曲率半径を有する傾斜部を有する隔壁が設けられている。

このように、外端面近傍や内端面近傍には上記傾斜部を有する隔壁が形成されておらず、従来の開口穴が形成されている。そのため、従来の開口穴が形成された領域には研磨液（特に研磨液成分）が保持される傾向がある。その結果、外端面および内端面から排出される研磨液は中帯領域１３に保持されやすくなり、加工レートが向上する。

なお、研磨パッド１０は、研磨パッド１と同様に作製することができる。

（ガラス基板）
次に、上記した実施形態の研磨パッドを使用して製造するガラス基板について説明する。ガラス基板は、たとえば図７に示すフローチャートに沿って作製される。図７は、上記した実施形態の研磨パッドを使用してガラス基板を製造する際の製造工程を説明するフローチャートである。ガラス基板は、図７に示されるように、たとえばブランクス製造工程、コアリング・内外研磨工程、研削工程、粗研磨工程、鏡面研磨工程、洗浄工程を経て作製される。

＜ブランクス製造工程＞
ブランクス製造工程は、ガラス素材を溶融し、溶融したガラス素材からガラス基板（ブランクス）を得る工程である。

ガラス素材の材料としては、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、Ｌｉ_２Ｏ−ＳｉＯ_２系ガラス、Ｌｉ_２Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス、Ｒ’Ｏ−Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系ガラス（Ｒ’＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）等を使用することができる。ガラスの溶融方法としては特に限定されず、通常は上記ガラス素材を公知の温度、時間にて高温で溶融する方法を採用することができる。

ブランクスを得る方法としては特に限定されず、たとえば溶融したガラス素材を下型に流し込み、上型によってプレス成型して円板状のガラス基板（ブランクス）を得る方法を採用することができる。なお、ブランクスは、プレス成型に限られず、たとえばダウンドロー法やフロート法等で形成したシートガラスを研削砥石で切り出して作製してもよい。この成型工程において、ブランクスの表面近傍には、異物や気泡が混入し、あるいはキズがついて、欠陥が発生することとなる。

ブランクスの大きさとしては特に限定されず、たとえば、外径が２．５インチ、１．８インチ、１インチ、０．８インチ等の種々の大きさのブランクスを作製することができる。ガラス基板の厚みについては特に限定されず、たとえば、２ｍｍ、１ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６３ｍｍ等の種々の厚みのブランクスを作製することができる。

プレス成型や切り出しによって作製されたブランクスを耐熱部材のセッターと交互に積層し、高温の電気炉を通過させることにより、ブランクスの反りが低減され、ガラスの結晶化が促進される。得られたブランクスに対しては、後続のコアリング・内外研磨工程の前に、ブランクスの両表面を研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みを予備調整する工程を設けてもよい。

＜コアリング・内外研磨工程＞
コアリング・内外研磨工程は、ブランクスの中心部に円形の孔（中心孔）を開ける工程（コアリング工程）と、ガラス基板の外周端面および内周端面を、たとえばダイヤモンド等を用いた鼓状の研削砥石により研削し、内・外径加工する工程（内外研磨工程）とからなる。

＜研削工程＞
研削工程は、ガラス基板の両表面を再び研削加工し、ガラス基板の平行度、平坦度および厚みを微調整する工程である。研削工程を経たガラス基板は、大きなうねり、欠け、ひび等の欠陥がほぼ除去される。

なお、研削工程を経たガラス基板には、表面に研削液やガラス粉が残存している可能性がある。そのため、洗浄工程を設けることが好ましい。洗浄工程においては、種々の洗浄方法を採用することができる。たとえば、ガラス基板に対して、アルカリ洗浄のみを行ってもよく、また、酸洗浄を行った後にアルカリ洗浄を行ってもよく、また、酸洗浄のみを行ってもよい。

＜粗研磨工程＞
粗研磨工程は、研削工程を経たガラス基板の外周端面および内周端面を、端面研磨機を用いて研磨加工する工程である。また、後続の鏡面研磨工程において最終的に必要とされる面粗さが効率よく得られるように、ガラス基板の両表面を研磨加工する工程である。この工程で採用される研磨方法としては、特に限定されず、両面研磨機において、研磨パッドおよび研磨液を使用して研磨することができる。

研磨パッドとしては、研磨パッドの硬度が研磨による発熱により低下すると研磨面の形状変化が大きくなるため、硬質パッドを使用することが好ましく、たとえば発泡ウレタンを使用することが好ましい。研磨液としては、平均粒径が０．６〜２．５μｍの酸化セリウムを砥粒（研磨材）として使用し、この砥粒を水に分散させてスラリー状にしたものを使用することが好ましい。水と砥粒との混合比率は、１：９〜３：７程度である。粗研磨工程における研磨量は２５〜４０μｍ程度とするのが好ましい。研磨量が２５μｍ未満では、キズや欠陥を充分に除去できない傾向がある。一方、研磨量が４０μｍを超えると、必要以上に研磨を行うことになって製造効率が低下する傾向がある。

なお、後続の鏡面研磨工程の前に、ガラス基板を化学強化処理液に浸漬する工程（化学強化工程）を採用することができる。化学強化工程において採用される化学強化方法としては、特に限定されないが、通常は、加熱された化学強化処理液にガラス基板を浸漬させて、ガラス基板に含まれる比較的イオン半径の小さなアルカリイオン（たとえばリチウムイオン）を、イオン半径のより大きなアルカリイオン（たとえばカリウムイオン、ナトリウムイオン）に置換するイオン交換法が採用される。化学強化工程を採用することにより、ガラス基板の主表面、外周端面及び内周端面に強化層（イオン交換層および圧縮応力層）を形成することができる。その結果、ガラス基板の反りや主表面の粗面化を防止することができるとともに、ガラス基板の耐衝撃性、耐振動性及び耐熱性等を向上させることができる。

なお、化学強化工程後に、ガラス基板を大気中に待機させる待機工程や、水浸漬工程を採用して、ガラス基板の表面に付着した化学強化処理液を除去するとともに、ガラス基板の表面を均質化することが好ましい。このような工程を採用することにより、得られるガラス基板は、化学強化層が均質に形成され圧縮歪が均質となり変形が生じ難く平坦度が良好で、機械的強度も良好となる。待機時間や水浸漬工程の水温は特に限定されず、たとえば大気中に１〜６０秒待機させ、３５〜１００℃程度の水に浸漬させるとよく、製造効率を考慮して適宜決めればよい。

＜鏡面研磨工程＞
鏡面研磨工程は、ガラス基板の両表面をさらに精密に研磨加工する工程である。鏡面研磨工程では、粗研磨工程で使用する両面研磨機と同様の両面研磨機を使用することができる。

研磨パッドとしては、上記した実施形態の研磨パッドを使用することができる。

研磨液としては、粗研磨工程で使用する酸化セリウム等を研磨液成分として含有するスラリーや、コロイダルシリカを研磨液成分として含有するスラリーを使用することができる。これらのなかでも、研磨液成分の粒径がより細かく、バラツキが少ない研磨液成分を用いるのが好ましい。たとえば、平均粒径が２０〜７０ｎｍのコロイダルシリカを研磨液成分として水に分散させたスラリーを研磨液として用いることが好ましい。水と研磨液成分との混合比率は、１：９〜３：７程度が好ましい。

鏡面研磨工程での研磨量は２〜５μｍ程度とするのが好ましい。研磨量をこのような範囲とすることにより、ガラス基板の表面に発生した微小な荒れやうねり、あるいはこれまでの工程で発生した微小なキズ痕といった微小欠陥を良好に除去することができる。

＜洗浄工程＞
なお、鏡面研磨工程後に、ガラス基板の洗浄工程を採用することが好ましい。洗浄方法としては特に限定されず、鏡面研磨工程後のガラス基板の表面を清浄に洗浄できる方法であればいずれの洗浄方法でもよい。本実施形態では、スクラブ洗浄を採用する。洗浄されたガラス基板は、必要に応じて超音波による洗浄および乾燥工程を行う。乾燥工程は、ガラス基板の表面に残る洗浄液をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）等により除去した後、ガラス基板の表面を乾燥させる工程である。たとえば、スクラブ洗浄後のガラス基板に水リンス洗浄工程を２分間行ない、洗浄液の残渣を除去する。次いで、ＩＰＡ洗浄工程を２分間行い、ガラス基板の表面に残る水をＩＰＡにより除去する。最後に、ＩＰＡ蒸気乾燥工程を２分間行い、ガラス基板の表面に付着している液状のＩＰＡをＩＰＡ蒸気により除去しつつ乾燥させる。ガラス基板の乾燥工程としては特に限定されず、たとえばスピン乾燥、エアーナイフ乾燥などの、ガラス基板の乾燥方法として公知の乾燥方法を採用することができる。これらの工程を経たガラス基板は、キズ、割れ、異物の付着等の有無を、目視や光学表面アナライザ（たとえば、ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＬ社製の「ＯＳＡ６１００」）を用いて検査された後、異物等が表面に付着しないように、清浄な環境中で、専用収納カセットに収納され、真空パックされ、出荷される。

なお、本実施形態のガラス基板は、ＨＤＤの製造用途に限定されるものではなく、たとえば、光磁気ディスクや光ディスク等の製造用途にも用いることができる。

また、本実施形態では、必要に応じて、研削工程を２つの工程に分けて順次行ったり、粗研磨工程を省略したり、化学強化工程を鏡面研磨工程の後に行ったりなどの設計変更が可能である。

さらに、落下強度対策として、ガラス基板の主表面以外の外周端面や内周端面の強化を行ってもよいし、ガラス基板に生じたキズのエッジ緩和処理として、ガラス基板をＨＦ浸漬処理に供してもよい。

以上、本発明によれば、鏡面研磨工程における加工レートを維持しながら、研磨液成分が開口穴に蓄積しにくい研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法を提供することができる。また、研磨後のガラス基板の表面性状が良好なものとなり、このようなガラス基板を搭載した磁気記録媒体が優れた記録特性を有するような研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法を提供することができる。

上記研磨パッドおよび該研磨パッドを用いたガラス基板の製造方法の技術的特徴を下記にまとめる。

本発明の研磨パッドは、上記のような最小曲率半径を有する傾斜部が設けられた隔壁を備えるため、鏡面研磨工程において研磨液成分が開口穴に蓄積しにくい。その結果、加工レートが高く維持される。

上記構成において、研磨パッドは、中心孔を有し、前記開口穴は、前記研磨パッドの外端面から中心孔方向に１００ｍｍ以上、かつ、内端面から外周方向へ１００ｍｍ以上離れた中帯領域に形成されることが好ましい。

開口穴が中帯領域に形成されることにより、研磨パッドを設ける研磨定盤において、その内外周の端部で研磨液が保持される。そのため、本発明の研磨パッドを用いれば、定盤全体として保持される研磨液成分の量が増加し、加工レートをより高く維持することができる。

本発明のガラス基板の製造方法は、上記のような最小曲率半径を有する傾斜部が設けられた隔壁を備える研磨パッドを使用する。そのため、鏡面研磨工程において研磨液成分が開口穴に蓄積しにくく、研磨液成分の凝集塊が発生しにくい。その結果、本発明のガラス基板の製造方法によれば、加工レートが高く維持され、表面性状が良好なガラス基板を製造することができる。

上記構成において、前記研磨液は、コロイダルシリカを含有することが好ましい。

研磨液が砥粒としてコロイダルシリカを含有する場合であっても、本発明の製造方法によれば、コロイダルシリカの凝集塊が形成されにくい。そのため、本発明の製造方法では、鏡面研磨工程において使用頻度の高いコロイダルシリカを、凝集塊の形成を懸念することなく使用することができる。

上記構成において、前記研磨液のｐＨが、５．０以上７．０以下であることが好ましい。

本発明の製造方法において、研磨液のｐＨを、弱酸性領域である上記範囲内とする場合、コロイダルシリカの凝集塊だけでなく、研磨定盤等の装置の腐食や錆（たとえば酸化鉄による錆）の発生も防止され得る。その結果、錆の発生によるガラス基板の表面性状の悪化が防止され、研磨定盤等の装置の寿命が長く保たれる。

以下、本発明にかかる研磨パッドについて実施例により詳述する。なお、本発明の研磨パッドは、以下に示す実施例になんら限定されるものではない。

＜実施例１＞
２台の１６Ｂ型両面研磨機（浜井産業（株）製、１６Ｂタイプ）の研磨定盤（外径約φ１２００、内径約φ４００のドーナツ状）に対しスウェードパッド（Ｆｉｌｗｅｌ社製、ＮＰ２２５）を貼り付け、１０時間ダミーワークを行った。ダミーワークは、荷重１２ｋＰａから始め、経時的に荷重値を下げて５ｋＰａとした。研磨定盤に対するキャリアの自転速度は約２ｒｐｍとし、キャリアの公転速度は定盤に対して約１０ｒｐｍとした。

ダミーワーク終了後、両面研磨機から研磨パッドを剥がし、研磨定盤の半径２４０ｍｍ位置、４００ｍｍ位置、５４０ｍｍ位置に相当する位置の研磨パッドを、それぞれ４ヵ所切り取り、共焦点顕微鏡（キーエンス社製レーザーマイクロスコープ、ＶＫ−９７００）により、３００μｍ四方の三次元計測を行った。上記切り取り位置を、図８に示す。図８は、研磨パッドの切り取り位置を説明する模式図である。図８において、参照符号Ｒ１は研磨定盤の半径２４０ｍｍ位置を示し、参照符号Ｒ２は研磨定盤の半径４００ｍｍ位置を示し、参照符号Ｒ３は研磨定盤の半径５４０ｍｍ位置を示している。

形状解析処理により、開口穴の加工方向の計測を行い、傾斜部の最小曲率半径を算出した。形状解析処理は、３００μｍ四方の計測範囲について三次元形状を計測し、傾き補正やノイズ除去により形状補正を行った後、開口部の総面積が全体の３５％となるように基準高さを設定して開口穴抜出処理を行い、抜き出した開口穴のうち、形状が歪なものやサイズが極端に小さなものを排除して開口穴単独の平均面積を算出し、平均値に近い開口穴１０個を選択して行った。選択した１０個の開口穴について、加工方向（研磨定盤の公転方向）に沿った断面を切り出し、傾斜部の最小曲率半径を算出した。それぞれの切り取り位置における最小曲率半径を表１に示す。

得られた研磨パッドを用いて、以下の方法によりガラス基板を作製した。

［ブランクス製造工程］
ガラス素材として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｒ_２Ｏ（Ｒ＝Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ）を主成分としたアルミノシリケートガラスを用い、溶融したガラス素材をプレス成形して、外径が６７ｍｍの円板状のブランクスを作製した。ブランクスの厚みは１．０ｍｍとした。

［コアリング・内外研磨工程］
円筒状のダイヤモンド砥石を備えたコアドリルを用いてブランクスの中心部に直径が約１９．６ｍｍの円形の中心孔を開けた。鼓状のダイヤモンド砥石を用いて、ブランクスの外周端面および内周端面を、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍに内・外径加工した。

［研削工程］
ブランクスの両表面を、両面研削機（浜井産業（株）製、１６Ｂタイプ）を用いて再び研削加工した。研削条件として、ダイヤモンドペレットは＃１７００メッシュのものを用い、加重は１００ｇ／ｃｍ^２とし、上定盤の回転数は２０ｒｐｍとし、下定盤の回転数は３０ｒｐｍとした。

［内外研磨工程］
ブランクスを１００枚重ね、この状態で、ブランクスの外周端面および内周端面を、端面研磨機（（株）舘野機械製作所製、ＴＫＶ−１）を用いて研磨加工した。研磨機のブラシ毛として、直径が０．２ｍｍのナイロン繊維を用いた。研磨液は、平均粒径が３μｍの酸化セリウムを砥粒（研磨液成分）として含有するスラリーを用いた。

［粗研磨工程］
ブランクスの両表面を、両面研磨機（浜井産業（株）製、１６Ｂタイプ）を用いて粗研磨加工した。研磨パッドには発泡ウレタンパッドを、砥粒には粒径１μｍの酸化セリウム砥粒を用いた。荷重は１００ｇ／ｃｍ^２とした。

［鏡面研磨工程］
ブランクスの両表面を、両面研磨機（浜井産業（株）製、１６Ｂタイプ）を用いてさらに精密に研磨加工した。研磨条件として、研磨パッドは、上記のとおり作製した研磨パッドを用い、研磨液は、平均粒径が２０ｎｍのコロイダルシリカを砥粒（研磨液成分）として水に分散させてスラリー状にしたものを用い、水と砥粒との混合比率は、８：２とした。さらに硫酸を含有する調整液でｐＨを調整した。また、加重は１２０ｇ／ｃｍ^２とした。

なお、鏡面研磨工程の前後において、後述する加工レート評価を行うためにガラス基板の重量を測定した。

［洗浄工程］
ガラス基板をスクラブ洗浄した。洗浄液として、ＫＯＨとＮａＯＨとを質量比で１：１に混合したものを超純水（ＤＩ水）で希釈し、洗浄能力を高めるために非イオン界面活性剤を添加して得られた液体を用いた。洗浄液の供給は、スプレー噴霧によって行った。スクラブ洗浄後、ガラス基板の表面に残る洗浄液を除去するために、水リンス洗浄工程を超音波槽で２分間行い、ＩＰＡ洗浄工程を超音波槽で２分間行い、最後に、ＩＰＡ蒸気によりガラス基板の表面を乾燥させた。

＜実施例２＞
ダミーワークの加工時間を５時間とした以外は、実施例１と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

＜実施例３＞
ダミーワークの配置を変更し、定盤の中帯部分をダミー加工の対象とした以外は、実施例２と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

＜実施例４＞
ダミーワークの配置を変更し、定盤の中帯以外の部分のみを主なダミー加工の対象とした以外は、実施例２と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

＜実施例５＞
硫酸を含有する添加剤を用いて、実施例３よりも低い値にｐＨを調整した以外は、実施例３と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

＜実施例６＞
硫酸を含有する添加剤を用いて、実施例３よりも高い値にｐＨを調整した以外は、実施例３と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

＜比較例１＞
ダミーワークによる加工を行わなかった以外は、実施例１と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。比較例１で使用した研磨パッドを図９に示す。図９において、参照符号１４は、研磨パッドの主表面を示している。比較例１の研磨パッドの主表面１４には、所定の最小曲率半径を有する傾斜部を備えた開口穴は形成されていない。

＜比較例２＞
ダミーワークの加工時間を１５時間とした以外は、実施例１と同様の方法により研磨パッドを作製し、作製した研磨パッドを使用してガラス基板を作製した。

実施例１〜６および比較例１〜２にて得られたガラス基板について、１０００℃に設定した電気炉中で、３０分静置させるヒートショックにより不良品選別を行った後、付着物検査、加工レート評価およびリードライト試験に供した。試験方法を以下に示すとともに、結果を表１に示す。

［付着物検査］
洗浄工程を経たガラス基板について、表面の付着物をレーザー式表面検査装置（ＫＬＡ−ＴＥＮＣＯＲ社製、ＯＳＡ６１００）で計測した。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、（株）日立ハイテクノロジーズ社製、ＦＥ−ＳＥＭ４８００）測定により、付着物の種類を特定した。

＜付着物の個数＞
○：付着物のカウント数が１５未満であった。
△：付着物のカウント数が１５以上２０未満であった。
×：付着物のカウント数が２０以上であった。

［加工レート評価］
ガラス基板の鏡面研磨工程の前後におけるガラス基板の重量から、加工レートを算出した。

＜加工レート＞
Ａ：加工レートが比較例１に対して９０％を超えた。
Ｂ：加工レートが比較例１に対して８０％を超え９０％以下であった。
Ｃ：加工レートが比較例１に対して７０％を超え８０％以下であった。
Ｄ：加工レートが比較例１に対して７０％以下であった。

［リードライト試験］
実施例１〜６および比較例１〜２にて得られたガラス基板の主表面の上に磁性膜（記録層）を設けて情報記録媒体とした。具体的には、ガラス基板側から、Ｎｉ−Ａｌからなる下地層（厚み約１００ｎｍ）、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔからなる記録層（厚み２０ｎｍ）、ＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄＬｉｋｅＣａｒｂｏｎ）からなる保護膜（厚み５ｎｍ）を順次積層した。得られた磁気記録媒体について、ＤＦＨ機構を搭載した磁気ヘッドで、リードライト試験を行い、エラーの発生枚数を記録した。サンプル数は、それぞれ５０枚とした。結果を表１に示す。

＜エラー発生枚数＞
◎：エラー発生枚数が５枚未満であった。
○：エラー発生枚数が５枚以上１０枚未満であった。
△：エラー発生枚数が１０枚以上であった（ただし、研磨液成分の凝集塊の存在によるエラーではなかった）。
×：エラー発生枚数が１０枚以上であった。

表１に示されるように、開口穴の最小曲率半径が２０μｍ以上１００μｍ以下の範囲から外れる比較例１の研磨パッドを使用して作製したガラス基板では、実施例１〜６の研磨パッドを使用して作製したガラス基板と比較して、付着物が多く、リードライト試験の結果も悪くなった。

一方、実施例１および実施例２の研磨パッドを使用して作製したガラス基板では、付着物が少なく、リードライト試験の結果も良好であった。さらに、実施例３の研磨パッドを使用して作製したガラス基板では、中帯領域の開口穴のみが最小曲率半径の条件を満たしているため、加工レート評価の結果も良好となった。

なお、実施例５の研磨パッドを使用して作製したガラス基板では、コロイダルシリカの凝集塊ではなく、酸化鉄の付着物が発生したことが判った。そのため、リードライト試験の結果は、酸化鉄の存在により良好とはならなかったものの、この結果は、コロイダルシリカの凝集塊によるものではないことが判った。すなわち、ｐＨ５．０未満の低ｐＨ条件では、酸化鉄の発生が懸念されるものの、コロイダルシリカの凝集による付着物は形成されないことが判った。

実施例６では研磨液が塩基性であるため洗浄性が低く、リードライト試験の結果は同様のパッドを用いた実施例３に若干及ばなかった。

１、７、１０研磨パッド
２、１４主表面
３中心孔
４、４’、８開口穴
５、９隔壁
６傾斜部
１１外周端
１２内周端
１３中帯領域
Ａガラス基板の公転方向
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３切り取り位置

本発明の一局面による研磨パッドは、ガラス基板の鏡面研磨工程において使用される研磨パッドであって、該研磨パッドは、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とは、隔壁により隔てられ、当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、該傾斜部は、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有し、前記主表面において３００μｍ四方の範囲に１０個以上の前記開口穴が存在するスウェードパッドである。

また、本発明の他の一局面によるガラス基板の製造方法は、研磨液を用いて、研磨パッドによりガラス基板を研磨する鏡面研磨工程を有するガラス基板の製造方法であって、前記鏡面研磨工程は、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とが、隔壁により隔てられ、当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、該傾斜部が、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有し、前記主表面において３００μｍ四方の範囲に１０個以上の前記開口穴が存在するスウェードパッドである研磨パッドを使用することを特徴とする。

Claims

ガラス基板の鏡面研磨工程において使用される研磨パッドであって、
該研磨パッドは、ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、
１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とは、隔壁により隔てられ、
当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、
該傾斜部は、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有することを特徴とする研磨パッド。
前記研磨パッドは、中心孔を有し、
前記開口穴は、前記研磨パッドの外端面から中心孔方向に１００ｍｍ以上、かつ、内端面から外周方向へ１００ｍｍ以上離れた中帯領域に形成されることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド。
研磨液を用いて、研磨パッドによりガラス基板を研磨する鏡面研磨工程を有するガラス基板の製造方法であって、
前記鏡面研磨工程は、
ガラス基板と接触する主表面に複数の開口穴を有し、
１の開口穴と該開口穴と隣り合う他の開口穴とが、隔壁により隔てられ、
当該隔壁の側面のうち、前記他の開口穴側の側面には、傾斜部が設けられ、
該傾斜部が、２０〜１００μｍの最小曲率半径を有する研磨パッドを使用することを特徴とするガラス基板の製造方法。
前記研磨液は、コロイダルシリカを含有することを特徴とする請求項３記載のガラス基板の製造方法。
前記研磨液のｐＨが、５．０以上７．０以下であることを特徴とする請求項３または４記載のガラス基板の製造方法。