(57)【要約】【課題】  被処理物を平面研磨加工する方法において、被処理物の面だれを防止または軽減することを目的とする。【解決手段】  被処理物１を平面研磨加工する方法であって、該被処理物１の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材２を供するステップと、該面だれ保護部材２が該被処理物１の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物１を平面研磨するステップとを含む被処理物１の平面研磨加工方法を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を平面研磨加工する方法であって、
該被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材を供するステップと、
該面だれ保護部材が該被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物を平面研磨するステップと
を含む被処理物の平面研磨加工方法。
【請求項２】
前記面だれ保護部材が開口部を有し、前記平面研磨するステップにおいて、前記面だれ保護部材の該開口部が前記被処理物の外縁部に隣接または近接して配置された状態で、前記被処理物を平面研磨する請求項１に記載の平面研磨加工方法。
【請求項３】
前記被処理物の外縁の形状と前記面だれ保護部材の前記開口部の形状とが実質的に相似であり、前記面だれ保護部材の前記開口部の寸法が、前記被処理物の外縁の寸法の１倍より大きく１．０５倍以下である請求項２に記載の平面研磨加工方法。
【請求項４】
前記面だれ保護部材が、加工キャリアである請求項１〜３のいずれかに記載の平面研磨加工方法。
【請求項５】
前記面だれ保護部材が、加工枠である請求項１〜３のいずれかに記載の平面研磨加工方法。
【請求項６】
前記面だれ保護部材の前記開口部の形状が、円状、擬似円状、楕円状または多角形状である請求項２〜５のいずれかに記載の平面研磨加工方法。
【請求項７】
被処理物を平面研磨加工する方法であって、
面だれ保護部材を該被処理物の縁部に隣接または近接して配置するステップであって、該面だれ保護部材の表面が、該被処理物の目標厚みとなる表面と略同一の高さとなるように、該面だれ保護部材を配置するステップと、
該面だれ保護部材が該被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物を平面研磨するステップと
を含む被処理物の平面研磨加工方法。
【請求項８】
前記研磨するステップにおいて、前記被処理物の両面を研磨する請求項１〜７のいずれかに記載の平面研磨加工方法。
【請求項９】
前記配置するステップにおいて、前記面だれ保護部材の表面が、前記被処理物の目標厚みとなる表面と平行であって、該表面との高さの差が２００μｍ以下となるように配置されている請求項７または８に記載の被処理物の平面研磨加工方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の方法により得られる平面研磨加工された被処理物。
【請求項１１】
被処理物を平面研磨加工する際に、該被処理物の縁部に隣接または近接して配置することで、該被処理物の面だれを保護するための面だれ保護部材であって、該被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理物の平面研磨加工方法に関し、特に、磁気記録の記録メディア基板、フォトマスク、デバイス等の製造における被処理物の平面研磨加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記録の記録密度（面密度）の向上は非常に急激で、ここ１０年間の間、年率５０％〜２００％の急激な向上が継続的に進んできた。量産レベルで７０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２（約１０．９Ｇｂｉｔ／ｃｍ２）の製品が出荷され、実験室レベルではその倍の１６０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２（約２４．８Ｇｂｉｔ／ｃｍ２）の面記録密度が報告されている。量産レベルの面記録密度は、３．５インチＨＤＤで１プラッター当たり８０Ｇｂｙｔｅに相当し、２．５インチＨＤＤでいうと１プラッター当たり４０Ｇｂｙｔｅに相当する。記録密度は今後も向上が期待されている。さらに、記録密度の上昇に伴い、今後は磁気記録基板の小口径化が進行していくと考えられる。
【０００３】
小口径化が進行し、単位面積当りの記録密度を上昇させる為には、磁気記録ヘッドのグライドハイトを低くすることが必要となってくる。具体的には、要求されるグライドハイトは、従来では３０ｎｍ程度であったが、今後は１０ｎｍ以下となると考えられる。当然、グライドハイトが低くなることで、基板面の平坦性の向上が必須となってくる。その場合、基板外縁部の面だれによる記録可能面積の減少が問題となる。
【０００４】
通常、２．５インチ基板の場合、外縁部の１〜２ｍｍ程度は面だれがあり、記録面としては使用できない場合があると考えられる。単純に計算した場合、基板面積の７〜１３％が面だれにより記録面として使用できないことになる。これが小口径の１．８９インチサイズの場合、面だれの影響で記録面としては使用できない領域は基板面積の９〜１７％となり、小口径になるほど面だれの影響が大きくなる。今後、小口径化が進むにつれ記録面積がより小さくなり、面だれによる記録面積のロスが大きな問題となって来ると考えられる。
【０００５】
また、フォトマスクにおいても、面だれがあると、像がぼやけてしまい、面だれは、今後更なるフォトマスクの極小化が進む上で大きな問題となって来ると考えられる。
【０００６】
従来は、面だれを防止するのに研磨布に溝を入れたり、加工中に外縁部を研磨布の外に飛び出させたり（オーバーラップ）して面だれを防止していた。また、硬度の大きい研磨布を用いて研磨することで面だれを防止してきた。しかし、研磨布が硬くなると、面だれはある程度改善するものの、研磨した基板面に傷が発生しやすくなる問題がある。
【特許文献１】特開平５−３２６４６８（川崎製鉄）Ｓｉウェハー面だれ改善
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、被処理物を平面研磨加工する方法において、被処理物の面だれを防止または軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１の側面によると、被処理物を平面研磨加工する方法であって、該被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材を供するステップと、該面だれ保護部材が該被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物を平面研磨するステップとを含む被処理物の平面研磨加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の側面によると、被処理物を平面研磨加工する方法であって、面だれ保護部材を該被処理物の縁部に隣接または近接して配置するステップであって、該面だれ保護部材の表面が、該被処理物の目標厚みとなる表面と略同一の高さとなるように、該面だれ保護部材を配置するステップと、該面だれ保護部材が該被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物を平面研磨するステップとを含む被処理物の平面研磨加工方法が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の側面によると、上記方法により得られる平面研磨加工された被処理物が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の側面によると、被処理物を平面研磨加工する際に、該被処理物の縁部に隣接または近接して配置することで、該被処理物の面だれを保護するための面だれ保護部材であって、該被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
以下に詳細に説明するように、本発明によると、被処理物を平面研磨加工する方法において、被処理物の面だれを防止または軽減することができる。例えば、本発明にかかる平面研磨加工方法を磁気記録媒体の製造に適用した場合にあっては、磁気記録媒体用基板の面だれを改善し、面だれによる基板面の記録面積のロスを極力小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、以下に説明する実施の形態は本発明を限定するものではない。
【００１４】
上記したように、本発明の１の側面によると、被処理物を平面研磨加工する方法であって、該被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材を供するステップと、該面だれ保護部材が該被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、該被処理物を平面研磨するステップとを含む被処理物の平面研磨加工方法が提供される。
【００１５】
本発明にかかる平面研磨加工方法は、任意の被処理物の平面研磨加工に適用でき、特に、面だれを防ぐことが望まれる被処理物の平面研磨加工に適用することが好ましい。より具体的には、本発明は、磁気記録媒体用基板、フォトマスク用基板、デバイス用基板等の被処理物の平面研磨加工に適用することが好ましい。
【００１６】
被処理物の形状は、円状、擬似円状、環状、楕円状、多角形状などの任意の形状でよく、特に限定されるものではないが、板状の形状が好ましい。また、被処理物の被処理面である少なくとも１つの面は、実質的に平面であることが好ましい。この場合、片面研磨または両面研磨による平面研磨加工を好適に行うことができるためである。また、被処理物の材質は、ガラス、シリコン等が挙げられるが、平面研磨加工の目的に応じて適宜設定されるべきものであり、特に限定されるものではない。
【００１７】
なお、被処理物の目標厚み、すなわち、平面研磨加工後に望まれる被処理物の厚みは、平面研磨加工の目的に応じて適宜設定されるべきものであり、特に限定されるものではない。具体的には、特に限定されるものではないが、被処理物の目標厚みは、磁気記録媒体の製造に適用する場合には、０．０５〜５ｍｍ、フォトマスクの製造に適用する場合には、０．０５〜５ｍｍ、デバイスの製造に適用する場合には、０．０５〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００１８】
また、被処理物の初期厚み、すなわち、平面研磨加工前の被処理物の厚みは、平面研磨加工の目的に応じて適宜設定されるべきものであり、特に限定されるものではない。具体的には、特に限定されるものではないが、被処理物の初期厚みは、被処理物の目標厚みの１．０１〜１．５０倍とする、または、被処理物の目標厚みより１〜１０００μｍ大きいものとすることが好ましい。
【００１９】
上記したように、本発明にかかる平面研磨加工方法は、被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する面だれ保護部材を用い、面だれ保護部材が被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態で、平面研磨加工を行う。本発明によると、磁気記録媒体用基板やフォトマスク用基板等の被処理物の研磨工程において、被処理物の目標厚みに対して、所定の厚みを有する加工キャリアまたは加工枠等の面だれ保護部材を用いることで、面だれを防止することができる。なお、加工キャリアおよび加工枠については、後述する。
【００２０】
より具体的に説明すると、例えば、被処理物である基板の目標厚みが０．５０ｍｍである場合、０．５０ｍｍの厚みを有する加工キャリアを面だれ保護部材として用いることができる。ここで、研磨前の初期厚みが０．５３ｍｍの基板を加工キャリアの開口部内に配置し、所定の時間研磨を行うことで、面だれを生じることなしに、目標厚みの０．５０ｍｍの基板を完成させることができる。
【００２１】
図１に、（ａ）従来の平面研磨加工の態様を示す模式的な水平方向断面図、および（ｂ）本発明の平面研磨加工の態様を示す模式的な水平方向断面図を示す。以下に詳細に説明するように、例えば、加工キャリア２，１０２を用いて被処理物１を平面研磨加工する際には、被処理物が加工キャリアの開口部内に配置された状態で、研磨パッド等の研磨部材１０を被処理物の被処理面に押圧し、研磨部材を被処理物に対して摺動することで、被処理物を平面研磨することができる。
【００２２】
この際、従来の平面研磨加工にあっては、図１（ａ）に示すように、被処理物１の目標厚みに対して、約０．５倍〜０．７５倍の厚みを有する加工キャリア１０２が用いられていた。これは、研磨部材と加工キャリアとの間に発生する摩擦抵抗を軽減することで、加工キャリアおよび研磨部材の磨耗による劣化を軽減し、さらには、加工キャリアが外縁部にギア部を有する場合にあっては、ギア部への負荷を軽減するためである。また、目標厚が若干異なる被処理物であっても、加工キャリアの厚みが充分薄いので転用が可能であるためである。この場合、図１（ａ）中、矢印で示すように、一般に弾性を有する研磨布等の研磨部材１０が、被処理物１の縁部に強く当たり、面だれが生じると考えられる。
【００２３】
一方で、本発明の平面研磨加工にあっては、図１（ｂ）に示すように、被処理物１の目標厚みに対して、被処理物の目標厚みの０．８倍以上の厚みを有する加工キャリア２を用いる。本発明によると、図１（ｂ）中、矢印で示すように、研磨部材１０は、加工キャリア２によってブリッジされるため、従来のように、研磨部材１０が、被処理物１の縁部に強く当たることはなく、面だれを防止または軽減することができる。
【００２４】
上記したように、面だれ保護部材の厚みは、被処理物の目標厚みの０．８倍以上であり、好ましくは０．９〜１．０１倍である。ただし、面だれ保護部材の厚みは、平面研磨に用いる研磨定盤の材質、研磨布の硬度などの研磨部材の特性に応じて、適宜設定することが好ましい。具体的には、硬質のパッドや研磨定盤等の研磨部材を用いる場合には、パッドの沈み込みが小さいので、面だれ保護部材の厚みを目標厚みと同等とすることが好ましい。一方で、軟質のパッド等の研磨部材を用いる場合は、面だれ保護部材の厚みを目標厚みより小さくすることが好ましい。
【００２５】
より具体的には、加工キャリアを用いて被処理物を平面研磨加工する場合であって、加工キャリアを面だれ保護部材として用いる場合にあっては、加工キャリアは、式Ｉを満たす厚みを有することが好ましい。
（Ｂ−Ａ）／Ｂ≦０．２  ・・・式Ｉ
（式中、Ａは、加工キャリアの厚みを示し、Ｂは、被処理物の目標厚みを示す。）
【００２６】
このように、（Ｂ−Ａ）／Ｂの値が０．２以下となる厚みを有する加工キャリアを用いると、上記したように、面だれを防止または軽減できる。逆に、（Ｂ−Ａ）／Ｂの値が０．２を超える厚みを有する加工キャリアを用いて同様に研磨し、被処理物を目標厚みに仕上げた場合、面だれが起こる場合がある。
【００２７】
また、加工枠を用いて被処理物を平面研磨加工する場合であって、加工枠を面だれ保護部材として用いる場合にあっては、加工枠は、式IIを満たす厚みを有することが好ましい。
（Ｂ−Ｃ）／Ｂ≦０．２  ・・・式II
（式中、Ｂは、被処理物の目標厚みを示し、Ｃは、加工枠の厚みを示す。）
【００２８】
このように、（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値が０．２以下となるように加工枠の厚みを設定することで、面だれを防止または軽減できる。なお、加工キャリアと加工枠とを用い、加工枠が、加工キャリアと被処理物との間に配置された状態で、すなわち、加工枠が、加工キャリアの開口部内に配置され、さらに被処理物が、加工枠の開口部内に配置された状態で、平面研磨する場合にあっては、加工キャリアの厚みが上記式Ｉを満たし、加工枠の厚みが上記式IIを満たすことで、さらに面だれを防止できる。しかしながら、加工キャリアと加工枠とを用いる場合にあっては、加工枠の厚みが上記式IIを満たす場合、必ずしも加工キャリアの厚みが上記式Ｉを満たす必要はない。
【００２９】
なお、面だれ保護部材の厚みは、被処理物の目標厚みより大きくてもよい。具体的には、上記（Ｂ−Ａ）／Ｂまたは（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値はマイナスであってもよい。これは、面だれ保護部材の厚みを被処理物の目標厚みより大きく設定にした場合、被処理物と共に面だれ保護部材を目標厚みまで研磨加工することにより、目的を達成できるからである。この場合、面だれ保護部材の材質は被処理物より加工性が良いものか同等のものを選ぶことが好ましい。面だれ保護部材の厚みを被処理物の目標厚みより大きく設定にすることで、面だれ保護部材の加工性が被処理物より遅くなると、加工面が湾曲するなどの問題が発生するおそれがあるためである。このように、面だれ保護部材の厚みを被処理物の目標厚みより大きく設定し、被処理物を目標厚まで面だれ保護部材ごと研磨することで、より好適に面だれを生じることなく、平面研磨された被処理物を完成させることができる。加工キャリアの厚みを被処理物の目標厚みより大きく設定することもできるが、加工工程でのコストを考えると、面だれ保護部材の厚みを被処理物の目標厚みより大きく設定する場合は、加工枠を面だれ保護部材として用いることが好ましい。
【００３０】
また、本発明の別の側面によると、面だれ保護部材を被処理物の縁部に隣接または近接して配置する際に、面だれ保護部材の表面が、被処理物の目標厚みとなる表面（すなわち、研磨後の被処理面）と略同一の高さとなるように、面だれ保護部材を配置することで、上記したものと同様に本発明の目的を達成することができる。換言すると、被処理物を目標厚みまで平面研磨した際に、被処理物の被処理面と、面だれ保護部材の研磨部材側の表面との段差の高さが所定の長さ以下となるように、面だれ保護部材の厚みを設定することで、上記したものと同様に本発明の目的を達成することができる。特に、面だれ保護部材の表面が、被処理物の目標厚みとなる表面と平行であって、該表面との高さの差が、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは１〜５μｍ以下となるように配置されていることが好ましい。特に、被処理物の目標厚みが１〜１０００μｍである場合に、このような面だれ保護部材の厚みが有効である。ここで、面だれ保護部材の表面と被処理面との高さの差または段差の高さは、面だれ保護部材の表面と被処理面と間の、被処理面と垂直な方向における距離をいうものとする。
【００３１】
ここで、面だれ保護部材が被処理物の縁部に隣接または近接して配置された状態は、被処理物の縁部の少なくとも一部、好ましくは全体に、研磨部材をブリッジできるように面だれ保護部材が配置された状態をいい、平面研磨加工する際に、研磨部材が被処理物の縁部へ強く接触することが軽減されるように、隣接または近接して配置された状態をいう。なお、面だれ保護部材の配置の態様は、望まれる面だれ防止の程度、被処理物および研磨部材の特性、作業性等に応じて適宜設定することが好ましい。なお、被処理物の縁部は、被処理物の外縁部のほか、被処理物が開口部を有する場合には、被処理物の内縁部を含む。より具体的には、面だれ保護部材は、被処理物の外側に配置することができる。この場合は、加工キャリアまたは加工枠を面だれ保護部材とすることができる。また、ハードディスク用基板の様に、被処理物が開口部を有する場合、すなわち、被処理物の形状が環状等である場合にあっては、面だれ保護部材は、さらに、被処理物の開口部の内側にも配置することもできる。この場合は、加工枠を面だれ保護部材とすることができる。
【００３２】
面だれ保護部材を、被処理物の外側に配置する場合にあっては、面だれ保護部材が開口部を有することが好ましく、平面研磨するステップにおいて、面だれ保護部材の開口部が被処理物の外縁部に隣接または近接して配置された状態で、すなわち、被処理物が、面だれ保護部材の開口部内に配置された状態で、被処理物を平面研磨することが好ましい。これにより、より好適に、面だれ保護部材を、被処理物の外縁部に隣接または近接して配置することができ、被処理物の外縁の面だれを好適に防止または軽減することができる。
【００３３】
この場合、面だれ保護部材の開口部は、平面研磨するステップにおいて、被処理物をはめ込むための開口部であり、被処理物の外縁部に隣接または近接して配置し得る形状および寸法を有することが好ましく、その開口部の形状および寸法は、被処理物の形状および寸法に応じて適宜決定することができる。より具体的には、面だれ保護部材の開口部の形状は、被処理物の外縁の形状と実質的に相似であることが好ましい。すなわち、平面研磨加工に供する被処理物の形状に応じて、面だれ保護部材の開口部の形状が、円状、擬似円状、楕円状、多角形状であることが好ましい。
【００３４】
また、面だれ保護部材の開口部の寸法が、被処理物の外縁の寸法の１倍より大きく１．０５倍以下であることが好ましい。例えば、面だれ保護部材の開口部の形状が円状であり、被処理物の外縁の形状が円状である場合にあっては、面だれ保護部材の開口部の直径が、被処理物の外縁の直径の１倍より大きく１．０５倍以下であることが好ましい。特に、両面研磨加工を行う場合にあっては、面だれ保護部材の開口部の寸法が、被処理物の外縁の寸法の１．０００１倍より大きく１．０２倍以下であることが好ましい。また、片面研磨加工を行う場合にあっては、面だれ保護部材の開口部の寸法が、被処理物の外縁の寸法の１．０００１倍より大きく１．０４倍以下であることが好ましい。
【００３５】
面だれ保護部材の開口部と被処理物との間の隙間が大きすぎると、隙間への研磨部材の沈み込みにより面だれが大きくなってしまうおそれがある。また、上記隙間が大きすぎると、被処理物の研磨中に面だれ保護部材の開口部内で被処理物が必要以上に動き、面だれを発生させてしまう場合がある。さらに、研磨液を用いて平面研磨加工を行う場合にあっては、上記隙間に研磨液が滞留し、必要以上に被処理物の外縁部を削り落とすことで、面だれが発生する場合がある。これらを防止するために、上記隙間を極力小さくし、面だれを防止すると好ましい。一方で、上記隙間が小さすぎると、面だれ保護部材の開口部への被処理物の出し入れがし辛くなり作業性が低下する場合がある。また、研磨砥粒を用いて平面研磨加工を行う場合にあっては、用いる研磨砥粒によっては、研磨砥粒が隙間にかみ込んでしまい、均一な研磨ができなくなる場合がある。さらに、一般に、両面研磨加工を行う場合にあっては、被処理物を加工キャリアに配置し研磨する際、加工中に被処理物が開口部内で回転することで均一な研磨がされる。このため、被処理物と面だれ保護部材の開口部との間に、一定の隙間が必要である。一方で、一般に、片面研磨加工を行う場合にあっては、被処理物を固定して加工を行うため、被処理物自体が回転することはない。このため、上記隙間はできるだけ小さくした方が好ましい。
【００３６】
より具体的には、開口部を有する加工キャリアを用いて被処理物を平面研磨加工する場合であって、加工キャリアを被処理物の外側に配置し、面だれ保護部材として用いる場合にあっては、加工キャリアの開口部の形状は、被処理物の外縁の形状と実質的に相似であることが好ましい。すなわち、被処理物の形状に応じて、加工キャリアの開口部の形状が、円状、楕円状、多角形状であることが好ましい。
【００３７】
特に、加工キャリアの開口部の形状が円状であり、被処理物の外縁の形状が円状である場合にあっては、加工キャリアの開口部の直径が、式IIIを満たすことが好ましい。
（Ｄ−Ｅ）／Ｅ≦０．０５  ・・・式III
（式中、Ｄは、加工キャリアの開口部の直径を示し、Ｅは、被処理物の外径を示す。）
【００３８】
また、開口部を有する加工枠を用いて被処理物を平面研磨加工する場合であって、加工枠を被処理物の外側に配置し、面だれ保護部材として用いる場合にあっては、加工枠の開口部の形状は、被処理物の外縁の形状と実質的に相似であることが好ましい。すなわち、被処理物の形状に応じて、加工枠の開口部の形状が、円状、楕円状、多角形状であることが好ましい。
【００３９】
特に、加工枠の開口部の形状が円状であり、被処理物の外縁の形状が円状である場合にあっては、加工枠の開口部の直径が、式IVを満たすことが好ましい。
式IVを満たす直径を有する円状
（Ｆ−Ｅ）／Ｅ≦０．０５  ・・・式IV
（式中、Ｅは、被処理物の外径を示し、Ｆは、加工枠の内径を示す。）
【００４０】
また、上記したように、被処理物が開口部を有し、面だれ保護部材を、被処理物の開口部の内側に配置する場合にあっては、平面研磨するステップにおいて、面だれ保護部材が被処理物の内縁部に隣接または近接して配置された状態で、すなわち、面だれ保護部材が、被処理物の開口部内に配置された状態で、被処理物を平面研磨することが好ましい。これにより、より好適に、面だれ保護部材を、被処理物の内縁部に隣接または近接して配置することができ、被処理物の内縁の面だれを好適に防止または軽減することができる。
【００４１】
この場合、面だれ保護部材は、被処理物の開口部、すなわち内縁部に隣接または近接して配置し得る形状および寸法を有することが好ましく、その形状および寸法は、被処理物の開口部の形状および寸法に応じて適宜決定することができる。より具体的には、面だれ保護部材の形状は、被処理物の内縁の形状と実質的に相似であることが好ましい。すなわち、平面研磨加工に供する被処理物の開口部の形状に応じて、面だれ保護部材の形状が、円状、擬似円状、楕円状、多角形状であることが好ましい。
【００４２】
また、被処理物が開口部を有し、面だれ保護部材を、被処理物の開口部の内側に配置する場合にあっては、面だれ保護部材を、被処理物の外側に配置する場合と同様の理由で、面だれ保護部材の寸法が、被処理物の開口部の寸法の０．９５倍以上であり１倍より小さいことが好ましい。例えば、面だれ保護部材の形状が円状であり、被処理物の開口部の形状が円状である場合にあっては、面だれ保護部材の開口部の直径が、被処理物の外縁の直径の０．９５倍以上であり１倍より小さいことが好ましい。特に、両面研磨加工を行う場合にあっては、面だれ保護部材の寸法が、被処理物の開口部の寸法の０．９５倍以上であり１．０倍より小さいことが好ましい。また、片面研磨加工を行う場合にあっては、面だれ保護部材の寸法が、被処理物の開口部の寸法の０．９９倍以上であり１．０倍より小さいことが好ましい。
【００４３】
また、別の側面によると、被処理物と面だれ保護部材との間の距離が、好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１〜０．３ｍｍとなるように、面だれ保護部材の形状および寸法を設定することで、上記したものと同様に本発明の目的をより好適に達成することができる。特に、被処理物の寸法が１０〜３０ｍｍである場合に、このような面だれ保護部材の形状および寸法が有効である。ここで、被処理物の寸法は、被処理物の被処理面のいずれかの方向の長さのうち最も長いもの（例えば、被処理物が円状の場合にあっては被処理物の直径）をいうものとする。
【００４４】
図２に、本発明の平面研磨加工の態様を示す模式的な平面図を示す。図２（ａ）は、環状の被処理物１を、加工キャリア２および加工枠３，４を用いて平面研磨加工する態様を示す。図２（ａ）の態様にあっては、４つの円状の開口部を有する円状の加工キャリア２、円状の開口部を有する円状の外縁用加工枠３、および円状の内縁用加工枠４を用いる。加工キャリア、外縁用加工枠および内縁用加工枠の各々の厚みは、上記したように被処理物の厚みに対して所定の範囲のものとする（図示せず）。加工キャリアの開口部内に外縁用加工枠が配置され、外縁用加工枠の開口部内に被処理物が配置され、さらに、被処理物の開口部内に内縁用加工枠が配置し、平面研磨加工を行う。また、図２（ｂ）の態様にあっては、四角形状の被処理物１を、加工キャリア２および加工枠３を用いて平面研磨加工する態様を示す。図２（ｂ）の態様にあっては、４つの四角形状の開口部を有する円状の加工キャリア２、および四角形状の開口部を有する四角形状の外縁用加工枠３を用いる。また、図２（ｃ）の態様にあっては、四角形状の被処理物１を、加工キャリア２および加工枠３を用いて平面研磨加工する態様を示す。図２（ｃ）の態様にあっては、４つの円状の開口部を有する円状の加工キャリア２、および四角形状の開口部を有する円状の外縁用加工枠３を用いる。図２（ｂ）（ｃ）の態様においても、加工キャリアおよび外縁用加工枠の各々の厚みは、上記したように被処理物の厚みに対して所定の範囲のものとする（図示せず）。加工キャリアの開口部内に外縁用加工枠が配置され、外縁用加工枠の開口部内に被処理物が配置され、平面研磨加工を行う。このように所定の厚みの加工キャリアおよび加工枠を配置することで、面だれを起こすことなく、被処理物を平面研磨加工することができる。
【００４５】
このように、面だれ防止部材は、被処理物の外周のみならず、ハードディスク用基板のように内側に開口部を有するものにも適用可能であり、本発明によると、被処理物の内縁部の面だれも防止できる。このように、本発明は、多用な形状に対応でき、磁気記録媒体用基板やフォトマスク用基板等の研磨以外でもその用途は広く限定されるものではないことがわかる。
【００４６】
面だれ保護部材の材質は、特に限定されるものではなく、ガラスエポキシ、エポキシ、ポリウレタン、カーボン、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、ＳＵＳ、カーボン、アラミド、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳなどが挙げられる。
【００４７】
特に、加工キャリアを面だれ保護部材として用いる場合にあっては、特に限定されるものではないが、加工キャリアの材質として、材料として入手し易いことから、ガラスエポキシ、エポキシ、ポリウレタン、カーボン、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、ＳＵＳ、カーボン、アラミド、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳなどが挙げられる。加工キャリアの材質は加工する被処理物の材質や用途によっても異なるが、ガラスエポキシ、エポキシ、真鍮、ＳＵＳ等が一般的に用いられる。なお、加工キャリアの厚みがほぼ被処理物の目標厚みとなるので、加工キャリアの材質は、研磨条件や使用する研磨液に対し、耐磨耗性、耐薬品性を有することが好ましい。
【００４８】
また、加工枠を面だれ保護部材として用いる場合にあっては、加工キャリアと同じく特に限定されるものではないが、加工枠の材質として、材料として入手し易いことから、ガラスエポキシ、エポキシ、ポリウレタン、カーボン、鉄、銅、真鍮、アルミニウム、ＳＵＳ、カーボン、アラミド、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳなどが挙げられる。なお、加工枠の材質は、研磨条件や使用する研磨液に対し、耐薬品性があることが好ましい。なお、加工枠は、被処理物と類似した材料とすることもできる。加工キャリアは、繰り返し使用することが好ましいが、加工枠は、使い捨てとすることができ、被処理物と同様に研磨されるものでもよい。この場合、上記したように、加工枠の（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値はマイナスであっても構わない。一方で、加工枠に耐磨耗性の材料を用いた場合であれば、（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値は０〜０．２にすることが好ましい。
【００４９】
なお、平面研磨加工とは、片面研磨加工および両面研磨加工を含み、片面研磨機または両面研磨機を用いて行うことができる。すなわち、本発明にかかる平面研磨加工は、両面研磨機を用いる場合はもとより、通常キャリアを使用する必要のない片面研磨機であっても、面だれ保護部材として加工枠を用いることで同様の効果が得られる。以下、片面研磨加工および両面研磨加工について説明する。
【００５０】
図３に、片面研磨機により本発明の平面研磨加工を行う態様を示す模式図を示す。特に限定されるものではないが、図３に示すように、片面研磨加工の場合は、研磨部材として、円形の定盤に溝切りを行ったものや、定盤１１の上に研磨パッド１２を貼り付けた回転式円形定盤１０を用いることができる。さらに、回転可能な固定治具１３に被処理物１を貼り付ける。この際、上記所定の厚みを有する加工枠３も同時に固定治具に貼り付けてもよいし、加工枠を、固定治具に貼り付けられた被処理物にはめ込んでもよい。この際、所定の厚みを有する加工枠と被処理物とを、固定治具の同一平面上に設置する。さらに、固定治具に貼り付けられた被処理物を回転式定盤に水平に接触させて、回転式定盤を被処理物の被処理面に押圧し、回転式定盤および固定治具を各々回転させることで、回転式定盤を被処理物に対して摺動させることで、被処理物を平面研磨することができる。この際、研磨砥粒を添加しながら研磨を行っても良い。
【００５１】
図４に、両面研磨機により本発明の平面研磨加工を行う態様を示す模式図を示す。特に限定されるものではないが、図４に示すように、両面研磨加工の場合は、上下一組の研磨部材１０を用い、各研磨部材として、円形の定盤に溝切りを行ったものや、定盤１１の上に研磨パッド１２を貼り付けた回転式円形定盤を用いることができる。さらに、上記所定の厚みを有する加工キャリアに被処理物を配置し、被処理物と加工キャリアとを上下定盤の間に配置する。さらに、加工キャリア内に配置された被処理物を、上下の回転式定盤により挟み込み、回転式定盤を被処理物の上下の被処理面に押圧し、回転式定盤を各々回転させることで、回転式定盤を被処理物に対して摺動することで、同時に被処理物の両面を平面研磨することができる。この際、研磨砥粒を添加しながら研磨を行っても良い。
【００５２】
ここで、図４に示すように、加工キャリアは、被処理物の両面研磨において被処理物を固定する治具であると共に、沿具自身が自転するものとすることができる。加工キャリアを面だれ保護部材として利用する利点として、キャリアの厚みをコントロールすることで、被処理物の面だれが従来のキャリアを用いるよりも飛躍的に向上することが挙げられる。特に、製造工程を増加させずに面だれを改善できることから、同一被処理物の大量生産に有効である。なお、加工キャリアは、被処理物を内部に配置できる形状であればよく、１個または複数の被処理物を固定できる大きさのものを用いることができる。
【００５３】
また、図３に示すように、加工枠は、片面研磨のように加工キャリアを用いる必要がない場合であっても、被処理物の外周に配置することができる。また、図２に示したように、加工枠は、両面研磨加工を行う場合であっても、加工キャリアと被処理物との間に配置することが出来る。加工枠を面だれ保護部材として利用する利点として、加工枠の厚みをコントロールすることで異なる目標厚みの被処理物に対応できることが挙げられる。このため、加工枠を面だれ保護部材として利用することは、多品種少量生産に特に有効である。
【００５４】
また、特に限定されるものではないが、研磨部材として、円形の定盤に溝切りを行ったものや、定盤の上に研磨布を貼り付けた回転式円形定盤を用いることができる。なお、硬質の研磨布として、硬質ポリウレタン系のMHN15A（ロデール製）、LP-57やLP-87（高砂貿易製）、GM2009ZS（丸石産業製）、硬質不織布系のSuba800（ロデール製）、N0573（カネボウ製）が挙げられる。また、軟質の研磨布として、不織布系として、Suba400（ロデール製）、K0017（カネボウ製）、スエート系として、N0048、N0054、N0058（カネボウ製）、Supreme RN-H（ロデール製）、シーガル7355（東レコーテックス）が挙げられる。
【実施例】
【００５５】
以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、以下に説明する実施例は本発明を限定するものではない。
【００５６】
［実験例１〜７］
被処理物として、単結晶シリコンを用いた、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚み０．６５ｍｍの基板を準備した。また、加工キャリアとして、材質がガラスエポキシであり、開口部の直径が６５．５ｍｍであり、表１、２に示すように、加工キャリアの厚みをＡ、被処理物の目標厚みをＢとしたときの（Ｂ−Ａ）／Ｂの値が０〜０．３となる厚みを有するものを準備した。研磨布を不織布であるＳｕｂａ４００（ロデール製）とし、研磨液（コロイダルシリカ日産化学製：５％−ＳＳＳ）を用いて、６Ｂ両面研磨機にて各々、被処理物の厚みが目標厚みである０．６０ｍｍとなるまで、所定の時間研磨を行った。研磨後、洗浄および乾燥し、被処理物の外縁部の面だれをＯＳＡを用いて観察した。
【００５７】
［実験例８〜１６］
実験例１で用いたものと同様の基板を準備した。また、加工キャリアとして、材質がＳＵＳ３０４であり、表１、２に示すように、加工キャリアの開口部の直径をＤ、被処理物の外径をＥとしたときの（Ｄ−Ｅ）／Ｅの値が０〜０．１となる開口部の直径を有し、厚みが目標厚みと等しい０．６０ｍｍであるものを準備した。これらの被処理物および加工キャリアを用いて実験例１と同様の条件で研磨を行い、被処理物の外縁部の面だれをＯＳＡを用いて観察した。
【００５８】
［実験例１７〜２５］
実験例１で用いたものと同様の基板を準備した。また、加工キャリアとして、材質がエポキシであり、開口部の直径が７５ｍｍであり、厚みが０．５０ｍｍであるものを準備した。さらに、加工枠として、材質がＳＵＳ３０４であり、表１に示すように、加工枠の開口部の直径をＦ、被処理物の外径をＥとしたときの（Ｆ−Ｅ）／Ｅの値が０〜０．１となる開口部の直径を有し、厚みが０．５７ｍｍであるものを準備した。これらの被処理物、加工キャリアおよび加工枠を用いて実験例１と同様の条件で研磨を行い、被処理物の外縁部の面だれをＯＳＡを用いて観察した。
【００５９】
［実験例２６〜３４］
実験例１で用いたものと同様の基板を準備した。また、加工キャリアとして、材質が真鍮であり、開口部の直径が７５ｍｍであり、厚みが０．５０ｍｍであるものを準備した。さらに、加工枠として、材質がカーボンであり、開口部の直径が６６．３ｍｍであり、表１に示すように、加工枠の厚みをＣ、被処理物の目標厚みをＢとしたときの（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値が−０．２〜０．３となる開口部の直径を有するものを準備した。これらの被処理物、加工キャリアおよび加工枠を用いて、アルミナ系の研磨液を用いたこと以外は実験例１と同様の条件で研磨を行い、被処理物の外縁部の面だれをＯＳＡを用いて観察した。
【００６０】
［面だれ観察］
ＯＳＡ（Optical Surface Analyzer、Candela製）を用いて、研磨後の被処理物の外縁部の面だれ観察を行った。研磨後の各被処理物を、その最外縁部から内側にかけ１７ｍｍについてスキャンし、面だれ幅を確認した。図５に、実験例により得られた研磨後の被処理物のＯＳＡによる面だれ観察の結果を示す。図５（ａ）は、実験例７の結果を、図５（ｂ）は、実験例３の結果を示す。グラフ中、縦軸は高さ、横軸は幅を示す。
【００６１】
また、各実験例により得られた研磨後の被処理物について、面だれ幅を、以下のように求めた。内側から外周部に向かって平坦部に直線を引き、その直線より外れた点を外周端部より何ｍｍかを計測し、面だれの数値とした。（図５（ａ）参照）表１に、各実験例に用いた加工キャリアおよび加工枠の材質、厚さおよび開口部直径をします。また、表２に、各実験例における被処理物と加工キャリアおよび／または加工枠との厚さおよび寸法の関係、ならびに研磨後の被処理物の面だれ幅を示す。なお、表２において、被処理物と加工キャリア（または加工枠）との差は、加工枠を用いない場合（実施例１〜１６）にあっては、被処理物と加工キャリアとの差、加工枠を用いた場合（実施例１７〜３４）にあっては、被処理物と加工枠との差を示す。また、表２において、被処理物と加工キャリア（または加工枠）との厚みの差は、研磨後の厚みの差を示す。すなわち、目標厚みよりも大きい厚みを有する加工枠を用いた場合（実施例２６〜２８）にあっては、研磨後の被処理物と加工枠との厚みの差は０ｍｍとなる。
【００６２】
【表１】
2005288558.tif 000003
【００６３】
【表２】
2005288558.tif 000004
【００６４】
［加工キャリアの厚みの検討］
表１の実験例１〜７に示すように、加工キャリアの厚みをＡ、被処理物の目標厚みをＢとしたときの（Ｂ−Ａ）／Ｂの値が０．２を超える場合にあっては、研磨後の被処理物の外縁部には７ｍｍ程度の面だれが発生していた。一方で、（Ｂ−Ａ）／Ｂの値が０．２以下の場合にあっては、研磨後の被処理物の外縁部の面だれは改善していた（図５（ｂ）矢印参照）。同様に、表１の実験例２６〜３４に示すように、加工枠の厚みが、（Ｂ−Ｃ）／Ｂの値が０．２を超える場合にあっては、大きな面だれが発生していたが、０．２以下の場合、面だれは改善していた。
【００６５】
［加工キャリアの開口部径の検討］
表１の実験例８〜１６に示すように、加工キャリアの開口部と被処理物の外径との隙間が小さくなるにつれ、面だれがさらに改善した。同様に、表１の実験例１７〜２５に示すように、加工枠の寸法を所定の範囲に設定することで、面だれが改善した。しかし、加工キャリアまたは加工枠の開口部径と被処理物の外径が全く同じキャリアの場合、製造誤差により、加工キャリアまたは加工枠の開口部に収まらない被処理物も出てくるため、若干でも加工キャリアまたは加工枠の開口部径を大きくすることが好ましい。
【００６６】
このように、被処理物と加工キャリアまたは加工枠の開口部との隙間が小さすぎると、被処理物の出し入れがし辛くなったり、研磨砥粒によっては隙間にかみ込んでしまい、均一研磨ができなくなる場合がある。しかしながら、隙間が大きすぎると、表１の実験例１４〜１６および２３〜２５に示すように、加工キャリアや加工枠の開口部内で必要以上に被処理物が動き、また、研磨パッドの沈み込みが発生するため、面だれが大きくなってしまうと考えられる。
【００６７】
さらに、Ｚｙｇｏ（Ｚｙｇｏ社製で型番：GPI-XPであり、その原理は測定物と参照面（原器）からのレーザー反射光の干渉を利用して表面形状誤差（平坦度、球面度）を高精度に測定する装置である。）により、研磨後の被処理物の外縁部の外観観察を行った。図６、７に、実験例により得られた研磨後の被処理物のＺｙｇｏによる外観観察の結果を示す。図６は、実験例７の結果を、図７は、実験例３の結果を示す。これらのＺｙｇｏの結果からも、本発明により面だれを防止できることが分かる。
【００６８】
上記したことから明らかなように、本発明によると、加工キャリアまたは加工枠の厚みを、所定の範囲に設定することで、また、加工キャリアまたは加工枠の開口部を、所定の範囲に設定することで、被処理物の面だれを好適に防止することができた。このため、本発明によると、面だれによる磁気記録基板の有効記録面積の減少を防止し、特に小口径の基板の有効記録面積を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）従来の平面研磨加工の態様を示す模式的な水平方向断面図、および（ｂ）本発明の平面研磨加工の態様を示す模式的な水平方向断面図を示す。
【図２】本発明の平面研磨加工の態様を示す模式的な平面図を示す。
【図３】片面研磨機により本発明の平面研磨加工を行う態様を示す模式図を示す。
【図４】両面研磨機により本発明の平面研磨加工を行う態様を示す模式図を示す。
【図５】実験例により得られた研磨後の被処理物のＯＳＡによる面だれ観察の結果を示す。
【図６】実験例により得られた研磨後の被処理物のＺｙｇｏによる外観観察の結果を示す。
【図７】実験例により得られた研磨後の被処理物のＺｙｇｏによる外観観察の結果を示す。
【符号の説明】
【００７０】
１：被処理物
２、１０２：加工キャリア
３：外縁用加工枠
４：内縁用加工枠
１０：研磨部材
１１：定盤
１２：研磨パッド
１３：固定治具
【図１】
2005288558.tif 000005
【図２】
2005288558.tif 000006
【図３】
2005288558.tif 000007
【図４】
2005288558.tif 000008
【図５】
2005288558.tif 000009
【図６】
2005288558.tif 000010
【図７】
2005288558.tif 000011