(57)【要約】【課題】円板状基板の研磨における研磨量を適正に制御することができ、研磨後の円板状基板の品質のばらつきを抑制すること。【解決手段】ドーナツ状ガラスブロック４０をディスクホルダ１１に収納する。ドーナツ状ガラスブロック４０の少なくとも内周端面に研磨液を供給する。研磨ブラシ１３をドーナツ状ガラスブロック４０の中空部に挿入し、ブラシ回転軸１２を中心として回転させて、内周端面を研磨する。制御部２０が実回転速度のデータを所定時間モニタリングして、実回転速度の平均値を算出し、実回転速度の代表値とする。制御部２０は、実回転速度の代表値に基づいてａ×実回転速度の代表値＋ｂ（ａ，ｂ：ブラシ毎および設定回転速度毎に予め算出した係数）を計算して、端面研磨処理の開始から終了までの研磨加工時間を算出する。研磨装置１において、算出した研磨加工時間だけ端面研磨処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状基板の端面に研磨液を供給するとともに、回転研磨手段を前記円板状基板の端面に接触させつつ回転させて前記端面を研磨する端面研磨処理を含む円板状基板の製造方法において、
前記端面研磨処理は、
前記回転研磨手段と前記円板状基板の端面との間の接触回転の負荷に応じて変動する前記回転研磨手段の実回転数を計測する計測ステップと、
前記実回転数に基づいて研磨加工時間を算出する算出ステップと、
前記端面研磨処理を、前記研磨加工時間で実行するように制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする円板状基板の製造方法。
【請求項２】
前記端面研磨処理は、複数枚の前記円板状基板を積層させた状態で、複数の前記円板状基板の端面を同時に研磨することを特徴とする請求項１に記載の円板状基板の製造方法。
【請求項３】
前記算出ステップが、前記端面研磨処理における目標研磨量と端面研磨処理を開始する前に設定される推定研磨レートとに基づいて算出される最大研磨加工時間未満の所定時間で計測した、前記回転研磨手段における実回転速度の平均値または前記所定時間での回転総数に基づいて、前記研磨加工時間を算出するステップであることを特徴とする請求項１または２に記載の円板状基板の製造方法。
【請求項４】
前記回転研磨手段に対して設定される回転速度が、６００ｒｐｍ以上５５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の円板状基板の製造方法。
【請求項５】
前記円板状基板は、ガラス基板であり、前記研磨液は、酸化セリウム、コロイダルシリカ、または酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の円板状基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円板状基板の端面を研磨する端面研磨工程を含む円板状基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ記憶装置などに搭載される磁気ディスク用のガラス基板においては、近年の高記録密度化や高速回転化に伴い、ガラス基板の表面の平滑化はもとより、加工精度、主に内外径精度や内外周端部形状にも高精度化が求められている。
【０００３】
このようなガラス基板の端面研磨方法として、特許文献１，２に記載の技術が提案されている。特許文献１には、遊離砥粒を含有した研磨液を用い、積層されたガラス基板に対して、研磨ブラシを内周端面または外周端面に回転接触させて研磨する方法が記載されている。また、特許文献１においては、研磨液の粘度、すなわち濃度を細かく管理する方法も開示されている。
【０００４】
特許文献２には、研磨ブラシまたは研磨パッドを用いて、積層されたガラス基板の内孔部に研磨液を供給し、この螺旋状の研磨ブラシまたは研磨パッドを回転させることによって生じる下方向の吸い込みを利用して、内周端面部に研磨液を供給して研磨を行う方法が開示されている。
【０００５】
近年、磁気ディスクの高記録密度化に伴って、ガラス基板の内外径精度や端部形状のさらなる高精度化が求められている。ところが、前述した従来の技術では、充分な精度を得ることができず、求められる品質を低コストで達成することが困難であった。
【０００６】
そこで、特許文献３には、ガラス基板に接触回転させる研磨ブラシまたは研磨パッドの駆動負荷検知を行い、回転軸方向に対して垂直な方向に当接位置を調整する制御を行うことによって、不良率を低減させて低コスト化を図る方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３４２１８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８５９２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１７４６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３に記載された方法では、例えば、研磨ブラシを回転させるためのモータに接続しているインバータの負荷電流出力をモニタリングする場合に、ノイズが小さい状態でトルクを制御することが困難であった。そのため、研磨されるガラス基板の品質のばらつきを抑制することが困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、ガラス基板等の円板状基板の端面研磨における研磨量を適正に制御することができ、研磨後の円板状基板の品質のばらつきを抑制することができる円板状基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る円板状基板の製造方法は、円板状基板の端面に研磨液を供給するとともに、回転研磨手段を円板状基板の端面に接触させつつ回転させて端面を研磨する端面研磨処理を含む円板状基板の製造方法において、端面研磨処理は、回転研磨手段と円板状基板の端面との間の接触回転の負荷に応じて変動する回転研磨手段の実回転速度を計測する計測ステップと、実回転速度に基づいて研磨加工時間を算出する算出ステップと、端面研磨処理を、研磨加工時間で実行するように制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る円板状基板の製造方法は、上記の発明において、端面研磨処理は、複数枚の円板状基板を積層させた状態で、複数の円板状基板の端面を同時に研磨することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る円板状基板の製造方法は、上記の発明において、算出ステップが、端面研磨処理における目標研磨量と端面研磨処理を開始する前に設定される推定研磨レートとに基づいて算出される最大研磨加工時間未満の所定時間で計測した、回転研磨手段における実回転速度の平均値または所定時間での回転総数に基づいて、研磨加工時間を算出することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る円板状基板の製造方法は、上記の発明において、回転研磨手段に対して設定される回転速度が、６００ｒｐｍ以上５５００ｒｐｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る円板状基板の製造方法は、上記の発明において、円板状基板は、ガラス基板であり、研磨液は、酸化セリウム、コロイダルシリカ、または酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る円板状基板の製造方法によれば、円板状基板の端面研磨における研磨量を適正に制御することができ、研磨後の円板状基板の品質のばらつきを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるガラス基板の研磨を行うガラス基板の研磨装置を示す構成図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態によるドーナツ状ガラスブロックを示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態による制御部が演算する時間演算式の導出を説明するための、研磨加工時間と実回転速度の代表値との相関関係を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の一実施形態によるガラス基板の研磨方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による実施例を示す図表である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による実施例に対応する比較例を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る円板状基板の製造方法について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。
【００１８】
なお、この一実施形態は、中心に円孔を有する円板状のガラス基板、すなわちドーナツ状のガラス基板を製造する方法に係るものである。このガラス基板は、たとえば厚さ０．６３５ｍｍ、外径６５．００ｍｍ、内径２０．０１ｍｍであり、ハードディスク装置の磁気ディスクに使用される。
【００１９】
まず、本発明の一実施形態によるガラス基板の研磨装置について説明する。図１は、この一実施形態によるガラス基板の研磨装置を示し、図２は、研磨されるドーナツ状ガラスブロックを示す。このガラス基板の研磨装置は、ドーナツ状ガラス基板の製造工程のうちの端面を研磨する端面研磨工程に用いられる。
【００２０】
図１に示すように、この一実施形態によるガラス基板の研磨装置１は、ディスクホルダ１１、研磨ブラシ１３、回転並進モータ１４、軸受１５、および制御部２０を有して構成されている。
【００２１】
ディスクホルダ１１は、ドーナツ状ガラスブロック４０を収納可能に構成されている。なお、図２に示すように、ドーナツ状ガラスブロック４０は、中空円盤状のドーナツ状ガラス基板４０ａを、例えばスペーサを介して複数枚積層したものである。また、図１に示すように、ディスクホルダ１１は、長手方向に対して直角の断面におけるドーナツ状ガラス基板４０ａの中空円盤の中心を軸として、自転可能に構成されている。
【００２２】
また、回転研磨手段である研磨ブラシ１３は、ブラシ回転軸１２とブラシ回転軸１２の外周部に円筒状に設けられたブラシ毛とを有する。ブラシ回転軸１２は、ディスクホルダ１１を長手方向に沿って貫通可能な棒状に構成されている。研磨ブラシ１３の寸法の一例を挙げると、例えば、直径が２２．０ｍｍで、長さが３００ｍｍである。また、ブラシ毛は、例えば、毛足の長さが１０ｍｍ程度の６−６ナイロンからなる。
【００２３】
ディスクホルダ１１は、円筒状の研磨ブラシ１３を、内部に挿入可能に構成されている。さらに、ディスクホルダ１１がドーナツ状ガラスブロック４０を収納した状態で、ドーナツ状ガラスブロック４０の中空部内に、研磨ブラシ１３を挿入することができる。
【００２４】
また、ブラシ回転軸１２の一端は、回転駆動手段としての回転並進モータ１４に連結され、他端は、軸受１５に軸受け支持される。回転並進モータ１４は、研磨ブラシ１３を、ブラシ回転軸１２を軸として自転させることができる。そのため、研磨ブラシ１３は、ドーナツ状ガラスブロック４０の中空部内に挿入された状態で回転することにより、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面を研磨することができる。また、回転並進モータ１４は、研磨ブラシ１３を、それらの長手方向に沿って往復させることができる。これにより、回転並進モータ１４は、研磨ブラシ１３を、ブラシ回転軸１２を中心として自転させつつ、長手方向に沿って往復させることができる。また、回転並進モータ１４は、回転駆動時において研磨ブラシ１３の実際の回転数（実回転数）を計測して、実回転数のデータを制御部２０に供給する。
【００２５】
この一実施形態による制御手段である制御部２０は、種々の演算処理を行う演算処理部２０ａと、各種データを記憶する記憶部２０ｂとを備える。この制御部２０は、ディスクホルダ１１の自転運動を制御可能に構成されているとともに、回転並進モータ１４の自転運動および往復運動を制御可能に構成されている。また、制御部２０は、回転並進モータ１４から供給された研磨ブラシ１３の実回転数のデータを、記憶部２０ｂに格納する。
【００２６】
制御部２０の記憶部２０ｂには、回転並進モータ１４から供給された実回転数のデータに基づいて、回転並進モータ１４の回転駆動時間、すなわち研磨ブラシ１３による端面研磨処理の時間である研磨加工時間を算出するための時間演算式および各種データを含むテーブルが格納されている。制御部２０の演算処理部２０ａは、記憶部２０ｂに格納された、回転並進モータ１４から供給された実回転数のデータおよびテーブルに基づいて時間演算式を用いることにより研磨ブラシ１３による研磨加工時間を算出する。そして、制御部２０は、算出した研磨加工時間に基づいて、回転並進モータ１４の駆動を制御することによって、研磨ブラシ１３の回転時間を制御する。
【００２７】
ここで、本発明者により案出された、上述した研磨ブラシ１３による研磨を制御する際に、制御部２０の演算処理部２０ａによって演算される時間演算式について説明する。
【００２８】
まず、本発明者は、ドーナツ状ガラス基板４０ａなどの円板状基板の端面を研磨する端面研磨処理、およびこの端面研磨処理に用いる研磨装置に関して、従来技術が有する問題を解決するために種々実験および検討を行った。その結果、研磨ブラシや研磨パッドなどの、回転しつつ研磨を行う回転研磨手段の円板状基板への負荷（接触回転負荷）が、研磨レートと相関関係を有することが見出された。
【００２９】
そこで、本発明者は、この相関関係についてさらに検討を進め、接触回転負荷を作用させつつ回転研磨手段を駆動させる回転駆動手段において、接触回転負荷に影響されて変動する実回転数が、研磨レートと相間関係にあることを新たに見出した。すなわち、接触回転負荷によって、回転研磨手段の回転速度（周速度）が変動し、回転速度が変動することで、実回転数が変動して研磨レートが変動することが見出された。なお、本明細書においては、実回転数とは、実回転速度および所定時間での実際に回転した総数（回転総数）を含むものとする。そして、研磨レートが導出されれば、あらかじめ設定される目標とする研磨量（目標研磨量）に基づいて、回転研磨手段の回転時間、いわゆる研磨加工時間を算出できる。
【００３０】
したがって、この一実施形態においては、研磨ブラシ１３の実回転数と研磨加工時間との相関関係を時間演算式として、この時間演算式に用いるデータのテーブルとともに記憶部２０ｂにあらかじめ格納する。そして、制御部２０は、研磨ブラシ１３の実回転数およびテーブルを参照しつつ、時間演算式を用いて研磨加工時間を算出し、研磨加工時間の間で回転並進モータ１４を駆動させる制御を行う。
【００３１】
なお、テーブルを参照しつつ演算処理部２０ａが演算する時間演算式は、回転研磨手段である研磨ブラシや研磨パッドに採用される材料の種類や、ドーナツ状ガラスブロック４０を研磨する際に設定される設定回転速度などの特性に応じて種々の式を設定できる。特に、研磨装置１で交換して仕様される種々の研磨ブラシや研磨パッドが互いに同一の仕様である場合には、特性が近似していることから同一の時間演算式を採用することができる。
【００３２】
次に、制御部２０の演算処理部２０ａが演算するための時間演算式の導出について説明する。図３は、この一実施形態による演算処理部２０ａが演算するための時間演算式の導出を説明するためのグラフである。
【００３３】
すなわち、この一実施形態による研磨装置１においては、まず、研磨ブラシ１３の種類ごと、および研磨開始時に設定される研磨ブラシ１３の回転数、ここでは設定回転速度ごとに、ドーナツ状ガラスブロック４０の研磨加工を、統計学的に信頼性が担保できる回数行う。具体的には、例えば２０〜４０回程度、同一の研磨ブラシ１３を用いて研磨加工を繰り返し行う。
【００３４】
このとき、回転並進モータ１４は、研磨ブラシ１３の実回転速度を計測して制御部２０に供給する。制御部２０においては、供給される実回転速度に基づいて、端面研磨処理における研磨レートを算出する。そして、演算処理部２０ａは、計測した研磨レートと、あらかじめ設定される研磨量とに基づいて、次の（１）式の演算を行う。
研磨加工時間＝研磨量／研磨レート…（１）
これにより、演算処理部２０ａは、ドーナツ状ガラスブロック４０の研磨加工時間を算出する。
【００３５】
その後、制御部２０は、回転並進モータ１４が出力する実回転速度の、所定時間での平均値、具体的には例えば１０分間での平均値を実回転速度の代表値に設定する。そして、制御部２０によって、目標研磨レートおよび目標研磨量から（１）式によって算出される研磨加工時間と実回転速度の代表値との相関関係をグラフ上にプロットする。これによって、図３に示すグラフが作成される。
【００３６】
その後、図３に示すようにプロットした実回転速度の代表値と研磨加工時間との相関関係の実測値に基づいて、次の（２）式に示す近似式を、時間演算式として導出する。
研磨加工時間＝ａ×実回転速度の代表値＋ｂ……（２）
（ａ，ｂは係数）
【００３７】
なお、上述したように、研磨レートおよび研磨加工時間は、研磨ブラシ１３の実回転速度に応じて種々変化する。そのため、研磨ブラシ１３の種類ごと、および研磨開始時の研磨ブラシ１３の設定回転速度ごとに、研磨加工時間に対する実回転速度依存性を導出できる。そして、導出された研磨加工時間の実回転速度依存性は、時間演算式として記憶部２０ｂに格納され、必要に応じて演算処理部２０ａが読み出して演算処理を行う。
【００３８】
すなわち、（２）式における係数ａ，ｂの値を、研磨ブラシ１３の特性ごと、具体的には、研磨ブラシ１３の毛の太さなどの種類ごとや、研磨加工時の設定回転速度ごとにあらかじめ導出して、記憶部２０ｂにテーブルとして格納しておく。制御部２０は、研磨ブラシ１３が他の仕様の特性が異なるブラシに変更されたり、設定回転速度が変更されたりするごとに、（２）式の係数ａ，ｂを記憶部２０ｂから読み出し、（２）式を確定させて研磨加工時間の計算に用いる。ここで、係数ａ，ｂの具体的な一例を挙げると、係数ａが例えば−０．２であり、係数ｂが例えば３７．５０である。
【００３９】
なお、この一実施形態においては、実回転数として例えば１０分間の実回転速度に基づいて実回転速度の代表値を算出しているが、計算精度を向上させるために、研磨条件に応じて、（２）式の実回転速度の代表値の代わりに、所定時間の間での回転総数を採用してもよい。また、実回転速度を計測するための所定時間や、回転総数を計測するための所定時間としては、必要に応じて１０分間より長い時間を採用してもよい。また、所定時間の間であれば、回転速度を連続的に計測しても、断続的に計測してもよい。なお、いずれの場合においても、所定時間は、端面研磨処理における目標研磨量と端面研磨処理を開始する前に設定される推定研磨レートに基づいて算出される、端面研磨処理が終了するまでの最大研磨加工時間未満の時間とする。ここで、端面研磨処理を開始する前に設定される推定研磨レートは、おおよその目安として決定されればよく、算出方法は特に限定されない。たとえば、直前に行った端面研磨処理や、研磨液濃度、ブラシ回転側速度が類似の条件であった端面研磨処理から算出してもよく、複数回の端面研磨処理の平均値を採用してもよい。
【００４０】
（ガラス基板の製造方法）
次に、以上のように構成された本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法について説明する。この一実施形態によるガラス基板の製造方法は、ガラス基板の研磨装置の制御方法に基づく端面研磨処理を含む。図４は、この一実施形態によるガラス基板の研磨方法を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
この一実施形態によるガラス基板の製造方法においては、まず、従来公知の方法により、軟質材スペーサを介して枚葉の薄板ガラスを互いに離間させつつ複数枚、例えば５０〜３００枚程度積層させてガラスブロックを形成する。その後、このガラスブロックをドーナツ状に切り出すことによって、図２に示すドーナツ状ガラスブロック４０を形成する。
【００４２】
次に、図１に示すガラス基板の研磨装置１を用いた研磨方法によって、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面の研磨を行う。すなわち、まず、ドーナツ状ガラスブロック４０をディスクホルダ１１に収納する（ステップＳＴ１）。次に、ディスクホルダ１１に納められたドーナツ状ガラスブロック４０の少なくとも内周端面に、例えば研磨剤が混合された研磨液を噴射することによって、研磨液を供給する（ステップＳＴ２）。なお、この一実施形態において、研磨剤としては、例えば、酸化セリウム（Ｃｅ2Ｏ3，ＣｅＯ2）、コロイダルシリカ（二酸化ケイ素：ＳｉＯ2）、または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）が用いられる。
【００４３】
次に、制御部２０が回転並進モータ１４を制御することにより、研磨ブラシ１３をドーナツ状ガラスブロック４０の中空部に挿入させる。そして、制御部２０が、ブラシ回転軸１２を中心として研磨ブラシ１３を回転させるとともに、ドーナツ状ガラスブロック４０を研磨ブラシ１３の回転方向に対して逆方向に回転させる。ここで、制御部２０が研磨ブラシ１３を回転させる際に設定する回転速度としては、６００ｒｐｍ以上５５００ｒｐｍ以下の範囲から選ばれる。さらに、制御部２０は、研磨ブラシ１３をガラス基板の積層方向に往復運動させる。これにより、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面の端面研磨工程が開始される（ステップＳＴ３）。
【００４４】
次に、回転並進モータ１４は、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面の研磨が開始した時点から、制御部２０に実回転速度のデータを逐次送信する（ステップＳＴ４）。
【００４５】
制御部２０は、端面研磨工程が終了するまでの最大研磨加工時間未満の所定時間、具体的には例えば１０分間が経過した後、入力された実回転速度のデータに基づいて実回転速度の代表値を算出する。なお、この実回転速度の代表値としては、所定時間、例えば１０分間での実回転速度の平均値や、例えば１０分間の回転総数を採用することが可能である。そして、制御部２０の演算処理部２０ａは、算出した実回転速度の代表値を、記憶部２０ｂから読み出した時間演算式に当てはめて演算を行うことにより、研磨加工時間を算出する（ステップＳＴ５）。
【００４６】
その後、制御部２０は、回転並進モータ１４の駆動時間を、算出した研磨加工時間に設定することにより、研磨ブラシ１３の回転時間を設定する。そして、端面研磨処理の開始時点からの経過時間が、設定された研磨加工時間に達しない間（ステップＳＴ６：Ｎｏ）、ステップＳＴ６を繰り返し、研磨ブラシ１３による端面研磨処理を継続する。一方、端面研磨処理の開始時点からの経過時間が、設定された研磨加工時間に達した場合（ステップＳＴ６：Ｙｅｓ）、制御部２０は、回転並進モータ１４の駆動を停止させ、ブラシ回転軸１２および研磨ブラシ１３をドーナツ状ガラスブロック４０の中空部から抜き出して、内周端面の端面研磨処理を終了させる。
【００４７】
また、ドーナツ状ガラスブロック４０の外周端面においても、内周端面と同様にして、研磨ブラシ（図示せず）によって外周端面に所定の回転接触負荷を作用させつつ、端面研磨処理を行う。
【００４８】
ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面および外周端面の研磨が終了した後、ドーナツ状ガラスブロック４０から個々のドーナツ状ガラス基板４０ａを分離させて収納し、洗浄処理を行う。続いて、枚葉に分離されたドーナツ状ガラス基板４０ａを、例えば超音波洗浄などの従来公知の方法により洗浄する。その後、ドーナツ状ガラス基板４０ａの外周エッジ部および内周エッジ部の斜面取り加工、外周端面と内周端面とのポリッシング、および主表面のポリッシングを順次行う。最後に、従来公知の方法によってドーナツ状ガラス基板４０ａの洗浄を行う。以上により、外周斜面取り部および内周斜面取り部が形成されチッピングが除去されたドーナツ状ガラス基板４０ａが製造される。
【００４９】
ところで、従来、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面の研磨において、当接位置の調整代が充分に確保できないという問題があった。また、ハードディスク装置を製造する際にモータを高精度で嵌め合わせるために、ドーナツ状ガラス基板４０ａの内径寸法は、外周寸法に比して高い精度が要求される。さらに、上述した研磨装置１で用いた研磨ブラシ１３のように、その外径がドーナツ状ガラスブロック４０の内径よりもわずかに大きく、回転中心をドーナツ状ガラスブロック４０の円中心と同軸にして研磨を行う場合には、当接位置の調整がより一層困難になる。そのため、本発明の一実施形態による研磨方法をドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面の研磨に適用することによって、内周端面の当接位置の調整代が充分に確保できない場合でも、研磨量を適切に制御することができ、外周端面の研磨に比してより効果的である。
【００５０】
（実施例および比較例）
次に、ガラス基板の研磨装置に対する制御方法として、本発明の一実施形態による研磨方法に基づいた実施例と、従来の研磨方法に基づいた比較例とについて説明する。これらの実施例および比較例においては、特に高精度が求められる、ドーナツ状ガラス基板４０ａの内径のばらつきの計測結果に基づいて説明する。図５は、実施例１〜６の結果を示す表であり、図６は、比較例１〜３の結果を示す表である。
【００５１】
図５に示すように、まず、実施例１，２においては、研磨ブラシ１３として上述した一実施形態で用いたブラシと同様の仕様であるブラシＡを用いた。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、実施例１のサンプルＡ−１〜Ａ−５の端面研磨処理においていずれも１５００ｒｐｍとした。また、実施例２のサンプルＡ−６、Ａ−７の端面研磨処理においては２７００ｒｐｍとした。なお、サンプルＮｏ．のＡ−１〜Ａ−７は、ブラシＡを用いてサンプルＡ−１〜Ａ−７の順に、それぞれ別のドーナツ状ガラスブロック４０に対して研磨処理を行ったことを意味する。他の実施例、および比較例においても同様である。研磨液の濃度は、実施例１のサンプルＡ−１〜Ａ−３で３０重量％とし、実施例１のサンプルＡ−４，Ａ−５、実施例２のサンプルＡ−６は１０重量％とし、実施例２のサンプルＡ−７は２０重量％とした。なお、実施例１における（２）式の係数ａ，ｂの値、および実施例２における（２）式の係数ａ，ｂの値としては、設定回転速度ごとにあらかじめ算出され記憶部２０ｂに格納された値を採用した。また、（２）式の係数ａ，ｂの値は、同一の仕様のブラシ、かつ同じ設定回転速度で端面研磨処理を行った結果を随時フィードバックして再設定した。これにより、研磨量を目標値により近づけることができる。
【００５２】
続いて、実施例３，４においては、研磨ブラシ１３として、ブラシＡから交換したブラシＢを用いた。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、実施例３のサンプルＢ−１〜Ｂ−５の端面研磨処理において実施例１と同様の１５００ｒｐｍとし、実施例４のサンプルＢ−６、Ｂ−７の端面研磨処理において６００ｒｐｍとした。さらに研磨液の濃度は、実施例３のサンプルＢ−１，Ｂ−２で２０重量％とし、実施例３のサンプルＢ−３〜Ｂ−５で３０重量％とし、続く実施例４のサンプルＢ−６、Ｂ−７で１０重量％とした。なお、実施例３における（２）式の係数ａ，ｂの値としては、研磨ブラシ１３の仕様および設定回転速度（１５００ｒｐｍ）が実施例１と同一であることから、実施例１での係数ａ，ｂの値と同一の値を採用した。また、実施例４における（２）式の係数ａ，ｂの値としては、設定回転速度（６００ｒｐｍ）に応じてあらかじめ算出されて記憶部２０ｂに格納された値を採用した。
【００５３】
続いて、実施例５，６においては、研磨ブラシ１３として、ブラシＢから交換したブラシＣを用いた。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、実施例５のサンプルＣ−１〜Ｃ−５の端面研磨処理において実施例１，３と同様の１５００ｒｐｍとし、実施例６のサンプルＣ−６、Ｃ−７の端面研磨処理において５５００ｒｐｍとした。さらに研磨液の濃度は、実施例５のサンプルＣ−１で１０重量％とし、実施例５のサンプルＣ−２〜Ｃ−４で２０重量％とし、続く実施例５のサンプルＣ−５から実施例６のサンプルＣ−６、Ｃ−７では３０重量％とした。なお、実施例５における（２）式の係数ａ，ｂの値としては、ブラシの仕様と設定回転速度（１５００ｒｐｍ）とが実施例１，３と同一であることから、実施例１，３での係数ａ，ｂの値と同一の値を採用した。また、実施例６における（２）式の係数ａ，ｂの値としては、設定回転速度（５５００ｒｐｍ）に応じてあらかじめ算出されて記憶部２０ｂに格納された値を採用した。
【００５４】
なお、以上の実施例１〜６による端面研磨処理は、実施例に沿って順次実行する。また、実施例１〜６における研磨加工時間は、上述した一実施形態に従って制御部２０が算出して設定する。さらに、これら実施例１〜６で用いるブラシＡ〜Ｃはいずれも、同一の仕様のブラシであり、それらのブラシの回転軸に対して直角な断面に沿った円筒状の外径は、ドーナツ状ガラス基板４０ａの内径よりもわずかに大きい。
【００５５】
一方、比較例としては、上述した一実施形態による研磨装置１において、制御部２０が従来技術に従った制御を行って端面研磨処理を実行する場合について説明する。
【００５６】
すなわち、図６に示すように、比較例１においては、まず、研磨ブラシ１３として、ブラシＡ〜Ｃと同一の仕様のブラシＤを用いた。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、比較例１の５回の端面研磨処理においていずれも１５００ｒｐｍとした。また、研磨液の濃度は、比較例１のサンプルＤ−１〜Ｄ−３において３０重量％とし、サンプルＤ−４，Ｄ−５において１０重量％とした。これらの設定回転速度および研磨液の濃度の条件は、実施例１と同様である。そこで、比較例１によるそれぞれの端面研磨処理での研磨加工時間に関して、サンプルＤ−１は実施例１の研磨レートを採用して算出した。サンプルＤ−２，Ｄ−３，Ｄ−５の研磨加工時間はそれぞれ、設定回転速度および研磨液の濃度が等しい直前の端面研磨処理での研磨レートをフィードバックさせて算出した。研磨液の濃度が異なるサンプルＤ−４の研磨加工時間は、設定回転速度および研磨液の濃度が等しいサンプルＤ−４，Ｄ−５の研磨レートと、同一のブラシＤを用いている直前の比較例１のサンプルＤ−３の端面研磨処理での研磨レートとの平均値をフィードバックさせて算出した。
【００５７】
続いて、比較例２においては、研磨ブラシ１３として、ブラシＤから交換したブラシＥを用いる。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、比較例１と同様の１５００ｒｐｍとした。また、研磨液の濃度は、比較例２のサンプルＥ−１，Ｅ−２において２０重量％とし、続くサンプルＥ−３〜Ｅ−５において３０重量％に増加させる。これらの設定回転速度および研磨液の濃度の条件は、実施例３と同様である。そこで、比較例２によるそれぞれの端面研磨処理での研磨加工時間に関して、サンプルＥ−１は実施例３の研磨レートを採用して算出する。サンプルＥ−２，Ｅ−４，Ｅ−５の研磨加工時間はそれぞれ、設定回転速度および研磨液の濃度が等しい直前の端面研磨処理での研磨レートをフィードバックさせて算出する。研磨液の濃度がその前の処理から変化するサンプルＥ−３の研磨加工時間は、設定回転速度および研磨液の濃度が等しい実施例３のサンプルＢ−３〜５の研磨レートと、同一のブラシＥを用いている直前の比較例２のサンプルＥ−２の端面研磨処理での研磨レートとの平均値をフィードバックさせて算出する。
【００５８】
続いて、比較例３においては、研磨ブラシ１３として、ブラシＥから交換したブラシＦを用いる。そして、研磨ブラシ１３の設定回転速度は、比較例１，２と同様の１５００ｒｐｍにする。また、研磨液の濃度は、比較例３のサンプルＦ−１，Ｆ−２において１０重量％とし、サンプルＦ−３〜Ｆ−５において２０重量％とした。これらの設定回転速度および研磨液の濃度の条件は、実施例５のサンプルＣ−１〜４と同様である。そこで、比較例３によるそれぞれの端面研磨処理での研磨加工時間に関して、サンプルＦ−１は実施例５のサンプルＣ−１での研磨レートを採用する。サンプルＦ−２、Ｆ−４、Ｆ−５の研磨加工時間はそれぞれ、設定回転速度および研磨液の濃度が等しい直前の端面研磨処理での研磨レートに基づいてフィードバックさせて算出する。研磨液の濃度がその前の処理から変化するサンプルＦ−３の研磨加工時間は、設定回転速度および研磨液の濃度が等しい実施例５のサンプルＣ−２〜Ｃ−４の研磨レートと、同一のブラシＦを用いている直前の比較例３のサンプルＦ−２の端面研磨処理での研磨レートとの平均値をフィードバックさせて算出する。
【００５９】
なお、以上の比較例１〜３による端面研磨処理は、比較例に沿って順次実行する。また、これらの比較例１〜３において用いるブラシＤ〜Ｆはいずれも、ブラシＡ〜Ｃと同一の仕様のブラシであり、その回転軸に対して直角な断面に沿った円筒状の外径は、ドーナツ状ガラス基板４０ａの内径よりもわずかに大きい。
【００６０】
そして、以上の実施例１〜６および比較例１〜３において、目標研磨量に対する実際の研磨量のずれ量を計測した。また、これらのずれ量に応じて生じる、ドーナツ状ガラスブロック４０の内径寸法が不良となったドーナツ状ガラス基板４０ａの枚数の比率（内径寸法の不良率）を検査した。
【００６１】
図６から、比較例においては、研磨液の濃度が変化するごと、および研磨ブラシ１３を変更するごとに目標研磨量からのずれ量が大きくなり、内径寸法の不良率も増加することが分かる。すなわち、研磨ブラシ１３の個体差や研磨液の濃度が変化すると、従来の制御方法によって制御される研磨装置では変化に対応できず、ドーナツ状ガラス基板４０ａの製造歩留まりを悪化させてしまうことがわかる。
【００６２】
これに対し、図５に示す実施例においては、研磨ブラシ１３を変更したり、研磨液の濃度を変更したりする場合でも、目標研磨量からのずれ量や内径寸法の不良率が大きく悪化しないことが分かる。これにより、ドーナツ状ガラス基板４０ａの内径寸法歩留まりといった製造歩留まりを、従来に比して向上させることができる。また、研磨ブラシ１３を自転させる際の設定回転速度ごとに（２）式における係数ａ，ｂをあらかじめ設定しておくことにより、設定回転速度が変更された場合にも、制御部２０が、その変更に対応して研磨装置１の制御を適切に行うことができる。したがって、ドーナツ状ガラス基板４０ａの製造歩留まりを良好に維持することができる。
【００６３】
さらに、図６から、比較例１においても、サンプルＤ−２，Ｄ−３の端面研磨処理においてそれぞれ直前の端面研磨処理における研磨レートをフィードバックさせて研磨加工時間を算出して設定しているので、端面研磨処理を繰り返すごとにずれ量が改善されていることが分かる。そして、目標研磨量からのずれ量の改善に伴って内径寸法の不良率も改善されていることが分かる。ところが、図５に示すように、設定ブラシ回転速度および研磨液濃度がそれぞれ等しい実施例１による端面研磨処理と比較すると、比較例１のサンプルＤ−１〜Ｄ−３を通して全体の製造歩留まりが悪いことが分かる。また、比較例１において、サンプルＦ−３からサンプルＦ−４に移る際に研磨液の濃度が３０重量％から１０重量％に変更されると、目標研磨量からのずれ量が４％から１５％に大幅に増加し，内径寸法の不良率も０％から１３％に大幅に増加し、いずれも非常に悪化することが分かる。これに対し、実施例１においては、研磨液の濃度が３０重量％から１０重量％に変更された場合であっても、目標研磨量からのずれ量は３％から５％に若干増加しているに過ぎず、内径寸法の不良率も０％から１％に若干増加しているに過ぎない。このように、本発明の一実施形態による研磨装置の制御方法を採用することによって、研磨液の濃度が変更された場合においても、その研磨液の濃度の変化に影響されることなく、端面研磨処理を適正な研磨量で実行することができる。
【００６４】
このような効果は、比較例２と実施例３とを比較した場合においても、比較例３と実施例５とを比較した場合においても同様に確認することができる。すなわち、実施例３，５において、研磨液の濃度が変更された場合にも、研磨液の濃度の変化に影響されることなく、研磨装置１による端面研磨処理を、適正な研磨量で実行させることができる。
【００６５】
また、図６に示すように、比較例１から比較例２に移る際に、研磨ブラシ１３をブラシＤからブラシＥに変更すると、目標研磨量のずれ量が１０％から３３％と大幅に悪化し、内径寸法の不良率においても１１％から５５％と大幅に悪化することが分かる。これに対し、図５に示すように、実施例２から実施例３に移る際に、研磨ブラシ１３をブラシＡからブラシＢに変更した場合でも、目標研磨量からのずれ量は０％、内径寸法の不良率も０％であることが分かる。すなわち、研磨ブラシ１３をブラシＡから別のブラシＢに変更した場合においても、研磨ブラシの個体差に影響されることなく、端面研磨処理を適正な研磨量で実行することができる。
【００６６】
このような効果は、図６に示す比較例２から比較例３に移る際と、図５に示す実施例４から実施例５に移る際とを比較しても同様に確認することができる。すなわち、実施例４から実施例５に移る際に研磨ブラシ１３をブラシＢからブラシＣに変更した場合においても、研磨ブラシ１３の個体差に影響されることなく、端面研磨処理を適正な研磨量で実行することができる。
【００６７】
また、図５から、実施例１から実施例２に移る際に設定ブラシ回転速度が１５００ｒｐｍから２７００ｒｐｍに変更されている場合にも、目標研磨量からのずれ量は、２％から７％に若干増加しているに過ぎず、内径寸法の不良率も０％から４％に若干増加しているに過ぎないことが分かる。このように、研磨ブラシ１３の設定回転速度が変更された場合においても、（２）式の係数ａ，ｂの値を設定回転速度に従って適切な数値に設定して、研磨加工時間を算出していることにより、端面研磨処理を適正な研磨量で実行することができることが確認された。
【００６８】
このような効果は、実施例３から実施例４に移る際のように、設定回転速度が減少する変更がされた場合においても、実施例５から実施例６に移る際のように、設定回転速度が大幅に増加する変更がされた場合においても、同様に確認することができる。
【００６９】
また、本発明者は、ロングランテストとして、１万枚のドーナツ状ガラス基板に対して、本発明による制御方法と従来技術による制御方法とのそれぞれに基づいて研磨装置１を制御して端面研磨処理を行った。その結果、従来技術による制御がされた研磨装置においては、不良率が２．０％程度であったのに対し、本発明による制御がされた研磨装置１においては、不良率が０．５％程度であることが確認された。すなわち、１万枚という多数のドーナツ状ガラス基板４０ａに対して端面研磨処理を行った場合でも、本発明による制御によって研磨装置１を制御することにより、ドーナツ状ガラス基板４０ａの不良率を大幅に低減できることが確認された。
【００７０】
以上説明した本発明の一実施形態によれば、ドーナツ状ガラスブロック４０の研磨における実回転速度に応じて研磨加工時間を算出し、この研磨加工時間で端面研磨処理を行っていることにより、ドーナツ状ガラスブロック４０の端面の研磨を逐次適切な研磨量とすることができ、特に内径寸法歩留まりを改善することができる。したがって、ガラスの材料費を低減させ、再加工数を減少できるので、ドーナツ状ガラス基板４０ａの研磨に要するコストを低減できる。また、本発明の一実施形態によれば、研磨レートの安定化のために従来行っている、それぞれのドーナツ状ガラスブロックの端面研磨処理の前後でのドーナツ状ガラス基板の内径および外径の検査が不要になるため、作業性を向上させることができ、生産性を向上させつつ作業人員の削減することが可能になる。
【００７１】
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７２】
上述の一実施形態においては、ドーナツ状ガラス基板４０ａを、例えばスペーサを介して複数枚、間接的に積層させてドーナツ状ガラスブロック４０を構成しているが、ドーナツ状ガラス基板４０ａを、スペーサを介することなく、直接的に積層させてドーナツ状ガラスブロック４０を構成することも可能である。
【００７３】
上述の一実施形態においては、研磨ブラシ１３として、その円断面の直径がドーナツ状ガラスブロック４０の中空部分の直径よりやや大きい研磨ブラシを用いているが、必ずしもこの研磨ブラシに限定されるものではない。具体的には、研磨ブラシ１３として、その円断面の直径がドーナツ状ガラスブロック４０の中空部分の直径よりも小さい研磨ブラシ１３を用いることも可能である。また、研磨ブラシ１３の代わりに、研磨パッドを採用することも可能である。
【００７４】
また、上述の一実施形態においては、本発明による製造方法および制御方法を、研磨ブラシ１３によって、ドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面、すなわちドーナツ状ガラス基板４０ａの内周端面を研磨する場合に適用しているが、必ずしも内周端面の研磨に限定されるものではない。具体的には、ドーナツ状ガラスブロック４０の外周端面を研磨する場合にも、研磨ブラシ１３に所定の大きさのトルクが作用することから、本発明による製造方法および制御方法を適用することが可能である。
【００７５】
また、上述の一実施形態においては、ドーナツ状ガラス基板４０ａを複数枚積層させたドーナツ状ガラスブロック４０の端面を研磨するようにしているが、必ずしも複数枚積層させた状態に限定されるものではなく、ドーナツ状ガラス基板４０ａを１枚ずつ枚葉で、その端面を研磨するようにしてもよい。
【００７６】
また、上述の一実施形態においては、研磨液のドーナツ状ガラスブロック４０の内周端面への供給を、研磨液を噴射することにより行っているが、ドーナツ状ガラスブロック４０を研磨液に浸漬させることも可能である。
【００７７】
また、上述の一実施形態においては、研磨加工時間の算出において、１０分間での実回転速度の平均値を実回転速度の代表値とし、その後の研磨加工時間を確定させて設定しているが、必ずしもこの方法に限定されるものではない。例えば、端面研磨処理中の任意の時点において、その時点から所定時間前、例えば１０分前までの実回転速度を常時モニタリングし、この１０分間の実回転速度の平均値を常時算出して、端面研磨処理中、常時研磨加工時間を算出するようにしてもよい。また、この場合においても、実回転速度の平均値の代わりに、ある時点から所定時間前、例えば１０分前からの回転総数を常時計測し、この回転総数によって、研磨加工時間を常時算出するようにしてもよい。なお、このように任意の時点において研磨加工時間を常時算出する場合、制御部２０は、研磨の開始時点から算出時点までの時間を、算出した研磨加工時間から減算して、その時点から研磨の終了までの残り時間を常時継続して算出し、ブラシ回転軸１２および研磨ブラシ１３を制御する。
【００７８】
また、本発明は、ハードディスク装置用の磁気ディスクに限らず、光ディスク、光磁気ディスクなどの他の記録媒体用のガラス基板や、中心に円孔を有さない円盤状ガラス基板や、半導体デバイス作製用の単結晶または化合物半導体の半導体ウェハーや、圧電素子作製用の強誘電体ウェハー等の端面研磨に適用できるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１  研磨装置
１１  ディスクホルダ
１２  ブラシ回転軸
１３  研磨ブラシ
１４  回転並進モータ
１５  軸受
２０  制御部
２０ａ  演算処理部
２０ｂ  記憶部
４０  ドーナツ状ガラスブロック
４０ａ  ドーナツ状ガラス基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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