(57)【要約】【課題】研磨パッドの表面状態を効率的に修正することで、研磨効率を向上させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供する。【解決手段】ガラス基板１１０とガラス基板１１０の主表面を研磨するナップ層を有する研磨パッド２００との間に遊離砥粒を含有する研磨液を供給し、ガラス基板１１０と研磨パッド２００とを相対的に移動させることで研磨する研磨工程と、修正面に研磨砥粒を固定した修正部材を、研磨パッド２００のガラス基板１１０を研磨した面と接触させて、修正部材と研磨パッド２００とを相対的に移動させることで研磨パッド２００を修正する修正工程とを含み、研磨工程時と修正工程時とで、研磨パッド２００に対するガラス基板１１０と修正部材の移動方向が異な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。【選択図】図６
2009154232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と該ガラス基板の主表面を研磨するナップ層を有する研磨パッドとの間に遊離砥粒を含有する研磨液を供給し、該ガラス基板と該研磨パッドとを相対的に移動させることで研磨する研磨工程と、
修正面に研磨砥粒を固定した修正部材を、前記研磨パッドの前記ガラス基板を研磨した面と接触させて、該修正部材と前記研磨パッドとを相対的に移動させることで該研磨パッドを修正する修正工程とを含み、
研磨工程時と修正工程時とで、研磨パッドに対するガラス基板と修正部材の移動方向が異な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。
【請求項２】
前記研磨工程時と前記修正工程時の移動方向は共に回転方向成分を含み、かつ、研磨工程時と修正工程時とで回転方向成分が逆方向であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記研磨パッドは、多数の独立した気泡を内在した内層と該気泡が開口した表層とからなるナップ層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス基板は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動をするキャリヤに保持して前記研磨パッドと相対的に移動させ、
前記修正部材は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動させて前記研磨パッドと相対的に移動させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記太陽ギヤと前記内歯歯車の相対的な回転方向は、前記研磨工程時と前記修正工程時とで逆方向であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記遊離砥粒は、粒子径が８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記修正部材の修正面に固定した研磨砥粒は、ダイヤモンド砥粒を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の磁気ディスク用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化技術の高度化に伴い、情報記録技術、特に磁気記録技術は著しく進歩している。磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板として、磁気ディスクの小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、従来多く用いられてきたアルミニウム基板に代えて基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板が用いられるようになってきている。
【０００３】
また、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドの方も薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）、大型磁気抵抗型ヘッド（ＧＭＲヘッド）へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が６ｎｍ程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドには固有の障害としてヘッドクラッシュ障害やサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。これらの障害は磁気ディスク面上の微小な凹凸によって発生するため、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。
【０００４】
また、ガラス基板の表面の面積を有効活用するために、従来のＣＳＳ方式(Contact Start Stop)に変わって、ＬＵＬ方式(Load UnLoad)が採用されるようになってきている。ＬＵＬ方式では、磁気ヘッドがガラス基板の端部を通過することから、ガラス基板の端面形状（特に外周端面）の精度が問題となる。ガラス基板の端部に形状の乱れ（端部の盛り上がりや端部のだれ）があると、磁気ヘッドの浮上姿勢が乱され、磁気ヘッドがガラス基板の外から入ってくる際、または出て行く際に接触しやすくなり、クラッシュ障害を生じる可能性がある。
【０００５】
また、６ｎｍ以下というような極狭な浮上量で磁気ヘッドを浮上飛行させる場合には、フライスティクション障害が頻発するという問題が生じている。フライスティクション障害とは、磁気ディスク上を浮上飛行している磁気ヘッドが、浮上姿勢や浮上量に変調をきたす障害であり、これにより不規則な再生出力変動の発生を伴うことである。また、このフライスティクション障害が生ずると、浮上飛行中の磁気ヘッドが磁気ディスクに接触してしまうヘッドクラッシュ障害を生じてしまうことがある。これらのことから、磁気ディスク用ガラス基板においては基板表面の平坦度が特に重要となっている。
【０００６】
上述のような磁気ディスク用ガラス基板の製造工程における研磨工程では、研磨パッドを用いて、遊離砥粒を含む研磨液（スラリー）をガラス基板と研磨パッドとの間に供給しながら研磨が行われている。またガラス基板に研磨痕や偏りが発生しないように、定盤に研磨パッドを貼り付けてガラス基板を挟み込み、遊星歯車機構を用いてガラス基板と研磨パッドとを相対的に移動させることにより、まんべんなく研磨している。
【０００７】
研磨工程で使用する研磨パッドは、研磨機の定盤に貼り付けただけではパッド面が平坦にならない場合や、研磨処理を行うにつれてパッド面に凹凸が生じ、パッド面が平坦でなくなる場合がある。パッド面が平坦ではない状態でガラス基板に研磨処理を施すと、研磨後のガラス基板ではうねりが大きくなってしまう。このうねりは、上記したように記録ヘッドの浮上安定性に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００８】
このようなパッド面の凹凸の発生を改善する方法として、修正プレートを用いて研磨パッドの凹凸を修正する方法がある。例えば特許文献１には、修正プレートを加工キャリヤに配備することにより、研磨工程前や研磨工程中に研磨パッド面の凹凸を修正し、パッド面を平坦にする方法が提案されている。
【０００９】
また、研磨処理を行うにつれ、パッド面の粗さが失われ、パッド面は平滑になる。これにより、パッド面の研磨能力が低下し、研磨工程での研磨レートが低下する。ここで、研磨レートとは、研磨効率のことであり、取り代を時間で割った値である。このような研磨レートの低下も、上述の修正方法により、パッド面を適度な粗さに修正することで改善が可能であった。
【特許文献１】特開２００６−１５９３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述の修正方法によって研磨レートを回復させたとしても万全に修復するには到らず、回復した研磨レートが再び低下するまでの周期が短いため、短いスパンで頻繁にパッド面の修正を行わなくてはならなかった。パッド面の修正はパッド面を修正プレートで研削しているため、頻繁に修正を行うことによりパッド面は削られていく。その結果、研磨パッドはどんどん薄くなっていき、寿命が短くなってしまう。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み、研磨パッドの表面状態を効果的に修正することで研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本願発明者が鋭意検討したところ、研磨効率が短期間で早期に低下している原因は、研磨パッドの研磨面が遊離砥粒を保持する保持力が十分に回復していないためではないかと考えた。そして、研磨パッドが遊離砥粒を保持できない原因として、以下のような原因が考えられた。
【００１３】
軟質研磨パッドは、不織布等からなる基層と、多数の独立した気泡を内在した内層と該気泡が開口した表層とからなるナップ層とからなる。気泡は内部が大きい雫形状をしており、表層のナップ孔は微細な開口となっている。研磨工程においては、研磨液に含まれる遊離砥粒がナップ孔に保持されることによりガラス基板を研磨している。また内部に気泡を有することにより、ナップ層は弾性力の小さな軟質材料となっている。
【００１４】
研磨を行うにつれて遊離砥粒は磨耗して研磨能力は低下するため、ガラス基板に相対する遊離砥粒は新しいものに入れ替わる必要がある。しかし、この遊離砥粒が次第にナップ孔に蓄積し、ナップ孔に遊離砥粒が詰まった状態になる。このような状態になると、ナップ孔は新たな遊離砥粒に入れ替わることができなくなり、研磨効率が低下するのではないかと考えた。
【００１５】
そして研磨パッドが遊離砥粒を保持できない原因の１つとして、研磨工程においてナップ層の組織には研磨方向の倒れが生じており、同方向に修正プレートを摺擦しても、ナップ孔の奥に詰まった遊離砥粒を除去することはできていないのではないかと考えた。
【００１６】
研磨パッドが遊離砥粒を保持できない他の原因として、修正プレートを用いて研削されることにより、研磨パッド表層は研削方向に物理的な構造が弱くなってしまっており、遊離砥粒の保持力が低下しているのではないかと考えた。
【００１７】
そこで発明者らは、ナップ孔の目詰まりを効果的に除去し、かつ研磨方向の物理的な構造を弱くしないように修正工程を行うべくさらに検討し、本発明を完成するに至った。
【００１８】
すなわち本発明にかかる磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の代表的な構成は、ガラス基板とガラス基板の主表面を研磨するナップ層を有する研磨パッドとの間に遊離砥粒を含有する研磨液を供給し、ガラス基板と研磨パッドとを相対的に移動させることで研磨する研磨工程と、修正面に研磨砥粒を固定した修正部材を、研磨パッドのガラス基板を研磨した面と接触させて、修正部材と研磨パッドとを相対的に移動させることで研磨パッドを修正する修正工程とを含み、研磨工程時と修正工程時とで、研磨パッドに対するガラス基板と修正部材の移動方向が異なることを特徴とする。
【００１９】
研磨効率を向上させるためには、パッド面に研磨砥粒の保持力が必要であり、そのためにはパッド面が適度な粗さを有していることが必要である。研磨に使用する研磨パッドは軟質パッドである場合には特に、研磨工程においてガラス基板と摺擦すると、研磨パッドの表面には研磨方向への方向性（表面組織の倒れや目詰まりなど）が発生していると考えられる。したがって、研磨工程時と修正工程時の移動方向を異なる方向にすることにより、研磨パッド表面に発生した方向性を異なる方向へ分散させることができる。
【００２０】
上記の研磨工程時と修正工程時の移動方向は共に回転方向成分を含み、かつ、研磨工程時と修正工程時とで回転方向成分が逆方向であるとよい。
【００２１】
研磨工程と修正工程はその目的を異にするが、対象物がガラス基板であるか修正部材であるか以外は、同じ装置を用いてほぼ同様の作業を行う。そしていずれの工程においても継続的に対象物（ガラス基板または修正部材）と研磨パッドとを継続的かつ相対的に移動させて摺擦するものであるから、その相対的な移動方向に回転方向成分を含むことにより無限軌道を描くことが可能となる。そして、研磨工程時において研磨パッド表面の組織にはその回転方向への方向性が発生している。したがって、修正工程時の研磨パッドの移動方向の回転方向成分を逆方向にすることにより、研磨パッド表面に発生した方向性を修正することができる。
【００２２】
上記の研磨パッドは、多数の独立した気泡を内在した内層と気泡が開口した表層とからなるナップ層を有するとよい。
【００２３】
研磨パッドのパッド表面に上記のナップ層を有することにより、研磨パッドは弾性力の小さな軟質材料となる。また、開口した気泡であるナップ孔を有することにより、研磨工程時に供給される研磨液に含まれる遊離砥粒を保持することでき、研磨効率が向上する。また上述したように、キャリヤや修正部材、研磨パッド等の移動方向または回転方向を、研磨工程時と修正工程時とで異なる方向または逆方向にすることによって、研磨パッド表面の方向性を分散（修正）できるのはもとより、研磨パッドのナップ層が有するナップ孔に蓄積（目詰まり）した遊離砥粒を除去することも可能である。
【００２４】
上記のガラス基板は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動をするキャリヤに保持して研磨パッドと相対的に移動させ、修正部材は、相対的に回転する太陽ギヤと内歯歯車に噛合して遊星歯車運動させて研磨パッドと相対的に移動させてもよい。
【００２５】
研磨工程時において、遊星歯車運動によって自転しながら公転するキャリヤにガラス基板を保持させることにより、ガラス基板は研磨パッドに対してさまざまな異なる方向へと移動させることができ、まんべんなく研磨することが可能となるため、ガラス基板への研磨痕や偏りの発生を低減することができる。同様に、修正工程時は修正部材を遊星歯車運動させることによって、修正部材は一定方向への回転運動よりも複雑な軌跡を描くことができる。したがって、研磨工程時に発生した研磨パッド表面の方向性をより様々な方向に分散させることが可能となる。
【００２６】
上記の太陽ギヤと内歯歯車の相対的な回転方向は、研磨工程時と修正工程時とで逆方向であるとよい。
【００２７】
上記構成により、研磨工程時と修正工程時とにおける研磨パッドとの相対的な移動方向を異なる方向にすることができる。特にキャリヤまたは修正部材の公転は太陽ギヤを中心とする回転方向成分となるため、逆方向に回転させることにより、回転方向成分（公転方向）を逆方向にすることができる。したがって、研磨パッド表面に研磨工程において発生した方向性を、修正工程において効率的に修正することが可能となる。
【００２８】
上記の遊離砥粒は、粒子径が８０ｎｍ以下であるとよい。遊離砥粒の粒子径が大きすぎると、研磨処理を行った際に、所定の品質(粗さ)が得られない。よって、遊離砥粒の粒子径は８０ｎｍ以下であることが好ましい。また、かかる微細な遊離砥粒はナップ孔に目詰まりしやすいが、上述したように本発明によればナップ孔内部に蓄積した遊離砥粒を効率的に除去することができる。
【００２９】
上記の修正部材の修正面に固定した研磨砥粒は、ダイヤモンド砥粒を含むとよい。研磨砥粒は、研磨パッドの修正工程において、パッド表面を修正するために使用される。研磨工程に供給される研磨液に含まれる遊離砥粒は、シリカ砥粒等の硬度が高い砥粒である。よって、研磨処理を行った研磨パッド上に残存している遊離砥粒よりも研磨能力の高い、すなわち、硬度が高い砥粒であるとよいため、ダイヤモンド砥粒が好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、研磨パッドの表面状態を効率的に修正することで研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることが可能な磁気ディスク用ガラス基板の製造方法を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また、本発明に直接関係ない要素は図示を省略する。
【００３２】
図１は、両面研磨装置の駆動機構部の説明図である。図１に示すように、両面研磨装置１００はそれぞれ所定の回転比率で回転駆動される太陽ギヤ１３０及び内歯歯車（以下、「インターナルギヤ１４０」という。）を有するキャリヤ装着部と、このキャリヤ装着部を挟んで互いに逆回転駆動される上定盤１５０及び下定盤１６０とを有する。上定盤１５０および下定盤１６０のガラス基板１１０と対向する面には、それぞれ後述する研磨パッド２００が貼り付けられている。キャリヤ１２０は太陽ギヤ１３０及びインターナルギヤ１４０に噛合するように装着されている。
【００３３】
図２は両面研削装置の全体図である。上下方向において下定盤１６０は固定的に設置されており、上定盤１５０は上下移動可能に構成されて、キャリヤ１２０に保持されたガラス基板１１０またはパッドドレッサー３００に研磨パッド２００で挟んで押圧することができる。
【００３４】
研磨工程においては、遊離砥粒を含む研磨液（スラリー）を供給しながら研磨を行う。容器４１０に貯留された研磨液４２０はポンプ４３０によって上定盤１５０に供給され、研磨に供された後に下定盤１６０から回収し、容器４１０へと戻して循環させる。粒径の大きな砥粒や研磨屑を回収するフィルタ４４０を、下定盤１６０の出口や、配管から容器４１０への出口などに設けている。修正工程においては研磨液４２０に代えてクーラント（冷却水）を用いる。
【００３５】
図３はガラス基板用のキャリヤを示す図である。図３（ａ）に示すように、下定盤１６０の上にて、外周にギヤを有するキャリヤ１２０にはそれぞれ複数の小孔が設けられており、この小孔にガラス基板１１０が保持されている。このキャリヤ１２０を太陽ギヤ１３０、インターナルギヤ１４０に噛合させ、太陽ギヤ１３０を矢印方向に回転させることにより、各キャリヤ１２０はそれぞれの矢印方向に遊星歯車として自転しながら公転する。太陽ギヤ１３０とインターナルギヤ１４０とは相対的に回転していればよく、いずれか一方が回転することでも、両方が回転することでもよい。インターナルギヤ１４０は太陽ギヤ１３０と各速度が異なってさえいればキャリヤ１２０に遊星歯車運動を生じさせるが、太陽ギヤ１３０と反対方向に回転させることによって、効果的に高速にキャリヤ１２０を回転させることができる。
【００３６】
上定盤１５０は太陽ギヤ１３０と共に回転し、下定盤１６０はインターナルギヤ１４０と共に回転する。本実施形態においては太陽ギヤ１３０とインターナルギヤ１４０とを反対方向に回転させることにより、上定盤１５０と下定盤１６０とは互いに逆回転する。なお、仮に太陽ギヤ１３０とインターナルギヤ１４０とを同一方向に回転させたとしても、キャリヤ１２０が遊星歯車運動をする限りにおいては、キャリヤ１２０を基準として見れば上定盤１５０と下定盤１６０とは互いに逆回転する。
【００３７】
図３（ｂ）は、図３（ａ）のキャリヤ１２０のＡ−Ａ断面図である。下定盤１６０に対して上定盤１５０は上下方向に移動可能であって、図３（ｂ）に示すように、上定盤１５０と下定盤１６０は、それぞれ、研磨パッド２００が研磨面に配備されており、上下からキャリヤ１２０を挟み、ガラス基板１１０の表裏の主表面に研磨パッド２００を加圧する。そして遊離砥粒を含有する研磨液（スラリー）を供給しつつ、キャリヤ１２０の遊星歯車運動と、上定盤１５０および下定盤１６０が互いに逆回転することにより、ガラス基板１１０と研磨パッド２００とは相対的に移動して、ガラス基板１１０の表裏の主表面が研磨される。
【００３８】
上記のごとく構成した両面研磨装置１００は、研磨液に含有される遊離砥粒と、研磨液を供給されながらガラス基板１１０と相対的に移動する研磨パッド２００とで構成されるセットを複数セット用いることにより、ガラス基板１１０の製造工程において段階的に複数回行われるガラス基板１１０の主表面研磨に用いることができる。後述する実施例では、ガラス基板１１０の主表面を研磨する工程として、予備研磨（１次研磨）工程、鏡面研磨（２次研磨）工程の２回の研磨工程を実施する。これらの工程において両面研磨装置１００の構成はほぼ同様であるが、使用する研磨液に含有される遊離砥粒、および研磨パッド２００の組成が異なる。一般的な傾向としては後工程になるほど遊離砥粒の粒径は小さくなり、研磨パッド２００の硬さは柔らかくなる。
【００３９】
図４は研磨パッドの構成を説明する拡大断面図である。研磨パッド２００は、ポリウレタンやポリエステルなど合成樹脂の発泡体が用いられる。特に現状では、発泡ポリウレタンが好ましい。
【００４０】
図４（ａ）は研磨工程前の研磨パッドの状態を説明する拡大断面図であり、研磨パッド２００は、不織布等からなる基層２１０と、基層２１０の表面に積層されたナップ層２２０とからなる。ナップ層２２０は、多数の独立した気泡２３０が内在した内層２２０ａと、気泡２３０が開口した表層２２０ｂとからなる。気泡２３０はナップ層２２０の厚み方向に雫形状（奥側の断面積が大きく表層側に行くにしたがって断面積が小さくなる形状）に形成され、表層２２０ｂに形成する極めて微細な開口をナップ孔２３０ａと称する。このような研磨パッド２００の硬度は、混入する気泡２３０の量によって調節することができる。またナップ孔２３０ａは遊離砥粒を保持し、効果的にガラス基板１１０の主表面を研磨することができる。
【００４１】
図４（ｂ）は研磨工程後の研磨パッドの状態を説明する拡大断面図である。研磨工程後の研磨パッドは、研磨液に含まれる遊離砥粒２４０がナップ孔２３０ａおよび気泡２３０に詰まった状態になっている。また、研磨工程時に上定盤１５０および下定盤１６０によって加えられる圧力によりナップ層２２０は斜方向に変形し、ナップ層２２０の表層でのナップ孔２３０ａの開口幅が狭まってしまっている。
【００４２】
研磨パッド２００が上述のような状態になると、気泡２３０が目詰まりを生じてしまってナップ層２２０が柔軟性を失うことから、精密な鏡面研磨を行うことが難しくなってしまう。またナップ孔２３０は新たな遊離砥粒を保持することができなくなること、およびナップ孔２３０ａの開口幅が狭まってしまうことから、研磨パッド表面に方向性が発生し平滑になってしまう。このため研磨レートが著しく低下し、所定の加工時間内に所望の研磨を行うことができなくなってしまう。そこで従来技術において説明したように、修正部材を用いて研磨パッド表面を摺擦し、研磨能力の回復を図っている。ただし従来技術においては、万全に修復するには到らず、回復した研磨レートが再び低下するまでの周期が短いため、短いスパンで頻繁にパッド面の修正を行わなくてはならなかった。
【００４３】
そこで本実施形態においては、以下に示す方法で研磨パッド２００の研磨面を修正し、研磨効率を向上する。
【００４４】
図５は修正部材の例であるパッドドレッサーを示す図である。図５（ａ）に示すキャリヤ３１０は、図３（ａ）に示すキャリヤ１２０と置換可能な構成を有する。すなわち、外周にギヤを有するキャリヤ３１０に保持され、ＳＵＳ等の金属製の芯材３２０の上下に、ＳＵＳ基板の上に研磨砥粒を固定した固定砥粒３３０を貼り付けたものとしてよい。あるいは、図示しないものの、芯材の表面に直接研磨砥粒を担持させてもよい。また、固定砥粒３３０は、円板状のものを図示しているが、円弧状や矩形のものなどを用いることができる。
【００４５】
固定砥粒３３０は芯材３２０の外周に沿って貼り付けられている。芯材３２０の中央部は円形の空洞になっていて、固定砥粒３３０は貼られていない。本実施形態においては、かかる固定砥粒３３０が貼られている芯材３２０をパッドドレッサー３００とし、キャリヤ３１０の空孔に挿嵌しているが、パッドドレッサー３００とキャリヤ３１０が一体になっていてもよい。研磨工程後の研磨パッド２００には、研磨工程時に供給された遊離砥粒２４０が残存していると考えられるため、固定砥粒３３０の研磨砥粒は遊離砥粒２４０よりも硬度が高いほうがよく、例えば、ダイヤモンド砥粒が挙げられる。
【００４６】
なお、パッドドレッサー３００の全面に固定砥粒３３０を設けていない。これは、仮に全面に設けると研磨パッド２００と接触した場合に摩擦力が大きくなりすぎて、研磨パッド２００に対してパッドドレッサー３００を回転させることができず、研磨パッド２００のパッド表面の修正という目的が達成できなくなるからである。また、パッドドレッサー３００の全面を固定砥粒３３０によって被覆する必要もないことから、ダイヤモンド砥粒その他の材料コストを節約する利点もある。
【００４７】
また固定砥粒３３０を設けた位置の厚みは、図３（ｂ）に示すガラス基板１１０以上の厚さを有するとよい。パッドドレッサー３００にこのような厚さを持たせる理由は、パッドドレッサー３００の修正能力を高めるためである。上定盤１５０および下定盤１６０を有する両面研磨機の場合、それらの間に挟まれる被加工対象の厚さが厚いほど、曲げ強度が強くなるため、加工がしやすい。パッドドレッサー３００によって上定盤１５０および下定盤１６０を修正するときも同様であり、パッドドレッサー３００が厚いほど修正能力は向上する。すなわち、ガラス基板１１０のように薄い被加工対象を加工して発生したウネリは、被加工対象より厚い対象を加工することで、低減させることが可能である。
【００４８】
このような厚さで構成されたパッドドレッサー３００の修正面と、上定盤１５０および下定盤１６０に配備された研磨パッド２００のパッド面とを、クーラント（冷却液）を供給しながら、互いに押圧させて摺動させることにより、上下の定盤１５０、１６０の研削面の平滑性を高めることができる。
【００４９】
図５（ｂ）はパッドドレッサー３００がキャリヤ１２０と置換可能であることを示す図である。ガラス基板１１０の研磨時には遊星歯車としてキャリヤ１２０を用い、研磨パッドの修正時には、各キャリヤ１２０に換えて、図５（ａ）に示すパッドドレッサー３００を遊星歯車とすることが可能である。
【００５０】
図６は、両面研磨装置にパッドドレッサーを装着した状態を示す図である。図６（ａ）は平面図であり、このようにして、研磨対象であるガラス基板１１０のキャリヤ１２０をパッドドレッサー３００に置換することが可能である。
【００５１】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のパッドドレッサー３００のＸ−Ｘ断面図である。研磨パッドの修正時には、研磨時と同様に、キャリヤ１２０と置換したパッドドレッサー３００を、研磨パッド２００が配備された上定盤１５０および下定盤１６０で挟む。そして、上定盤１５０および下定盤１６０に配備された研磨パッド２００とパッドドレッサー３００の固定砥粒３３０とを互いに押圧させて摺動させる。
【００５２】
ここで本実施形態の特徴的な構成として、研磨工程時の研磨パッド２００とキャリヤ１２０の相対的な移動方向と、修正工程時の研磨パッド２００とパッドドレッサー３００の相対的な移動方向を異なる方向にする、または、研磨工程時の太陽ギヤ１３０とインターナルギヤ１４０の相対的な回転方向と、修正工程時の太陽ギヤ１３０とインターナルギヤ１４０の相対的な回転方向を逆方向にすることにより、研磨パッド２００のパッド表面を効率的に修正することができる。
【００５３】
図７は両面研磨装置の駆動機構部材の研磨工程時と修正工程時の移動方向を説明する図である。ここで、両面研磨装置１００において、上定盤１５０は太陽ギヤ１３０と接合しているため、太陽ギヤ１３０の回転方向に回転する。また、下定盤１６０はインターナルギヤ１４０と接合しているため、インターナルギヤ１４０の回転方向に回転する。また、研磨パッド２００は、取り付けられている各定盤１５０、１６０の回転方向に回転する。
【００５４】
図７（ａ）は、研磨工程時の研磨パッドとキャリヤ（ガラス基板）との相対的な移動方向を示す図である。研磨工程時において、太陽ギヤ１３０（上定盤１５０）が反時計回り（左回り）に回転するとき、上定盤１５０に配備されている研磨パッド２００も同方向に回転し、キャリヤ１２０は太陽ギヤ１３０を中心として反時計回りに公転しながら、時計回り（右回り）に自転する。また、このとき、インターナルギヤ１４０（下定盤１６０）は時計回りに回転し、下定盤１６０に配備されている研磨パッド２００も同方向に回転する。したがってガラス基板１１０の移動方向は（下定盤１６０を基準に考えれば）、公転による反時計周りの回転方向成分と、自転による半径方向の反復方向成分とを重ね合わせたものになる。
【００５５】
図７（ｂ）は、修正工程時の研磨パッドとパッドドレッサー（固定砥粒）との相対的な移動方向を示す図である。修正工程時は、研磨パッド２００とパッドドレッサー３００との相対的な移動方向が研磨工程時とは逆（異なる）方向になるようにする。すなわち、修正工程時においては、太陽ギヤ１３０（上定盤１５０）を時計回りに回転させる。すると上定盤１５０に配備されている研磨パッド２００も同方向に回転し、パッドドレッサー３００は太陽ギヤ１３０を中心として時計回りに公転しながら、反時計回りに自転する。また、このとき、インターナルギヤ１４０（下定盤１６０）は反時計回りに回転し、下定盤１６０に配備されている研磨パッド２００も同方向に回転する。したがってガラス基板１１０の移動方向は（下定盤１６０を基準に考えれば）、公転による時計周りの回転方向成分と、自転による半径方向の反復方向成分とを重ね合わせたものになる。
【００５６】
上記の構成により、研磨工程時の研磨パッド２００とガラス基板１１０との相対的な移動方向と、修正工程時の研磨パッド２００と固定砥粒３３０との相対的な移動方向とを、異なる方向とすることができる。特に回転方向成分に着目すれば、研磨工程時と修正工程時の移動方向を逆方向とすることができる。したがって研磨工程において研磨パッド２００のナップ層２２０に発生した方向性（表面組織の倒れや目詰まりなど）を分散することにより、パッド面の遊離砥粒の保持力を修正し、研磨能力および柔軟性を十分に回復させることができる。また修正工程によって研磨方向の物理的な構造を弱くしてしまうことがないため、遊離砥粒の保持力を低下させてしまうおそれがない。
【００５７】
このように研磨パッドの表面状態を効率的に修正することで、研磨効率を向上させ、ひいては生産効率を向上させることができる。
【００５８】
［実施例］
以下に、本発明を適用した磁気ディスク用ガラス基板の製造方法製造方法について実施例を説明する。この磁気ディスク用ガラス基板および磁気ディスクは、０．８インチ型ディスク（内径６ｍｍ、外径２１．６ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．０インチ型ディスク（内径７ｍｍ、外径２７．４ｍｍ、板厚０．３８１ｍｍ）、１．８インチ型磁気ディスク（内径１２ｍｍ、外径４８ｍｍ、板厚０．５０８ｍｍ）などの所定の形状を有する磁気ディスクとして製造される。また、２．５インチ型ディスクや３．５インチ型ディスクとして製造してもよい。
【００５９】
（１）形状加工工程およびラッピング工程
本実施例に係る磁気ディスク用ガラス基板の製造方法においては、まず、板状ガラスの表面をラッピング（研削）加工してガラス母材とし、このガラス母材を切断してガラスディスクを切り出す。板状ガラスとしては、様々な板状ガラスを用いることができる。この板状ガラスは、例えば、溶融ガラスを材料として、プレス法やフロート法、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法など、公知の製造方法を用いて製造することができる。これらのうち、プレス法を用いれば、板状ガラスを廉価に製造することができる。板状ガラスの材質としては、アモルファスガラスやガラスセラミクス（結晶化ガラス）を利用できる。板状ガラスの材料としては、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ボロシリケートガラス等を用いることができる。特にアモルファスガラスとしては、化学強化を施すことができ、また主表面の平坦性及び基板強度において優れた磁気ディスク用基板を供給することができるという点で、アルミノシリケートガラスを好ましく用いることができる。
【００６０】
本実施例においては、溶融させたアルミノシリケートガラスを上型、下型、胴型を用いたダイレクトプレスによりディスク形状に成型し、アモルファスの板状ガラスを得た。なお、アルミノシリケートガラスとしては、ＳｉＯ２：５８〜７５重量％、Ａｌ２Ｏ３：５〜２３重量％、Ｌｉ２Ｏ：３〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ：４〜１３重量％を主成分として含有する化学強化ガラスを使用した。
【００６１】
次に、この板状ガラスの両主表面をラッピング加工し、ディスク状のガラス母材とした。このラッピング加工は、遊星歯車機構を利用した両面ラッピング装置により、アルミナ系遊離砥粒を用いて行った。具体的には、板状ガラスの両面に上下からラップ定盤を押圧させ、遊離砥粒を含む研削液を板状ガラスの主表面上に供給し、これらを相対的に移動させてラッピング加工を行った。このラッピング加工により、平坦な主表面を有するガラス母材を得た。
【００６２】
（２）切り出し工程（コアリング、フォーミング、チャンファリング）
次に、ダイヤモンドカッタを用いてガラス母材を切断し、このガラス母材から円盤状のガラス基板を切り出した。次に、円筒状のダイヤモンドドリルを用いて、このガラス基板の中心部に内孔を形成し、円環状のガラス基板とした（コアリング）。そして内周端面および外周端面をダイヤモンド砥石によって研削し、所定の面取り加工を施した（フォーミング、チャンファリング）。
【００６３】
（３）第２ラッピング工程
次に、得られたガラス基板の両主表面について、第１ラッピング工程と同様に、第２ラッピング加工を行った。この第２ラッピング工程を行うことにより、前工程である切り出し工程や端面研磨工程において主表面に形成された微細な凹凸形状を予め除去しておくことができ、後続の主表面に対する研磨工程を短時間で完了させることができるようになる。
【００６４】
（４）端面研磨工程
次に、ガラス基板の外周端面について、ブラシ研磨方法により、鏡面研磨を行った。このとき、研磨砥粒としては、酸化セリウム砥粒を含むスラリー（遊離砥粒）を用いた。
【００６５】
そして、端面研磨工程を終えたガラス基板を水洗浄した。この端面研磨工程により、ガラス基板の端面は、ナトリウムやカリウムの析出の発生を防止できる鏡面状態に加工された。特に内周端面は、２００〜３００枚ほどの多数枚を積層して研磨した場合であっても、内孔の公差や真円度が低下することなく良好な状態であった。
【００６６】
（５）主表面第１研磨工程
主表面研磨工程として、まず第１研磨工程を施した。この第１研磨工程は、前述のラッピング工程において主表面に残留したキズや歪みの除去を主たる目的とするものである。この第１研磨工程においては、遊星歯車機構を有する両面研磨装置により、硬質樹脂ポリッシャを用いて、主表面の鏡面研磨を行った。研磨剤としては、酸化セリウム砥粒を用いた。第１研磨工程後のガラス基板主表面の表面粗さは、算術平均粗さＲａ＝０．８ｎｍ、最大高さＲｖ＝１０ｎｍであった。
【００６７】
この第１研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。
【００６８】
（６）主表面第２研磨工程
次に、主表面研磨工程として、第２研磨工程を施した。この第２研磨工程は上記説明した研磨工程であり、主表面を鏡面状に仕上げることを目的とする。
【００６９】
図８は第２研磨工程の処理の流れを示すフローチャートである。ガラス基板の研削を行う際には、まず、上述した遊星歯車機構を有する両面研磨装置を用いて、上定盤１５０および下定盤１６０に研磨パッド２００を貼り付ける貼付工程を行う（ステップＳ４００）。研磨パッド２００はアスカーＣ硬度７５の軟質発泡樹脂ポリッシャを用いた。
【００７０】
次に、パッドドレッサー３００を用いて研磨パッド２００の表面を研削する初期修正工程を行う（ステップＳ４１０）。初期修正を行う理由は、単に定盤に貼り付けただけではパッド面に平坦性および平滑性が不足するためである。
【００７１】
その後、研磨工程を行い、数１０バッチのガラス基板の主表面を研磨する（ステップＳ４２０）。遊離砥粒としては、第１研磨工程で用いた酸化セリウム砥粒よりも微細な粒径２０ｎｍのコロイダルシリカを用いた。
【００７２】
そして研磨工程にて低下した研磨パット２００の平滑性を修正するため、研磨工程のバッチ間に、パッドドレッサー３００およびクーラントを用いて、定盤の修正工程を行った（ステップＳ４３０）。修正工程は、加工加重１００ｋｇ、定盤回転数２０ｒｐｍで３０分間行った。ここで、上述したように、修正工程時の上定盤１５０、下定盤１６０、太陽ギヤ１３０、インターナルギヤ１４０は、すべて研磨工程時とは逆方向に回転させた。
【００７３】
この第２研磨工程を終えたガラス基板を、中性洗剤、純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して、洗浄した。なお、各洗浄槽には、超音波を印加した。
【００７４】
［評価］
上記の実施例に対し、比較例として、修正工程時の上定盤１５０、下定盤１６０、太陽ギヤ１３０、インターナルギヤ１４０を、すべて研磨工程時と同じ方向に回転させた。このときの加工加重、定盤回転数、処理時間は実施例と同様である。図９は実施例と比較例の比較を説明する図であって、図９（ａ）は実施例にかかる研磨速度を説明する図、図９（ｂ）は比較例にかかる研磨速度を説明する図、図９（ｃ）は実施例と比較例の微小うねりを比較する図である。
【００７５】
実施例を示す図９（ａ）においては、はじめの数バッチは研磨レートがむしろ上昇し、５バッチを過ぎる頃から研磨レートの低下が開始する。これに対し比較例を示す図９（ｂ）においては、始めから研磨レートは低下する一方である。
【００７６】
上記のように実施例において研磨レートが上昇するのは、研磨工程時と修正工程時で移動方向が異なっていることから、ナップ孔の目詰まりを効果的に除去できており、かつ研磨方向の物理的な構造が弱くなっていないためであると考えられる。すなわち研磨工程の始めの数バッチでは、ナップ孔に徐々に遊離砥粒が充填されていくに従い、研磨レートが上昇していくと考えられる。そして充填された遊離砥粒が磨耗し始めると、ふたたび研磨レートが下降していくものと考えられる。一方、比較例においてはナップ孔の目詰まりが除去できていないうえ研磨方向の物理的な構造が弱くなってしまっており、遊離砥粒の保持力が当初から失われている（回復できていない）ために、研磨レートは低下する一方となると考えられる。
【００７７】
また図９（ｃ）においては、実施例と比較例において、微小うねり（ＭｉｃｒｏＷａｖｅ）の二乗平均平方根粗さＲｑの分布を示したものである。図９（ｃ）によれば、比較例に対して実施例のほうがＲｑの小さな微小うねりが多くなっており、より効果的に鏡面研磨されていることが確認できる。
【００７８】
（７）化学強化工程
次に、ガラス基板に、化学強化を施した。化学強化は、まず硝酸カリウム（６０％）と硝酸ナトリウム（４０％）を混合した粉末状の化学強化塩を、固体の化学強化塩として用意し、塩投入容器に投入して、電磁波発生器によって加熱溶融した。
【００７９】
このように、ガラス基板中のリチウムイオンおよびナトリウムイオンが、化学強化溶液中のナトリウムイオンおよびカリウムイオンにそれぞれ置換され、ガラス基板が強化された。
【００８０】
化学強化処理を終えたガラス基板を、２０℃の水槽に浸漬して急冷し、約１０分間維持した。そして、急冷を終えたガラス基板を、約４０℃に加熱した濃硫酸に浸漬して洗浄を行った。さらに、硫酸洗浄を終えたガラス基板を純水、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の各洗浄槽に順次浸漬して洗浄した。
【００８１】
上記の如く、ラッピング工程、切り出し工程、研削工程、端面研磨工程、第１および第２研磨工程、ならびに化学強化工程を施すことにより、平坦、かつ、平滑な、高剛性の磁気ディスク用ガラス基板を得た。
【００８２】
（８）磁気ディスク製造工程
上述した工程を経て得られたガラス基板の両面に、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。なお、本構成は垂直磁気ディスクの構成の一例であるが、面内磁気ディスクとして磁性層等を構成してもよい。
【００８３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、磁気ディスク用ガラス基板の製造方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】両面研磨装置の駆動機構部の説明図である。
【図２】両面研削装置の全体図である。
【図３】ガラス基板用のキャリヤを示す図である。
【図４】研磨パッドの構成を説明する拡大断面図である。
【図５】修正部材の例であるパッドドレッサーを示す図である。
【図６】両面研磨装置にパッドドレッサーを装着した状態を示す図である。
【図７】両面研磨装置の駆動機構部材の研磨工程時と修正工程時の移動方向を説明する図である。
【図８】第２研磨工程の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例と比較例の比較を説明する図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００…両面研磨装置、１１０…ガラス基板、１２０…キャリヤ、１３０…太陽ギヤ、１４０…インターナルギヤ、１５０…上定盤、１６０…下定盤、２００…研磨パッド、２１０…基層、２２０…ナップ層、２２０ａ…内層、２２０ｂ…表層、２３０…気泡、２３０ａ…ナップ孔、２４０…遊離砥粒、３００…パッドドレッサー、３１０…キャリヤ、３２０…芯材、３３０…固定砥粒、４１０…容器、４２０…研磨液、４３０…ポンプ、４４０…フィルタ
【図１】
2009154232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009154232.tif 000007
【図６】
2009154232.tif 000008
【図７】
2009154232.tif 000009
【図８】
2009154232.tif 000010
【図９】
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