ガラス基板の研磨方法、及び該ガラス基板の研磨方法を用いたガラス基板の製造方法
【課題】本発明は、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いずに、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するガラス基板の研磨方法と、該研磨方法を用いた研磨工程を有するガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する研磨工程において、研磨定盤の研磨面にはダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を設置し、該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する研磨工程において、研磨定盤の研磨面にはダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を設置し、該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するガラス基板の研磨方法と、該研磨方法を用いた研磨工程を有するガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクや光ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用ガラス基板、光ピックアップや光学フィルタ等の光学部品用ガラス基板など、板形状を有するガラス基板は、ガラス基板の主平面を平滑にするため、研磨加工を施して製造される。
【０００３】
従来、ガラス基板の主平面の研磨加工には、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドが使用されている。砥粒である酸化セリウムは、ガラス材料に対して化学的に強い相互作用を有するといわれており、高い加工速度（単位時間あたりの研磨量）でありながら、ガラス基板の主平面を平滑性高く研磨加工できる。しかし、酸化セリウム砥粒を用いて研磨したガラス基板は、ガラス基板の表面に酸化セリウム砥粒が強固に付着したり、埋ったりするため、研磨後の洗浄工程で酸化セリウム砥粒を充分に除去できずに、酸化セリウムがガラス基板の表面に残留してガラス基板製品の欠陥となる問題が生じていた。
【０００４】
ガラス基板の表面に強固に付着したり、埋った酸化セリウム砥粒を除去するため、ガラス基板の表面を強酸やフッ素イオンを含有する洗浄液で洗浄する方法（特許文献１〜４）や、ガラス基板の表面に残留するセリウム量を測定し、セリウム量が所定値を超えたときはガラス基板を再洗浄する方法（特許文献５）が提案されている。しかし、特許文献１〜４に記載の酸洗浄は、洗浄液の取り扱いや管理に手間がかかり生産性が劣るうえ、酸化セリウムを充分に洗浄除去できないおそれがある。特許文献５に記載の方法は、ガラス基板の表面に残留するセリウム量が所定値を超えたときにガラス基板を再洗浄するため生産性が劣るうえ、再洗浄により残留した酸化セリウムを充分に洗浄除去できないおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６９７６７号公報
【特許文献２】特許第４３３６５２４号公報
【特許文献３】特許第４３９３９７５号公報
【特許文献４】特許第３６６５７３１号公報
【特許文献５】特開２００９−１９３６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いずに、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するガラス基板の研磨方法と、該研磨方法を用いた研磨工程を有するガラス基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する研磨工程において、研磨定盤の研磨面にはダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を設置し、該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガラス基板の研磨方法を用いたガラス基板の製造方法は、砥粒としてダイヤモンドを用い、加工速度を１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎでガラス基板を研磨するため、平滑性が高く、酸化セリウム起因の欠陥がない主平面を有するガラス基板を生産性高く製造できる。さらに、酸化セリウムを除去する酸洗浄工程や、ガラス基板の表面に残留した酸化セリウムを測定する検査工程と再除去する再洗浄工程を不要にできるため、ガラス基板製造工程全体の生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】固定砥粒工具の研磨面を模式的に表す断面図。（ａ）表面粗さが高い研磨面を模式的に表す断面図、（ｂ）表面粗さが低い研磨面を模式的に表す断面図。
【図２】両面研磨装置の概略図。
【図３】研磨面の表面粗さ測定位置を示す概略図。
【図４】磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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ない。
【００１１】
本発明の研磨工程では、研磨具としてダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具と、砥粒を含有しない研磨液を用いてガラス基板の主平面を研磨する。図１を用いて本発明の詳細について説明する。
【００１２】
図１は、ガラス基板を研磨する固定砥粒工具の研磨面を模式的に表す断面図である。図１の（ａ）は固定砥粒工具の表面粗さＲａ（算術平均高さ）、Ｒｚ（最大高さ）が高い研磨面を模式的に表す断面図、図１の（ｂ）は固定砥粒工具の表面粗さＲａ、Ｒｚが低い研磨面を模式的に表す断面図をそれぞれ表す。
【００１３】
本明細書において、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ、Ｒｚには添字１を付けてＲａ１、Ｒｚ１と表記し、一方、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ、Ｒｚには添字２を付けてＲａ２、Ｒｚ２と表記するものとする。
【００１４】
図１において、１０は固定砥粒工具、１０１は結合材（例えば、樹脂、金属、ガラス質（ビトリファイド）など）、１０２は研磨面に表出したダイヤモンド砥粒、１０３は削れてならされたダイヤモンド砥粒、１０４はダイヤモンド砥粒、３０は上定盤の研磨面、４０は下定盤の研磨面をそれぞれ示す。
【００１５】
両面研磨装置または片面研磨装置の研磨定盤の研磨面に装着されたダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具は、研磨面をドレス治具により所定の平坦度と表面粗さにドレス処理された後、固定砥粒工具の研磨面をガラス基板の主平面に押し当てた状態で、研磨液をガラス基板と固定砥粒工具の研磨面との間に供給しながら、ガラス基板と固定砥粒工具の研磨面とを相対的に移動させて、ガラス基板の主平面を研磨する。
【００１６】
本発明者は、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するには、加工速度を１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎでガラス基板を研磨することが重要であると見出した。
【００１７】
ガラス基板の加工速度は、研磨前のガラス基板の板厚から研磨後のガラス基板の板厚を差し引いて求めた研磨で除去された板厚（研磨量）を、研磨時間で除して算出する。両面研磨装置を用いてガラス基板の両主平面を同時に研磨した場合、片面側の主平面の加工速度とするため上記加工速度を２で除する。研磨前と研磨後のガラス基板の板厚は、マイクロメータまたはレーザ変位計で測定する。
【００１８】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板を研磨したとき、ガラス基板の加工速度が１．５μｍ／ｍｉｎを超えると、平滑性に優れる鏡面のガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。一方、ガラス基板の加工速度が０．１μｍ／ｍｉｎ未満の場合、ガラス基板製造工程の生産性が劣るおそれがある。
【００１９】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板を研磨したとき、ガラス基板の加工速度は１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎであり、１．０μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが好ましく、０．８μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが更に好ましく、０．６μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが特に好ましい。
【００２０】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する加工速度を得る手段として、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１を低くする、研磨液の温度を低くする、研磨液中のクーラント剤の濃度を低くする、研磨加工時の荷重を低くする、研磨加工時の研磨定盤の回転数を下げる、などが挙げられる。
【００２１】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面は、ドレス治具を用いてドレス処理される。ドレス治具は、番手が♯１０００〜♯４０００のＷＡ（アルミナ）、ＧＣ（炭化ケイ素）またはダイヤモンドからなる砥石に、結合剤を混ぜ、焼結して作られる。ＷＡやＧＣの硬度は、固定砥粒工具に含まれるダイヤモンド砥粒の硬度に比べて低くいため、細かいＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いてドレス処理すると、固定砥粒工具の結合材１０１が主に削られ、ダイヤモンド砥粒１０２が研磨面に表出し、図１（ａ）に示したような研磨面となる。一方、ダイヤモンドを砥石として含有するドレス治具や粒度が大きく粗いＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いてドレス処理すると、研磨面のダイヤモンド砥粒１０２の先端が削られ、図１（ｂ）に示した突出部の低いダイヤモンド砥粒１０３が表出した研磨面となる。
【００２２】
ドレス処理を施した固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１やＲｚ１は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定する。なお、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定は、測定前に所定の表面粗さを有する標準試料で校正してから行う。
【００２３】
研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１が高い固定砥粒工具で、ガラス基板の主平面を研磨すると、ガラス基板の主平面は高く突出したダイヤモンド砥粒で研磨されるため、高い加工速度が得られる一方、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなる。
【００２４】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を研磨し、平滑性に優れるガラス基板を得るには、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１は１．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａ１が１．０μｍを超えると、研磨されたガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）が形成され、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１は１．０μｍ以下が好ましく、０．８μｍ以下が更に好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００２５】
また、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いて、平滑性に優れるガラス基板を得るには、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲｚ１は６．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲｚ１が６．０μｍを超えると、研磨されたガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）が形成され、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲｚ１は６．０μｍ以下が好ましく、５．５μｍ以下が更に好ましく、４．０μｍ以下が特に好ましい。
【００２６】
固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１を低くする手段として、ドレス治具としてダイヤモンド砥石を含むドレス治具を用いる、または粒度が大きく粗いＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いて、固定砥粒工具の研磨面をドレス処理する方法が挙げられる。上記ドレス治具でドレス処理を施すと、固定砥粒工具に含有されるダイヤモンド砥粒１０２の先端は削られ、突出部が低いダイヤモンド砥粒１０３となり、研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１は低くなる。
【００２７】
本発明の固定砥粒工具は、ダイヤモンド砥粒を金属、樹脂、またはガラス質（ビトリファイド）などで結合して成形されており、該ダイヤモンド砥粒を固定砥粒工具の研磨面に表出させてガラス基板を研磨する。本発明において固定砥粒工具に含まれるダイヤモンド砥粒は、平均粒子直径（以下、平均粒径と略す）が０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２８】
ダイヤモンド砥粒の平均粒径が０．１μｍ未満の場合、ガラス基板を研磨する加工速度が低下し、生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒の平均粒径が１０μｍを超える場合、ガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）を発生させてしまい、その後の研磨工程で加工変質層を充分に除去できず、ガラス基板製品の主平面に欠陥（キズ）が生じるおそれがある。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は０．１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．５〜８μｍが特に好ましい。
【００２９】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面を触針式の表面粗さ測定機で測定したとき、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２は０．１μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａ２が０．１μｍを超えると、ガラス基板製品に求められる表面粗さＲａとするため、その後の研磨工程で研磨時間を長く設定するなどして研磨量を多くする必要があり、ガラス基板製造工程全体の生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２は０．１μｍ以下好ましく、０．０７μｍ以下がさらに好ましく、０．０５μｍ以下が特に好ましい。
【００３０】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面を触針式の表面粗さ測定機で測定したとき、ガラス基板の主平面の表面粗さＲｚ２は０．９μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲｚ２が０．９μｍを超えると、ガラス基板製品に求められる表面粗さＲｚとするため、その後の研磨工程において研磨時間を長く設定するなどして研磨量を多くする必要があり、ガラス基板製造工程全体の生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲｚ２は０．９μｍ以下好ましく、０．７μｍ以下がさらに好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００３１】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定する。なお、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定は、測定前に所定の表面粗さを有する標準試料で校正してから行う。
【００３２】
本発明によれば、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いることなく、平滑性の高い主平面を有するガラス基板を得ることができる。そのため、酸化セリウムを用いないガラス基板の製造工程とでき、酸化セリウム起因の欠陥がない、平滑な主平面を有するガラス基板を生産性高く製造できる。
【００３３】
本発明の実施形態のガラス基板は、磁気記録媒体用ガラス基板でもよいし、フォトマスク用ガラス基板でもよい。また、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用ガラス基板でもよいし、レンズ、光学フィルタ、光ピックアップ素子などの光学部品用ガラス基板でもよい。また、半導体用の基板（シリコン基板、炭化ケイ素基板など）でもよい。
【００３４】
また、ガラス基板のガラスの種類は、それぞれの用途に適したものが適宜選択されるが、アモルファスガラスでもよいし、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、加工前のガラス基板（以下、ガラス素基板ともいう）の製造方法としても特に制限はなく、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、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００３５】
上記の中でも、磁気記録媒体用ガラス基板は、他のガラス基板製品に要求される表面特性に比べ、厳しい表面特性（特に欠陥のサイズや数）が要求されるが、本発明の研磨方法が最も好適に適用されるものである。
【００３６】
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は、以下の工程を含む。（１）フロート法、フュージョン法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨、４次研磨、５次研磨を行っても良い。（３）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。（４）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。
【００３７】
なお、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、各工程間にガラス基板洗浄（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。また、内周側面と外周側面に面取り加工した後に、ガラス基板の側面部と面取り部を鏡面に仕上げる工程（例えば、端面研磨工程）を実施してもよい。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。
【００３８】
本発明において、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、本発明の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良く、フュージョン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。
【００３９】
本発明は、（２）ガラス基板の上下主平面に研磨加工を行う工程に関し、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨加工に係るものである。
【００４０】
磁気記録媒体用ガラス基板６０の研磨加工について、図２、図３、図４を用いて説明する。両面研磨装置２０の概略図を図２に、下定盤の研磨面の表面粗さ測定位置を示す概略図を図３に、磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図を図４にそれぞれ示す。各図において、同じ符号は同じ内容を示す。
【００４１】
図２において、６０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、をそれぞれ示す。
【００４２】
図３において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は研磨面の表面粗さＲａ１とＲｚ１の測定位置を示し、Ｘ１は研磨面の内周側領域、Ｘ２は研磨面の中央領域、Ｘ３は研磨面の外周側領域、における測定位置をそれぞれ示す。ドレス処理が施された固定砥粒工具の研磨面の表面粗さは、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定される。
【００４３】
図４において、６０１は磁気記録媒体用ガラス基板の主平面、６０２は内周側面、６０３は外周側面、をそれぞれ示す。
【００４４】
磁気記録媒体用ガラス基板６０は、キャリア５０のガラス基板保持部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、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を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。
【００４５】
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、上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれ所定の回転数で回転駆動して、ガラス基板の主平面を研磨する。
【００４６】
上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板と対向する面には、固定砥粒工具が装着されている。上定盤２０１と下定盤２０２に装着された固定砥粒工具は、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０をそれぞれ所定の表面粗さとするため、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、ドレス治具と研磨面３０、４０との間にドレス水を供給するとともに、ドレス治具と研磨面３０、４０を相対的に動かして、固定砥粒工具の研磨面を削ることにより行われる。
【００４７】
本発明によれば、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いることなく、平滑性が高い主平面を有する磁気記録媒体用ガラス基板６０を得ることができる。そのため、本発明を適用し、酸化セリウムを用いない磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程を構築できる。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４９】
［磁気記録媒体用ガラス基板の形状付与］
外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板用に、フロート法で成形されたＳｉＯ２を主成分とするガラス基板をドーナツ状円形ガラス基板（中央部に円孔を有する円盤形状ガラス基板）に加工した。
【００５０】
このドーナツ状円形ガラス基板の内周側面と外周側面を、面取り幅０．１５ｍｍ、面取り角度４５°の磁気記録媒体用ガラス基板が得られるように面取り加工した。
【００５１】
［磁気記録媒体用ガラス基板の端面の研磨］
次に、内周側面と内周面取り部を研磨ブラシと研磨液を用いて研磨し、内周側面と内周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように内周端面を研磨加工した。内周端面研磨後のガラス基板は、外周側面と外周面取り部を研磨ブラシと研磨液を用いて研磨され、外周側面と外周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように外周端面を研磨加工した。外周端面研磨後のガラス基板は、スクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、洗浄される。
【００５２】
［磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨］
次に、ガラス基板は、研磨具として鋳鉄定盤とアルミナ砥粒を含有する研磨液用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により上下主平面を１次研磨される。研磨したガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、砥粒を洗浄除去される。
【００５３】
１次研磨後のガラス基板は、研磨具としてダイヤモンド砥粒の平均粒径が９μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ９μｍＡＡ１）と研磨液を用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により上下主平面を研磨した。研磨したガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、洗浄される。
【００５４】
２次研磨後のガラス基板は、研磨具としてダイヤモンド砥粒の平均粒径が９μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ９μｍＡＡ１）、ダイヤモンド砥粒の平均粒径が４μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ４μｍＡＡ１）、ダイヤモンド砥粒の平均粒径が２μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、Ｔｒｉｚａｃｔ２μｍＡＡ１）と砥粒を含まない研磨液を用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）によりガラス基板の上下主平面を３次研磨される。
【００５５】
両面研磨装置の上定盤と下定盤に装着した固定砥粒工具は、ガラス基板を研磨する前に、ドレス治具を用いてドレス処理が施され、所定の研磨面の形状と表面粗さに形成される。
【００５６】
ドレス処理を施した固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１は、触針式の表面粗さ測定機（東京精密社製、製品名：Ｈａｎｄｙ Ｓｕｒｆ １３０Ａ、触針の型式：ＫＰ６６ ＤＭ４３８０１）を用いて測定した。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さの測定は、触針の走査長を１ｍｍ、触針の走査長速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値を０．８ｍｍ、に設定して実施した。研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１の測定は、両面研磨装置の下定盤の３箇所の位置（図３に示したＸ１、Ｘ２、Ｘ３の位置）で実施し、その平均値を固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１とした。
【００５７】
ガラス基板の３次研磨は、メインの研磨加工圧力は１００ｇ／ｃｍ２、定盤回転数は３０ｒｐｍ、供給する研磨液の温度は１７℃とし、研磨されたガラス基板の板厚が所定の板厚となるように研磨時間を調整して行った。また、ガラス基板の加工速度は、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１やＲｚ１を変える、または研磨液中のクーラント剤の濃度を変えて、調整した。
【００５８】
３次研磨したガラス基板は、洗浄乾燥した後、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を、触針式の表面粗さ測定機（東京精密社製、製品名：Ｈａｎｄｙ Ｓｕｒｆ １３０Ａ、触針の型式：ＫＰ６６ ＤＭ４３８０１）で測定した。測定は、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定と同じ条件に設定して実施した。ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２は、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面において、中心部から２０ｍｍの位置（記録再生領域の中間領域）で、０°、１２０°、２４０°の計６箇所で測定し、その平均値を求めて得た。
【００５９】
ドレス処理を施した固定砥粒工具（ガラス基板を研磨する前）の研磨面の表面粗さＲａ１とＲｚ１と、ガラス基板の加工速度と、各表面粗さの研磨面と加工速度で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を表１にそれぞれ示す。表１において、例１、例３、例５、例７は実施例、例２、例４、例６、例８は比較例である。
【００６０】
参考例として、研磨具として酸化セリウム砥粒を含有する硬質ウレタン製研磨パッドと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液（平均粒径約１．１μｍの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物）を用い、両面研磨装置により上下主平面を研磨したガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を例９に示す。
【００６１】
ガラス基板の加工速度が１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎである例１、例３、例５、例７は、研磨されたガラス基板の表面粗さＲａ２の平均値が０．１０μｍ以下、Ｒｚ２の平均値が０．９０μｍ以下であり、平滑な鏡面の主平面に研磨されていた。
【００６２】
３次研磨後のガラス基板は、仕上げ研磨（４次研磨）を行う。仕上げ研磨（４次研磨）の研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、コロイダルシリカを含有する研磨液（一次粒子の平均粒径が２０〜３０ｎｍのコロイダルシリカを主成分とする研磨液組成物）を用いて、両面研磨装置により上下主平面を研磨加工した。
【００６３】
［磁気記録媒体用ガラス基板の洗浄］
４次研磨を行ったガラス基板を、アルカリ性洗剤によるスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄、を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気にて乾燥し、磁気記録媒体用ガラス基板を得た。
【００６４】
ガラス基板を洗浄乾燥した後、磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａを、原子間力顕微鏡を用いて測定した。磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａは、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面において、中心部から２０ｍｍの位置（記録再生領域の中間領域）で、０°、１２０°、２４０°の計６箇所で測定し、その平均値を求めて得た。例１、例３、例５、例７のガラス基板を４次研磨し、洗浄乾燥して得た磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａは０．１３ｎｍ以下であった。
【００６５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、板形状を有するガラス基板の主平面を研磨する研磨工程を有するガラス基板の製造方法に適用できる。板形状を有するガラス基板として、磁気記録媒体用、フォトマスク用、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用、光ピックアップや光学フィルタ等の光学部品用、などのガラス基板が具体的なものとして挙げられる。なお、本発明の実施形態である研磨装置は、両面研磨装置でもよいし、片面研磨装置でもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０：固定砥粒工具、１０１：結合材、１０２：研磨面に表出したダイヤモンド砥粒、１０３：削れて均されたダイヤモンド砥粒、１０４：ダイヤモンド砥粒、３０：上定盤の研磨面、４０：下定盤の研磨面、
２０：両面研磨装置、３０：上定盤の研磨面、４０：下定盤の研磨面、５０：キャリア、２０１：上定盤、２０２：下定盤、２０３：サンギア、２０４：インターナルギア、６０：磁気記録媒体用ガラス基板、
Ｘ１：研磨面の内周側領域の測定位置、Ｘ２は研磨面の中央領域の測定位置、Ｘ３は研磨面の外周側領域の測定位置、
６０：磁気記録媒体用ガラス基板、６０１：磁気記録媒体用ガラス基板の主平面、６０２：内周側面、６０３：外周側面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するガラス基板の研磨方法と、該研磨方法を用いた研磨工程を有するガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスクや光ディスク等の情報記録媒体用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用ガラス基板、光ピックアップや光学フィルタ等の光学部品用ガラス基板など、板形状を有するガラス基板は、ガラス基板の主平面を平滑にするため、研磨加工を施して製造される。
【０００３】
従来、ガラス基板の主平面の研磨加工には、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドが使用されている。砥粒である酸化セリウムは、ガラス材料に対して化学的に強い相互作用を有するといわれており、高い加工速度（単位時間あたりの研磨量）でありながら、ガラス基板の主平面を平滑性高く研磨加工できる。しかし、酸化セリウム砥粒を用いて研磨したガラス基板は、ガラス基板の表面に酸化セリウム砥粒が強固に付着したり、埋ったりするため、研磨後の洗浄工程で酸化セリウム砥粒を充分に除去できずに、酸化セリウムがガラス基板の表面に残留してガラス基板製品の欠陥となる問題が生じていた。
【０００４】
ガラス基板の表面に強固に付着したり、埋った酸化セリウム砥粒を除去するため、ガラス基板の表面を強酸やフッ素イオンを含有する洗浄液で洗浄する方法（特許文献１〜４）や、ガラス基板の表面に残留するセリウム量を測定し、セリウム量が所定値を超えたときはガラス基板を再洗浄する方法（特許文献５）が提案されている。しかし、特許文献１〜４に記載の酸洗浄は、洗浄液の取り扱いや管理に手間がかかり生産性が劣るうえ、酸化セリウムを充分に洗浄除去できないおそれがある。特許文献５に記載の方法は、ガラス基板の表面に残留するセリウム量が所定値を超えたときにガラス基板を再洗浄するため生産性が劣るうえ、再洗浄により残留した酸化セリウムを充分に洗浄除去できないおそれもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２６９７６７号公報
【特許文献２】特許第４３３６５２４号公報
【特許文献３】特許第４３９３９７５号公報
【特許文献４】特許第３６６５７３１号公報
【特許文献５】特開２００９−１９３６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いずに、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するガラス基板の研磨方法と、該研磨方法を用いた研磨工程を有するガラス基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する研磨工程において、研磨定盤の研磨面にはダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を設置し、該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガラス基板の研磨方法を用いたガラス基板の製造方法は、砥粒としてダイヤモンドを用い、加工速度を１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎでガラス基板を研磨するため、平滑性が高く、酸化セリウム起因の欠陥がない主平面を有するガラス基板を生産性高く製造できる。さらに、酸化セリウムを除去する酸洗浄工程や、ガラス基板の表面に残留した酸化セリウムを測定する検査工程と再除去する再洗浄工程を不要にできるため、ガラス基板製造工程全体の生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】固定砥粒工具の研磨面を模式的に表す断面図。（ａ）表面粗さが高い研磨面を模式的に表す断面図、（ｂ）表面粗さが低い研磨面を模式的に表す断面図。
【図２】両面研磨装置の概略図。
【図３】研磨面の表面粗さ測定位置を示す概略図。
【図４】磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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ない。
【００１１】
本発明の研磨工程では、研磨具としてダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具と、砥粒を含有しない研磨液を用いてガラス基板の主平面を研磨する。図１を用いて本発明の詳細について説明する。
【００１２】
図１は、ガラス基板を研磨する固定砥粒工具の研磨面を模式的に表す断面図である。図１の（ａ）は固定砥粒工具の表面粗さＲａ（算術平均高さ）、Ｒｚ（最大高さ）が高い研磨面を模式的に表す断面図、図１の（ｂ）は固定砥粒工具の表面粗さＲａ、Ｒｚが低い研磨面を模式的に表す断面図をそれぞれ表す。
【００１３】
本明細書において、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ、Ｒｚには添字１を付けてＲａ１、Ｒｚ１と表記し、一方、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ、Ｒｚには添字２を付けてＲａ２、Ｒｚ２と表記するものとする。
【００１４】
図１において、１０は固定砥粒工具、１０１は結合材（例えば、樹脂、金属、ガラス質（ビトリファイド）など）、１０２は研磨面に表出したダイヤモンド砥粒、１０３は削れてならされたダイヤモンド砥粒、１０４はダイヤモンド砥粒、３０は上定盤の研磨面、４０は下定盤の研磨面をそれぞれ示す。
【００１５】
両面研磨装置または片面研磨装置の研磨定盤の研磨面に装着されたダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具は、研磨面をドレス治具により所定の平坦度と表面粗さにドレス処理された後、固定砥粒工具の研磨面をガラス基板の主平面に押し当てた状態で、研磨液をガラス基板と固定砥粒工具の研磨面との間に供給しながら、ガラス基板と固定砥粒工具の研磨面とを相対的に移動させて、ガラス基板の主平面を研磨する。
【００１６】
本発明者は、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨するには、加工速度を１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎでガラス基板を研磨することが重要であると見出した。
【００１７】
ガラス基板の加工速度は、研磨前のガラス基板の板厚から研磨後のガラス基板の板厚を差し引いて求めた研磨で除去された板厚（研磨量）を、研磨時間で除して算出する。両面研磨装置を用いてガラス基板の両主平面を同時に研磨した場合、片面側の主平面の加工速度とするため上記加工速度を２で除する。研磨前と研磨後のガラス基板の板厚は、マイクロメータまたはレーザ変位計で測定する。
【００１８】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板を研磨したとき、ガラス基板の加工速度が１．５μｍ／ｍｉｎを超えると、平滑性に優れる鏡面のガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。一方、ガラス基板の加工速度が０．１μｍ／ｍｉｎ未満の場合、ガラス基板製造工程の生産性が劣るおそれがある。
【００１９】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板を研磨したとき、ガラス基板の加工速度は１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎであり、１．０μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが好ましく、０．８μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが更に好ましく、０．６μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎが特に好ましい。
【００２０】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を平滑な鏡面に研磨する加工速度を得る手段として、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１を低くする、研磨液の温度を低くする、研磨液中のクーラント剤の濃度を低くする、研磨加工時の荷重を低くする、研磨加工時の研磨定盤の回転数を下げる、などが挙げられる。
【００２１】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面は、ドレス治具を用いてドレス処理される。ドレス治具は、番手が♯１０００〜♯４０００のＷＡ（アルミナ）、ＧＣ（炭化ケイ素）またはダイヤモンドからなる砥石に、結合剤を混ぜ、焼結して作られる。ＷＡやＧＣの硬度は、固定砥粒工具に含まれるダイヤモンド砥粒の硬度に比べて低くいため、細かいＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いてドレス処理すると、固定砥粒工具の結合材１０１が主に削られ、ダイヤモンド砥粒１０２が研磨面に表出し、図１（ａ）に示したような研磨面となる。一方、ダイヤモンドを砥石として含有するドレス治具や粒度が大きく粗いＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いてドレス処理すると、研磨面のダイヤモンド砥粒１０２の先端が削られ、図１（ｂ）に示した突出部の低いダイヤモンド砥粒１０３が表出した研磨面となる。
【００２２】
ドレス処理を施した固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１やＲｚ１は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定する。なお、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定は、測定前に所定の表面粗さを有する標準試料で校正してから行う。
【００２３】
研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１が高い固定砥粒工具で、ガラス基板の主平面を研磨すると、ガラス基板の主平面は高く突出したダイヤモンド砥粒で研磨されるため、高い加工速度が得られる一方、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなる。
【００２４】
ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いてガラス基板の主平面を研磨し、平滑性に優れるガラス基板を得るには、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１は１．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａ１が１．０μｍを超えると、研磨されたガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）が形成され、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１は１．０μｍ以下が好ましく、０．８μｍ以下が更に好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００２５】
また、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具を用いて、平滑性に優れるガラス基板を得るには、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲｚ１は６．０μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲｚ１が６．０μｍを超えると、研磨されたガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）が形成され、平滑性に優れるガラス基板を得ることが難しくなるおそれがある。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲｚ１は６．０μｍ以下が好ましく、５．５μｍ以下が更に好ましく、４．０μｍ以下が特に好ましい。
【００２６】
固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１を低くする手段として、ドレス治具としてダイヤモンド砥石を含むドレス治具を用いる、または粒度が大きく粗いＷＡ粒子またはＧＣ粒子を砥石として含むドレス治具を用いて、固定砥粒工具の研磨面をドレス処理する方法が挙げられる。上記ドレス治具でドレス処理を施すと、固定砥粒工具に含有されるダイヤモンド砥粒１０２の先端は削られ、突出部が低いダイヤモンド砥粒１０３となり、研磨面の表面粗さＲａ１またはＲｚ１は低くなる。
【００２７】
本発明の固定砥粒工具は、ダイヤモンド砥粒を金属、樹脂、またはガラス質（ビトリファイド）などで結合して成形されており、該ダイヤモンド砥粒を固定砥粒工具の研磨面に表出させてガラス基板を研磨する。本発明において固定砥粒工具に含まれるダイヤモンド砥粒は、平均粒子直径（以下、平均粒径と略す）が０．１〜１０μｍであることが好ましい。
【００２８】
ダイヤモンド砥粒の平均粒径が０．１μｍ未満の場合、ガラス基板を研磨する加工速度が低下し、生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒の平均粒径が１０μｍを超える場合、ガラス基板の主平面に深い加工変質層（クラック）を発生させてしまい、その後の研磨工程で加工変質層を充分に除去できず、ガラス基板製品の主平面に欠陥（キズ）が生じるおそれがある。ダイヤモンド砥粒の平均粒径は０．１μｍ〜１０μｍが好ましく、０．５〜８μｍが特に好ましい。
【００２９】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面を触針式の表面粗さ測定機で測定したとき、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２は０．１μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａ２が０．１μｍを超えると、ガラス基板製品に求められる表面粗さＲａとするため、その後の研磨工程で研磨時間を長く設定するなどして研磨量を多くする必要があり、ガラス基板製造工程全体の生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２は０．１μｍ以下好ましく、０．０７μｍ以下がさらに好ましく、０．０５μｍ以下が特に好ましい。
【００３０】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面を触針式の表面粗さ測定機で測定したとき、ガラス基板の主平面の表面粗さＲｚ２は０．９μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲｚ２が０．９μｍを超えると、ガラス基板製品に求められる表面粗さＲｚとするため、その後の研磨工程において研磨時間を長く設定するなどして研磨量を多くする必要があり、ガラス基板製造工程全体の生産性が劣るおそれがある。ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲｚ２は０．９μｍ以下好ましく、０．７μｍ以下がさらに好ましく、０．５μｍ以下が特に好ましい。
【００３１】
本発明のダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具の研磨面で研磨されたガラス基板の主平面は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定する。なお、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定は、測定前に所定の表面粗さを有する標準試料で校正してから行う。
【００３２】
本発明によれば、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いることなく、平滑性の高い主平面を有するガラス基板を得ることができる。そのため、酸化セリウムを用いないガラス基板の製造工程とでき、酸化セリウム起因の欠陥がない、平滑な主平面を有するガラス基板を生産性高く製造できる。
【００３３】
本発明の実施形態のガラス基板は、磁気記録媒体用ガラス基板でもよいし、フォトマスク用ガラス基板でもよい。また、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用ガラス基板でもよいし、レンズ、光学フィルタ、光ピックアップ素子などの光学部品用ガラス基板でもよい。また、半導体用の基板（シリコン基板、炭化ケイ素基板など）でもよい。
【００３４】
また、ガラス基板のガラスの種類は、それぞれの用途に適したものが適宜選択されるが、アモルファスガラスでもよいし、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、加工前のガラス基板（以下、ガラス素基板ともいう）の製造方法としても特に制限はなく、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、プレス成形法で造られたものでもよい。
【００３５】
上記の中でも、磁気記録媒体用ガラス基板は、他のガラス基板製品に要求される表面特性に比べ、厳しい表面特性（特に欠陥のサイズや数）が要求されるが、本発明の研磨方法が最も好適に適用されるものである。
【００３６】
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は、以下の工程を含む。（１）フロート法、フュージョン法またはプレス成形法で成形されたガラス素基板を、円盤形状に加工した後、内周側面と外周側面に面取り加工を行う。（２）ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、１次研磨のみでも良く、１次研磨と２次研磨を行っても良く、２次研磨の後に３次研磨、４次研磨、５次研磨を行っても良い。（３）ガラス基板の精密洗浄を行い、磁気記録媒体用ガラス基板を製造する。（４）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。
【００３７】
なお、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、各工程間にガラス基板洗浄（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。また、内周側面と外周側面に面取り加工した後に、ガラス基板の側面部と面取り部を鏡面に仕上げる工程（例えば、端面研磨工程）を実施してもよい。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。
【００３８】
本発明において、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、本発明の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良く、フュージョン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。
【００３９】
本発明は、（２）ガラス基板の上下主平面に研磨加工を行う工程に関し、磁気記録媒体用ガラス基板の研磨加工に係るものである。
【００４０】
磁気記録媒体用ガラス基板６０の研磨加工について、図２、図３、図４を用いて説明する。両面研磨装置２０の概略図を図２に、下定盤の研磨面の表面粗さ測定位置を示す概略図を図３に、磁気記録媒体用ガラス基板の斜視図を図４にそれぞれ示す。各図において、同じ符号は同じ内容を示す。
【００４１】
図２において、６０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、をそれぞれ示す。
【００４２】
図３において、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は研磨面の表面粗さＲａ１とＲｚ１の測定位置を示し、Ｘ１は研磨面の内周側領域、Ｘ２は研磨面の中央領域、Ｘ３は研磨面の外周側領域、における測定位置をそれぞれ示す。ドレス処理が施された固定砥粒工具の研磨面の表面粗さは、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定される。
【００４３】
図４において、６０１は磁気記録媒体用ガラス基板の主平面、６０２は内周側面、６０３は外周側面、をそれぞれ示す。
【００４４】
磁気記録媒体用ガラス基板６０は、キャリア５０のガラス基板保持部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、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を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨する。
【００４５】
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、上定盤２０１と下定盤２０２をそれぞれ所定の回転数で回転駆動して、ガラス基板の主平面を研磨する。
【００４６】
上定盤２０１と下定盤２０２のガラス基板と対向する面には、固定砥粒工具が装着されている。上定盤２０１と下定盤２０２に装着された固定砥粒工具は、上定盤の研磨面３０と下定盤の研磨面４０をそれぞれ所定の表面粗さとするため、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、ドレス治具と研磨面３０、４０との間にドレス水を供給するとともに、ドレス治具と研磨面３０、４０を相対的に動かして、固定砥粒工具の研磨面を削ることにより行われる。
【００４７】
本発明によれば、酸化セリウムを砥粒として含有する研磨液や研磨パッドを用いることなく、平滑性が高い主平面を有する磁気記録媒体用ガラス基板６０を得ることができる。そのため、本発明を適用し、酸化セリウムを用いない磁気記録媒体用ガラス基板の製造工程を構築できる。
【実施例】
【００４８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４９】
［磁気記録媒体用ガラス基板の形状付与］
外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍ、板厚０．６３５ｍｍの磁気記録媒体用ガラス基板用に、フロート法で成形されたＳｉＯ２を主成分とするガラス基板をドーナツ状円形ガラス基板（中央部に円孔を有する円盤形状ガラス基板）に加工した。
【００５０】
このドーナツ状円形ガラス基板の内周側面と外周側面を、面取り幅０．１５ｍｍ、面取り角度４５°の磁気記録媒体用ガラス基板が得られるように面取り加工した。
【００５１】
［磁気記録媒体用ガラス基板の端面の研磨］
次に、内周側面と内周面取り部を研磨ブラシと研磨液を用いて研磨し、内周側面と内周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように内周端面を研磨加工した。内周端面研磨後のガラス基板は、外周側面と外周面取り部を研磨ブラシと研磨液を用いて研磨され、外周側面と外周面取り部のキズを除去し、鏡面となるように外周端面を研磨加工した。外周端面研磨後のガラス基板は、スクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、洗浄される。
【００５２】
［磁気記録媒体用ガラス基板の主平面の研磨］
次に、ガラス基板は、研磨具として鋳鉄定盤とアルミナ砥粒を含有する研磨液用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により上下主平面を１次研磨される。研磨したガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、砥粒を洗浄除去される。
【００５３】
１次研磨後のガラス基板は、研磨具としてダイヤモンド砥粒の平均粒径が９μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ９μｍＡＡ１）と研磨液を用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）により上下主平面を研磨した。研磨したガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄と、アルカリ性洗剤溶液への浸漬した状態での超音波洗浄により、洗浄される。
【００５４】
２次研磨後のガラス基板は、研磨具としてダイヤモンド砥粒の平均粒径が９μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ９μｍＡＡ１）、ダイヤモンド砥粒の平均粒径が４μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、製品名：Ｔｒｉｚａｃｔ４μｍＡＡ１）、ダイヤモンド砥粒の平均粒径が２μｍの固定砥粒工具（３Ｍ社製、Ｔｒｉｚａｃｔ２μｍＡＡ１）と砥粒を含まない研磨液を用いて、両面研磨装置（浜井産業社製、製品名：１６ＢＦ−４Ｍ５Ｐ）によりガラス基板の上下主平面を３次研磨される。
【００５５】
両面研磨装置の上定盤と下定盤に装着した固定砥粒工具は、ガラス基板を研磨する前に、ドレス治具を用いてドレス処理が施され、所定の研磨面の形状と表面粗さに形成される。
【００５６】
ドレス処理を施した固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１は、触針式の表面粗さ測定機（東京精密社製、製品名：Ｈａｎｄｙ Ｓｕｒｆ １３０Ａ、触針の型式：ＫＰ６６ ＤＭ４３８０１）を用いて測定した。固定砥粒工具の研磨面の表面粗さの測定は、触針の走査長を１ｍｍ、触針の走査長速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ値を０．８ｍｍ、に設定して実施した。研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１の測定は、両面研磨装置の下定盤の３箇所の位置（図３に示したＸ１、Ｘ２、Ｘ３の位置）で実施し、その平均値を固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１、Ｒｚ１とした。
【００５７】
ガラス基板の３次研磨は、メインの研磨加工圧力は１００ｇ／ｃｍ２、定盤回転数は３０ｒｐｍ、供給する研磨液の温度は１７℃とし、研磨されたガラス基板の板厚が所定の板厚となるように研磨時間を調整して行った。また、ガラス基板の加工速度は、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さＲａ１やＲｚ１を変える、または研磨液中のクーラント剤の濃度を変えて、調整した。
【００５８】
３次研磨したガラス基板は、洗浄乾燥した後、ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を、触針式の表面粗さ測定機（東京精密社製、製品名：Ｈａｎｄｙ Ｓｕｒｆ １３０Ａ、触針の型式：ＫＰ６６ ＤＭ４３８０１）で測定した。測定は、固定砥粒工具の研磨面の表面粗さ測定と同じ条件に設定して実施した。ガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２は、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面において、中心部から２０ｍｍの位置（記録再生領域の中間領域）で、０°、１２０°、２４０°の計６箇所で測定し、その平均値を求めて得た。
【００５９】
ドレス処理を施した固定砥粒工具（ガラス基板を研磨する前）の研磨面の表面粗さＲａ１とＲｚ１と、ガラス基板の加工速度と、各表面粗さの研磨面と加工速度で研磨されたガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を表１にそれぞれ示す。表１において、例１、例３、例５、例７は実施例、例２、例４、例６、例８は比較例である。
【００６０】
参考例として、研磨具として酸化セリウム砥粒を含有する硬質ウレタン製研磨パッドと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液（平均粒径約１．１μｍの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物）を用い、両面研磨装置により上下主平面を研磨したガラス基板の主平面の表面粗さＲａ２とＲｚ２を例９に示す。
【００６１】
ガラス基板の加工速度が１．５μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎである例１、例３、例５、例７は、研磨されたガラス基板の表面粗さＲａ２の平均値が０．１０μｍ以下、Ｒｚ２の平均値が０．９０μｍ以下であり、平滑な鏡面の主平面に研磨されていた。
【００６２】
３次研磨後のガラス基板は、仕上げ研磨（４次研磨）を行う。仕上げ研磨（４次研磨）の研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと、コロイダルシリカを含有する研磨液（一次粒子の平均粒径が２０〜３０ｎｍのコロイダルシリカを主成分とする研磨液組成物）を用いて、両面研磨装置により上下主平面を研磨加工した。
【００６３】
［磁気記録媒体用ガラス基板の洗浄］
４次研磨を行ったガラス基板を、アルカリ性洗剤によるスクラブ洗浄、アルカリ性洗剤溶液に浸漬した状態での超音波洗浄、純水に浸漬した状態での超音波洗浄、を順次行い、イソプロピルアルコール蒸気にて乾燥し、磁気記録媒体用ガラス基板を得た。
【００６４】
ガラス基板を洗浄乾燥した後、磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａを、原子間力顕微鏡を用いて測定した。磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａは、磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面において、中心部から２０ｍｍの位置（記録再生領域の中間領域）で、０°、１２０°、２４０°の計６箇所で測定し、その平均値を求めて得た。例１、例３、例５、例７のガラス基板を４次研磨し、洗浄乾燥して得た磁気記録媒体用ガラス基板の表面粗さＲａは０．１３ｎｍ以下であった。
【００６５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、板形状を有するガラス基板の主平面を研磨する研磨工程を有するガラス基板の製造方法に適用できる。板形状を有するガラス基板として、磁気記録媒体用、フォトマスク用、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイ用、光ピックアップや光学フィルタ等の光学部品用、などのガラス基板が具体的なものとして挙げられる。なお、本発明の実施形態である研磨装置は、両面研磨装置でもよいし、片面研磨装置でもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１０：固定砥粒工具、１０１：結合材、１０２：研磨面に表出したダイヤモンド砥粒、１０３：削れて均されたダイヤモンド砥粒、１０４：ダイヤモンド砥粒、３０：上定盤の研磨面、４０：下定盤の研磨面、
２０：両面研磨装置、３０：上定盤の研磨面、４０：下定盤の研磨面、５０：キャリア、２０１：上定盤、２０２：下定盤、２０３：サンギア、２０４：インターナルギア、６０：磁気記録媒体用ガラス基板、
Ｘ１：研磨面の内周側領域の測定位置、Ｘ２は研磨面の中央領域の測定位置、Ｘ３は研磨面の外周側領域の測定位置、
６０：磁気記録媒体用ガラス基板、６０１：磁気記録媒体用ガラス基板の主平面、６０２：内周側面、６０３：外周側面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下主平面と側面からなる板形状を有するガラス基板の形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有するガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、研磨定盤を上下の少なくとも片方に備えた研磨装置を用い、前記研磨定盤の研磨面と対向する面に板形状を有するガラス基板を保持したキャリアを配置し、ガラス基板の主平面に研磨定盤の研磨面を押圧させた状態で、ガラス基板の主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の主平面を研磨するものであり、
前記研磨定盤の研磨面には、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具が設置されており、
該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記研磨装置は両面研磨装置であり、該両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との間に板形状を有するガラス基板を保持したキャリアを配置し、ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面と下定盤の研磨面を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨するものであり、
前記上定盤の研磨面と下定盤の研磨面には、それぞれダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具が設置されている請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記固定砥粒工具の研磨面は、ダイヤモンド砥粒が表出しており、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲａ１が１．０μｍ以下である請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記固定砥粒工具の研磨面は、ダイヤモンド砥粒が表出しており、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲｚ１が６．０μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記ダイヤモンド砥粒は、平均粒子直径が０．１〜１０μｍである請求項１〜４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法で製造したガラス基板であって、該ガラス基板の主平面において、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲａ２が０．１０μｍ以下であるガラス基板。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法で製造したガラス基板であって、該ガラス基板の主平面において、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲｚ２が０．９０μｍ以下であるガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス基板は、中心部に円孔を有する磁気記録媒体用ガラス基板である請求項１〜７のいずれかに記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項１】
上下主平面と側面からなる板形状を有するガラス基板の形状付与工程と、前記ガラス基板の主平面の研磨工程と、前記ガラス基板の洗浄工程と、を有するガラス基板の製造方法において、
前記研磨工程は、研磨定盤を上下の少なくとも片方に備えた研磨装置を用い、前記研磨定盤の研磨面と対向する面に板形状を有するガラス基板を保持したキャリアを配置し、ガラス基板の主平面に研磨定盤の研磨面を押圧させた状態で、ガラス基板の主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の主平面を研磨するものであり、
前記研磨定盤の研磨面には、ダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具が設置されており、
該固定砥粒工具の研磨面でガラス基板を研磨したときの、ガラス基板の加工速度が１．５〜０．１μｍ／ｍｉｎであることを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記研磨装置は両面研磨装置であり、該両面研磨装置の上定盤の研磨面と下定盤の研磨面との間に板形状を有するガラス基板を保持したキャリアを配置し、ガラス基板の両主平面に上定盤の研磨面と下定盤の研磨面を互いに押圧させた状態で、ガラス基板の主平面に研磨液を供給するとともに、ガラス基板と研磨面を相対的に動かして、ガラス基板の両主平面を同時に研磨するものであり、
前記上定盤の研磨面と下定盤の研磨面には、それぞれダイヤモンド砥粒を含む固定砥粒工具が設置されている請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記固定砥粒工具の研磨面は、ダイヤモンド砥粒が表出しており、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲａ１が１．０μｍ以下である請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記固定砥粒工具の研磨面は、ダイヤモンド砥粒が表出しており、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲｚ１が６．０μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記ダイヤモンド砥粒は、平均粒子直径が０．１〜１０μｍである請求項１〜４に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法で製造したガラス基板であって、該ガラス基板の主平面において、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲａ２が０．１０μｍ以下であるガラス基板。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載のガラス基板の製造方法で製造したガラス基板であって、該ガラス基板の主平面において、触針式の表面粗さ測定機を用いて測定した表面粗さＲｚ２が０．９０μｍ以下であるガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス基板は、中心部に円孔を有する磁気記録媒体用ガラス基板である請求項１〜７のいずれかに記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−２３０２２０（Ｐ２０１１−２３０２２０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２０９１（Ｐ２０１０−１０２０９１）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【Ｆターム（参考）】
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