説明

ガラス基板研磨パッド用ドレス治具

【課題】生産性を損なうことなく、研磨パッドの研磨面を所定の平坦度と表面粗さに調整する研磨パッドのドレス処理と、該ドレス処理で調整した研磨パッドを用いてガラス基板の主平面を研磨するガラス基板の研磨方法及び該研磨方法を用いたガラス基板の製造方法を提供する。
【解決手段】研磨パッドの研磨面を所定の平坦度と表面粗さに調整するドレス治具として、ドレス処理を行う表面の算術平均粗さRaが0.10μm〜2.5μmのドレス治具を用いる。該ドレス治具を用いてドレス処理した研磨パッドの研磨面でガラス基板の主平面を研磨する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス基板を研磨するための研磨パッド用ドレス治具及びそれを用いたガラス基板研磨方法とガラス基板製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に仕上げるために、研磨パッドを使用したガラス基板の研磨が行われている。一例として、研磨装置の定盤表面にポリウレタン樹脂等からなる研磨パッドを装着し、該研磨パッドの研磨面をドレス治具を用いて所定の平坦度と表面粗さにドレス処理後、研磨パッドの研磨面をガラス基板の主平面に押し当てた状態で、砥粒を含有した研磨液をガラス基板と研磨パッドの間に供給しながら、ガラス基板と研磨パッドを相対的に移動させて、ガラス基板の主平面を研磨する方法が挙げられる。
【0003】
研磨パッドのドレス処理としては、#400番程度のダイヤモンド砥粒をステンレスなどの台座基板の表面に固着したダイヤモンドドレス治具を使用する方法が特許文献1〜3に提案されている。しかし、提案されている方法では、ドレス処理直後の研磨パッドの表面が粗く、別途、研磨パッドの研磨面が所定の表面粗さになるまで、算術平均粗さRaが0.1μm未満の平滑な基板を用いて再度ドレス処理する必要があり、生産性が悪い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−112572号公報
【特許文献2】特許第4234991号公報
【特許文献3】特開2003−117823号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、ガラス基板の研磨に好適なドレス治具及び当該ドレス治具を使用した、生産性に優れた、ガラス基板の研磨方法及びガラス基板の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、板形状を有し、前記板面でガラス基板用研磨パッドをドレス処理するガラス基板研磨パッド用ドレス治具であって、前記板面の表面粗さが、算術平均粗さRaで0.10μm〜2.5μmであることを特徴とするガラス基板研磨パッド用ドレス治具を提供する。また、本発明は、上記ガラス基板研磨パッド用ドレス治具を使用してガラス基板用研磨パッドをドレス後、該ガラス基板用研磨パッドでガラス基板を研磨することを特徴とするガラス基板研磨方法を提供する。更に、本発明は、前記ガラス基板研磨方法を必須工程として含むガラス基板製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明が提供するドレス治具は、特定の表面粗さを有するため、従来技術のような、別途のドレス治具(例えば、算術平均粗さRaが0.1μm未満の平滑な基板)を必要とせず、所望の状態にガラス基板用研磨パッドを調整できる。したがって、本発明のドレス治具(以下、本ドレス治具)を使用することにより生産性に優れた研磨方法を提供できる。
【0008】
特定の面粗さを有する本治具でドレス処理した研磨パッドを使用して研磨することにより製造されるガラス基板は、主平面の微小うねり特性や算術平均粗さ特性に優れる。更に、本ドレス治具を使用してドレス処理した研磨パッドは、研磨パッドに残留している水溶性高分子や界面活性剤を効率良く除去でき、前記残留物に起因する研磨効率の低下を防止できる副次的効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本ドレス治具の一例。(A)は概略斜視図、(B)は断面図。
【図2】ドレス処理後研磨パッドの模式的断面図。(A)は研磨パッド研磨面が所定の平坦度と表面粗さに調整できていない研磨パッドの模式的断面図。(B)は研磨パッド研磨面が所定の平坦度と表面粗さに調整された研磨パッドの模式的断面図。
【図3】微小うねりμWaの測定箇所と測定領域。
【図4】微小うねりWqの測定箇所と測定領域。
【図5】平均表面粗さRaの測定箇所と測定領域。
【図6】ドレス処理後研磨液の凝集率の経時変化。
【発明を実施するための形態】
【0010】
一般的に、ガラス基板の主平面を平滑な鏡面に仕上げるために、研磨パッドを使用したガラス基板の研磨が行われている。ガラス基板の研磨は、両面研磨装置又は片面研磨装置の定盤表面にポリウレタン樹脂等からなる研磨パッドを装着し、該研磨パッドの研磨面をドレス治具を用いて所定の平坦度と表面粗さにドレス処理後、研磨パッドの研磨面をガラス基板の主平面に押し当てた状態で、砥粒を含有した研磨液をガラス基板と研磨パッドの間に供給しながら、ガラス基板と研磨パッドを相対的に移動させて、ガラス基板の主平面を研磨する。
【0011】
本ドレス治具の一例を図1に示す。図1の(A)は概略斜視図であり、(B)は断面図である。図中、1は本ドレス治具、2は研磨パッドの研磨面をドレス処理する板面(ドレス面)である。
【0012】
本ドレス治具の形状としては、板状であれば特に制限されないが、円形、三角形、正方形や長方形などの四角形、五角形以上の多角形などが具体的形状として挙げられる。また、本ドレス治具の構造としては、台座の表面に、別材料のドレス面を形成したもの(タイプ1)と、台座を使用せずに板そのものをドレス治具とし、板面をそのままドレス面とするもの(タイプ2)とに大別される。
【0013】
タイプ1のドレス治具としては、ステンレスやセラミックスなどからなる台座上に、ガラス、セラミックス、シリコン、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン及びチタン合金からなる1種以上で構成したドレス面を固定したものなどが挙げられる。また、砥粒(例えば、ダイヤモンドやセラミックス等)を結合材(金属や樹脂など)で台座上に固着してもよい。
【0014】
ドレス処理中にドレス治具の表面に固着した砥粒が脱落して研磨パッド表面に付着し、該砥粒が、ガラス基板を研磨した際にガラス基板にキズを発生させてしまう原因となるおそれがあるため、タイプ1のドレス治具としては、砥粒を使用しないで、ドレス面を形成したものを使用することが好ましい。
【0015】
タイプ2のドレス治具としては、ガラス、セラミックス、シリコン、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン及びチタン合金からなる板状のもの等が挙げられる。タイプ2の治具の方が簡便で製造原価も低く、大量に使用する場合には原価面で有利である。中でもガラスは入手性に優れ、材料単価も低いため好ましい材料である。
【0016】
タイプ1の治具のドレス面及びタイプ2のドレス治具として、ガラスを使用する場合、使用するガラスの種類としては特に制限なく、アモルファスガラス、結晶化ガラス、ガラスの表面に強化層を形成した強化ガラスなどを使用できる。中でもアモルファスガラスは、ドレス面の平均表面粗さRaを、所定の粗さに容易に調整できることから好ましい。また、使用するガラスの色は特に制限されるものではないが、研磨するガラス基板製品とは異なる色に着色したガラスを用いると、ドレス治具として用いたガラスと、ガラス基板製品とを簡単に区別でき、ガラス製ドレス治具のガラス基板製品への混入を防止できるため好ましい。
【0017】
本ドレス治具は、上記ガラス基板の主平面を研磨する研磨パッドをドレス処理するために好適なもので、以下に説明するような特定の表面粗さにドレス治具の処理面が調整されているため、再度のドレス処理を必要とせず、従来の技術の有する生産性が悪い等の問題点を解決する。
【0018】
本ドレス治具は、研磨パッドを研削する面、すなわちドレス処理する面(以下、ドレス面ともいう)の表面の算術平均粗さ(以下、平均表面粗さと略す)Raが、0.10μm〜2.5μmである。平均表面粗さRaが0.1μm未満の場合、研磨パッド研磨面の凸部を適切に切断除去できず、研磨パッドの研磨面の粗さを早く低下できないため研磨パッド研磨面の粗さの調整に時間を要する。一方、平均表面粗さRaが2.5μmを超える場合、研磨パッドの研磨面を過剰に粗く削り、新たに凸部を形成し続けるため、研磨パッド研磨面の表面粗さを調整するのに再度のドレス処理を必要とする他、研磨パッドの耐用が大きく低下するおそれもある。
【0019】
本ドレス治具のドレス処理面の平均表面粗さRaが2.0μm以下であると好ましく、平均表面粗さRaが0.3〜2.0μmであると更に好ましく、最も好ましくは平均表面粗さRaが0.3〜1.7μmである。
【0020】
本明細書において、ドレス治具の平均表面粗さRaはJIS B 0601−2001に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定した値をいう。なお、ドレス治具の表面粗さ測定は、測定前に所定の表面粗さを有する標準試料を用いて校正してから行う。
【0021】
本ドレス治具のドレス面は、表面性状を前述したような特定の表面粗さに制御することを特徴とする。表面性状の制御方法としては、特に制限はされないが、研削法、イオンミリング法、ブラスト法、ドライエッチング法、ウェットエッチング法などの調整方法がある。
【0022】
ドレス面の平均表面粗さRaは、ドレス処理を行うにつれてその表面が摩耗し、数値が小さくなる。ドレス処理中に処理面の平均表面粗さRaの数値が小さくなることにより、平均表面粗さRaの異なる複数のドレス治具を用いたような段階的なドレス処理を、1枚のドレス治具で行えるようになる。
【0023】
本ドレス治具では、ドレス処理中にドレス面が磨耗し、ドレス面の平均表面粗さRaの数値が小さくなる。本明細書では、ドレス面の平均表面粗さRaの変化量を、(ドレス前のドレス面の平均表面粗さRa−ドレス後のドレス面の平均表面粗さRa)÷ドレス前のドレス面の平均表面粗さRa×100(%)、で表す。平均表面粗さRaの変化量が大きいほど、効率良く研磨パッドの研磨面を調整できる。
【0024】
本ドレス治具において、前記変化量が15%以上であると、平均表面粗さRaの異なる複数のドレス治具を用いたような段階的なドレス処理を、1枚のドレス治具で処理できるため好ましい。前記変化量が25%以上であると更に好ましく、前記変化量が35%以上であると更に好ましい。ドレス面の平均表面粗さRaの変化量が45%以上であると特に好ましい。
【0025】
本ドレス治具は、ドレス処理中に磨耗して平均表面粗さRaが小さくなるが、平均表面粗さRaが小さくなったドレス面を、前述した表面性状の制御方法(例えば、研削法、イオンミリング法、ブラスト法、ドライエッチング法、ウェットエッチング法など)を用いて簡便に再生できる。そのため、ドレス治具として繰り返し使用でき、経済的である。
【0026】
次に、本ドレス治具を使用したガラス基板の研磨方法について説明する。ガラス基板の研磨は、一般に下記の手順で行う。
【0027】
(a)研磨装置の定盤表面に研磨パッドを装着し研磨パッドの研磨面を本ドレス治具を使用してドレス処理を施し、研磨パッドの研磨面を所定の平坦度と表面粗さに調整する。具体的には、下定盤に装着した研磨パッド上にドレス処理用キャリアを設置し、ドレス処理用キャリアの孔にドレス治具を配置したのち、研磨パッドを装着した上定盤を降下させて、上下方向よりドレス面を研磨パッドの研磨面で押圧し、上定盤のドレス液供給孔から、研磨パッドの研磨面とドレス治具のドレス面との間にドレス液を供給しながら、ドレス治具と研磨パッドを相対的に移動させて、研磨パッドのドレス処理を行う。ドレス液としては、pH調整を行った純水や、各種機能水が挙げられ、更に、砥粒、水溶性高分子又は界面活性剤を含有してもよい。ドレス処理を行うときの研磨定盤の圧力は、60〜100g/cmがよい。
【0028】
なお、研磨パッドを最初に使用する場合には、ドレス処理の前に、閉口している表面の気泡を開孔処理する。前記開孔処理は、開孔処理専用装置や、研磨パッドを研磨装置の定盤表面に装着後、平均表面粗さRaが2.5μm以上のダイヤモンドドレス治具等で行う。開孔処理後、本ドレス治具を使用してドレス処理を施し、研磨パッドの研磨面を所定の平坦度と表面粗さに調整してからガラス基板製品の研磨を行う。
【0029】
なお、研磨パッドの開孔処理やドレス処理後、研磨パッド面をブラシ洗浄や高圧水洗浄を用いて、適宜洗浄してもよい。
【0030】
ドレス処理後の研磨パッドの模式的な断面図を図2に示す。図中、10は研磨パッド、101は研磨層でウレタン樹脂の内部に大気泡105を形成してある。102はベース層で、ウレタン樹脂の内部に小気泡106を形成してある。103は基体(PET樹脂製など)、104は研磨面をそれぞれ示す。図2の(A)は前記開口処理後、本ドレス治具でドレス処理前の研磨パッド研磨面104を示し、(B)は本ドレス治具でドレス処理後の研磨パッド研磨面104を示す。本ドレス治具により、パッド研磨面が平滑に調整される。
【0031】
本ドレス治具を用いたドレス処理後の研磨パッド面の平均表面粗さRaは2.4μm以下がよい。研磨面の平均表面粗さRaが2.4μmを超える研磨パッドで研磨すると、ガラス基板製品の微小うねり特性や算術平均粗さ特性は悪くなるおそれがある。ドレス処理後の研磨パッドの平均表面粗さRaは2.4μm以下がよく、好ましくは2.2μm、更に好ましくは2.0μm以下である。
【0032】
本明細書において、研磨パッド面の平均表面粗さRaはJIS B 0601−2001に準拠して、触針式の表面粗さ測定機で測定した値をいう。研磨パッド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を用いて校正後行う。
【0033】
(b)ドレス処理後の研磨パッドを用いて、ガラス基板製品を研磨する。具体的には、下定盤に装着した前記研磨パッド上に研磨用キャリアを置き、研磨用キャリアの孔にガラス基板をセット後、前記研磨パッドを装着した上定盤を降下させて、上下方向よりガラス基板を研磨パッドの研磨面で押圧する。上定盤の研磨液供給孔から、研磨パッドの研磨面とガラス基板の主平面の間に研磨液を供給しながら、ガラス基板と研磨パッドを相対的に移動させて、ガラス基板を研磨する。
【0034】
ガラス基板の研磨を連続的に行うと、研磨パッドの研磨面に砥粒やガラス屑が固着し、研磨パッドの目詰まりが発生する。それにより、研磨パッド研磨面とガラス基板の間に供給される研磨液の流れが阻害され、研磨速度が低下する他、研磨中に研磨パッドの研磨面に付着した砥粒やガラス屑がガラス基板の主平面に押圧され、ガラス基板にキズを付けたり、洗浄で除去し難い付着異物を増加させる原因となる。そのため、定期的に研磨パッドの研磨面を削り、研磨パッドを再生する必要がある。このような連続研磨の途中で定期的に実施する研磨パッド目詰まりの解消にも、本ドレス治具を使用できる。
【0035】
なお、研磨パッドに製造時に使用した水溶性高分子や界面活性剤が、残留している場合には、研磨中に砥粒を凝集させてしまい、研磨パッドの目詰まりや、研磨液(循環使用)の寿命を低下させる要因となる。本ドレス治具を使用して研磨パッドをドレス処理すると、副次的な効果として、前記研磨パッド内に残留している水溶性高分子や界面活性剤を効果的に除去できるため好ましい。
【0036】
本発明の研磨の対象となるガラス基板としては特に制限はないが、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などのガラス基板が具体的なものとして挙げられる。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、プレス成形法で造られたものでもよい。
【0037】
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て厳しいレベルのものが要求されるが、本ドレス治具及び本ドレス治具を使用した研磨方法が最も好適に適用されるものである。
【0038】
次に、磁気記録媒体用ガラス基板の表面特性について説明する。前記表面特性を表すものとしては、150μm〜1200μmの周期を有する微小うねりの算術平均粗さμWaと40μm〜200μmの周期を有する微小うねりWqとがある。
【0039】
まず、磁気記録媒体用ガラス基板のμWaとしては、上下主平面の記録再生領域の中間部にて、0°、120°、240°の計6箇所の位置で測定した値の平均値が、0.12nm以下がよく、0.11nm以下が好ましく、0.10nm以下が更に好ましい。更に、同一の磁気記録媒体用ガラス基板で測定した微小うねりμWaの差(上記6箇所で測定した値のバラツキ)は、0.020nm以下がよく、0.019nm以下が好ましく、0.017nm以下が更に好ましい。
【0040】
なお、本明細書において、μWaは、走査型白色干渉計を用いて測定した150μm〜1200μmの周期を有する微小うねりの算術平均粗さであり、測定領域を1.0mm×0.7mmとした。
【0041】
図3に直径が65mmの磁気記録媒体用ガラス基板20のμWa測定箇所と測定領域を一例として示す。図中、201は主平面、202は円盤中心部、203はμWa測定領域をそれぞれ示す。aは0.7mm、bは1.0mm、cは15.75mmである。p1〜p3はμWa測定箇所を示し、円盤中心部から15.75mmの位置で、120°間隔で位置している。なお、以下の図面説明において、同一符号は同一のものを示す。
【0042】
また、磁気記録媒体用ガラス基板のWqとしては、上下主平面の記録再生領域の内径側領域、中間領域、外径側領域の計6箇所の領域で測定したときの平均値は2.0nm以下がよく、1.7nm以下が好ましく、1.5nm以下が更に好ましい。同様に、同一の磁気記録媒体用ガラス基板内で測定した微小うねりWqの差(上記6箇所で測定した値のバラツキ)は、1.0nm以下がよい。
【0043】
なお、本明細書において、微小うねりWqは、光散乱方式表面観察機を用いて測定する。微小うねりWqは、40μm〜200μmの周期を有する微小うねりであり、波長405nmのレーザ光を測定対象物の表面に60°の角度で入射し、測定対象物からの反射光を検出して主平面の高さ情報を得る。測定領域は1.0mm幅で円周方向に一周した領域で行った。測定する円周方向の位置(磁気記録媒体用ガラス基板の中心からの位置)は、任意に選択できる。
【0044】
図4に直径が65mmの磁気記録媒体用ガラス基板20のWq測定箇所と測定領域を一例として示す。図中、204〜206はWq測定箇所を示し、204は内径側領域、205は中間領域、206は外径側領域であり、dは円盤中心部202から12.8mm、eは円盤中心部202から21.0mm、fは円盤中心部202から30.5mmの位置である。
【0045】
磁気記録媒体用ガラス基板の記録再生領域において、平均表面粗さRaの値とその面内バラツキは小さいことが好ましい。記録再生領域の中間部にて、0°、180°の計2箇所の位置で測定した平均表面粗さRaの平均値は0.15nm以下がよく、好ましくは平均表面粗さRaが0.13nm以下が好ましく、Raが0.10nm以下が更に好ましい。
【0046】
なお、本明細書において、磁気記録媒体用ガラス基板の平均表面粗さRaは原子間力顕微鏡を用いて測定する。測定領域は1.0μm×0.5μmとする。
【0047】
一例として、図5に直径が65mmの磁気記録媒体用ガラス基板20の平均表面粗さRa測定箇所と測定領域を示す。図中、207は平均表面粗さRa測定箇所を示し、gは0.5μm、hは1.0μm、iは15.75mmである。q1、q2は平均表面粗さRa測定箇所の位置関係を示し、円盤中心部から15.75mmの位置で、180°間隔で位置している。
【0048】
磁気記録媒体用ガラス基板の表面特性としては、磁気記録媒体用ガラス基板の記録再生領域において測定したμWaの平均値が0.10nm以下であるものがよく、Wqの平均値が1.5nm以下であるものが好ましく、更に前記磁気記録媒体用ガラス基板の表面特性に加え、平均表面粗さRaの平均値が0.10nm以下であるものが最も好ましい。
【0049】
一般に、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)フロート法又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ラッピング加工を行う。(3)ガラス基板の側面部と面取り部に端面研磨を行う。(4)ガラス基板の上下主平面に研磨を行う。研磨工程は、1次研磨のみでもよく、1次研磨と2次研磨を行ってもよく、2次研磨の後に3次研磨を行ってもよい。本ドレス治具を使用した研磨方法は1次研磨から3次研磨までのいずれの工程でも適用できるが、特に、2次研磨又は3次研磨に好適に適用される。(5)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。(6)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。
【0050】
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)を適宜実施してもよい。更に、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、又は研磨工程後、あるいは研磨工程間で実施してもよい。
【実施例】
【0051】
以下に、本ドレス治具及び本ドレス治具を使用した研磨方法を前述した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中の3次研磨に適用した例をもとに、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。
【0052】
[磁気記録媒体用ガラス基板の調整]
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SiO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状ガラス板)に加工した。
【0053】
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となるように面取り加工し、その後アルミナ砥粒を用いて、ガラス基板上下主平面のラッピングし、砥粒を洗浄除去した。
【0054】
次に、内周側面と内周面取り部を研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を用いて研磨し、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。内周端面研磨を行ったガラス基板は、アルカリ性洗剤を用いたスクラブ洗浄、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、砥粒を洗浄除去する。
【0055】
内周端面研磨後のガラス基板の外周側面と外周面取り部を研磨ブラシと酸化セリウム砥粒を用いて研磨し、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、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。
【0056】
[磁気記録媒体用ガラス基板の1次〜3次研磨]
端面加工後のガラス基板は、研磨具として硬質ウレタン製の研磨パッドと酸化セリウム砥粒を含有する研磨液(平均粒子直径、以下、平均粒径と略す、約1.1μmの酸化セリウムを主成分した研磨液組成物)を用いて、両面研磨装置(スピードファム社製、製品名:DSM−9B−5PV−4MH)により上下主平面の1次研磨し、その後、酸化セリウムを洗浄除去した。
【0057】
1次研磨後のガラス基板は、研磨具として軟質ウレタン製の研磨パッドと上記の酸化セリウム砥粒よりも平均粒径が小さい酸化セリウム砥粒を含有する研磨液(平均粒径約0.5μmの酸化セリウム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し、酸化セリウムを洗浄除去した。
【0058】
1次研磨、2次研磨後のガラス基板は、仕上げ研磨(3次研磨)を行う。仕上げ研磨(3次研磨)の研磨具として軟質ウレタン製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の研磨加工し、上下面の厚さ方向で計2μm研磨した。メインの研磨加工圧力80g/cm、定盤回転数40rpmにて行った。
【0059】
3次研磨の研磨パッドとしては、図2の構成の軟質研磨パッドを用いた。
【0060】
本実施例では、未開孔の軟質研磨パッドを使用したため、最初に開孔処理を行った。まず、研磨定盤に研磨パッドを装着し、#400番のダイヤモンドドレス治具での開孔処理し、研磨面中の開孔の径(長軸方向の径)をマイクロスコープで確認した。開孔の径(長軸方向の径)は、両面研磨装置の上下定盤に装着した研磨パッドの内周部、中央部、外周部の計6箇所で観察し、全ての測定箇所において開孔径(長軸方向の径)が10μm以上となるまで、開孔処理を行った。開孔処理に使用した、#400番のダイヤモンドドレス治具の平均表面粗さRaを、表1の例4に記した。
【0061】
開孔処理後の研磨パッドは、ブラシ洗浄により研磨面に付着した研磨パッド屑やダイヤモンド砥粒屑を洗浄除去した後、ドレス処理が施される。
【0062】
(例1;実施例)ドレス治具として、平均表面粗さRaが1.25μmのSiOを主成分とする円盤状ガラス基板(直径65mm)を用いて研磨パッドのドレス処理を行い、磁気記録媒体用ガラス基板の仕上げ研磨を行った。ドレス処理は、コロイダルシリカ(一次粒子の平均粒径約20〜30nmのコロイダルシリカ)を含有するドレス液を供給しながら実施した。ドレス処理後のドレス治具の平均表面粗さRaは0.35μmであり、ドレス処理前後の平均表面粗さRaの変化量は72%であった。ドレス処理後の研磨パッドの研磨面の平均表面粗さRaは1.85μmであった。
【0063】
(例2;比較例)ドレス治具として、平均表面粗さRaが0.08μmの円盤状ガラス基板を使用したこと以外は、例1と同様にドレス処理を行い、磁気記録媒体用ガラス基板の仕上げ研磨を行った。ドレス処理後のドレス治具の平均表面粗さRaは0.07μmであり、ドレス処理前後の表面粗さRaの変化量は13%であった。ドレス処理後の研磨パッドの研磨面の平均表面粗さRaは2.45μmであった。
【0064】
(例3;比較例)ドレス治具として、平均表面粗さRaが2.75μmのドレス治具(#600番のダイヤモンドドレス治具)を使用したこと以外は、例1と同様にドレス処理を行い、磁気記録媒体用ガラス基板の仕上げ研磨を行った。
【0065】
例1のドレス処理後の研磨パッドの研磨面の平均表面粗さRaは、比較例である例2に比べて低く調整できている。このことから、本ドレス治具は、ドレス処理中に平均表面粗さRaが大きく変化することにより、1枚のドレス治具で、平均表面粗さRaが異なる複数のドレス治具を用いてドレス処理したような、段階的なドレス処理が行えていると推測される。
【0066】
ドレス治具の平均表面粗さRaとドレス処理後の研磨パッドの研磨面の平均表面粗さRaは、触針式の表面粗さ測定機(東京精密社製、製品名:Handy Surf E−30A、触針の型式:SM−10A)を用いて測定した。
【0067】
例1と例2のドレス治具の平均表面粗さRaは、治具中心部から22.5mm外側の領域で、中心部から外周部に向かい(直径方向)触針を5mm走査させて測定した。測定は測定領域で3回実施し、その平均値を求めた。
【0068】
例3のドレス治具の平均表面粗さRaは、中心部から44mm外側の領域で、中心部から外周部に向かい(直径方向)触針を5mm走査させて測定した。測定は測定領域で3回実施し、その平均値を求めた。なお、研磨パッドの開孔処理に使用した#400番のダイヤモンドドレス治具の平均表面粗さRaも同様に測定した。
【0069】
ドレス処理後の研磨パッドの研磨面の平均表面粗さRaは、下定盤に装着した研磨パッドの研磨面で行った。平均表面粗さRaは、研磨装置の中心部から290mm外側の領域で、円周方向(向かって左から右の方向)に触針を5mm走査させて測定した。測定は測定領域で5回実施し、その平均値を求めた。
【0070】
上記ドレス処理を施した研磨パッドを用いて3次研磨を行ったガラス基板を、仕上げ研磨の研磨液と同じpHに調整した溶液に浸漬し、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、IPA蒸気にて乾燥した。
【0071】
洗浄乾燥した後、磁気記録媒体用ガラス基板の表面特性を測定した。表面特性の評価は、ドレス処理直後に研磨した1ロット目のガラス基板を測定して行った。
【0072】
μWaは、走査型白色干渉計(Zygo社製、製品名:Zygo New View 5032)を用いて測定した。測定は図3に示すように、磁気記録媒体用ガラス基板20の上下主平面201の記録再生領域の中間部203(円盤中心部202から15.75mm外側の位置)にて、0°、120°、240°の計6箇所の位置で行った。1ロット(25枚)につき6枚のガラス基板を抜き取って測定した。計36点の測定結果から、μWaの平均値と同一ガラス基板面内と同一ロット内のバラツキ値を求めた。
【0073】
実施例と比較例のμWa測定結果を表1に記した。本発明のドレス治具を用いてドレス処理した研磨パッドの研磨面で研磨した磁気記録媒体用ガラス基板のμWaの平均値とバラツキ値は、比較例に比べて小さく、良好な結果が得られた。
【0074】
Wqは、光散乱方式表面観察機(Candela社製、製品名:OSA6100)を用いて測定した。測定は図4に示すように、磁気記録媒体用ガラス基板20の上下主平面201の記録再生領域の内径側領域204(円盤中心部202から12.8mm〜13.8mmの位置)と、中間領域205(円盤中心部202から21.0mm〜22.0の位置)と、外径側領域206(円盤中心部202から30.5mm〜31.5mmの位置)の計6領域で行った。1ロット(25枚)につき3枚のガラス基板を抜き取って測定した。計18点の測定結果から、微小うねりWqの平均値とガラス基板面内と同一ロット内のバラツキ値を求めた。
【0075】
Wqの測定結果を表1に記した。本ドレス治具を用いてドレス処理した研磨パッドの研磨面で研磨した磁気記録媒体用ガラス基板の微小うねりWqの平均値とバラツキ値は、比較例に比べて小さく、良好な結果が得られた。
【0076】
磁気記録媒体用ガラス基板の平均表面粗さRaは、原子間力顕微鏡(Digital Instruments社製、製品名:Nano Scope D3000)を用いて測定した。測定は図5に示すように、磁気記録媒体用ガラス基板20の主平面201の記録再生領域の中間部207(円盤中心部202から15.75mmの位置)にて、0°、180°の2箇所の位置で行った。1ロット(25枚)につき2枚のガラス基板を抜き取って測定した。計4点の測定結果から、平均表面粗さRaの平均値を求めた。測定結果を表1に併せて記載した。
【0077】
本ドレス治具を用いてドレス処理した研磨パッドの研磨面で研磨した磁気記録媒体用ガラス基板の平均表面粗さRaの平均値は、比較例である例2及び例3に比べて小さく、良好な結果が得られた。
【0078】
また、研磨パッド中に、研磨液中の砥粒を凝集させる界面活性剤等が残留していた場合、例1のドレス治具を用いたほうが、比較例である例2に比べて研磨パッドに残留した界面活性剤等を早く除去できる。
【0079】
研磨液を供給しながらドレス処理を行い、ドレス処理の各時点においてドレス処理後の研磨液を回収し、回収した研磨液中砥粒の粒度分布を、動的光散乱方式の粒度分布測定機(大塚電子社製、製品名:FPAR−1000)で測定し、研磨パッド中に残留する界面活性剤の残留量を評価した結果を図6に示した。図6の凝集率は、ドレス処理の各時点で回収した研磨液の粒度分布測定結果のD50値(散乱強度ヒストグラムの累積頻度%が50%となったときの粒子径)を、未使用の研磨液のD50値で除して求めた値である。研磨パッド中に残留している界面活性剤が多いほど、ドレス処理後に回収した研磨液の砥粒が凝集してしまい、D50値が高くなる(凝集率の値が高くなる)。例1のドレス治具を用いた方が、例2のドレス治具を使用したときに比べ、凝集率の値が早く小さくなる。
【0080】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0081】
本ドレス治具でドレス処理した研磨パッドを使用して生産性に優れたガラス基板の研磨方法及び製造方法を提供できる。
【符号の説明】
【0082】
1:本ドレス治具、2:ドレス処理面、10:研磨パッド、101:研磨層、102:ベース層、103:基体、104:研磨面、105:大気泡、106:小気泡

【特許請求の範囲】
【請求項1】
板形状を有し、前記板面でガラス基板用研磨パッドをドレス処理するガラス基板研磨パッド用ドレス治具であって、前記板面の表面粗さが、算術平均粗さRaで0.10μm〜2.5μmであることを特徴とするガラス基板研磨パッド用ドレス治具。
【請求項2】
前記ドレス治具のドレス処理する板面の材質は、ガラス、セラミックス、シリコン、ステンレス、アルミ、アルミ合金、チタン、チタン合金のいずれかである請求項1に記載のガラス基板研磨パッド用ドレス治具。
【請求項3】
請求項1又は2記載のドレス治具を使用してガラス基板用研磨パッドをドレス処理後、該ガラス基板用研磨パッドでガラス基板を研磨することを特徴とするガラス基板研磨方法。
【請求項4】
ドレス処理後の研磨パッドの研磨面の表面粗さが、算術平均粗さRaで2.4μm以下である請求項3記載のガラス基板研磨方法。
【請求項5】
ドレス処理前後でのドレス治具の算術平均粗さRaの変化量が15%以上である請求項3又は4記載のガラス基板研磨方法。
【請求項6】
請求項3〜請求項5のいずれかに記載のガラス基板研磨方法を含むことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項7】
前記ガラス基板は、中心部に円孔を有する円盤状の磁気記録媒体用ガラス基板である請求項6記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項8】
前記磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の記録再生領域における中間部にて、0°、120°、240°の位置において、走査型白色干渉計を用いて測定される150μm〜1200μmの周期を有する微小うねりμWaの平均値が0.12nm以下であり、前記6箇所で測定した微小うねりμWaの差が0.020nm以下である請求項7記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項9】
前記磁気記録媒体用ガラス基板の両主平面の記録再生領域における内径側領域、中間領域、外径側領域の6箇所の波長405nmのレーザ光を使用して測定した40μm〜200μmの周期を有する微小うねりWqの平均値が2.0nm以下である請求項7又は8記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。
【請求項10】
前記磁気記録媒体用ガラス基板の記録再生領域における中間部にて0°、180°の2箇所における、原子間力顕微鏡を用いて測定した算術平均粗さRaの平均値が0.15nm以下である請求項7、8又は9記載の磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法。

【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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【公開番号】特開2011−104713(P2011−104713A)
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−261999(P2009−261999)
【出願日】平成21年11月17日(2009.11.17)
【出願人】(000000044)旭硝子株式会社 (2,665)
【Fターム(参考)】