JP6280355B2 - 磁気ディスク用基板の製造方法及び研磨処理用キャリア - Google Patents

Description

本発明は、磁気ディスク用基板の製造方法、及び基板の研磨処理に用いる研磨処理用キャリアに関する。

情報記録媒体の１つとして用いられる磁気ディスクには、従来より、ガラス基板が好適に用いられている。今日、ハードディスクドライブ装置における記憶容量の増大の要請を受けて、磁気記録の高密度化が図られている。これに伴って、磁気ヘッドの磁気記録面からの浮上距離を極めて短くして磁気記録情報エリアを微細化することが行われている。このような磁気ディスクに用いるガラス基板の寸法及び形状は目標通り精度高く作製されていることが好ましい。

ガラス基板の寸法及び形状を精度高く作製するために、ガラス基板の表面は研削及び研磨される。ガラス基板の研削及び研磨では、２つの定盤間に挟まれて研削あるいは研磨されるガラス基板を、研削あるいは研磨中保持するための板状の研削用あるいは研磨用のキャリアが用いられる。このキャリアには、ガラス基板を保持するための保持穴が設けられている。
従来、このキャリアとして、機械的強度及びコストの点からガラス繊維で樹脂を補強した繊維強化樹脂が広く用いられている。特に、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた層を複数層積層させた構成のキャリアが好適に用いられる。しかし、このキャリアでは、ガラス基板が研削あるいは研磨されるとき、ガラス基板の端面（外周端面）に欠陥、例えば凹んだ傷が生じる場合がある。この傷の深さは端面に形成される他の傷に比べて深くかつ長い。この傷の凹んだ部分にスラリ中の砥粒が付着し、また、傷により発生したガラスチップが端面に付着して発塵源となる場合もある。特に、最終研磨で用いる研磨スラリ中の砥粒が端面とキャリアとの間に挟まれて微粒子として凹状の傷内に付着しさらには固着する。このように付着した微粒子は、ガラス基板に磁性層を形成するときに行うスパッタリング中にガラス基板の端面から離脱して主表面上に乗って磁性層に欠陥をつくる場合もある。

このような状況下、被研磨体の側端面を傷付けることがない研磨キャリアが知られている（特許文献１）。
また、薄板状ワークを研磨機用キャリアで保持して研磨する際にワークの外周端面の傷や摩耗を防止する研磨機用キャリアが知られている（特許文献２）。
上述の被研磨体の側端面を傷付けることがない研磨キャリアは、被研磨体の装填される保持穴を有して、この保持穴の内壁面の平均面粗さＲacが、被研磨体の側端面の平均面粗さＲasに対して、Ｒac ＜ ３Ｒasの関係を満たすように、保持穴の内壁面が鏡面加工されている。
一方、ガラス基板等のワークの外周端面の傷や摩耗を防止する上述の研磨機用キャリアでは、ワーク保持孔の内周端面に、厚み方向に沿って中間部が湾曲して陥没する曲面凹部が形成されている。

特開２００８−００６５２６号公報 特開２０００−３０１４５１号公報

上述の研磨キャリアを用いてガラス基板の研磨を行った場合、ガラス基板の外周端面の傷がある程度抑制されるが、依然として外周端面に凹んだ傷が生じた。そして、この傷の凹んだ部分に研磨スラリ中の砥粒が付着し、また、この傷により発生したガラスチップがガラス基板の外周端面に付着して発塵源となることを十分に抑制できなかった。特に、研磨中、ガラス基板の外周端面のうち、上定盤の側に位置したガラス基板の主表面に近い部分、すなわち、ガラス基板の主表面に直交する側壁面と面取り面の接続部分近傍において、比較的深い傷が生じることを十分に抑制できなかった。
また、曲面凹部が内周端面に形成されている上述の研磨機用キャリアを用いてガラス基板の研磨を行った場合、外周端面の凹んだ傷は低減しなかった。特に、研磨中、ガラス基板の外周端面のうち、上定盤の側に位置したガラス基板の主表面に近い部分、すなわち、ガラス基板の主表面に直交する側壁面と面取り面の接続部分近傍において、比較的深い傷が生じた。

そこで、本発明は、基板の端面の傷の発生を抑制し、さらに、基板の主表面に微粒子等が付着して欠陥が形成されることを抑制できる、研磨処理用キャリア及び磁気ディスク用基板の製造方法を提供することを目的とする。

本願発明者は、上述した従来の問題を解決するために、キャリアとガラス基板について鋭意検討したところ、キャリアの保持穴の内周壁面とキャリアの表面との境界部分であるエッジ部が、研削あるいは研磨中、ガラス基板の外周端面の側壁面に接触することによりガラス基板の外周端面、具体的には、ガラス基板の主表面に直交する側壁面と上定盤の側に位置する面取り面の接続部分近傍において、上記傷が数多く生じた。この事実より、ガラス基板の研磨処理中にキャリアの保持穴のエッジ部がガラス基板の側壁面に接触し、エッジ部が側壁面に集中した力を与えることにより傷をつけることがわかった。また、キャリアがガラス繊維に樹脂材料を含浸させた板材で構成されるとき、ガラス基板の研削あるいは研磨中、キャリアの厚さはガラス基板に比べて薄いにもかかわらずキャリアの主表面がこすれ、表面に樹脂に比べて硬いガラス繊維が露出し易い。さらに、キャリアの保持穴の内周壁面は、研磨処理中ガラス基板と接触して擦れるので、キャリアの主表面であって保持穴のエッジ部にはいっそうガラス繊維が露出して、エッジ部がガラス基板の外周端面に傷をつくり易い。このように、エッジ部がガラス基板の側壁面と接触して擦ることによりガラス基板の外周端面の側壁面に傷が発生し易くなる。
以上の知見より、本願発明者は、以下の発明を見出した。

すなわち、本発明の一態様は、円板状のガラス基板を上定盤及び下定盤で挟んで前記ガラス基板のガラス主表面を研磨処理する際に前記ガラス基板を保持するための保持穴を有する板状の研磨処理用キャリアである。
前記研磨処理用キャリアは、ガラス繊維に樹脂材料を含浸させた板材で構成される。 前記保持穴を画する保持穴内周壁面は、前記研磨処理用キャリアの第１のキャリア主表面と接続する前記保持穴内周壁面の接続部分から延び、前記研磨処理用キャリアの第１のキャリア主表面に対して傾斜した第１の傾斜面と、前記第１のキャリア主表面に対して直交し、前記第１のキャリア主表面に対向する第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面とを接続するように、前記第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面の間に設けられる側壁面と、を備える。
前記保持穴の中心軸を通り前記研磨処理用キャリアの板厚方向に平行な面で切断した前記保持穴の断面において、前記第１の傾斜面の断面形状は、前記第１のキャリア主表面に対する第１の傾斜角度を一定にして延びた直線形状あるいは前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲線形状である。

前記第１の傾斜面は、前記第１の傾斜角度を一定にして前記第１のキャリア主表面に対して傾斜した面であり、
前記保持穴内周壁面は、さらに、前記第１の傾斜面の端から前記側壁面の端まで延びる前記第１傾斜角度が変化した凸状の曲面を備える、こともまた好ましい。

前記保持穴の前記断面において、前記第１の傾斜面の端から前記側壁面の端まで延びる前記凸状の曲面における曲率半径は、前記研磨処理用キャリアの板厚の０．０３倍以上の長さである、ことが好ましい。

前記第１の傾斜面は、前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲面であり、
前記保持穴の前記断面において、前記第１の傾斜面における曲率半径は、前記研磨処理用キャリアの板厚の０．０３倍以上１．０倍以下である、ことが好ましい。

前記第１のキャリア主表面は前記上定盤に向くように配される、ことが好ましい。

本発明の他の一態様は、
基板を、キャリアに設けられた保持孔に保持した状態で前記基板を上定盤と下定盤とで挟み、前記基板の主表面と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に移動させることで、前記基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法である。当該製造方法において、 前記キャリアの板厚は、前記基板よりも薄い板厚であり、
前記キャリアは、ガラス繊維に樹脂材料を含浸させた板材で構成され、
前記保持孔を画する保持孔内周壁面は、前記キャリアの第１のキャリア主表面と接続する前記保持孔内周壁面の接続部分から延び、前記キャリアの第１のキャリア主表面に対して傾斜した第１の傾斜面と、前記第１のキャリア主表面に対して直交し、前記第１のキャリア主表面に対向する第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面とを接続するように、前記第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面の間に設けられる側壁面と、を備え、
前記保持孔の中心軸を通り前記キャリアの板厚方向に平行な面で切断した前記保持孔の断面において、前記第１の傾斜面の断面形状は、前記第１のキャリア主表面に対する第１の傾斜角度を一定にして延びた直線形状あるいは前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲線形状であり、
前記第１のキャリア主表面は前記上定盤に向き、前記第１のキャリア主表面と対向する第２のキャリア主表面は、前記下定盤を向くように前記キャリアは配される。

前記基板の外周端面は、両側の基板の主表面に対して直交した基板側壁面と、前記基板側壁面と前記両側の基板の主表面のそれぞれとの間に設けられた基板面取り面と、を備え、
前記研磨処理を行うとき、前記下定盤の側に位置する基板面取り面と前記基板側壁面との接続部分の、前記下定盤の側に位置する前記基板の主表面からの距離Ｈｇが、前記第１の傾斜面と前記キャリアの前記側壁面との接続部分の、前記第２のキャリア主表面からの距離Ｈｃより短い、ことが好ましい。

前記研磨処理は、例えば、遊離砥粒を含む研磨スラリを前記基板の主表面と前記上定盤及び前記下定盤との間に供給して行う研磨である。
前記基板は、例えば、ガラス基板である。

上述の磁気ディスク用基板の製造方法および研磨処理用キャリアによれば、基板の端面への傷の発生を抑制し、さらに、基板の主表面に欠陥が形成されることを抑制できる。

本実施形態のキャリアを用いる研削装置（両面研磨装置）の一例の分解斜視図である。 図１に示す研削装置の一例の断面図である。 （ａ）は、本実施形態のキャリアの一例の断面図であり、（ｂ）は、研磨中のガラス基板とキャリアの関係を説明する図である。 （ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のキャリアの保持穴内周壁面の断面の他の例を説明する図である。 本実施形態のキャリアの保持穴内周壁面の断面のさらに他の例を説明する図である。

以下、本発明の研磨処理用キャリア及び磁気ディスク用基板の製造方法について詳細に説明する。本明細書では、研磨処理とは、ガラス基板の研削と、この研削後のガラス基板のガラス主表面の粗さを小さくするガラス基板の研磨と、を含む。したがって、研磨処理用キャリアとは、ガラス基板の研削および研磨に用いることができるキャリアである。

（研磨装置）
本実施形態の研磨処理用キャリアを用いるガラス基板の研磨装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は、研磨装置（両面研磨装置）の分解斜視図である。図２は、研磨装置の断面図である。研削装置についても研磨装置と同様の構成を有するので、研削装置の説明は省略する。

図１に示すように、研磨装置は、上下一対の定盤、すなわち上定盤５０および下定盤６０を有している。上定盤５０および下定盤６０の間に円環状のガラス基板Ｇが狭持され、上定盤５０または下定盤６０のいずれか一方、または、双方を移動操作することにより、ガラス基板Ｇと各定盤とを相対的に移動させることで、このガラス基板Ｇの両主表面を研磨することができる。なお、ガラス基板と定盤との間には、研磨砥粒を含んだ研磨スラリが供給される。以降、上定盤５０及び下定盤６０を総称して説明するとき、単に定盤という。

図１及び図２を参照して研磨装置の構成をさらに具体的に説明する。
研磨装置において、下定盤６０の上面および上定盤５０の下面には、研磨パッド１０が貼り付けられている。図１では、研磨パッド１０はシート状に記されている。研磨パッド１０には、例えば、発泡ウレタン樹脂等を用いることができる。
キャリア３０は、円板状のガラス基板Ｇを上定盤５０と下定盤６０で挟んでガラス基板Ｇの主表面を研磨する際に、ガラス基板Ｇを保持するための保持穴３２を有する。具体的には、キャリア３０は、外周部に設けられて太陽歯車６１及び内歯車６２に噛合する歯部３１と、ガラス基板Ｇを収容し保持するための１または複数の保持穴３２とを有する。太陽歯車６１、外縁に設けられた内歯車６２および円板状のキャリア３０は全体として、中心軸ＣＴＲを中心とする遊星歯車機構を構成する。円板状のキャリア３０は、内周側で太陽歯車６１に噛合し、かつ外周側で内歯車６２に噛合するともに、ガラス基板Ｇを１または複数を収容し保持する。下定盤６０上では、キャリア３０が遊星歯車として自転しながら公転し、ガラス基板Ｇと下定盤６０とが相対的に移動させられる。例えば、太陽歯車６１が反時計回りの方向に回転すれば、キャリア３０は時計回りの方向に回転し、内歯車６２は反時計回りの方向に回転する。その結果、下定盤６０とガラス基板Ｇの間に相対運動が生じる。同様にして、ガラス基板Ｇと上定盤５０とを相対的に移動させてもよい。

上記相対運動の動作中には、上定盤５０がキャリア３０に保持されたガラス基板Ｇに対して（つまり、鉛直方向に）所定の圧力で押圧し、これによりガラス基板Ｇに対して研磨パッド１０が押圧される。また、図２に示すように、ポンプ（不図示）によって研磨スラリが、供給タンク７１から１または複数の配管７２を経由してガラス基板Ｇと研磨パッド１０との間に供給される。

（キャリア）
図３（ａ）は、保持穴３２を画するキャリア３０の保持穴内周壁面３３の一例の断面図であり、図３（ｂ）は、研磨中のガラス基板Ｇとキャリア３０の関係を説明する図である。
保持穴３２を画するキャリア３０の保持穴内周壁面３３は、キャリア３０の第１のキャリア主表面３４と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分３６から延び、キャリア３０の第１のキャリア主表面３４に対して傾斜した第１の傾斜面３７を備える。このとき、保持穴３２の中心軸（図３（ａ）中の一点鎖線）を通りキャリア３０の板厚方向に平行な面で切断した保持穴３２の断面において、第１の傾斜面３７の断面形状は、第１のキャリア主表面３４に対する第１の傾斜角度θを一定にして延びた直線形状である。

図３（ａ）に示す例では、保持穴内周壁面３３は、第１の傾斜面３７の他に、第１のキャリア主表面３４及び第１のキャリア主表面３４に対向する第２のキャリア主表面３５に対して直交する側壁面３８を備えている。第１の傾斜面３７は、第１のキャリア主表面３４と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分３６と側壁面３８の端との間に設けられている。側壁面３８は、第１の傾斜面３７と第２のキャリア主表面３５との間に設けられている。側壁面３８は、第１の傾斜面３７の端と第２のキャリア主表面３５の端を接続する。
このような保持穴内周壁面３３の断面形状を有することで、図３（ｂ）に示すように、研磨パッド１０に挟まれてガラス基板Ｇが研磨されるとき、第１のキャリア主表面３４と側壁面３８との間に第１の傾斜面３７が設けられるので、第１のキャリア主表面３４と側壁面３８とでつくられるエッジ部が存在しない。すなわち、ガラス基板Ｇの外周端面に接触するエッジ部はなく、ガラス基板Ｇの外周端面に集中した力を与えることにより傷をつけるエッジ部はない。ここで、キャリア３０の板厚は、ガラス基板Ｇの板厚より薄く、キャリア３０の側壁面３８は、ガラス基板Ｇのガラス主表面に直交する側壁面８０と当接する。このように、キャリア３０の側壁面３８とガラス基板Ｇの側壁面８０とを当接させるためには、図３（ｂ）に示す距離Ｈｇが距離Ｈｃより短いことが好ましい。距離Ｈｇは、下定盤６０の側に位置するガラス基板Ｇの面取り面８２とガラス基板Ｇの側壁面８０との接続部分８１の、下定盤６０の側に位置するガラス基板Ｇの主表面からの距離である。距離Ｈｃは、第１の傾斜面３７とキャリア３０の側壁面３８との接続部分４３の、第２のキャリア主表面３５からの距離である。
このとき、側壁面３８と第１の傾斜面３７との接続部分４３に角が形成されるが、この角は、側壁面３８と第１の傾斜面３７との間に鈍角の角度で形成されるので、ガラス基板Ｇの外周端面に傷を付け難い。

ガラス基板Ｇの外周端面への傷の形成を確実に抑制するには、後述するように、側壁面３８と第１の傾斜面３７との間に、円弧形状の曲面を設けて、側壁面３８と第１の傾斜面３７との間を滑らかにつなぐことが好ましい。

図４（ａ）〜（ｄ）は、保持穴３２を画するキャリア３０の保持穴内周壁面３３の断面の他の例を説明する図である。
図４（ａ）に示す保持穴内周壁面３３には、図３（ａ）に示す第１の傾斜面３７及びそく壁面３８の他に、側壁面３８と第２のキャリア主表面３５との間に第２の傾斜面３９が設けられている。第２の傾斜面３９は、第２のキャリア主表面３５と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分４０から延び、第２のキャリア主表面３５に対して傾斜している。保持穴３０の断面において、第２の傾斜面３９における断面形状は、第２のキャリア主表面３５に対する第２の傾斜角度を一定にして延びた直線形状である。第２の傾斜面３９は、第２のキャリア主表面３５と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分４０と側壁面３８の端との間に設けられている。第２の傾斜角度は、第１の傾斜角度と同じであっても異なってもよいが、同じであることが好ましい。特に、第１の傾斜面３７の長さと第２の傾斜面３９の長さが同じであり、第１の傾斜角度と第２の傾斜角度が同じである場合、第１のキャリア主表面３４と第２のキャリア主表面３５を区別する必要がなくなる点で有効である。

図４（ｂ）に示す保持穴内周壁面３３の第１の傾斜面３７の断面形状は、図３（ａ）に示す第１の傾斜面３７の断面が直線形状であるのに対して、第１の傾斜角度θが変化する曲線形状である。この第１の傾斜面３７は、キャリア３０の外側に対して凸形状を成す。すなわち、保持穴内周壁面３３は、キャリア３０の外側に対して凸形状の曲面の第１の傾斜面３７と、第１のキャリア主表面３４及び第２のキャリア主表面３５に対して直交した側壁面３８と、を備える。第１の傾斜面３７は、側壁面３８と第１のキャリア主表面３４との間を滑らかに接続する。なお、第１の傾斜面３７の凸状の曲面における曲率半径は、キャリア３０の板厚の０．０３倍以上１．０倍以下であることが、ガラス基板Ｇの外周端面の傷を抑制する点で好ましい。上記曲率半径がキャリア３０の板厚の０．０３倍より小さい場合、曲面が急激に曲がるため外周端面に傷がつき易い。上述した距離Ｈｇが距離Ｈｃより短い限りにおいて、第１の傾斜面３７の第１の傾斜角度θ（第１の傾斜面３７の接線の傾斜角度）は特に制限されず、ガラス基板Ｇの面取り面８２の、ガラス基板Ｇの主表面に対する傾斜角度と同等、あるいはそれよりも大きくても小さくてもよい。

図４（ｃ）に示す保持穴内周壁面３３の第１の傾斜面３７と第２の傾斜面３９の断面形状は、図４（ａ）に示す保持穴内周壁面３３が、断面形状が直線形状の第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９であるのに対して、断面形状が円弧形状であり、キャリア３０の外側に対して凸状の曲線形状である。第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の間に、第１のキャリア主表面３４及び第２のキャリア主表面３５に対して直交した側壁面３８が設けられている。第１の傾斜面３７、側壁面３８、及び第２の傾斜面３９は、互いに滑らかに接続されている。なお、第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の凸状の曲面における曲率半径は、キャリア３０の板厚の０．０３倍以上０．５倍以下であることが、ガラス基板Ｇの外周端面の傷を抑制する点で好ましい。

図４（ｄ）に示す保持穴内周壁面３３の第１の傾斜面３７と側壁面３８との間には、第１の傾斜面３７の端から側壁面３８の端まで延びる第１傾斜角度θが変化した曲面４１が設けられている。この曲面４１は、キャリア３０の外側に対して凸形状である。この曲面４１は、第１の傾斜面３７と側壁面３８との間を滑らかにつなぐ。したがって、上述したように、第１の傾斜面３７と側壁面３８の間に角が形成されず、ガラス基板Ｇの外周端面に傷が形成され難い。このとき、保持穴３２の断面において、第１の傾斜面３７の端から側壁面３８の端まで延びる凸状の曲面４１における曲率半径は、キャリア３０の板厚の０．０３倍以上の長さであることが、上記角を形成させない点で好ましい。なお、上記曲率半径の上限は、ガラス基板Ｇの面取り面８２のガラス基板Ｇの板厚方向に沿った長さに当たる距離をＨｇ［ｍｍ］（図３（ｂ）参照）とし、キャリア３０の板厚をｔ［ｍｍ］としたとき、ｔ−Ｈｇ［ｍｍ］の長さであることが好ましい。この曲率半径の上限により、ガラス基板Ｇが研磨中に保持穴３２から外れて破損することを抑制することができる。

図４（ａ）〜（ｄ）に示す保持穴内周壁面３３は、いずれも保持穴３２の断面において、第１の傾斜面３７の断面形状は、第１のキャリア主表面３４に対する第１の傾斜角度θを一定にして延びた直線形状、あるいは第１の傾斜角度θが変化した、キャリア３０の外側に対して凸状の曲線形状であるので、従来のように、キャリア主表面と側壁面とで形成されるエッジ部が存在しない。すなわち、ガラス基板Ｇの外周端面に接触するエッジ部はなく、また、ガラス基板Ｇの外周端面に集中した力を与えることにより傷をつけるエッジ部はない。

図５は、キャリア３０の保持穴内周壁面３３の断面のさらに他の例を説明する図である。図５に示す保持穴内周壁面３３は、キャリア３０の第１のキャリア主表面３４と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分３６から延び、キャリア３０の第１のキャリア主表面３４に対して傾斜した第１の傾斜面３７を備える。第１の傾斜面３７の断面形状、すなわち、保持穴３２の中心軸を通りキャリア３０の板厚方向に平行な面で切断したときの断面形状は、第１のキャリア主表面３４に対する第１の傾斜角度θを一定にして延びた直線形状である。このとき、図３（ａ）に示す第１の傾斜面３７を備える保持穴内周壁面３３と異なり、図５に示す保持穴内周壁面３３は、側壁面３８を有さず、保持穴内周壁面３３の全体が第１の傾斜面３７で構成されている。いいかえると、第１の傾斜面３７は、第１のキャリア主表面３４と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分３６から第２のキャリア主表面３５と接続する保持穴内周壁面３３の接続部分４３まで延びて、保持穴内周壁面３３全面は、テーパ面を成している。このような保持穴内周壁面３３であっても、従来のように、キャリア主表面と側壁面とで形成されるエッジ部が存在しない。すなわち、ガラス基板Ｇの外周端面に接触するエッジ部はなく、また、ガラス基板Ｇの外周端面に集中した力を与えることにより傷をつけるエッジ部はない。この場合、第１の傾斜面３７の第１の傾斜角度θは、４５度以上８０度以下であることが好ましい。また、ガラス基板Ｇの面取り面８２のガラス基板Ｇの主表面に対する傾斜角度に対して大きいことが好ましい。これにより、研磨中のガラス基板Ｇが保持穴３２から外れて破損することはなく、安定した研磨が可能となり、かつ、ガラス基板Ｇの外周端面の傷の発生を抑制することができる。
なお、図５に示す第１の傾斜面３７の断面形状は、直線形状であるが、曲線形状であってもよい。図５に示す第１の傾斜面３７の断面形状が曲線形状である場合、第１の傾斜角度θ（第１の傾斜面３７の接線の傾斜角度）の最大値は、ガラス基板Ｇの面取り面８２の、ガラス基板Ｇの主表面に対する傾斜角度と同等か、それよりも高いことが、ガラス基板Ｇが保持穴３２から外れることなく安定してガラス基板を研磨する点で好ましい。第１の傾斜角度θは、第１の傾斜面３７と第２のガラス主表面３５との接続部分４３において最大となるので、接続部分４３における第１の傾斜角度θ（第１の傾斜面３７の接線の傾斜角度）が、ガラス基板Ｇの主表面に対する傾斜角度と同等かそれよりも大きいことが好ましい。

図１，２に示す研磨装置では、研磨パッドを上定盤５０あるいは下定盤６０に貼り付けたものであるが、上定盤５０あるいは下定盤６０に固定砥粒を設けて、ガラス基板Ｇと上定盤５０あるいは下定盤６０との間にクーラントを供給してもよい。また、キャリア３０は研磨装置の他に、ガラス基板Ｇを研削する研削装置に用いることもできる。
このようなキャリア３０を用いた研磨装置さらには、この研磨装置と略同様の構成をした研削装置に用いて、以下に示すような磁気ディスク用ガラス基板の製造に好適に用いることができる。ガラス基板の研削装置を用いた研削では、研磨に比べて研削後のガラス基板の主表面の粗さＲａは大きい。このような研削において、上定盤及び下定盤のそれぞれとガラス基板との間に研削液を供給してガラス基板の主表面を研削してもよい。あるいは、上定盤及び下定盤のそれぞれに固定砥粒を設け、この固定砥粒とガラス基板との間に潤滑液を供給してガラス基板の主表面を研削してもよい。

（磁気ディスク用ガラス基板の製造方法の説明）
本実施形態の製造方法では、まず、一対の主表面を有する板状の磁気ディスク用ガラス基板の素材となるガラスブランクの成形処理が行われる。次に、このガラスブランクの粗研削が行われる。この後、ガラスブランクに形状加工及び端面研磨が施される。この後、ガラスブランクから得られたガラス基板に固定砥粒を用いた精研削が行われる。この後、第１研磨、化学強化、及び、第２研磨がガラス基板に施される。なお、本実施形態では、上記流れで行うが、上記処理がある必要はなく、これらの処理は適宜行われなくてもよい。以下、各処理について、説明する。

（ａ）ガラスブランクの成形
ガラスブランクの成形では、例えばプレス成形法を用いることができる。プレス成形法により、円形状のガラスブランクを得ることができる。さらに、ダウンドロー法、リドロー法、フュージョン法などの公知の製造方法を用いて製造することができる。これらの公知の製造方法で作られた板状ガラスブランクに対し、適宜形状加工を行うことによって磁気ディスク用ガラス基板の元となる円板状のガラス基板が得られる。

（ｂ）粗研削
粗研削では、具体的には、ガラスブランクを、図１，２に示す装置と同様の遊星歯車機構の周知の両面研削装置に装着される保持部材（キャリア）に設けられた保持穴内に保持しながらガラスブランクの両側の主表面の研削が行われる。この時、上述のキャリア３０を用いることができる。研削材として、例えば遊離砥粒が用いられる。粗研削では、ガラスブランクが目標とする板厚寸法及び主表面の平坦度に略近づくように研削される。なお、粗研削は、成形されたガラスブランクの寸法精度あるいは表面粗さに応じて行われるものであり、場合によっては行われなくてもよい。

（ｃ）形状加工
次に、形状加工が行われる。形状加工では、ガラスブランクの成形後、公知の加工方法を用いて円孔を形成することにより、円孔があいた円盤形状のガラス基板を得る。その後、ガラス基板の端面の面取りを実施する。これにより、ガラス基板の端面には、主表面と直交している側壁面８０（図３（ｂ）参照）と、側壁面と両側のガラス主表面との間に、ガラス主表面に対して傾斜した面取り面８２（図３（ｂ）参照）が形成される。

（ｄ）端面研磨
次にガラス基板の端面研磨が行われる。端面研磨は、例えば研磨ブラシとガラス基板の端面との間に遊離砥粒を含む研磨液を供給して研磨ブラシとガラス基板とを相対的に移動させることにより研磨を行う処理である。端面研磨では、ガラス基板の内周側端面及び外周側端面を研磨対象とし、内周側端面及び外周側端面を鏡面状態にする。

（ｅ）精研削
次に、ガラス基板の主表面に精研削が施される。具体的には、固定砥粒を貼り付けた定盤を用い、図１，２に示した研磨装置と同様の遊星歯車機構の両面研削装置を用いて、ガラス基板の主表面に対して研削を行う。この場合、研磨パッドの代わりに固定砥粒を定盤に設ける。具体的には、ガラス基板を、両面研削装置の保持部材である上述したキャリア３０に設けられた保持穴内に保持しながらガラス基板の両側の主表面の研削を固定砥粒で行う。研削による取代量は、例えば１０μｍ〜２００μｍ程度である。
本実施形態の研削では、固定砥粒を含んだ研削面とガラス基板の主表面とを接触させてガラス基板の主表面を研削するが、遊離砥粒を用いた研削を行ってもよい。

（ｆ）第１研磨
次に、ガラス基板の主表面に第１研磨が施される。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、図１，２に示される研磨装置のキャリア３０に設けられた保持穴３２内に保持しながらガラス基板Ｇの両側の主表面の研磨が行われる。第１研磨は、遊離砥粒を用いて、定盤に貼り付けられた研磨パッドを用いる。第１研磨は、例えば固定砥粒による研削を行った場合に主表面に残留したクラックや歪みの除去をする。第１研磨では、主表面端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の表面粗さ、例えば算術平均粗さＲａを低減することができる。
第１研磨に用いる遊離砥粒は特に制限されないが、例えば、酸化セリウム砥粒、あるいはジルコニア砥粒などが用いられる。
研磨パッドの種類は特に制限されないが、例えば、硬質発泡ウレタン樹脂ポリッシャが用いられる。

（ｇ）化学強化
ガラス基板は適宜化学強化することができる。化学強化液として、例えば硝酸カリウム，硝酸ナトリウム、またはそれらの混合物を加熱して得られる溶融液を用いることができる。そして、ガラス基板を化学強化液に浸漬することによって、ガラス基板の表層にあるガラス組成中のリチウムイオンやナトリウムイオンが、それぞれ化学強化液中のイオン半径が相対的に大きいナトリウムイオンやカリウムイオンにそれぞれ置換されることで表層部分に圧縮応力層が形成され、ガラス基板が強化される。
化学強化を行うタイミングは、適宜決定することができるが、化学強化の後に研磨を行うようにすると、表面の平滑化とともに化学強化によってガラス基板の表面に固着した異物を取り除くことができるので特に好ましい。また、化学強化は、必要に応じて行われればよく、行われなくてもよい。

（ｈ）第２研磨（鏡面研磨）
次に、化学強化後のガラス基板に第２研磨が施される。第２研磨は、主表面の鏡面研磨を目的とする。第２研磨においても、第１研磨に用いる両面研磨装置と同様の構成を有する遊星歯車機構の両面研磨装置が用いられる。具体的には、ガラス基板の外周側端面を、図１〜３に示される研磨装置のキャリア３０に設けられた保持穴３２内に保持しながらガラス基板Ｇの両側の主表面の研磨が行われる。こうすることで主表面の端部の形状が過度に落ち込んだり突出したりすることを防止しつつ、主表面の粗さを低減することができる。第２研磨が第１研磨と異なる点は、遊離砥粒の種類が異なり及び粒子サイズが小さくなることと、研磨パッドの樹脂ポリッシャの硬度が軟らかくなることである。

第２研磨に用いる遊離砥粒として、例えばコロイダルシリカ等の微粒子が用いられる。研磨されたガラス基板を洗浄することで、磁気ディスク用ガラス基板が得られる。
第２研磨は、必ずしも必須ではないが、ガラス基板の主表面の表面凹凸のレベルをさらに良好なものとすることができる点で実施することが好ましい。このようにして、第２研磨の施されたガラス基板は磁気ディスク用ガラス基板となる。

研削装置あるいは研磨装置で行う粗研削、精研削、第１研磨及び第２研磨の少なくとも１つの研磨処理では、第１のキャリア主表面３４は上定盤５０に向き、第２のキャリア主表面３５は、下定盤６０を向くように配されることが好ましい。
また、図３（ｂ）に、研磨中のキャリア３０とガラス基板Ｇの関係が示されているように、研磨のとき、ガラス基板Ｇの面取り面８２におけるガラス基板Ｇの板厚方向に沿った長さ、すなわち下定盤６０の側に位置するガラス基板Ｇの面取り面８２とガラス基板Ｇの側壁面８０との接続部分８１の、下定盤６０の側に位置するガラス基板Ｇの主表面からの距離Ｈｇが、第１の傾斜面３７とキャリア３０の側壁面３８との接続部分４３の、第２のキャリア主表面３５からの距離Ｈｃより短いことが、ガラス基板Ｇが研磨中に保持穴３２から外れて破損すること（不安定な研磨）を防止する点で好ましい。

本実施形態のキャリア３０は、遊離砥粒を含むスラリをガラス基板Ｇの主表面と上定盤５０及び下定盤６０との間に供給して行う研磨のとき、ガラス基板Ｇの主表面に欠陥を発生させる原因となる微粒子を捕獲する傷をガラス基板Ｇの端面につけ難くする効果は大きい。特に、第２研磨はガラス主表面の加工処理が最終となるので、ガラス基板Ｇの端面に傷をつけ難くする点から、本実施形態のキャリア３０を第２研磨に用いることが好ましい。

（実施例、従来例）
本実施形態の効果を確認するために、種々のキャリアを作製して、このキャリアを用いて複数のガラス基板の研磨を行い、ガラス基板の外周端面の傷（端面欠陥）を調べた。ガラス基板Ｇの側壁面８０を挟む両側の面取り面８２の、ガラス基板Ｇの主表面に対する傾斜角度は、いずれも４５度である。加工対象の磁気ディスク用ガラス基板は、２．５インチサイズで板厚が０．８ｍｍのガラス基板とした。
上述したガラス基板Ｇの製造方法において（ｅ）精研削まで行った後、下記表１〜３に示すキャリアを用いて、ガラス主表面の（ｆ）第１研摩を以下の条件で行った。
・研磨剤：酸化セリウム（平均粒径ｄ５０：１．２〜１．４μｍ）
・研磨パッド：軟質ウレタンパッド（スウェード）
・研磨による取代量：４０μｍ
・キャリア：ガラス繊維から成るガラスクロスをエポキシ樹脂で含浸させた板材。

端面欠陥の評価は、レーザ顕微鏡を用いて、ガラス基板Ｇの側壁面８０と面取り面８２の接続部分の近傍の欠陥（傷）の有無と、傷の深さを調べた。レーザ顕微鏡による計測では、２０倍の対物レンズを用いて、板厚方向に０．５μｍ間隔で形状を計測して、傷の深さを調べた。傷が見られなかった場合の評価を「無し」で表し、傷が見られたが、従来の傷に比べて浅い（具体的には従来の傷深さの７０％以下）場合を「許容」と表し、従来と同様の傷の深さを持った傷（従来の傷深さの７０％より深い傷）の場合、「不可」と表した。
また、保持穴内周壁面３３の断面形状の曲率半径は、市販品の輪郭形状測定器を用いて計測した結果から求めた。
キャリア３０の板厚をｔ［ｍｍ］とした。下記表１は、実施例１〜６と従来例のキャリアの形態と、端面欠陥（傷）の評価結果を示している。実施例１〜６では、第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の曲率半径を変更した。第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の曲率半径は同じに揃えた。表１に示す従来例は、第１の傾斜面３７がなく、第１のキャリア主表面とキャリア側壁面が直交してできたエッジ部がある形態である。

下記表２は、実施例７〜１１と従来例のキャリアの形態と、端面欠陥（傷）の評価結果を示している。従来例は、表１に示す従来例と同じ形態である。実施例７〜実施例１１では、図５に示すように保持穴内周壁面３３全体が第１の傾斜面３７で構成されている形態とし、第１の傾斜角度θを変更した。

実施例１１の※は、研磨できたガラス基板の端面欠陥は「無し」であったが、一部のガラス基板が保持穴から外れて破損する場合があり、安定した研磨が難しかった、ことを意味する。

下記表３は、実施例１２〜２１と従来例のキャリアの形態と、端面欠陥（傷）の評価結果を示している。従来例は、表１に示す従来例と同じ形態である。実施例１２〜実施例２１では、図３（ａ）に示すように、断面形状が直線形状の第１の傾斜面３７と側壁面３８と、を有する保持穴内周壁面３３を用いた。実施例１２〜１５では、第１の傾斜角度θを変更した。実施例１２〜１５の距離Ｈｃは０ｍｍであるので、実施例１２〜１５の形態は、実質的に図５に示す形態と同じである。実施例１６〜２１では、第１の傾斜角度θと距離Ｈｃを変更した。

実施例１４，１５，１８，２０の※は、研磨できたガラス基板の端面欠陥は「無し」であったが、一部のガラス基板が保持穴から外れて破損する場合があり、安定した研磨が難しかった、ことを意味する。

表１の評価結果によれば、図４（ｃ）に示す第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の形態では、第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の曲率半径は、キャリア３０の板厚ｔ［ｍｍ］の０．０１倍以上０．５倍以下であることが、端面欠陥（傷）の抑制の点で好ましく、第１の傾斜面３７及び第２の傾斜面３９の曲率半径は、キャリア３０の板厚ｔ［ｍｍ］の０．０３倍以上０．５倍以下であることがより好ましいことがわかる。
表２の評価結果によれば、図５に示す第１の傾斜面３７の形態では、第１の傾斜角度θは、０度より大きく８５度以下において、端面欠陥（傷）の発生が許容範囲内であった。図５に示す第１の傾斜面３７の形態では、第１の傾斜角度θは、ガラス基板が保持穴３２から外れず安定した研磨ができ、かつ、端面欠陥を発生させないためには、４５度（ガラス基板Ｇの面取り面８２の主表面に対する傾斜角度）以上８０度以下であることが好ましい。
表３の評価結果によれば、距離Ｈｃ＝０［ｍｍ］の条件を含む、距離Ｈｃが距離Ｈｇより小さい条件では、第１の傾斜角度θが１５度以上４５度未満である場合、端面欠陥は発生しないが、一部のガラス基板Ｇが破損し、不安定な研磨であった。これは、ガラス基板Ｇの一部が保持穴３２から外れ第１の傾斜面３７の上に乗って、ガラス基板Ｇに余分な力が加わったことによる。図３（ａ）の第１の傾斜面３７の形態において、第１の傾斜角度θが４５度（ガラス基板Ｇの面取り面８２の主表面に対する傾斜角度）以上８５度以下である場合、距離Ｈｃが距離Ｈｇより大きくても、あるいは距離Ｈｇ以下であっても、安定した研磨ができ、かつ、端面欠陥の発生は抑制される。そして、距離Ｈｃが距離Ｈｇより小さい条件では、第１の傾斜角度θが１５度以上８５度以下であることが端面欠陥の発生を抑制する点で好ましく、表２の結果を合わせると、第１の傾斜角度θが１５度以上８０度以下であることが端面欠陥を発生させない点で好ましい。さらに、端面欠陥を発生させず、ガラス基板Ｇの安定した研磨を行う点で、４５度以上８０度以下であることがより好ましい。

以上、本発明の磁気ディスク用基板の製造方法及び研磨処理用キャリアについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 研磨パッド
３０ キャリア
３１ 歯部
３２ 保持穴
３３ 保持穴内周壁面
３４ 第１のキャリア主表面
３５ 第２のキャリア主表面
３６，４０，４２，４３ 接続部分
３７ 第１の傾斜面
３８ 側壁面
３９ 第２の傾斜面
４１ 曲面
５０ 上定盤
６０ 下定盤
６１ 太陽歯車
６２ 内歯車
７１ 供給タンク
７２ 配管
８０ 側壁面
８１ 接続部分
８２ 面取り面

Claims (9)

1. 円板状のガラス基板を上定盤及び下定盤で挟んで前記ガラス基板のガラス主表面を研磨処理する際に前記ガラス基板を保持するための保持穴を有する板状の研磨処理用キャリアであって、
   前記研磨処理用キャリアは、ガラス繊維に樹脂材料を含浸させた板材で構成され、
   前記保持穴を画する保持穴内周壁面は、前記研磨処理用キャリアの第１のキャリア主表面と接続する前記保持穴内周壁面の接続部分から延び、前記研磨処理用キャリアの第１のキャリア主表面に対して傾斜した第１の傾斜面と、前記第１のキャリア主表面に対して直交し、前記第１のキャリア主表面に対向する第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面とを接続するように、前記第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面の間に設けられる側壁面と、を備え、
   前記保持穴の中心軸を通り前記研磨処理用キャリアの板厚方向に平行な面で切断した前記保持穴の断面において、前記第１の傾斜面の断面形状は、前記第１のキャリア主表面に対する第１の傾斜角度を一定にして延びた直線形状あるいは前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲線形状である、ことを特徴とする研磨処理用キャリア。
2. 前記第１の傾斜面は、前記第１の傾斜角度を一定にして前記第１のキャリア主表面に対して傾斜した面であり、
   前記保持穴内周壁面は、さらに、前記第１の傾斜面の端から前記側壁面の端まで延びる前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲面を備える、請求項１に記載の研磨処理用キャリア。
3. 前記保持穴の前記断面において、前記第１の傾斜面の端から前記側壁面の端まで延びる前記凸状の曲面における曲率半径は、前記研磨処理用キャリアの板厚の０．０３倍以上の長さである、請求項２に記載の研磨処理用キャリア。
4. 前記第１の傾斜面は、前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲面であり、
   前記保持穴の前記断面において、前記第１の傾斜面における曲率半径は、前記研磨処理用キャリアの板厚の０．０３倍以上１．０倍以下である、請求項１に記載の研磨処理用キャリア。
5. 前記第１のキャリア主表面は前記上定盤に向くように配される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨処理用キャリア。
6. 基板を、キャリアに設けられた保持孔に保持した状態で前記基板を上定盤と下定盤とで挟み、前記基板の主表面と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に移動させることで、前記基板の主表面を研磨する研磨処理を含む磁気ディスク用基板の製造方法であって、
   前記キャリアの板厚は、前記基板よりも薄い板厚であり、
   前記キャリアは、ガラス繊維に樹脂材料を含浸させた板材で構成され、
   前記保持孔を画する保持孔内周壁面は、前記キャリアの第１のキャリア主表面と接続する前記保持孔内周壁面の接続部分から延び、前記キャリアの第１のキャリア主表面に対して傾斜した第１の傾斜面と、前記第１のキャリア主表面に対して直交し、前記第１のキャリア主表面に対向する第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面とを接続するように、前記第２のキャリア主表面と前記第１の傾斜面の間に設けられる側壁面と、を備え、
   前記保持孔の中心軸を通り前記キャリアの板厚方向に平行な面で切断した前記保持孔の断面において、前記第１の傾斜面の断面形状は、前記第１のキャリア主表面に対する第１の傾斜角度を一定にして延びた直線形状あるいは前記第１の傾斜角度が変化した凸状の曲線形状であり、
   前記第１のキャリア主表面は前記上定盤に向き、前記第１のキャリア主表面と対向する第２のキャリア主表面は、前記下定盤を向くように前記キャリアは配される、ことを特徴とする磁気ディスク用基板の製造方法。
7. 前記基板の外周端面は、両側の基板の主表面に対して直交した基板側壁面と、前記基板側壁面と前記両側の基板の主表面のそれぞれとの間に設けられた基板面取り面と、を備え、
   前記研磨処理を行うとき、前記下定盤の側に位置する基板面取り面と前記基板側壁面との接続部分の、前記下定盤の側に位置する前記基板の主表面からの距離Ｈｇが、前記第１の傾斜面と前記キャリアの前記側壁面との接続部分の、前記第２のキャリア主表面からの距離Ｈｃより短い、請求項６に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
8. 前記研磨処理は、遊離砥粒を含む研磨スラリを前記基板の主表面と前記上定盤及び前記下定盤との間に供給して行う研磨である、請求項６または７に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。
9. 前記基板は、ガラス基板である、請求項６〜８のいずれか１項に記載の磁気ディスク用基板の製造方法。

Images