專利名稱：研磨玻璃襯底的方法和制造玻璃襯底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及研磨玻璃襯底的方法和制造玻璃襯底的方法。
背景技術(shù)：
近年來，除了常規(guī)應(yīng)用之外，還將玻璃襯底用于多種工業(yè)領(lǐng)域中。例如在多種電子器件領(lǐng)域中，使用適用于各種應(yīng)用的玻璃襯底。例如，個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)等具有作為外部存儲(chǔ)設(shè)備的硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)等。通常， 硬盤驅(qū)動(dòng)器上安裝稱為計(jì)算機(jī)用存儲(chǔ)器等的磁盤。所述磁盤具有在合適襯底如基于鋁的合 金襯底上形成磁層等的構(gòu)造。近年來，經(jīng)常使用玻璃襯底來代替脆弱的金屬襯底，所述玻璃襯底為具有高強(qiáng)度 和高剛性的材料。而且，玻璃襯底作為用于服務(wù)器應(yīng)用的磁盤用襯底已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。此外，隨著硬盤存儲(chǔ)容量的增大，為了提高存儲(chǔ)密度、提高記錄讀數(shù)精度等，要求 磁盤用玻璃襯底具有更高精度的平坦性，特別地，要求進(jìn)一步降低大大影響磁頭浮動(dòng)性能 的微觀波紋度。作為制造這類玻璃襯底的研磨裝置，專利文獻(xiàn)1公開了一種如圖10中所示的雙面 研磨裝置。這種雙面研磨裝置100具有研磨載件(carrier)安裝單元及上平臺(tái)103和下 平臺(tái)104，所述研磨載件安裝單元具有內(nèi)齒輪101和中心齒輪102，所述內(nèi)齒輪101和中心 齒輪102分別被驅(qū)動(dòng)從而以預(yù)定旋轉(zhuǎn)比旋轉(zhuǎn)，所述上平臺(tái)103和下平臺(tái)104在將該研磨載 體安裝單元夾于其之間的狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)從而相互逆向旋轉(zhuǎn)。在面向玻璃襯底105的上平臺(tái) 103和下平臺(tái)104的表面上分別安裝研磨墊106。被安裝成與內(nèi)齒輪101和中心齒輪102嚙 合的研磨載件107進(jìn)行行星式齒輪運(yùn)動(dòng)。在這種行星式齒輪運(yùn)動(dòng)中，研磨載體107以自身 的中心為軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)，同時(shí)以中心齒輪102為軸進(jìn)行公轉(zhuǎn)。利用通過該行星式齒輪運(yùn)動(dòng)而 引起的研磨墊106和玻璃襯底105之間的摩擦，同時(shí)對(duì)玻璃襯底105的兩面進(jìn)行研磨。在 該雙面研磨裝置100中，需要向上移動(dòng)上平臺(tái)103，從而在對(duì)玻璃襯底105研磨之后將研磨 的玻璃襯底105取出。在如上所述的研磨裝置中，在向研磨墊供給預(yù)定研磨劑的同時(shí)，對(duì)玻璃襯底進(jìn)行 研磨。作為這類玻璃襯底的研磨劑，例如二氧化鈰粒子(鈰二氧化物粒子)研磨劑和二氧 化硅粒子(硅二氧化物粒子)研磨劑是已知的。在電子器件等中所使用的玻璃襯底，例如上文所述磁盤用玻璃襯底，需要具有高 精度和高品質(zhì)，且正在展開激烈的開發(fā)競(jìng)爭(zhēng)。專利文獻(xiàn)1 3公開了這種玻璃襯底的制造 方法或研磨方法。專利文獻(xiàn)1 JP-A-2008-103061 專利文獻(xiàn) 2 JP-A-2006-265018 專利文獻(xiàn) 3 JP-A-2000-163740

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題在如專利文獻(xiàn)1中所述的玻璃襯底研磨方法中，所述操作不可避免地涉及從在研磨裝置中完成研磨至將玻璃襯底引入下一步驟的時(shí)間周期(步驟間的間隔)。在該步驟之 間的間隔內(nèi)，如圖11中所示會(huì)在玻璃襯底50的表面上產(chǎn)生因研磨劑而引起的干燥的斑點(diǎn) C。這些干燥的斑點(diǎn)C在磁盤用玻璃襯底的情況下導(dǎo)致記錄頭破碎，而在用于半導(dǎo)體制造中 的光掩模襯底的情況下導(dǎo)致曝光缺陷出現(xiàn)。在用于電子器件等的玻璃襯底中，這種狀況是 特別嚴(yán)重的問題。專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3對(duì)向研磨劑中添加預(yù)定成分從而提高研磨精度進(jìn)行了描 述。然而，這些文獻(xiàn)的意圖并不在于消除如上所述斑點(diǎn)的產(chǎn)生。鑒于上述這些情形，本發(fā)明提供了研磨玻璃襯底的方法，所述方法使用二氧化硅 研磨劑并在研磨步驟之后能夠減少在玻璃襯底上的斑點(diǎn)產(chǎn)生，同時(shí)保持研磨效率，由此提 高了作為最終產(chǎn)物的玻璃襯底的品質(zhì)。
解決問題的手段本發(fā)明涉及研磨玻璃襯底的方法，所述方法包括利用玻璃襯底研磨裝置對(duì)玻璃襯 底進(jìn)行研磨，該方法包括在玻璃襯底的最終研磨步驟中向玻璃襯底研磨裝置中注入二氧化 硅研磨劑和具有150°C以上沸點(diǎn)的高沸點(diǎn)溶劑(下文中常簡(jiǎn)稱為高沸點(diǎn)溶劑)的步驟。順 便提及，術(shù)語“玻璃襯底的最終研磨步驟”是指在玻璃襯底研磨裝置上進(jìn)行的一個(gè)以上研磨 步驟中最后的研磨步驟。因此，將在最終研磨步驟之后從玻璃襯底研磨裝置取出的玻璃襯 底轉(zhuǎn)移至其它步驟如清洗步驟，且絕不進(jìn)行進(jìn)一步研磨步驟。在向玻璃襯底研磨裝置中注入二氧化硅研磨劑和高沸點(diǎn)溶劑的步驟中，可以注入 二氧化硅研磨劑和高沸點(diǎn)溶劑的混合物，或者可以在未混合在一起的狀態(tài)下注入二氧化硅 研磨劑和高沸點(diǎn)溶劑。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過使用研磨漿料能降低或阻止所述斑點(diǎn)產(chǎn)生，所述研磨漿料通 過將高沸點(diǎn)溶劑并入二氧化硅研磨劑中制得。由此實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。在研磨步驟期間，存在雜質(zhì)混入研磨漿料中導(dǎo)致玻璃襯底損傷的情況。本發(fā)明人 發(fā)現(xiàn)，通過使用將高沸點(diǎn)溶劑并入二氧化硅研磨劑中制得的研磨漿料能減少或阻止這種損 傷的產(chǎn)生。本發(fā)明包括使用本發(fā)明研磨玻璃襯底的方法的玻璃襯底制造方法；和使用所述 制造方法而分別制造的玻璃襯底或磁盤用玻璃襯底。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，降低了研磨步驟之后在玻璃襯底上的斑點(diǎn)產(chǎn)生。因此，可以提高作為 最終產(chǎn)物的玻璃襯底的品質(zhì)，而不會(huì)不利地影響在研磨完成之后進(jìn)行的步驟。順便提及，在使用二氧化硅粒子如膠體二氧化硅作為研磨劑的情況下，研磨步驟 之后殘留的斑點(diǎn)與由二氧化鈰粒子研磨劑形成的斑點(diǎn)相比更難以除去。造成這種情況的原 因如下。在磁盤等中所使用的玻璃襯底主要由二氧化硅構(gòu)成，同樣地，由二氧化硅粒子如膠體二氧化硅構(gòu)成的斑點(diǎn)也由二氧化硅構(gòu)成。因此，通過化學(xué)除去技術(shù)如濕法蝕刻難以從玻璃襯底單獨(dú)地僅將這些斑點(diǎn)除去。另一方面，在二氧化鈰粒子研磨劑中使用的二氧化鈰不 含二氧化硅，因此，二氧化鈰研磨劑不存在上述問題。此外，所述二氧化鈰粒子的平均粒徑 通常為約0. 5 2 μ m，而二氧化硅粒子如膠體二氧化硅具有小粒度，其平均粒徑通常為約 0. 005 0. 3 μ m。鑒于此，由二氧化硅粒子產(chǎn)生的斑點(diǎn)即使通過物理除去如用海綿擦拭也 難以除去。因此，當(dāng)在本發(fā)明中使用二氧化硅粒子如膠體二氧化硅作為研磨劑時(shí)，通過在最 終研磨步驟中使用高沸點(diǎn)溶劑來減少所述斑點(diǎn)特別有用。另外，與二氧化鈰粒子研磨劑相比，在使用二氧化硅粒子如膠體二氧化硅作為研 磨劑的情況下，在研磨劑中混入雜質(zhì)時(shí)易于導(dǎo)致通過研磨步驟而造成損傷。然而，通過在最 終研磨步驟中使用高沸點(diǎn)溶劑，能夠有效降低所述損傷。因此，當(dāng)使用二氧化硅粒子如膠體 二氧化硅作為研磨劑時(shí)，添加高沸點(diǎn)溶劑特別有用。


圖1為顯示本發(fā)明制造磁盤用玻璃襯底的方法的流程圖。圖2為本發(fā)明用于磁盤 用玻璃襯底的雙面研磨裝置的截面圖。圖3為顯示利用本發(fā)明用于磁盤用玻璃襯底的雙面 研磨裝置進(jìn)行處理的步驟的流程圖。圖4為顯示對(duì)在玻璃襯底上的研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生進(jìn)行比較 的實(shí)驗(yàn)的圖。圖5(a)和圖5(b)為使用混入了雜質(zhì)的研磨漿料所得到的研磨玻璃襯底的邊 緣部分的照片。圖5(a)為在研磨劑為二氧化鈰粒子研磨劑的情況下得到的襯底的照片；圖 5(b)為在研磨劑包含膠體二氧化硅的情況下得到的襯底的照片。圖6為顯示在研磨劑為二 氧化鈰粒子研磨劑的情況下和在研磨劑包含膠體二氧化硅的情況下，對(duì)損傷產(chǎn)生頻率(損 傷數(shù))進(jìn)行研究的結(jié)果的表。圖7為顯示在向膠體二氧化硅漿料中添加丙三醇的情況和未 向其中添加丙三醇的情況之間損傷產(chǎn)生頻率的比較結(jié)果的表。圖8為顯示在向含膠體二氧 化硅的研磨劑中添加丙三醇或乙二醇的情況和向其中既不添加丙三醇也不添加乙二醇的 情況之間摩擦阻力的比較結(jié)果的表。圖9為顯示檢測(cè)結(jié)果的表，其中以各種濃度向含膠體 二氧化硅的研磨劑中添加丙三醇并確定了與各種濃度相對(duì)應(yīng)的研磨速度(研磨效率)。圖 10顯示了專利文獻(xiàn)1中所述的雙面研磨裝置。圖11為顯示附著有研磨斑點(diǎn)的玻璃襯底的圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的玻璃襯底研磨方法和 本發(fā)明的玻璃襯底制造方法適用于利用研磨裝置進(jìn)行加工的各種玻璃襯底如濾光片襯底、 光掩模襯底和薄屏電視用玻璃襯底。然而，所述研磨方法和制造方法尤其適用于制造電子 器件用玻璃襯底，所述玻璃襯底需要具有高精度和高品質(zhì)。在下列實(shí)施方案中，制造磁盤用 玻璃襯底作為電子器件用玻璃襯底的實(shí)例。通過參考圖1對(duì)制造磁盤用玻璃襯底10 (下文中常簡(jiǎn)稱為玻璃襯底)的方法進(jìn)行 說明。這種制造玻璃襯底10的方法通常包括形狀加工步驟、研磨步驟和清洗步驟。在具有 兩個(gè)研磨步驟的情況下，典型地是如下的方法。即，包括兩個(gè)研磨步驟的玻璃襯底制造方法 典型地具有(1)形狀加工步驟(Si) ； (2)第一研磨步驟(S2) ； (3)第一清洗步驟(S3) ； (4) 第二研磨步驟(S4)；和(5)第二清洗步驟(S5)。所述形狀加工步驟(Si)為準(zhǔn)備圓形玻璃襯底10的步驟(例如，直徑為65mm的玻璃襯底)，包括在矩形板狀玻璃中心處形成通孔(內(nèi)孔)以加工成圓形玻璃的切出步驟，對(duì) 切出的圓形玻璃的邊緣(形成通孔的主面與內(nèi)邊緣端面的相交線和主面與外邊緣端面的 交點(diǎn))進(jìn)行倒角處理的倒角步驟，將內(nèi)邊緣和外邊緣研磨成鏡面的步驟，和將玻璃襯底的 厚度調(diào)節(jié)至最終產(chǎn)物厚度的110%以下(當(dāng)最終板厚度為635 μ m時(shí)，調(diào)節(jié)至699 μ m以下) 的磨削步驟。順便提及，所述主面是指包括玻璃襯底10的正面和背面的環(huán)狀部分。在所述第一研磨步驟(S2)中，通過使用后述的雙面研磨裝置20對(duì)玻璃襯底10的 主面進(jìn)行研磨處理，由此減少在形狀加工步驟(Si)中在平板狀玻璃的主面上形成的微小 凸凹形狀，從而能夠得到鏡面加工的主面。具體地，在第一研磨步驟(S2)中，在后述的雙面研磨裝置20中，使用聚氨酯研磨 墊如剛性聚氨酯泡沫墊進(jìn)行研磨，同時(shí)供給含平均粒度為0. 5 μ m 2. 0 μ m的二氧化鈰的 二氧化鈰研磨劑。順便提及，板厚度的減少量(研磨量)典型地為20μπι 65μπι。這樣， 通過第一研磨步驟(S2)中的研磨處理，對(duì)玻璃襯底10的主面進(jìn)行研磨，其后進(jìn)行后述第二 研磨步驟(S4)中的研磨處理，由此在較短時(shí)間周期內(nèi)能夠得到鏡面化的主面。隨后，在第一清洗步驟(S3)中，對(duì)已經(jīng)完成了第一研磨步驟(S2)的玻璃襯底10進(jìn)行清洗。例如，進(jìn)行使用水、清洗劑、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的超聲波清洗。在隨后稱為最終研磨的第二研磨步驟(S4)中，再次將玻璃襯底10安裝在雙面研 磨裝置20中并對(duì)其主面進(jìn)行研磨，從而得到期望的表面粗糙度。由此使所述玻璃襯底10 的主面達(dá)到鏡面狀。在此處所述的該實(shí)施方案中，S4對(duì)應(yīng)于最終研磨步驟。具體地，在第二研磨步驟(S4)中，在后述的雙面研磨裝置20中，使用聚氨酯研磨 墊如絨面墊(suede pad)進(jìn)行研磨，同時(shí)供給含平均粒徑為IOnm IOOnm的二氧化硅粒子 的二氧化硅研磨劑(含二氧化硅粒子的研磨劑)，將表面粗糙度(Ra)調(diào)節(jié)為例如0. 05nm 0.3nm，所述表面粗糙度使用AFM(原子力顯微鏡)測(cè)量。順便提及，板厚度的減少量(研磨 量)典型地為0. 3 μ m 3 μ m。所述二氧化硅研磨劑包括二氧化硅粒子和分散介質(zhì)(典型地為水)，且可根據(jù)需 要而包含其它成分。在二氧化硅研磨劑中所包含的二氧化硅粒子用于對(duì)玻璃襯底進(jìn)行機(jī)械研磨。所述 二氧化硅粒子優(yōu)選為膠體二氧化硅或煅制二氧化硅。更優(yōu)選地，所述二氧化硅粒子為膠體 二氧化硅。與使用其它二氧化硅粒子的情況相比，在使用膠體二氧化硅或煅制二氧化硅的 情況下，進(jìn)一步降低了玻璃襯底的表面粗糙度。當(dāng)使用其中的膠體二氧化硅時(shí)，玻璃襯底通 過研磨而具有大大降低的表面粗糙度。在二氧化硅研磨劑中所包含的二氧化硅粒子的平均粒徑小于5nm的情況下，可能 會(huì)略微降低研磨效率，所述平均粒徑通過激光衍射/散射法確定。因此，從防止研磨效率因 二氧化硅粒子的平均粒徑過小而降低的觀點(diǎn)，所述二氧化硅粒子的平均粒徑優(yōu)選為5nm以 上，更優(yōu)選為IOnm以上。另一方面，在二氧化硅粒子的平均粒徑大于300nm的情況下或在 二氧化硅粒子的平均粒徑大于200nm或大于IOOnm時(shí)，則所述研磨可能會(huì)導(dǎo)致表面粗糙度 略微升高或刮痕的量略微增大。因此，從防止玻璃襯底經(jīng)過研磨因二氧化硅粒子的平均粒 徑過大而導(dǎo)致表面性能降低的觀點(diǎn)，所述二氧化硅粒子的平均粒徑優(yōu)選為300nm以下，更 優(yōu)選為200nm以下，最優(yōu)選為IOOnm以下。在二氧化硅研磨劑中二氧化硅粒子的含量低于0. 1質(zhì)量％的情況下或在其含量低于1質(zhì)量％或低于3質(zhì)量％時(shí)，則對(duì)所述玻璃襯底進(jìn)行研磨可能會(huì)導(dǎo)致研磨效率略微降 低或研磨阻力略微升高。因此，從防止二氧化硅粒子的含量過低導(dǎo)致研磨效率降低或研磨 阻力升高的觀點(diǎn)，二氧化硅粒子的含量?jī)?yōu)選為0. 1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1質(zhì)量％以上，最 優(yōu)選為3質(zhì)量％以上。另一方面，在二氧化硅粒子的含量為大于40質(zhì)量％的情況下或在其 含量為30質(zhì)量％以上時(shí)，所述二氧化硅研磨劑的粘度可能會(huì)升高。結(jié)果，這種二氧化硅研 磨劑可能易于膠凝或難以處理。因此，從防止二氧化硅研磨劑的粘度因二氧化硅粒子含量 過高而增大的觀點(diǎn)，所述二氧化硅粒子的含量?jī)?yōu)選為40質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為30質(zhì)量％以 下。在該實(shí)施方案的這個(gè)第二研磨步驟(S4)中，向后述雙面研磨裝置20中注入以丙 三醇為代表的高沸點(diǎn)溶劑。可以將所述高沸點(diǎn)溶劑和所述研磨劑單獨(dú)地注入所述研磨裝置 中。然而，通常是將所述高沸點(diǎn)溶劑與研磨劑混合并將所得到的含高沸點(diǎn)溶劑的研磨漿料 注入研磨裝置中。后面將對(duì)步驟(S4)的細(xì)節(jié)進(jìn)行說明。隨后，在第二清洗步驟(S5)中，對(duì)已經(jīng)完成了第二研磨步驟(S4)并隨后從雙面研磨裝置20中取出的玻璃襯底10進(jìn)行清洗。例如，使用水和清洗劑、強(qiáng)酸或強(qiáng)堿進(jìn)行超聲波 清洗。本發(fā)明中制造磁盤用玻璃襯底10的方法不應(yīng)當(dāng)理解為限于上述方法。所述制造 方法可以為任一種方法，只要其至少包括所述最終研磨步驟。所述制造方法可以包括對(duì)內(nèi) 邊緣端面和外邊緣端面進(jìn)行研磨的步驟，或可以包括對(duì)主面進(jìn)行另外研磨的步驟。下面將對(duì)第一研磨步驟(S2)和第二研磨步驟(S4)中所使用的雙面研磨裝置(玻 璃襯底研磨裝置)20進(jìn)行說明。如圖2中所示，本發(fā)明的雙面研磨裝置20包括用于保持玻 璃襯底10的載件21及上平臺(tái)22和下平臺(tái)23，能夠在將所述玻璃襯底10夾于其之間的狀 態(tài)下驅(qū)動(dòng)所述上平臺(tái)22和下平臺(tái)23相互逆向旋轉(zhuǎn)。分別將研磨墊24和25安裝在上平臺(tái) 22和下平臺(tái)23的面向玻璃襯底10的表面上。為了在研磨處理之前和之后安裝和取出玻璃襯底10，所述上平臺(tái)22可相對(duì)于下 平臺(tái)23上下移動(dòng)，在研磨期間，所述研磨墊24和25被構(gòu)造成可逆向旋轉(zhuǎn)、同時(shí)與玻璃襯底 10的主面呈現(xiàn)鄰接接觸。順便提及，與圖9中常規(guī)的雙面研磨裝置100類似，載件21可利 用內(nèi)齒輪101和中心齒輪102而相對(duì)于上平臺(tái)22和下平臺(tái)23旋轉(zhuǎn)，所述內(nèi)齒輪101和中 心齒輪102分別以預(yù)定旋轉(zhuǎn)比被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在上平臺(tái)22上安裝的研磨墊24和在下平臺(tái)23上安裝的研磨墊25分別具有在 其表面上形成的凹槽，所述凹槽具有大約相同的寬度并以晶格狀排列的方式以相同間隔布 置。由于這種構(gòu)造，在研磨中能夠向整個(gè)玻璃襯底10分配研磨劑或研磨漿料。然而，應(yīng)當(dāng) 注意凹槽不需始終以晶格狀排列的方式布置且能夠以任意期望的方式布置。例如，可以布 置直線狀或曲線狀凹槽，使得從研磨墊24或25的中心向外邊緣呈放射狀延伸?；蛘撸梢?螺旋形布置凹槽使得其徑向長(zhǎng)度從中心向外邊緣逐漸增大。此外，在上平臺(tái)22上安裝的研 磨墊24中凹槽的排列不需始終與在下平臺(tái)23上安裝的研磨墊25中凹槽的排列相同。作為研磨墊24和25，除了上述研磨墊之外，可使用由包括無紡布、絲絨狀、絨面狀 研磨墊、由纖維或樹脂材料或由這些材料構(gòu)成的復(fù)合材料等所有材質(zhì)制成的研磨墊。然而， 作為特別用于制造磁記錄介質(zhì)用玻璃襯底的表面粗糙度為約0. 05nm 0. 2nm的研磨墊， 優(yōu)選使用由聚合物泡沫、特別是聚氨酯泡沫形成的、壓縮率為0 15%且壓縮彈性模量為80 99%的絨面狀研磨墊。下面通過參考圖3，對(duì)利用雙面研磨裝置20進(jìn)行處理的程序(研磨方法)的典型 實(shí)例進(jìn)行說明。如圖3中所示，利用這種雙面研磨裝置20進(jìn)行處理的程序具有(1)襯底 安裝步驟(SAl) ； (2)上平臺(tái)向下移動(dòng)步驟(SA2) ； (3)加壓加速步驟(SA3) ； (4)主研磨步 驟(SA4) ； (5)減壓減速步驟(SA5) ； (6)上平臺(tái)向上移動(dòng)步驟(SA6)；和(7)襯底取出步驟 (SA 7)。首先，在載件21上安裝玻璃襯底10 (SAl)，并在玻璃襯底10安裝之后，向下移動(dòng)上 平臺(tái)22 (SA2)。隨后，在供給研磨劑、或研磨劑和高沸點(diǎn)溶劑兩者、或通過將研磨劑與高沸點(diǎn) 溶劑混合而制備的研磨漿料(下文中，這些統(tǒng)一稱為“研磨劑等”)的同時(shí)，使上平臺(tái)22的 研磨墊24和下平臺(tái)23的研磨墊25與玻璃襯底10相接觸，在將所述墊24和25壓向玻璃 襯底10的同時(shí)，開始并加速旋轉(zhuǎn)所述上平臺(tái)22和下平臺(tái)23(SA3)。隨后，在給定的時(shí)間周 期內(nèi)進(jìn)行研磨(SA4)。其后，降低上平臺(tái)22和下平臺(tái)23的旋轉(zhuǎn)速度并降低壓力(SA5)。停 止之后，向上移動(dòng)上平臺(tái)(SA6)并將玻璃襯底10從載件21上取出(SA7)。在圖1中所示的(2)第一研磨步驟(S2)和(4)第二研磨步驟(S4)中進(jìn)行上述處 理程序。在向如上所述的雙面研磨裝置20的研磨墊24和25之間供給預(yù)定的研磨劑等的 同時(shí)，實(shí)施各個(gè)研磨步驟。在本發(fā)明中，在該實(shí)施方案中的第二研磨步驟(S4)中、即在最終 研磨步驟中使用以丙三醇為代表的高沸點(diǎn)溶劑，并在該步驟中使用二氧化硅研磨劑作為研 磨劑。具體地，從第二研磨步驟(S4)開始或從該步驟的中間開始，向雙面研磨裝置20的研 磨墊24和25之間以與研磨劑獨(dú)立的形式，或者以通過將溶劑與研磨劑混合而制備的研磨 漿料的形式，注入高沸點(diǎn)溶劑。待作為添加劑注入的高沸點(diǎn)溶劑具有防止研磨劑干燥的效果。因此這種溶劑防止 了研磨劑在完成第二研磨步驟(S4)之后蒸發(fā)和干燥，從而與常規(guī)步驟相比，能夠延長(zhǎng)研磨 劑蒸干所需要的時(shí)間周期。因此，能夠減少研磨斑點(diǎn)的產(chǎn)生(圖11)，所述研磨斑點(diǎn)是在將 玻璃襯底引入下一清洗步驟之前的步驟之間間隔內(nèi)因研磨劑干燥而引起的。存在諸如圖11中所示的研磨斑點(diǎn)可能會(huì)不利地影響研磨步驟之后的多個(gè)步驟 (例如，除去斑點(diǎn)的步驟成為必需)。還擔(dān)心這種斑點(diǎn)可能會(huì)劣化作為最終產(chǎn)物的玻璃襯底 的品質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，減少了可能會(huì)產(chǎn)生這類不利影響的研磨斑點(diǎn)的產(chǎn)生。高沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)越高，該高沸點(diǎn)溶劑對(duì)抑制因研磨劑干燥而引起的斑點(diǎn)產(chǎn)生越 有效。因此，其沸點(diǎn)為150°C以上，優(yōu)選為200°C以上，并且典型地為350°C以下，更典型地為 3200C以下。具有更高分子量的高沸點(diǎn)溶劑具有在襯底和各個(gè)研磨墊之間形成更厚液膜或 粘附至襯底上以保護(hù)襯底的效果。因此，這種高沸點(diǎn)溶劑可能會(huì)減小研磨阻力并降低機(jī)械 研磨的效率。因此，其分子量?jī)?yōu)選為300以下，更優(yōu)選為200以下，且典型地為50以上。在添加的高沸點(diǎn)溶劑的量(按高沸點(diǎn)溶劑的質(zhì)量占研磨劑質(zhì)量和高沸點(diǎn)溶劑質(zhì) 量之和的百分比計(jì)的比例)小于0.1質(zhì)量％的情況下，防止干燥的效果可能不足。因此，從 獲得足夠的干燥防止效果的觀點(diǎn)，所添加的高沸點(diǎn)溶劑的量?jī)?yōu)選為0.1重量％以上。另一 方面，在添加的高沸點(diǎn)溶劑的量為大于20重量％的情況下，溶劑可引起粒子聚集或帶來著 火的危險(xiǎn)。因此，從防止粒子聚集并防止研磨劑具有著火的危險(xiǎn)的觀點(diǎn)，添加的高沸點(diǎn)溶劑 的量?jī)?yōu)選為20質(zhì)量％以下。添加的高沸點(diǎn)溶劑的量更優(yōu)選為0. 1質(zhì)量％ 4. 0質(zhì)量％，甚 至更優(yōu)選為0. 5質(zhì)量％ 3. 0質(zhì)量％。
包含一個(gè)以上羥基或者一個(gè)以上羰基或者一個(gè)以上醚鍵或者一個(gè)以上酯鍵的高沸點(diǎn)溶劑在用作研磨劑的分散介質(zhì)的水中具有優(yōu)異的溶解度。包含一個(gè)以上羥基、一個(gè)以 上羰基、一個(gè)以上醚鍵和一個(gè)以上酯鍵中的任一項(xiàng)且沸點(diǎn)為150°C以上、分子量為300以下 的高沸點(diǎn)溶劑的實(shí)例包括1-己醇(157，102)、1-庚醇(176，116)、乙二醇(198，62)、丙二 醇(187，76)、1，3-丙二醇(214，76)、1，4-丁二醇(229，90)、1，5-戊二醇(242，104)、己二 醇(197，118)、丙三醇(290，92)、雙丙酮醇(168，116)、二乙二醇(245，106)、二乙二醇單甲 基醚(194，120)、二乙二醇單乙基醚(202，134)、二乙二醇單丁基醚(230，162)、三乙二醇 (288,150)和2-乙氧基乙基乙酸酯(156，132)。各種溶劑名稱之后的括弧內(nèi)的數(shù)字依次為 沸點(diǎn)(單位。C )和分子量。優(yōu)選所述高沸點(diǎn)溶劑應(yīng)當(dāng)為含兩個(gè)以上羥基的溶劑，因?yàn)檫@種溶劑在水中具有更 好的溶解度，毒性小，且不會(huì)引起研磨墊溶解。含兩個(gè)以上羥基、沸點(diǎn)為150°C以上且分子量 為300以下的溶劑的實(shí)例包括乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，4_丁二醇、1，5-戊二醇、己二 醇、丙三醇和三乙二醇。其更優(yōu)選實(shí)例包括乙二醇、丙二醇和丙三醇。當(dāng)添加至二氧化硅研 磨劑中時(shí)，乙二醇、丙二醇和丙三醇不會(huì)抑制粒子的分散性。盡管在所有研磨步驟(例如第一研磨步驟和第二研磨步驟)中均可使用高沸點(diǎn)溶 齊 ，但是至少在最終研磨步驟(第二研磨步驟)中使用所述溶劑，所述最終研磨步驟正好在 取出步驟之前進(jìn)行。下面通過參考本發(fā)明的實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)理 解為限于下列實(shí)施例的構(gòu)成。[用于比較研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的試驗(yàn)]為了研究防止研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的效果，在一種情 況下，使用向含二氧化硅粒子的二氧化硅研磨劑中添加作為高沸點(diǎn)溶劑的丙三醇而制得的 研磨漿料進(jìn)行最終研磨步驟，所述二氧化硅粒子為膠體二氧化硅(膠體二氧化硅研磨劑)， 或者在另一種情況下，使用未添加高沸點(diǎn)溶劑的膠體二氧化硅研磨劑來進(jìn)行最終研磨步 驟，對(duì)這兩種情況是否導(dǎo)致具有研磨斑點(diǎn)的玻璃襯底的數(shù)目差別進(jìn)行檢測(cè)。在完成最終研 磨步驟之后，將玻璃襯底從研磨裝置中取出，使其靜置1分鐘 10分鐘，然后用水和清洗劑 進(jìn)行清洗。其后，對(duì)附著有研磨斑點(diǎn)的玻璃襯底的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)。在研磨漿料中，基于總的 研磨劑質(zhì)量，添加的丙三醇的量為2. 9質(zhì)量％。所述兩種情況下的其它條件完全相同。在最終研磨步驟中使用未添加高沸點(diǎn)溶劑如丙三醇的膠體二氧化硅研磨劑的情 況下，產(chǎn)生研磨斑點(diǎn)的玻璃襯底為0.68% (768片襯底/113000片襯底)。另一方面，在最 終研磨步驟中使用含丙三醇的研磨漿料的情況下，產(chǎn)生研磨斑點(diǎn)的玻璃襯底為0. 13% (16 片襯底/12000片襯底)。由此確定，在加入丙三醇的情況下研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻率比在未加 入丙三醇的情況下低。獨(dú)立于上述比較試驗(yàn)，完成了如下的實(shí)驗(yàn)，其中將添加乙二醇或丙二醇作為二醇 溶劑的情況與不添加這些溶劑的情況進(jìn)行了比較。使用不添加溶劑導(dǎo)致研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻 率為6片襯底/340片襯底的條件。結(jié)果，添加1.5質(zhì)量％乙二醇導(dǎo)致研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻率 為0片襯底/170片襯底，添加2. 9質(zhì)量％乙二醇導(dǎo)致研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻率為0片襯底/17 片襯底。確定了添加溶劑能夠大大降低斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻率。同樣地，使用不添加溶劑導(dǎo)致研磨斑點(diǎn)產(chǎn)生的頻率為76片襯底/423片襯底的條 件，對(duì)添加1.5質(zhì)量％丙二醇的情形進(jìn)行檢查。結(jié)果，得到的頻率為5片襯底/945片襯底。
從上面給出的結(jié)果能夠看出，根據(jù)本發(fā)明，能夠減少在已經(jīng)完成研磨步驟的玻璃 襯底上的斑點(diǎn)產(chǎn)生并能夠提高作為最終產(chǎn)物的玻璃襯底的品質(zhì)，而對(duì)研磨完成之后進(jìn)行的 步驟不會(huì)產(chǎn)生不利影響。[用于比較研磨損傷產(chǎn)生的試驗(yàn)]隨后，向膠體二氧化硅研磨劑和二氧化鈰研磨 劑中分別添加雜質(zhì)，使用這些研磨劑來研磨玻璃襯底。檢查研磨的玻璃襯底以確定得到的 損傷(研磨損傷)的數(shù)目。在該試驗(yàn)中，在IOkPa下使用具有絨面墊的研磨裝置進(jìn)行研磨。 作為雜質(zhì)，添加平均粒徑為7μπι的碎玻璃，添加量為每種研磨劑的1000質(zhì)量ppm。各種研 磨劑的流量為100立方厘米/分鐘。圖5(a)和(b)顯示了在那些條件下研磨的襯底的邊緣部分的照片。圖5(a)顯示 了研磨劑為二氧化鈰研磨劑的情況，而圖5(b)顯示了研磨劑為膠體二氧化硅研磨劑的情 況。圖6顯示了在各種情況下?lián)p傷產(chǎn)生的頻率(損傷數(shù))。由該試驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用含 膠體二氧化硅的研磨劑的情況下，混入雜質(zhì)易于導(dǎo)致?lián)p傷產(chǎn)生。然后，在向膠體二氧化硅研磨劑中添加丙三醇高沸點(diǎn)溶劑的情況和未向其中添加 丙三醇的情況之間對(duì)損傷產(chǎn)生頻率進(jìn)行了比較。將該比較試驗(yàn)的結(jié)果示于圖7中。由該試 驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加給定量的丙三醇抑制了損傷產(chǎn)生。
然后，在向膠體二氧化硅研磨劑中添加丙三醇或乙二醇的情況和未向其中添加這 些物質(zhì)的情況之間對(duì)摩擦阻力進(jìn)行了比較。將該比較試驗(yàn)的結(jié)果示于圖8中。由該試驗(yàn)的 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加給定量的丙三醇或乙二醇降低了摩擦系數(shù)。此外，以各種濃度向膠體二氧化硅研磨劑中添加丙三醇，并確定了與各種濃度相 對(duì)應(yīng)的研磨速度(研磨效率)。將該比較試驗(yàn)的結(jié)果示于圖9中。由該試驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添 加5質(zhì)量％的丙三醇導(dǎo)致研磨速率降低?？梢詫⑸鲜鼋Y(jié)果總結(jié)如下。在向其中引入雜質(zhì)時(shí)，與二氧化鈰研磨劑相比，使用膠 體二氧化硅研磨劑經(jīng)過研磨步驟更易于導(dǎo)致?lián)p傷產(chǎn)生。然而，通過在最終研磨步驟中使用 高沸點(diǎn)溶劑，能夠減少損傷產(chǎn)生。認(rèn)為添加所述溶劑降低了摩擦系數(shù)并使得雜質(zhì)從研磨墊 上有效排出。因此，在使用膠體二氧化硅研磨劑的情況下，添加高沸點(diǎn)溶劑非常有用，因?yàn)?由此能夠抑制研磨損傷產(chǎn)生。然而，應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)向膠體二氧化硅研磨劑中添加過多高沸點(diǎn) 溶劑時(shí)，研磨速度(研磨效率)降低?？傊瑥臏p少研磨斑點(diǎn)或研磨損傷的觀點(diǎn)，控制添加的高沸點(diǎn)溶劑的量使得優(yōu)選 在0. 1質(zhì)量％ 20質(zhì)量％的范圍內(nèi)。添加的高沸點(diǎn)溶劑的量更優(yōu)選在0. 1質(zhì)量％ 4. 0 質(zhì)量％的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選在0. 5質(zhì)量％ 3. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)。在研磨步驟中注入高沸點(diǎn)溶劑的時(shí)機(jī)、注入溶劑的量等沒有特殊限制。通過在最 終研磨步驟開始時(shí)向研磨劑中添加溶劑，能夠簡(jiǎn)化研磨步驟。在實(shí)施例中就使用了這種方 法。當(dāng)僅向在最終研磨步驟的最后階段注入的那部分研磨劑中添加高沸點(diǎn)溶劑時(shí)，能夠降 低使用的高沸點(diǎn)溶劑的量。盡管本發(fā)明適合于制造磁盤用玻璃襯底，但是玻璃襯底的種類 不限于磁盤用玻璃襯底。本發(fā)明特別適合于需要具有高精度和高品質(zhì)的電子器件用玻璃襯 底。本發(fā)明根本不應(yīng)當(dāng)理解為限于上述實(shí)施方案，其中在修改不違背本發(fā)明主旨的條 件下，其中能夠完成多種修改。本申請(qǐng)是以2008年7月3日提交的日本專利申請(qǐng)2008-174551號(hào)為基礎(chǔ)，其內(nèi)容通過參考并入本文中。 工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明能夠提高作為最終產(chǎn)物的玻璃襯底的品質(zhì)，而對(duì)研磨完成后所進(jìn)行的步驟 不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。因此，本發(fā)明對(duì)制造多種玻璃襯底、特別是需要具有高精度和高品質(zhì) 的電子器件用玻璃襯底如磁盤用玻璃襯底是有用的。10和50 玻璃襯底20雙面研磨裝置22上平臺(tái)23下 平臺(tái)2 4和25 研磨墊
權(quán)利要求
一種研磨玻璃襯底的方法，其包括利用玻璃襯底研磨裝置對(duì)所述玻璃襯底進(jìn)行研磨，所述方法包括在玻璃襯底的最終研磨步驟中向所述玻璃襯底研磨裝置內(nèi)注入二氧化硅研磨劑和沸點(diǎn)為150℃以上的高沸點(diǎn)溶劑。
2.如權(quán)利要求1所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述高沸點(diǎn)溶劑為分子量300以下 的溶劑。
3.如權(quán)利要求2所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述高沸點(diǎn)溶劑為含一個(gè)以上羥基 或者一個(gè)以上醚鍵或者一個(gè)以上羰基或者一個(gè)以上酯鍵的溶劑。
4.如權(quán)利要求3所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述高沸點(diǎn)溶劑為含兩個(gè)以上羥基 的溶劑。
5.如權(quán)利要求3所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述高沸點(diǎn)溶劑包括乙二醇、丙二 醇和丙三醇中的任一種。
6.如權(quán)利要求1所述的研磨玻璃襯底的方法，其中以所述高沸點(diǎn)溶劑和所述二氧化硅 研磨劑的總質(zhì)量計(jì)，所述高沸點(diǎn)溶劑的含量范圍為0. 1質(zhì)量％ 4. 0質(zhì)量％。
7.如權(quán)利要求6所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述高沸點(diǎn)溶劑的含量范圍為0.5 質(zhì)量％ 3.0質(zhì)量％。
8.如權(quán)利要求1 7中任一項(xiàng)所述的研磨玻璃襯底的方法，其中所述二氧化硅研磨劑 包含二氧化硅粒子且所述二氧化硅粒子為膠體二氧化硅。
9.一種制造玻璃襯底的方法，包括使用權(quán)利要求1 8中任一項(xiàng)所述的研磨玻璃襯底 的方法。
10.通過權(quán)利要求9所述的制造玻璃襯底的方法制造的玻璃襯底。
11.一種制造磁盤用玻璃襯底的方法，所述方法包括在各自具有研磨墊的上平臺(tái)和下平臺(tái)之間安裝磁盤用玻璃襯底的安裝步驟；在所述安裝步驟之后，在向所述上平臺(tái)和下平臺(tái)的研磨墊之間供給二氧化硅研磨劑和 沸點(diǎn)為150°C以上的高沸點(diǎn)溶劑的同時(shí)，對(duì)所述磁盤用玻璃襯底的兩個(gè)面進(jìn)行研磨的最終 研磨步驟；和在所述最終研磨步驟之后，將布置在所述上平臺(tái)和下平臺(tái)之間的磁盤用玻璃襯底取出 的取出步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的制造磁盤用玻璃襯底的方法，其中所述二氧化硅研磨劑包含二氧化硅粒子且所述二氧化硅粒子為膠體二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及研磨玻璃襯底的方法和制造玻璃襯底的方法，其減少了研磨步驟之后在玻璃襯底上產(chǎn)生的斑點(diǎn)。本發(fā)明的研磨玻璃襯底的方法包括在玻璃襯底的最終研磨步驟中注入二氧化硅研磨劑和高沸點(diǎn)溶劑。所述高沸點(diǎn)溶劑優(yōu)選為分子量300以下且沸點(diǎn)150℃以上的溶劑。作為分子量300以下且沸點(diǎn)150℃以上的高沸點(diǎn)溶劑的實(shí)例，包括乙二醇、丙二醇和丙三醇。
文檔編號(hào)B24B37/04GK101827686SQ200980000302
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者下平憲昭, 伊藤正文, 堀江滿, 朝長(zhǎng)浩之 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社