(57)【要約】  本発明は、研磨面に所定の間隔をもって平行に備えられた複数の第１の溝と、前記研磨面に備えられ、前記第１の溝に交差する複数の第２の溝と、前記第１の溝及び前記第２の溝の底面に備えられた研磨液供給孔及び研磨液吸引孔とからなる複数の孔と、を有する研磨パッドに関する。
2013118578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面に所定の間隔をもって平行に備えられた複数の第１の溝と、
前記研磨面に備えられ、前記第１の溝に交差する複数の第２の溝と、
前記第１の溝及び前記第２の溝の底面に備えられた研磨液供給孔及び研磨液吸引孔とからなる複数の孔と、
を有する研磨パッド。
【請求項２】
前記複数の第１の溝は前記研磨面に接する外周面に貫通され、
前記複数の第２の溝は、該複数の第２の溝のうち一部の溝が前記外周面に対して貫通され、又は該複数の第２の溝の全ての溝が前記外周面に対して非貫通である請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記研磨液供給孔は、前記研磨面の全域に配置されるとともに、前記研磨面の中央部の配置密度が前記中央部以外の配置密度よりも高く設定され、
前記第２の溝は、前記研磨面の全域に配置されるとともに、前記研磨面の中央部の配置密度が前記中央部を除く部分の配置密度よりも高く設定されている請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記研磨液吸引孔は、前記研磨面の中央部に配置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記第２の溝は、前記研磨面の中心点を中心にして点対称となるよう備えられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項６】
一辺の長さが２０００ｍｍを超える矩形状の板状体の被研磨面を研磨するように、前記被研磨面の表面積よりも前記研磨面の表面積が広い請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の研磨パッドによって板状体の被研磨面を研磨する研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッド及び研磨パッドを用いた研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等に使用されるＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用のガラス板は、フロート法と称されるガラス製法により溶融ガラスを板状に成形し、これを特許文献１等に開示された連続式の研磨装置によって、表面の微小な凹凸やうねりを研磨除去することにより、ＦＰＤ用のガラス板として要求される平坦度を満足した薄板に製造される。【０００３】
特許文献１の研磨装置は、研磨材を分散剤で分散させたスラリを用いてガラス板の表面（以下、被研磨面という）を研磨パッドによって研磨する。スラリは、研磨パッドの中央部に設けられたスラリ供給孔から、研磨パッドの研磨面とガラス板の被研磨面との間に供給されるが、スラリの供給量が研磨面で不均一になると、研磨されたガラス板の被研磨面の平坦度が悪化する。したがって、研磨装置では、研磨パッドの研磨面全域にスラリを均一に行き渡らせる必要がある。【０００４】
本出願人は、スラリを研磨パッドの研磨面全域に均一に行き渡らせるため、研磨面の中央部にスラリ供給孔を備え、研磨面が中心から外側に向かって形成された複数の溝により放射状に分割されてなる研磨パッドを特許文献２において提案している。【０００５】
また、特許文献３に記載された研磨装置の研磨パッドは、その研磨面に溝を略等間隔で複数本備えることにより、研磨加工の際に研磨剤の拡散を促進させている。また、特許文献３の研磨パッドは、その研磨面の略全域に研磨剤供給孔と研磨剤排出孔とが交互に並んで多数備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】日本国特開２００４−１２２３５１号公報
【特許文献２】日本国特開２０１１−２３５４２５号公報
【特許文献３】日本国特開２００９−１２５８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２、３の研磨パッドであっても、一辺の長さが２０００ｍｍを超える大型のガラス板を品質良く、かつ生産性良く研磨加工することができないという問題があった。【０００８】
つまり、特許文献２の研磨パッドは、研磨パッドの研磨面の中央部等に備えたスラリ供給孔からスラリを供給し、放射状の溝を介してスラリを研磨面全域に行き渡らせるものであるが、この研磨パッドを前述の大型のガラス板を研磨するために大型化すると、スラリを研磨面全域に行き渡らせることが困難であった。【０００９】
また、特許文献３の研磨パッドは、研磨面に備えた複数の研磨剤供給孔から研磨剤を供給し、研磨面に等間隔に備えられた溝を介して研磨剤を研磨面全域に行き渡らせるものであるが、この研磨パッドを前述の大型のガラス板を研磨するために大型化すると、研磨剤を研磨面全域に行き渡らせることが困難であった。【００１０】
そこで、特許文献２、３の研磨パッドにおいて、スラリ（研磨剤）供給孔からのスラリ（研磨剤）供給量を増加させて上記問題を解消しようと試みると、特許文献２、３の研磨パッドは基本的にスラリが研磨面全域に行き渡り難い構成なので、研磨面の溝から外部に排出されるスラリ量以上に、スラリ供給孔から供給されるスラリ量が多くなる。この場合、研磨パッドとガラス板との間にスラリが滞留し背圧が発生する。この結果、ガラス板が研磨パッドから離間し、その離間部分は研磨パッドによって研磨され難くなるため、ガラス板の研磨品質、生産性が低下するという問題が生じる。なお、背圧は、スラリ供給孔とスラリ供給源とを接続する管路に設けた圧力計によって測定できる。【００１１】
また、前記背圧によって以下の問題も発生する。【００１２】
すなわち、研磨パッドは、定期的にツルーイング砥石に押し付けられてツルーイングが行われる。この場合には、研磨パッドのスラリ供給孔からツルーイング用液体を研磨パッドの研磨面とツルーイング砥石の研磨面との間に供給しながらツルーイングが行われるが、このツルーイング作業時に、ツルーイング用液体による背圧が研磨パッドに作用するため、その背圧発生箇所の研磨面がツルーイングされないという問題があった。ツルーイングが行われない研磨面には、スラリ中の成分である酸化セリウム等の研磨材が付着しており、その状態でガラス板を研磨すると前記研磨材がガラス板に付着してガラス板の品質を低下させる原因になっていた。また、ツルーイングが行われない研磨面は研磨能力が低いため、研磨時間が長くなりガラス板の生産性を低下させる原因になっていた。更に、ツルーイング時に研磨パッドの研磨面が均一に研磨されないことに起因して、研磨パッドの寿命も短くなっていた。【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、特に一辺の長さが２０００ｍｍを超える大型の板状体を研磨する際、研磨液の供給量を減らすことなく、背圧を低減しながら研磨液を研磨パッドの研磨面全域に行き渡らせることにより、研磨品質を向上させるとともに研磨時間を短縮して生産性を向上させることができる研磨パッド及び研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明の研磨パッドは、研磨面に所定の間隔をもって平行に備えられた複数の第１の溝と、前記研磨面に備えられ、前記第１の溝に交差する複数の第２の溝と、前記第１の溝及び前記第２の溝の底面に備えられた研磨液供給孔及び研磨液吸引孔とからなる複数の孔と、を有する。【００１５】
本発明によれば、研磨パッドの研磨面に第１の溝の他、第１の溝と交差する第２の溝を備えたので、研磨液供給孔から研磨面に供給された研磨液は、第１の溝及び第２の溝を通過して研磨面上で効率良く拡散する。よって、板状体と研磨パッドとの間に生じる背圧が低下するので、板状体の研磨品質が向上し、また、研磨液の供給量を増加させることができるので、研磨時間を短縮でき生産性が向上する。【００１６】
本発明の第２の溝は、前記孔と前記孔とを連通する。すなわち、前記孔は研磨液供給孔、及び研磨液吸引孔なので、第２の溝は、研磨液供給孔同士を連通してもよく、また、研磨液供給孔と研磨液吸引孔とを連通してもよく、更に研磨液吸引孔同士を連通してもよい。研磨液供給孔から供給された研磨液は、第１の溝、及び第２の溝を通過することにより、研磨パッドの研磨面全域に拡散する。また、第２の溝は、第１の溝のみ備えた研磨パッドに対し、その研磨面のうち背圧が高く発生する箇所にのみ備えればよい。更に、第１の溝に対する第２の溝の交差形態は、直交方向であっても、その方向以外の方向であってもよい。また、第２の溝は直線状であっても、屈曲線状であってもよい。【００１７】
本発明の前記複数の第１の溝は前記研磨面に接する外周面に貫通され、前記複数の第２の溝は、該複数の第２の溝のうち一部の第２の溝が前記外周面に対して貫通され、又は該複数の第２の溝の全ての溝が前記外周面に対して非貫通であることが好ましい。【００１８】
研磨パッドの研磨面に複数本の溝を備えることは、研磨液の拡散、排出の観点で好ましい。しかしながら、溝の本数が増加するに従って板状体の被研磨面には溝のエッジに起因する「筋」が発生し、板状体の研磨品質を悪化させる場合がある。よって、新たに備える第２の溝は、やみくもに複数本備えるものではなく、背圧を低減させるための必要箇所に、必要長さだけ備えればよい。すなわち、複数の第２の溝の一部を前記外周面に対して貫通させ、又は該複数の第２の溝の全ての溝を前記外周面に対して非貫通とすることにより、第２の溝の長さを第１の溝よりも短くでき、「筋」の発生を抑えることができる。また、第２の溝の長さを短くしても、第２の溝に流入した研磨液は第１の溝との交差部を介して第１の溝に流入し、研磨面の外周面から排出されるので、研磨液が板状体と研磨パッドとの間に滞留せず、背圧は生じない。このように背圧を抑えることができる本発明の研磨パッドは、ツルーイング時においてもツルーイング砥石によって平坦に研磨されるので、板状体の研磨品質が向上し、また、研磨時間も大幅に短縮できるので、板状体の生産性も向上する。また、研磨パッドの寿命も延びるという利点もある。【００１９】
本発明の前記研磨液供給孔は、前記研磨面の全域に配置されるとともに、前記研磨面の中央部の配置密度が前記中央部以外の配置密度よりも高く設定され、前記第２の溝は、前記研磨面全域に配置されるとともに、前記研磨面の中央部の配置密度が前記中央部を除く部分の配置密度よりも高く設定されていることが好ましい。【００２０】
本発明によれば、研磨パッドの研磨面の全域に研磨液を行き渡らせるためには、研磨面の中央部に数多くの研磨液供給孔を備えることが好ましく、そして、中央部に生じる背圧を抑えるために、研磨面の中央部に数多くの第２の溝を備える。これにより、研磨面全域に研磨液が行き渡り易くなり、また、中央部に生じる背圧も確実に抑えることができる。【００２１】
本発明の前記第２の溝は、前記研磨面の中心点を中心にして点対称となるよう備えられていることが好ましい。【００２２】
本発明によれば、第２の溝を研磨面の中心点を中心にして点対称となるよう備えることにより、板状体の被研磨面の平坦度が更に向上する。【００２３】
本発明は、一辺の長さが２０００ｍｍを超える矩形状の板状体の被研磨面を研磨するように、前記被研磨面の表面積よりも前記研磨面の表面積が広いことが好ましい。【００２４】
本発明の研磨パッドによって研磨される板状体の一辺の長さは、前述の如く２０００ｍｍ超が好ましいが、一辺の長さが２５００ｍｍを超えるもの、特に一辺の長さが２８００ｍｍを超える板状体の研磨に特に有効である。また、研磨パッドは円形であっても矩形であってもよい。【００２５】
また、本発明は、前記目的を達成するために、本発明の研磨パッドによって板状体の被研磨面を研磨する研磨装置を提供する。【００２６】
本発明の研磨装置は、公転軸を中心に板状体側を公転させるとともに、研磨パッド側を旋回させる形態の研磨装置でもよく、板状体側を自転及び公転させる形態の研磨装置でもよい。なお、板状体側を公転させることによって、板状体の表面の微小凹凸を除去するための力を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の研磨パッド及び研磨装置によれば、大型の板状体を研磨する場合であっても、研磨液の供給量を減らすことなく、背圧を低減しながら研磨液を研磨パッドの研磨面全域に行き渡らせることができるので、研磨品質及び生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、実施の形態の研磨装置の全体構造を示す平面図である。
【図２】図２は、キャリア及び膜枠の組立斜視図である。
【図３】図３は、研磨ヘッド及び研磨ステージの実施の形態を示す側面図である。
【図４】図４は、研磨定盤の構成を示した一部破断部を含む斜視図である。
【図５】図５は、キャリアに対する膜枠の取付構造を示した要部拡大断面図である。
【図６（ａ）】図６（ａ）は、膜体を膨張させて膜枠からガラス板を取り外す初期状態を示した図である。
【図６（ｂ）】図６（ｂ）は、圧縮空気噴射ノズルから圧縮空気をガラス板の縁部と膜体との境界部に噴射させた図である。
【図６（ｃ）】図６（ｃ）は、膜体からガラス板が剥離していく説明図である。
【図６（ｄ）】図６（ｄ）は、ガラス板が膜体から完全に取り外されてテーブル上に載置された説明図である。
【図６（ｅ）】図６（ｅ）は、キャリアから膜枠を取外装置によって取り外して膜枠をジャッキに載置した説明図である。
【図７】図７は、搬送装置の構成を示した斜視図である。
【図８】図８は、搬送装置の構成を示した要部拡大斜視図である。
【図９】図９は、搬送装置の構成を示した平面図である。
【図１０】図１０は、公転中心を中心に公転された膜枠の移動軌跡を示した説明図である。
【図１１】図１１は、研磨パッドの研磨面の平面図である。
【図１２】図１２は、研磨パッドの研磨面の要部拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面に従って本発明に係る研磨パッド及び研磨装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、実施の形態の研磨装置１０の全体構造を示す平面図である。図２は、キャリア５２及び膜枠１４の組立斜視図である。図３は、研磨ヘッド５０及び研磨ステージの実施の形態を示す側面図である。
【００３１】
研磨装置１０は、例えば一辺の長さが２０００ｍｍを超え、厚さが０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの矩形の大型のガラス板Ｇの被研磨面を液晶ディスプレイ用ガラス板に必要な平坦度に研磨する研磨装置である。
【００３２】
図１の如く、研磨装置１０は、研磨前のガラス板Ｇを搬入するガラス板搬入用コンベア１２、ガラス板Ｇを膜枠１４に貼着するガラス板貼着ステージ１６、第１の研磨ステージ１８、第２の研磨ステージ２０、研磨完了したガラス板Ｇを膜枠１４から取り外すガラス板取り外しステージ２２、ガラス板搬出用コンベア２４、膜枠洗浄ステージ２６、膜枠乾燥ステージ２８、及び膜枠返送コンベア３０を主として備えている。
【００３３】
以下、説明を簡略するために、ガラス板貼着ステージ１６、第１の研磨ステージ１８、第２の研磨ステージ２０、ガラス板取り外しステージ２２、膜枠洗浄ステージ２６、及び膜枠乾燥ステージ２８については、単にステージ１６、１８、２０、２２、２６、２８と記載する。
【００３４】
研磨装置１０には、ステージ１６からステージ１８に膜枠１４を搬送する搬送装置１５０、ステージ１８からステージ２０に膜枠１４を搬送する搬送装置１５２、及びステージ２０からステージ２２に膜枠１４を搬送する搬送装置１５４が設けられている。これらの搬送装置１５０、１５２、１５４は、同一構成であって研磨装置１０を統括制御する制御部２００によってその動作が制御されており、図１上で左右方向に同期して往復移動される。
【００３５】
ガラス板搬入用コンベア１２によって搬入された研磨前のガラス板Ｇは、ロボット３２のアーム３３に設けられた吸着パッド３４に吸着保持される。そして、アーム３３の回転動作によってガラス板搬入用コンベア１２からコンベア３６に移載され、コンベア３６によってステージ１６に搬送される。
【００３６】
ステージ１６において、研磨前のガラス板Ｇが膜枠１４に貼着される。この貼着方法について説明すると、膜枠１４はステージ１６において、不図示の昇降装置に保持されており、膜枠１４の下方にガラス板Ｇが位置したところで、膜枠１４が昇降装置により下降移動され、図２に示す膜枠１４に張設された可撓性及び自己吸着性のある膜体３８がガラス板Ｇの非研磨面（ガラス板Ｇの被研磨面に対向面）に押し付けられる。この押圧力によってガラス板Ｇの非研磨面が膜体３８に貼着される。その後、膜枠１４が図１の搬送装置１５０に保持されて、図３のステージ１８に搬送され、ここで研磨ヘッド５０のキャリア（板状体保持部）５２に取り付けられる。なお、以下に述べる膜枠１４は、膜体３８が張設された全体を指して称する。また、搬送装置１５０については後述する。
【００３７】
図２に示すように膜枠１４は、ガラス板Ｇを貼着可能な矩形状の膜体３８を、同じく矩形状の上枠４０と下枠４２との間で張設した後、上枠４０と下枠４２とを不図示のボルトによって締結することによって構成される。
【００３８】
次に、図３に示した研磨ヘッド５０について説明する。なお、ステージ１８の研磨ヘッド５０及びステージ２０の研磨ヘッド５０は同一構造なので、同一の符号を付して説明する。
【００３９】
研磨ヘッド５０は、本体ケーシング５１を備えており、本体ケーシング５１には不図示の公転駆動機構部が内蔵されている。この公転駆動機構部は、プラネタリーギア機構部とモータとによって構成され、このモータで駆動されるプラネタリーギア機構部の出力軸が、鉛直方向に垂下されたスピンドル５６に連結されている。また、このスピンドル５６にキャリア５２が連結されている。従って、前記プラネタリーギア機構部が駆動されると、キャリア５２及び膜枠１４は所定の公転中心Ｐを中心に公転される（図１０参照）。
【００４０】
更に、図３に示す本体ケーシング５１は、スライダ１５８を介して昇降機構１５６に連結されている。この昇降機構１５６によって本体ケーシング５１がスライダ１５８に対して昇降されることにより、キャリア５２がステージ１８の円形の研磨パッド５８、及びステージ２０の円形の研磨パッド６０に対し進退移動されるとともに、膜枠１４に貼着されたガラス板Ｇの被研磨面が研磨パッド５８、６０の研磨面に所定の研磨圧力で押圧される。
【００４１】
なお、研磨装置１０からスライダ１５８を取り外し、本体ケーシング５１を昇降機構１５６に直接連結してもよい。
【００４２】
図４は、研磨定盤６２の構成を示した一部破断部を含む斜視図である。
【００４３】
図４に示す研磨パッド５８は、研磨定盤６２の上面に貼り付けられる。この研磨定盤６２は、研磨テーブル６４に軸受６５を介して回転自在に支持されており、その回転中心は研磨パッド５８の中心軸と同軸上に設定されている。また、研磨定盤６２の側面にはギヤ部６６が設けられ、このギヤ部６６に、モータ６８によって回転されるギヤ６７が噛合されている。更に、ギヤ部６６は、研磨パッド５８の中心軸を中心とする円弧状に構成されている。従って、モータ６８を正転、逆転することにより、研磨パッド５８はその中心軸を中心に時計周り方向、及び反時計周り方向に旋回する。
【００４４】
また、研磨テーブル６４は、平行に配置された一対のガイドレール６９、６９にスライド移動自在に支持されている。研磨テーブル６４をガイドレール６９、６９に沿って往復動作させる駆動部（不図示）を備えることにより、研磨パッド５８が必要時において矢印Ａで示す水平方向に揺動される。研磨パッド５８の揺動方向は、図１の搬送装置１５０による搬送方向に対して直交する方向でもよく、この搬送方向に平行な方向でもよい。すなわち、研磨パッド５８を水平方向に揺動させる方向であればよい。
【００４５】
なお、図４の研磨定盤６２には、研磨パッド５８に上下（研磨パッド５８の厚さ方向）に貫通して備えられた複数のスラリ供給孔（研磨液供給孔）にスラリ（研磨液）を供給するための多数の管路（不図示）が連結されている。これらの管路を絡めさせないために、研磨パッド５８は所定の基準位置から所定の角度範囲で旋回するようにその旋回角度が設定されている。前記スラリは、前記複数のスラリ供給孔を通過して研磨パッド５８の研磨面１７６に供給され、研磨面１７６に備えられた複数本の溝（第１の溝、第２の溝）を介して研磨面１７６の全域に拡散される。そして、スラリは、研磨面１７６に備えられた複数のスラリ吸引孔（研磨液吸引孔）、及び研磨面１７６に接する外周面１７７から研磨パッド５８の外部に排出される。研磨パッド５８の前記スラリ供給孔、前記溝、及び前記スラリ吸引孔については後述する。
【００４６】
また、研磨パッド５８の旋回角度の範囲、旋回速度等の旋回動作、単位時間当たりの公転回転数等の公転動作、及び図４の矢印Ａで示した揺動範囲、揺動速度は、図１の制御部２００によって独立して制御されている。
【００４７】
なお、研磨パッド６０の各部構成については、上述した研磨パッド５８の構成と同一なので、ここではその説明を省略する。
【００４８】
一方、図３の如くステージ１８のスライダ１５８には、直動ガイド７０、７０が取り付けられている。直動ガイド７０、７０はガイドレール７２、７２に嵌合されている。このガイドレール７２、７２は、図１の破線の如くステージ１８のスピンドル５６やキャリア５２をメンテナンスするメンテナンスステージ７４に向けて配設されている。
【００４９】
また、図３の如くステージ２０のスライダ１５８にも同様に、直動ガイド７０、７０が取り付けられ、直動ガイド７０、７０はガイドレール１６０、１６０に嵌合されている。このガイドレール１６０、１６０は、図１の破線の如くステージ２０のスピンドル５６やキャリア５２をメンテナンスするメンテナンスステージ７６に向けて配設されている。
【００５０】
なお、研磨装置１０からスライダ１５８を取り外し、直動ガイド７０、７０を昇降機構１５６に直接取り付けてもよい。
【００５１】
次に、図２、図５に示すキャリア５２について説明する。図５は、キャリア５２に対する膜枠１４の取付構造を示した要部拡大断面図である。
【００５２】
キャリア５２の上部外周部には、吊上フレーム７８が不図示のボルトによって固定されている。吊上フレーム７８のフランジ部には、貫通孔８０、８０…が所定の等間隔で開口され、これらの貫通孔８０、８０…に、摺動フレーム８２（ｓｌｉｄｅ−ｃｏｎｔａｃｔ  ｆｒａｍｅ）の上面に突設された摺動フレーム吊具８４が図５の如く下方から貫通される。また、摺動フレーム吊具８４は、図５に示すように吊上フレーム７８と吊上用皿ばね８６との間に配置された吊上ばね８８に貫通されるとともに、吊上用皿ばね８６の貫通孔９０に貫通され、スクリュウジャッキ９２に連結されている。
【００５３】
したがって、スクリュウジャッキ９２を動作させ、摺動フレーム吊具８４を吊上ばね８８の付勢力に抗して上方に引き上げることによって、摺動フレーム８２がキャリア５２に対して引き上げられる。これにより、摺動フレーム８２に着脱自在に取り付けられた膜枠１４が引き上げられて、膜体３８に所定の張力が付与される。
【００５４】
キャリア５２には、空気室５４に圧縮空気を噴出する噴射口９８、９８…が開口されている。これらの噴射口９８、９８…は、キャリア５２の上面に備えられた空気室１００を介して、図３上の破線及び実線で示す空気供給路１０２に連通される。空気供給路１０２は、研磨ヘッド５０に取り付けられた不図示のロータリジョイントを介して研磨ヘッド５０の外部に延設され、バルブ１０４を介して空気ポンプ１０６に接続されている。したがって、バルブ１０４を開放すると、空気ポンプ１０６からの圧縮空気が空気供給路１０２、図５の空気室１００、及び噴射口９８を介して空気室５４に供給される。これにより、圧縮空気の圧力が膜体３８を介してガラス板Ｇに伝達され、この圧力によってガラス板Ｇの被研磨面が図４の研磨パッド５８（６０）の研磨面１７６に押し付けられて研磨される。
【００５５】
次に、図２、図５に示した摺動フレーム８２に対する膜枠１４の着脱手段の構造について説明する。
【００５６】
膜枠１４の上枠４０には、複数のピン１０８、１０８…が等間隔に突設され、これらのピン１０８の上端部に備えられた大径のヘッド部１１０が、摺動フレーム８２の下部に固定されたフック１１２に係合されることにより、膜枠１４が摺動フレーム８２に取り付けられる。ヘッド部１１０とフック１１２との係合力は、スクリュウジャッキ９２によって膜体３８を張り上げた時の膜体３８の反力によって強固になり、研磨時に膜体３８から受ける研磨抵抗ではフック１１２からヘッド部１１０が外れないようになっている。
【００５７】
ガラス板Ｇの研磨は、図３の如く搬送装置１５０によって、ガラス板Ｇが貼付された膜枠１４をステージ１６からステージ１８に搬送し、ステージ１８においてガラス板Ｇの被研磨面を研磨後、搬送装置１５２によってガラス板Ｇが貼付された膜枠１４をステージ１８からステージ２０に順次搬送し、ステージ２０においてガラス板Ｇの被研磨面を研磨することにより２段階で実施される。更に、ステージ２０でガラス板Ｇの研磨が終了すると、ここで膜枠１４がキャリア５２から取り外されて搬送装置１５４によりステージ２２に搬送される。なお、研磨ステージは、用途により一つであっても、二つ以上であってもよい。効率やコストを考慮すると、粗研磨ステージと仕上研磨ステージの二つのステージを備えることが好ましいが、場合によって高品質目的のために仕上研磨ステージを追加してもよい。
【００５８】
キャリア５２から膜枠１４を取り外す方法は、まず、図５に示したスクリュウジャッキ９２を緩める方向に動作させ、膜体３８の張力を解消する。次に、キャリア５２に対して膜枠１４をスライドさせてフック１１２からヘッド部１１０を取り外す。これにより、キャリア５２から膜枠１４が取り外される。
【００５９】
一方、図１に示したステージ２２では、搬送装置１５４で搬送されてきた膜枠１４から、研磨終了したガラス板Ｇを取り外す。取り外されたガラス板Ｇは、コンベア１３８によって搬送され、そして、ロボット１４０のアーム１４２に取り付けられた吸着ヘッド１４４に吸着され、ロボット１４０の動作によってガラス板搬出用コンベア２４に移載され、研磨装置１０の外部に搬出される。
【００６０】
図６（ａ）〜６（ｄ）には、ステージ２２において実施される、研磨完了したガラス板Ｇを膜枠１４から取り外す工程が示されている。なお、図６（ａ）〜６（ｄ）では膜枠１４からガラス板Ｇを取り外した後、膜枠１４をキャリア５２から取り外す例を説明するが、上述の如く、キャリア５２から膜枠１４を取り外しした後、膜枠１４からガラス板Ｇを取り外してもよい。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、ステージ２２に設置されたテーブル２０４の上方にキャリア５２が位置すると、空気供給路１０２を介して空気室５４に空気を供給し、膜体３８を膨張させる。この状態がガラス板Ｇの取り外しの初期状態である。この状態にすると、ガラス板Ｇと膜体３８とが相対的に位置ずれを起こすこと、及びガラス板Ｇが平らに戻ろうとする弾性力により、ガラス板Ｇが膜体３８から容易に取り外される。すなわち、従来、ガラス板Ｇを強制的に取り外すことで設備に負担のあった取り外し工程が、膜体３８を膨張させることで容易に行うことができるようになった。
【００６２】
取り外し工程での作業時間を短縮するため、他の実施形態が挙げられる。図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）の工程の後に、ガラス板Ｇの縁部に対向配置された複数の圧縮空気噴射ノズル２０６、２０６から、圧縮空気をガラス板Ｇの縁部と膜体３８との境界部に噴射させる。これにより、図６（ｃ）の如く膜体３８からガラス板Ｇを剥離させていく。膜体３８の吸着力は圧縮空気によって低下していくので、ガラス板Ｇが膜体３８から容易に取り外される。なお、圧縮空気に代えて水を噴射してもよく、また、水と圧縮空気とを一緒に噴射しても同様な効果を得ることができる。なお、図６（ｃ）では圧縮空気噴射ノズル２０６を省略している。
【００６３】
図６（ｄ）は、ガラス板Ｇが膜体３８から完全に取り外されてテーブル２０４上に載置された状態を示している。この後、ガラス板Ｇは、図１に示したコンベア１３８によって搬送され、そして、ロボット１４０によってガラス板搬出用コンベア２４に移載され、研磨装置１０の外部に搬出される。
【００６４】
一方、図６（ｄ）の如く、ガラス板Ｇが膜体３８から完全に取り外されると、次に、図６（ｅ）の如く、キャリア５２から膜枠１４を取外装置によって取り外し、膜枠１４をジャッキ２０８、２０８に載置する。この膜枠１４は、図１に示したコンベア１４６によって膜枠洗浄ステージ２６に搬送される。
【００６５】
ステージ２６に搬送された膜枠１４、ここで水洗浄される。洗浄終了した膜枠１４は、コンベア１４８によってステージ２８に搬送され、ここで加熱されて乾燥される。そして、乾燥終了した膜枠１４は、膜枠返送コンベア３０によってステージ１６に搬送され、ガラス板Ｇの貼着に再使用される。
【００６６】
次に、搬送装置１５０（１５２、１５４）について図７、図８、図９を参照して説明する。図７、８、９はそれぞれ、搬送装置１５０（１５２、１５４）の構成を示した斜視図、要部拡大斜視図、平面図である。
【００６７】
搬送装置１５０は、膜枠１４の四隅部に設けられた突起部４３を下方から保持する４個の保持部１６２、１６２…を備えている。これらの保持部１６２、１６２…は、ステージ１６とステージ１８との間に形成される膜枠１４の搬送路の両側に配置され、ロボット１６４の軸１６６に連結されている。この軸１６６は、ロボット１６４によって鉛直方向、及び水平方向に駆動され、これによって、保持部１６２が鉛直方向及び水平方向に駆動される。
【００６８】
また、図８の如くロボット１６４の下部にはガイドブロック１６８が固定され、このガイドブロック１６８が、膜枠１４の搬送路の両側に配設されたガイドレール１７０、１７０に嵌合されている。また、ガイドブロック１６８は、ガイドレール１７０に沿って配設された送りねじ装置の送りねじ１７２に螺合されている。これにより、ガラス板Ｇが貼着された膜枠１４が搬送装置１５０（１５２、１５４）の保持部１６２、１６２…に保持されてステージ１６からステージ１８に搬送される。また、ステージ１８に搬送した膜枠１４を保持部１６２、１６２…の下降移動動作によってステージ１８の研磨パッド５８上に載置することができ、その後、保持部１６２、１６２…の水平方向の回動動作によって保持部１６２、１６２…を膜枠１４から退避移動させることができる。また、膜枠１４から退避移動された保持部１６２、１６２…は、ガラス板Ｇの研磨中にステージ１６に向けて返送される。ここで、ステージ１６に載置されている次のガラス板Ｇが貼着された膜枠１４が保持部１６２、１６２…によって保持され、次の搬送時まで待機される。保持部１６２のステージ間での移動、膜枠１４に対する鉛直方向、及び水平方向の動作は、図１に示した制御部２００によって制御されている。
【００６９】
実施形態において、ガイドレール１７０は、膜枠１４の搬送路の両側に配設されているが、ガイドレール１７０の本数は一対（２本）に限定されない。膜枠１４の搬送路の片側のみに配設されてもよい。ただし、ガイドレール１７０が搬送路の両側に配設されている場合、ガイドレール１７０に対向する両側からガラス板Ｇを保持できるため、ガラス板Ｇを安定して保持できる。
【００７０】
図１０は、公転中心Ｐを中心に公転された膜枠１４及びスピンドル５６の移動軌跡を示した平面図である。図１０の如く、膜枠１４は、ガイドレール１７０等を保護する筒状ケーシング１７４に衝突することなく公転される。
【００７１】
図１１は、研磨パッド５８（６０）の研磨面１７６の構成を分かり易く模式的に示した研磨面１７６の平面図である。また、図１２は、研磨面１７６の要部を拡大して示した斜視図である。
【００７２】
また、図１１の矢印Ａは研磨パッド５８（６０）の揺動方向を示しており（図４参照）、矢印Ｂは研磨パッド５８（６０）の旋回方向を示している。更に、前記揺動方向は、下記の溝１７８に対して直交する方向に設定されている。
【００７３】
更にまた、実施の形態の研磨パッド５８（６０）の研磨面１７６は、長径Ｄ１、短径Ｄ２の楕円形状である。
【００７４】
なお、研磨パッド５８（６０）の形状は図１１の如く楕円形状に限定されるものではなく、例えば真円でもよく、矩形状であってもよい。
【００７５】
図１１の如く、研磨パッド５８の研磨面１７６には、図中上下方向に所定の間隔をもって図中左右方向に平行に備えられた複数本の溝（第１の溝：いわゆる「目切り」）１７８、１７８…が備えられる。また、研磨面１７６には、溝１７８、１７８…に交差する複数本の溝（第２の溝：いわゆる「目切り」）１８４、１８４…が、図１１において上下方向に備えられている。更に、溝１７８、１７８…及び溝１８４、１８４…の底面には、複数のスラリ供給孔（研磨液供給孔）１８０、１８０…、及び複数のスラリ吸引孔（研磨液吸引孔）１８２、１８２とからなる複数の孔が備えられている。なお、図１１において、スラリ供給孔１８０を「○」印で示し、スラリ吸引孔１８２を「●」印で示している。
【００７６】
図１２において、溝１７８及び溝１８４の寸法、並びにスラリ供給孔１８０及びスラリ吸引孔１８２の寸法は、ガラス板の大きさ、ガラス板の製品で要求される研磨面の平坦度、研磨パッド５８の材料等により規定される。このため、これらの寸法は限定されるものではないが、例えば、溝１７８の溝ピッチＰは４．５〜９ｍｍが好ましく、溝幅Ｗ１は１．５〜３ｍｍが好ましく、溝深さＴ１は１〜５ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍが更に好ましい。また、溝１８４の溝幅Ｗ２は１．５〜５ｍｍが好ましく、３〜５ｍｍが更に好ましく、溝深さＴ２は１〜５ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍが更に好ましい。
【００７７】
実施の形態の研磨パッド５８によれば、研磨面１７６に通常の目切り用の溝１７８の他、溝１７８と交差する溝１８４を備えたので、スラリ供給孔１８０から研磨面１７６に供給されたスラリは、溝１７８及び溝１８４を通過して研磨面１７６上で効率良く拡散する。よって、ガラス板Ｇと研磨パッド５８との間に生じる背圧が低下するので、ガラス板Ｇの研磨品質が向上し、スラリの供給量を増加させることができるので、研磨時間を短縮でき生産性が向上する。
【００７８】
また、溝１８４は、前記孔と前記孔とを連通している。すなわち、前記孔はスラリ供給孔１８０、及びスラリ吸引孔１８２なので、溝１８４は、スラリ供給孔１８０、１８０同士を連通してもよく、また、スラリ供給孔１８０とスラリ吸引孔１８２とを連通してもよく、更にスラリ吸引孔１８２、１８２同士を連通してもよい。
【００７９】
スラリ供給孔１８０から供給された研磨液は、溝１７８及び溝１８４を通過することにより、研磨パッド５８の研磨面１７６の全域に拡散する。また、溝１８４は、溝１７８のみ備えた従来の研磨パッドに対して、その研磨面１７６のうち背圧が高めに発生する箇所に備えればよい。更に、溝１７８に対する溝１８４の交差形態は、図１１で示した直交方向であっても、その方向以外の方向でもよい。また、溝１８４は、溝１８４の一端から他端までが、図１１で示した直線状であってもよく、屈曲線状であってもよい。
【００８０】
溝１７８は研磨面１７６に接する外周面１７７に貫通されている。一方、溝１８４Ａ（図１１では２本の溝１８４Ａ、１８４Ａが図示）を除く全ての溝１８４、１８４…は研磨面１７６の外周面１７７に対して非貫通である。すなわち、溝１８４の一方の端及び他方の端が研磨面１７６上に位置している。また、溝１８４、１８４…のうち一部の溝１８４Ａが外周面１７７に貫通されている。すなわち、溝１８４、１８４…のうち一部の溝１８４Ａの一方の端は研磨面１７６上に位置し、他方の端は外周面１７７に貫通されている。これらの構成を換言すると、溝１８４Ａを含む全ての溝１８４の一方の端及び他方の端のうち、少なくともいずれかの端が、研磨面１７６の外周面１７７に対して非貫通であることが好ましい。また、溝１８４Ａは、研磨面１７６の中央部に配置されることが、背圧を低減させる観点から好ましい。研磨面１７６の中央部とは、図１１の左右方向の中央部である。左右方向の中央部とは、研磨面１７６の溝１７８に平行方向であって、中心点Ｏから研磨面１７６の直径の２５％以内の範囲である。
【００８１】
溝１８４、１８４Ａは、少なくとも一方の端に前記孔（スラリ供給孔１８０又はスラリ吸引孔１８２）が備えられている。このような位置に前記孔を備えることにより、溝１７８、１８４、１８４Ａ内で流れるスラリの循環性が向上する。
【００８２】
研磨パッド５８の研磨面１７６に複数本の溝１７８、１８４を備えることは、スラリの拡散、排出の観点で好ましいが、溝１７８、１８４の本数が増加するに従ってガラス板Ｇの被研磨面には溝のエッジに起因する「筋」が発生し、ガラス板Ｇの研磨品質を悪化させる場合がある。
【００８３】
よって、新たに備える溝１８４は、やみくもに複数本備えるものではなく、背圧を低減させるための必要箇所に、必要長さだけ備えればよい。すなわち、複数本の溝１８４、１８４…を研磨面１７６の外周面１７７に対して非貫通とすることにより、溝１８４の長さを溝１７８よりも短くでき、「筋」の発生を抑えることができる。また、溝１８４の長さを短くしても、溝１８４に流入したスラリは溝１７８との交差部を介して溝１７８に流入し、研磨面１７６の外周面１７７から排出されるので、スラリがガラス板Ｇと研磨パッド５８との間に滞留せず、背圧は生じない。なお、全ての溝１８４を外周面１７７に対して非貫通とすることが好ましい。
【００８４】
このように背圧を抑えることができる実施の形態の研磨パッド５８は、ツルーイング時においてもツルーイング砥石によって平坦に研磨されるので、ガラス板Ｇの研磨品質が向上し、また、研磨時間も大幅に短縮できるので、ガラス板Ｇの生産性が向上する。また、研磨パッド５８の寿命も延びるという利点がある。
【００８５】
実施の形態の研磨パッド５８のスラリ供給孔１８０は、研磨面１７６の全域に分散して配置されるとともに、研磨面１７６の中央部の配置密度が前記中央部以外の配置密度よりも高くなるように配置されている。また、溝１８４は、研磨面１７６の全域に配置されるとともに、研磨面１７６の中央部の配置密度が前記中央部を除く部分の配置密度よりも高くなるように備えられている。
【００８６】
研磨パッド５８の研磨面１７６全域にスラリを行き渡らせるためには、研磨面１７６の中央部に数多くのスラリ供給孔１８０を備えることが好ましく、そして、中央部に生じる背圧を抑えるために、研磨面１７６の中央部に数多くの第２の溝１８４を備えることが好ましい。これにより、研磨面１７６の全域にスラリが行き渡り易くなり、また、中央部に生じる背圧も確実に抑えることができる。
【００８７】
一方、溝１８４は、研磨面１７６の中心点Ｏを中心にして点対称となるよう備えられていることが好ましい。これにより、ガラス板Ｇの被研磨面の平坦度が更に向上する。
【００８８】
また、実施の形態の研磨パッド５８は、スラリ吸引孔１８２が研磨面１７６の中央部に配置されている。これにより、研磨パッド５８の中央部からスラリを吸引できるので、スラリ供給孔１８０からのスラリ供給量を減らすことなく、ガラス板Ｇの中央付近の研磨代を確保し正常な研磨を行うことができる。研磨面１７６の中央部とは、研磨面１７６の中心点Ｏから研磨面１７６の直径の２５％以内の範囲であることが好ましい。
【００８９】
なお、研磨面１７６の直径とは、研磨面１７６が楕円形状の場合には、短径側の直径を意味する。また、前記２５％とは、研磨面１７６が矩形状の場合には、短辺側の辺の長さの２５％を意味する。この場合、研磨面１７６の中央部の範囲は、一辺が前記２５％以内の長さを有する矩形状となり、その範囲の中心点が研磨面の中心点Ｏとなる。
【００９０】
実施の形態の研磨パッド５８によって研磨されるガラス板Ｇの一辺の長さは、前述の如く２０００ｍｍ超が好ましいが、一辺の長さが２５００ｍｍを超えるもの、特に一辺の長さが２８００ｍｍを超えるガラス板Ｇの研磨に、実施の形態の研磨パッド５８は特に有効である。
【００９１】
また、研磨パッド５８は、上記サイズのガラス板Ｇを効率良く研磨するために、ガラス板Ｇの被研磨面の表面積よりも研磨面１７６の表面積が広いことが好ましい。
【００９２】
次に、前記の如く構成された研磨装置１０の作用について説明する。
【００９３】
〔実施例〕
ステージ１８、２０の仕様を下記に示す。
【００９４】
研磨圧力              ：２ｋＰａ〜２５ｋＰａ
スラリ                ：酸化セリウムを水に分散させたスラリを研磨パッド５８、６０のスラリ供給孔から供給
研磨パッド５８        ：発泡ポリウレタン製で表面にスラリを流す溝１７８を有する（溝ピッチ４．５ｍｍ、溝幅１．５ｍｍ、溝深さ１〜５ｍｍ）、サイズ：長径５０４０ｍｍ、短径４８００ｍｍの円形
研磨パッド６０        ：軟質ウレタン製スエード状で表面にスラリを流す溝１７８を有する（溝ピッチ４．５ｍｍ、溝幅１．５ｍｍ、溝深さ１〜５ｍｍ）、サイズ：長径５０４０ｍｍ、短径４８００ｍｍの円形
ガラス板Ｇの厚さ    ：０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ
ガラス板Ｇの形状    ：長辺３１３０ｍｍ、短辺２８８０ｍｍの矩形
ガラス板Ｇの非研磨面：膜体３８を構成するポリウレタン製の吸着パッドにて密着保持
図１１の如く、研磨パッド５８（６０）の表面には溝１７８と交差する複数本の溝１８４、１８４…が備えられている。図１２の如く、溝１８４の溝幅Ｗ２は４ｍｍであり、溝深さＴ２は３ｍｍである。
【００９５】
〔ステージ１８による第１の研磨工程〕
研磨時間：要求平坦度、及び必要取り代によって決定（例えば２分）
キャリア５２の公転径            ：１５０ｍｍ
キャリア５２の公転回転数        ：１１０ｒｐｍ
研磨テーブル６４の揺動速度      ：１８０ｍｍ／ｍｉｎ
研磨テーブル６４の揺動ストローク：±１００ｍｍ
研磨定盤６２の旋回範囲          ：±８０°
研磨定盤６２の旋回速度          ：７．４°／ｓｅｃ
〔ステージ２０による第２の研磨工程〕
研磨時間：最後の３０ｓｅｃ
キャリア５２の公転径            ：１５０ｍｍ
キャリア５２の公転回転数        ：１１０ｒｐｍ
研磨テーブル６４の揺動速度      ：１８０ｍｍ／ｍｉｎ
研磨テーブル６４の揺動ストローク：±１００ｍｍ
研磨定盤６２の旋回範囲          ：±８０°
研磨定盤６２の旋回速度          ：０．１°／ｓｅｃ
以上が各ステージ１８、２０の仕様であり、これらのステージ１８、２０によってガラス板Ｇを研磨することにより、ガラス板Ｇの表面の微小な凹凸やうねりを除去できる。また、溝１７８のみ有する従来の研磨パッドと比較して、研磨時間が大幅に短縮されたので、生産性が向上した。
【００９６】
また、キャリア５２の公転動作及び研磨定盤６２の旋回動作を独立に制御し、ガラス板Ｇの研磨時間中において研磨定盤６２の旋回速度（角速度）を低速に変更することにより、研磨パッド５８、６０の溝１７８、１８４に起因する局所的な研磨ムラを抑えることができた。ここで、前記公転動作による力が、ガラス板Ｇの表面の微小な凹凸を除去する力となり、前記旋回動作による力が被研磨面の品質を制御する力となる。
【００９７】
なお、実施の形態では板状体としてガラス板を例示したが、ガラス板に限定されるものではなく、他の板状体であってもよい。
【００９８】
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１２年２月１０日出願の日本特許出願２０１２−０２７６４８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００９９】
Ｇ…ガラス板、１０…研磨装置、１２…ガラス板搬入用コンベア、１４…膜枠、１６…ガラス板貼着ステージ、１８…第１の研磨ステージ、２０…第２の研磨ステージ、２２…ガラス板取り外しステージ、２４…ガラス板搬出用コンベア、２６…膜枠洗浄ステージ、２８…膜枠乾燥ステージ、３０…膜枠返送コンベア、３２…ロボット、３３…アーム、３４…吸着パッド、３６…コンベア、３８…膜体、４０…上枠、４２…下枠、４３…突起部、５０…研磨ヘッド、５１…本体ケーシング、５２…キャリア、５４…空気室、５６…スピンドル、５８…研磨パッド、６０…研磨パッド、６２…研磨定盤、６４…研磨テーブル、６５…軸受、６６…ギヤ部、６７…ギヤ、６８…モータ、６９…ガイドレール、７０…直動ガイド、７２…ガイドレール、７４…メンテナンスステージ、７６…メンテナンスステージ、７８…吊上フレーム、８０…貫通孔、８２…摺動フレーム、８４…摺動フレーム吊具、８６…吊上用皿ばね、８８…吊上ばね、９０…貫通孔、９２…スクリュウジャッキ、９８…噴射口、１００…空気室、１０２…空気供給路、１０４…バルブ、１０６…空気ポンプ、１０８…ピン、１１０…ヘッド部、１１２…フック、１３８…コンベア、１４０…ロボット、１４２…アーム、１４４…吸着ヘッド、１４６、１４８…コンベア、１５０、１５２、１５４…搬送装置、１６０…ガイドレール、１６２…保持部、１６４…ロボット、１６６…軸、１６８…ガイドブロック、１７０…ガイドレール、１７２…送りねじ、１７６…研磨面、１７７…外周面、１７８…溝、１８０…スラリ供給孔、１８２…スラリ吸引孔、１８４…溝、１８４Ａ…溝、２００…制御部、２０４…テーブル、２０６…圧縮空気噴射ノズル、２０８…ジャッキ
【図１】
2013118578.tif 000003
【図２】
2013118578.tif 000004
【図３】
2013118578.tif 000005
【図４】
2013118578.tif 000006
【図５】
2013118578.tif 000007
【図６（ａ）】
2013118578.tif 000008
【図６（ｂ）】
2013118578.tif 000009
【図６（ｃ）】
2013118578.tif 000010
【図６（ｄ）】
2013118578.tif 000011
【図６（ｅ）】
2013118578.tif 000012
【図７】
2013118578.tif 000013
【図８】
2013118578.tif 000014
【図９】
2013118578.tif 000015
【図１０】
2013118578.tif 000016
【図１１】
2013118578.tif 000017
【図１２】
2013118578.tif 000018
【国際調査報告】
2013118578.tif 000019
2013118578.tif 000020
2013118578.tif 000021
2013118578.tif 000022