(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨盤外周部への研磨液の供給不足によるが研磨後のガラス基板外周部における研磨ムラ（表面凹凸）の発生を抑制する。【解決手段】揺動する自転軸８を中心に自転可能な加圧盤１の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッド６により吸着保持したガラス基板Ｇを加圧盤１で回転する研磨盤２上の研磨布９に押圧し、研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつガラス基板Ｇを研磨するガラス基板Ｇの片面研磨における研磨液の供給方法であって、研磨液を研磨盤中央の供給口から供給するとともに、加圧盤外周縁部に添うように配設して加圧盤１とともに揺動する少なくとも１箇所以上の給液ノズル４から供給することを特徴とするガラス基板Ｇの片面研磨における研磨液の供給方法。【選択図】  図１
2004276133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動する自転軸を中心に自転可能な加圧盤の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッドにより吸着保持したガラス基板を加圧盤で回転する研磨盤上の研磨布に押圧し、研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつガラス基板を研磨するガラス基板の片面研磨における研磨液の供給方法であって、研磨液を研磨盤中央の供給口から供給するとともに、加圧盤外周縁部に添うように配設して加圧盤とともに揺動する少なくとも１箇所以上の給液ノズルから供給することを特徴とするガラス基板の片面研磨における研磨液の供給方法。
【請求項２】
揺動する自転軸を中心に自転可能な加圧盤の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッドにより吸着保持したガラス基板を加圧盤で回転する研磨盤上の研磨布に押圧し、研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつガラス基板表面を研磨するガラス基板の片面研磨装置であって、研磨盤中央の研磨液供給口、および加圧盤外周縁部に添うように配設した、加圧盤とともに揺動する少なくとも１ヶ所以上の給液ノズルより研磨液を供給するようにしたことを特徴とするガラス基板の片面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板、例えば液晶ディスプレイ向け、プラズマディスプレイ向け、フォトマスク向け、磁気ディスク向け用等のガラス基板の片側を支持し、研磨砥粒を水に分散させてスラリーとした研磨液を供給しつつ、その反対側の表面を研磨する片面研磨における研磨液の供給方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ向け、プラズマディスプレイ向け、フォトマスク向け、磁気ディスク向け用途等のガラス基板製造直後の表面は、完全な平滑面ではなく、多少のうねりやマイクロコルゲーション、凹凸、キズ等を有している。よって、通常、これらのガラス基板は、表面研磨して平滑な面に加工された後、前記用途に使用される。
【０００３】
これらガラス基板の研磨において、オスカー式片面研磨装置を用いて、上側の加圧盤に基板が収まる開口穴を開けた基板ホルダーを用い、ガラス基板を基板ホルダーに保持した状態で、酸化セリウム等の微粉からなる研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつ、回転する下側の研磨盤に貼着した研磨布に片面を押しつけて研磨することが、広く行われている。
【０００４】
従来、オスカー式片面研磨装置を用いてガラス基板を研磨する際に、研磨液は、研磨盤の中央の研磨液供給口１箇所から供給され、研磨中の研磨液の通り道として研磨布に設けられた溝によって研磨布全面に分配されて供給されている。この方法は、研磨するガラス基板のサイズが小さい場合には極めて有効であり広く利用されてきた。例えば、パーソナルコンピュータ用の液晶画面を２面取りするための、大きさ、５０ｃｍ角程度のガラス基板等の小型の基板の研磨において有効であった。
【０００５】
しかしながら、近年、パーソナルコンピュータ向けにおいては、作業の効率化に伴うコストダウンのため、１枚の大型のガラス基板に複数のブラックマトリックスを加工した後に個々のブラックマトリックス基板に切断した後、セル加工する多面取りに急速に変わりつつある。また、ブラウン管に替わる液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイを用いた大画面テレビの普及に伴い、研磨されるガラス基板のサイズがメータ角以上までに大型化している。
【０００６】
オスカー式片面研磨装置において、大型のガラス基板を研磨するには、加圧盤および研磨盤ともに大型化せざるを得ない。オスカー式片面研磨装置において、研磨中の大型ガラス基板の保持は、前述の基板ホルダーによる保持より、加圧盤の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッドを湿らせた状態でガラス基板を吸着して保持する方が、大面積で吸着保持するので研磨中にガラス基板がずれることはないので適している。
【０００７】
オスカー式研磨機における研磨液の供給については、研磨パッドを通液可能とし研磨盤内の通水路から研磨液を供給する方法が特許文献１にて、また、研磨パッドが連続した細孔を有し、研磨盤には研磨パッドの装着面に至る複数の穴が開けられ、そこから研磨液が供給される装置が特許文献２にて知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平３−１５４７７１号公報
【特許文献２】
実開平５−５１５５８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
従来の研磨盤の中央にのみ研磨液供給口を設けたオスカー式片面研磨装置において、大型のガラス基板を酸化セリウム等の微粉からなる研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を研磨液供給口より供給しつつ研磨する際に、ガラス基板の中央部には研磨液がムラなく供給されるが、周辺部はムラなく供給し難く、研磨布の周辺部に研磨液の供給不足の部分が発生し、その部位の表面温度が上昇し研磨布が乾燥するため、研磨布に研磨砥粒が固着して研磨布の目詰りが生じ、ガラスが部分的に研磨されず研磨面の研磨ムラ、即ち、表面凹凸が発生するという問題があった。
【００１１】
更に、研磨布に研磨砥粒が固着して研磨布の目詰りが生じると研磨キズの原因となることさえあった。
【００１２】
これらのことは、研磨液をムラなく供給するために研磨布に加工される溝の深さ、幅、間隔およびパターンを工夫したところで、大型のガラス基板の研磨において、なくなるものではなかった。
【００１３】
尚、前記ガラス基板の周辺部の研磨ムラおよび研磨キズは、研磨布に研磨砥粒が固着して研磨布の目詰りが生じ、ガラス基板の周縁部が部分的に研磨されないことにより発生するので、研磨時間を長くしたとしても発生と消滅を繰り返すだけでなくなるものではない。
【００１４】
特許文献１および特許文献２に開示されているように、研磨パッド、即ち、研磨布を通液可能とし、研磨盤内に設けられた通水路より研磨液を供給すると研磨液の供給ムラはなくなり、前記研磨ムラおよび研磨キズは発生し難くなるが、研磨布が連続気泡を有するように作製する、または研磨布に複数の穴をあける必要があり、且つ研磨盤内に研磨液を供給するための通水路を設ける必要がある。大型基板の研磨において、研磨盤は大きく通水路を設け難く、通水路が研磨砥粒で詰まる等の不具合が考えられる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが、研磨液供給口が研磨盤中央１点のオスカー式研磨機を用いて、加圧盤を揺動させつつ、５０ｃｍ角以上のガラス基板の研磨を行ったところ、ガラス基板の中央はムラなく研磨されたものの、外周部には研磨ムラが認められた。
【００１６】
本発明者が、研磨済のガラス基板の外周部の表面凹凸の発生原因を鋭意調査したところ、研磨盤に貼着された研磨布に供給される液が、研磨布外周全面に十分供給されないため、ガラス基板の外周部の研磨が不足し、研磨される前のガラス基板に存在する表面凹凸が残ること、および研磨布上の研磨液が部分的に不足するため、ガラス基板の外周部表面が研磨布で直接強く擦られて表面凹凸を形成するためであることが判った。
【００１７】
この問題を解決する手段として、研磨盤の中央の研磨液供給口に加えて、加圧盤の外周部に添わせるように、研磨液を供給するための給液ノズルを配設した。研磨盤の中央の研磨液供給口より研磨液を供給するとともに、加圧盤外周縁部に添わせるようにして配設した給液ノズルより、研磨液を流下させて供給して、ガラス基板の研磨を行ったところ、研磨済のガラス基板の外周部に表面凹凸がみられなくなった。
【００１８】
即ち、本発明は、揺動する自転軸を中心に自転可能な加圧盤の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッドにより吸着保持したガラス基板を加圧盤で回転する研磨盤上の研磨布に押圧し、研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつガラス基板を研磨するガラス基板の片面研磨における研磨液の供給方法であって、研磨液を研磨盤中央の供給口から供給するともに、加圧盤外周縁部に添うように配設して加圧盤とともに揺動する少なくとも１箇所以上の給液ノズルから供給することを特徴とするガラス基板の片面研磨における研磨液の供給方法である。
【００１９】
更に、本発明は、揺動する自転軸を中心に自転可能な加圧盤の盤面に貼着された多孔質軟質樹脂製シートからなる吸着パッドにより吸着保持したガラス基板を加圧盤で回転する研磨盤上の研磨布に押圧し、研磨砥粒を水に分散させスラリーとした研磨液を供給しつつガラス基板表面を研磨するガラス基板の片面研磨装置であって、研磨盤中央の研磨液供給口、および加圧盤外周縁部に添うように配設した、加圧盤とともに揺動する少なくとも１ヶ所以上の給液ノズルより研磨液を供給するようにしたことを特徴とするガラス基板の片面研磨装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の研磨液の供給方法を用いた片面研磨装置の主要部の一例の側面図である。
【００２１】
上側に加圧盤１を配し、下側に研磨盤２を配したオスカー式片面研磨装置によりガラス基板Ｇを片面研磨する際に、図１に示す様に、研磨盤２の中央に設けた研磨液供給口３から研磨液を供給するとともに、自転軸７を中心に自転可能な研磨時に揺動する加圧盤１の外周縁部に添うように配設した給液ノズル４から研磨液を流下させて供給しつつ、研磨対象であるガラス基板Ｇを挟み込んだ下側の研磨盤２を回転させることによって研磨を行う。詳しくは、加圧盤１の下面に、両面粘着シート５で多孔質軟質樹脂からなるシートである吸着パッド６を貼り付け、更に、吸着パッド６の下面側にガラス基板Ｇの非研磨面側を吸着固定する。ガラス基板Ｇの吸着パッド６への固定は多孔質軟質樹脂、例えば発泡ウレタン樹脂からなる吸着パッド６に水を含ませ、吸着パッド６にガラス基板Ｇを接触させ押圧すると、吸着パッド６にガラス基板Ｇが吸着固定する。
【００２２】
自転軸７を中心に自転可能な加定盤１を加圧し、固定したガラス基板Ｇの下面側である研磨面を、回転駆動軸８を中心に回転する研磨盤２の中心に設けられた研磨液供給口３および揺動する加圧盤１の外周縁部に添うように配設した、加圧盤とともに揺動する給液ノズル４から、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させてスラリーとした研磨液を供給しながら、両面粘着シート５´で貼り付けた研磨布９に、ガラス基板Ｇを加圧盤１で押しつけることで研磨加工を行う。
【００２３】
図２は、本発明の研磨液の供給方法を用いた片面研磨装置の主要部の一例の平面図である。即ち、図１に側面を示した研磨装置を上から見た図である。
【００２４】
研磨盤１の中央の研磨液供給口３に加えて、研磨布９の外周部にも研磨液を供給できるように、加圧盤１を自転可能とするために給液ノズル４を加圧盤１に直接取り付けることはできないので、図１および図２に示す様に、図示しない揺動装置に加圧盤１の外周部に添うように配置した給液ノズル４の取付け用ブラケット１０に給液ノズル４を固定し、加圧盤１の揺動動作に給液ノズル４を追従させることが装置の作製が簡便であり好ましい。尚、加圧盤１を自転可能とすることで、回転する研磨盤２に貼着された研磨布に、加圧盤１でガラス基板Ｇを押圧し摺接した際に、加圧盤１が揺動しつつ研磨盤２の回転に従動して加圧盤１も回転するために、研磨中に研磨パッド６よりのガラス基板Ｇのズレることが起こり難くなるとともに、ガラス基板Ｇの研磨面に研磨ムラが生じ難くなる。
【００２５】
このように給液ノズル４を設置することで、研磨盤２が回転することで研磨液が研磨布９の外周部に万遍なく供給され、加圧盤１の外周部に添うように給液ノズル４を取り付けたことで、給液ノズル４から流下された研磨液が研磨布９に加工された溝を伝い、ガラス基板Ｇと研磨布９の間に速やかに供給されることとなる。尚、図２の点線の円は揺動時に加圧盤１が揺動方向を変える際の加圧盤１の位置である。
【００２６】
また、研磨盤２面への研磨液の供給方法は給液ノズル４から流下させる方法が簡便であり好ましい。研磨布９全体に研磨液を満遍なく行き渡らせる目的で、研磨液を噴霧すると装置および研磨環境が汚れる等の弊害が起きる。
【００２７】
【実施例】
図１に示す片面研磨装置を用い、予め板厚を精密に測定した液晶用向け、板厚、０．７ｍｍ、サイズ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍのガラス基板Ｇを、径、１２００ｍｍの加圧盤１の下面に貼着された厚さ１ｍｍの水を含んだ発泡ポリウレタン樹脂からなる吸着パッド６（富士紡株式会社製、製品名、ポリパス  ワックスレス  マウティング用保持パッド（Ｂａｃｋ  Ｐａｄ））に押圧して接触させ吸着固定させた。
【００２８】
研磨布９には、研磨面に碁盤目状に溝加工をした酸化セリウムの微粒子を含浸させた発泡ウレタン樹脂からなる研磨布９（九重電気株式会社製、型番ＫＳＰ６６Ａ）を用い、径、１５００ｍｍの研磨盤２を回転させ、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に分散させスラリーとした市販の研磨液（三井金属鉱業株式会社製）を供給しつつ、ガラス基板Ｇを加圧盤１にて研磨布９に押しつけ研磨を行った。
【００２９】
その際、実施例１として、研磨盤２中央の研磨液供給口３から研磨液を３Ｌ（リットル）／ｍｉｎ供給するとともに、加圧盤１の外周縁部に添うように配置した給液ノズル４から研磨液を３Ｌ／ｍｉｎ流下させて供給し、比較例１として、研磨液を中央部供給口３のみより６Ｌ／ｍｉｎ供給しつつ前記ガラス基板の研磨を行った。
【００３０】
その際の自転軸７を中心に自転可能な加圧盤１の揺動幅は３７５ｍｍ、揺動装置を駆動源とする加圧盤１の揺動速度、５０ｍｍ／ｓｅｃ、研磨盤２の回転数、１００ｒｐｍ（回転数／ｍｉｎ）、とし、研磨中に加圧盤１がガラス基板Ｇを研磨布９に押圧する研磨圧、１２０ｇ／ｃｍ２、研磨時間、３００秒の研磨条件でガラス基板Ｇの研磨を行った。
【００３１】
実施例１、比較例１における研磨後のガラス基板Ｇにおける表面凹凸の有無を、表面粗さ計（株式会社東京精密製、機器名、サーフコム１４００）を用い測定した。
【００３２】
実施例１の研磨盤２中央の研磨液供給口３から研磨液を３Ｌ／ｍｉｎ供給するとともに、加圧盤の外周縁部に付設した給液ノズル４から研磨液を３Ｌ／ｍｉｎ流下させて供給しつつ研磨した後のガラス基板の研磨面には、表面凹凸が中央部、外周部ともに前記表面粗さ計にて測定されることなく、良好な平滑性の研磨面が得られた。
【００３３】
それに比較して、比較例１の研磨液を研磨盤２中央の研磨液供給口３のみより６Ｌ／ｍｉｎ供給しつつ研磨した後のガラス基板の研磨面には、表面凹凸が中央部では測定されることがなかったものの、外周部には、１０ｍｍ前後の周期で繰り返される、０．０１μｍ〜０．０３μｍの表面凹凸が部分的に測定された。
【００３４】
【発明の効果】
本発明において、オスカ−式片面研磨装置において研磨盤中央の研磨液供給口から研磨液を供給するとともに、研磨中に揺動する加圧盤外周縁部に添うように配設した給液ノズルより研磨液を流下させて供給するという簡便な方法で、研磨盤外周部への研磨液の供給不足による研磨後のガラス基板外周部における研磨ムラ（表面凹凸）の発生がなくなり、ガラス基板全面に優れた平滑性を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨液の供給方法を用いた片面研磨装置の主要部の一例の側面図である。
【図２】本発明の研磨液の供給方法を用いた片面研磨装置の主要部の一例の平面図である。
【符号の説明】
Ｇ        ガラス基板
１        加圧盤
２        研磨盤
３        研磨液供給口
４        給液ノズル
５、５´  両面粘着シート
６        吸着パッド
７        自転軸
８        回転駆動軸
９        研磨布
１０      ブラケット
【図１】
2004276133.tif 000003
【図２】
2004276133.tif 000004