(57)【要約】【課題】被研磨材によって常に接することとなる研磨パッドの被り領域に対してもスラリーが確実に供給され、研磨ムラが生じない研磨方法及び研磨機を得る。【解決手段】上面に研磨パッド２５を設けた下定盤２３を回転させ、板状の被研磨材Ｗを、上定盤２９によって回転させつつ研磨パッド面２５ａ内で移動させながらこの研磨パッド面２５ａ上に押付け、同時に研磨パッド面２５ａ上にスラリーを供給して被研磨材Ｗの研磨パッド接触面を研磨する研磨方法において、スラリーを、研磨パッド２５の下面側からこの研磨パッド２５を通過させて研磨パッド面２５ａ上へ供給する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に研磨パッドを設けた下定盤を回転させ、板状の被研磨材を、上定盤によって回転させつつ研磨パッド面内で移動させながら該研磨パッド面上に押付け、同時に前記研磨パッド面上にスラリーを供給して前記被研磨材の研磨パッド接触面を研磨する研磨方法において、
前記スラリーを、前記研磨パッドの下面側から該研磨パッドを通過させて研磨パッド面上へ供給することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨方法において、
前記研磨パッドの面内で移動する前記被研磨材に常に接することとなる前記研磨パッドの被り領域におけるスラリー供給圧力を、他の領域のスラリー供給圧力より高めたことを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
請求項１記載の研磨方法において、
前記被研磨材の移動によって表出する前記研磨パッドのスラリー供給領域を覆う枠状のリテーナを、前記被研磨材の周囲に嵌装し、前記上定盤によって前記被研磨材と同じ押付け力で前記研磨パッド面上に押付けることを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
上面に研磨パッドを設けた下定盤を回転させ、板状の被研磨材を、上定盤によって回転させつつ研磨パッド面内で移動させながら該研磨パッド面上に押付け、同時に前記研磨パッド面上にスラリーを供給して前記被研磨材の研磨パッド接触面を研磨する研磨機において、
前記スラリーの通過可能な複数の通過手段を前記研磨パッドに設け、該研磨パッドと前記下定盤との間に該研磨パッドと略同面積の中空部を形成し、スラリー圧送手段と該中空部とをスラリー供給配管で接続したことを特徴とする研磨機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、平面表示装置等に使用される前面ガラスパネル等の平坦な薄板である被研磨材を研磨する研磨方法及び研磨機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置やプラズマディスプレイ等の平面表示装置は、液晶を封入したり、放電セルを真空密閉する構造から透明薄板が使用される。透明薄板としては樹脂フィルムやガラス板等が用いられるが、耐熱性、高い平面度の維持という点ではガラス板が有利となる。このような平面表示装置の前面パネルとして使用されるガラス板等は、光透過性に優れ、かつ平坦化されていることが要求される。
【０００３】
従来、この種のガラス板等の被研磨材は、化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）によって研磨されていた。ＣＭＰ法は、ＳｉＯ２を用いたアルカリ性スラリーやＣｅＯ２を用いた中性スラリー、或いはＡｌ２Ｏ３を用いた酸性スラリー、砥粒剤等を用いたスラリー等を用いて化学的・機械的に被研磨材を研磨し、平坦化する方法である。
【０００４】
従来、この種のＣＭＰ法は、図６にその構成の概略を示す研磨機１によって行われていた。即ち、上面に研磨パッド３を設けた下定盤５を回転させ、板状の被研磨材Ｗを、上定盤７によって回転させつつ研磨パッド面内で移動させながら研磨パッド面上に押付ける。同時に、研磨パッド面上に配設したスラリー供給管９からスラリーをパッド面上に供給し、被研磨材Ｗの研磨パッド接触面をスラリー及び研磨パッド３によって研磨していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、平面表示装置は、大型化の傾向にある。一方で、加工熱の影響を受け易い下定盤を、高い平面度を維持しながら大型化させるのにも限界がある。例えば、９００ｍｍ×７００ｍｍの大型の被研磨材を研磨する場合においても、現在のところ下定盤の直径はφ１７００ｍｍ程度が熱影響に耐えて高い平面度を維持する上での限度となっている。このような状況下において、上記の大型の被研磨材を研磨した場合には、パッド面上を移動する被研磨材によって常に接することとなる図６に示す研磨パッド３の被り領域１１が発生する。この被り領域１１は、常に被研磨材Ｗが接触することとなるため、スラリーが供給され難くなる。このようにして被研磨材の研磨面に、スラリー供給量の不均一があると、研磨ムラが生じ易くなって、均等な研磨結果が得難くなった。これに対し、被り領域に対してもスラリーの供給が可能となるように、上定盤を、下定盤に対してオーバーハングするように移動させれば、撓み等による他の理由から研磨ムラの生じ易くなる虞があった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、被研磨材によって常に接することとなる研磨パッドの被り領域に対してもスラリーが確実に供給され、研磨ムラが生じない研磨方法及び研磨機を提供し、もって、大きな被研磨材であっても均等な研磨結果が得られるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の研磨方法は、上面に研磨パッドを設けた下定盤を回転させ、板状の被研磨材を、上定盤によって回転させつつ研磨パッド面内で移動させながら該研磨パッド面上に押付け、同時に前記研磨パッド面上にスラリーを供給して前記被研磨材の研磨パッド接触面を研磨する研磨方法において、前記スラリーを、前記研磨パッドの下面側から該研磨パッドを通過させて研磨パッド面上へ供給することを特徴とする。
【０００７】
この研磨方法では、スラリーが、研磨パッドの下面側から研磨パッドを通過して研磨パッド面上へ供給され、被研磨材と研磨パッドとの間にスラリーが直接供給可能となる。これにより、被研磨材によって常に接することとなる研磨パッドの被り領域に対してもスラリーが確実に供給され、研磨ムラが生じ難くなる。
【０００８】
請求項２記載の研磨方法は、請求項１記載の研磨方法において、前記研磨パッドの面内で移動する前記被研磨材に常に接することとなる前記研磨パッドの被り領域におけるスラリー供給圧力を、他の領域のスラリー供給圧力より高めたことを特徴とする。
【０００９】
この研磨方法では、研磨パッドの被り領域におけるスラリー供給圧力が、他の領域のスラリー供給圧力より高くなり、常に被研磨材が接触することで吐出抵抗が増大してスラリー供給量の減少しがちであった被り領域においても、他の領域と同量のスラリーが供給可能となる。これにより、研磨パッド面上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなる。
【００１０】
請求項３記載の研磨方法は、請求項１記載の研磨方法において、前記被研磨材の移動によって表出する前記研磨パッドのスラリー供給領域を覆う枠状のリテーナを、前記被研磨材の周囲に嵌装し、前記上定盤によって前記被研磨材と同じ押付け力で前記研磨パッド面上に押付けることを特徴とする。
【００１１】
この研磨方法では、被研磨材の移動によって表出する研磨パッド面を覆うリテーナが被研磨材の周囲に嵌装され、このリテーナが上定盤によって被研磨材と同じ押付け力でパッド面上に押付けられ、スラリー供給領域となる研磨パッド面が常に被研磨材又はリテーナのいずれかに常に接触することとなる。これにより、パッド面のスラリー吐出抵抗が均一となり、研磨パッド面上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなる。
【００１２】
請求項４記載の研磨機は、上面に研磨パッドを設けた下定盤を回転させ、板状の被研磨材を、上定盤によって回転させつつ研磨パッド面内で移動させながら該研磨パッド面上に押付け、同時に前記研磨パッド面上にスラリーを供給して前記被研磨材の研磨パッド接触面を研磨する研磨機において、前記スラリーの通過可能な複数の通過手段を前記研磨パッドに設け、該研磨パッドと前記下定盤との間に該研磨パッドと略同面積の中空部を形成し、スラリー圧送手段と該中空部とをスラリー供給配管で接続したことを特徴とする。
【００１３】
この研磨機では、研磨パッドと略同面積の中空部に所定圧力のスラリーが満たされることにより、研磨パッドの下面全体が均等な圧力のスラリーで加圧されることになる。これにより、全ての通過手段からスラリーが均等に吐出して供給可能になる。また、研磨パッドの下面全体が均等な圧力のスラリーで加圧されるので、被研磨材の押付けによる研磨パッドの押下方向の撓み等が防止され、研磨パッド面が平坦化される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る研磨方法及び研磨機の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態に係る研磨方法の説明図である。なお、以下の各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は簡略し或いは省略するものとする。
【００１５】
本実施の形態による研磨方法に用いる研磨機２１は、図示しない回転軸に、円板状の下定盤２３の中心部が支持されている。つまり、下定盤２３は、この回転軸の回転駆動によって略水平となって回転する。下定盤２３の上面には、例えば、合成樹脂繊維、不織布、或いは硬質ウレタン等からなる研磨パッド２５を貼着している。
【００１６】
この研磨パッド２５には、下面側から上面側へとスラリーを通過させる通過手段が設けられている。この通過手段は、例えば研磨パッド２５がフェルト状の合成繊維からなるものである場合には、この繊維同士の間の間隙とすることができる。したがって、この場合には、スラリーは、研磨パッド２５の全面から浸透するように通過する。また、通過手段は、研磨パッド２５が多孔質材料からなる場合には、この微細孔であってもよい。この場合においても、スラリーは、研磨パッド２５の全面から通過する。さらに、通過手段は、研磨パッド２５に貫通して穿設した複数の吐出孔であってもよい。この場合の吐出孔は、多数のものを不規則に離散させたもの、格子状に点在させたもの、放射状に散在させたもの、或いは複数の同心円の円周方向に、所定間隔で配設したもの等とすることができる。本実施の形態では、この通過手段として、同心円の円周方向に、所定間隔で複数配設された吐出孔２７の場合を例に説明する。
【００１７】
下定盤２３の上方には、研磨パッド２５に対向して中心軸の偏芯した上定盤２９を配設している。上定盤２９は、図示しない定盤駆動機構によって回転駆動（自転）されると共に、研磨パッド面２５ａに沿って移動されるようになっている。この移動は、直線往復移動、或いは任意の回動点を中心とした円弧状の軌跡となる揺動移動であってもよい。この上定盤２９は、下面に、被研磨材Ｗを保持する図示しない保持部を有している。
【００１８】
上定盤２９と研磨パッド２５との間には、スラリー供給溝３１を形成している。スラリー供給溝３１は、各吐出孔２７と連通して、かつ相互が接続されるように、同心円状の複数の周溝と、下定盤２３の回転中心から半径方向に放射状に延在する直溝からなる。このスラリー供給溝３１は、一箇所、或いは複数箇所でスラリー供給路３３に接続している。このスラリー供給路３３は、下定盤２３の本体中に穿設され、例えば下定盤２３を回転自在に支承する上記の回転軸を介して外部へと導出されている。外部へ導出されたこのスラリー供給路３３は、図示しないスラリー圧送手段に接続されたスラリー供給配管３５と接続する。
【００１９】
したがって、スラリー圧送手段からのスラリーがスラリー供給配管を介してスラリー供給路３３に達すると、スラリーは、吐出孔２７に沿うにようにして形成したスラリー供給溝３１の全域に行き渡り、内部に残留していた空気を吐出孔２７から排気した後、均一な圧力となって、それぞれの吐出孔２７から同一流量で吐出される。このため、吐出孔２７は、研磨パッド２５の任意な位置で、単位面積あたりの供給量が等しくなるように、その内側の同心円上のものと、外側の同心円上のものとでその配設間隔を異なるものとすることが好ましい。
【００２０】
このように構成される研磨機２１を用いた研磨方法を説明する。
まず、被研磨材Ｗは、上定盤２９の下面に設けられた付着シート（図示せず）に付着される。そして、被研磨材Ｗは下面を研磨パッドに当接させられる。この状態で、スラリー圧送手段を駆動し、スラリーをスラリー供給配管３５、スラリー供給路３３を介してスラリー供給溝３１に圧送する。
【００２１】
次いで、上定盤２９の研磨パッド２５への押圧圧力を調節しつつ、被研磨材Ｗを回転させるとともに、研磨パッド２５を自転させる。この状態で、スラリーは、研磨パッド２５の下面側から、研磨パッド２５を通過して研磨パッド面２５ａ上へ供給されている。したがって、スラリーは、研磨パッド面２５ａの全面から吐出されるので、移動する被研磨材Ｗによって常に接することとなる研磨パッド面２５ａの被り領域３６においても供給されることになる。
【００２２】
このように、上記の研磨機２１及び研磨方法によれば、スラリーを、研磨パッド２５の下面側から研磨パッド２５を通過させて研磨パッド面２５ａ上へ供給するので、被研磨材Ｗと研磨パッド２５との間にスラリーを直接供給することができる。この結果、被研磨材Ｗによって常に接することとなる研磨パッド２５の被り領域３６に対してもスラリーが確実に供給され、研磨ムラが生じ難くなって、大きな被研磨材Ｗであっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００２３】
次に、本発明の第二の実施の形態に係る研磨方法を説明する。
図２は本発明の第二の実施の形態に係る研磨方法の説明図である。
この実施の形態による研磨機４１は、研磨パッド面２５ａの被り領域３６に配設した吐出孔２７ａ、その他の領域に配設した吐出孔２７ｂとは、それぞれ別系統のスラリー供給溝３１ａ、３１ｂ、スラリー供給路３３ａ、３３ｂ、スラリー供給配管３５ａ、３５ｂに接続されている。そして、スラリー供給配管３５ａ、３５ｂには、異なる圧力のスラリーが供給できるようになっている。
【００２４】
これにより、本実施の形態では、移動する被研磨材Ｗによって常に接することとなる研磨パッド面２５ａの被り領域３６に対応した吐出孔２７ａに、他の領域における吐出孔２７ｂより高いスラリー供給圧力を加えている。即ち、被り領域３６におけるスラリー供給圧力が、他の領域のスラリー供給圧力より高められている。
【００２５】
スラリー供給配管３５ａ、３５ｂに、異なる圧力を供給する手段としては、一つのスラリー圧送手段を用い、スラリー供給配管３５ａ、３５ｂを差圧弁を介して接続する構成、或いはスラリー供給配管３５ａ、３５ｂに別体のスラリー圧送手段にてスラリーを圧送する構成等が挙げられる。他の構成は、上記の研磨機２１と同様となっている。
【００２６】
この実施の形態による研磨機４１によれば、被研磨材Ｗによって常に接することとなる研磨パッド２５の被り領域３６におけるスラリー供給圧力を、他の領域のスラリー供給圧力より高めたので、常に被研磨材Ｗが接触することで吐出抵抗が増大し、スラリー供給量の減少しがちであった被り領域３６においても、他の領域と同量のスラリーが供給可能となる。これにより、研磨パッド面２５ａ上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなり、大きな被研磨材Ｗであっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明に係る第三の実施の形態に係る研磨方法を説明する。
図３は本発明の第三の実施の形態に係る研磨方法の説明図、図４は第三の実施の形態に係る研磨方法を説明する平面図である。
この実施の形態による研磨機５１は、被研磨材Ｗの移動によって表出する研磨パッド２５のスラリー供給領域５３を覆う枠状のリテーナ５５を、被研磨材Ｗの周囲に嵌装している。そして、このリテーナ５５は、上定盤２９によって被研磨材Ｗと同じ押付け力で、研磨パッド面２５ａ上に押付けられるようになっている。このリテーナ５５は、研磨時には研磨パッド２５に当接され、下面で研磨パッド２５を押圧して被研磨材Ｗの外周近傍における研磨パッド２５の変形を抑えて、研磨パッド２５の研磨精度を確保するようにも作用している。
【００２８】
この研磨機５１を用いた研磨方法によれば、被研磨材Ｗの移動によって表出する研磨パッド面２５ａを覆う枠状のリテーナ５５を、被研磨材Ｗの周囲に嵌装し、このリテーナ５５を上定盤２９によって被研磨材Ｗと同じ押付け力で研磨パッド面２５ａ上に押付けるので、被研磨材Ｗの移動によって表出するスラリー供給領域５３が常に被研磨材Ｗ又はリテーナ５５に接触し、研磨パッド面２５ａのスラリー吐出抵抗を均一にすることができる。この結果、研磨パッド面２５ａ上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなり、大きな被研磨材Ｗであっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００２９】
次に、本発明の第四の実施の形態に係る研磨機を説明する。
図５は本発明の第四の実施の形態に係る研磨機の説明図である。
この実施の形態による研磨機６１は、上記したように、スラリーの通過可能な複数の吐出孔２７を研磨パッド２５に設けてある。また、この研磨パッド２５と下定盤２３との間には、研磨パッド２５と略同面積の中空部６３を形成している。即ち、研磨パッド２５は、フローティング構造によって支持されている。この中空部６３には、スラリー圧送手段からのスラリー供給配管３５が接続されている。
【００３０】
下定盤２３は、スラリー圧送手段から中空部６３にスラリーを流入させることによって、中空部６３内の圧力を調節し、被研磨材Ｗへの押付け圧力を調節可能としている。この場合、上定盤２９の被研磨材は、図示しないダイヤフラム等によって支持されて上下方向に変位可能となっている。そして、被研磨材Ｗの研磨パッド２５への押圧圧力を調節しつつ、下定盤２３を回転させると共に、上定盤２９を自転かつ移動させて被研磨材Ｗを研磨する。
【００３１】
この研磨機６１によれば、研磨パッド２５と下定盤２３との間に研磨パッド２５と略同面積の中空部６３を形成し、スラリー圧送手段と中空部６３とをスラリー供給配管３５で接続したので、研磨パッド２５と略同面積の中空部６３に所定圧力のスラリーが満たされることになり、研磨パッド２５の下面全体を均等な圧力のスラリーで加圧することができる。これにより、全ての吐出孔２７からスラリーを均等に供給することができる。また、研磨パッド２５の下面全体を均等な圧力のスラリーで加圧するので、研磨パッド２５の撓み等を防止して、研磨パッド面２５ａを平坦化させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の研磨方法によれば、スラリーを、研磨パッドの下面側から研磨パッドを通過させて研磨パッド面上へ供給するので、被研磨材と研磨パッドとの間にスラリーを直接供給することができる。この結果、被研磨材によって常に接することとなる研磨パッドの被り領域に対してもスラリーが確実に供給され、研磨ムラが生じ難くなって、大きな被研磨材であっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００３３】
請求項２記載の研磨方法によれば、被研磨材によって常に接することとなる研磨パッドの被り領域におけるスラリー供給圧力を、他の領域のスラリー供給圧力より高めたので、常に被研磨材が接触することで吐出抵抗が増大し、スラリー供給量の減少しがちであった被り領域においても、他の領域と同量のスラリーが供給可能となり、研磨パッド面上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなり、大きな被研磨材であっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００３４】
請求項３記載の研磨方法によれば、被研磨材の移動によって表出する研磨パッド面を覆う枠状のリテーナを、被研磨材の周囲に嵌装し、このリテーナを上定盤によって被研磨材と同じ押付け力でパッド面上に押付けるので、スラリー供給領域となる研磨パッド面が常に被研磨材又はリテーナに接触し、パッド面のスラリー吐出抵抗を均一にすることができる。この結果、研磨パッド面上への均等なスラリーの供給が可能となって、研磨ムラが生じ難くなり、大きな被研磨材であっても均等な研磨結果を得ることができる。
【００３５】
請求項４記載の研磨方法によれば、スラリーの通過可能な複数の通過手段を研磨パッドに設け、研磨パッドと下定盤との間に研磨パッドと略同面積の中空部を形成し、スラリー圧送手段と中空部とをスラリー供給配管で接続したので、研磨パッドと略同面積の中空部に所定圧力のスラリーが満たされることになり、研磨パッドの下面全体を均等な圧力のスラリーで加圧することができる。これにより、全ての通過手段からスラリーを均等に供給することができる。また、研磨パッドの下面全体を均等な圧力のスラリーで加圧するので、撓み等を防止して、研磨パッド面を平坦化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る研磨方法の説明図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る研磨方法の説明図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態に係る研磨方法の説明図である。
【図４】第三の実施の形態に係る研磨方法を説明する平面図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態に係る研磨機の説明図である。
【図６】従来の研磨機を用いた研磨方法の説明図である。
【符号の説明】
２１、４１、５１、６１…研磨機
２３…下定盤
２５…研磨パッド
２５ａ…研磨パッド面
２７…吐出孔（スラリーの通過可能な通過手段）
２９…上定盤
３５…スラリー供給配管
３６…被り領域
５３…スラリー供給領域
５５…リテーナ
６３…中空部
Ｗ…被研磨材
【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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