(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ガラス基板の表面を研磨する片面研磨工程において、研磨後のガラス基板の研磨面に凹凸、即ち研磨ムラが発生することを防止する。【解決手段】多孔質樹脂製の発泡シートからなるバックパッド１により保持したガラス基板を回転する研磨盤上の研磨布４に加圧定盤５で押圧して、板状体表面を研磨する片面研磨装置に使用するバックパッド１の表面凹凸の矯正方法であって、該片面研磨装置で加圧定盤５の下面側に貼着したバックパッド１に矯正板２の平滑な面を密着固定して矯正板２のもう片方の面を研磨することで、矯正板２の平滑な面の平滑性を転写させてバックパッド表面１を均一に平滑にすることを特徴とするバックパッド１の表面凹凸の矯正方法。【選択図】　図１
2004090124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質樹脂製の発泡シートよりなるバックパッドによって保持したガラス基板を回転する研磨盤上の研磨布に加圧定盤にて押圧して、ガラス基板表面を研磨する片面研磨装置に使用するバックパッドであって、該片面研磨装置で加圧定盤の下面側に貼着したバックパッドに矯正板の平滑な面を密着させて保持して矯正板のもう片方の面を研磨することで、矯正板の平滑な面の平滑性が転写されてバックパッド表面が平滑にされてなることを特徴とするバックパッド。
【請求項２】
多孔質樹脂製の発泡シートよりなるバックパッドによって保持したガラス基板を回転する研磨盤上の研磨布に加圧定盤にて押圧して、ガラス基板表面を研磨する片面研磨装置に使用するバックパッドの表面凹凸の矯正方法であって、該片面研磨装置で加圧定盤の下面側に貼着したバックパッドに矯正板の平滑な面を密着させて保持して矯正板のもう片方の面を研磨することで、矯正板の平滑な面の平滑性を転写させてバックパッド表面を均一に平滑にすることを特徴とするバックパッドの表面凹凸の矯正方法。
【請求項３】
表面が平滑な矯正板が板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のガラス基板であることを特徴とする請求項２に記載のバックパッドの表面凹凸の矯正方法。
【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用基板等の薄板状ガラス基板の片側を支持し、その反対側の表面を研磨する片面研磨装置に用いるバックパッドとその表面凹凸の矯正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ用基板等の薄板状ガラス基板の、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、これらの基板は、表面研磨して平滑な面に加工される。
【０００３】
従来、一般的に行われているオスカー式研磨機等による片面研磨は、上側の加圧定盤に、基板が収まる開口穴を開けた基板ホルダーを貼り付け、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材を水に懸濁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面に貼着した研磨布に片面を押しつけて、研磨加工する方法で行われている。
【０００４】
尚、オスカー式研磨機においては、上側の加圧定盤と下側の研磨盤の揺動運動および回転によって基板の研磨面を均一に研磨している。即ち、通常、加圧定盤は揺動自在なアームに自転可能に取り付けられ、この加圧定盤には基板を保持するための保持具が取り付けられている。
【０００５】
この保持具は、加圧定盤の下面側に接着材または粘着材によって貼着される発泡弾性体等のバックアップ部材とバックアップ部材の下面側に接着材によって貼着されるベークライト等の保持板、即ち、基板ホルダーよりなる。この基板ホルダーの中央部には、基板の大きさおよび形状に合わせた形状の開口穴が形成されている。基板が基板ホルダーに開けられた開口穴に保持された状態で、基板の下側の、研磨布を貼り付けた研磨盤を回転させ、研磨布に加圧定盤で基板の研磨面を押圧し研磨を行う。
【０００６】
例えば、特開平５−１２３９６３号公報に示される液晶用大型マスク基板のように無欠陥、高精度が要求される場合は加圧定盤側に軟質の布を貼り付けるという方法が開示されている。
【０００７】
また、特開平６−２３８５５９号公報には、基板ホルダー側面部にまで軟質の布を貼り付け基板の端面部におけるクラック、割れ、キズの発生を防止する方法が開示されている。
【０００８】
更に、特開平７−１３６９２７号公報には、軟質の布に親水性物質を塗り布の乾燥をなくし布の劣化を抑制し交換による工数を削減する方法が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ディスプレイ用ガラス基板等の薄板状ガラス基板は高精度な表面平滑性が要求されるが、片面研磨をした際、研磨後の基板表面に凹凸ムラが発生し、製品規格外の表面平滑性となり、生産に支障を来す場合があるという問題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討した結果、研磨に用いるバックパッド表面に存在する凹凸の程度と、研磨後の基板表面の凹凸ムラとに相関関係があることを見出した。バックパッドには通常、連続気泡を有する発泡ウレタン樹脂が用いられているが、この表面には数μｍ〜数十μｍの高さで、ピッチが２０ｍｍ〜３０ｍｍである凹凸が存在しており、これら凹凸が基板を加圧研磨するときに、薄板状ガラス基板の研磨面に転写しガラス基板の表面平滑性に悪影響することが判った。
【００１１】
本発明は、以上のような問題を解決するために、剛性の高く表面の滑らかで、即ち、表面平滑性に優れた矯正板を薄板状ガラス基板の代わりに用い、片面研磨装置で研磨することで矯正板表面の優れた表面平滑性をバックパッド表面に転写させ、予め表面凹凸を矯正したバックパッドを薄板状基板の研磨作業に使用することで、研磨後の薄板状基板の研磨面に優れた平面平滑性を得るものであり、研磨作業における品質向上、生産性向上、コストダウン等に寄与できるバックパッドおよびその表面凹凸の矯正方法を提供するものである。
【００１２】
本発明は、多孔質樹脂製の発泡シートよりなるバックパッドによって保持したガラス基板を回転する研磨盤上の研磨布に加圧定盤にて押圧して、ガラス基板表面を研磨する片面研磨装置に使用するバックパッドであって、該片面研磨装置で加圧定盤の下面側に貼着したバックパッドに矯正板の平滑な面を密着させて保持して矯正板のもう片方の面を研磨することで、矯正板の平滑な面の平滑性が転写されてバックパッド表面が平滑にされてなることを特徴とするバックパッドである。
【００１３】
更に、本発明は、多孔質樹脂製の発泡シートよりなるバックパッドによって保持したガラス基板を回転する研磨盤上の研磨布に加圧定盤にて押圧して、ガラス基板表面を研磨する片面研磨装置に使用するバックパッドの表面凹凸の矯正方法であって、該片面研磨装置で加圧定盤の下面側に貼着したバックパッドに矯正板の平滑な面を密着させて保持して矯正板のもう片方の面を研磨することで、矯正板の平滑な面の平滑性を転写させてバックパッド表面を均一に平滑にすることを特徴とするバックパッドの表面凹凸の矯正方法である。
【００１４】
更に、本発明は、表面が平滑な矯正板が板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下のガラス基板である上記のバックパッドの表面凹凸の矯正方法である。
【００１５】
本発明者が鋭意調査したところ、ガラス基板を保持するバックパッドの表面には規則性のある筋状の凹凸があり、バックパッド表面の凹凸が研磨後のガラス基板に転写することが判った。即ち、研磨作業時にバックパッド表面の凸部で研磨圧が高くなり、凹部で研磨圧が低くなりガラス基板の研磨除去量が異なってくるために、バックパッドの表面凹凸が研磨後のガラス基板に転写する。
【００１６】
このバックパッドの表面凹凸は、剛性の高い板厚０．７ｍｍ以上のガラス基板を研磨する際には、特に基板の研磨面に転写することはなく問題はないが、研磨する基板の板厚が薄くなると基板の剛性が低くなり容易に変形するようになるために、バックパッドの表面凹凸に対応して研磨後のガラス基板表面に凹凸が発生する。
【００１７】
薄板状基板に発生する凹凸の傾向は、例えば、板厚０．５５ｍｍでは高精度の液晶ディスプレイ用ガラス基板の凹凸に対する要求値に対して許容されるレベルであるが、板厚０．４ｍｍでは許容されないレベルの凹凸が発生し、板厚０．３ｍｍ以下では許容レベルである要求値０．０５μｍ／１５ｍｍ以下を超えてしまう。　そこで、本発明者は、バックパッド表面の凹凸を矯正方法を発明し、特開平１１−１５１６６６号公報にて開示した。該方法はバックパッドを定盤の上に乗せた後、矯正板をバックパッド上に置き、更に矯正板上におもりを乗せ加圧した状態で乾燥機等の加温装置内で加温することでバックパッド表面の凹凸を矯正する方法である。
【００１８】
本発明者は、更に、鋭意検討し、ガラス基板を研磨する片面研磨装置を用いて、ガラス基板を研磨する前に表面の滑らかな矯正板を研磨することで、バックパッドに矯正板の滑らかな面の平面平滑性を転写させて、バックパッドの表面凹凸を矯正する方法である本発明に至った。矯正板の滑らかな面は、片面であっても、両面であっても構わない。
【００１９】
本発明におけるバックパッドの表面凹凸の矯正方法は、矯正板の滑らかな面を表面凹凸のあるバックパッド表面に押接するものであって、研磨時の圧力、熱および水分によりバックパッドの表面が変形し矯正板を外した後も元に戻らない、即ち、弾性変形しないことを利用するものである。その際、研磨作業時の圧力、温度が高いほど矯正板の表面平滑性がバックパッド表面に転写する。また研磨時にバックパッドが水を含んでいることにより弾性変形が起こり易い。
【００２０】
本発明におけるバックパッドの表面凹凸の矯正方法は、ガラス基板の片面研磨装置を使用して行う方法であって、ガラス基板の研磨作業と同様な作業であるので研磨作業開始前の前作業として研磨作業の工程内に加えることができ、研磨作業と全く別の作業である特開平１１−１５１６６６号公報にて開示した方法に対し、作業性がよく何ら作業者の負担にならない。また乾燥機等の加熱装置を使用しない。
【００２１】
本発明に使用する矯正板は、通常の板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の片面研磨基板、両面研磨基板を使用することができるので、本発明で使用するものと同一の片面研磨装置で研磨した板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の研磨済ガラス基板を使用することができる。即ち、片面研磨装置を用い表面が滑らかな研磨済みの面をバックパッドに保持し反対側を研磨すればよい。矯正板が片面研磨装置で作製できるので、本発明の矯正方法を実施することは、研磨工程において容易である。
【００２２】
本発明に使用する矯正板は、板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の表面の滑らかなガラス基板を使用できる。板厚が０．７ｍｍより薄いと、剛性が不足しバックパッドの表面凹凸を矯正できない。板厚が１０ｍｍ以上では、通常用いられる基板サイズではガラス基板に重量があり、片面研磨装置において矯正板を研磨する際にバックパッドで支持できなくなる。矯正板はバックパッドの表面凹凸を除去できればガラス基板以外のものも考えられるが、柔らかすぎ研磨されやすいものは、研磨時に研磨布の目詰まりをひき起こし、またガラス基板であれば、研磨工程内で研磨した板厚０．７ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の表面の滑らかなガラス基板を使用できるので入手が容易である。
【００２３】
本発明のバックパッドを用い研磨するガラス基板の厚みは、板厚が厚いとガラス基板自身の剛性のため、ガラス基板はバックパッドの表面凹凸の影響を受けない。よって、本発明のバックパッドの表面凹凸の矯正方法による研磨後のガラス基板表面に発生する凹凸の抑制効果において、研磨するガラス基板の板厚が０．５５ｍｍ以下に対し基板表面の凹凸の抑制効果があり、特に効果があるのは板厚０．３ｍｍ以下である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に使用する片面研磨装置の主要部の側面図である。図３に示すように、加圧定盤５側にガラス基板３を保持するための基板ホルダーを用いない片面研磨設備において、ガラス基板３の片面を研磨する際、上側の加圧定盤５に貼着したバックパッド１と通称する多孔質軟質樹脂よりなる厚さ１ｍｍ程度の発泡シートに、ガラス基板３を密着させた状態で、該パックパッドと下側の研磨盤６に貼着した研磨布４の間に研磨対象であるガラス基板３を挟み込み、研磨液を供給しながら研磨布に押し付け、下側の研磨盤６を回転駆動軸８を中心に回転させることによって、ガラス基板３の片面を研磨する。
【００２５】
詳しくは、両面粘着シートを予め全面に貼ったバックパッド１を、加圧定盤５の下面側にもう一方の粘着面により貼り付けた後で、加圧ローラ等を用い、ガラス基板３の非研磨面側をバックパッド１の下面側に固定させる。バックパッド１に適量の水を含ませ、ガラス基板３を密着させると水の表面張力およびバックパッド１の粘性で、ガラス基板３がバックパッド１の下面側に固定される。
【００２６】
ガラス基板３が密着固定された状態で、両面粘着シートで研磨布４を貼り付けた研磨盤６を回転させ、研磨液を供給しながら、加圧定盤５で研磨布４にガラス基板３の研磨面側を押しつけバックパッド１に密着固定されたガラス基板３がずれない程度の研磨速度にて片面研磨を行う。研磨作業時に、研磨対象であるガラス基板３の表面とバックパッド１の間に水膜が生じるとガラス基板３の表面とバックパッド１の密着が悪くなり、バックパッド１の下面側に固定されたガラス基板３が滑る。水膜を生じさせないように、バックパッド１の表面および内部には微細な穴が開いている必要があり、バックパッド１の材質に表面および内部に微細な穴の開いた厚み１ｍｍ程度の多孔質樹脂よりなる発泡シートを使用する。バックパッド１には通常ウレタン樹脂が使用される。
【００２７】
図１は、本発明におけるバックパッドの矯正状態を示す片面研磨装置の側面図である。本発明におけるバックパッド１の表面凹凸の矯正方法は、ガラス基板３の片面研磨の場合と同様、上側に加圧定盤５を配し、矯正板２を挟み込み、下側の研磨盤６を回転させることによって研磨する。詳しくは、加圧定盤５の下面に両面粘着シートでバックパッド１を貼り付け、更に、バックパッド１の下面に矯正板２の滑らかな面側を密着固定する。矯正板２のバックパッド１への固定はバックパッド１に水を含ませ、図示しない加圧ローラ等を用い、矯正板２を密着させると水の表面張力およびバックパッド１の粘性で、矯正板２がバックパッド１に固定する。自転軸７を中心に回転可能な研磨用加圧盤５を加圧し、固定した矯正板２の下面側を、回転駆動軸８を中心に回転する研磨盤６に両面粘着シートで貼り付けた研磨布４に押しつけることで研磨加工を行う。
【００２８】
図２は、本発明の実施例において、矯正前の加圧定盤へ両面粘着シートを用いてバックパッドを貼着した状態の部分拡大断面図である。図２に示すように、矯正前のバックパッド１は加圧定盤５に両面粘着シート９で貼着した状態で、凸部の頂点ｘと凹部の頂点ｙの差である高さａ、および凸部と凸部の頂点の間隔であるピッチｂで示される表面凹凸を有している。
【００２９】
【実施例】
実施例１
バックパッド１の表面凹凸の矯正板２としての板厚１．８ｍｍの片面研磨ガラス基板の滑らかな研磨面側をバックパッド１の下面側に密着させて保持し、研磨圧１００ｇ／ｃｍ２の条件で酸化セリウムの微粉を懸濁させスラリーとした研磨液を供給しながら、研磨時間、なし、２５０秒、５００秒、７５０秒の研磨時間で、各々、図１に示す片面研磨装置を用い、研磨を実施した。その後、板厚１．８ｍｍの該ガラス基板をバックパッド１より剥がし、次いで、図３に示すように、板厚、０．３ｍｍ、サイズ、２２０ｍｍ×２６０ｍｍの基板３をバックパッド１の下面に密着固定させ、研磨圧１００ｇ／ｃｍ２の条件で、酸化セリウムの微粉を懸濁させスラリーとした研磨液を供給しながら、２５０秒間研磨した。表１に示す様に、研磨後の、板厚０．３ｍｍの基板３の表面粗さを表面粗さ計で測定した。板厚０．３ｍｍの基板３を研磨する前に、板厚１．８ｍｍの基板を矯正板２として、２５０秒以上研磨することで、板厚０．３ｍｍの基板３の研磨後の表面は滑らかとなり、高精度の液晶ディスプレイ用ガラス基板に対する表面粗さの目標値０．０５μｍ／１５ｍｍ以下となった。
【００３０】
【表１】
2004090124.tif 000003
【００３１】
実施例２
バックパッド１の平面凹凸の矯正板２として、板厚１．１ｍｍの片面研磨ガラス基板の滑らかな研磨面側をバックパッド１の下面側に密着させて保持し、研磨圧１００ｇ／ｃｍ２の条件で、酸化セリウムの微粉を懸濁させスラリーとした研磨液を供給しながら、研磨時間なし、２５０秒、５００秒、７５０秒の研磨時間で、各々、図１に示す片面研磨装置を用い研磨を実施した。その後、板厚１．１ｍｍの該ガラス基板をバックパッドより剥がし、次いで、図３に示すように、板厚、０．３ｍｍ、サイズ、２２０ｍｍ×２６０ｍｍの基板３をバックパッド１の下面に密着固定させ、研磨圧１００ｇ／ｃｍ２の条件で酸化セリウムの微粉を懸濁させスラリーとした研磨液を供給しながら、２５０秒研磨した。表２に示す様に、板厚０．３ｍｍの該基板３の、研磨後の表面粗さを表面粗さ計で測定した。板厚０．３ｍｍの基板３を研磨する前に板厚１．１ｍｍの基板を５００秒以上研磨することで、板厚０．３ｍｍの基板３の、研磨後の表面は滑らかとなり、高精度の液晶ディスプレイ用ガラス基板に対する表面粗さの目標値０．０５μｍ／２０ｍｍ以下となった。
【００３２】
【表２】
2004090124.tif 000004
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、バックパッドの表面凹凸を矯正する方法であり、本発明により研磨後のガラス基板、特に液晶ディスプレイ用ガラス基板に使用する研磨後のガラス基板の表面に発生する凹凸、即ち、研磨ムラは極めて小さくなり、高精度の液晶ディスプレイ用ガラス基板としての十分な表面平滑性が得られると共に、本発明は研磨工程内で実施できることより製品の品質向上、生産性向上、工程の作業性向上、およびコストダウン等に寄与する顕著な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるバックパッドの矯正状態を示す片面研磨装置の側面図である。
【図２】本発明の実施例において、矯正前の加圧定盤へ両面粘着シートを用いてバックパッドを貼着した状態の部分拡大断面図である。
【図３】本発明に使用する片面研磨装置の主要部の側面図である。
【符号の説明】
１　　　　　バックパッド
２　　　　　　　矯正板
３　　　　　ガラス基板
４　　　　　　　研磨布
５　　　　　加圧定盤
６　　　　　　　研磨盤
【図１】
2004090124.tif 000005
【図２】
2004090124.tif 000006
【図３】
2004090124.tif 000007