(57)【要約】【課題】大型ガラス基板、薄板ガラス基板の吸着パッドからの剥離を容易とし、即ち、剥離時の反りによるガラス基板の割れを防止すると共に、ガラス基板の剥離に用する時間を短くする。【解決手段】ガラス基板を吸着保持して研磨するための吸水性を有する多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドであって、吸着面側より径０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の細孔を、１ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の間隔であけることによって、吸着パッドのガラス基板に対する吸着力を調整することで、ガラス基板の剥離性を改善したことを特徴とするガラス基板を吸着保持して研磨するための吸着パッド。【選択図】  図１
2004154920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を吸着保持して研磨するための吸水性を有する多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドであって、吸着面側より径、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の細孔を、１ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の間隔であけることによって、吸着パッドのガラス基板に対する吸着力を調整することで、研磨後のガラス基板の剥離性を改善したことを特徴とするガラス基板を吸着保持して研磨するための吸着パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状体、液晶ディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板または磁気ディスク用ガラス基板、特に液晶ディスプレイ用ガラス基板の片側を吸着保持して研磨するための吸着パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、磁気ディスク用ガラス基板等、板状体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、片面研磨または両面研磨される。
【０００３】
片面研磨におけるガラス基板の保持方法には、テンプレート式およびノンプレート式がある。
【０００４】
テンプレート式は、片面研磨装置において、定盤に吸着されたスエード状のパッドにガラス基板を密着させ、ガラス基板を保持するための開口穴を有する硬質の樹脂枠内にガラス基板を保持する方法である。保持した状態のガラス基板に研磨布を摺接して研磨する際に、樹脂枠によってガラス基板がずれることを防止でき、スエード状のパッドに密着させたガラスの保持力が小さいため、研磨後のガラス基板の剥離が容易であり、剥離時のわれ等の不具合が生じにくいという長所を有する。しかしながら、樹脂枠を用いたことに起因するガラスエッヂ部の研磨異常および欠け等が発生し易いという短所を有する。
【０００５】
ノンテンプレート式は、片面研磨装置において、加圧定盤に貼着された微小空泡を有する多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドを吸水させて、その平滑な吸着面に加圧ローラ等の押圧手段でガラス基板を押しつけることで、吸着させて保持する方法である。吸着パッドにガラス基板を保持させることが容易であり、保持した状態のガラス基板に研磨布を摺接して研磨した後に、樹脂枠を用いたことに起因するガラスエッヂ部の研磨異常および欠け等の発生の懸念がないという長所を有する。しかしながら、研磨後に吸着パッドに吸着保持されたガラス基板を剥離する際に、ガラス基板が薄く反るために剥離動作が速すぎるとガラス基板が破損し易いという短所を有している。
【０００６】
近年、例えば、液晶テレビ、パーソナルコンピュータ用液晶ディスプレイの画面サイズは大きくなってきており、液晶パネルはフロート法等で製造後に研磨され、液晶パネルとするためのフォトリソ工程等を経た１枚の薄い大板ガラスから、パネルサイズに切断して多面取りされた後、製造される。このため、研磨工程において、研磨される液晶用ガラス基板は大型化してきている。
【０００７】
ガラス基板の大型化に従い、樹脂枠を用いず、多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドにガラス基板を吸着させて保持するノンテンプレート式のガラス基板の保持方法が、片面研磨において主流となってきているが、研磨後にガラス基板を吸着パッドから剥がす際、ガラス基板サイズが大きいほど、薄いほど割れ易く、剥離に時間がかかるようになってきている。
【０００８】
このことの対策として、例えば、特開２０００−８４８４４号公報（特許文献１）には、上側の可撓自在な定盤でガラス基板の全面を保持し、定盤を可撓手段で撓ませてガラス基板を下側の研磨テーブル上の吸着パッドから剥離させていき、定盤を退避手段で研磨テーブルから退避移動させることで、ガラス基板を研磨テーブルから自動で剥離するガラス基板の吸着パッドからの剥離方法およびその装置が開示されている。
【０００９】
また、特開２０００−９４３１９号公報（特許文献２）には、ガラス基板の一方側を吸着パッドによって保持した後、ガラス板の他方側と吸着パッドとの境界部に向けて圧縮エアを噴出し、ガラス板を浮上させ、そして、浮上したガラス板と吸着パッドとの隙間に水滴を供給して吸着パッドの吸着力を無くすことで、ガラス板を吸着パッドから自動で剥離するガラス基板の吸着パッドからの剥離方法およびその装置が開示されている。
【００１０】
本発明は、吸着パッドのガラス基板に対する吸着力に着目し、吸着パッドのガラス基板に対する吸着力を調整することで、研磨後に剥離する際のガラス基板の剥離性を改善することを目的とする。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−８４８４４号公報
【特許文献２】
特開２０００−９４３１９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ガラス基板の大型化に従い、樹脂枠を用いず、多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドにガラス基板を吸着させて保持するノンテンプレート式のガラス基板の保持方法が、片面研磨において主流となってきているが、研磨後にガラス基板を吸着パッドから剥がす際、ガラス基板のサイズが大きいほど、薄いほど割れ易くなり剥離に時間がかかるという問題があった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題を解決するために発明されたものであり、研磨後の大型ガラス基板、薄板ガラス基板の吸着パッドからの剥離を容易とし、即ち、剥離時の反りによるガラス基板の割れを防止すると共に、ガラス基板の剥離に用する時間を短くすることを目的とする。
【００１４】
通常、吸着パッドは、多孔質ウレタン樹脂からなり、内部に多数の空隙を有し、空隙のサイズが、吸着面に近づくほど細かくなる緻密な構造であり、吸着面は微小空隙を有するが平滑に仕上げられている。特に、吸着面の表面層は、空隙のサイズが細かく緻密となっている。
【００１５】
本発明者らが、ガラス基板を吸着パッドに吸着した保持した状態で、連続的にガラス基板を研磨しつつ、その吸着面を観察したところ、ガラス基板が吸着保持された後、研磨される際に研磨布に押圧されることで、研磨枚数が多くなるほど吸着面の微小空隙が塞がれて、水分をはじき易くなっていくことが判った。
【００１６】
このため、吸着パッドに水分を吸収させるために、吸着パッドにガラス基板を吸着する前に行っている調湿工程で吸着パッドの吸着面より吸収される水分量が少なくなり吸着力が強くなりすぎるとともに、研磨終了後にガラス基板を片側より吸着パッドから剥がして全体を剥離する際に、ガラスと吸着パッドの間に空気が入り辛くなり、ガラスが反る際に無理な力がかかり破損が生じる。
【００１７】
尚、前記調湿工程における吸着パッドへの水分の吸収は、吸着パッドを加圧ローラで押圧しつつスプレーにて水を噴射し、バックパッドに水を吸収させている。
【００１８】
調湿工程で吸着パッドの吸着面より吸収される水分量が少なくなることによる前述の問題を解決する手段を本発明者らが鋭意検討したところ、吸着パッドに吸着面側より多数の細孔をあけて、調湿工程で吸着パッドに水分が吸収されやすくすることが効果的であることがわかった。但し、吸着パッド中の水分量が多すぎると、ガラス基板に対する吸着力が弱くなり、研磨作業中に吸着パッドに吸着されたガラス基板がずれるという問題を生じる。
【００１９】
即ち、本発明は、ガラス基板を吸着保持して研磨するための吸水性を有する多孔質軟質樹脂からなる吸着パッドであって、吸着面側より径０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下の細孔を、１ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の間隔であけることによって、吸着パッドの板状体に対する吸着力を調整することで、研磨後の板状体の剥離性を改善したことを特徴とするガラス基板を吸着保持して研磨するための吸着パッドである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
前記水分量は、吸着パッドの吸着面から多数あける細孔の大きさとその間隔を調整することで制御できる。尚、細孔の形状は円形があけ易いが、別の形であってもかまわない。吸着パッドに吸収される水分量を少なくするには、細孔の径を小さくし、細孔の間隔を広くすれば良い。反対に、吸着パッドに吸収される水分量を多くするためには、細孔の径を大きくし細孔の間隔を狭くすればよい。尚、本発明でいうところの細孔の径とは、細孔の最大径と最小径とを足して２で割った平均径をいう。
【００２１】
細孔の径と間隔の組み合わせは種々考えられ、吸着パッドに吸着されるガラス基板の大きさ、厚み等を考慮して、それと見合うような吸着力となるように選定すればよい。
【００２２】
しかしながら、細孔の径が０．１ｍｍより小さいと、調湿工程で吸収される水分量にさして変化を与えず、吸着力の調整が困難となる。一方、細孔の径が１ｍｍより大きいと、調湿後の吸着パッド中の水分量が多くなり、ガラス基板に対する吸着力が弱くなり研磨作業中に吸着パッドに吸着されたガラス基板がずれるという問題を生じる。
【００２３】
一方、細孔の間隔が１ｍｍより小さいと、調湿後の吸着パッド中の水分量が多くなり、ガラス基板に対する吸着力が弱くなる。細孔の間隔が１５０ｍｍより大きいと、吸着パッドに吸着される水分量が、細孔の周囲は多く、細孔間は少なくなり、吸着力に分布が生じて、研磨後のガラス基板を剥離する際にスムーズに剥離し難い。
【００２４】
よって、本発明において吸着パッドにあける細孔の好適な径は、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下であり、好適な間隔は１ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下である。尚、細孔の深さは、前述の吸着パッドの表面層より深ければよく、吸着パッドを貫通していても、貫通していなくても、どちらでも良い。また、吸着パッドの細孔をあける部位は全面でなくてもよいが、少なくとも、ガラス基板が吸着する部位に吸着力を調整可能なようにあける必要がある。研磨後のガラス基板を剥がし易いように、細孔の径、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下、間隔、１ｍｍ以上、１５０ｍｍ以下の範囲内で、細孔の径、間隔に、吸着パッドの吸着面内で分布をもたせても構わない。
【００２５】
本発明における吸着パッドの材料である多孔質軟質樹脂としては、多孔質ウレタン樹脂が挙げられる。
【００２６】
以下、本発明の実施の一例を説明する。
（吸着パッド）
図１は、吸着パッドの拡大断面図である。
【００２７】
図１に示すように、吸着パッド１は内部に多数の空隙３を有し、空隙３のサイズが、吸着面４に近づくほど細かくなる緻密な構造であり、吸着面４は微小空隙を有するが平滑に仕上げられている。特に、吸着面４の表面層５は、空隙３のサイズが細かく緻密な層となっている。吸着面側より細孔２をあけ、細孔２の径および間隔６を調整して、ガラス基板に対する吸着パッド１の吸着力を制御する。（片面研磨装置）
図２は、実施例で使用した片面研磨装置の主要部の側面図である。
【００２８】
図２に示すように、ガラス基板Ｇを片面研磨する際は、上側に加圧定盤７を配し、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８を回転させることによって研磨する。詳しくは、加圧定盤７の下面に、両面粘着シート９で吸着パッド１を貼り付け、更に、吸着パッド１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１への固定は吸着パッド１に水を含ませ、ガラス基板Ｇを図示しない加圧ローラ等で押圧しつつ接触させると、ガラス基板Ｇが吸着され、吸着パッド１に保持される。自転軸１１を中心に自転可能な加圧定盤７を加圧し、保持されたガラス基板Ｇの下面側である研磨面を、回転駆動軸１２を中心に回転する研磨盤８に、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に懸濁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９’で貼り付けた研磨布１０に加圧し押しつけることで研磨加工を行う。
【００２９】
【実施例】
市販の、多孔質ウレタン樹脂からなる吸着パッド１（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））の吸着面４側よりミシン針で径０．８ｍｍの細孔２を間隔１５０ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、２５ｍｍ、１５ｍｍ、５ｍｍ、または２ｍｍとなるように全面にあけて、径１３００ｍｍの加圧定盤７に両面粘着シート９で貼り付けた後、加圧ローラで押圧しつつスプレーにて水を噴射し、吸着パッドに水分を吸収させた。
【００３０】
その後、吸着パッド１に加圧ローラを用いて、厚み、０．７ｍｍ、サイズ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍのガラス基板Ｇを貼り付け、酸化セリウムからなる研磨砥粒を水に懸濁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を加圧定盤７にて研磨布１０に押しつけ、１分間、研磨を行った。
【００３１】
図３は、吸着パッドよりガラス基板を剥離している様子を示す側面図である。
【００３２】
研磨後、加圧定盤７を移動させて、図３に示すように、吸着パッド１に吸着した状態でガラス基板Ｇを保持具１４に付設した複数の吸盤１３、１３’で吸着し、吸着パッド１とガラス基板Ｇとの間にスプレーガン１５で水を噴射しつつ供給し、ガラス基板Ｇの片側を吸盤１３で下方に引くことによって、吸着パッド１からガラス基板Ｇを剥離させる際に、各々の間隔に細孔２をあけた吸着パッド１より、ガラス基板Ｇを破損させることなしに剥離させるに用する時間を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2004154920.tif 000003
【００３４】
表１に示すように細孔径０．８ｍｍの吸着パッド１に、厚み、０．７ｍｍ、サイズ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍのガラス基板Ｇを吸着し研磨した後、ガラス基板Ｇを破損させることなしに剥離させるに用する時間は、細孔間隔１５０ｍｍ以下で、細孔がない吸着パッドを用いた場合の１３２秒に比較し短くなり、特に細孔間隔１５ｍｍで研磨中に基板がずれることなく、最短の２８秒が得られた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラスを吸着する吸着パッドの表面に細孔をあけることで、研磨作業前の調湿工程で吸着パッド中に吸収される水分量が調整でき、研磨作業中に吸着パッドよりずれない程度の吸着力で研磨し、ガラス基板を破損させることなく研磨作業後の剥離を短時間で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】吸着パッドの拡大断面図である。
【図２】実施例で使用した片面研磨装置の主要部の側面図である。
【図３】吸着パッドよりガラス基板を剥離している様子を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｇ            ガラス基板
１            吸着パッド
２            細孔
３            空隙
４            吸着面
５            表面層
６            間隔
７            加圧定盤
８            研磨盤
９、９’            両面粘着シート
１０          研磨布
１１          自転軸
１２          回転駆動軸
１３、１３’    吸盤
１４          保持具
１５          スプレーガン
【図１】
2004154920.tif 000004
【図２】
2004154920.tif 000005
【図３】
2004154920.tif 000006