(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一辺の長さが１０００ｍｍ以上の板状体を保持する板状体保持手段と、
前記板状体保持手段に保持された前記板状体に対向して設置された研磨パッドと、を有し、
前記研磨パッドには、前記板状体の対向面に形成され前記研磨パッドと前記板状体との当接部にスラリーを供給する複数のスラリー供給孔と、前記板状体の対向面の中央部のみに形成され前記当接部に供給された前記スラリーを吸引するスラリー吸引孔とが形成されており、
研磨剤として砥粒を含むスラリーを貯留するスラリータンクと、
前記スラリータンクから、前記スラリー供給孔を介して、前記研磨パッドと前記板状体との当接部に前記スラリーを供給するスラリー供給手段と、
前記スラリー吸引孔を介して、前記当接部に供給された前記スラリーを吸引し、該吸引したスラリーを前記スラリータンクに戻すスラリー回収手段と、
前記スラリー供給手段に設けられた前記スラリーの濃度を検出する濃度計と、
前記濃度計の検出結果に基づいて、前記スラリーの濃度が予め設定された下限値を下回った場合に、前記スラリータンクに研磨材及び所定の添加剤を加えるように制御するとともに、前記スラリーの濃度が予め設定された上限値を超えた場合に、前記濃度計の洗浄を行うように制御する制御部と、
を有することを特徴とする研磨システム。
【請求項２】
前記所定の添加剤は、前記研磨材の凝集を防止する分散剤である請求項１に記載の研磨システム。
【請求項３】
前記スラリー吸引孔が形成される前記研磨パッドの前記板状体の対向面の中央部とは、研磨パッドの中心からその径の２５％以内の範囲である請求項１または２に記載の研磨システム。
【請求項４】
前記濃度計の洗浄は、前記スラリーの濃度が予め設定された上限値を超えた場合に加えて、またはそれに代えて、３０分〜４０分毎に行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨システムであって、
前記研磨パッドの前記板状体の対向面に、任意の方向に直線状に複数の溝が形成され、前記任意の方向に直交する方向の中央部に形成された溝の幅が前記任意の方向に直交する方向の中央部の外側に形成された溝の幅よりも広く形成された研磨システム。
【請求項６】
請求項５に記載の研磨システムであって、さらに、前記研磨パッドを前記板状体保持手段に対して相対的に水平方向に揺動させる手段と、前記研磨パッドを自転及び公転させる手段を備え、
前記研磨パッドの前記板状体の対向面に形成された前記複数の溝は、前記揺動の方向に対して直交する方向に形成される研磨システム。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の研磨システムであって、前記中央部とは、前記研磨パッドの中心から前記研磨パッドの径の２５％以内の範囲である研磨システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状体研磨装置及び研磨システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ等に使用されるＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板は、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用のガラス基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のような研磨装置は、研磨材を分散剤で分散させたスラリーを用いてガラス基板の表面（以下、被研磨面という）を研磨している。スラリーは、研磨パッドの中央部に設けられたスラリー供給孔から、研磨パッドの研磨面とガラス基板の被研磨面との間に供給される。研磨パッドの研磨面とガラス基板の被研磨面との間に供給されたスラリーの量が研磨面で不均一になると、研磨されたガラス基板の被研磨面の平坦度が悪化する。したがって、供給されたスラリーは、研磨面に均一に行き渡る必要がある。
【０００４】
本出願人は、供給されたスラリーをガラス基板の被研磨面に均一に行き渡らせるため、研磨面の中央にスラリー供給孔を備え、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いる研磨パッドを特願２０１０−１１１１１６号において提案している。
【０００５】
また、例えば特許文献２に記載された研磨装置は、その研磨パッドが、基板と対向する面に平面度の高い研磨面を有し、研磨面には前後方向に略等間隔で溝が多数形成され、研磨加工の際に研磨剤の拡散を促進させており、さらに研磨パッドの内部には上下貫通して基板と対向する研磨剤供給孔及び研磨剤排出孔が研磨面の略全面に交互に並んで複数形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１２２３５１号公報
【特許文献２】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、従来のように、研磨パッドの中央部に供給されたスラリーを、研磨パッドの研磨面に形成した溝によって研磨パッドの外側まで流して排出する方法では、スラリーの流量を増やすには限界があり、スラリーの流量を制御して中央付近の研磨量を確保することが困難であった。
【０００８】
例えば特許文献１のような研磨装置では、上述したように研磨材を分散剤で分散させたスラリーを用いてガラス基板の被研磨面を研磨している。このとき一辺１０００ｍｍ以上のガラス基板を研磨する場合、ガラス基板の被研磨面全面にスラリーを行き渡らせるために、スラリー供給量を多くする必要がある。しかし、研磨パッドの研磨面に形成された溝によってガラス基板の中央部から周縁部に供給されるスラリー量以上に、研磨パッドの供給孔から供給されるスラリー量が多くなる。すなわち、図１０に示すように、キャリアの膜体３１０に貼着されたガラス基板Ｇの被研磨面を、研磨パッド３２０の中央に設けられたスラリー供給孔３３０からスラリーＳを供給しながら研磨パッド３２０で研磨していると、ガラス基板Ｇの中央部ＺにスラリーＳが溜まってしまう。その結果、ガラス基板Ｇの中央部Ｚが研磨パッド３２０から離れ、ガラス基板Ｇの中央部Ｚは研磨され難くなり、研磨不足が生じてしまうという問題がある。
【０００９】
また、上記特許文献２に記載のものでは、研磨時、スラリーは研磨パッドの全面で吸引されガラス基板外に排出されるが、さらにスラリー吸引孔を設けると、ガラス基板の被研磨面の周縁部に供給されるスラリー量が少なくなり、研磨傷などが発生しやすくなる。また、スラリーを吸引する吸引ポンプの容量も限られているため、吸引ポンプを増やす必要がある。すると、スラリーの供給及び吸引の配管経路が複雑になり、コスト及びメンテナンスが増加する。また、スラリー供給及び吸引の制御が面倒になり、特に研磨対象物であるガラス基板が大きくなればなるほど、その調整が複雑になるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、特に大きなサイズの基板を研磨する際、スラリー流量を減らすことなく、背厚を低減しながら基板中央付近の研磨量を確保し正常な研磨を行うとともに、スラリーの循環を良くすることで、研磨した基板の成分が基板の被研磨面に再付着することを抑制することのできる板状体研磨装置及び研磨システム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】
【００１１】
板状体研磨装置は、一辺の長さが１０００ｍｍ以上の板状体を保持する板状体保持手段と、前記板状体保持手段に保持された前記板状体に対向して設置された研磨パッドと、を有し、前記研磨パッドは、前記板状体の対向面に形成され、前記研磨パッドと前記板状体との当接部にスラリーを供給する複数のスラリー供給孔と、前記板状体の対向面の中央部のみに形成され、前記当接部に供給された前記スラリーを吸引するスラリー吸引孔と、が形成されている。
【００１２】
これにより、例えば１０００ｍｍ角以上の大きなサイズの板状の基板を研磨する場合においても、研磨パッドの中央部のみからスラリーを吸引することにより、スラリー流量を減らすことなく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。
【００１３】
また、一つの実施態様として、前記スラリー吸引孔が形成される前記研磨パッドの前記板状体の対向面の中央部とは、研磨パッドの中心からその径の２５％以内の範囲であることが好ましい。
【００１４】
このように、研磨パッドの中央部からのみスラリーを吸引することにより、スラリー流量を減らすことなく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。
【００１５】
また、一つの実施態様として、前記研磨パッドの前記板状体の対向面に、任意の方向に直線状に複数の溝が形成され、前記任意の方向に直交する方向の中央部に形成された溝の幅が前記任意の方向に直交する方向の中央部の外側に形成された溝の幅よりも広く形成されたことが好ましい。
【００１６】
また、一つの実施態様として、さらに、前記研磨パッドを前記板状体保持手段に対して相対的に水平方向に揺動させる手段と、前記研磨パッドを自転及び公転させる手段を備え、前記研磨パッドの前記板状体の対向面に形成された前記複数の溝は、前記揺動の方向に対して直交する方向に形成されることが好ましい。
【００１７】
これにより、研磨パッド中央部のスラリーをよく排出することができ、中央付近の研磨代を確保することができる。
【００１８】
また、一つの実施態様として、前記中央部とは、前記研磨パッドの中心から前記研磨パッドの径の２５％以内の範囲であることが好ましい。
【００１９】
これにより、研磨パッド中央部のスラリーをよく排出することができ、中央付近の研磨代を確保することができる。
【００２０】
前記目的を達成するために、本発明の研磨システムは、一辺の長さが１０００ｍｍ以上の板状体を保持する板状体保持手段と、前記板状体保持手段に保持された前記板状体に対向して設置された研磨パッドと、を有し、前記研磨パッドには、前記板状体の対向面に形成され前記研磨パッドと前記板状体との当接部にスラリーを供給する複数のスラリー供給孔と、前記板状体の対向面の中央部のみに形成され前記当接部に供給された前記スラリーを吸引するスラリー吸引孔とが形成されており、研磨剤として砥粒を含むスラリーを貯留するスラリータンクと、前記スラリータンクから、前記スラリー供給孔を介して、前記研磨パッドと前記板状体との当接部に前記スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記スラリー吸引孔を介して、前記当接部に供給された前記スラリーを吸引し、該吸引したスラリーを前記スラリータンクに戻すスラリー回収手段と、前記スラリー供給手段に設けられた前記スラリーの濃度を検出する濃度計と、前記濃度計の検出結果に基づいて、前記スラリーの濃度が予め設定された下限値を下回った場合に、前記スラリータンクに研磨材及び所定の添加剤を加えるように制御するとともに、前記スラリーの濃度が予め設定された上限値を超えた場合に、前記濃度計の洗浄を行うように制御する制御部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
これにより、スラリーを循環させるとともに濃度計によりスラリーの濃度を検出し、濃度値が所定の下限値より低い場合にスラリーに酸化セリウムや添加剤を追加したり、濃度値が所定の上限値を超えた場合に濃度計の洗浄を行うようにした場合には、研磨レートを一定に維持し研磨代を確保するとともに、スラリー循環量を増やしたことにより研磨したガラス成分の研磨面への再付着を抑制することができる。
【００２２】
また、一つの実施態様として、前記所定の添加剤は、前記研磨材の凝集を防止する分散剤であることが好ましい。
【００２３】
これにより、酸化セリウムの凝集を防止し、研磨レートを維持することができる。
【００２４】
また、一つの実施形態として、前記スラリー吸引孔が形成される前記研磨パッドの前記板状体の対向面の中央部とは、研磨パッドの中心からその径の２５％以内の範囲であることが好ましい。
【００２５】
これにより、研磨パッド中央部のスラリーをよく排出することができ、中央付近の研磨代を確保することができる。
【００２６】
また、一つの実施態様として、前記濃度計の洗浄は、前記スラリーの濃度が予め設定された上限値を超えた場合に加えて、またはそれに代えて、３０分〜４０分毎に行うことが好ましい。
【００２７】
これにより、濃度計が詰まって異常な値が検出されることなく、常に正しく濃度値の検出を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、例えば１０００ｍｍ角以上の大きなサイズの板状の基板を研磨する場合においても、スラリー流量を減らすことなく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。また、スラリーを循環させるとともに濃度計によりスラリーの濃度を検出し、濃度値が所定の下限値より低い場合にスラリーに酸化セリウムや添加剤を追加したり、濃度値が所定の上限値を超えた場合に濃度計の洗浄を行うようにした場合には、研磨レートを一定に維持し研磨代を確保するとともに、スラリー循環量を増やしたことにより研磨したガラス成分の研磨面への再付着を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の研磨システムに用いられる板状体研磨装置の一実施形態としての研磨装置の全体構造を示す平面図
【図２】膜枠及び膜枠を取り付けるキャリアの組み立て斜視図
【図３】研磨ステージ及び研磨ヘッドの実施の形態を示す側面図
【図４】図１に示す研磨装置の研磨パッドの平面図
【図５】研磨パッド表面のスラリー吸引孔１の形成範囲を示す平面図
【図６Ａ】研磨パッドの研磨面の中央部の溝の断面図
【図６Ｂ】研磨パッドの研磨面の外側の溝の断面図
【図７】スラリー循環システムを示す概略図
【図８】濃度計による濃度検出値の時間変化を示すグラフ
【図９Ａ】スラリー吸引したときのガラス基板の被研磨面の位置別の研磨量を示す平面図
【図９Ｂ】スラリー吸引しなかったときのガラス基板の被研磨面の位置別の研磨量を示す平面図
【図１０】従来の研磨装置におけるスラリー供給の問題を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る板状体研磨装置及び研磨システムについて詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の研磨システムに用いられる板状体研磨装置の一実施形態としての研磨装置の全体構造を示す平面図である。
【００３２】
図１に示す研磨装置１０は、例えば、縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍあるいはそれ以上の大きなサイズのガラス基板Ｇで、厚みが０．７ｍｍ以下（例えば厚み０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ）の大型のガラス基板Ｇの被研磨面を液晶ディスプレイ用ガラス基板に必要な平坦度に研磨する研磨装置である。
【００３３】
研磨装置１０は、研磨前のガラス基板Ｇを搬入するガラス基板搬入用コンベア１２、ガラス基板Ｇを膜枠（板状体貼着部材）１４に貼着するガラス基板貼着ステージ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基板Ｇを膜枠１４から取り外すガラス基板取り外しステージ２２、ガラス基板搬出用コンベア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。
【００３４】
以下、説明を簡略するために、ガラス基板貼着ステージ１６、第１の研磨ステージ１８、第２の研磨ステージ２０、ガラス基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。
【００３５】
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。
【００３６】
ガラス基板搬入用コンベア１２によって搬入された研磨前のガラス基板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基板搬入用コンベア１２からコンベア３６に移動され、コンベア３６によってステージ１６に搬送される。
【００３７】
ステージ１６において、研磨前のガラス基板Ｇが膜枠１４に貼着される。
【００３８】
図２に、膜枠１４及び膜枠１４を取り付けるキャリア５２の組み立て斜視図を示す。
【００３９】
図２に示すように、膜枠１４は、ガラス基板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。
【００４０】
なお、膜枠１４や膜体３８は、矩形状に限定されるものではなく、円形形状でもよい。
【００４１】
研磨前のガラス基板Ｇを膜枠１４に貼着する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の下方にガラス基板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がガラス基板Ｇの被研磨面に押し付けられる。この押圧力によってガラス基板Ｇの被研磨面が膜体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、ステージ１８に搬送され、ステージ１８において研磨ヘッド（後述）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。
【００４２】
また図２に示すように、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、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が下方から貫通される。また、摺動フレーム吊具８４は、吊上ばね８８に貫通されるとともに、不図示のスクリュウジャッキに連結されている。
【００４３】
そして、スクリュウジャッキを動作させ、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ようになっている。
【００４４】
また、キャリア５２にはスピンドル５６が連結されている。
【００４５】
図３は、研磨ステージ及び研磨ヘッドの実施の形態を示す側面図である。
【００４６】
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。
【００４７】
図３に示すように、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。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、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。上述したように、スピンドル５６にはキャリア５２が連結されている。これにより、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は所定の公転中心を中心に公転される。
【００４８】
さらに、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。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基板Ｇの研磨面が研磨パッド５８、６０に所定の研磨圧力で押圧される。
【００４９】
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が昇降機構１５６に直接連結されてもよい。
【００５０】
研磨パッド５８は、研磨定盤６２の上面に貼り付けられる。研磨定盤６２は、研磨テーブル６４に軸受（不図示）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。そして不図示のモータを駆動することにより、研磨パッド５８がその中心軸を中心に回動（自転）される。また、研磨パッド５８側は回転しなくてもよい場合があり、必ずしもモータを必要としない。次に記載するように研磨パッド５８側を揺動させてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、研磨定盤６２には、研磨パッド５８の裏側にスラリーを供給するための多数のホース（不図示）が連結されている。これらのホース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回転が規制されている。前記ホースから研磨パッド５８の裏側に供給されたスラリーは、研磨パッド５８の内部を貫通するスラリー供給孔を通過して研磨パッド５８の研磨面に供給される。
【００５３】
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は、図１の制御部２００によって独立して制御される。
【００５４】
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。
【００５５】
また、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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が昇降装置１５６に直接取り付けられてもよい。
【００５８】
また、キャリア５２には図３では不図示の空気室が設けられ、図３上の破線で示された空気供給路１０２に連通している。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ー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。これにより、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を介してキャリア５２に設けられた空気室に供給される。この空気室に供給された圧縮空気の圧力が膜体３８を介してガラス基板Ｇに伝達され、この圧力によってガラス基板Ｇの被研磨面が図３の研磨パッド５８、６０に押し付けられて研磨される。
【００５９】
ガラス基板Ｇの研磨は、図３の如く搬送装置１５０によって、ガラス基板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においてガラス基板Ｇの被研磨面を研磨後、搬送装置１５２によってガラス基板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でガラス基板  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。
【００６０】
本実施形態は、研磨パッドの研磨面の中央部のスラリー供給孔付近にスラリーを吸引するスラリー吸引孔を設け、スラリー吸引孔からスラリーを吸引して戻すことによりスラリーを循環させ、研磨パッドの研磨面の中央部に発生する背圧を低減して所望の研磨量を確保し正常な研磨を行う。
【００６１】
図４は、図１に示す研磨装置１０の研磨パッド５８（前述したように研磨パッド６０も同一構成なので以下研磨パッド５８として説明する）の平面図である。
【００６２】
図４には、研磨パッド５８の研磨面に形成されたスラリー供給孔１２２及びスラリー吸引孔１２４とスラリーを流すための溝１２６とが表示されている。
【００６３】
図４に示すように、研磨パッド５８の研磨面には、白丸で示すスラリー供給孔１２２と、黒丸で示すスラリー吸引孔１２４とが設けられている。図４に示すスラリー供給孔１２２及びスラリー吸引孔１２４の個数や配置及び溝１２６の本数は一例にすぎずこれに限定されるものではなく、実際にはより多数の溝１２６等が形成されている。
【００６４】
このように、研磨パッド５８とガラス基板Ｇ（図４では不図示）との間にスラリーを供給するスラリー供給孔１２２は、研磨パッド５８の略全面に多数（例えば数十個）設けられている。
【００６５】
一方、スラリーを吸引するスラリー吸引孔１２４は、研磨パッド５８の中央部にのみ形成されており、特に中央部からスラリーを吸引する。
【００６６】
図５は、研磨パッド５８の研磨面のスラリー吸引孔の形成範囲を示す平面図である。
【００６７】
図５に破線の円で示すように、研磨パッド５８の研磨面上にスラリー吸引孔１２４が形成される範囲は、研磨パッド５８の中心から半径Ｃで描かれる円の内側の領域Ｆが好ましい。ここで半径Ｃは、研磨パッド５８の研磨面の直径Ｈの２５％以下である。半径Ｃが、直径Ｈの２５％以内の場合、ガラス基板Ｇの被研磨面の中央部の研磨不足を解消でき、直径Ｈの２５％超の場合、ガラス基板Ｇの研磨面の周縁部にスラリーが行き渡り難くなる。
【００６８】
また、図４に示すように、研磨パッド５８の研磨面には、スラリー供給孔から研磨パッド５８の研磨面の中央部に供給されたスラリーを、研磨パッド５８の中央部から研磨パッド５８の外側に流し、研磨パッド５８の研磨面全体にスラリーを行き渡らせるための溝１２６が形成されている（いわゆる、「目切り」がされている。）。
【００６９】
このスラリーを流す溝１２６は、直線的な揺動動作を行う研磨ヘッド５０（図３参照）の揺動方向と略平行な、研磨パッド５８の研磨面の一つの直径Ｈに沿って直径Ｈの全体Ｄに亙って、直径Ｈに略垂直な直線状に形成されている。すなわち、溝１２６は、研磨ヘッド５０の揺動方向に対して直交する方向に形成される。
【００７０】
また、図４に示すように、直径Ｈに沿って、直径Ｈの中央部Ｅとその外側とでは、溝１２６の幅が異なっている。すなわち、直径Ｈの中央部Ｅにおいては、中央部Ｅの外側よりも幅が広く形成され、直径Ｈに沿って直径Ｈの全体Ｄに対し中央部Ｅの外側では中央部Ｅにおける幅よりも狭く形成されている。なお、ここで溝１２６の幅とは、図６Ａに符号Ｗ１で示すとともに図６Ｂに符号Ｗ２で示すように、溝１２６を形成する凸条の角と角の間の距離をいうものとする。
【００７１】
このように、溝１２６の幅を形成したのは、研磨パッド５８の中央部Ｅに溜まるスラリーを中央部Ｅに形成された溝１２６を通って溝１２６の両方の端部から溝１２６の外側に排出し易くすることによって、中央部にスラリーが滞留しないようにするためである。なお、中央部Ｅ及び中央部Ｅの外側それぞれの溝１２６の深さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００７２】
図６Ａは、図４に示す研磨パッド５８の研磨面の直径Ｈに沿った中央部Ｅの溝の断面図であり、図６Ｂは、研磨パッド５８の研磨面の直径Ｈに沿った中央部Ｅの外側の溝の断面図である。研磨パッド５８の中央部Ｅにおいては、溝１２６の側方断面形状は凹状であり、その幅Ｗ１は３ｍｍである。また、研磨パッド５８の研磨面の直径Ｈに沿った中央部Ｅの外側においては、溝１２６の側方断面形状は凹状であり、その幅Ｗ２は１．５ｍｍである。ただし、幅Ｗ１、Ｗ２は前記値に限定されず、好ましくは１．５〜３．０ｍｍである。なお、溝１２６の間隔Ｌ１、Ｌ２はいずれも３ｍｍであるがこれに限定されず、好ましくは３．０〜９．０ｍｍである。溝１２６の深さＴ１、Ｔ２はいずれも２．０ｍｍであるがこれに限定されず、深さＴ１、Ｔ２が同じであればよい。
【００７３】
したがって、研磨パッド５８の研磨面には、図４に示すように、スラリー供給孔１２２及びスラリー吸引孔１２４と、スラリーを流す溝１２６の両方が形成されている。
【００７４】
本実施形態では、研磨パッド５８とガラス基板Ｇとの当接部にスラリーを供給するとともにスラリーを吸引してスラリーをスラリータンク（後述）に戻し、戻したスラリーを再度研磨パッド５８とガラス基板Ｇとの当接部に供給して、スラリーを循環させている。
【００７５】
図７に、このスラリー循環システムの概略図を示す。
【００７６】
図７に示すように、研磨パッド５８の研磨面１４ａの対向面側にはロータリージョイント１２８が設置されており、これを介して、研磨パッド５８の研磨面５８ａ全体に形成されたスラリー供給孔１２２からスラリーが供給されるとともに、研磨パッド５８の研磨面５８ａの中央部に形成されたスラリー吸引孔１２４からスラリーが吸引される。
【００７７】
スラリーを供給する場合は、スラリータンク１３０からポンプ１３２によってスラリーがスラリー供給管路１２３に取り込まれ、ロータリージョイント１２８を介してスラリー供給孔１２２から研磨パッド５８の研磨面５８ａとガラス基板Ｇ（図７では不図示）との当接部にスラリーが供給される。
【００７８】
また、スラリーを吸引する場合には、ポンプ１３４によって、研磨パッド５８の研磨面５８ａの中央部にのみ形成されたスラリー吸引孔１２４からスラリーが吸引される。吸引されたスラリーは、ロータリージョイント１２８を介してスラリー回収管路１２５に取り込まれ、パンチングメタルフィルタ１３６を介してスラリータンク１３０に戻される。パンチングメタルフィルタ１３６によって、吸引されたスラリーに含まれるガラス基板Ｇのカレットが除去される。スラリータンク１３０に戻ったスラリーは、再びポンプ１３２によって吸引されて研磨パッド５８の研磨面５８ａに供給される。このようにして、スラリーの循環が行われる。
【００７９】
また、ロータリージョイント１２８とポンプ１３２との間のスラリー供給管路１２３には、流量計１３８が設置されており、供給されるスラリーの流量を常に監視している。
【００８０】
また、スラリー供給管路１２３から分岐させた管路１２３ａには濃度計１４０が設置されており、例えば毎分１０リット程度の流量を分岐させた管路１２３ａに流してスラリーの濃度を監視している。濃度計１４０を通過したスラリーは再びスラリータンク１３０に戻される。なお、スラリー濃度とは、スラリー中に占める研磨材の質量割合（質量％）である。
【００８１】
流量計１３８及び濃度計１４０の検出結果は制御部１４２に入力される。
【００８２】
制御部１４２は、流量計１３８の検出結果に応じて、ポンプ１３２、１３４を制御して、研磨中におけるスラリーの供給量を制御する。
【００８３】
また、制御部１４２は、濃度計１４０の検出結果に応じて、スラリーの濃度が下がっている場合には、電磁弁１４４を開いて研磨材収納容器１４６から研磨材（砥粒）をスラリータンク１３０に注入するとともに、電磁弁１４８を開いて分散剤収納容器１４９から分散剤をスラリータンク１３０に注入する。
【００８４】
これは、研磨材は凝集する傾向があり、長時間研磨し続けていると、研磨材が凝集沈澱してスラリーの濃度が低くなり、それによって研磨レートが次第に悪くなって行くので、スラリーに対する添加剤として分散剤を添加して、研磨材の凝集を防止し、研磨レートを維持しようとするものである。
【００８５】
研磨材としては、例えば、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化鉄、二酸化ケイ素が挙げられ、これらの研磨材は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
【００８６】
分散剤としては、例えば、アクリル酸／マレイン酸共重合体Ｎａ塩（ポリティＡ−５５０、ライオン（株）製）が考えられ、この他に、メタノール、クエン酸Ｎａなどを添加してもよい。
【００８７】
なお、研磨材の凝集を防止するため、スラリーに対して１〜２．５Ｖの微小電圧を印加してもよい。
【００８８】
これらの分散剤の添加及び微小電圧の印加によって、研磨材の凝集を防止して、研磨レートの低下防止さらには研磨レートの向上を図ることが可能となる。
【００８９】
濃度計１４０の検出結果によるスラリーの濃度管理について図８を用いて説明する。
【００９０】
図８は、濃度計１４０による濃度検出値の時間変化を示すグラフである。縦軸はスラリー濃度、横軸は時間を示している。縦軸の上限値及び下限値は、所望のスラリー濃度の範囲の上限値及び下限値である。
【００９１】
研磨初期において、スラリーのスラリー濃度は所望の範囲内で推移しているが、一定時間を過ぎるとスラリー濃度が低下する。そこで、制御部１４２において予め設定されたスラリー濃度の下限値を下回った時点ｔＬで、上述したように、制御部１４２は、電磁弁１４４及び１４８を開いて、所定量の研磨材及び分散剤をスラリータンク１３０内のスラリーに加える。
【００９２】
また、濃度計１４０内部においてスラリーが詰まったとき、スラリー濃度が上昇する。このときも、制御部１４２において予め設定されたスラリー濃度の上限値を超えた時点ｔＵで、濃度計１４０が詰まったと制御部１４０が判断して、濃度計１４０のフラッシング（洗浄）を行う。
【００９３】
濃度計１４０には管路１２３ａの他に、フラッシング用の管路（不図示）が接続されているが、通常作業中においては、フラッシング用の管路の開閉弁は閉じており、管路１２３ａの開閉弁が開いている。フラッシングをするときは、濃度計１４０への接続を管路１２３ａからフラッシング用の管路に切り替えるため、フラッシング用の管路の開閉弁を開け、管路１２３ａの開閉弁を閉じる。その後、フラッシング用の管路から送られた水と圧縮空気との混合物を濃度計１４０の入口から入れて、前記混合物で濃度計１４０の内部に詰まったスラリーを除去する。除去されたスラリーは、濃度計１４０の出口から排出される。フラッシング終了後、フラッシング用の管路から管路１２３ａに接続を切り替えるため、それぞれの管路の開閉弁を元に戻す。
【００９４】
フラッシングは、このように濃度計１４０が検出した濃度値が上限値を超えたときに行ってもよいが、３０分〜４０分毎に１回行うように、定期的に行ってもよい。これにより、濃度計が詰まって異常な値が検出されることなく、常に正しく濃度値の検出を行うことができる。
【００９５】
図８Ａ、図８Ｂに、本実施形態による効果を示す。図８Ａ、図８Ｂは、ガラス基板Ｇの被研磨面の位置別の研磨量を示した図であり、ガラス基板Ｇの被研磨面の周縁部の研磨量を１００として規格化している。図８Ａはスラリー吸引をした場合であり、図８Ｂはスラリー吸引をしない場合を示している。
【００９６】
図８Ｂに示すように、スラリー吸引をしない場合には、ガラス基板Ｇの被研磨面の中央部は研磨量が８０であり、被研磨面の周縁部の研磨量より大幅に低くなっている。これに対して、図８Ａに示すように、スラリー吸引をした場合には、ガラス基板Ｇの中央部における研磨量は９０であり、スラリー吸引しない場合に対して改善されていることがわかる。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態においては、少なくとも１０００ｍｍ角以上の大きなサイズのガラス基板を研磨する際、研磨中のスラリーを研磨パッドの中央部から強制的に吸引することで中央部に滞留するスラリーを少なくしてスラリーの背圧を抑制し、中央部における研磨量を確保することができる。
【００９８】
また、研磨パッド面内に形成された孔からスラリーを吸引し、吸引したスラリーを再び研磨パッドの研磨面に供給して循環させて、スラリーの循環量を増やしている。また、このように研磨中のスラリーを吸引してスラリーの循環量を増やしたことで、研磨したガラス成分がスラリー中に滞留するのを低減することができる。またこれにより、研磨したガラス成分が研磨面に再付着するのを抑制することができる。
【００９９】
また、吸引によりスラリーの循環量を増やすことで、スラリーの温度上昇を抑制し、ガラス基板への汚れ付着を抑制することができる。さらに、スラリーの温度上昇を抑制することにより、研磨パッドの軟化による選択研磨性の劣化を抑制することができる。
【０１００】
以上、本発明に係る板状体研磨装置及び研磨システムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…（板状体）研磨装置、１２…ガラス基板搬入用コンベア、１４…膜枠（板状体貼着部材）、１６…ガラス基板貼着ステージ、１８…第１の研磨ステージ、２０…第２の研磨ステージ、２２…ガラス基板取り外しステージ、２４…ガラス基板搬出用コンベア、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、５１…本体ケーシング、５２…キャリア（板状体保持部）、５６…スピンドル、５８、６０…研磨パッド、６２…研磨定盤、６４…研磨テーブル、１２２…スラリー供給孔、１２４…スラリー吸引孔、１２６…溝、１２８…ロータリージョイント、１３０…スラリータンク、１３２、１３４…ポンプ、１３６…パンチングメタルフィルタ、１３８…流量計、１４０…濃度計、１４２…制御部、１４４、１４８…電磁弁、１４６…研磨材収納容器、１４９…分散剤収納容器、１５０…搬送装置、２００…制御部
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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