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1. (WO2011122454) ガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法
Document

明 細 書

発明の名称 ガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

先行技術文献

特許文献

0015  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0016   0017   0018   0019  

課題を解決するための手段

0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026  

発明の効果

0027  

図面の簡単な説明

0028  

発明を実施するための形態

0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052  

産業上の利用可能性

0053  

符号の説明

0054  

請求の範囲

1   2   3   4  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14  

明 細 書

発明の名称 : ガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法

技術分野

[0001]
 本発明は、ガラス基板を加工する際に、ガラス基板を保持するガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法に関する。

背景技術

[0002]
 液晶ディスプレイ用に適用されるガラス基板は、その表面の微小な凹凸やうねりが画像に歪みを与える原因となる。このため、その微小な凹凸やうねりを研磨装置によって除去することにより、所望の平坦度を有するガラス基板に加工される。このような研磨装置として、研磨定盤に貼り付けられた研磨パッドに、研磨ヘッドに保持されたガラス基板を押し当てるとともに、研磨定盤及び研磨ヘッドを相対的に回転させてガラス基板を研磨する研磨装置を、本願出願人が特許文献1において開示している。また、特許文献1の研磨装置では、研磨ヘッドに取り付けられる自己吸着型の保持用膜体にガラス基板を吸着保持させることにより、ガラス基板を研磨ヘッドに取り付ける。
[0003]
 最近では、液晶ディスプレイ用のガラス基板の大型化に伴い、このガラス基板を研磨ヘッドに吸着保持させるための保持用膜体のサイズも大型化している。この保持用膜体は、多孔質性の自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられることにより構成され、この自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持される。
[0004]
 G10と称されるサイズ(3130mm×2880mm)のマザーガラス基板を研磨加工する場合、そのサイズのガラス基板を保持する保持用膜体の製造において、自己吸着型シートやバックプレートは、それに対応したサイズの製品を既存の製造設備で製造することができる。しかしながら、自己吸着型シートをバックプレートに接着する両面接着シートは、既存の製造設備では単一の製品として製造することができず、製造する場合には新規設備投資が必要となり、製造コストが増大するという問題があった。
[0005]
 両面接着シートは、ポリエチレンテレフタレート等の基材の両面に接着剤が塗布された粘着層を備えている。前記基材については、既存の製造設備でも前記G10サイズのものを製造することができる。しかし、接着剤の塗布装置は、塗布エリアがあまりにも広いことに起因して既存の設備では対応することができなかった。
[0006]
 そこで、従来では、既存のサイズの両面接着シートを少なくとも2枚使用して、自己吸着型シートをバックプレートに接着保持していた。
[0007]
 自己吸着型シートとしては特許文献2に示されるように、ポリウレタン樹脂で形成された軟質プラスチックシートとしてのポリウレタンシートを例示できる。特許文献2のポリウレタンシートは、その表面層に微多孔が形成され、表面層に水等の液体を含ませることで、表面層の微多孔に浸入した液体の表面張力により研磨定盤に研磨パッドを接着するものである。このポリウレタンシートによってガラス基板を自己吸着保持することもできるため、自己吸着型シートとして使用されている。
[0008]
 ところで、複数枚の両面接着シートを使用する従来の保持用膜体において、隣接する両面接着シートの端部同士を隙間無く貼り付けることは難しい。
[0009]
 図8は、自己吸着型シート1が2枚の両面接着シート2A、2Bを介してバックプレート3に貼着され、自己吸着型シート1にガラス基板Gが吸着保持された保持用膜体6の断面図が示されている。隣接する両面接着シート2A、2Bの端部同士を隙間無く貼り付けるために、両面接着シート2A、2Bの端部同士を若干量重なるように接着するとその重なった部分が凸状となり、これが自己吸着型シート1を介してガラス基板Gに凸状部4となって転写される。凸状部4が転写された状態でガラス基板Gを研磨すると、研磨後のガラス基板Gは、この凸状部4となった部分が図9に示すように逆に凹状部4Aとなって現れるので、加工表面の平坦性が損なわれ、ガラス基板Gの品質(平坦度)が低下するという問題があった。
[0010]
 以上の問題を解決するため、大型のガラス基板を所望の平坦度に研磨するためには、図10に示すように厚さ方向の隙間(A)と面方向の隙間(B)を保持用膜体6に持たせることが必要となる。
[0011]
 隙間(A、B)を有する保持用膜体として、下記の構成の保持用膜体が考えられる。
[0012]
 図11に示すように、小サイズの保持用膜体6、6を同一面内で所定の隙間(A′、B′)をもって複数枚使用することにより大サイズとした保持用膜体7。
[0013]
 図12に示すように、自己吸着型シート1を単一製品とし、両面接着シート2C、2Dを同一面内で所定の隙間(A′′、B′′)をもって複数枚使用することにより大サイズとした保持用膜体8。
[0014]
 図13に示すように、自己吸着型シート1を単一製品とし、両面接着シート2E、2Fを同一面内で所定の隙間(A′′′、B′′′)をもって複数枚使用し、かつ、2枚重ねとするとともに上下2枚の各々の両面接着シート2E、2F間の隙間(A′′′、B′′′)を両面接着シートの積層方向において重ならない構成とすることにより大サイズとした保持用膜体9。

先行技術文献

特許文献

[0015]
特許文献1 : 日本国特開2004-122351号公報
特許文献2 : 日本国特開2007-7824号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0016]
 しかしながら、図11に示した保持用膜体7では、製作誤差を鑑みると隙間(B′)を小さくすることは困難である。よって、保持用膜体7では、保持用膜体7の厚さ分の大きな隙間(A′)と隙間(B′)とが存在するため、その隙間(A′、B′)の位置に対応するガラス基板に、図14に示すように凸状部4Bが大きく現れる。よって、この保持用膜体7では、研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。
[0017]
 また、図12に示した保持用膜体8の隙間(A′′)は、図11に示した保持用膜体7の隙間(A′)よりも自己吸着型シート1の厚さ分だけ小さくなる製作誤差に鑑みると隙間(B′′)を小さくすることも困難である。また、研磨時にはガラス基板と研磨パッドとの摩擦抵抗によって、自己吸着型シート1が面方向に伸びるため、隙間(B′′)が大きくなる。よって、この保持用膜体8でも、ガラス基板に前記凸状部4B(図14参照)が大きく現れるため、研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。
[0018]
 図13に示した保持用膜体9は、2枚重ねに配置された両面接着シート2E、2Fの各々の基材2G、2Hの強度により、自己吸着型シート1の面方向の伸びを、図12に示した保持用膜体8よりも小さく抑えることができる。しかしながら、図13に示すように両面接着シート2E、2Fを2枚重ねれば、2つの隙間(A′′′)の加算値が、図12の保持用膜体の隙間(A′′)の2倍となり、また、製作誤差に鑑みると隙間(B′′′)を小さくすることも困難である。したがって、この保持用膜体9でも研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。
[0019]
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができるガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法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

[0020]
 本発明は、自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられて構成されるとともに、前記自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持されるガラス基板の保持用膜体において、前記両面接着シートは、シート状の基材と該基材の両面に備えられた粘着層とから構成され、前記粘着層は、前記基材の同一面内において所定の隙間をもって備えられ、前記基材の両面に備えられた粘着層間の隙間が粘着層の積層方向において重ならないことガラス基板の保持用膜体を提供する。
[0021]
 本発明の保持用膜体によれば、研磨加工時の自己吸着型シートの面方向の伸びを、自己吸着型シートと同サイズの両面接着シートの基材によって抑えることができる。また、本発明の保持用膜体の隙間(B′′′′)は、前述した図12、図13の保持用膜体8、9の隙間(B′′、B′′′)と略同一である。しかしながら、本発明の保持用膜体の隙間(A′′′′)は、基材の両面に備えられた粘着層の厚さ分だけなので、図11~図13の保持用膜体7~9の隙間(A′)~(A′′′)よりも大幅に小さくなる。よって、本発明の保持用膜体によれば、保持用膜体7~9と比較して、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。
[0022]
 このような保持用膜体によって保持されて研磨されたガラス基板は、前記隙間が転写されて研磨されることで、その表面に凸状部が形成される。しかしながら、本発明の保持用膜体によれば、前記基材の両面に備えられた粘着層間の前記隙間は、粘着層の積層方向において重ならないため、隙間による転写量を抑えることができる。よって、本発明によれば、ガラス基板の表面に形成される凸状部の高さを低く抑えることができるので、研磨後のガラス基板の品質がより一層向上する。
[0023]
 本発明は、大型のガラス基板を吸着保持する保持用膜体を対象としている。このため、本発明の1枚の自己吸着型シート及び両面接着シートの基材は、大型のガラス基板に対応し得る寸法のものである。また、両面接着シートの粘着層は、既存の塗布装置で塗布することができる最大寸法以下である。
[0024]
 また、本発明によれば、前記ガラス基板のサイズは、3130(mm)×2880(mm)以上であることが好ましい。すなわち、本発明の保持用膜体は、G10サイズと称されるサイズ以上のサイズのガラス基板を保持し、そのガラス基板を研磨する。
[0025]
 また、本発明によれば、前記保持用膜体のサイズは、3200(mm)×3000(mm)以上であることが好ましい。上述したG10サイズ以上のガラス基板を保持するには、3200(mm)×3000(mm)以上のサイズを有する保持用膜体を使用することが好ましい。
[0026]
 本発明は、前記目的を達成するために、本発明のガラス基板の保持用膜体によってガラス基板を吸着保持し、該ガラス基板の被研磨面を研磨パッドに押し付けて、ガラス基板の被研磨面を必要な平坦度に研磨することを含むガラス基板の研磨方法を提供する。これにより、本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

発明の効果

[0027]
 本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0028]
[図1] 図1は、実施の形態のガラス基板の保持用膜体が適用されたガラス基板の研磨装置の斜視図である。
[図2] 図2は、実施の形態の研磨装置の要部構造を示す拡大断面図である。
[図3] 図3は、第1の実施の形態の保持用膜体の斜視図である。
[図4] 図4は、実施の形態の保持用膜体の断面図である。
[図5] 図5は、実施の形態の保持用膜体にガラス基板が吸着保持された断面図である。
[図6] 図6は、隙間をもって貼着した2枚の両面接着シートによって自己吸着型シートをバックプレートに貼着した断面図である。
[図7] 図7は、ガラス基板の表面に形成された凸状部の説明図である。
[図8] 図8は、2枚の両面接着シートの端部を重ねて自己吸着型シートをバックプレートに貼着した断面図である。
[図9] 図9は、ガラス基板の表面に形成された凹状部の説明図である。
[図10] 図10は、保持用膜体の隙間を説明するために用いた断面図である。
[図11] 図11は、保持用膜体の第1の比較例を示した断面図である。
[図12] 図12は、保持用膜体の第2の比較例を示した断面図である。
[図13] 図13は、保持用膜体の第3の比較例を示した断面図である。
[図14] 図14は、ガラス基板の表面に形成された凸状部の説明図である。

発明を実施するための形態

[0029]
 以下、添付図面に従って本発明に係るガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法の好ましい実施の形態について説明する。
[0030]
 図1は、実施の形態のガラス基板の保持用膜体が適用されたガラス基板の研磨装置10の斜視図が示されている。また、図2には、研磨装置10の要部構造を示す拡大断面図が示されている。
[0031]
 研磨装置10は、矩形状に製造されたマザーガラス基板(例えば、一辺が3130mm×2880mm(G10サイズ)以上、厚み0.7mm)Gの被研磨面A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。研磨装置10は、ガラス基板Gを、保持用膜体12を介してその下面で保持する研磨ヘッド14と、アルミニウム製のプレート16を介して研磨パッド18をその上面で保持する研磨テーブル20とから構成されている。マザーガラス基板(以下、ガラス基板と称する)Gは、自己吸着作用のあるバッキング材等からなる保持用膜体12に保持されるとともに、研磨ヘッド14によって被研磨面Aが研磨パッド18に押し付けられる。その結果、ガラス基板Gは、被研磨面Aが必要な平坦度に研磨される。保持用膜体12は、上記サイズの大型のガラス基板Gを吸着保持するために、3200(mm)×3000(mm)以上のサイズを有していることが好ましい。なお、保持用膜体12の詳細構造については後述する。
[0032]
 研磨中においては図2に示すように、研磨テーブル20とプレート16とに貫通形成された多数のスラリ供給孔22A、22B…から、酸化セリウム水溶液等の研磨スラリが研磨パッド18の下面側から供給されている。これにより、研磨パッド18が研磨スラリによって浸された状態となる。この状態でガラス基板Gが研磨される。スラリ供給孔22A、22B…は、研磨テーブル20とプレート16とにおいて密にかつ均一に形成されている。このため、研磨パッド18に研磨スラリが均一に供給されている。なお、研磨パッド18としては、例えば発泡ポリウレタンタイプやスウェードタイプのものが使用され、プレート16に貼着されている。研磨パッド18は単一構成でもよいが、ガラス基板Gのサイズに対応してそのサイズも大きいことから、複数枚の分割パッドを組み合わせて1枚の研磨パッド18としてもよい。更に、研磨テーブル20には多数の吸引孔24A、24B…が貫通形成されており、これらの吸引孔24A、24B…は不図示のサクションポンプにバルブを介して接続されている。したがって、前記バルブを開放することにより、サクションポンプの吸引力が吸引孔24A、24B…に伝達されるので、プレート16が研磨テーブル20の上面に吸着保持される。前記バルブを閉鎖することにより、サクションポンプの吸引力が解除されるので、研磨パッド18のメンテナンス、交換の際に研磨テーブル20から研磨パッド18をプレート16とともに取り外すことができる。
[0033]
 図1に示すように研磨ヘッド14の上部中央には、スピンドル26が固定され、このスピンドル26には回転/昇降装置28が連結されている。回転/昇降装置28は、研磨装置10全体を統括制御する制御部30によって、ガラス基板Gの研磨に好適な回転数及び下降動作(押圧力)が制御されている。
[0034]
 図3には、実施の形態の保持用膜体12の斜視図が示され、図4には、バックプレート36を除く実施の形態の保持用膜体12の断面図が示されている。また、図5は、実施の形態の保持用膜体12にガラス基板Gが吸着保持された断面図が示されている。
[0035]
 図4に示すように保持用膜体12は、1枚の自己吸着型シート32が同一面内に配された1枚の両面接着シート34を介して、図3のアルミニウム製のバックプレート36に貼り付けられて構成される。この自己吸着型シート32に図5に示すようにガラス基板Gが吸着保持される。
[0036]
 自己吸着型シート32は、特許文献2に開示されているようなポリウレタン樹脂で形成されたポリウレタンシートであり、その厚さは約1.1~1.5mmであることが好ましい。このポリウレタンシートは、その表面層に微多孔が形成され、表面層に水等の液体を含ませることにより、表面層の微多孔に浸入した液体の表面張力によってガラス基板Gを吸着保持することができる。
[0037]
 両面接着シート34は、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の基材38と、基材38の両面に接着剤が塗布されることにより形成された粘着層40、42とから構成される。基材38の厚さは約75μmであることが好ましく、粘着層40の厚さは約50μmであることが好ましい。なお、自己吸着型シート32側の粘着層40よりもバックプレート36側の粘着層42の厚さを薄くすることにより、ガラス基板Gの平坦度向上に寄与することができる。
[0038]
 図3~図5に示す保持用膜体12は、1枚の自己吸着型シート32に、同一面内に両面接着シート34が1枚配され、両面接着シート34の粘着層40は、所定の隙間(S )をもって基材38に塗布されるとともに、粘着層42も同様に所定の隙間(S )をもって基材38に塗布される。そして、これらの隙間(S 、S )は粘着層の積層方向において重ならないようにされている。これらの粘着層40、42は、既存の塗布装置で塗布することができる最大寸法以下である。
[0039]
 上記のように構成された保持用膜体12によれば、図6に示すように隙間S に位置する自己吸着型シート32の一部分32aが、研磨時の押圧力等により隙間S に入り込む。その結果、隙間S に対応する自己吸着型シート32の吸着面に凹状部32bが生じる。したがって、その凹状部32bに吸着保持されているガラス基板Gの一部分G が凸状に変形し、ガラス基板Gの被研磨面に凹状部5aが生じる。凹状部5aが生じた状態でガラス基板Gを研磨すると、その凹状部5aが研磨されない。このため、凹状部5aとなった部分が研磨後のガラス基板Gにおいて図7に示すように凸状部5Aとなる。
[0040]
 しかし、ガラス基板Gの表面に形成される凸状部5Aの高さaは、図9に示した従来の凹状部4Aの深さb、及び図14に示した凸状部4Bの高さcと比較してその絶対量が小さくなるので、ガラス基板Gの平坦性を損なうものではない。
[0041]
 図6に示すように隙間S に位置する自己吸着型シート32の一部分32cが、研磨時の押圧力等により隙間S に入り込む方向に変形する。その結果、隙間S に対応する自己吸着型シート32の吸着面に凹状部32dが生じる。したがって、その凹状部32dに吸着保持されているガラス基板Gの一部分G が凸状に変形し、ガラス基板Gの被研磨面に凹状部5bが生じる。凹状部5bが生じた状態でガラス基板Gを研磨すると、凹状部5bが研磨されない。このため、凹状部5bとなった部分が研磨後のガラス基板Gにおいて図7に示すように凸状部5Bとなる。
[0042]
 しかし、自己吸着型シート32の一部分32aの変形量は、自己吸着型シート32の一部分32cの変形量よりも小さい。粘着層40の隙間S は、直接、自己吸着型シート32の発泡構造部の微孔と接していること、及びその発泡構造部サイズが隙間S のサイズに近いため、粘着層40や基材38を介して接している隙間S に比べ自己吸着型シート32の変形に与える影響が少ないからである。
[0043]
 よって、ガラス基板Gの表面に形成される凸状部5Bの高さbは、凸状部5Aの高さa、及び図9に示した従来の凹状部4Aの深さbと比較してその絶対量が大幅に小さくなる。32aの変形量は、ガラス基板Gの平坦性を損なうものではない。
[0044]
 実施の形態の保持用膜体12によれば、研磨後のガラス基板Gの品質を向上させることができる。
[0045]
 なお、保持用膜体12のバックプレート36には、図5に示すようにシート形状の弾性シート材44が取り付けられ、この弾性シート材44の外周には複数の係合部材46A、46B…が固定されている。保持用膜体12は、弾性シート材44を張設してこれらの係合部材46A、46B…を図1の研磨ヘッド14のフック部(不図示)に係合させることにより研磨ヘッド14に装着される。
[0046]
 図4~図6に示した所定の隙間S 、S は、1.5±1.5mmに設定されることが好ましく、1.5±1.4mmに設定されることが好ましい。すなわち、これらの実施の形態で規定する所定の隙間S 、S は0を含み、0~3.0mmであることが好ましい。隙間が0の場合には、研磨後のガラス基板Gに転写による凸状部5A、5B(図7参照)が発生せず、また、隙間が3.0mmであれば、ガラス基板Gに転写によって形成された凸状部5A、5Bは、ディスプレイ用ガラス基板Gの品質に影響を与えない。
[0047]
 粘着層40、42の厚さはそれぞれ50μm以下であることが好ましく、40μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることが特に好ましい。
[0048]
 更に、図4~図6に示した保持用膜体12は、研磨加工時の自己吸着型シート32の面方向の伸びを、自己吸着型シート32と同サイズの基材38の強度によって抑えることができる。
[0049]
 一方、大型のガラス基板を所望の平坦度に研磨加工するためには、図10で説明したように厚さ方向の隙間(A)と面方向の隙間(B)を保持用膜体に持たせることが必要となる。
[0050]
 そこで、図4に示すように実施の形態の保持用膜体12の隙間(B′′′′)は、図12、図13に示した保持用膜体8、9の隙間(B′′、B′′′)と略同一であるが、実施の形態の保持用膜体12の隙間(A′′′′)は、基材38の両面に備えられた粘着層40、42の厚さ分だけなので、図11~図13の保持用膜体7、8、9の隙間(A′)~(A′′′)よりも大幅に小さくなる。
[0051]
 よって、実施の形態の保持用膜体12によれば、図11~図13に示した保持用膜体7、8、9と比較して、研磨後のガラス基板の品質を向上させることが可能となる。
[0052]
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
 本出願は、2010年3月30日出願の日本特許出願2010-077934に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

産業上の利用可能性

[0053]
 本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

符号の説明

[0054]
 1…自己吸着型シート、2A~2H…両面接着シート、3…バックプレート、4…凸状部、4A…凹状部、5…凹状部、5A…凸状部、6、7、8、9…保持用膜体、10…研磨装置、12、112、212…保持用膜体、14…研磨ヘッド、16…プレート、18…研磨パッド、20…研磨テーブル、22…スラリ供給孔、24…吸引孔、26…スピンドル、28…回転/昇降装置、30…制御部、32…自己吸着型シート、34、34A、34B…両面接着シート、36…バックプレート、38…基材、40、42…粘着層、44…弾性シート材、46…係合部材、G…ガラス基板

請求の範囲

[請求項1]
 自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられて構成されるとともに、前記自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持されるガラス基板の保持用膜体において、
 前記両面接着シートは、シート状の基材と該基材の両面に備えられた粘着層とから構成され、
 前記粘着層は、前記基材の同一面内においてそれぞれ所定の隙間をもって備えられ、
 前記基材の両面に備えられた粘着層間の隙間が粘着層の積層方向において重ならないガラス基板の保持用膜体。
[請求項2]
 前記ガラス基板のサイズが、3130mm×2880mm以上である請求項1に記載のガラス基板の保持用膜体。
[請求項3]
 前記保持用膜体のサイズが、3200mm×3000mm以上である請求項2に記載のガラス基板の保持用膜体。
[請求項4]
 請求項1、2又は3に記載のガラス基板の保持用膜体によってガラス基板を吸着保持し、該ガラス基板の被研磨面を研磨パッドに押し付けて、ガラス基板の被研磨面を必要な平坦度に研磨することを含むガラス基板の研磨方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]

[ 図 14]