JP2008093739A - Substrate polishing device and substrate polishing method using the same - Google Patents

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Hiroyuki Osada
洋之 長田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate polishing device capable of polishing the under surface of the substrate with efficient productivity while ensuring uniformity in a polishing pressure surface. <P>SOLUTION: When the under surface of an array substrate 12 is polished by sucking the array substrate 12 got wet with water to a diaphragm membrane provided on the lower surface of a rotary head 102 to mount on a turn table, and rotating the rotary head 102 and the turn table in the same direction, and in an eccentric state, the suction state of the diaphragm membrane got wet with water is immediately separated by using a Teflon plate 118 having water-repellent property on the lower surface of the rotary head 102. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置のアレイ基板等の基板を研磨するための基板研磨装置及びそれを用いた基板研磨方法に関するものである。   The present invention relates to a substrate polishing apparatus for polishing a substrate such as an array substrate of a liquid crystal display device and a substrate polishing method using the same.

現在の液晶表示装置は、電極を有する2枚のガラス基板の間に液晶層を挟持し、2枚のガラス基板の周囲が液晶封入口を除いて接着剤で固定されていて、液晶封入口が封止材で封止された構成を成している。この2枚のガラス基板の間の距離を一定に保つためのスペーサが基板上に設置されている。   In the current liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between two glass substrates having electrodes, and the periphery of the two glass substrates is fixed with an adhesive except for the liquid crystal sealing port. The structure sealed with the sealing material is comprised. A spacer for keeping the distance between the two glass substrates constant is installed on the substrate.

この中で、カラー表示用の液晶表示装置は、2枚のガラス基板の内1枚にRGBの着色層の付いたカラーフィルターが形成されている。例えば、カラー型アクティブマトリックス駆動方法を用いた液晶表示装置においては、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどの半導体からなる薄膜トランジスタ(以下、単にTFTという)よりなる半導体層と、この半導体層に接続された画素電極とソース電極、ゲート電極が形成されたアレイ基板と、それに対向設置された対向電極を有し、RGBの着色層をアレイ基板上に形成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−171784公報
Among them, in a liquid crystal display device for color display, a color filter having an RGB colored layer is formed on one of two glass substrates. For example, in a liquid crystal display device using a color type active matrix driving method, a semiconductor layer made of a thin film transistor (hereinafter simply referred to as TFT) made of a semiconductor such as polysilicon or amorphous silicon, and a pixel electrode connected to the semiconductor layer And an array substrate on which a source electrode and a gate electrode are formed, and a counter electrode disposed opposite to the array substrate, and an RGB colored layer is formed on the array substrate (for example, see Patent Document 1). .
JP 2000-171784 A

上記のようなアレイ基板に着色層を有した液晶表示装置において、RGBの着色層を設けた部分は、それ以外の部分に比べ硬化時の収縮の影響で盛り上がってる。この盛り上がりの影響で黒表示した際にこの部分から光抜けしコントラストが低下する。そのためこのコントラストの低下を防止するために、盛り上がり部分を研磨材で研磨して除去している。   In the liquid crystal display device having a colored layer on the array substrate as described above, the portion provided with the RGB colored layer is raised by the influence of shrinkage during curing as compared with the other portions. Due to the rise, when black is displayed, light is lost from this portion and the contrast is lowered. Therefore, in order to prevent this decrease in contrast, the raised portion is removed by polishing with an abrasive.

しかし、最近の液晶表示装置用のガラス基板は生産効率向上のために大型化してきており、このような大型基板を研磨する際に研磨圧面内均一性を確保する必要がある。一方、この研磨圧面内均一性を確保するだけでなく、その作業効率も向上させる必要がある。   However, recent glass substrates for liquid crystal display devices have been increased in size to improve production efficiency, and it is necessary to ensure uniformity in the polishing pressure surface when polishing such large substrates. On the other hand, it is necessary not only to ensure the uniformity in the polishing pressure surface but also to improve the working efficiency.

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、研磨圧面内均一性を確保しつつ効率的な生産性で基板の下面を研磨することができる基板研磨装置及びそれを用いた基板研磨方法を提供する。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a substrate polishing apparatus and a substrate polishing method using the same that can polish the lower surface of the substrate with efficient productivity while ensuring uniformity in the polishing pressure surface.

本発明は、回転ヘッドの下面に基板を吸着して搬送し、ターンテーブルの上面にある研磨パッドに前記基板を載置し、前記回転ヘッドによって前記基板を前記研磨パッドに押圧して、前記回転ヘッドと前記ターンテーブルとを回転させて、研磨剤を含んだスラリーを散布しながら前記基板の下面を研磨する基板研磨装置において、前記回転ヘッドの下面が弾性のあるダイヤフラム膜で覆われ、かつ、前記ダイヤフラム膜と前記回転ヘッドとの間に吸着空間が設けられ、前記ダイヤフラム膜には空気穴が複数貫通し、前記回転ヘッドの下面には撥水部が設けられ、前記回転ヘッドの下面に前記基板を吸着するために、前記吸着空間にある空気を吸引する吸引手段が設けられ、前記回転ヘッドによって前記基板を前記ターンテーブルに押圧するために、前記吸着空間に空気を供給する加圧手段が設けられたことを特徴とする基板研磨装置である。   The present invention sucks and conveys the substrate to the lower surface of the rotating head, places the substrate on a polishing pad on the upper surface of a turntable, presses the substrate against the polishing pad by the rotating head, and rotates the rotation. In a substrate polishing apparatus that polishes the lower surface of the substrate while rotating a head and the turntable and spraying slurry containing an abrasive, the lower surface of the rotating head is covered with an elastic diaphragm film, and An adsorption space is provided between the diaphragm film and the rotary head, the diaphragm film has a plurality of air holes, a water repellent portion is provided on the lower surface of the rotary head, and the lower surface of the rotary head has the In order to suck the substrate, suction means for sucking air in the suction space is provided, and the substrate is pressed against the turntable by the rotary head. To a substrate polishing apparatus, wherein a pressurizing means for supplying air is provided in the suction space.

本発明の基板研磨装置であると、回転ヘッドの下面に水で濡らした基板を吸着して搬送すると、基板を吸着する吸い込み力のため、水で濡れたダイヤフラム膜が回転ヘッドの下面に吸着することとなる。しかし、回転ヘッドによって基板をターンテーブルの研磨パッドに押圧するときに、回転ヘッドの下面に撥水部が設けられているため、前記吸着したダイヤフラム膜が直ちに回転ヘッドの下面から離れて、吸着空間の圧力が上昇し、基板を研磨パッドに押圧することができる。そのため、生産効率を向上させることができる。   In the substrate polishing apparatus of the present invention, when a substrate wetted with water is sucked and transported to the lower surface of the rotating head, the diaphragm film wet with water is attracted to the lower surface of the rotating head due to the suction force to suck the substrate. It will be. However, when the substrate is pressed against the polishing pad of the turntable by the rotating head, the adsorbed diaphragm film is immediately separated from the lower surface of the rotating head because the water repellent portion is provided on the lower surface of the rotating head. The pressure increases, and the substrate can be pressed against the polishing pad. Therefore, production efficiency can be improved.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態の液晶表示装置10について、図1〜図6に基づいて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a liquid crystal display device 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)液晶表示装置10の構造
本実施形態の液晶表示装置は、縦640ピクセル、横480x3(R,G,B)ピクセルを有したアレイ基板12を有している。
(1) Structure of Liquid Crystal Display Device 10 The liquid crystal display device of this embodiment includes an array substrate 12 having 640 vertical pixels and 480 × 3 (R, G, B) horizontal pixels.

アレイ基板12は、ガラス基板14の横方向に640本のゲート線16が配線され、また、このゲート線16と直交するようにマトリックス状に480x3本の信号線18が配線されている。また、ゲート線16と平行に640本の補助容量線20も配線されている。   In the array substrate 12, 640 gate lines 16 are wired in the horizontal direction of the glass substrate 14, and 480 × 3 signal lines 18 are wired in a matrix so as to be orthogonal to the gate lines 16. In addition, 640 auxiliary capacitance lines 20 are also wired in parallel with the gate lines 16.

ゲート線16と信号線18の交差部近傍には、ポリシリコン半導体よりなるスイッチング素子であるTFT22が形成されている。TFT22のゲート電極にはゲート線16が接続され、TFT22のソース電極には信号線18が接続され、TFT22のドレイン電極には画素電極24が接続されている。   A TFT 22 which is a switching element made of a polysilicon semiconductor is formed in the vicinity of the intersection of the gate line 16 and the signal line 18. A gate line 16 is connected to the gate electrode of the TFT 22, a signal line 18 is connected to the source electrode of the TFT 22, and a pixel electrode 24 is connected to the drain electrode of the TFT 22.

各画素毎には異なる色のカラーフィルタ(R,G,B)を形成する着色層26R,26G,26Bが形成されている。   Colored layers 26R, 26G, and 26B that form color filters (R, G, and B) of different colors are formed for each pixel.

図10に示すように、アレイ基板12と対向して対向基板13が配置される。この対向基板13とアレイ基板12との間には液晶層15が挟持され、このセルギャップを保持するためにスペーサ28が前記した着色層26の上に突起状に形成されている(図6、図10参照)。   As shown in FIG. 10, a counter substrate 13 is disposed to face the array substrate 12. A liquid crystal layer 15 is sandwiched between the counter substrate 13 and the array substrate 12, and a spacer 28 is formed in a protruding shape on the colored layer 26 to maintain the cell gap (FIG. 6, FIG. (See FIG. 10).

以下、この液晶表示装置10の製造方法について順番に説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing the liquid crystal display device 10 will be described in order.

(2)液晶表示装置10の製造方法
以下の工程では、大型ガラス基板上に4枚のアレイ基板12を加工してから、液晶表示装置10を製造するものである。
(2) Manufacturing Method of Liquid Crystal Display Device 10 In the following steps, the liquid crystal display device 10 is manufactured after processing the four array substrates 12 on a large glass substrate.

(2−1)第1工程
第1工程においては、大型ガラス基板を構成するガラス基板14の上に横方向に640本のゲート線16と640本の補助容量線20を形成する。この補助容量線20の幅を80μmで形成し、信号線18との交点部分において平面形状が六角形の穴部30を形成する。この穴部30によって補助容量線20が断線されないように一部を残しておく。穴部30の大きさは20μmである。なお、TFT22を形成する工程は、この工程と以下の工程で同時に行うものである。
(2-1) First Step In the first step, 640 gate lines 16 and 640 auxiliary capacitance lines 20 are formed laterally on the glass substrate 14 constituting the large glass substrate. The auxiliary capacitance line 20 is formed with a width of 80 μm, and a hole 30 having a hexagonal planar shape is formed at the intersection with the signal line 18. A part is left so that the auxiliary capacitance line 20 is not disconnected by the hole 30. The size of the hole 30 is 20 μm. The process of forming the TFT 22 is performed simultaneously with this process and the following processes.

(2−2)第2工程
第2工程においては、ゲート線16及び補助容量線20を形成した上の層に、層間絶縁膜32を形成する。
(2-2) Second Step In the second step, an interlayer insulating film 32 is formed on the layer on which the gate line 16 and the auxiliary capacitance line 20 are formed.

(2−3)第3工程
第3工程においては、480x3本の信号線18を形成する。信号線18の幅は26μmであり、補助容量線20との重なり部分は図2に示すように、穴部60の上層では平面形状が六角形であり、他の信号線18の部分より太くなっている。
(2-3) Third Step In the third step, 480 × 3 signal lines 18 are formed. The width of the signal line 18 is 26 μm, and the overlapping portion with the auxiliary capacitance line 20 has a hexagonal planar shape in the upper layer of the hole 60 as shown in FIG. 2, and is thicker than other signal line 18 portions. ing.

(2−4)第4工程
第4工程においては、信号線18を形成した上に、青色(B)の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストをスピナーによって全面に塗布し、青色に着色したい部分に光が照射されるようなフォトマスクを介し365nmの波長で100mJ/cmを照射する。その後、KOHの1%水溶液で10秒間現像し、その部分に3.0μm厚さの青色の着色層26Gを形成する。
(2-4) Fourth Step In the fourth step, the signal line 18 is formed, and an ultraviolet curable acrylic resin resist in which a blue (B) pigment is dispersed is applied to the entire surface by a spinner, and colored blue. Irradiate 100 mJ / cm 2 at a wavelength of 365 nm through a photomask that irradiates light on a desired portion. Thereafter, development is carried out with a 1% aqueous solution of KOH for 10 seconds, and a blue colored layer 26G having a thickness of 3.0 μm is formed in that portion.

(2−5)第5工程
第5工程においては、緑色(G)の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを用いて、第4工程と同様に3.0μm厚さの緑色の着色層26Gを形成する。
(2-5) Fifth Step In the fifth step, a green colored layer having a thickness of 3.0 μm is used in the same manner as in the fourth step, using an ultraviolet curable acrylic resin resist in which a green (G) pigment is dispersed. 26G is formed.

(2−6)第6工程
第6工程においては、赤色(R)の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを用いて、第4工程と同様に3.0μm厚さの赤色の着色層26Rを形成する。
(2-6) Sixth Step In the sixth step, a red colored layer having a thickness of 3.0 μm is used in the same manner as in the fourth step, using an ultraviolet curable acrylic resin resist in which a red (R) pigment is dispersed. 26R is formed.

(2−7)第7工程
第7工程においては、下記で説明する基板研磨装置100を用いて研磨し、着色層26G、B、Rの盛り上がり部分を除去し、ポリビニルアルコール製のスポンジで擦り洗いした後、純水で超音波洗浄し、アレイ基板12を乾燥させる。
(2-7) Seventh Step In the seventh step, polishing is performed using the substrate polishing apparatus 100 described below, the raised portions of the colored layers 26G, B, and R are removed, and then washed with a sponge made of polyvinyl alcohol. After that, the array substrate 12 is dried by ultrasonic cleaning with pure water.

(2−8)第8工程
第8工程においては、透明な画素電極24としてITO膜をスパッタ法にて150nm成膜し、画素電極形状にパターニングする。
(2-8) Eighth Step In the eighth step, an ITO film having a thickness of 150 nm is formed as the transparent pixel electrode 24 by sputtering and patterned into a pixel electrode shape.

(2−9)第9工程
第9工程においては、感光性のカーボンレス黒色樹脂をスピナーを用いて3.0μmの厚みに塗布し、90℃、10分の乾燥後、フォトマスクを用いて365nmの波長で、500mJ/cmの露光量で露光した後、pH11.5のアルカリ水溶液にて現像し、220℃、60分の焼成にて額縁部27を形成する。
(2-9) Ninth Step In the ninth step, a photosensitive carbonless black resin is applied to a thickness of 3.0 μm using a spinner, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and then 365 nm using a photomask. After being exposed at an exposure amount of 500 mJ / cm 2 at a wavelength of 1, a development is performed with an alkaline aqueous solution having a pH of 11.5, and the frame portion 27 is formed by baking at 220 ° C. for 60 minutes.

(2−10)第10工程
第10工程においては、感光性透明アクリル樹脂をスピナーで5.5μmの厚みに塗布し、90℃、10分の乾燥後フォトマスクを用いて365nmの波長で、500mJ/cmでスペーサ28を下地27に形成する。このスペーサ28は、図6に示すように突起形状となっている。スペーサ28は、直径8μmで、穴部30の上方に立設している。
(2-10) Tenth Step In the tenth step, a photosensitive transparent acrylic resin is applied to a thickness of 5.5 μm with a spinner, dried at 90 ° C. for 10 minutes, and at a wavelength of 365 nm using a photomask, 500 mJ A spacer 28 is formed on the base 27 at / cm 2 . The spacer 28 has a protruding shape as shown in FIG. The spacer 28 has a diameter of 8 μm and stands above the hole 30.

(2−11)第11工程
第11工程においては、配向膜材料としてAL−1051(JSR株式会社製)を全面に50nm塗布し、ラビング処理を行い、配向膜29を形成する。
(2-11) Eleventh Step In the eleventh step, AL-1051 (manufactured by JSR Corporation) is applied to the entire surface by 50 nm as an alignment film material, a rubbing treatment is performed, and an alignment film 29 is formed.

(2−12)第12工程
第12工程においては、対向基板13に透明電極としてITO膜をスパッタ法にて150nm成膜し、その後に配向膜材料として上記と同様のもの塗布しラビング処理を行い配向膜を形成する。この対向基板13におけるラビング方向も信号線方向と一致させる。
(2-12) Twelfth Step In the twelfth step, an ITO film having a thickness of 150 nm is formed on the counter substrate 13 as a transparent electrode by a sputtering method, and then the same as the alignment film material is applied and a rubbing process is performed. An alignment film is formed. The rubbing direction on the counter substrate 13 is also matched with the signal line direction.

(2−13)第13工程
第13工程においては、アレイ基板12の配向膜の周辺に沿ってシール剤31を液晶注入口以外に印刷し、対向基板13の対向電極に電圧を印加するための電極転位材を接着剤の周辺の電極転位電極上に形成する。
(2-13) Thirteenth Step In the thirteenth step, the sealing agent 31 is printed along the periphery of the alignment film of the array substrate 12 other than the liquid crystal injection port, and a voltage is applied to the counter electrode of the counter substrate 13. An electrode dislocation material is formed on the electrode dislocation electrode around the adhesive.

(2−14)第14工程
第14工程においては、配向膜29が対向し、またそれぞれのラビング方向が90°となるように対向基板13を配置し、加熱してシール剤31を硬化させアレイ基板12と対向基板13を貼り合わせる。このときに、アレイ基板12と対向基板13とのセルギャップは、スペーサ28によって決まる。
(2-14) Fourteenth Step In the fourteenth step, the counter substrate 13 is arranged so that the alignment films 29 face each other and the respective rubbing directions are 90 °, and the sealing agent 31 is cured by heating to form an array. The substrate 12 and the counter substrate 13 are bonded together. At this time, the cell gap between the array substrate 12 and the counter substrate 13 is determined by the spacer 28.

(2−15)第15工程
第15工程においては、液晶注入口より液晶組成物を注入し、その後に液晶注入口を紫外線硬化樹脂で封止する。
(2-15) Fifteenth Step In the fifteenth step, a liquid crystal composition is injected from a liquid crystal injection port, and then the liquid crystal injection port is sealed with an ultraviolet curable resin.

(2−16)第16工程
第16工程においては、大型ガラス基板を分断して、4枚の液晶セルを形成する。
(2-16) Sixteenth Step In the sixteenth step, the large glass substrate is divided to form four liquid crystal cells.

(3)基板研磨装置100の構造
以下、上記の第7工程において、着色層24を研磨する基板研磨装置100の構造について図7〜図9に基づいて説明する。
(3) Structure of Substrate Polishing Apparatus 100 Hereinafter, the structure of the substrate polishing apparatus 100 that polishes the colored layer 24 in the seventh step will be described with reference to FIGS.

基板研磨装置100は、移動可能な回転ヘッド102とターンテーブル104とを有している。   The substrate polishing apparatus 100 has a movable rotary head 102 and a turntable 104.

ターンテーブル104は、平面形状が円形であり、回転軸106を中止に回転する。なお、ターンテーブル104は、位置が固定されている。回転軸106内部には、シリカゲル研磨剤を含んだ水を主成分とするスラリーをターンテーブル104の中央に散布する散布口108が設けられている。このターンテーブル104の上面には、シート状の研磨パッド110が設けられている。   The turntable 104 has a circular planar shape and rotates with the rotation shaft 106 stopped. Note that the position of the turntable 104 is fixed. Inside the rotating shaft 106, there is provided a spraying port 108 for spraying a slurry mainly containing water containing a silica gel abrasive to the center of the turntable 104. A sheet-like polishing pad 110 is provided on the upper surface of the turntable 104.

回転ヘッド102の平面形状は円形であり、回転軸112を中心に回転可能であり、基板12をターンテーブル104の位置まで搬送可能なように移動できる。   The planar shape of the rotary head 102 is circular, can be rotated about a rotary shaft 112, and can move so that the substrate 12 can be conveyed to the position of the turntable 104.

回転ヘッド102の下面には、アルミニウム製のラバープレート114が設けられている。このラバープレート114は円形であり、その内周側にアレイ基板12の大きさよりも若干大きい長方形状の隔壁116が下方に突出している。   An aluminum rubber plate 114 is provided on the lower surface of the rotary head 102. The rubber plate 114 is circular, and a rectangular partition 116 that is slightly larger than the size of the array substrate 12 protrudes downward on the inner peripheral side thereof.

ラバープレート114の隔壁116内部には、撥水性のあるテフロン板118が設けられている。なお、テフロンは登録商標である。本願においては全て同様である。   A water-repellent Teflon plate 118 is provided inside the partition wall 116 of the rubber plate 114. Teflon is a registered trademark. In this application, all are the same.

ラバープレート114を覆うように、平面形状が円形のゴムよりなるダイヤフラム膜120が回転ヘッド102の下面に取り付けられている。このダイヤフラム膜120には複数の空気穴122が貫通している。これら空気穴122の設けられている位置は、ラバープレート114の隔壁116の内側である。また、ダイヤフラム膜120と隔壁116の内周側には空気抜けを防止するためのOリング124が設けられている。テフロン板118、隔壁116及びダイヤフラム膜120によって形成された閉塞空間を以下では吸着空間126という。また、配管130が回転ヘッド102、テフロン板118も貫通して、吸着空間126の中の空気を吸着、及び、吸着空間126に空気を送るためのポンプ128が設けられている。   A diaphragm film 120 made of rubber having a circular planar shape is attached to the lower surface of the rotary head 102 so as to cover the rubber plate 114. A plurality of air holes 122 pass through the diaphragm film 120. The positions where the air holes 122 are provided are inside the partition wall 116 of the rubber plate 114. In addition, an O-ring 124 is provided on the inner peripheral side of the diaphragm film 120 and the partition wall 116 to prevent air escape. The closed space formed by the Teflon plate 118, the partition wall 116, and the diaphragm film 120 is hereinafter referred to as an adsorption space 126. Further, a pump 128 is provided through which the pipe 130 also penetrates the rotary head 102 and the Teflon plate 118 to adsorb the air in the adsorption space 126 and send the air to the adsorption space 126.

(4)基板研磨方法
次に、上記構成の基板研磨装置100を用いて、アレイ基板12を研磨する方法について順番に説明する。
(4) Substrate Polishing Method Next, a method for polishing the array substrate 12 using the substrate polishing apparatus 100 having the above configuration will be described in order.

まず、着色層24を形成したアレイ基板12を反転させ、着色層24が下面側になるようにして水が貯えられた貯水部に収納し、この状態で回転ヘッド102をそのアレイ基板12の位置に移動させる。そして、ダイヤフラム膜120を水で濡れたアレイ基板12の上面に押し付け、ポンプ128によって吸着空間126内部の空気を吸着してほぼ真空状態にすることにより、回転ヘッド102の下面に水で濡れたアレイ基板12を真空吸着する。   First, the array substrate 12 on which the colored layer 24 is formed is inverted, and is stored in a water storage section in which water is stored so that the colored layer 24 is on the lower surface side. In this state, the rotary head 102 is positioned at the position of the array substrate 12. Move to. Then, the diaphragm film 120 is pressed against the upper surface of the array substrate 12 wetted with water, and the air inside the adsorption space 126 is adsorbed by the pump 128 to be in a substantially vacuum state, whereby the lower surface of the rotary head 102 is wetted with water. The substrate 12 is vacuum-adsorbed.

次に、回転ヘッド102の下面に真空吸着された水で濡れたアレイ基板12を、ターンテーブル104の上方に移動させ、さらに、研磨パッド110の上にアレイ基板12を載置する。この場合に、ターンテーブル104の回転軸106と回転ヘッド102の回転軸112とは、図9に示すように偏心した位置に載置する。   Next, the array substrate 12 wetted with water vacuum-adsorbed on the lower surface of the rotary head 102 is moved above the turntable 104, and the array substrate 12 is placed on the polishing pad 110. In this case, the rotating shaft 106 of the turntable 104 and the rotating shaft 112 of the rotating head 102 are placed at eccentric positions as shown in FIG.

次に、ポンプ128による真空吸着を停止し、配管130より10kPaの空気を供給する。これにより、水で濡れたアレイ基板12の全体に掛かる圧力は10秒でほぼ10kPaに到達する。その理由は、アレイ基板12が水で濡れているのでダイアフラム膜120も水で濡れた状態となっているので、この水で濡れたダイヤフラム膜120が真空吸着によりテフロン板118に吸着された状態となっている。しかし、このテフロン板118は撥水性であるため、ダイヤフラム膜120が直ちにテフロン板118から離れ、吸着空間126を形成できるためである。もし、テフロン板118を設けず、ラバープレート114を露出した状態であると、ラバープレート114はアルミニウム製であるため水で濡れたダイヤフラム膜120がラバープレート114の下面に吸着して離れ難く、上記のような10kPaに吸着空間126の圧力が到達するのに60秒要することになる。そのため、このテフロン板118を設けることにより50秒生産時間を短縮することができる。   Next, vacuum suction by the pump 128 is stopped, and 10 kPa of air is supplied from the pipe 130. As a result, the pressure applied to the entire array substrate 12 wetted with water reaches approximately 10 kPa in 10 seconds. The reason for this is that since the array substrate 12 is wet with water, the diaphragm film 120 is also wet with water, so that the diaphragm film 120 wet with water is adsorbed to the Teflon plate 118 by vacuum suction. It has become. However, since the Teflon plate 118 is water repellent, the diaphragm film 120 can be immediately separated from the Teflon plate 118 to form the adsorption space 126. If the Teflon plate 118 is not provided and the rubber plate 114 is exposed, since the rubber plate 114 is made of aluminum, the diaphragm film 120 wet with water is attracted to the lower surface of the rubber plate 114 and is not easily separated. It takes 60 seconds for the pressure in the adsorption space 126 to reach 10 kPa. Therefore, the production time of 50 seconds can be shortened by providing the Teflon plate 118.

次に、加圧を10kPaに保ち、シリカゲル研磨剤を含む水を主成分とするスラリーを回転ヘッド102の側方にあるスラリー散布管132から散布すると共にターンテーブル104の散布口108からも散布する。   Next, the pressure is maintained at 10 kPa, and a slurry containing water containing silica gel abrasive as a main component is sprayed from the slurry spraying tube 132 on the side of the rotary head 102 and sprayed from the spraying port 108 of the turntable 104. .

次に、回転ヘッド102とターンテーブル104とを同じ回転方向で回転させ、その回転数を回転ヘッド102の方が多いようにする。例えば、ターンテーブル104を30回/分で回転させ、回転ヘッド102を31回/分で回転させる。この状態を40秒行うことにより、研磨が行われる。   Next, the rotary head 102 and the turntable 104 are rotated in the same rotational direction so that the rotational speed of the rotary head 102 is larger. For example, the turntable 104 is rotated at 30 times / minute, and the rotary head 102 is rotated at 31 times / minute. Polishing is performed by performing this state for 40 seconds.

次に、研磨処理終了後にスラリーの供給を停止し、アレイ基板12の加圧を5kPaに低下させ、回転ヘッド102とターンテーブル104とを同じ方向で10回/分で10秒間回転させながら、リンス水として純水を供給してアレイ基板12を洗浄する。その後、回転ヘッド102とターンテーブル104とを停止させる。   Next, after the polishing process is completed, the slurry supply is stopped, the pressurization of the array substrate 12 is reduced to 5 kPa, and the rotary head 102 and the turntable 104 are rotated in the same direction at 10 times / minute for 10 seconds. The array substrate 12 is cleaned by supplying pure water as water. Thereafter, the rotary head 102 and the turntable 104 are stopped.

次に、回転ヘッド102によって再びアレイ基板12を吸着し、大気開放状態にしてアレイ基板12を取り出し次の工程に送る。   Next, the array substrate 12 is again adsorbed by the rotary head 102, is released into the atmosphere, and the array substrate 12 is taken out and sent to the next step.

次の工程では、アレイ基板をポリビニルアルコール製のスポンジで擦り洗いし、純水で超音波洗浄し、アレイ基板12をスピン乾燥させる。   In the next step, the array substrate is rubbed with a sponge made of polyvinyl alcohol, ultrasonically washed with pure water, and the array substrate 12 is spin-dried.

上記のようにすることで、アレイ基板12の着色層12を研磨圧面内均一性で研磨することができると共に、生産時間を短縮することができる。   As described above, the colored layer 12 of the array substrate 12 can be polished with uniformity in the polishing pressure surface, and the production time can be shortened.

(5)変更例
上記実施形態では、ラバープレート114の下面に設ける撥水性の材料としてテフロン板118を設けたが、これに代えて撥水性が有る他の板材を用いてもよい。
(5) Modified Example In the above embodiment, the Teflon plate 118 is provided as the water repellent material provided on the lower surface of the rubber plate 114, but other plate materials having water repellency may be used instead.

また、ラバープレート114の下面に撥水性の有る撥水性剤を塗布してもよい。   Further, a water repellent having water repellency may be applied to the lower surface of the rubber plate 114.

本発明の一実施形態を示すアレイ基板において、補助容量線、ゲート線及び信号線を配線した状態の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a state in which auxiliary capacitance lines, gate lines, and signal lines are wired in the array substrate showing one embodiment of the present invention. 図1におけるA部分の拡大図である。It is an enlarged view of A part in FIG. 図2におけるB−B線断面図である。It is the BB sectional view taken on the line in FIG. アレイ基板の平面図である。It is a top view of an array substrate. 図4におけるB部分の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG. 4. 図5におけるD−D線断面図である。It is the DD sectional view taken on the line in FIG. 本発明の一実施形態を示す基板研磨装置の側面図である。1 is a side view of a substrate polishing apparatus showing an embodiment of the present invention. 回転ヘッドの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a rotary head. 回転ヘッドの底面図である。It is a bottom view of a rotary head. 本実施形態の液晶表示装置の一部を切り欠いた斜視図である。It is the perspective view which notched some liquid crystal display devices of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 液晶表示装置
12 アレイ基板
13 対向基板
14 ガラス基板
16 ゲート線
18 信号線
20 補助容量線
22 TFT
24 画素電極
26 着色層
28 スペーサ
30 穴部
32 層間絶縁膜
34 壁部
100 基板研磨装置
102 回転ヘッド
104 ターンテーブル
106 回転軸
108 散布口
110 研磨パッド
112 回転軸
114 ラバープレート
116 隔壁
118 テフロン板
120 ダイヤフラム膜
122 空気穴
124 Oリング
126 吸着空間
128 ポンプ
130 配管
132 スラリー散布管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal display device 12 Array substrate 13 Opposite substrate 14 Glass substrate 16 Gate line 18 Signal line 20 Auxiliary capacity line 22 TFT
24 pixel electrode 26 colored layer 28 spacer 30 hole portion 32 interlayer insulating film 34 wall portion 100 substrate polishing apparatus 102 rotating head 104 turntable 106 rotating shaft 108 spraying port 110 polishing pad 112 rotating shaft 114 rubber plate 116 partition wall 118 Teflon plate 120 diaphragm Membrane 122 Air hole 124 O-ring 126 Adsorption space 128 Pump 130 Pipe 132 Slurry spray pipe

Claims (12)

回転ヘッドの下面に基板を吸着して搬送し、ターンテーブルの上面にある研磨パッドに前記基板を載置し、前記回転ヘッドによって前記基板を前記研磨パッドに押圧して、前記回転ヘッドと前記ターンテーブルとを回転させて、研磨剤を含んだスラリーを散布しながら前記基板の下面を研磨する基板研磨装置において、
前記回転ヘッドの下面が弾性のあるダイヤフラム膜で覆われ、かつ、前記ダイヤフラム膜と前記回転ヘッドとの間に吸着空間が設けられ、
前記ダイヤフラム膜には空気穴が複数貫通し、
前記回転ヘッドの下面には撥水部が設けられ、
前記回転ヘッドの下面に前記基板を吸着するために、前記吸着空間にある空気を吸引する吸引手段が設けられ、
前記回転ヘッドによって前記基板を前記ターンテーブルに押圧するために、前記吸着空間に空気を供給する加圧手段が設けられた
ことを特徴とする基板研磨装置。
The substrate is sucked and transported to the lower surface of the rotating head, the substrate is placed on a polishing pad on the upper surface of a turntable, the substrate is pressed against the polishing pad by the rotating head, and the rotating head and the turn In the substrate polishing apparatus for rotating the table and polishing the lower surface of the substrate while spraying the slurry containing the abrasive,
The lower surface of the rotating head is covered with an elastic diaphragm film, and an adsorption space is provided between the diaphragm film and the rotating head;
The diaphragm membrane has a plurality of air holes,
A water repellent part is provided on the lower surface of the rotary head,
In order to adsorb the substrate to the lower surface of the rotary head, a suction means for sucking air in the adsorption space is provided,
In order to press the substrate against the turntable by the rotating head, pressurizing means for supplying air to the adsorption space is provided.
前記撥水部は、前記回転ヘッドの下面に設けられた撥水性のある板材である
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the water-repellent part is a water-repellent plate provided on a lower surface of the rotary head.
前記板材が、テフロン板である
ことを特徴とする請求項2記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 2, wherein the plate material is a Teflon plate.
前記撥水部は、前記回転ヘッドの下面に塗布された撥水層である
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the water repellent portion is a water repellent layer applied to a lower surface of the rotary head.
前記吸着空間の大きさが、0.5〜3.0mmである
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein a size of the adsorption space is 0.5 to 3.0 mm.
前記ダイヤフラム膜の下面には、前記基板を囲んで位置決めするテンプレートが設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein a template that surrounds and positions the substrate is provided on a lower surface of the diaphragm film.
前記回転ヘッドと前記ターンテーブルとを同じ方向で、かつ、回転数が異なるように回転させる
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the rotary head and the turntable are rotated in the same direction and at different rotational speeds.
前記回転ヘッドの回転数が前記ターンテーブルの回転数より速い
ことを特徴とする請求項7記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 7, wherein the rotational speed of the rotary head is faster than the rotational speed of the turntable.
前記回転ヘッドの回転軸と前記ターンテーブルの回転軸が偏心している
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein a rotation axis of the rotary head and a rotation axis of the turntable are eccentric.
前記基板が、液晶表示装置のアレイ基板である
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the substrate is an array substrate of a liquid crystal display device.
前記基板の下面の研磨対象が、液晶表示装置のアレイ基板における着色層である
ことを特徴とする請求項1記載の基板研磨装置。
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein an object to be polished on the lower surface of the substrate is a colored layer in an array substrate of a liquid crystal display device.
請求項1記載の基板研磨装置を用いて基板を研磨する基板研磨方法であって、
回転ヘッドの下面に水で濡らした基板を吸着して搬送する第1工程と、
前記回転ヘッドによってターンテーブルの上面にある研磨パッドに前記基板を載置する第2工程と、
前記回転ヘッドによって前記基板を前記研磨パッドに押圧する第3工程と、
前記回転ヘッドと前記ターンテーブルとを回転させて、研磨剤を含んだスラリーを散布しながら前記基板の下面を研磨する第4工程と、
を有した
ことを特徴とする基板研磨方法。
A substrate polishing method for polishing a substrate using the substrate polishing apparatus according to claim 1,
A first step of adsorbing and transporting a substrate wet with water to the lower surface of the rotary head;
A second step of placing the substrate on a polishing pad on an upper surface of a turntable by the rotary head;
A third step of pressing the substrate against the polishing pad by the rotating head;
A fourth step of polishing the lower surface of the substrate while rotating the rotating head and the turntable and spraying a slurry containing an abrasive;
A substrate polishing method characterized by comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110948385A (en) * 2019-01-08 2020-04-03 天津华海清科机电科技有限公司 Elastic membrane for chemical mechanical polishing
CN114618199A (en) * 2021-03-18 2022-06-14 聂华兵 Environment-friendly surface treatment device for forming sewage filtering grating plate

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