JP6050086B2

JP6050086B2 - ガラス基板の製造方法

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Publication number: JP6050086B2
Application number: JP2012238978A
Authority: JP
Inventors: 小川　雅之; 雅之小川
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Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2016-12-21
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Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。

液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板は、例えば、オーバーフローダウンドロー法によって製造される。オーバーフローダウンドロー法では、成形体に流し込まれてオーバーフローした熔融ガラスが、成形体の表面を伝って流下し、成形体の下端の近傍で合流して、ガラスシートに成形される。成形されたガラスシートは、下方に引き延ばされながら冷却され、所定の大きさに切断されてガラス基板が製造される。ガラス基板は、端面加工工程、表面洗浄工程および検査工程等を経て、梱包されて出荷される。

成形されたガラスシートを所定の大きさに切断する工程では、一般的に、カッターまたはレーザによる切断方法が用いられる。カッターによるガラスシートの切断方法では、ガラスシートに機械的に切れ目を入れて切断するため、切断されたガラス基板の端面には、数μｍ〜１００μｍ程度の深さのクラックが形成される。このクラックは、ガラス基板の機械的強度の劣化を招く。また、レーザによるガラスシートの切断方法では、熱応力を利用してガラスシートに切れ目を入れてガラスシートを切断するため、切断されたガラス基板の端面は鋭利で欠けやすい状態になる。切断されたガラス基板の端面に形成されたクラックまたは鋭利な部分は、端面を研削および研磨することによって取り除かれる。すなわち、ガラス基板の機械的強度を上げ、ガラス基板の欠陥の発生を抑制し、後工程での取り扱いを容易にするために、ガラス基板の端面加工工程が行われる。

ガラス基板の端面加工工程の例として、特許文献１（特開２０１１−１１０６４８号公報）には、切断されたガラス基板の端面に沿って砥石を追従させて、ガラス基板を面取り加工する方法が開示されている。この方法では、テーブルに固定されたガラス基板の端面の位置がレーザ変位計によって測定され、砥石による端面の加工開始位置および加工終了位置が算出される。具体的には、レーザ変位計による測定値から、端面の加工開始位置および加工終了位置の座標が外挿補間により算出され、これらの座標と基準となる座標との差異、および、所望の研削代に基づいて、端面の加工開始位置および加工終了位置が補正される。

しかし、ガラス基板の製造ラインの省スペース化を実現するため、端面加工工程においてガラス基板の端面の位置測定および端面の加工を同じテーブル上で行う場合、ガラス基板の端面の位置を測定するためにレーザ変位計を用いることは適切ではない。例えば、ガラス基板の端面を面取り加工する前に、面取り砥石とガラス基板の端面との接触部に研削液を供給する際に、レーザ変位計の検出部に研削液が付着して、レーザ変位計の検出精度が低下するおそれがある。そのため、ガラス基板の端面の位置測定および端面の加工を同じテーブル上で行う場合、レーザ変位計を用いてガラス基板の位置を測定する特許文献１に開示される方法は、ガラス基板の端面を高い精度で加工することが難しい。

本発明の目的は、ガラス基板の端面加工を、小さいスペースで、かつ、精度良く行うことができるガラス基板の製造方法を提供することである。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、基板固定工程と、位置情報取得工程と、加工位置算出工程と、端面加工工程とを備える。基板固定工程は、テーブルに載置されたガラス基板をテーブルに固定する。位置情報取得工程は、テーブルに固定されたガラス基板の端面の位置情報を取得する。加工位置算出工程は、ガラス基板の端面を面取り加工するための面取り砥石の加工開始位置および加工終了位置を、ガラス基板の端面の位置情報に基づいて算出する。端面加工工程は、面取り砥石と端面との接触部に研削液を供給し、加工開始位置から加工終了位置に向かって面取り砥石を移動させることによって、ガラス基板の端面を面取り加工する。面取り砥石は、ガラス基板の端面までの距離が変更可能であるように、第１軸に沿って移動可能である。面取り砥石は、ガラス基板の端面と対向するように、第１軸と直交する第２軸に沿って移動可能である。位置情報取得工程では、第１センサと第２センサとによって、ガラス基板の端面の複数のポイントの位置情報が取得される。第１センサは、面取り砥石に連結され面取り砥石と共に移動可能である。第２センサは、第１軸に沿って移動可能である。加工位置算出工程では、面取り砥石を第１軸に沿って加工開始位置まで移動させるために必要な距離である加工補正値が算出される。

このガラス基板の製造方法では、最初に、テーブル上に固定されたガラス基板の端面の位置が測定され、次に、ガラス基板を移動させることなくガラス基板の端面が面取り砥石によって加工される。ガラス基板の端面加工は、端面と面取り砥石との接触部に研削液を供給することにより、ウエットの環境下で行われる。ガラス基板の端面の位置を測定する第１センサおよび第２センサは、研削液が付着しても検出精度が低下しない、接触式のセンサである。第１センサおよび第２センサによって、ガラス基板の端面の加工開始位置および加工終了位置が算出される。ガラス基板の端面の加工前に、面取り砥石の位置を加工補正値だけ変更することで、面取り砥石は加工開始位置まで移動させられる。そして、面取り砥石を加工開始位置から加工終了位置まで移動させることで、面取り砥石によってガラス基板の端面が加工される。

従って、このガラス基板の製造方法は、ウエットの環境下でガラス基板の端面加工を行う場合において、ガラス基板の端面の位置の測定と、ガラス基板の端面の加工とを、同じテーブル上で行うことができるので、少ないスペースでガラス基板の端面加工を行うことができる。また、ガラス基板の端面の加工前に、端面の位置情報に基づいて面取り砥石の位置を補正することで、ガラス基板の端面加工を精度良く行うことができる。

また、位置情報取得工程では、第１センサによって取得される第１軸方向の端面の位置情報と、第２センサによって取得される第１軸方向の端面の位置情報とが関連付けられることが好ましい。この場合、位置情報取得工程は、位置情報を取得する前に、第１センサを、第２軸に沿って、第２センサと第２軸方向において同じ位置に移動させ、さらに、第１センサを用いて第１軸方向における第２センサの位置を取得する。

また、加工位置算出工程では、第１距離、第２距離および第３距離に基づいて、加工補正値が算出されることが好ましい。第１距離は、第１センサと第２センサとの間の第２軸方向の距離である。第２距離は、第１センサと面取り砥石との間の第２軸方向の距離である。第３距離は、第２センサによって測定され、予め設定された端面の基準位置と端面の位置との間の第１軸方向の距離である。

また、加工位置算出工程では、加工補正値は、第２距離に第３距離を乗じた値を、第１距離で除することによって算出されることが好ましい。

このガラス基板の製造方法では、ガラス基板の端面の位置を測定する前に、第１センサの位置と第２センサの位置とを予め関連付けることで、第１センサと第２センサとの間の距離が正確に測定される。また、第１センサは面取り砥石に連結されているので、第１センサと面取り砥石との間の距離は予め定まっている。そのため、第１センサ、第２センサおよび面取り砥石の間の位置関係、および、第２センサにより測定されたガラス基板の端面の位置に基づいて、面取り砥石の加工補正値を算出することができる。

また、第１センサは、面取り砥石の高さ位置と異なる高さ位置に設けられ、かつ、面取り砥石と共に鉛直方向に移動可能であることが好ましい。また、位置情報取得工程では、第１センサの高さ位置が端面の高さ位置と同じになるように、第１センサの高さ位置が調整されることが好ましい。また、端面加工工程では、面取り砥石の高さ位置が端面の高さ位置と同じになるように、面取り砥石の高さ位置が調整されることが好ましい。

このガラス基板の製造方法では、ガラス基板の端面の位置を第１センサで測定する際において、面取り砥石はガラス基板と異なる高さ位置にあるので、面取り砥石は第１センサによる端面の測定を妨げない。逆に、面取り砥石がガラス基板の端面を加工する際において、第１センサはガラス基板と異なる高さ位置にあるので、第１センサは面取り砥石による端面の加工を妨げない。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の端面加工を、小さいスペースで、かつ、精度良く行うことができる。

実施形態に係るガラス基板の製造工程のフローチャートである。実施形態に係るガラス基板端面加工装置の平面図である。実施形態に係るガラス基板端面加工装置の側面図である。ガラス基板搬送装置が吸着テーブルの上にガラス基板を載置している状態を表す図である。ガラス基板の端面の加工工程のフローチャートである。ガラス基板の端面、面取り砥石、第１センサおよび第２センサの位置関係を表す概略図である。ガラス基板の端面、面取り砥石、第１センサおよび第２センサの位置関係を表す概略図である。変形例に係る面取り砥石の外観図である。

（１）ガラス基板の製造工程の概略
本発明に係るガラス基板の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。最初に、本実施形態で用いられるガラス基板端面加工装置１００によって加工されるガラス基板１０の製造工程について説明する。ガラス基板１０は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる。ガラス基板１０は、例えば、０.２ｍｍ〜０.８ｍｍの厚みを有し、かつ、縦６８０ｍｍ〜２２００ｍｍおよび横８８０ｍｍ〜２５００ｍｍのサイズを有する。

ガラス基板１０の一例として、以下の組成を有するガラスが挙げられる。

（ａ）ＳｉＯ₂：５０質量％〜７０質量％、
（ｂ）Ａｌ₂Ｏ₃：１０質量％〜２５質量％、
（ｃ）Ｂ₂Ｏ₃：５質量％〜１８質量％、
（ｄ）ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、
（ｇ）ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、
（ｈ）ＲＯ:５質量％〜２０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種である。）、
（ｉ）Ｒ’₂Ｏ:０質量％〜２．０質量％（Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。）、
（ｊ）ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＣｅＯ₂から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物。

なお、上記の組成を有するガラスは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容される。

図１は、ガラス基板１０の製造工程を表すフローチャートの一例である。ガラス基板１０の製造工程は、主として、成形工程（ステップＳ１）と、採板工程（ステップＳ２）と、切断工程（ステップＳ３）と、粗面化工程（ステップＳ４）と、端面加工工程（ステップＳ５）と、洗浄工程（ステップＳ６）と、検査工程（ステップＳ７）と、梱包工程（ステップＳ８）とからなる。

成形工程Ｓ１では、ガラス原料を加熱して得られた熔融ガラスから、ダウンドロー法またはフロート法によって、ガラスシートが連続的に成形される。成形されたガラスシートは、歪みおよび反りが発生しないように温度制御されながら、ガラス徐冷点以下まで冷却される。

採板工程Ｓ２では、成形工程Ｓ１で成形されたガラスシートが切断されて、所定の寸法を有する素板ガラスが得られる。

切断工程Ｓ３では、採板工程Ｓ２で得られた素板ガラスが切断されて、製品サイズのガラス基板１０が得られる。一般的に、素板ガラスは、カッターまたはレーザを用いて切断される。

粗面化工程Ｓ４では、切断工程Ｓ３で得られたガラス基板１０の表面粗さを増加させる粗面化処理が行われる。ガラス基板１０の粗面化処理は、例えば、フッ化水素を含むエッチャントを用いるウエットエッチングである。

端面加工工程Ｓ５では、粗面化工程Ｓ４で粗面化処理が行われたガラス基板１０の端面加工が行われる。端面加工は、例えば、ガラス基板１０の端面の面取り加工、および、ガラス基板１０のコーナーカットである。

洗浄工程Ｓ６では、端面加工工程Ｓ５で端面加工処理が行われたガラス基板１０が洗浄される。ガラス基板１０には、素板ガラスの切断、および、ガラス基板１０の端面加工によって生じた微小なガラス片や、雰囲気中に存在する有機物等の異物が付着している。ガラス基板１０の洗浄によって、これらの異物が除去される。

検査工程Ｓ７では、洗浄工程Ｓ６で洗浄されたガラス基板１０が検査される。具体的には、ガラス基板１０の形状が測定され、ガラス基板１０の欠陥が光学的に検知される。ガラス基板１０の欠陥は、例えば、ガラス基板１０の表面に存在する傷およびクラック、ガラス基板１０の表面に付着している異物、および、ガラス基板１０の内部に存在している微小な泡等である。

梱包工程Ｓ８では、検査工程Ｓ７における検査に合格したガラス基板１０が、ガラス基板１０を保護するための合紙と交互にパレット上に積層されて、梱包される。梱包されたガラス基板１０は、ＦＰＤの製造業者等に出荷される。

（２）ガラス基板端面加工装置の構成
図２は、ガラス基板端面加工装置１００の平面図である。図３は、図２に示される矢印ＩＩＩの方向から見た、ガラス基板端面加工装置１００の側面図である。ガラス基板端面加工装置１００は、端面加工工程Ｓ５において、水平状態のガラス基板１０の端面を面取り加工するための装置である。ガラス基板端面加工装置１００は、主として、ガラス基板搬送装置２０と、吸着テーブル３０と、一対の面取り砥石４０，４２と、一対の第１センサ５０，５２と、一対の第２センサ６０，６２と、一対の移動機構７０，７２と、研削液供給装置８０と、水供給装置９０と、制御装置（図示せず）とから構成される。

ガラス基板端面加工装置１００によって加工されるガラス基板１０は、長方形の形状を有する。ガラス基板１０は、その長辺に平行な端面１１，１２、および、その短辺に平行な端面１３，１４を有する。

図２に示されるように、ガラス基板１０の表面に平行な平面上に、Ｘ軸およびＹ軸からなる二次元の直交座標系を設定する。Ｘ軸およびＹ軸を含む平面に直交し、かつ、鉛直方向上向きであるＺ軸を設定する。Ｘ軸の向きは、一対の第１センサ５０，５２から一対の第２センサ６０，６２に向かう方向であり、Ｙ軸の向きは、第１センサ５０から第１センサ５２に向かう方向である。

以下、ガラス基板端面加工装置１００がガラス基板１０の長辺に平行な端面１１，１２を面取り加工する工程について説明する。しかし、以下の説明は、ガラス基板端面加工装置１００がガラス基板１０の短辺に平行な端面１３，１４を面取り加工する工程にも適用することができる。

（２−１）ガラス基板搬送装置
ガラス基板搬送装置２０は、ガラス基板１０を搬送するロボットである。ガラス基板搬送装置２０は、ガラス基板１０を搬送して、ガラス基板１０を吸着テーブル３０の上に載置し、または、吸着テーブル３０の上に載置されているガラス基板１０を持ち上げて、ガラス基板１０を搬送する。

図４は、ガラス基板搬送装置２０が吸着テーブル３０の上にガラス基板１０を載置している状態を表す図である。ガラス基板搬送装置２０は、複数の歯を有する櫛型のロボットハンド２２を有する。ロボットハンド２２は、ガラス基板１０の下面を吸着して保持することができる。ガラス基板搬送装置２０は、ガラス基板１０を保持しているロボットハンド２２の位置を変更したり、水平面に平行な面内において回転させたりすることができる。ガラス基板搬送装置２０は、図４に示されるように、ロボットハンド２２の歯を、吸着テーブル３０の支持ピン３２の間に挿入することができる。

（２−２）吸着テーブル
吸着テーブル３０は、図４に示されるように、複数の支持ピン３２を有している。支持ピン３２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って所定の間隔を空けて吸着テーブル３０の上面に取り付けられる。吸着テーブル３０の上面には、吸着テーブル３０の上に載置されたガラス基板１０の下面を吸着するための多数の吸引孔（図示せず）が形成されている。吸着テーブル３０は、吸引孔の吸引による吸着力によって、載置されたガラス基板１０を固定する。吸着テーブル３０の上面は長方形の形状を有する。吸着テーブル３０の上面の長辺は、Ｘ軸に平行であり、吸着テーブル３０の上面の短辺は、Ｙ軸に平行である。吸着テーブル３０の上面の長辺および短辺の長さは、それぞれ、ガラス基板１０の表面の、Ｘ軸に平行な辺、および、Ｙ軸に平行な辺の長さより、５ｍｍ〜８ｍｍ短い。

ガラス基板搬送装置２０が、ガラス基板１０を吸着テーブル３０の上に載置する過程について説明する。最初に、ロボットハンド２２の歯が支持ピン３２の間に位置するように、ガラス基板１０を保持しているロボットハンド２２を下降させる。ロボットハンド２２は、支持ピン３２がガラス基板１０の下面と接する高さ位置まで下降する。次に、ロボットハンド２２によるガラス基板１０の吸着を解除する。これにより、ガラス基板１０は、支持ピン３２のみによって支持されている状態となる。次に、ロボットハンド２２を水平に移動させて、ロボットハンド２２を支持ピン３２の間から抜き出す。次に、支持ピン３２を下降させて、ガラス基板１０を吸着テーブル３０の上に載置する。次に、吸引孔の吸引によって、ガラス基板１０を吸着テーブル３０の上に固定する。

ガラス基板搬送装置２０が、吸着テーブル３０の上に載置されているガラス基板１０を取り出す過程について説明する。最初に、吸引孔の吸引を解除し、支持ピン３２を上昇させて、ガラス基板１０を支持ピン３２のみによって支持する。次に、ロボットハンド２２を水平方向に移動させて、吸着テーブル３０の支持ピン３２の間に挿入する。次に、ロボットハンド２２によるガラス基板１０の吸着を開始し、ロボットハンド２２を上昇させて、ガラス基板１０を持ち上げる。次に、ロボットハンド２２の動作によって、ガラス基板１０を後工程に搬送する。

（２−３）面取り砥石
一対の面取り砥石４０，４２は、それぞれ、ガラス基板１０の端面１１，１２を面取りするための研削ホイールである。面取り砥石４０，４２は、それぞれ、移動機構７０，７２に取り付けられている。

面取り砥石４０，４２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って移動可能である。面取り砥石４０，４２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置は、それぞれ、移動機構７０，７２によって調節される。面取り砥石４０，４２のＺ軸方向の位置は、それぞれ、移動機構７０，７２に設けられるサーボアクチュエータ（図示せず）によって、任意に調節することができる。

面取り砥石４０，４２は、例えば、ダイヤモンドホイール、および、樹脂結合研磨ホイールである。ダイヤモンドホイールは、例えば、ダイヤモンド砥粒を、鉄を含む金属系の結合剤で固めた研削ホイールである。ダイヤモンド砥粒は、例えば、粒度が♯４００であるダイヤモンド砥粒である。樹脂結合研磨ホイールは、例えば、通常用いられる砥粒を、柔軟性および弾性を有する樹脂系の結合剤で固めた研削ホイールである。砥粒の粒度は、例えば、ＪＩＳＲ６００１−１９８７で規定される♯３００〜♯５００程度である。

（２−４）第１センサ
一対の第１センサ５０，５２は、それぞれ、ガラス基板１０の端面１１，１２の位置を測定するセンサである。以下、端面１１，１２の位置は、端面１１，１２にある測定ポイントの、Ｘ軸方向の位置およびＹ軸方向の位置で表される。第１センサ５０，５２は、それぞれ、移動機構７０，７２に取り付けられている。

第１センサ５０，５２は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に沿って移動可能である。第１センサ５０，５２のＸ軸方向およびＹ軸方向の位置は、それぞれ、移動機構７０，７２によって調節される。第１センサ５０，５２のＺ軸方向の位置は、それぞれ、移動機構７０，７２に設けられるサーボアクチュエータ（図示せず）によって、任意に調節することができる。

第１センサ５０，５２は、接触型のセンサである。端面１１，１２の位置を測定するために、最初に、第１センサ５０，５２の高さ位置（すなわち、Ｚ軸方向の位置）が、ガラス基板１０の端面１１，１２の高さ位置に調節される。次に、第１センサ５０，５２の先端部が、ガラス基板１０の端面１１，１２と接触するように、第１センサ５０，５２のＹ軸方向の位置が調節される。次に、ガラス基板１０の端面１１と接触している第１センサ５０，５２の先端部の座標が測定される。「座標」は、Ｘ軸方向の位置およびＹ軸方向の位置から構成される。

第１センサ５０，５２は、図２に示されるように、ガラス基板１０の端面１１，１２の一方の端部の近傍において、端面１１，１２の位置を測定する。一方、第２センサ６０，６２は、図２に示されるように、ガラス基板１０の端面１１，１２の他方の端部の近傍において、端面１１，１２の位置を測定する。

（２−５）第２センサ
一対の第２センサ６０，６２は、それぞれ、ガラス基板１０の端面１１，１２の位置を測定するセンサである。第２センサ６０，６２は、それぞれ、移動機構７０，７２から独立して移動可能である。第２センサ６０，６２は、図３に示されるように、床１９に設置されているエアシリンダー６４に取り付けられている。なお、エアシリンダー６４は、吸着テーブル３０の基部に取り付けられている支持部材によって支持されていてもよい。

第２センサ６０，６２は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。第２センサ６０，６２のＹ軸方向の位置は、第２センサ６０，６２に接続されているサーボアクチュエータ（図示せず）によって、高速モードまたは低速モードで調節される。第２センサ６０，６２のＺ軸方向の位置は、エアシリンダー６４によって調節される。

第２センサ６０，６２は、接触型のセンサである。端面１１，１２の位置を測定するために、最初に、第２センサ６０，６２の高さ位置が、ガラス基板１０の端面１１，１２の高さ位置に調節される。次に、第２センサ６０，６２の先端部が、ガラス基板１０の端面１１，１２と接触するように、第２センサ６０，６２のＹ軸方向の位置が調整される。次に、ガラス基板１０の端面１１と接触している第２センサ６０，６２の先端部の座標が測定される。

（２−６）移動機構
一対の移動機構７０，７２は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って移動可能なユニットである。移動機構７０は、面取り砥石４０および第１センサ５０が取り付けられるユニットである。移動機構７２は、面取り砥石４２および第１センサ５２が取り付けられるユニットである。移動機構７０において、第１センサ５０の高さ位置は、面取り砥石４０の高さ位置と異なっている。移動機構７２において、第１センサ５２の高さ位置は、面取り砥石４２の高さ位置と異なっている。

移動機構７０，７２は、それぞれ、上述のサーボアクチュエータによって、面取り砥石４０，４２のＺ軸方向の位置、および、第１センサ５０，５２のＺ軸方向の位置を、独立に調節することができる。移動機構７０，７２は、それぞれ、面取り砥石４０，４２に対する、第１センサ５０，５２のＸ軸方向およびＹ軸方向の相対的な位置を固定する。そのため、面取り砥石４０と第１センサ５０との間のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離、および、面取り砥石４２と第１センサ５２との間のＸ軸方向およびＹ軸方向の距離は、不変であり、予め設定されている。

（２−７）研削液供給装置
研削液供給装置８０は、図２に示されるように、ガラス基板１０の側方、かつ、面取り砥石４０，４２の近傍に設置され、ガラス基板１０の端面１１，１２に向かって、研削液を吹きかける装置である。研削液は、例えば、水、界面活性剤が添加された水、その他の薬剤が添加された水である。なお、研削液として、洗浄工程Ｓ６の後においてガラス基板１０に残留するおそれがある液体、および、ガラス基板端面加工装置１００の劣化を促進させるおそれがある液体は用いられない。図２および図３において示されていないが、ガラス基板１０の上方には、ガラス基板１０の表面に研削液が付着することを防止するためのカバーが設置されている。

研削液は、表面張力が小さいので、ガラス基板１０の端面１１，１２と、面取り砥石４０，４２との接触部である研削点に入り込みやすい。そのため、研削液は、ガラス基板１０の研削により発生したガラス微粒子等の異物を洗い流す効果を有する。また、研削液は、摩擦により高温になりやすい研削点を冷却する効果を有する。なお、洗浄工程Ｓ６で用いられる界面活性剤を研削液として使用する場合、ガラス基板１０の表面に研削液が付着して泡残りが発生しても、接触式センサである第１センサ５０，５２および第２センサ６０，６２は、ガラス基板１０の端面１１，１２の位置を精度良く測定することができる。

（２−８）水供給装置
水供給装置９０は、図３に示されるように、ガラス基板１０の上方に設置され、ガラス基板１０の端面１１，１２に向かって、水を吹きかける装置である。ガラス基板１０の端面１１，１２が面取り砥石４０，４２によって加工されることで、ガラスの微小片であるカレットが端面１１，１２から飛散する。水供給装置９０は、ガラス基板１０の表面の内側から端面１１，１２に向かって水を噴出して、水の膜を形成する。これにより、水供給装置９０は、ガラス基板１０の表面の内側に向かって飛散するカレットの量を低減することができる。従って、水供給装置９０は、ガラス基板１０の表面に付着するカレットの量を抑えることができる。

（２−９）制御装置
制御装置は、例えば、ガラス基板端面加工装置１００の動作を制御するコンピュータである。制御装置は、ガラス基板搬送装置２０、吸着テーブル３０、一対の面取り砥石４０，４２、一対の第１センサ５０，５２、一対の第２センサ６０，６２、一対の移動機構７０，７２および研削液供給装置８０の動作を個別に制御する。次に、制御装置によって、ガラス基板端面加工装置１００がガラス基板１０の端面１１，１２を面取り加工する工程について説明する。

（３）ガラス基板端面加工装置の動作
図５は、ガラス基板端面加工装置１００がガラス基板１０の端面１１，１２を面取り加工する工程を表すフローチャートである。図６および図７は、ガラス基板１０の端面１１、面取り砥石４０、第１センサ５０および第２センサ６０の位置関係を表す概略図である。以下、第１センサ５０および第２センサ６０が、ガラス基板１０の端面１１の位置を測定して、面取り砥石４０が端面１１を面取りする一連の工程について、図６および図７を参照しながら説明する。以下の説明は、第１センサ５２および第２センサ６２が、ガラス基板１０の端面１２の位置を測定して、面取り砥石４２が端面１２を面取りする一連の工程にも適用することができる。

最初に、ステップＳ１１において、ガラス基板搬送装置２０が、ガラス基板１０を、吸着テーブル３０の上に移送する。吸着テーブル３０の上に載置されたガラス基板１０は、位置調整されることなく、吸着テーブル３０の上面に形成される多数の吸引孔の吸着力によって、吸着テーブル３０に固定される。

次に、ステップＳ１２において、第１センサ５０および第２センサ６０によって、ガラス基板１０の端面１１の位置が測定される。具体的には、最初に、第１センサ５０および第２センサ６０の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）を、ガラス基板１０の高さ位置に調節し、かつ、面取り砥石４０がガラス基板１０と接触しないように、面取り砥石４０の高さ位置を、ガラス基板１０より上方または下方の高さ位置に調節する。次に、第１センサ５０および第２センサ６０をＹ軸方向に移動させて端面１１に接触させることで、第１センサ５０の先端部が端面１１と接触する第１ポイントＰ１の座標、および、第２センサ６０の先端部が端面１１と接触する第２ポイントＰ２の座標を測定する。

次に、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で測定されたガラス基板１０が、ガラス基板１０の各製造ロットの最初のガラス基板１０であるか否かが判断される。ガラス基板１０が、各製造ロットの最初のガラス基板１０である場合、ステップＳ１４に進む。ガラス基板１０が、各製造ロットの最初のガラス基板１０でない場合、ステップＳ１５に進む。

次に、ステップＳ１４において、第１センサ５０の位置情報と、第２センサ６０の位置情報とを関連付ける。ステップＳ１４は、ガラス基板１０の各製造ロットの開始時に、１回だけ行われる工程である。ステップＳ１４では、最初に、第２センサ６０の高さ位置を下げ、第１センサ５０をＸ軸方向に移動させて、第２センサ６０のＸ軸方向の位置と同じ位置まで、第１センサ５０を移動させる。次に、第１センサ５０をＹ軸方向に移動させて、第２センサ６０のＹ軸方向の位置と同じ位置まで、第１センサ５０を移動させる。この状態において、第１センサ５０の先端部の座標を測定して、第１センサ５０の位置情報と、第２センサ６０の位置情報とを関連付ける。このとき、第１センサ５０の座標、すなわち、Ｘ軸方向の位置およびＹ軸方向の位置は、第２センサ６０の座標と同じである。そのため、以降、第１センサ５０および第２センサ６０を移動させても、第１センサ５０と第２センサ６０との間の相対的な位置、すなわち、距離を常に取得することができる。なお、ステップＳ１４において各製造ロットの開始時に第１センサ５０と第２センサ６０との関連付けを行うだけではなく、所定の数のガラス基板１０を加工した時点、または、製造ロットの開始から所定の時間が経過した時点においても、第１センサ５０と第２センサ６０との関連付けを行ってもよい。

次に、ステップＳ１５において、加工補正値Ｄを算出して、ガラス基板１０の端面１１を面取り砥石４０で面取り加工するために必要な加工開始位置および加工終了位置を算出する。加工補正値Ｄは、面取り砥石４０をＹ軸方向に沿って加工開始位置まで移動させるために必要な距離である。

加工補正値Ｄを算出するために、最初に、Ｘ軸およびＹ軸を含む面内に、ゼロ基準線ＺＬを設定する。ゼロ基準線ＺＬは、面取り砥石４０をＹ軸方向に沿って加工補正値Ｄだけ移動させる際の基準である。ゼロ基準線ＺＬは、図６および図７に示されるように、面取り砥石４０の外周に位置する第３ポイントＰ３と、第１ポイントＰ１とを連結する線である。第３ポイントＰ３は、面取り砥石４０が加工する端面１１の反対側の端面１２に最も近いポイントである。図６および図７において、ゼロ基準線ＺＬは、Ｘ軸に平行であるが、Ｘ軸に平行でなくてもよい。ゼロ基準線ＺＬの向きは、移動機構７０に取り付けられる面取り砥石４０と第１センサ５０との間の位置関係によって決まる。

加工補正値Ｄを算出するために、次に、図６および図７に示される第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２および第３距離Ｌ３を求める。第１距離Ｌ１は、第１センサ５０と第２センサ６０との間のＸ軸方向の距離である。具体的には、第１距離Ｌ１は、第１ポイントＰ１と第２ポイントＰ２との間のＸ軸方向の距離である。第１距離Ｌ１は、ステップＳ１４において第１センサ５０の位置情報と第２センサ６０の位置情報とが関連付けられているので、計算により容易に求めることができる。第２距離Ｌ２は、第１センサ５０と面取り砥石４０との間のＸ軸方向の距離である。具体的には、第２距離Ｌ２は、第１ポイントＰ１と第３ポイントＰ３との間のＸ軸方向の距離である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、第１センサ５０と面取り砥石４０との間の距離は一定であるので、第２距離Ｌ２は、予め得ることができる。第３距離Ｌ３は、図６および図７に示される第４ポイントＰ４と、第２ポイントＰ２との間のＹ軸方向の距離である。第４ポイントＰ４は、第２センサ６０のＸ軸方向の位置における、ゼロ基準線ＺＬ上の座標である。第３距離Ｌ３は、ステップＳ１４において第１センサ５０の位置情報と第２センサ６０の位置情報とが関連付けられているので、計算により容易に求めることができる。また、図６および図７に示されるように、面取り砥石４０による加工開始位置である第５ポイントＰ５を定義する。第５ポイントＰ５は、端面１１の延長線上１１ａに位置し、第３ポイントＰ３のＸ軸方向の位置と同じＸ軸方向の位置を有するポイントである。第５ポイントＰ５は、計算により容易に求めることができる。

図６および図７において、第１ポイントＰ１，第２ポイントＰ２および第４ポイントＰ４からなる三角形Ｔ１と、第１ポイントＰ１，第３ポイントＰ３および第５ポイントＰ５からなる三角形Ｔ２は、互いに相似である。そのため、計算によって、第３ポイントＰ３と第５ポイントＰ５との間の距離である加工補正値Ｄを算出することができる。具体的には、加工補正値Ｄは、第２距離Ｌ２に第３距離Ｌ３を乗じた値を、第１距離Ｌ１で除することによって算出される。なお、算出された加工補正値Ｄに、さらに、面取り砥石４０による研削加工の研削代が加えられてもよい。研削代は、例えば、数μｍ〜１００μｍである。

次に、ステップＳ１６において、ステップＳ１５で算出された加工補正値Ｄに基づいて、面取り砥石４０の位置を補正する。具体的には、最初に、面取り砥石４０の高さ位置を、ガラス基板１０の高さ位置に調節し、同時に、第１センサ５０がガラス基板１０と接触しないように、第１センサ５０の高さ位置を、ガラス基板１０より上方または下方の高さ位置に調節する。また、第２センサ６０がガラス基板１０と接触しないように、第２センサ６０の高さ位置を、ガラス基板１０より上方または下方の高さ位置に調節する。次に、面取り砥石４０をＹ軸方向に沿って加工補正値Ｄだけ移動させる。これにより、面取り砥石４０の第３ポイントＰ３の位置は、端面１１の加工開始位置である第５ポイントＰ５になる。

次に、ステップＳ１７において、面取り砥石４０を、加工開始位置である第５ポイントＰ５から、加工終了位置である第２ポイントＰ２まで移動させて、端面１１の研削加工を行う。このとき、端面１１と面取り砥石４０との接触部には、研削液供給装置８０によって研削液が供給される。

なお、ガラス基板１０の端面１１の反対側の端面１２を面取り砥石４２で面取りする一連の工程において算出される加工補正値は、端面１１を面取り砥石４０で面取りする上記の工程において算出された加工補正値Ｄと、符号のみが異なり、かつ、絶対値が等しい関係にある。

（４）特徴
（４−１）
本実施形態に係るガラス基板端面加工装置１００は、最初に、位置調整せずに吸着テーブル３０上にガラス基板１０を固定し、次に、ガラス基板１０の端面１１，１２の位置を測定し、次に、端面１１，１２を面取り砥石４０，４２で研削して面取り加工する。端面１１，１２の面取り加工は、端面１１，１２と面取り砥石４０，４２との接触部に研削液を供給することによって、ウエットの環境下で行われる。端面１１，１２の位置を測定する第１センサ５０，５２および第２センサ６０，６２は、接触式のセンサである。そのため、第１センサ５０，５２および第２センサ６０，６２に研削液が付着しても、その検出精度は低下しない。

ガラス基板端面加工装置１００は、ウエットの環境下でガラス基板１０の端面１１，１２の面取り加工を行う際に、ガラス基板１０の端面１１，１２の位置の測定と、ガラス基板１０の端面１１，１２の加工とを、同じ吸着テーブル３０上で行うことができる。従って、ガラス基板端面加工装置１００は、少ないスペースにおいて、ガラス基板１０の端面１１，１２の面取りを行うことができる。

（４−２）
本実施形態に係るガラス基板端面加工装置１００は、第１センサ５０，５２および第２センサ６０，６２を用いて、ガラス基板１０の端面１１，１２の加工開始位置および加工終了位置を予め算出する。その際、面取り砥石４０，４２をＹ軸方向に沿って加工開始位置まで移動させるために必要な距離である加工補正値が算出される。そして、端面１１，１２の加工前に、面取り砥石４０，４２をＹ軸方向に沿って加工補正値だけ移動させることで、面取り砥石４０，４２を加工開始位置に設定することができる。これにより、ガラス基板端面加工装置１００は、面取り砥石４０，４２を加工開始位置から加工終了位置まで移動させることで、ガラス基板１０の端面１１，１２を精度良く加工することができる。

次に、図６および図７を参照しながら、ガラス基板端面加工装置１００が、面取り砥石４０をＹ軸方向に沿って加工補正値Ｄだけ移動させることで、面取り砥石４０の第３ポイントＰ３を加工開始位置である第５ポイントＰ５に設定する工程について、具体的に説明する。

図６は、ゼロ基準線ＺＬに対して、ガラス基板１０の端面１１が、時計回りに角度θだけ傾いている例を表す図である。この場合、端面１１の加工開始位置である第５ポイントＰ５は、位置補正前の面取り砥石４０の第３ポイントＰ３よりも、Ｙ軸の正の方向に向かって、加工補正値Ｄだけ離れている。そのため、位置補正前の面取り砥石４０は、端面１１と接触することができないので、端面１１を面取りすることができない。しかし、面取り砥石４０のＹ軸方向の位置を、Ｙ軸の正の方向に向かって、加工補正値Ｄだけ移動させることで、面取り砥石４０は、加工開始位置である第５ポイントＰ５に接触することができる。これにより、ガラス基板１０の端面１１は、面取り砥石４０によって確実に研磨される。

一方、図７は、ゼロ基準線ＺＬに対して、ガラス基板１０の端面１１が、反時計回りに角度θだけ傾いている例を表す図である。この場合、端面１１の加工開始位置である第５ポイントＰ５は、位置補正前の面取り砥石４０の第３ポイントＰ３よりも、Ｙ軸の負の方向に向かって、加工補正値Ｄだけ離れている。そのため、位置補正前の面取り砥石４０は、端面１１を必要以上に研削して、ガラス基板１０を破損するおそれがある。しかし、面取り砥石４０のＹ軸方向の位置を、Ｙ軸の負の方向に向かって、加工補正値Ｄだけ移動させることで、面取り砥石４０は、加工開始位置である第５ポイントＰ５に接触することができる。これにより、ガラス基板１０の端面１１は、面取り砥石４０によって適切に研磨される。

（４−３）
本実施形態に係るガラス基板端面加工装置１００では、ガラス基板１０の端面１１，１２を研削する面取り砥石４０，４２は、例えば、ダイヤモンドホイール、および、樹脂結合研磨ホイールであるが、樹脂結合研磨ホイールが特に好ましい。樹脂結合研磨ホイールは、端面加工工程Ｓ５のような、ガラス基板１０の中仕上げに特に有効である。

樹脂結合研磨ホイールは、ガラス基板１０の脆性破壊層および加工変質層を効果的に除去することができる。そして、ガラス基板端面加工装置１００は、ガラス基板１０の脆性破壊層および加工変質層を除去しつつ、新たに生成しないようにするために、ガラス基板１０の端面１１，１２の加工開始位置および加工終了位置を正確に算出して、面取り砥石４０，４２による研削量および研削圧力を抑えることができる。

（５）変形例
以上、本発明に係るガラス基板の製造方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が施されてもよい。

本実施形態では、面取り砥石４０，４２は、例えば、ダイヤモンドホイール、および、樹脂結合研磨ホイールである。しかし、面取り砥石は、図８に示されるように、共通の回転軸１５０を有するダイヤモンドホイール１４０ａおよび樹脂結合研磨ホイール１４０ｂが、回転軸方向に沿って連結している二段構成を有する面取り砥石１４０であってもよい。

本変形例では、面取り砥石１４０がガラス基板１０の端面１１，１２の研削加工を行う端面加工工程は、砥粒を第１結合剤で固めた第１研削ホイールを用いてガラス基板１０の端面１１，１２を研削する第１研削工程と、第１研削工程の後、砥粒を第１結合材よりも硬度および剛性が低い第２結合剤で固めた第２研削ホイールを用いてガラス基板１０の端面１１，１２を研削する第２研削工程とを有する。なお、ガラス基板１０の端面１１，１２は、ＪＩＳＢ０６０１−１９９４で規定される算術平均粗さＲａが０．２μｍ未満、好ましくは０．１μｍ未満になるように、端面加工される。

図８に示される二段構成の面取り砥石１４０による端面加工工程では、最初に、ダイヤモンドホイール１４０ａを用いてガラス基板１０の端面１１，１２を一端から他端へ加工する第１研削工程を行い、次に、面取り砥石１４０の高さ位置を変えて、樹脂結合研磨ホイール１４０ｂを用いてガラス基板１０の端面１１，１２を他端から一端へ加工する第２研削工程を行う。

本変形例では、算出された加工補正値Ｄにより、ダイヤモンドホイール１４０ａによるガラス基板１０の端面１１，１２の加工工程において、加工によって生じる端面１１，１２への負荷を小さくして、加工変質層の形成を低減することができる。また、加工補正値Ｄに基づいて算出された、加工されたガラス基板１０の端面１１，１２の位置情報に基づいて、樹脂結合研磨ホイール１４０ｂを用いて、さらにガラス基板１０の端面１１，１２の加工を行うことができる。

本変形例では、ガラス基板１０の端面１１，１２の形状加工後における加工変質層の深さのバラツキを小さくすることができる。すなわち、ダイヤモンドホイール１４０ａにより形成される加工変質層の深さを予め算出しておくことで、樹脂結合研磨ホイール１４０ｂの加工ラインを、除去すべき加工変質層の深さに応じて決定することができる。従って、二段構成の面取り砥石１４０を用いることで、最小限の加工量で、形状加工により生じた加工変質層を除去することができる。

１０ガラス基板
３０吸着テーブル（テーブル）
４０，４２面取り砥石
５０，５２第１センサ
６０，６２第２センサ
１００ガラス基板端面加工装置
Ｄ加工補正値
Ｌ１第１距離
Ｌ２第２距離
Ｌ３第３距離
Ｙ軸第１軸
Ｘ軸第２軸

特開２０１１−１１０６４８号公報

Claims

テーブルに載置されたガラス基板を前記テーブルに固定する基板固定工程と、
前記テーブルに固定された前記ガラス基板の端面の位置情報を取得する位置情報取得工程と、
前記端面を面取り加工するための面取り砥石の加工開始位置および加工終了位置を、前記位置情報に基づいて算出する加工位置算出工程と、
前記面取り砥石と前記端面との接触部に研削液を供給し、前記加工開始位置から前記加工終了位置に向かって前記面取り砥石を移動させることによって、前記端面を面取り加工する端面加工工程と、
を備え、
前記面取り砥石は、前記端面までの距離が変更可能であるように、第１軸に沿って移動可能であり、かつ、前記端面と対向するように、前記第１軸と直交する第２軸に沿って移動可能であり、
前記位置情報取得工程では、前記面取り砥石に連結され前記面取り砥石と共に移動可能である第１センサと、前記第１軸に沿って移動可能である第２センサとによって、前記端面の複数のポイントの前記位置情報が取得され、
前記加工位置算出工程では、前記面取り砥石を前記第１軸に沿って前記加工開始位置まで移動させるために必要な距離である加工補正値が算出される、
ガラス基板の製造方法。
前記位置情報取得工程では、前記位置情報を取得する前に、前記第１センサを、前記第２軸に沿って、前記第２センサと前記第２軸方向において同じ位置に移動させ、さらに、前記第１センサを用いて前記第１軸方向における前記第２センサの位置を取得することで、前記第１センサによって取得される前記第１軸方向の前記位置情報と、前記第２センサによって取得される前記第１軸方向の前記位置情報とが関連付けられる、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
前記加工位置算出工程では、前記第１センサと前記第２センサとの間の前記第２軸方向の距離である第１距離、前記第１センサと前記面取り砥石との間の前記第２軸方向の距離である第２距離、および、前記第２センサによって測定され、予め設定された前記端面の基準位置と前記端面の位置との間の前記第１軸方向の距離である第３距離に基づいて、前記加工補正値が算出される、
請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。
前記加工位置算出工程では、前記加工補正値は、前記第２距離に前記第３距離を乗じた値を、前記第１距離で除することによって算出される、
請求項３に記載のガラス基板の製造方法。
前記第１センサは、前記面取り砥石の高さ位置と異なる高さ位置に設けられ、かつ、前記面取り砥石と共に鉛直方向に移動可能であり、
前記位置情報取得工程では、前記第１センサの高さ位置が前記端面の高さ位置と同じになるように、前記第１センサの高さ位置が調整され、
前記端面加工工程では、前記面取り砥石の高さ位置が前記端面の高さ位置と同じになるように、前記面取り砥石の高さ位置が調整される、
請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。