JPH0731260U - 被研磨体保持具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上定盤と下定盤を用いて、液晶用のガラス等
の平板角形材を研磨する際の被研磨体保持部品の交換を
少なく、取り替えを簡単にする。 【構成】 研磨時に発生する被研磨体の角部と保持部と
の衝撃を緩和するために、研磨体とほぼ等しい形状のリ
セス孔を有する円盤状の研磨体保持部材が水平方向に回
転可能なように定盤に保持されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、精密加工部品である液晶用のガラス、反射鏡、半導体ウェハー等の 平坦面の研磨に関するもので、特に角形の薄板を研磨する際、被研磨体である薄 板を保持する被研磨体保持具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

液晶等に用いられるガラスは、主にオスカー式研磨機等の片面研磨機により研 磨加工される。この方式の研磨機は上定盤と下定盤を有し、それぞれが回転およ び揺動運動をおこなうことにより被研磨体を均一に研磨することができる。通常 上側定盤は被研磨体を保持するための被研磨体保持具を備え付け、下定盤に対し て揺動運動をするアームに自転可能な状態で取り付けられている。また、下側定 盤は研磨パッドを接着するなどして保持し、モーター等により回転運動をおこな う構造となっている。そして、上定盤に保持した該被研磨体を下定盤の研磨パッ ドに押し付け、両者の間に研磨液を供給しながら下定盤を回転させ、上定盤を揺 動させることにより、被研磨体を研磨する（図５参照）。

【０００３】 図５において下定盤は強制的に回転されるが、それに従って上定盤は矢印方向 に追従回転する。しかし、上定盤が一定位置にとどまると、研磨面が均一に削り 落とされないために上定盤を強制的に左右に揺動させることがおこなわれる。図 ５における状況の上定盤の位置は強制揺動によって右の方へ位置をずらして下定 盤の回転に追従しながら回転することになる。

【０００４】 従来の被研磨体保持具は、図３に示すように、例えば四角形状の被研磨体を保 持する場合、バッククロス４に被研磨体を保持するための四角形状のリセス孔８ が設けられた被研磨体保持板３を接着６または、熱圧着したものを上定盤に粘着 ７等の手段で固定した構造となっている。なお、バッククロスには発泡高分子体 が、被研磨体保持板には織物充填ベークライトが主に使用されている。図４はこ れを裏面よりみたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

被研磨体を保持する被研磨体保持具は、下定盤に対して揺動する自転可能な上 定盤に取り付けられて使用される。被研磨体は、上定盤に接着された被研磨体保 持板のリセス孔にはめ込まれ、主にパッド等を張り付けた回転運動をおこなう下 定盤に押し付けられて研磨される。研磨時、被研磨体は回転する下定盤に張り付 けられた研磨パッド等に押し当てられるため、図５に示すように被研磨体にはパ ットと被研磨体との摩擦力により回転力が作用し、自転可能な状態でアームに取 り付けられた上定盤は追従回転(自転)をおこす。

【０００６】 例えば被研磨体が四角形の場合、被研磨体とリセス孔内縁との隙間は狭いこと が望ましいが、被研磨体やリセス孔の加工精度、被研磨体の脱着などのため、通 常０．１〜０．５ｍｍ程度の隙間がある。研磨時、被研磨体はバッククロスと被 研磨体の摩擦力とリセス孔内縁により支持されているが、上定盤の自転にともな い、被研磨体とリセス孔内縁に隙間があいた方向に研磨力が作用した時、バック クロスとの摩擦力に研磨力が打ち勝ち、被研磨体はリセス孔内を移動し、リセス 孔内周角部に大きな衝撃を与える。その衝撃により、キャリアは図６に示すよう に被研磨体が回転作用力を受ける方向の角形リセス孔のコーナー部および、その 近傍部が選択的に損耗する。

【０００７】 なお、損傷が進むことにより被研磨体とリセス孔との隙間が増加し、被研磨体 保持板の損傷が加速度的に進む。その結果、研磨後の板の品質が低下したり、研 磨時に被研磨体が被研磨体保持板に乗り上げ、リセス孔より飛び出したりして、 該被研磨体が破損し、作業者に怪我を負わせたり、研磨機の定盤等を傷つける等 の事故を起こすことがある。

【０００８】 また、近年においては、ディスプレイの大型化や加工能率の点から、被研磨体 のサイズが大きくなる傾向がある。これに従い、研磨時における被研磨体に作用 する力が大きくなり、被研磨体保持板リセス孔内周面角部に、より応力が集中し 被研磨体保持具の寿命が短くなってきている。

【０００９】 上記の問題を解決するためには、被研磨体保持板の材料の選定を見直し、高寿 命化を計ることが重要であるが、被研磨体保持板の材質に付いては多くの制約が ある。例えば、高強度、高硬度の金属等の材料を用いれば、被研磨体保持板自身 は高寿命化するが、被研磨体であるガラス等の縁部にチッピングなどが生じ、被 研磨体にキズが発生したり、被研磨体が割れたりする。そのため、現状において は紙や布などを積層したものに樹脂を充填した繊維質充填樹脂シートが多く使用 されている。

【００１０】 また、上記の事故を未然に防ぐために、定盤に接着された、バッククロスと被 研磨体保持板からなる被研磨体保持具を定期的に交換する必要があるが、被研磨 体保持具を交換する際には、研磨作業を中断しなければならず、交換時には被研 磨体保持具が定盤と接着されているため、被研磨体保持具を剥した後、定盤の洗 浄等、多くの手間を要する。そのため作業能率が著しく低下し、経済性を損なう という問題がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案の被研磨体保持具は、主として液晶用のガラスや、反射鏡、半導体ウェ ハー等の主に角形の被研磨体の表面を研磨する際に使用される被研磨体保持具で あって、被研磨体を保持するためのリセス孔を有した円盤状のキャリアと、バッ ククロスを貼り付けた定盤と、キャリアを定盤上で回転可能な状態で保持するこ とができるリングとから構成されている。

【００１２】 以上のことにより、キャリアと被研磨体との衝突を緩和することができ、上記 目的が達成される。

【００１３】

【作用】 本考案の被研磨体保持具は、定盤上でキャリアが回転可能な状態であるため、 被研磨体に作用する回転力による被研磨体とリセス孔周縁部の衝撃を緩和するこ とができる。

【００１４】 また、これまでの実験でキャリアの損耗部は回転力が作用する方向のリセス孔 周縁角部の一方の辺であることが分かっているので、キャリアの寿命が尽きた場 合でも、そのキャリアを裏返すことにより角部の損耗していない他方の辺を使用 することができる。

【００１５】 キャリアは定盤に取り付けたリングの円形の枠にはめ込まれている構造のため キャリアの寿命が尽きたときや、被研磨体の形状や、大きさが変更した場合でも 簡単に、かつ、迅速に交換することができる。

【００１６】

【実施例】

本考案の研磨体保持具は、例えば、液晶等に使用される四角形のガラス薄板の 片面を研磨する際に使用されるもので、その構造は図１に示すとおりである。

【００１７】 バッククロス４を張り付けた定盤１にキャリア保持リング２を固定し、被研磨 体５を保持するキャリア３をはめ込む構造である。

【００１８】 定盤１は円盤状の形状で、被研磨体との接合面は十分な平面度、表面粗さを備 え、研磨に際し十分な強度を有した金属、セラミックス等からなっている。

【００１９】 リング２は定盤１の外周に合った内周を有し、定盤１からの突き出し量は、キ ャリア３がリング２より飛び出さないように調節可能な構造となっている。なお リング２の下定盤側の面は下定盤に貼ったパット等を傷つけないように平坦に加 工する必要があるが、研磨液の被研磨体５への供給を促すために溝等を設けても よい。リング２はキャリア３との衝突や摩擦に耐える金属、エンジニアリングプ ラスチック等を使用し、キャリア３と接触する部分はキャリア３がスムーズに回 転するように平滑に仕上げてある。なお、これまで使用していた円盤状の上定盤 を使用する場合は、その上定盤の外周に合うようにリング２を製作すればよい。

【００２０】 本実施例においては、上定盤の研削仕上げ加工やバッククロスの張り付け、上 定盤からキャリアが飛び出さないようにするためのリングの出代の調整などを考 慮して、定盤とリングを別部品としたが、同一材料で段加工をおこない、一部品 としてもよい。

【００２１】 キャリア３は円板状の織物充填ベークライトにリセス孔を設けたものを使用し たが、十分な平面度を有した、フェノール樹脂積層板、硬質塩化ビニル等の他、 合成ゴム、エンジニアリングプラスチック等、耐衝撃性、靱性と耐摩耗性を備え たものであればよい。

【００２２】

【考案の効果】

本考案の被研磨体保持具は、従来の技術のようにキャリアが上定盤のバックク ロスに接着されている構造でなく、上定盤に接着されたバッククロス上で回転可 能な状態で上定盤に固定されたリング内にはめ込まれることにより保持されてい る構造となっている。そのため、被研磨体が研磨時に下定盤のパットから受ける 回転力により、被研磨体とキャリアリセス孔周縁部との衝撃をキャリアが回転す ることにより緩和することができるので、キャリアの寿命を大幅に延ばすことが 可能となる。すなわち、本考案の被研磨体保持具では、通常の研磨時においては バッククロスで被研磨体を支え、キャリアが損耗を受けるような大きな回転力が 被研磨体に作用した場合には、キャリアがリング内で回転することによりその衝 撃を逃がし、キャリアの損耗を抑制するので、キャリアの寿命を大幅に延ばすこ とが可能となる。

【００２３】 また、前述のようにキャリアの損耗部は回転力が作用する方向のリセス孔周縁 角部の一辺であることが分かっているので、キャリアの寿命が尽きた場合、その キャリアを裏返すことにより損耗していない角部の一辺を使用することができる ので、キャリアをより有効に使用することができる。

【００２４】 キャリアは定盤に取り付けたリングの円形の枠にはめ込まれている構造のため キャリアの寿命が尽きたときや、被研磨体の形状や、大きさが変更した場合でも 簡単に、かつ、迅速に交換することができる。

【００２５】 図２に示した従来の例では被研磨体保持板が損傷を受けた場合、バッククロス と一体となっているため、共に定盤より剥し、定盤に付着している接着剤等を洗 浄し、再び被研磨体保持板とバッククロスからなる被研磨体保持具を張り付ける 必要があったが、本考案においては、損傷を受けたキャリアのみを交換すれば良 い。その交換も、これまでのような熟練を要する作業でないため、短時間で簡単 に終えることができる。また、これまでは同時に交換をする必要のあったバック クロスも、別の部品である定盤に貼ってあるため交換をする必要がない。

【００２６】 以上のように、本考案による被研磨体保持具を使用することによりコストダウ ンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の被研磨体保持具の構成を示す縦断面図

【図２】本考案の上定盤の裏面図

【図３】従来の保持具の構成を示す縦断面図

【図４】従来の保持具の裏面図

【図５】オスカー式研磨機の運動の説明図

【図６】キャリアの損傷状態を示す裏面図

【符号の説明】

１…上定盤、２…リング、３…被研磨体保持板（キャリ
ア）、４…バッククロス、５…被研磨体、６…接着剤
層、７…粘着剤層、８…リセス孔

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上定盤と下定盤の間に液晶用のガラス、
   反射鏡、半導体ウェハー等の平板角形の被研磨体を挟ん
   で表面を研磨する際に使用される被研磨体保持具であっ
   て、該上定盤の片面に貼り付けられた高分子発泡弾性体
   からなるバッククロスと、その上に研磨体とほぼ等しい
   形状のリセス孔を有する円盤状の保持部品と、該円盤が
   回転可能な状態で保持されるリング部材とを備えている
   ことを特徴とする被研磨体保持具。