JPH1148128A - 研磨パッド及びこれを用いた板状材の研磨方法 - Google Patents

研磨パッド及びこれを用いた板状材の研磨方法

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JPH1148128A
JPH1148128A JP21315697A JP21315697A JPH1148128A JP H1148128 A JPH1148128 A JP H1148128A JP 21315697 A JP21315697 A JP 21315697A JP 21315697 A JP21315697 A JP 21315697A JP H1148128 A JPH1148128 A JP H1148128A
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JP
Japan
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polishing
polishing pad
plate
groove
polymer sheet
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Withdrawn
Application number
JP21315697A
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English (en)
Inventor
Toru Iseda
徹 伊勢田
Yoichi Ozawa
洋一 小沢
Hiroshi Kimura
宏 木村
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11Lapping tools
    • B24B37/20Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨傷が付きにくく比較的高い研磨レートが
得られる研磨パッドを得る。 【解決手段】 板ガラス4を研磨するに際し、160℃
以上の融点を有するか、または、荷重4.6kg/cm
2 における熱変形温度が150℃以上であり、ヤング率
が0.5GPa未満であり、表面に幅0.5〜5mmの
溝とランドを交互に形成した高分子シート1から成る研
磨パッドを定盤5に両面粘着テープ6で貼り付けて用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、磁気ディス
ク用ガラス基板、CRT用パネル、綱入りガラス、シリ
コンウェーハ基板等の板状材の表面を研磨するための研
磨用パッド及びそれを用いた板状材の研磨方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ガラス板等の板状材の表面を酸化セリウ
ムなどの遊離砥粒を含む研磨液を用いて研磨する場合、
従来多孔質の研磨パッドが用いられていた。このような
研磨パッドを用いて、傷等が少ない平滑な表面を効率的
に得るには、研磨中に傷を発生させないことが重要であ
る。
【0003】研磨中に発生する傷を抑制するには軟質の
研磨パッドを使用し、且つ、ドレッシングにより目詰り
(研磨パッド気孔部に研磨生成物が詰ること)を定期的
に除去しながら研磨することが効果的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドレッ
シングは研磨作業を中断させて行うため、設備稼動率の
低下を伴い、頻度を増すことには制約がある。そのた
め、目詰りにより研磨パッドが硬化し研磨傷の発生は避
け難かった。
【0005】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述の欠点を解消することである。すなわち、目詰りが生
じにくく、研磨傷を生じにくい研磨パッドを得ること、
特に、板状材の研磨面品質を確保し得る研磨パッド及び
これを用いた板状材の研磨方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、160℃以上の融点を有するか、もし
くは、ASTM材料試験規格に基づく荷重4.6kg/
cm2 における熱変形温度が150℃以上である高分子
シートからなる研磨パッドであって、実質的に無気孔で
あり、ASTM材料試験規格に基づくヤング率が0.5
GPa未満であり、研磨面に複数本の溝を有することを
特徴とする研磨パッドを提供する。
【0007】このような高分子シートから成る研磨パッ
ドを板状材の研磨に用いることによって、研磨傷の防止
および研磨レートの向上が図られ、また目詰りがなくな
り研磨パッドのドレッシングが省略できるため、板状材
の研磨品質を向上させるとともに生産性を高めることが
できる。なお、本発明において荷重4.6kg/cm2
における熱変形温度とは、ASTM材料試験規格D64
8に基づくものを意味し、以下、単に熱変形温度とい
う。
【0008】本発明の研磨パッドを構成する高分子シー
トは、160℃以上の融点を有するか、または、結晶性
でなく明確な融点を持たない樹脂の場合は熱変形温度が
150℃以上である。好ましくは、180℃以上の融点
を有するか、または、熱変形温度が170℃以上であ
る。
【0009】さらに、本発明の研磨パッドを構成する高
分子シートは、実質的に無気孔であり、ヤング率が0.
5GPa未満であり、表面の主要な領域に幅0.5〜5
mmの溝と幅0.5〜5mmのランドが交互に形成され
ている。このような研磨パッドを用いることにより、研
磨時に発生する傷を大幅に低減し、目詰りが生じず比較
的高い研磨レートが得られる。
【0010】このような高分子シートの材料としては、
例えば、シリコーン樹脂系エラストマー、フッ素樹脂エ
ラストマー、ポリエステル系エラストマーなどがある。
これらのうち、研磨中の摩耗による厚さ変化が少ないポ
リエステル系エラストマーが特に好ましい。
【0011】上記研磨パッドが研磨傷の低減に効果があ
ることの理由は、おおよそ以下のように推定される。
【0012】通常、研磨傷は、研磨砥粒中の粗大粒など
に基づくものと、研磨パッドの凹凸によるもの、研磨パ
ッドの目詰りによるもの、および、研磨パッドの耐熱性
の不足に基づくものの4通りがある。耐熱性不足による
ものは、研磨時に発生する研磨熱により軟化した高分子
が結合材となって研磨生成物や砥粒を結合させて粗大粒
を形成し、これが傷を発生させると考えられる。したが
って、耐熱性の高い材質の研磨パッドを用いることによ
って研磨パッドを軟化しにくくして粗大粒を生じにくく
し、傷を低減させることができる。
【0013】研磨パッドの凹凸は、研磨前に研磨パッド
表面を機械的に平滑に加工することにより容易に除去す
ることができる。
【0014】研磨砥粒中の粗大粒は、粒径の揃った砥粒
を使用すれば、ある程度低減することは可能であるが、
高価であり、被研磨体や研磨環境から持ち込まれる異
物、あるいは、研磨砥粒の凝集により生成する粗大粒の
混入を完全に回避することは難しい。このような粗大粒
が存在しても、本発明の研磨パッドはヤング率が低いた
めに緩衝効果があり、粗大粒に加わる荷重が小さくなる
ため、研磨傷の抑制をもたらすことができる。
【0015】従来この粗大粒による研磨傷の発生を抑制
するには、研磨パッドを多孔質の軟質な材料で構成する
ことにより研磨パッドに緩衝効果を持たせて対処してい
たが、このような多孔質の研磨パッドは気孔部に研磨生
成物が蓄積されて研磨パッドが目詰り状態となって硬化
し、緩衝効果が失われ、頻繁にドレッシングを行わない
限り、粗大粒などによる研磨傷を回避することができな
かった。
【0016】これに対し、本発明による研磨パッドは実
質的に無気孔であるため、目詰りがなく、したがって、
従来の多孔質の研磨パッドのような研磨傷は生じない。
【0017】また、本発明の研磨パッドが比較的高い研
磨レートを得るのに効果がある理由は次のように推定さ
れる。研磨レートは、一般に、研磨パッドが軟質なほど
低くなる傾向がある。これは研磨加圧下で研磨パッドが
変形して、個々の砥粒に加わる荷重が低下して研磨反応
に要するエネルギーが不足しやすくなるため、あるい
は、研磨パッドと被研磨体との間隙が狭まることによ
り、研磨パッドが砥粒を介さずに被研磨体に直接接触す
る割合が増え、結果的に各砥粒に加わる荷重の総和が減
少するためと考えられる。
【0018】従って、研磨パッドを軟質化しても、研磨
パッド表面に滞留あるいは供給される砥粒数を増すこと
ができれば、研磨パッドを通して与えられるエネルギー
を研磨に有効に作用させることができ、比較的高い研磨
レートを確保することが可能と考えられる。従来は、研
磨パッドを多孔質化することで、このような状態を達成
していた。しかしながら、このような多孔質の研磨パッ
ドでは、前述のように、目詰りによる研磨傷の問題が生
ずる。
【0019】これに対し、本発明の研磨パッドは、表面
に溝が形成され、また、溝と溝の間のランドの幅が狭い
ために溝から砥粒が供給されてランド表面全体が砥粒で
覆われやすいために、研磨パッドが砥粒を介さずに被研
磨体に直接接触する割合が減り、各砥粒に加わる荷重の
総和が増加する状態が達成される。したがって、研磨パ
ッドのヤング率が小さく軟質であるにも拘わらず比較的
高い研磨レートが達成できる。
【0020】このような研磨パッド表面に形成される溝
の幅は、研磨液の流れを良くするために0.5mm以上
とし、研磨レートを高いレベルに確保するために5mm
以下とすることが好ましい。ランドの幅は、0.5〜5
mmで形成されることが、研磨レートを高いレベルに確
保するために好ましい。溝の深さは、研磨液の流れを良
くする点から0.1mm以上とすることが望ましい。溝
は、必ずしも平行に形成される必要はなく、互いに交差
してもよく、また放射状であってもよい。また、溝幅や
溝間隔およびランド幅は必ずしも一定でなくてもよい。
放射状の溝の場合には、ランド幅は必然的に外側が広く
なる。
【0021】また、研磨パッドを構成する高分子シート
の厚さは、0.5〜10mmとすることが好ましく、特
に1〜5mmとすることが、溝加工を施す際に必要な剛
性と、研磨定盤に貼付け剥離する際に必要な柔軟性の点
から望ましい。すなわち、これ以上薄すぎると剛性が足
りず溝加工が困難となり、逆に厚すぎると定盤への装着
時の取扱い性が悪くなり、着脱の作業性が低下するから
である。
【0022】高分子シートは、面内の厚さが不均一であ
ったり面内の平坦度が不十分な場合がある。その場合
は、表面の凹凸を遊離砥粒によるラップ研磨あるいは砥
石による研削などの機械的手段を用いて平坦化したの
ち、研磨パッドとして用いればよい。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面に従って本発明の研磨
パッドを用いた板状材の研磨方法について説明する。図
1は、本発明に係る研磨パッドを用いた研磨装置の研磨
状態を示す要部断面図である。研磨パッドを構成する高
分子シート1の表面には溝2とランド3が交互に形成さ
れている。また、高分子シート1は下側の定盤5に両面
粘着テープ6を介して貼り付けられて保持される。ガラ
ス板4は軟質シート7と枠8により上側の定盤5に保持
される。
【0024】図1のように、ガラス板4を高分子シート
1に押圧しながらガラス板4と高分子シート1との間
に、水に縣濁させた遊離砥粒からなる研磨液9を供給し
ながら高分子シート1とガラス板4とを相互に摺動する
ことにより、比較的高い研磨レートと高い研磨品質とを
両立させた研磨ができる。なお、図1では、板状材のう
ち、ガラス板を研磨する場合について説明したが、他の
脆性材料の研磨に本発明を適用する場合は、各材料に適
した、研磨砥粒や研磨圧力、相対速度(すなわち定盤の
回転速度)を選択すればよい。
【0025】図2は、本発明に係る研磨パッド表面の溝
形状を示す平面図である。(A)はリング状の研磨パッ
ド(高分子シート)1に放射状の溝2を形成したもので
ある。各溝2間のランド3が研磨面となる。なお、溝2
の幅は、前述のように、0.5〜5mmが好ましいが、
図では幅を省略して一本の直線で表わしてある。このよ
うな溝2は、例えば、(1)溝のないシートの表面を超
硬合金製フライス刃で切削加工する方法、(2)溝のな
いシートの表面を局所的に融点以上に加熱して溝を作
り、溝周囲の突出した部分を機械的に除去して平坦なラ
ンド部を形成する方法、(3)溝を有する金型を用いて
射出成形する方法、(4)シートを扇形あるいは短冊状
その他の形状に切って、これを適当な基材上に溝の間隔
をあけて敷き詰める方法、などによって形成することが
できる。
【0026】(B)は、ほぼ平行な溝2同士が交差して
形成された例である。(C)は平行な溝2の集合同士を
角度を変えて隣接配置した例である。(B)(C)とも
に、研磨パッド1の表面の一部を部分的に示したもので
あり、パッド全体は例えば(A)と同様にリング状であ
る。(A)の例と同様に溝幅は0.5〜5mmであり、
溝間隔(ランド3の幅)についても0.5〜5mmが好
ましい。なお、溝幅やランド幅は一定でなくてもよい。
【0027】
【実施例】表面に幅1〜3mmの溝と幅1〜2mmのラ
ンドを交互に放射状に形成した厚さ2mmの“ハイトレ
ル#4767”樹脂シート(ヤング率0.09GPa、
融点199℃、東レ・デュポン株式会社)をオスカー式
研磨機の下定盤に両面粘着テープにより固定した。ま
た、厚さ1mmの軟質シートと枠を設けた上定盤に、厚
さ0.7mm、縦横の寸法300mmのソーダライムシ
リカガラス板を取り付けた。この状態で、ガラスと樹脂
シートとの間に平均粒径1μmの酸化セリウム砥粒を含
む研磨液を供給しながら面圧150g/cm2 で30秒
間研磨を行った。研磨で除去された厚みは平均で0.7
5μmであった。加工前のガラス板表面の面粗度はRa
で6nmであったが、この加工後にはRaで1nmとな
り、傷、マイクロクラックとも認められない良好な表面
であった。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
研磨パッドとして耐熱性が高い高分子シートを用いてい
るので、研磨効率を上げるために高回転で研磨しても軟
化することがなく、粗大粒の形成が抑制されてこの粗大
粒により発生する傷を減少させることができる。この高
分子シートはヤング率が小さく軟質であるため、緩衝効
果が大きく粗大粒による傷の発生を有効に抑制する。ま
た、無気孔高分子シートの研磨パッドであるため、研磨
砥粒が目詰りしない。したがって、研磨パッドが硬化す
ることがなく、発生する傷が少ない。また、研磨レート
の経時的低下がないため安定して高品質の研磨が達成さ
れるとともに、研磨パッドのドレッシングが不要となる
ため稼動率が向上し生産性が高まる。
【0029】さらに、表面に溝が形成されているため、
研磨液が円滑に流れるとともに、無気孔材料を用いて研
磨パッドの研磨面の面積を小さくして研磨パッドへの押
圧力を有効に研磨圧力として使用することができ、研磨
傷を生じることなく高い研磨レートを得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の断面図。
【図2】 本発明の研磨パッドの溝形状の例を示す平面
図。
【符号の説明】
1:高分子シート、2:溝、3:ランド、4:ガラス
板、5:定盤、6:両面粘着テープ、7:軟質シート、
8:枠、9:研磨液。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】160℃以上の融点を有するか、もしく
    は、ASTM材料試験規格に基づく荷重4.6kg/c
    2 における熱変形温度が150℃以上である高分子シ
    ートからなる研磨パッドであって、実質的に無気孔であ
    り、ASTM材料試験規格に基づくヤング率が0.5G
    Pa未満であり、研磨面に複数本の溝を有することを特
    徴とする研磨パッド。
  2. 【請求項2】前記各溝の幅は0.5〜5mmであり、各
    溝間の研磨面を構成するランドの幅は0.5〜5mmで
    あり、溝とランドが交互に形成されたことを特徴とする
    請求項1に記載の研磨パッド。
  3. 【請求項3】前記ランドの表面はすべて同一平坦面に揃
    えられたことを特徴とする請求項2に記載の研磨パッ
    ド。
  4. 【請求項4】前記高分子シートはポリエステル系エラス
    トマーであることを特徴とする請求項1に記載の研磨パ
    ッド。
  5. 【請求項5】板状材の表面に、請求項1記載の研磨パッ
    ドを押圧して、間に遊離砥粒を含む研磨液を供給しなが
    ら、該研磨パッドと板状材とを相互に摺動して研磨する
    ことを特徴とする請求項1に記載の研磨パッドを用いた
    板状材の研磨方法。
  6. 【請求項6】前記板状材はガラス板であることを特徴と
    する請求項5に記載の板状材の研磨方法。
JP21315697A 1997-08-07 1997-08-07 研磨パッド及びこれを用いた板状材の研磨方法 Withdrawn JPH1148128A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6612916B2 (en) 2001-01-08 2003-09-02 3M Innovative Properties Company Article suitable for chemical mechanical planarization processes
US6885426B2 (en) * 2002-03-13 2005-04-26 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device and the manufacturing method thereof with an anisotropic conductive adhesive
JP2008095634A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Denso Corp スクロール圧縮機

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