JPWO2010140595A1 - Method for polishing plate - Google Patents
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Abstract
板状体を所定の方向に移動させながら、自転する研磨具によって板状体を研磨する板状体の研磨方法において、前記研磨具の自転方向を所定のタイミングで反転させる。In the polishing method for a plate-like body in which the plate-like body is polished by a rotating polishing tool while moving the plate-like body in a predetermined direction, the rotation direction of the polishing tool is reversed at a predetermined timing.
Description
本発明は板状体の研磨方法に係り、特に液晶ディスプレイ用等に使用されるFPD(Flat Panel Display)用のガラス基板を、研磨装置によって研磨する板状体の研磨方法に関する。 The present invention relates to a method for polishing a plate-like body, and more particularly to a method for polishing a plate-like body in which a glass substrate for an FPD (Flat Panel Display) used for a liquid crystal display or the like is polished by a polishing apparatus.
液晶ディスプレイ用等に使用されるFPD用のガラス基板は、フロート法と称されるガラス製法により溶融ガラスを板状に成形し、これを特許文献1等に開示された連続式の研磨装置によって、表面の微小な凹凸やうねりを研磨除去することにより、液晶ディスプレイ用ガラス基板で要求される平坦度を満足した厚さ約0.4〜1.1mmの薄板に製造される。 The glass substrate for FPD used for liquid crystal displays and the like is formed by forming a molten glass into a plate shape by a glass manufacturing method called a float method, and this is performed by a continuous polishing apparatus disclosed in Patent Document 1 or the like. By polishing and removing fine irregularities and undulations on the surface, a thin plate having a thickness of about 0.4 to 1.1 mm that satisfies the flatness required for a glass substrate for a liquid crystal display is produced.
このような連続式研磨装置においては、特許文献2に記載の如く、自転及び公転する研磨パッド(研磨具)によって、ガラス基板を研磨することが一般的に行われている。 In such a continuous polishing apparatus, as described in Patent Document 2, a glass substrate is generally polished with a polishing pad (polishing tool) that rotates and revolves.
従来の連続式研磨装置において、ガラス基板は、テーブルに接着された吸着シートにその研磨対象面と反対側の面が吸着保持され、テーブルを搬送する搬送装置によって連続的に搬送されながら、その搬送路の上方に設置された複数台の研磨機の研磨パッドによって研磨対象面が順次研磨される。研磨パッドは、自転/公転機構によって所定の回転中心を中心に回転されるとともに、所定の公転中心を中心に公転されながらガラス基板を研磨する。また、矩形の研磨パッドを使用する場合には、公転運動のみ行う。矩形の研磨パッドを使用する連続式研磨装置としては、矩形の研磨パッドのみからなる連続式研磨装置や矩形の研磨パッドと自転公転する円形の研磨パッドとを組み合わせた連続式研磨装置がある。 In a conventional continuous polishing apparatus, the glass substrate is conveyed while the surface opposite to the surface to be polished is adsorbed and held on the adsorption sheet adhered to the table, and continuously conveyed by the conveying device that conveys the table. The surface to be polished is sequentially polished by the polishing pads of a plurality of polishing machines installed above the path. The polishing pad is rotated around a predetermined rotation center by a rotation / revolution mechanism and polishes the glass substrate while being revolved around the predetermined rotation center. When a rectangular polishing pad is used, only revolving motion is performed. As a continuous polishing apparatus that uses a rectangular polishing pad, there are a continuous polishing apparatus that consists of only a rectangular polishing pad and a continuous polishing apparatus that combines a rectangular polishing pad and a circular polishing pad that rotates and revolves.
従来の研磨装置は、研磨時間の経過とともにガラス基板の研磨レートが低下していき、研磨レートが所定の閾値を下回ると、その研磨パッドをツルーイングまたはドレッシングする必要があるため、ガラス基板の生産効率を上げることができないという問題があった。また、従来の研磨装置は、研磨具のツルーイングまたはドレッシングの必要性が無い場合でも、研磨レートは研磨時間の経過とともに低下していくので、研磨レートを略一定にして連続研磨することができず、研磨時間も長くなるという問題もあった。 In conventional polishing apparatuses, the polishing rate of the glass substrate decreases with the lapse of the polishing time, and if the polishing rate falls below a predetermined threshold, it is necessary to truing or dressing the polishing pad. There was a problem that could not be raised. In addition, even when there is no need for truing or dressing of the polishing tool in the conventional polishing apparatus, the polishing rate decreases with the lapse of the polishing time, so continuous polishing with a substantially constant polishing rate cannot be performed. There was also a problem that the polishing time was long.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨レートを略一定に制御して板状体を研磨することができる板状体の研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a plate-like polishing method capable of polishing a plate-like body by controlling the polishing rate to be substantially constant.
本発明は、板状体を所定の方向に移動させながら、自転する研磨具によって板状体を研磨する板状体の研磨方法において、前記研磨具の自転方向を所定のタイミングで反転させることを特徴とする板状体の研磨方法を提供する。 The present invention provides a polishing method for a plate-like body in which the plate-like body is polished by a rotating polishing tool while moving the plate-like body in a predetermined direction, wherein the rotation direction of the polishing tool is reversed at a predetermined timing. A plate-like body polishing method is provided.
研磨具をマクロ的に見て本体(硬質部)と毛羽(軟質部)とに分離して考えると、板状体を実際に研磨する毛羽は、研磨やツルーイング等によって方向性を持つ。つまり毛羽は、研磨方向上流側から下流側に向けて傾斜した方向性を持つことになる。このような方向性を持った状態で研磨を継続すると、板状体に対する毛羽の回転抵抗が低下していくため、研磨レートが研磨時間の経過とともに低下していく。そこで、板状体に対する毛羽の回転抵抗が所定値以下となったときに、すなわち、毛羽による研磨が良好に実施できなくなったときに、そのタイミングで研磨具を反転させる。そうすると毛羽は、その反転方向とは逆方向に方向性を有しているため、今度は板状体から大きな回転抵抗を受けながら板状体を研磨するようになる。毛羽は、最終的に反転した向きに方向を変えようとするが、毛羽が所定の回転抵抗を受けている研磨中では、つまり、毛羽の回転抵抗が所定値を超えている研磨中では、毛羽の回転抵抗により研磨レートが上がる。 When the polishing tool is viewed macroscopically and separated into a main body (hard portion) and a fluff (soft portion), the fluff that actually polishes the plate-like body has directionality by polishing, truing, or the like. That is, the fluff has a directionality inclined from the upstream side to the downstream side in the polishing direction. If polishing is continued in such a direction, the rotational resistance of the fluff with respect to the plate-like body decreases, so that the polishing rate decreases as the polishing time elapses. Therefore, when the rotational resistance of the fluff with respect to the plate-like body becomes equal to or less than a predetermined value, that is, when polishing with the fluff cannot be performed satisfactorily, the polishing tool is reversed at that timing. Then, since the fluff has directionality in the direction opposite to the reverse direction, the plate-like body is polished while receiving a large rotational resistance from the plate-like body. The fluff eventually tries to change its direction to the reverse direction, but during polishing in which the fluff is subjected to a predetermined rotational resistance, that is, during polishing in which the rotational resistance of the fluff exceeds a predetermined value, the fluff The polishing rate is increased by the rotational resistance.
このような検証結果に基づき、本発明は、板状体に対する研磨具の回転抵抗が前記所定の回転抵抗以下となったときに、研磨具を反転させることを特徴としている。これにより、研磨具を反転すると研磨レートが上がり、また、研磨レートは徐々に低下するが、研磨具の回転抵抗が所定値以下となったときに、研磨具を再度反転させて研磨レートを上げる。このように、板状体から受ける研磨具の回転抵抗に基づいて研磨具の反転を繰り返すことにより、研磨レートは大幅に増減せず、よって研磨レートを略一定に制御して研磨することができる。 Based on such verification results, the present invention is characterized in that the polishing tool is inverted when the rotational resistance of the polishing tool with respect to the plate-like body becomes equal to or less than the predetermined rotational resistance. Accordingly, when the polishing tool is inverted, the polishing rate increases and the polishing rate gradually decreases. However, when the rotational resistance of the polishing tool becomes a predetermined value or less, the polishing tool is inverted again to increase the polishing rate. . In this way, by repeating the reversal of the polishing tool based on the rotational resistance of the polishing tool received from the plate-like body, the polishing rate does not increase or decrease significantly, and therefore the polishing rate can be controlled to be substantially constant for polishing. .
すなわち、本発明においては、前記研磨具の回転方向を所定の周期で、繰り返し反転させる構成としてもよい。 That is, in this invention, it is good also as a structure which reverses the rotation direction of the said grinding | polishing tool repeatedly with a predetermined period.
また、前記研磨具を回転させるモータの負荷電流値に関する下限値を予め定め、研磨時における負荷電流の変化をモニターし、その負荷電流値が下限値に達したタイミングで前記研磨具の自転方向を反転させる構成としてもよい。 Further, a lower limit value related to a load current value of a motor for rotating the polishing tool is determined in advance, a change in the load current at the time of polishing is monitored, and the rotation direction of the polishing tool is determined at a timing when the load current value reaches the lower limit value. It is good also as a structure reversed.
研磨中に研磨レートを直接測定することは困難なので、研磨レートと相関のあるモータの負荷電流値を測定し、負荷電流値が所定の値以下となったときに、すなわち、研磨具の回転抵抗が所定値以下となったときに研磨具の自転方向を反転させる。これにより、本発明によれば、研磨レートを略一定に制御することができる。その他、一定時間毎に研磨具の自転方向を反転させることもできる。 Since it is difficult to directly measure the polishing rate during polishing, the load current value of the motor correlated with the polishing rate is measured, and when the load current value falls below a predetermined value, that is, the rotational resistance of the polishing tool The rotation direction of the polishing tool is reversed when is below a predetermined value. Thus, according to the present invention, the polishing rate can be controlled to be substantially constant. In addition, the direction of rotation of the polishing tool can be reversed at regular intervals.
また、本発明は、前記研磨具は所定の公転中心を中心に公転し、公転方向が自転方向の反転と同時に反転される構成としてもよい。自転、公転する研磨具の場合には、自転軸を回転させるトルクと公転軸を回転させるトルクとのバランス関係から、自転方向の反転と同時に公転方向も反転することが好ましい。 Further, the present invention may be configured such that the polishing tool revolves around a predetermined revolution center and the revolution direction is reversed simultaneously with the reversal of the rotation direction. In the case of a polishing tool that rotates and revolves, it is preferable that the revolving direction is reversed simultaneously with the reversal of the rotation direction from the balance relationship between the torque that rotates the revolving shaft and the torque that rotates the revolving shaft.
また、本発明には、前記研磨具を、板状体の移動方向に沿って複数台配置する構成としてもよい。本発明の研磨具は、連続式の研磨装置に好適である。 In the present invention, a plurality of the polishing tools may be arranged along the moving direction of the plate-like body. The polishing tool of the present invention is suitable for a continuous polishing apparatus.
また、本発明は、前記研磨具をツルーイング部材に押し付けるとともに前記研磨具及び前記ツルーイング部材を相対的に回転させて前記研磨具を形直しするツルーイング工程が備えられ、前記ツルーイング工程後に行われる前記板状体の研磨時の前記研磨具の自転方向が、前記ツルーイング工程時の回転方向に対して逆方向に設定される構成としてもよい。 Further, the present invention includes a truing step of pressing the polishing tool against a truing member and reshaping the polishing tool by relatively rotating the polishing tool and the truing member, and the plate performed after the truing step It is good also as a structure by which the autorotation direction of the said grinding | polishing tool at the time of grinding | polishing of a shaped object is set to a reverse direction with respect to the rotation direction at the time of the said truing process.
本発明は、研磨具のツルーイングに関するものである。研磨具は、板状体の研磨時に定期的にツルーイング部材によってツルーイングされるが、このツルーイング工程後に行われる板状体の研磨時において、研磨具の自転方向を、ツルーイング工程時の回転方向に対して逆方向に設定する。ツルーイング時において研磨具の毛羽は、研磨具とツルーイング部材との相対的な回転により、ツルーイング方向上流側から下流側に向けて傾斜した方向性を持つ。よって、ツルーイング時に生じた毛羽の傾斜方向に対して研磨具を逆方向に回転させて板状体を研磨することにより、毛羽は大きな回転抵抗を受けながら板状体を研磨する。しがたって、この毛羽の回転抵抗により板状体の研磨レートが上がる。 The present invention relates to truing of an abrasive tool. The polishing tool is regularly trued by the truing member during the polishing of the plate-like body. When the plate-like body is polished after the truing process, the rotation direction of the polishing tool is changed with respect to the rotation direction during the truing process. And set it in the opposite direction. During truing, the fluff of the polishing tool has a direction that is inclined from the upstream side to the downstream side in the truing direction due to the relative rotation of the polishing tool and the truing member. Therefore, by rotating the polishing tool in the reverse direction with respect to the direction of fluff inclination generated during truing, the plate-like body is polished, so that the fluff polishes the plate-like body while receiving a large rotational resistance. Therefore, the polishing rate of the plate-like body is increased by the rotational resistance of the fluff.
また、本発明は、前記ツルーイング工程時における前記ツルーイング部材と前記研磨具との相対的な回転方向が、ツルーイング工程直前の前記研磨具の自転方向と同方向に設定されている構成としてもよい。 Moreover, this invention is good also as a structure by which the relative rotation direction of the said truing member at the time of the said truing process and the said polishing tool is set to the same direction as the autorotation direction of the said polishing tool immediately before a truing process.
本発明によれば、ツルーイング工程直前の研磨具の毛羽は、ツルーイング工程直前の研磨具の自転方向に傾斜した特性を有している。このような研磨具をツルーイングするに当たり、ツルーイング部材と研磨具との相対的な回転方向を、ツルーイング工程直前の研磨具の自転方向と同方向に設定することにより、ツルーイング時に研磨具の毛羽に与える方向性を更に強調することができる。すなわち、毛羽の傾斜角度を更に大きくすることができるので、ツルーイング工程後に行う研磨時の毛羽の回転抵抗をより一層大きくすることができ、板状体の研磨レートを大幅に上げることができる。 According to the present invention, the fluff of the polishing tool immediately before the truing process has a characteristic that it is inclined in the rotation direction of the polishing tool immediately before the truing process. When truing such a polishing tool, the relative rotation direction of the truing member and the polishing tool is set to the same direction as the direction of rotation of the polishing tool immediately before the truing process, thereby giving the polishing tool fluff during truing. The directionality can be further emphasized. That is, since the fluff inclination angle can be further increased, the rotational resistance of the fluff during polishing performed after the truing process can be further increased, and the polishing rate of the plate-like body can be significantly increased.
なお、ツルーイングとは、ダイヤモンド砥石等のツルーイング部材の表面に研磨具の作用面を押し付け、ツルーイング部材及び研磨具を相対的に回転させることにより、研磨具の作用面の振れを取る作業、及び長時間使用した研磨具の作用面を形状修正する作業を言う。 In addition, truing is a work to remove the deflection of the working surface of the polishing tool by pressing the working surface of the polishing tool against the surface of a truing member such as a diamond grindstone and rotating the truing member and the polishing tool relative to each other. This refers to the work of correcting the shape of the working surface of the polishing tool used over time.
以上説明したように本発明の板状体の研磨方法によれば、研磨具の自転方向を所定のタイミングで反転させるので、板状体の研磨レートを略一定に制御することができる。 As described above, according to the method for polishing a plate-like body of the present invention, the rotation direction of the polishing tool is reversed at a predetermined timing, so that the polishing rate of the plate-like body can be controlled to be substantially constant.
以下、添付図面に従って本発明に係る板状体の研磨方法の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a method for polishing a plate-like body according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1には、実施の形態に係る板状体の研磨方法が適用された研磨装置10の鳥瞰図が示されている。図2は、図1に示した研磨装置10の概略平面図であり、同図には研磨具12の形状、配置位置、及び動作に関する内容が示されている。実施の形態の研磨装置10は、例えば2200mm(幅)×2600mm(長さ)以上のサイズの液晶ディスプレイ用ガラス基板Gを連続搬送しながら、その搬送路に沿って配置された複数台の円形研磨具12、12…によってガラス基板Gを連続研磨する装置である。
FIG. 1 shows a bird's-eye view of a
図1の如く研磨対象のガラス基板Gは、テーブル14に接着された不図示の吸着シートにその研磨対象面と反対側の面が吸着保持され、図1、図2の矢印Xで示すように後述する搬送装置によってテーブル14が連続的に搬送される。そして、テーブル14の搬送中に前記搬送路の上方に設置された複数台の研磨機の各々の研磨具12、12…によって研磨対象面が、液晶ディスプレイ用ガラス基板Gで要求される平坦度に研磨される。なお、研磨終了したガラス基板Gは、洗浄装置16によって洗浄される。
As shown in FIG. 1, the glass substrate G to be polished is held on the suction sheet (not shown) adhered to the table 14 by suction and holds the surface opposite to the surface to be polished, as indicated by an arrow X in FIGS. The table 14 is continuously transported by a transport device to be described later. And the surface to be polished has a flatness required by the glass substrate G for liquid crystal display by each of the
図2に示すように、研磨具12、12…は、ガラス基板Gの幅Wよりも小さい直径Dで構成され、後述する研磨機の自転/公転機構によって所定の回転中心を中心に回転されるとともに、所定の公転中心を中心に公転されながらガラス基板Gを研磨する。なお、図2において、実線で示した円は、研磨具12、12…の現在の姿勢を示しており、二点鎖線で示した多数の円は、ガラス基板Gが研磨具12、12…と接触した部分のエッジ部が示されている。これらの円でも分かるように、研磨具12、12…は所定の公転中心を中心に公転される。
As shown in FIG. 2, the
また、研磨具12、12…はガラス基板Gの移動中心線Lを基準として対を成して配置されるとともに、移動方向に位置をずらした千鳥状に配置され、研磨具12、12…が移動中心線Lを越えてガラス基板Gを研磨するように配置される。
In addition, the
このように構成された連続式の研磨装置10によれば、ガラス基板Gの幅Wよりも直径Dが小さい小型の研磨具12を複数台揃え、これらの研磨具12、12…をガラス基板Gの移動中心線Lを基準として左右に対を成して配置し、研磨具12、12…が中心線Lを越えてガラス基板Gを研磨することにより、ガラス基板Gの全面を研磨することができる。
According to the
図3は、研磨機20の断面構造図である。この研磨機20は、テーブル14を跨ぐように設置されている。
FIG. 3 is a sectional structural view of the polishing
まず、テーブル14の搬送装置について説明すると、テーブル14の下部には一対のガイドブロック22、22が設けられ、このガイドブロック22、22が、基台24上に配設された一対のガイドレール26、26に摺動自在に係合されている。また、テーブル14の下部中央部には、ラック28がテーブル14の長手方向に沿って固定されており、ラック28はピニオン29に噛合されている。ピニオン29は、基台24に回転自在に支持されるとともに、不図示のモータの出力軸に連結され、モータの駆動力によって回転される。これにより、ラック28がピニオン29に送られて、テーブル14が図1、図2で示したX方向に所定の速度で搬送される。
First, the conveying device for the table 14 will be described. A pair of guide blocks 22, 22 are provided at the lower part of the table 14, and the guide blocks 22, 22 are arranged on a
テーブル14の搬送によって、テーブル14上の吸着シートに保持されたガラス基板Gが、研磨機20、20…の下方を順次通過し、この通過中に研磨機20、20…の研磨具12、12…によって少量ずつ研磨される。そして、最終的に液晶ディスプレイ用ガラス基板で要求される平坦度のものが製造される。なお、テーブル14の搬送速度は、研磨状況によって変更できるように制御されている。また、研磨具12としては、発泡ポリウレタンパッド、スェード系パッド等が適用され、更に、研磨時に供給されるスラリには、酸化セリウム又は酸化ジルコニウム等の遊離砥粒が含有されている。
As the table 14 is conveyed, the glass substrate G held on the suction sheet on the table 14 sequentially passes below the polishing
研磨機20は、テーブル14の上方に設けられ、テーブル14と直交する主軸30を有している。この主軸30は、上下に配置されたベアリング32、32を介して本体ケーシング34に回転自在に支持されており、本体ケーシング34は、その両側に配置された一対のポスト36、36に固定されている。また、ポスト36、36の下部には、基台24に設置された油圧ジャッキ38のピストン40がそれぞれ連結されている。よって、ピストン40、40が同時に伸縮動作されると、ポスト36、36を介して本体ケーシング34が昇降移動される。これにより、研磨具12を備えた研磨ヘッド42が、テーブル14に対して上下方向に進退移動される。
The polishing
一方、主軸30には、主軸30の軸心O1に対して偏心した軸心O2を中心軸とする挿通孔30Aが形成されている。挿通孔30Aには出力軸44が挿通され、出力軸44は、その中心軸が前記軸心O2と合致するように、上下に配置されたベアリング46、46を介して主軸30に回転自在に支持されている。On the other hand, the
主軸30の上周部には、ギヤ48が設けられている。このギヤ48にはギヤ50が噛合されており、ギヤ50には軸52を介してギヤ54が連結されている。また、ギヤ54には、アイドルギヤ56を介して出力ギヤ58が噛合され、出力ギヤ58は、公転用モータ60のモータ出力軸62に固定されている。これにより、モータ60の駆動力がギヤ58、56、54、50、48を介して減速されて主軸30に伝達されるので、主軸30が所定の回転数で回転される。このように主軸30が回転されると、出力軸44は、主軸30の軸心O1を中心とした円周に沿って公転する。すなわち、研磨具12が軸心O1を中心に公転運動する。A
出力軸44の下端部には、円形に形成された研磨ヘッド42がロータリージョイント64を介して連結されている。研磨ヘッド42は上定盤66、研磨定盤68、研磨具12、及び空気ばね70、70…等から構成される。
A polishing
上定盤66は、ビビリ防止の目的で剛性の高いステンレスで造られている。研磨定盤68は、鋳鉄製又はステンレス製の高剛性構造であり、上定盤66に空気ばね70、70…を介して連結されている。これらの空気ばね70、70…は、研磨ヘッド42の軸芯O2を中心とする円周上に所定の間隔をもって配設されるとともに、上定盤66に形成された不図示のエア通路、及びロータリージョイント64を介して不図示のエアポンプに接続されている。したがって、エアポンプからの圧縮エアがロータリージョイント64及びエア通路を介して空気ばね70、70…に供給されると、空気ばね70、70…が膨張する。よって、空気ばね70、70…のばね力が研磨定盤68を介して研磨具12に伝達されるので、研磨具12に研磨圧力が与えられる。なお、この研磨圧力は、空気ばね70、70…に供給されるエア圧力を制御することにより調節される。The
一方、出力軸44の上端部は、ユニバーサルジョイント72を介して自転用モータ74の出力軸76に連結されている。したがって、モータ74の駆動力によって出力軸44が軸心O2を中心に回転する。すなわち、研磨具12が軸心O2を中心に自転運動する。なお、出力軸44が軸心O1を中心に公転運動されていても、出力軸44はユニバーサルジョイント72を介してモータ74の出力軸76に連結されているので、研磨具12は支障無く自転運動する。On the other hand, the upper end portion of the
次に、研磨機20の作用について説明する。
Next, the operation of the polishing
まず、研磨機20の油圧ジャッキ38のピストン40を伸縮させることにより、本体ケーシング34を上下移動させ、テーブル14に対する研磨ヘッド42の高さ位置を調整する。そして、空気ばね70に供給するエア量を調整し、研磨圧力をその研磨機20、20…毎に設定する。
First, the
次に、テーブル14を搬送方向に搬送する。そして、これと同時に、研磨機20の公転用モータ60及び自転用モータ74をそれぞれ駆動して、研磨具12を図4の如く、軸心O1を中心に公転運動させるとともに、軸心O2を中心に自転運動させながら、テーブル14で搬送されてきたガラス基板Gを研磨する。Next, the table 14 is transported in the transport direction. Then, at the same time, by driving the revolving motor 60 and the self-rotating
このように、研磨機20では、研磨具12を自転公転運動させながらガラス基板Gを研磨するので、ガラス基板Gは、研磨具12の公転軌跡と自転軌跡との複合軌跡で研磨される。よって、この研磨機20が複数台並設されて構成された連続式の研磨装置10によれば、研磨具12の公転回転数を上げることなく、研磨効率を向上させることができる。また、研磨具12の研磨圧力も必要以上に上げる必要もないので、ガラス基板Gの研磨面の平坦度も向上する。
As described above, in the polishing
ところで、従来の研磨装置は、研磨具の回転方向が時計方向または反時計方向のいずれか一つの方向のみに設定されているため、研磨時間の経過とともにガラス基板の研磨レートが低下していく。そして、研磨レートが所定の閾値を下回ると、その研磨パッドをツルーイングしている。また、従来の研磨装置は、研磨具のツルーイングの必要性が無い場合でも、研磨レートは研磨時間の経過とともに低下していくので、研磨レートを略一定にして連続研磨することができない。 By the way, in the conventional polishing apparatus, since the rotation direction of the polishing tool is set to only one of the clockwise direction and the counterclockwise direction, the polishing rate of the glass substrate decreases as the polishing time elapses. When the polishing rate falls below a predetermined threshold, the polishing pad is trued. Further, even if the conventional polishing apparatus does not require truing of the polishing tool, the polishing rate decreases with the lapse of the polishing time, so that the polishing rate cannot be made constant at a constant rate.
実施の形態の研磨装置10は、従来の研磨装置が持つ欠点を解消し、研磨レートを略一定に制御してガラス基板を研磨することを目的としてなされたものである。すなわち、実施の形態の研磨装置10による研磨方法は、研磨具12の自転方向を所定のタイミングで反転させている。
The polishing
研磨具12を反転させれば研磨レートを略一定に制御することができるという理由について説明する。
The reason why the polishing rate can be controlled to be substantially constant by reversing the polishing
図5Aに示すように、研磨具12をマクロ的に見て研磨具ベース(硬質部)12Aと毛羽(軟質部)12Bとに分離して考えると、ガラス基板Gを実際に研磨する毛羽12Bは、研磨やツルーイング等によって方向性を持つ。つまり毛羽12Bは、図5Bで示すように、研磨具からガラス基板G方向にみた場合に研磨方向(grinding direction)と反対方向に傾斜している。このような方向性を持った状態で研磨を継続すると、ガラス基板Gに対する毛羽12Bの回転抵抗が低下していくため、研磨レートが研磨時間の経過とともに低下していく。そこで、ガラス基板Gに対する毛羽12Bの回転抵抗が所定値以下となったときに、すなわち、毛羽12Bによる研磨が良好に実施できなくなったときに、そのタイミングで研磨具12の自転方向を反転させる。そうすると毛羽12Bは、図5Cの如く、その反転方向とは逆方向に方向性を有しているため、今度はガラス基板Gから大きな抵抗(resistance increases)を受けながらガラス基板Gを研磨するようになる。毛羽12Bは、図5Dに示すように、最終的に反転した向きに方向を変えようとするが、毛羽12Bが所定の回転抵抗を受けている研磨中では、つまり、毛羽12Bの回転抵抗が所定値を超えている研磨中では、毛羽12Bの前記回転抵抗により研磨レートが上がる。
As shown in FIG. 5A, when the polishing
このような検証結果に基づき、実施の形態の研磨方法は、ガラス基板Gに対する研磨具12の回転抵抗が前記所定の抵抗以下となったときに、研磨具12の自転方向を正転(normal rotation)から逆転(reverse rotation)させて反転させる。これにより、研磨具12を反転すると研磨レート(grinding rate)が上がり、また、研磨レートは徐々に低下するが、研磨具12の回転抵抗が所定値以下となったときに、研磨具12を再度反転させて研磨レートを上げる。このように、ガラス基板Gから受ける研磨具12の回転抵抗に基づいて研磨具12の反転を繰り返すことにより、研磨レートは大幅に増減せず、よって研磨レートを略一定に制御して研磨することができる。
Based on such verification results, the polishing method of the embodiment is configured so that when the rotational resistance of the polishing
実施の形態の研磨方法によれば、図6に示すグラフの如く、研磨具12を回転させるモータ74(図3参照)の負荷電流値(load current value)が所定の値(TH値)以下となったとき研磨具12の自転方向を反転させている。すなわち、実施の形態の研磨装置10は、モータ74(図3参照)の負荷電流値が所定の値(TH値)以下となったとき研磨具12の自転方向を反転させる制御部を備えている。なお、ガラス基板Gの研磨中に研磨レートを直接測定し、研磨レートに基づいて研磨具12の回転方向を反転してもよいが、ガラス基板Gの研磨中に研磨レートを直接測定することは困難なので、研磨レートと相関のあるモータ74の自転電流値を測定し、その電流値に基づいて研磨具12を反転させている。
According to the polishing method of the embodiment, as shown in the graph of FIG. 6, the load current value (load current value) of the motor 74 (see FIG. 3) that rotates the polishing
図6のグラフを説明すると、横軸は時間軸であり、右縦軸はモータ74の自転電流値を示している。この自転電流値は所定の電圧でモータを駆動した際に、負荷の状態によって変動し得るので負荷電流値とも呼ばれる。左縦軸は研磨レート(単位:μm/分)を示している。また、図6によれば、モータ74の回転方向を切り替えるための自転電流値の閾値が所定の下限値(図中のTH値)に設定されている。
Referring to the graph of FIG. 6, the horizontal axis is the time axis, and the right vertical axis indicates the rotation current value of the
自転電流値の閾値は、反転直後の自転電流値の65%の電流値であることが好ましい。70%の電流値であることがより好ましく、80%の電流値であることが特に好ましい。 The threshold value of the rotation current value is preferably a current value of 65% of the rotation current value immediately after the inversion. A current value of 70% is more preferable, and a current value of 80% is particularly preferable.
また、一定時間毎に研磨具の自転方向を反転させる場合は、反転直後から上記の自転電流値の閾値となる迄に要する時間の最短時間を反転させる間隔とすることができる。この様に反転時間を決めることによって、反転直後から上記の自転電流値の閾値となる迄に要する時間がばらつくことがあっても研磨レートをほぼ一定にすることができる。 Further, when the direction of rotation of the polishing tool is reversed every predetermined time, the minimum time of the time required from the time immediately after the reversal to the threshold value of the rotation current value can be reversed. By determining the inversion time in this way, the polishing rate can be made substantially constant even if the time required from immediately after the inversion to the threshold value of the autorotation current value varies.
更に、この実験例は、自転回転数、公転回転数、ガラス基板Gに対する研磨具12の圧力、及びスラリ供給量をそれぞれ所定の値に設定して実施したものである。
Further, in this experimental example, the rotation speed, the revolution speed, the pressure of the polishing
同図に示すように、本発明においては、自転電流値がTH値以下になるとモータ74が正転から逆転に、逆転から正転に反転するようにモータの駆動制御を設定している。そのため、同図のグラフに現れているように、自転電流値(研磨レート)が上がり、そして、研磨時間の経過とともに自転電流値(研磨レート)が下がってくる。そして、その自転電流が再びTH値以下になるとモータ74が反転するため自転電流値(研磨レート)は再び上がる。このように、自転電流値と研磨レートは正の相関関係を持っている。そして、直接、制御することができる自転電流値の閾値(TH値)を設定し、その閾値に基づきモータ74による研磨具12の自転方向を反転する。この構成により、同図に示す研磨レートの上下変動(棒グラフ)の度合いを抑制し、研磨レートを略一定に制御して研磨することができる。
As shown in the figure, in the present invention, motor drive control is set so that the
また、実施の形態の研磨方法によれば、前述した制御部がモータ60も制御して、研磨具12の自転方向の反転と同時に研磨具12の公転方向も反転させている。実施の形態の研磨機20のように、研磨具12を自転、公転させる装置の場合には、自転軸(出力軸44:図3参照)を回転させるトルクと公転軸(主軸30:図3参照)を回転させるトルクとのバランス関係から、自転方向の反転と同時に公転方向も反転することが好ましい。
Further, according to the polishing method of the embodiment, the control unit described above also controls the motor 60 to reverse the revolution direction of the polishing
なお、実施の形態では、研磨機20が複数台並設された連続式の研磨装置10について説明したが、1台の研磨機20からなる研磨装置に、本発明の研磨方法を適用してもよく、また、研磨具12が自転及び公転する研磨機20について説明したが、研磨具12が自転のみする研磨装置に、本発明の研磨方法を適用してもよい。
In the embodiment, the
上記の実施例では、研磨具12の自転方向、公転方向を所定のタイミングで反転させて、ガラス基板Gの研磨レートを略一定に制御する例について述べた。これに対して、定期的に実施される研磨具12のツルーイングにおいても、ツルーイング直後の研磨具12の自転方向、及びツルーイング直前の研磨具12の自転方向を着目することによりガラス基板Gの研磨レートを上げることができる。
In the above embodiment, the example in which the rotation direction and the revolution direction of the polishing
すなわち、実施の形態の研磨方法は、ツルーイング工程を備える。ツルーイング工程とは、図7Aに示すように、研磨具12をツルーイング部材80に押し付けるとともに研磨具12及びツルーイング部材80を相対的に自転又は自公転させて研磨具12を形直しする工程である。なお、図7Aでは、固定のツルーイング部材80に対して研磨具12を矢印A方向に自転又は自公転させてツルーイングを実施しているが、研磨具12を固定してツルーイング部材80を自転又は自公転してもよく、研磨具12及びツルーイング部材80の双方を自転させてもよい。ツルーイング部材80としては、円盤状または矩形状に構成されたダイヤモンド砥石を例示することができる。
That is, the polishing method of the embodiment includes a truing process. The truing process is a process of reshaping the polishing
研磨レートを上げる一例は、図7Bの如く、ツルーイング工程後に行われるガラス基板Gの研磨時の研磨具12の矢印Bで示す自転方向を、図7Aで示したツルーイング工程時の矢印Aで示す自転方向に対して逆方向に設定するものである。
As an example of increasing the polishing rate, as shown in FIG. 7B, the rotation direction indicated by the arrow B of the polishing
研磨具12は、ガラス基板Gの研磨時に定期的にツルーイング部材80によってツルーイングされるが、このツルーイング工程後に行われるガラス基板Gの研磨時において、研磨具12の自転方向を、ツルーイング工程時の自転方向に対して逆方向に設定する。
The polishing
図7Aに示すように、ツルーイング時において研磨具12の毛羽12Bは、研磨具12とツルーイング部材80との相対的な回転により、ツルーイング方向上流側から下流側に向けて傾斜(傾斜角度θ2)した方向性を持つ。よって、ツルーイング時に生じた毛羽12Bの傾斜方向に対して研磨具12を逆方向に自転させてガラス基板Gを研磨する。これにより、図7Bの如く毛羽12Bは、大きな回転抵抗を受けながらガラス基板Gを研磨する。しがたって、この毛羽12Bの回転抵抗によりガラス基板Gの研磨レートが上がる。As shown in FIG. 7A, during truing, the
模式的に示した図8のグラフを用いて具体的に説明する。 This will be specifically described with reference to the graph of FIG.
同図のグラフの横軸tは時間軸であり、左縦軸は研磨レート(単位:μm/分)を示している。このグラフの如く、研磨具12を正転、反転を繰り返してガラス基板Gの研磨を実施し、この研磨工程のタイミング(A)で研磨具12のツルーイングを図7Aの如く実施する。この後、図7Bの如く研磨具12の自転方向を、ツルーイング時の方向に対して逆方向に設定し、ガラス基板Gの研磨を継続する。図8のグラフに示すように、ツルーイング後の研磨レートのピーク値(a)が、通常の正転、反転動作による研磨レートのピーク値(b)に対して大幅に上がることが分かる。
The horizontal axis t of the graph in the figure is the time axis, and the left vertical axis indicates the polishing rate (unit: μm / min). As shown in this graph, the glass substrate G is polished by repeating the normal rotation and inversion of the polishing
比較例として、図9のグラフを用いて説明する。 A comparative example will be described using the graph of FIG.
この比較例は、ツルーイング時の研磨具12の自転方向と、ツルーイング直後の研磨具12の自転方向を同一としたものである。この比較例によれば、タイミング(A)のツルーイングによる研磨具12の形直しによって、ツルーイング直後の研磨レートのピーク値は、b値からc値に上がるが、その上がり量(c値−b値)は、図8に示した実施例の上がり量(a値−b値)と比較して少ないのが分かる。
In this comparative example, the direction of rotation of the polishing
ところで、図7A及び7Bの実施例では、研磨具12が新品の状態、又はドレッシング直後の状態では大きな効果を得ることができる。しかしながら、研磨具12を長時間継続して使用すると、研磨で戻された毛羽12Bの癖を、ツルーイングでは十分に戻すことができなくなり、研磨レートを大幅に上げることができなくなる。
By the way, in the embodiment of FIGS. 7A and 7B, a great effect can be obtained when the polishing
つまり、図10Aに示すようにツルーイング時には、研磨具12を矢印A方向に自転させ、その直後に実施する研磨時においては図10Bの如く、研磨具12を矢印B方向に反転させる。この状態で研磨を継続すると図10Cの如く、研磨具12の毛羽12Bが研磨方向に沿って傾斜していき、結果として研磨レートが低下していく。そして、図10Dの如く、その後にツルーイングを矢印A方向に実施しても、研磨で戻された毛羽12Bの癖を、図10Aのような状態に戻すことができなくなる。よって、その直後に実施する研磨の研磨レートを上げることができなくなる。
That is, as shown in FIG. 10A, the polishing
このような場合には、ツルーイング工程時におけるツルーイング部材と研磨具12との相対的な回転方向を、ツルーイング工程直前の研磨具12の自転方向と同方向に設定する。
In such a case, the relative rotation direction of the truing member and the polishing
ツルーイング工程直前の研磨具12の毛羽12Bは、ツルーイング工程直前の研磨具12の自転方向に傾斜した特性を有している。このような研磨具12をツルーイングするに当たり、ツルーイング部材と研磨具12との相対的な回転方向を、ツルーイング工程直前の研磨具12の自転方向と同方向に設定することにより、ツルーイング時に研磨具12の毛羽12Bに与える方向性を更に強調することができる。すなわち、図11Aに示すように毛羽12Bの傾斜角度θ1を、図7Aに示した傾斜角度θ2と比較して大きくすることができるので、図11Bの如く、ツルーイング工程後に研磨具12を反転させた際の毛羽12Bの回転抵抗をより一層大きくすることができる。よって、ガラス基板Gの研磨レートを大幅に上げることができる。The
なお、図11Aでは、ツルーイング方向を矢印Bで示し、図11Bでは研磨方向を矢印Aで示している。すなわち、図7A及び7B、図10A〜10Dに対してツルーイング方向を反転し、その直後に実施される研磨具12の自転方向も反転させた例が示されている。
In FIG. 11A, the truing direction is indicated by an arrow B, and in FIG. 11B, the polishing direction is indicated by an arrow A. That is, an example in which the truing direction is reversed with respect to FIGS. 7A and 7B and FIGS. 10A to 10D and the rotation direction of the polishing
模式的に示した図12のグラフを用いて具体的に説明する。 This will be specifically described with reference to the graph of FIG.
同図のグラフの横軸tは時間軸であり、左縦軸は研磨レート(単位:μm/分)を示している。このグラフの如く、研磨具12を正転、反転を繰り返してガラス基板Gの研磨を実施し、この研磨工程のタイミング(A)、(B)で、図7Aで示したツルーイングを実施する。そして、その後のタイミング(C)で、図11Aで示したツルーイングを実施した後、図11Bの如く、研磨具12を反転させて研磨を継続する。これにより、図12のグラフの如く、図11Aのツルーイング後の研磨レートのピーク値(d)が、直前の研磨レートの値(e)に対して大幅に上がることが分かる。なお、その後にタイミング(D)、(E)で実施されるツルーイングは図7A及び7Bに示したツルーイングである。すなわち、図11Aで示したツルーイングは、ツルーイング毎に実施してもよいが、研磨レートが所定値を下回った際に間欠的に実施したり、必要な時に実施したりすることが好ましい。
The horizontal axis t of the graph in the figure is the time axis, and the left vertical axis indicates the polishing rate (unit: μm / min). As shown in this graph, the glass substrate G is polished by repeating the normal rotation and inversion of the polishing
本出願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、2009年6月4日出願の日本特許出願(特願2009-135108)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。 Although this application has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. This application is based on a Japanese patent application filed on June 4, 2009 (Japanese Patent Application No. 2009-135108), the contents of which are incorporated herein by reference.
本発明の板状体の研磨装置による研磨対象物は、FPD用ガラス基板に限定されず、建材用やミラー用等の一般的なガラス板を対象としてもよく、また、金属製板状体を対象としてもよい。 The object to be polished by the plate polishing apparatus of the present invention is not limited to a glass substrate for FPD, and may be a general glass plate for building materials, mirrors, etc. It may be a target.
10…研磨装置
12…研磨具
12A…研磨具ベース
12B…毛羽
14…テーブル
16…洗浄装置
20…研磨機
22…ガイドブロック
24…基台
28…ラック
29…ピニオン
30…主軸
32…ベアリング
34…本体ケーシング
36…ポスト
38…油圧ジャッキ
40…ピストン
42…研磨ヘッド
44…出力軸
46…ベアリング
48…ギヤ
50…ギヤ
52…軸
54…ギヤ
56…アイドルギヤ
58…出力ギヤ
60…公転用モータ
62…モータ出力軸
64…ロータリージョイント
66…上定盤
70…空気ばね
72…ユニバーサルジョイント
74…自転用モータ
76…出力軸
80…ツルーイング部材DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記研磨具の自転方向を所定のタイミングで反転させることを特徴とする板状体の研磨方法。In the plate body polishing method of polishing the plate body with a rotating polishing tool while moving the plate body in a predetermined direction,
A polishing method for a plate-like body, wherein the rotation direction of the polishing tool is reversed at a predetermined timing.
前記ツルーイング工程後に行われる前記板状体の研磨時の前記研磨具の自転方向が、前記ツルーイング工程時の回転方向に対して逆方向に設定される請求項1〜5のいずれか1項に記載の板状体の研磨方法。A truing step of pressing the polishing tool against a truing member and reshaping the polishing tool by rotating the polishing tool and the truing member relatively;
The rotation direction of the said grinding | polishing tool at the time of grinding | polishing of the said plate-shaped body performed after the said truing process is set to a reverse direction with respect to the rotation direction at the time of the said truing process. Polishing method for plate-like body.
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