JPWO2011122454A1 - ガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、自己吸着型シート（３２）が両面接着シート（３４）を介してバックプレートに貼り付けられて構成されるとともに、前記自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持されるガラス基板の保持用膜体において、前記両面接着シートは、シート状の基材（３８）と該基材の両面に備えられた粘着層（４０，４２）とから構成され、前記粘着層は、前記基材の同一面内においてそれぞれ所定の隙間（Ｂ””，Ｂ””）をもって備えられ、前記基材の両面に備えられた粘着層間の隙間が粘着層の積層方向において重ならないガラス基板の保持用膜体に関する。

Description

本発明は、ガラス基板を加工する際に、ガラス基板を保持するガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法に関する。

液晶ディスプレイ用に適用されるガラス基板は、その表面の微小な凹凸やうねりが画像に歪みを与える原因となる。このため、その微小な凹凸やうねりを研磨装置によって除去することにより、所望の平坦度を有するガラス基板に加工される。このような研磨装置として、研磨定盤に貼り付けられた研磨パッドに、研磨ヘッドに保持されたガラス基板を押し当てるとともに、研磨定盤及び研磨ヘッドを相対的に回転させてガラス基板を研磨する研磨装置を、本願出願人が特許文献１において開示している。また、特許文献１の研磨装置では、研磨ヘッドに取り付けられる自己吸着型の保持用膜体にガラス基板を吸着保持させることにより、ガラス基板を研磨ヘッドに取り付ける。

最近では、液晶ディスプレイ用のガラス基板の大型化に伴い、このガラス基板を研磨ヘッドに吸着保持させるための保持用膜体のサイズも大型化している。この保持用膜体は、多孔質性の自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられることにより構成され、この自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持される。

Ｇ１０と称されるサイズ（３１３０ｍｍ×２８８０ｍｍ）のマザーガラス基板を研磨加工する場合、そのサイズのガラス基板を保持する保持用膜体の製造において、自己吸着型シートやバックプレートは、それに対応したサイズの製品を既存の製造設備で製造することができる。しかしながら、自己吸着型シートをバックプレートに接着する両面接着シートは、既存の製造設備では単一の製品として製造することができず、製造する場合には新規設備投資が必要となり、製造コストが増大するという問題があった。

両面接着シートは、ポリエチレンテレフタレート等の基材の両面に接着剤が塗布された粘着層を備えている。前記基材については、既存の製造設備でも前記Ｇ１０サイズのものを製造することができる。しかし、接着剤の塗布装置は、塗布エリアがあまりにも広いことに起因して既存の設備では対応することができなかった。

そこで、従来では、既存のサイズの両面接着シートを少なくとも２枚使用して、自己吸着型シートをバックプレートに接着保持していた。

自己吸着型シートとしては特許文献２に示されるように、ポリウレタン樹脂で形成された軟質プラスチックシートとしてのポリウレタンシートを例示できる。特許文献２のポリウレタンシートは、その表面層に微多孔が形成され、表面層に水等の液体を含ませることで、表面層の微多孔に浸入した液体の表面張力により研磨定盤に研磨パッドを接着するものである。このポリウレタンシートによってガラス基板を自己吸着保持することもできるため、自己吸着型シートとして使用されている。

ところで、複数枚の両面接着シートを使用する従来の保持用膜体において、隣接する両面接着シートの端部同士を隙間無く貼り付けることは難しい。

図８は、自己吸着型シート１が２枚の両面接着シート２Ａ、２Ｂを介してバックプレート３に貼着され、自己吸着型シート１にガラス基板Ｇが吸着保持された保持用膜体６の断面図が示されている。隣接する両面接着シート２Ａ、２Ｂの端部同士を隙間無く貼り付けるために、両面接着シート２Ａ、２Ｂの端部同士を若干量重なるように接着するとその重なった部分が凸状となり、これが自己吸着型シート１を介してガラス基板Ｇに凸状部４となって転写される。凸状部４が転写された状態でガラス基板Ｇを研磨すると、研磨後のガラス基板Ｇは、この凸状部４となった部分が図９に示すように逆に凹状部４Ａとなって現れるので、加工表面の平坦性が損なわれ、ガラス基板Ｇの品質（平坦度）が低下するという問題があった。

以上の問題を解決するため、大型のガラス基板を所望の平坦度に研磨するためには、図１０に示すように厚さ方向の隙間（Ａ）と面方向の隙間（Ｂ）を保持用膜体６に持たせることが必要となる。

隙間（Ａ、Ｂ）を有する保持用膜体として、下記の構成の保持用膜体が考えられる。

図１１に示すように、小サイズの保持用膜体６、６を同一面内で所定の隙間（Ａ′、Ｂ′）をもって複数枚使用することにより大サイズとした保持用膜体７。

図１２に示すように、自己吸着型シート１を単一製品とし、両面接着シート２Ｃ、２Ｄを同一面内で所定の隙間（Ａ′′、Ｂ′′）をもって複数枚使用することにより大サイズとした保持用膜体８。

図１３に示すように、自己吸着型シート１を単一製品とし、両面接着シート２Ｅ、２Ｆを同一面内で所定の隙間（Ａ′′′、Ｂ′′′）をもって複数枚使用し、かつ、２枚重ねとするとともに上下２枚の各々の両面接着シート２Ｅ、２Ｆ間の隙間（Ａ′′′、Ｂ′′′）を両面接着シートの積層方向において重ならない構成とすることにより大サイズとした保持用膜体９。

日本国特開２００４−１２２３５１号公報 日本国特開２００７−７８２４号公報

しかしながら、図１１に示した保持用膜体７では、製作誤差を鑑みると隙間（Ｂ′）を小さくすることは困難である。よって、保持用膜体７では、保持用膜体７の厚さ分の大きな隙間（Ａ′）と隙間（Ｂ′）とが存在するため、その隙間（Ａ′、Ｂ′）の位置に対応するガラス基板に、図１４に示すように凸状部４Ｂが大きく現れる。よって、この保持用膜体７では、研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。

また、図１２に示した保持用膜体８の隙間（Ａ′′）は、図１１に示した保持用膜体７の隙間（Ａ′）よりも自己吸着型シート１の厚さ分だけ小さくなる製作誤差に鑑みると隙間（Ｂ′′）を小さくすることも困難である。また、研磨時にはガラス基板と研磨パッドとの摩擦抵抗によって、自己吸着型シート１が面方向に伸びるため、隙間（Ｂ′′）が大きくなる。よって、この保持用膜体８でも、ガラス基板に前記凸状部４Ｂ（図１４参照）が大きく現れるため、研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。

図１３に示した保持用膜体９は、２枚重ねに配置された両面接着シート２Ｅ、２Ｆの各々の基材２Ｇ、２Ｈの強度により、自己吸着型シート１の面方向の伸びを、図１２に示した保持用膜体８よりも小さく抑えることができる。しかしながら、図１３に示すように両面接着シート２Ｅ、２Ｆを２枚重ねれば、２つの隙間（Ａ′′′）の加算値が、図１２の保持用膜体の隙間（Ａ′′）の２倍となり、また、製作誤差に鑑みると隙間（Ｂ′′′）を小さくすることも困難である。したがって、この保持用膜体９でも研磨後のガラス基板の品質を向上させることは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができるガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法を提供することを目的とする。

本発明は、自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられて構成されるとともに、前記自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持されるガラス基板の保持用膜体において、前記両面接着シートは、シート状の基材と該基材の両面に備えられた粘着層とから構成され、前記粘着層は、前記基材の同一面内において所定の隙間をもって備えられ、前記基材の両面に備えられた粘着層間の隙間が粘着層の積層方向において重ならないことガラス基板の保持用膜体を提供する。

本発明の保持用膜体によれば、研磨加工時の自己吸着型シートの面方向の伸びを、自己吸着型シートと同サイズの両面接着シートの基材によって抑えることができる。また、本発明の保持用膜体の隙間（Ｂ′′′′）は、前述した図１２、図１３の保持用膜体８、９の隙間（Ｂ′′、Ｂ′′′）と略同一である。しかしながら、本発明の保持用膜体の隙間（Ａ′′′′）は、基材の両面に備えられた粘着層の厚さ分だけなので、図１１〜図１３の保持用膜体７〜９の隙間（Ａ′）〜（Ａ′′′）よりも大幅に小さくなる。よって、本発明の保持用膜体によれば、保持用膜体７〜９と比較して、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

このような保持用膜体によって保持されて研磨されたガラス基板は、前記隙間が転写されて研磨されることで、その表面に凸状部が形成される。しかしながら、本発明の保持用膜体によれば、前記基材の両面に備えられた粘着層間の前記隙間は、粘着層の積層方向において重ならないため、隙間による転写量を抑えることができる。よって、本発明によれば、ガラス基板の表面に形成される凸状部の高さを低く抑えることができるので、研磨後のガラス基板の品質がより一層向上する。

本発明は、大型のガラス基板を吸着保持する保持用膜体を対象としている。このため、本発明の１枚の自己吸着型シート及び両面接着シートの基材は、大型のガラス基板に対応し得る寸法のものである。また、両面接着シートの粘着層は、既存の塗布装置で塗布することができる最大寸法以下である。

また、本発明によれば、前記ガラス基板のサイズは、３１３０（ｍｍ）×２８８０（ｍｍ）以上であることが好ましい。すなわち、本発明の保持用膜体は、Ｇ１０サイズと称されるサイズ以上のサイズのガラス基板を保持し、そのガラス基板を研磨する。

また、本発明によれば、前記保持用膜体のサイズは、３２００（ｍｍ）×３０００（ｍｍ）以上であることが好ましい。上述したＧ１０サイズ以上のガラス基板を保持するには、３２００（ｍｍ）×３０００（ｍｍ）以上のサイズを有する保持用膜体を使用することが好ましい。

本発明は、前記目的を達成するために、本発明のガラス基板の保持用膜体によってガラス基板を吸着保持し、該ガラス基板の被研磨面を研磨パッドに押し付けて、ガラス基板の被研磨面を必要な平坦度に研磨することを含むガラス基板の研磨方法を提供する。これにより、本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

図１は、実施の形態のガラス基板の保持用膜体が適用されたガラス基板の研磨装置の斜視図である。 図２は、実施の形態の研磨装置の要部構造を示す拡大断面図である。 図３は、第１の実施の形態の保持用膜体の斜視図である。 図４は、実施の形態の保持用膜体の断面図である。 図５は、実施の形態の保持用膜体にガラス基板が吸着保持された断面図である。 図６は、隙間をもって貼着した２枚の両面接着シートによって自己吸着型シートをバックプレートに貼着した断面図である。 図７は、ガラス基板の表面に形成された凸状部の説明図である。 図８は、２枚の両面接着シートの端部を重ねて自己吸着型シートをバックプレートに貼着した断面図である。 図９は、ガラス基板の表面に形成された凹状部の説明図である。 図１０は、保持用膜体の隙間を説明するために用いた断面図である。 図１１は、保持用膜体の第１の比較例を示した断面図である。 図１２は、保持用膜体の第２の比較例を示した断面図である。 図１３は、保持用膜体の第３の比較例を示した断面図である。 図１４は、ガラス基板の表面に形成された凸状部の説明図である。

以下、添付図面に従って本発明に係るガラス基板の保持用膜体、及びガラス基板の研磨方法の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態のガラス基板の保持用膜体が適用されたガラス基板の研磨装置１０の斜視図が示されている。また、図２には、研磨装置１０の要部構造を示す拡大断面図が示されている。

研磨装置１０は、矩形状に製造されたマザーガラス基板（例えば、一辺が３１３０ｍｍ×２８８０ｍｍ（Ｇ１０サイズ）以上、厚み０．７ｍｍ）Ｇの被研磨面Ａを液晶ディスプレイ用ガラス基板に必要な平坦度に研磨する研磨装置である。研磨装置１０は、ガラス基板Ｇを、保持用膜体１２を介してその下面で保持する研磨ヘッド１４と、アルミニウム製のプレート１６を介して研磨パッド１８をその上面で保持する研磨テーブル２０とから構成されている。マザーガラス基板（以下、ガラス基板と称する）Ｇは、自己吸着作用のあるバッキング材等からなる保持用膜体１２に保持されるとともに、研磨ヘッド１４によって被研磨面Ａが研磨パッド１８に押し付けられる。その結果、ガラス基板Ｇは、被研磨面Ａが必要な平坦度に研磨される。保持用膜体１２は、上記サイズの大型のガラス基板Ｇを吸着保持するために、３２００（ｍｍ）×３０００（ｍｍ）以上のサイズを有していることが好ましい。なお、保持用膜体１２の詳細構造については後述する。

研磨中においては図２に示すように、研磨テーブル２０とプレート１６とに貫通形成された多数のスラリ供給孔２２Ａ、２２Ｂ…から、酸化セリウム水溶液等の研磨スラリが研磨パッド１８の下面側から供給されている。これにより、研磨パッド１８が研磨スラリによって浸された状態となる。この状態でガラス基板Ｇが研磨される。スラリ供給孔２２Ａ、２２Ｂ…は、研磨テーブル２０とプレート１６とにおいて密にかつ均一に形成されている。このため、研磨パッド１８に研磨スラリが均一に供給されている。なお、研磨パッド１８としては、例えば発泡ポリウレタンタイプやスウェードタイプのものが使用され、プレート１６に貼着されている。研磨パッド１８は単一構成でもよいが、ガラス基板Ｇのサイズに対応してそのサイズも大きいことから、複数枚の分割パッドを組み合わせて１枚の研磨パッド１８としてもよい。更に、研磨テーブル２０には多数の吸引孔２４Ａ、２４Ｂ…が貫通形成されており、これらの吸引孔２４Ａ、２４Ｂ…は不図示のサクションポンプにバルブを介して接続されている。したがって、前記バルブを開放することにより、サクションポンプの吸引力が吸引孔２４Ａ、２４Ｂ…に伝達されるので、プレート１６が研磨テーブル２０の上面に吸着保持される。前記バルブを閉鎖することにより、サクションポンプの吸引力が解除されるので、研磨パッド１８のメンテナンス、交換の際に研磨テーブル２０から研磨パッド１８をプレート１６とともに取り外すことができる。

図１に示すように研磨ヘッド１４の上部中央には、スピンドル２６が固定され、このスピンドル２６には回転／昇降装置２８が連結されている。回転／昇降装置２８は、研磨装置１０全体を統括制御する制御部３０によって、ガラス基板Ｇの研磨に好適な回転数及び下降動作（押圧力）が制御されている。

図３には、実施の形態の保持用膜体１２の斜視図が示され、図４には、バックプレート３６を除く実施の形態の保持用膜体１２の断面図が示されている。また、図５は、実施の形態の保持用膜体１２にガラス基板Ｇが吸着保持された断面図が示されている。

図４に示すように保持用膜体１２は、１枚の自己吸着型シート３２が同一面内に配された１枚の両面接着シート３４を介して、図３のアルミニウム製のバックプレート３６に貼り付けられて構成される。この自己吸着型シート３２に図５に示すようにガラス基板Ｇが吸着保持される。

自己吸着型シート３２は、特許文献２に開示されているようなポリウレタン樹脂で形成されたポリウレタンシートであり、その厚さは約１．１〜１．５ｍｍであることが好ましい。このポリウレタンシートは、その表面層に微多孔が形成され、表面層に水等の液体を含ませることにより、表面層の微多孔に浸入した液体の表面張力によってガラス基板Ｇを吸着保持することができる。

両面接着シート３４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の基材３８と、基材３８の両面に接着剤が塗布されることにより形成された粘着層４０、４２とから構成される。基材３８の厚さは約７５μｍであることが好ましく、粘着層４０の厚さは約５０μｍであることが好ましい。なお、自己吸着型シート３２側の粘着層４０よりもバックプレート３６側の粘着層４２の厚さを薄くすることにより、ガラス基板Ｇの平坦度向上に寄与することができる。

図３〜図５に示す保持用膜体１２は、１枚の自己吸着型シート３２に、同一面内に両面接着シート３４が１枚配され、両面接着シート３４の粘着層４０は、所定の隙間（Ｓ_１）をもって基材３８に塗布されるとともに、粘着層４２も同様に所定の隙間（Ｓ_２）をもって基材３８に塗布される。そして、これらの隙間（Ｓ_１、Ｓ_２）は粘着層の積層方向において重ならないようにされている。これらの粘着層４０、４２は、既存の塗布装置で塗布することができる最大寸法以下である。

上記のように構成された保持用膜体１２によれば、図６に示すように隙間Ｓ_１に位置する自己吸着型シート３２の一部分３２ａが、研磨時の押圧力等により隙間Ｓ_１に入り込む。その結果、隙間Ｓ_１に対応する自己吸着型シート３２の吸着面に凹状部３２ｂが生じる。したがって、その凹状部３２ｂに吸着保持されているガラス基板Ｇの一部分Ｇ_１が凸状に変形し、ガラス基板Ｇの被研磨面に凹状部５ａが生じる。凹状部５ａが生じた状態でガラス基板Ｇを研磨すると、その凹状部５ａが研磨されない。このため、凹状部５ａとなった部分が研磨後のガラス基板Ｇにおいて図７に示すように凸状部５Ａとなる。

しかし、ガラス基板Ｇの表面に形成される凸状部５Ａの高さａは、図９に示した従来の凹状部４Ａの深さｂ、及び図１４に示した凸状部４Ｂの高さｃと比較してその絶対量が小さくなるので、ガラス基板Ｇの平坦性を損なうものではない。

図６に示すように隙間Ｓ_２に位置する自己吸着型シート３２の一部分３２ｃが、研磨時の押圧力等により隙間Ｓ_２に入り込む方向に変形する。その結果、隙間Ｓ_２に対応する自己吸着型シート３２の吸着面に凹状部３２ｄが生じる。したがって、その凹状部３２ｄに吸着保持されているガラス基板Ｇの一部分Ｇ_２が凸状に変形し、ガラス基板Ｇの被研磨面に凹状部５ｂが生じる。凹状部５ｂが生じた状態でガラス基板Ｇを研磨すると、凹状部５ｂが研磨されない。このため、凹状部５ｂとなった部分が研磨後のガラス基板Ｇにおいて図７に示すように凸状部５Ｂとなる。

しかし、自己吸着型シート３２の一部分３２ａの変形量は、自己吸着型シート３２の一部分３２ｃの変形量よりも小さい。粘着層４０の隙間Ｓ_１は、直接、自己吸着型シート３２の発泡構造部の微孔と接していること、及びその発泡構造部サイズが隙間Ｓ_１のサイズに近いため、粘着層４０や基材３８を介して接している隙間Ｓ_２に比べ自己吸着型シート３２の変形に与える影響が少ないからである。

よって、ガラス基板Ｇの表面に形成される凸状部５Ｂの高さｂは、凸状部５Ａの高さａ、及び図９に示した従来の凹状部４Ａの深さｂと比較してその絶対量が大幅に小さくなる。３２ａの変形量は、ガラス基板Ｇの平坦性を損なうものではない。

実施の形態の保持用膜体１２によれば、研磨後のガラス基板Ｇの品質を向上させることができる。

なお、保持用膜体１２のバックプレート３６には、図５に示すようにシート形状の弾性シート材４４が取り付けられ、この弾性シート材４４の外周には複数の係合部材４６Ａ、４６Ｂ…が固定されている。保持用膜体１２は、弾性シート材４４を張設してこれらの係合部材４６Ａ、４６Ｂ…を図１の研磨ヘッド１４のフック部（不図示）に係合させることにより研磨ヘッド１４に装着される。

図４〜図６に示した所定の隙間Ｓ_１、Ｓ_２は、１．５±１．５ｍｍに設定されることが好ましく、１．５±１．４ｍｍに設定されることが好ましい。すなわち、これらの実施の形態で規定する所定の隙間Ｓ_１、Ｓ_２は０を含み、０〜３．０ｍｍであることが好ましい。隙間が０の場合には、研磨後のガラス基板Ｇに転写による凸状部５Ａ、５Ｂ（図７参照）が発生せず、また、隙間が３．０ｍｍであれば、ガラス基板Ｇに転写によって形成された凸状部５Ａ、５Ｂは、ディスプレイ用ガラス基板Ｇの品質に影響を与えない。

粘着層４０、４２の厚さはそれぞれ５０μｍ以下であることが好ましく、４０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることが特に好ましい。

更に、図４〜図６に示した保持用膜体１２は、研磨加工時の自己吸着型シート３２の面方向の伸びを、自己吸着型シート３２と同サイズの基材３８の強度によって抑えることができる。

一方、大型のガラス基板を所望の平坦度に研磨加工するためには、図１０で説明したように厚さ方向の隙間（Ａ）と面方向の隙間（Ｂ）を保持用膜体に持たせることが必要となる。

そこで、図４に示すように実施の形態の保持用膜体１２の隙間（Ｂ′′′′）は、図１２、図１３に示した保持用膜体８、９の隙間（Ｂ′′、Ｂ′′′）と略同一であるが、実施の形態の保持用膜体１２の隙間（Ａ′′′′）は、基材３８の両面に備えられた粘着層４０、４２の厚さ分だけなので、図１１〜図１３の保持用膜体７、８、９の隙間（Ａ′）〜（Ａ′′′）よりも大幅に小さくなる。

よって、実施の形態の保持用膜体１２によれば、図１１〜図１３に示した保持用膜体７、８、９と比較して、研磨後のガラス基板の品質を向上させることが可能となる。

本発明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、２０１０年３月３０日出願の日本特許出願２０１０−０７７９３４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。

本発明によれば、研磨後のガラス基板の品質を向上させることができる。

１…自己吸着型シート、２Ａ〜２Ｈ…両面接着シート、３…バックプレート、４…凸状部、４Ａ…凹状部、５…凹状部、５Ａ…凸状部、６、７、８、９…保持用膜体、１０…研磨装置、１２、１１２、２１２…保持用膜体、１４…研磨ヘッド、１６…プレート、１８…研磨パッド、２０…研磨テーブル、２２…スラリ供給孔、２４…吸引孔、２６…スピンドル、２８…回転／昇降装置、３０…制御部、３２…自己吸着型シート、３４、３４Ａ、３４Ｂ…両面接着シート、３６…バックプレート、３８…基材、４０、４２…粘着層、４４…弾性シート材、４６…係合部材、Ｇ…ガラス基板

Claims (4)

1. 自己吸着型シートが両面接着シートを介してバックプレートに貼り付けられて構成されるとともに、前記自己吸着型シートにガラス基板が吸着保持されるガラス基板の保持用膜体において、
   前記両面接着シートは、シート状の基材と該基材の両面に備えられた粘着層とから構成され、
   前記粘着層は、前記基材の同一面内においてそれぞれ所定の隙間をもって備えられ、
   前記基材の両面に備えられた粘着層間の隙間が粘着層の積層方向において重ならないガラス基板の保持用膜体。
2. 前記ガラス基板のサイズが、３１３０ｍｍ×２８８０ｍｍ以上である請求項１に記載のガラス基板の保持用膜体。
3. 前記保持用膜体のサイズが、３２００ｍｍ×３０００ｍｍ以上である請求項２に記載のガラス基板の保持用膜体。
4. 請求項１、２又は３に記載のガラス基板の保持用膜体によってガラス基板を吸着保持し、該ガラス基板の被研磨面を研磨パッドに押し付けて、ガラス基板の被研磨面を必要な平坦度に研磨することを含むガラス基板の研磨方法。

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